Способ впрыска масла с переменным давлением
Изобретение относится к системам смазки двигателей под давлением. Способ эксплуатации двигателя содержит масляный инжектор, впрыскивающий масло на поршень двигателя, при этом при появлении признаков преждевременного зажигания регулируют впрыск масла. Изобретение обеспечивает переменный впрыск масла масляным инжектором на поршень двигателя, что позволяет приспособить двигатель к различным рабочим условиям. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу впрыска масла с переменным давлением.
Уровень техники
Форсунки охлаждения поршня или масляные инжекторы могут применяться в двигателе для обеспечения охлаждения цилиндра двигателя. В частности, каждый масляный инжектор распыляет масло на нижнюю сторону соответствующего поршня, чтобы создавать охлаждающий эффект на поршне. Кроме того, масло распространяется с нижней стороны поршня на окружающие стенки соответствующего цилиндра двигателя, когда поршень совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре двигателя, чтобы обеспечивать охлаждающий эффект камере сгорания. В одном примере действие масляного инжектора происходит, когда давление масла в двигателе является достаточным для преодоления уровня давления контрольного клапана в блоке масляного инжектора. Пока давление масла больше, чем уровень давления контрольного клапана, инжектор впрыскивает масло на поршень.
Тем не менее, изобретатели обнаружили несколько потенциальных проблем в такой конструкции. Например, поскольку действие масляного инжектора основано только на установке давления контрольного клапана в блоке масляного инжектора, количество масла, которое впрыскивается масляным инжектором, не может быть приспособлено для обеспечения различных рабочих условий. В одном примере, если уровень давления контрольного клапана установлен слишком высоко, то масляный инжектор работает менее часто, и охлаждение уменьшается, что приводит к повышению детонации в работе двигателя, снижая дорожные качества автомобиля, или преждевременному зажиганию, что ухудшает состояние двигателя.
В другом примере, если уровень давления контрольного клапана установлен слишком низко, то масляный инжектор работает более часто, и в цилиндр двигателя подается добавочное масло, выше и сверх того, что необходимо для охлаждения цилиндра двигателя. Добавочное масло увеличивает расход масла и образует больше масляного нагара в камере сгорания. Масляный нагар обладает теплоизоляционным эффектом, который замедляет удаление тепла из камеры сгорания и способствует работе двигателя с детонацией и/или преждевременному зажиганию.
Раскрытие изобретения
В одном примере вышеуказанные проблемы могут решаться способом управления двигателем, содержащим масляный инжектор, впрыскивающий масло на поршень двигателя, который включает регулирование впрыска масла в ответ на признаки преждевременного зажигания. Регулируя впрыск масла, подходящий охлаждающий эффект может обеспечиваться без подачи добавочного масла, которое увеличивает количество масляного нагара в двигателе. Таким образом, риск преждевременного зажигания может быть уменьшен.
Более того, такой подход позволяет осуществлять более точный контроль впрыска масла, чем простая операция с двумя величинами предыдущих осуществлений. Таким образом, впрыск масла может регулироваться различным образом, чтобы приспосабливаться к различным рабочим условиям. Например, впрыск масла может устанавливаться в соответствии с первым значением в ответ на признаки преждевременного зажигания, и впрыск масла может устанавливаться в соответствии со вторым значением, отличным от первого значения, в ответ на признаки работы двигателя с детонацией.
Будет понятно, что краткое описание предоставлено выше, чтобы ознакомить в упрощенной форме с набором концепций, которые дополнительно описываются в подробном описании, следующем далее. Оно не предназначено для определения ключевых или существенных признаков заявляемого объекта изобретения, объем которого определяется формулой, следующей за подробным описанием. Также заявляемый объект изобретения не ограничивается вариантами осуществления, которые устраняют любой из недостатков, указанных выше или в любой части этого раскрытия изобретения.
Краткое описание чертежей
Объект данного раскрытия будет более понятен при прочтении следующего подробного описания неограничивающих вариантов осуществления, со ссылками на сопутствующие графические материалы, где:
ФИГ.1 представляет собой изображение иллюстративного варианта осуществления системы двигателя данного раскрытия.
ФИГ.2 представляет собой изображение иллюстративного варианта осуществления способа контроля впрыска масла для приспособления к различным рабочим условиям.
ФИГ.3 представляет собой изображение иллюстративного варианта осуществления способа контроля впрыска масла, основанного на температуре цилиндра двигателя, для приспособления к различным рабочим условиям.
ФИГ.4 представляет собой изображение иллюстративного варианта осуществления способа контроля характерного для цилиндра впрыска масла в характерных для цилиндра рабочих условиях.
Осуществление изобретения
Объект изобретения данного раскрытия теперь описывается на примере и со ссылками на определенные иллюстрированные варианты осуществления. Стоит отметить, что графические материалы, включенные в данное раскрытие, являются схематическими и определяются как таковые. В схематических графических материалах изображения иллюстрируемых вариантов осуществления, как правило, не выполняются согласно масштабу; соотношения размеров, размеры элементов и количество элементов могут преднамеренно искажаться, чтобы сделать выбранные элементы или взаимосвязи более наглядными.
ФИГ.1 представляет собой принципиальную схему, показывающую один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может включаться в двигательную систему автомобиля. Двигатель 10 может контролироваться, по меньшей мере, частично, системой управления, включающей контроллер 12, и входным сигналом от водителя 132 транспортного средства через устройство ввода 130. В этом примере устройство ввода 130 включает педаль газа и сенсор 134 положения педали для генерации сигнала РР, пропорционального положению педали. Камера сгорания 30 (т.е. цилиндр) двигателя 10 может включать стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, размещенным в них. Поршень 36 может соединяться с коленчатым валом 40, так что возвратно-поступательное движение поршня переводится во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может соединяться, по меньшей мере, с одним ведущим колесом транспортного средства посредством системы промежуточной трансмиссии. Также с коленчатым валом 40 посредством маховика может быть соединен стартерный мотор, чтобы дать возможность запустить двигатель 10.
Камера сгорания 30 может получать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может выпускать выхлопные газы через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с камерой сгорания 30 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления камера сгорания 30 может включать два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.
В этом примере впускной клапан 52 и выпускные клапаны 54 могут контролироваться кулачковой активацией посредством соответствующих систем 51 и 53 кулачковой активации. Каждая из систем 51 и 53 кулачковой активации может включать один или больше кулачков и может использовать одну или больше систем переключения профиля кулачка (CPS), переменной синхронизации кулачка (VCT), переменной синхронизации клапана (VVT) и/или переменного подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12, чтобы изменять действие клапана. Например, действие клапана может изменяться в рамках операций по ослаблению преждевременного зажигания или работы двигателя с детонацией. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться, соответственно, датчиками 55 и 57 положения. В альтернативных вариантах осуществления впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 может контролироваться электрической активацией клапана. Например, цилиндр 30 может альтернативно включать впускной клапан, контролируемый посредством электрической активации клапана, и выпускной клапан, контролируемый посредством кулачковой активации, включающей системы CPS и/или VCT.
Двигатель 10 может также включать компрессионное устройство, такое как турбокомпрессор или нагнетатель, включающее, по меньшей мере, компрессор 162, установленный по ходу впускного коллектора 44. В случае турбокомпрессора компрессор 162 может, по меньшей мере, частично, приводиться в действие турбиной 164 (например, при помощи вала), установленной по ходу выпускного канала 48. В случае нагнетателя компрессор 162 может, по меньшей мере, частично, приводиться в действие двигателем и/или электрогенератором, и может не включать турбину. Таким образом, значение давления, подаваемого на один или более цилиндров двигателя с помощью турбокомпрессора или нагнетателя, может изменяться контроллером 12. Датчик 123 давления наддува может быть размещен ниже компрессора во впускном коллекторе 44, чтобы передавать сигнал давления наддува (Boost) на контроллер 12.
Топливный инжектор 66 показан присоединенным прямо к камере сгорания 30 для впрыска топлива непосредственно в нее, пропорционально ширине импульса сигнала FPW, получаемого от контроллера 12 через электронный привод 68. Таким образом, топливный инжектор 66 обеспечивает то, что называют непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания 30. Топливный инжектор может быть установлен, например, сбоку камеры сгорания или вверху камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливный инжектор 66 топливной системой (не показана), включающей топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель топлива. В некоторых вариантах осуществления камера сгорания 30 может альтернативно или дополнительно включать топливный инжектор, установленный во впускном канале 44 в конфигурации, которая обеспечивает так называемый впрыск топлива в заборное отверстие выше камеры сгорания 30. Топливный инжектор 66 может контролироваться с целью изменения впрыска топлива в различные цилиндры согласно рабочим условиям. Например, контроллер 12 может остановить впрыск топлива в один или больше цилиндров в рамках операций устранения преждевременного зажигания, чтобы камера сгорания 30 имела возможность остыть. Кроме того, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 53 может открываться совместно с прекращением впрыска топлива, чтобы предоставить всасываемый воздух для дополнительного охлаждения.
Впускной канал 42 может включать дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере положение дроссельной заслонки 64 может изменяться контроллером 12 при помощи сигнала, подаваемого на электромотор или активатор, включенный с дросселем 62, такое устройство обычно называют регулятором дроссельной заслонки с электроприводом (ETC). Таким образом, дроссель 62 может управляться так, чтобы изменять всасываемый воздух, подаваемый в камеру сгорания 30 из числа других цилиндров двигателя. Информация о положении дроссельной заслонки 64 может передаваться на контроллер 12 сигналом ТР положения дросселя. Впускной канал 42 может включать датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 давления воздуха коллектора для передачи соответствующих сигналов MAF и MAP на контроллер 12.
Система зажигания 88 может обеспечивать искру зажигания камере сгорания 30 при помощи свечи 92 зажигания, в ответ на сигнал SA опережения зажигания от контроллера 12, при выбранных режимах работы. Контроллер 12 может изменять сигнал SA на основе условий работы. Например, контроллер может задерживать сигнал SA, чтобы задерживать искру в ответ на признаки работы двигателя с детонацией в рамках операций устранения работы двигателя с детонацией. Хотя показаны элементы искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления камера сгорания 30 или одна или более других камер сгорания двигателя 10 могут работать в режиме зажигания от сжатия, с искрой зажигания или без нее.
Масляный насос 180 с регулируемым расходом может быть соединен с коленчатым валом 40, чтобы обеспечивать силу вращения для работы масляного насоса 180 с регулируемым расходом. В одном примере масляный насос 180 с регулируемым расходом включает множество внутренних роторов (не показаны), которые установлены несимметрично. По крайней мере, один из внутренних роторов может управляться контроллером 12, чтобы изменять положение этого ротора относительно одного или более других роторов, чтобы регулировать скорость выходящего потока масляного насоса 180 с регулируемым расходом и таким образом регулировать давление масла. Например, ротор с электронным управлением может быть соединен с механизмом реечной передачи, настраиваемым при помощи контроллера 12, для того, чтобы изменять положение ротора. Масляный насос 180 с регулируемым расходом может выборочно подавать масло в различные области и/или детали двигателя 10, чтобы обеспечивать охлаждение и смазку. Скорость выходящего потока или давление масла масляного насоса 180 с регулируемым расходом может регулироваться контроллером 12, чтобы приспосабливаться к различным рабочим условиям, для обеспечения различных степеней охлаждения и/или смазки. Также выход давления масла из масляного насоса 180 с регулируемым расходом может регулироваться, чтобы уменьшать расход масла и/или уменьшать потребление энергии масляным насосом 180 с регулируемым расходом.
Будет понятно, что для того, чтобы изменять давление масла и/или скорость потока масла, может применяться любая подходящая конструкция масляного насоса с регулируемым расходом. В некоторых вариантах осуществления вместо того, чтобы соединяться с коленчатым валом 40, масляный насос 180 с регулируемым расходом может соединяться с кулачковым валом, или может приводиться в движение другим источником энергии, таким как двигатель или подобным.
Масляный инжектор 184 может присоединяться ниже выхода масляного насоса 180 с регулируемым расходом, чтобы выборочно получать масло из масляного насоса 180 с регулируемым расходом. В некоторых вариантах осуществления, масляный инжектор 184 может быть встроен в стенки 32 камеры сгорания цилиндра двигателя и может получать масло из продольных каналов, образованных в стенках. Масляный инжектор 184 может действовать так, чтобы впрыскивать масло из масляного насоса 180 с регулируемым расходом на нижнюю часть поршня 36. Масло, впрыснутое масляным инжектором 184, оказывает охлаждающий эффект на поршень 36. Кроме того, благодаря возвратно-поступательному движению поршня 36, масло вытягивается в камеру сгорания 30, чтобы оказывать охлаждающий эффект на стенки камеры сгорания 30.
Клапан 182 может быть размещен между выходом масляного насоса 180 с регулируемым расходом и масляным инжектором 184, чтобы контролировать поток масла в масляный инжектор 184. В некоторых вариантах осуществления клапан 182 может быть контрольным клапаном, который предназначен для того, чтобы открываться при предопределенном уровне давления или температуры, при котором желательно действие масляного инжектора 184, чтобы обеспечивать охлаждающий эффект. В некоторых вариантах осуществления контрольный клапан может быть встроен в блок масляного инжектора 184.
В некоторых вариантах осуществления клапан 182 может быть клапаном с электроприводом, который контролируется контроллером 12. Клапан 182 может активироваться, чтобы подавать масло в масляный инжектор 184 в ответ на признаки преждевременного зажигания или работы двигателя с детонацией в камере сгорания 30. Соответственно, клапан 182 может активироваться, чтобы прекратить впрыск масла масляным инжектором в ответ на рабочие условия, такие как падение температуры цилиндра ниже порога, при котором охлаждающий эффект менее желателен, чем уменьшение потребления масла и/или образования масляного нагара в камере сгорания.
Датчик вибраций 186 (например, акселерометр) показан размещенным в стенке 32 камеры сгорания. Датчик вибраций 186 подает показания о вибрациях (VIB) в камере сгорания на контроллер 12. Датчик вибраций 186 может использоваться для определения признаков преждевременного зажигания или работы двигателя с детонацией в камере сгорания 30. Например, признаки преждевременного зажигания могут быть определены из больших вибраций, которые происходят ранее в такте двигателя до искры зажигания, а признаки работы двигателя с детонацией могут быть определены из меньших вибраций, которые происходят позднее в такте двигателя после искры зажигания. Хотя в качестве примера для определения признаков преждевременного зажигания и/или работы двигателя с детонацией приводится датчик вибраций, будет понятно, что для предоставления признаков преждевременного зажигания или работы двигателя с детонацией может использоваться любой подходящий датчик.
Контроллер 12 может регулировать работу масляного насоса 180 с регулируемым расходом в ответ на получение признаков преждевременного зажигания или признаков работы двигателя с детонацией от датчика вибраций 186. Например, контроллер может регулировать выход масла из масляного насоса 180 с регулируемым расходом, чтобы регулировать впрыск масла масляного инжектора 184, которое должно впрыскиваться на поршень 36. Более конкретно, впрыск масла может устанавливаться в соответствии с первым значением в ответ на признаки преждевременного зажигания, и устанавливаться в соответствии со вторым значением, отличным от первого значения, в ответ на признаки работы двигателя с детонацией. Например, впрыск масла может увеличиваться до более высокой скорости потока или давления впрыска в ответ на признаки преждевременного зажигания, чтобы обеспечивать более сильное охлаждение, поскольку преждевременное зажигание может происходить при более высоких температурах. Таким образом, может обеспечиваться больший охлаждающий эффект, чтобы уменьшать риск последующего преждевременного зажигания в камере сгорания 30.
Датчик выхлопных газов 126 показан соединенным с выпускным каналом 48 выше устройства 70 для снижения токсичности выхлопа. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для обеспечения показаний о воздушно-топливном соотношении в выхлопных газах, таким как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик содержания кислорода в выхлопных газах), кислородный датчик с двумя состояниями или EGO, HEGO (EGO с подогревом), NOx, НС или датчик СО. Устройство 70 для снижения токсичности выхлопа показано установленным вдоль выпускного канала 48 ниже датчика выхлопных газов 126. Устройство 70 может быть трехкомпонентным нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопа, или их сочетаниями. В некоторых вариантах осуществления во время работы двигателя 10 устройство 70 снижения токсичности выхлопа может периодически перенастраиваться посредством работы, по меньшей мере, одного цилиндра двигателя в рамках конкретного воздушно-топливного соотношения,
Контроллер 12 показан на ФИГ. 1 в виде микрокомпьютера, который включает микропроцессор 102, порты 104 ввода-вывода, электронное запоминающее устройство для выполняемых программ и значений настраиваемых величин, показанное в этом конкретном примере как микросхема 106 постоянного запоминающего устройства, оперативную память 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, подключенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обговаривались ранее, включая измерения индуцированного массового потока воздуха (MAF) от датчика массового потока воздуха 120; выходной сигнал профиля зажигания (PIP) от датчика 118 с эффектом Холла (или другого типа), соединенного с коленчатым валом 40; положение дросселя (ТР) от датчика положения дросселя; сигнал абсолютного давления коллектора, MAP, от датчика 122. Сигнал оборотов двигателя, RPM, может генерироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления коллектора MAP от датчика давления коллектора может использоваться для предоставления показаний о вакууме, или давлении, во входном коллекторе. Нужно отметить, что могут использоваться различные сочетания вышеуказанных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы датчик MAP может предоставлять показания о крутящем моменте двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с определением оборотов двигателя, может предоставлять оценку загрузки (включая воздух), поданной в цилиндр. В одном примере датчик 118, который также используется как датчик оборотов двигателя, с каждым поворотом коленчатого вала может генерировать предварительно заданное количество равноотстоящих импульсов.
Кроме того, контроллер 12 может получать сигналы, которые могут указывать на преждевременное зажигание или работу двигателя с детонацией в камере сгорания 30. Например, температура охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) от температурного датчика 112, присоединенного к рукаву 114 охлаждения, может отсылаться на контроллер 12, чтобы выявить, находится ли температура камеры сгорания в пределах, в которых может возникнуть преждевременное зажигание. Контроллер 12 может регулировать впрыск масла в ответ на признаки преждевременного зажигания, включая превышающую порог температуру двигателя. Дополнительно или альтернативно, датчик вибраций 186 может посылать сигнал, указывающий на преждевременное зажигание, в ответ на обнаружение вибраций, которые соответствуют вибрационному профилю преждевременного зажигания (например, более высокая амплитуда, более раннее возникновение в такте двигателя, и т.п.). Контроллер 12 может получать показания о давлении масла от датчика 188 давления, размещенного ниже выхода масляного насоса 180 с регулируемым расходом. Показания о давлении масла могут использоваться контроллером 12, чтобы контролировать регулировку давления масла путем изменения скорости потока масла на выходе из масляного насоса.
Носитель данных постоянного запоминающего устройства 106 может быть запрограммирован машиночитаемыми данными, представляющими собой инструкции, выполняемые процессором 102, для реализации способов, описанных ниже, а также и других вариантов, которые подразумеваются, но не указываются отдельно.
Как описано выше, ФИГ.1 представляет собой изображение только одного цилиндра многоцилиндрового двигателя, и каждый такой цилиндр может так же включать свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливный инжектор, свечу зажигания, масляный инжектор, и т.д.
Конструкции, приведенные выше, реализуют разнообразные способы для изменения давления масла, впрыскиваемого масляным инжектором. Соответственно, некоторые такие способы теперь описываются на примере с дальнейшими ссылками на вышеописанные конструкции. Будет понятно, однако, что эти и другие способы, полностью в рамках объема данного раскрытия изобретения, могут реализовываться также и при помощи других конфигураций.
Будет понятно, что иллюстративные процедуры управления и оценки, и способы, раскрытые здесь, могут использоваться с различными конфигурациями системы. Эти процедуры могут представлять одну или больше различных стратегий обработки, таких как событийно-управляемые, управляемые прерываниями, многозадачные, многопоточные и подобные. Таким образом, раскрытые шаги процесса (операции, функции и/или действия) могут представлять собой код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемом носителе данных в системе электронного управления.
Будет понятно, что некоторые из шагов процесса, описанных и/или показанных здесь, в некоторых вариантах осуществления могут опускаться без отклонения от объема этого раскрытия изобретения. Также указанная последовательность шагов процесса может не всегда требоваться для получения намеченных результатов, но предоставляется для простоты демонстрации и описания. Одно или более из показанных действий, функций или операций может выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.
ФИГ.2 представляет собой блок-схему иллюстративного варианта осуществления способа 200 управления впрыском масла для приспособления к различным рабочим условиям. В одном примере способ 200 может выполняться контроллером 12, показанным на ФИГ.1. На этапе 202 способ может включать определение рабочих условий. Определение рабочих условий может включать получение информации от различных деталей двигателя 10. Например, контроллер 12 может получать информацию о рабочем состоянии масляного насоса 180 с регулируемым расходом, такую как скорость выходного потока или заданное давление масла, информацию о рабочем состоянии клапанов, включая клапан 182, и т.д. Кроме того, определение рабочих условий может включать отслеживание различных параметров двигателя 10 или получение сигналов от различных датчиков, подключенных к двигателю 10. Отслеживаемые параметры могут включать, например, температуру двигателя/цилиндра, давление цилиндра, температуру масла двигателя, давление масла двигателя, вибрации двигателя/цилиндра, и т.п.
На этапе 204 способ может включать определение существования или возникновения признака преждевременного зажигания. Преждевременное зажигание может возникнуть в цилиндре двигателя при определенных рабочих условиях. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления признаки преждевременного зажигания могут включать определение того, соответствуют ли рабочие параметры, полученные от различных датчиков, рабочим условиям. Например, преждевременное зажигание может возникать в определенном диапазоне температуры двигателя. Соответственно, определение того, существуют ли признаки преждевременного зажигания, может включать определение того, является ли температура двигателя выше пороговой температуры, или вошла ли она в определенный диапазон температуры, в котором возникает преждевременное зажигание. В другом примере определение того, существуют ли признаки преждевременного зажигания, может включать получение сигнала, указывающего на то, что вибрация двигателя/цилиндра больше, чем пороговая. Также вибрация двигателя/цилиндра может означать преждевременное зажигание, если она возникает ранее в такте двигателя до искры зажигания. Если определено, что признак преждевременного зажигания существует, способ предусматривает переход к этапу 206. В противном случае способ предусматривает переход к этапу 212.
На этапе 206 способ может включать регулирование впрыска масла масляным инжектором. Впрыск масла может регулироваться согласно первому значению, чтобы предоставить достаточное подходящее охлаждение для устранения преждевременного зажигания. В некоторых случаях впрыск масла может регулироваться регулированием давления масла. В некоторых случаях впрыск масла может регулироваться регулированием скорости потока. В некоторых вариантах осуществления регулирование впрыска масла масляным инжектором 184 может включать операцию регулирования масляного насоса 180 с регулируемым расходом, чтобы отрегулировать давление масла или скорость потока масла, подаваемого в масляный инжектор. Более конкретно, скорость выходного потока масляного насоса с регулируемым расходом может увеличиваться, для повышения давления масла, подаваемого в масляный инжектор, чтобы тем самым увеличить количество масла, впрыскиваемого масляным инжектором на поршень. Как вариант или дополнительно, регулирование впрыска масла может включать регулирование состояния клапана между масляным инжектором 184 и масляным насосом 180 с регулируемым расходом, чтобы отрегулировать впрыск масла.
Будет понятно, что регулирование давления впрыска масла, впрыскиваемого масляным инжектором, может включать увеличение давления впрыска с первого уровня давления до второго уровня давления, который выше, чем первый уровень давления. Такие условия могут возникнуть, когда масляный инжектор работает для впрыска подходящего количества масла для охлаждения поршня/цилиндра без подачи добавочного масла, чтобы уменьшить вероятность образования масляного нагара в камере сгорания. Позже рабочие условия двигателя могут изменяться, чтобы создать признаки преждевременного зажигания, например, увеличение оборотов двигателя, что, соответственно, вызывает увеличение температуры цилиндра. В ответ на увеличение температуры цилиндра давление впрыска или скорость потока масла, впрыскиваемого масляным инжектором, увеличивается с первого уровня давления до второго уровня давления, чтобы обеспечить больший охлаждающий эффект для поршня/цилиндра, тем самым уменьшая риск преждевременного зажигания в цилиндре.
На этапе 208 способ может включать выполнение операций устранения преждевременного зажигания. В одном примере операции устранения преждевременного зажигания могут включать регулирование величины воздушно-топливного соотношения так, чтобы добавочная жидкость могла обеспечивать большее охлаждение цилиндра. В другом примере операции устранения преждевременного зажигания могут включать прекращение впрыска топлива, чтобы прекратить сгорание. Соответственно, клапаны могут открываться, чтобы обеспечить всасываемый воздух для охлаждения цилиндра. Кроме того, операция устранения преждевременного зажигания может включать любую подходящую операцию, обеспечивающую охлаждение камеры сгорания, чтобы уменьшить риск преждевременного зажигания.
На этапе 210 способ может включать определение того, существуют ли признаки преждевременного зажигания. Если определено, что признаки преждевременного зажигания существуют, то способ предусматривает возврат к этапу 206. В противном случае способ предусматривает переход к этапу 212.
На этапе 212 способ может включать определение того, существуют ли признаки работы двигателя с детонацией. Например, признаки работы двигателя с детонацией могут включать вибрацию, большую, чем порог. Порог для вибрации при работе двигателя с детонацией может быть меньше, чем порог для вибрации преждевременного зажигания. Кроме того, вибрация при работе двигателя с детонацией может возникать позднее в такте двигателя после искры зажигания, тогда как вибрация преждевременного зажигания возникает до искры. Если определено, что признаки работы двигателя с детонацией существуют, то способ переходит к этапу 214. В противном случае способ предусматривает возврат к другим операциям.
На этапе 214 способ может включать регулирование впрыска масла масляным инжектором. Впрыск масла может регулироваться вторым количеством, которое отличается от первого количества (для преждевременного зажигания), чтобы обеспечивать достаточный подходящий охлаждающий эффект для устранения работы двигателя с детонацией. В некоторых случаях впрыск масла может регулироваться регулированием давления масла. В некоторых случаях впрыск масла может регулироваться регулированием скорости потока. В некоторых вариантах осуществления регулирование впрыска масла масляным инжектором 184 может включать операцию регулирования масляного насоса 180 с регулируемым расходом, чтобы регулировать давление масла или скорость потока масла, подаваемого в масляный инжектор. Как вариант или дополнительно, регулирование впрыска масла может включать регулирование положения клапана между масляным инжектором 184 и масляным насосом 180 с регулируемым расходом, чтобы регулировать впрыск масла. В некоторых случаях процесс впрыска масла может включать прекращение впрыска масла при помощи активации клапана 184. В некоторых случаях впрыск масла может прекращаться в пользу других операций по устранению работы двигателя с детонацией.
На этапе 216 способ может включать выполнение операций по устранению работы двигателя с детонацией. Например, операция по устранению работы двигателя с детонацией может включать задержку искры с целью более полного сжигания топлива и/или выхлопных газов в камере сгорания.
На этапе 218 способ может включать определение того, существуют ли признаки работы двигателя с детонацией. Если признаки работы двигателя с детонацией существуют, способ предусматривает возврат к этапу 214. В противном случае способ предусматривает возврат к другим операциям.
С регулированием впрыска масла на основе признаков преждевременного зажигания и/или работы двигателя с детонацией, может подаваться такое количество масла, чтобы соответствующим образом охлаждать поршень/цилиндр, в то же время не подавая добавочного или излишнего масла, которое создает масляный нагар в камере сгорания. Таким образом, риск преждевременного зажигания в камере сгорания может быть уменьшен. Более того, если впрыск масла регулируется только изменением скорости потока на выходе масляного насоса с регулируемым расходом, то не нужны никакие дополнительные детали для контроля давления дополнительного впрыска. Таким образом, расходы на производство и/или обслуживание могут быть уменьшены.
ФИГ.3 представляет собой иллюстративный вариант осуществления способа 300 контроля впрыска масла, основанного на параметре двигателя, более конкретно, - на температуре цилиндра двигателя, для приспособления к различным рабочим условиям. В одном примере способ 300 может выполняться контроллером 12, показанном на ФИГ.1. На этапе 302 способ может включать определение рабочих условий. На этапе 304 способ может включать определение того, является ли температура цилиндра большей, чем первый порог. В одном примере определение может производиться на основе сигнала температуры, получаемого от датчика температуры 112. Первый порог может быть предопределенной температурой, при которой вероятно возникновение преждевременного зажигания. В некоторых вариантах осуществления первый порог определяет нижнюю границу верхнего диапазона температуры, в котором вероятно или наиболее вероятно возникновение преждевременного зажигания. В некоторых вариантах осуществления первый порог может быть температурой, которая соответствует давлению, которое выше, чем давление активации контрольного клапана блока масляного инжектора. Другими словами, масляный инжектор может уже впрыскивать масло, и давление впрыска уже увеличено, по сравнению с переключением из положения без впрыска масла (например, выкл.) в положение с впрыском масла (например, вкл.). Если определено, что температура цилиндра больше, чем первый порог, способ предусматривает переход к этапу 306. В противном случае способ предусматривает переход к этапу 308.
На этапе 306 способ может включать установку впрыска масла в первое количество. В некоторых случаях установка впрыска масла в соответствии с первым значением может включать регулирование давления масла. В некоторых случаях установка впрыска масла в соответствии с первым значением может включать регулирование скорости потока впрыска масла. Установка впрыска масла в соответствии с первым значением может включать увеличение потока или давления на выходе масляного насоса 180 с регулируемым расходом. Поскольку существуют рабочие условия, в которых вероятно или наиболее вероятно возникновение преждевременного зажигания (например, верхний диапазон температуры), в некоторых вариантах осуществления давление впрыска может быть увеличено до более высокого или самого большого подходящего давления впрыска, чтобы обеспечить более высокий или самый большой подходящий охлаждающий эффект. Хотя будет понятно, что давление впрыска может увеличиваться, пока не достигнет наибольшего подходящего давления впрыска, чтобы обеспечить подходящее охлаждение поршню/цилиндру во время таких условий. Кроме того, давление впрыска может регулироваться в пределах верхнего диапазона температуры, чтобы обеспечить подходящее охлаждение (например, увеличить давление впрыска, когда температура цилиндра увеличивается).
На этапе 308 способ может включать определение того, является ли температура цилиндра меньшей первого порога и большей второго порога, который меньше, чем первый порог. Второй порог может быть предопределенной температурой, при которой может возникнуть преждевременное зажигание. В некоторых случаях второй порог может быть температурой, при которой менее вероятно возникновение преждевременного зажигания, чем при первом пороге температуры. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления второй порог определяет нижнюю границу, а первый порог определяет верхнюю границу среднего диапазона температуры, в котором подходящее охлаждение может обеспечиваться уменьшенным количеством масла, впрыскиваемого на поршень/цилиндр, по сравнению с верхним диапазоном температуры выше первого порога. Если определено, что температура цилиндра меньше, чем первый порог и больше, чем второй порог, то способ предусматривает переход к этапу 310. В противном случае способ предусматривает переход к этапу 312.
На этапе 310 способ может включать установку впрыска масла масляным инжектором в соответствии со вторым значением, которое меньше, чем первое значение. Установка впрыска масла в соответствии со вторым значением может включать регулирование скорости потока или давления масла на выходе масляного насоса 180 с регулируемым расходом. Кроме того, установка впрыска масла в соответствии со вторым значением может включать регулирование состояния клапана 182. Поскольку температура цилиндра ниже, может использоваться меньше масла, одновременно все же обеспечивая подходящее охлаждение, чтобы уменьшить вероятность преждевременного зажигания в камере сгорания. Таким образом, давление впрыска или скорость потока и, соответственно, количество масла, впрыскиваемого на поршень/цилиндр масляным инжектором, может быть уменьшена, чтобы уменьшить расход масла и уменьшить вероятность образования масляного нагара в камере сгорания.
На этапе 312 способ может включать определение того, является ли температура цилиндра меньшей второго порога. В некоторых вариантах осуществления второй порог определяет верхнюю границу нижнего диапазона температуры, при которой преждевременное зажигание не возникает, поскольку камера сгорания не достаточно горячая. Если определено, что температура цилиндра меньше, чем второй порог, то способ предусматривает переход к этапу 314. В противном случае способ предусматривает возврат к другим операциям.
На этапе 314 способ может включать прекращение впрыска масла масляным инжектором. Прекращение впрыска масла может предусматривать активацию клапана. В некоторых вариантах осуществления клапан может быть контрольным клапаном, размещенным в блоке масляного инжектора. В некоторых вариантах осуществления клапан может быть клапаном, расположенным выше масляного инжектора, помещенным между масляным насосом 180 с регулируемым расходом и масляным инжектором 184. В некоторых вариантах осуществления клапан может быть контрольным клапаном. В некоторых вариантах осуществления клапан может быть электромагнитным клапаном с электронным приводом.
Вышеуказанный способ может выполняться для точной настройки впрыска масла, чтобы соответствовать различным рабочим условиям. Более конкретно, когда температура цилиндра находится в первом, или верхнем, диапазоне температуры, в котором наиболее вероятно возникновение преждевременного зажигания, давление впрыска может быть увеличено или установлено в соответствии с первым, или большим значением для лучшего охлаждения. Также, когда температура цилиндра находится во втором диапазоне температуры, который ниже, чем первый диапазон температуры, где для обеспечения подходящего охлаждения можно использовать меньше масла, давление впрыска может быть уменьшено или установлено в соответствии со вторым значением, которое меньше, чем первое значение. Второе значение впрыска масла обеспечивает подходящее охлаждение, при этом уменьшая расход масла и уменьшая вероятность образования масляного нагара в камере сгорания. Расход масла также уменьшается прекращением впрыска масла, когда температура цилиндра входит в третий, или нижний, диапазон температуры, в котором преждевременное зажигание не возникает.
ФИГ.4 представляет собой иллюстративный вариант осуществления способа 400 контроля характерного для цилиндра впрыска масла в характерных для цилиндра рабочих условиях. В одном примере способ 400 может выполняться контроллером 12, показанным на ФИГ.1. На этапе 402 способ может включать определение рабочих условий. На шаге 404 способ может включать определение того, существуют ли характерные для цилиндра признаки преждевременного зажигания. В одном примере определение может производиться на основе сигналов температуры, получаемых от различных датчиков температуры, подключенных к каждому цилиндру двигателя. В другом примере определение может производиться на основе характерных для цилиндра сигналов вибрации, посылаемых датчиком вибраций. Если определено, что характерные для цилиндра признаки преждевременного зажигания существуют, то способ предусматривает переход к этапу 406. В противном случае способ предусматривает переход к этапу 412.
На этапе 406 способ может включать регулирование впрыска масла для цилиндра, который определен как имеющий признаки преждевременного зажигания. В некоторых случаях впрыск масла может регулироваться для некоторых или всех цилиндров, которые определены как имеющие признаки преждевременного зажигания.
На этапе 408 способ может включать выполнение операций по устранению преждевременного зажигания для цилиндра, который определен как имеющий признаки преждевременного зажигания. В некоторых случаях операция по устранению преждевременного зажигания может выполняться для некоторых или всех цилиндров, которые определены как имеющие признаки преждевременного зажигания.
На этапе 410 способ может включать определение того, существуют ли характерные для цилиндра признаки преждевременного зажигания. Если определено, что характерные для цилиндра признаки преждевременного зажигания существуют, то способ предусматривает возврат к шагу 406. В противном случае способ предусматривает переход к этапу 412.
На этапе 412 способ может включать сохранение впрыска масла для масляных инжекторов цилиндров, которые не определены как имеющие признаки преждевременного зажигания. Сохранение впрыска масла может включать отсутствие регулирования впрыска масла для масляных инжекторов цилиндров, которые не определены как имеющие признаки преждевременного зажигания. В некоторых случаях сохранение впрыска масла может включать поддержание впрыска масла на установленном значении, при установленных давлении масла и/или скорости потока. В некоторых случаях сохранение впрыска масла может включать оставление одного или более масляных инжекторов выключенными.
На этапе 414 способ может включать сохранение или уменьшение воздушно-топливного соотношения цилиндров, которые не определены как имеющие признаки преждевременного зажигания. В некоторых случаях воздушно-топливное соотношение сохраняется прежним. В некоторых случаях воздушно-топливное соотношение может устанавливаться низким, чтобы компенсировать установку обогащенного воздушно-топливного соотношения в конкретном цилиндре в рамках операций по устранению преждевременного зажигания.
Выполняя управление впрыском масла и устранение преждевременного зажигания отдельно для каждого цилиндра и/или масляного инжектора, можно точно отрегулировать операцию на индивидуальном уровне, чтобы приспособиться к конкретным рабочим условиям каждого цилиндра. Также будет понятно, что в некоторых вариантах осуществления вышеуказанный метод может быть адаптирован для обеспечения характерных для цилиндра операций по устранению работы двигателя с детонацией.
Следует отметить, что иллюстративные процедуры управления и оценки, включенные в данное описание, могут использоваться с различными конструкциями двигателя и/или систем транспортных средств. Характерные процедуры, описанные здесь, могут представлять одну или более из любого числа стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопоточные, и т.п. Таким образом, различные приведенные действия, операции или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно или, в некоторых случаях, опускаться. Также порядок обработки не обязательно должен достигать свойств и преимуществ иллюстративных вариантов осуществления, описанных здесь, но приводится для облегчения объяснения и описания. Одно или больше из приведенных действий или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Также описанные действия могут графически представлять собой код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемом носителе информации в системе управления двигателем.
Будет понятно, что конструкции и процедуры, раскрытые здесь, являются по своей природе примерами, и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничивающем смысле, поскольку возможны многочисленные изменения. Например, вышеуказанная технология может применяться к двигателям типа V-6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателей. Объект изобретения данного раскрытия включает все новые и неочевидные сочетания и подсочетания различных систем и конфигураций, и другие характеристики, функции и/или свойства, раскрытые в этом документе.
Наконец, будет понятно, что детали, системы и способы, описанные здесь, являются примерами по своему характеру, и что эти конкретные варианты осуществления или примеры не должны рассматриваться в ограничивающем смысле, поскольку предусматриваются многочисленные изменения. Соответственно, данное раскрытие включает все новые и неочевидные сочетания и подсочетания различных систем и способов, раскрытых здесь, равно как все их эквиваленты без исключения.
1. Способ эксплуатации двигателя, содержащего масляный инжектор, впрыскивающий масло на поршень двигателя, в котором при появлении признаков преждевременного зажигания регулируют впрыск масла.
2. Способ по п. 1, в котором при регулировании впрыска масла регулируют скорость потока впрыска масла.
3. Способ по п. 1, в котором при регулировании впрыска масла регулируют давление впрыска масла.
4. Способ по п. 1, в котором для двигателя используют масляный насос с регулируемым расходом, а для регулирования впрыска масла управляют работой масляного насоса.
5. Способ по п. 1, в котором признаки преждевременного зажигания включают в себя превышение порогового значения вибрации двигателя.
6. Способ по п. 1, в котором признаки преждевременного зажигания включают в себя превышение порогового значения температуры двигателя.
7. Способ по п. 1, в котором дополнительно регулируют впрыск масла масляным инжектором при появлении признаков детонации двигателя.
8. Способ по п. 7, в котором при появлении признаков преждевременного зажигания впрыск масла корректируют на первое значение, а при появлении признаков детонации двигателя впрыск масла корректируют на второе значение, отличное от первого значения.
9. Способ по п. 1, в котором при появлении признаков преждевременного зажигания дополнительно устанавливают воздушно-топливное соотношение двигателя на обогащенное значение.
10. Способ по п. 1, в котором дополнительно при появлении признаков преждевременного зажигания прекращают впрыск топлива в один или более цилиндров двигателя.
