Способ управления впрыском топлива двухтопливного двигателя (варианты) и система управления для двухтопливного двигателя
Изобретение может быть использовано при диагностике топливных форсунок двухтопливных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложены система и способы диагностирования изменчивости параметров топливной форсунки в двухтопливной системе ДВС с несколькими форсунками на цилиндр. В одном из примеров активируется одна форсунка второго топлива в одном цилиндре ДВС, в то время как остальные цилиндры снабжаются первым топливом и второе топливо впрыскивается через активированную форсунку в указанный один цилиндр в заданной последовательности, и измеряются падения давления в направляющей-распределителе для второго топлива. Кроме того, измеренное падение давления после каждого события впрыска подвергается поправке на увеличение задержки закрывания форсунки. Изобретение позволяет производить более точную регулировку подаваемого форсункой топлива, что способствует улучшению характеристик двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к диагностированию изменчивости форсунок в системе впрыска топлива в двухтопливном двигателе.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Топливные форсунки часто имеют изменчивость от детали к детали и во временем, например, вследствие несовершенных производственных процессов и/или старения форсунок. Со времени, рабочие характеристики форсунки могут ухудшаться (например, форсунка становится засоренной), что может дополнительно увеличивать изменчивость от детали к детали. Как результат, действующее количество топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр двигателя, может не быть требуемым количеством, и разность между действующим и требуемым количествами может меняться между форсунками. Такие расхождения могут приводить к пониженной экономии топлива, повышенным выбросам на выхлопной трубе и общему снижению коэффициента полезного действия двигателя. Кроме того, двигатели, работающие на системе с двумя форсунками, такой как двухтопливные системы (или системы PFI/DI), могут иметь даже большее количество топливных форсунок (например, вдвое больше), давая в результате большую вероятность ухудшения характеристик двигателя вследствие ухудшения характеристик форсунок. Различные подходы могут использоваться для оценки изменчивости рабочих характеристик форсунок.
Одним из примерных способов является способ, используемый Пурсифулом в US 8118006 (опубл. 21.02.2012, МПК F02B 13/00, F02B 3/00), в котором изменчивость форсунок в двухтопливном двигателе, включающем в себя первую и вторую направляющую-распределитель для топлива, может диагностироваться посредством изоляции одной топливной форсунки за раз. Например, подкачка второго топлива во вторую направляющую-распределитель для топлива приостанавливается, в то время как первое топливо впрыскивается во все кроме одного цилиндра двигателя, и, в то время как подкачка приостановлена во второй направляющей-распределителе для топлива, второе топливо впрыскивается в один цилиндр, и соответствующее понижение давления во второй направляющей-распределителе для топлива соотносится с работой и возможным ухудшением характеристик форсунки. Более точно, измеренное падение давления сравнивается с ожидаемым понижением давления и ассоциативно связывается со следующими неисправностями: засорением форсунки, утечкой форсунки и/или полным отказом форсунки.
Авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у вышеприведенного подхода. Например, во время события калибровки форсунки, по мере того, как форсунка проверяется, давление в направляющей-распределителе для топлива снижается. Это снижение давления в направляющей-распределителе может уменьшать противодавление форсунки, вызывая увеличение задержки закрывания форсунки и оказывая существенное влияние на точность измеренного падения давления. Кроме того, если событие калибровки происходит через более продолжительный период времени, большее общее падение давления направляющей-распределителя для топлива с соответствующим большим увеличением задержки закрывания форсунки могут оказывать существенное влияние на точность измерений падения давления. Поскольку измеренные падения давления соотносятся с ожидаемым снижением для прогнозирования наличия (или отсутствия) ухудшения характеристик форсунки, неточные измерения могут приводить к неверным выводам о неисправности форсунки и последующим регулировкам топливоснабжения.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеприведенные проблемы и предложили подход, чтобы по меньшей мере частично принять меры в ответ на нее.
В одном из аспектов предложен способ управления впрыском топлива двухтопливного двигателя с множеством форсунок на цилиндр, содержащего первую и вторую направляющие-распределители, включающий в себя этапы, на которых:
при определении контроллером того, что задействована только одна форсунка на цилиндр:
впрыскивают первое топливо во все за исключением одного цилиндра двигателя;
впрыскивают, через форсунку, второе топливо в один цилиндр; и
указывают ухудшение характеристик форсунки в ответ на падение величины давления во второй направляющей-распределителе и определяемую поправку на задержку закрывания форсунки.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
перед впрыском второго топлива:
повышают давление в направляющей-распределителе для топлива у второй направляющей-распределителя; и
приостанавливают работу насоса у топливного насоса, присоединенного только ко второй направляющей-распределителю;
при этом определяемая поправка на задержку закрывания форсунки включает в себя относительное увеличение задержки при каждом падении давления в направляющей-распределителе по сравнению с базовым давлением в направляющей-распределителе.
В одном из вариантов предложен способ, в котором поправку на задержку закрывания увеличивают с понижением давления в направляющей-распределителе для топлива.
В одном из вариантов предложен способ, в котором двигатель содержит топливную форсунку впрыска во впускной канал и топливную форсунку непосредственного впрыска для каждого цилиндра двигателя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором второе топливо впрыскивают в один цилиндр через форсунку непосредственного впрыска наряду с тем, что оставшиеся цилиндры снабжают первым топливом через форсунки впрыска во впускной канал.
В одном из вариантов предложен способ, в котором ухудшение характеристик дополнительно основано на падении давления, подвергнутом поправке на давление и модуль объемной упругости, при этом поправку увеличивают по мере того, как уменьшается действующий модуль объемной упругости.
В одном из дополнительных аспектов предложен способ управления впрыском топлива двухтопливного двигателя с множеством форсунок, который включает первую и вторую направляющие-распределители для топлива, включающий в себя этапы, на которых:
когда двухтопливный режим работы не требуется:
выполняют событие калибровки, которое включает в себя этапы, на которых:
впрыскивают первое топливо через форсунки впрыска во впускной канал во все за исключением одного цилиндра двигателя; и
в то время как подкачка приостановлена во второй направляющей-распределителе для топлива, впрыскивают второе топливо через форсунку непосредственного впрыска в один оставшийся цилиндр; и
если событие калибровки выполняют достаточно долго, что вызывает снижение давления в направляющей-распределителе с первого уровня до второго уровня, то соотносят падения величины давления, подвергнутые поправке на задержку закрывания форсунки, с ухудшением характеристик форсунки.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
перед приостановкой работы насоса, присоединенного ко второй направляющей-распределителю для топлива:
повышают давление во второй направляющей-распределителе для топлива до заданного уровня, при этом
поправку на задержку закрывания форсунки увеличивают с понижением давления в направляющей-распределителе для топлива.
В одном из вариантов предложен способ, в котором увеличение задержки закрывания форсунки измеряют в качестве относительного увеличения от задержки закрывания при базовом давлении в направляющей-распределителе для топлива.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
вносят поправку в падение давления в направляющей-распределителе для топлива при каждом событии впрыска на давление и модуль объемной упругости, и регулируют последующий впрыск топлива на основании подвергнутого поправке падения давления в направляющей-распределителе для топлива.
В одном из вариантов предложен способ, в котором впрыск второго топлива в одном цилиндре регулируют на основании подвергнутых поправке падений давления, как только подкачка второго топлива возобновлена вторым насосом.
В одном из вариантов предложен способ, в котором первым топливом является бензин, а вторым топливом является этиловый спирт.
В одном из еще дополнительных аспектов предложена система управления для двухтопливного двигателя в транспортном средстве, содержащего множество цилиндров, каждый из которых имеет первую и вторую форсунку, причем первая форсунка присоединена к первой направляющей-распределителю для топлива, а вторая форсунка присоединена ко второй направляющей-распределителю для топлива; причем система управления содержит машиночитаемый запоминающий носитель, содержащий команды для:
в первом состоянии впрыска топлива во все цилиндры через первые форсунки; и
во втором состоянии, когда оба топлива не требуются:
впрыска топлива во все кроме одного цилиндра через первые форсунки;
работы насоса высокого давления, присоединенного ко вторым форсункам, для повышения давления в направляющей-распределителе для топлива до заданного уровня;
приостановки подкачки топлива во вторую направляющую-распределитель для топлива наряду с продолжением подкачки топлива в первую направляющую-распределитель для топлива;
впрыска топлива в один цилиндр только через вторую форсунку; и
указания ухудшения характеристик форсунки на основании падения величины давления в направляющей-распределителе для топлива, подвергнутого поправке на задержку закрывания.
В одном из вариантов предложена система, в которой первые форсунки впрыскивают первое топливо, а вторые форсунки впрыскивают второе топливо.
В одном из вариантов предложена система, в которой первые форсунки выполнены в виде форсунок впрыска во впускной канал, а вторые форсунки выполнены в виде форсунок непосредственного впрыска.
В одном из вариантов предложена система, в которой первое состояние включает в себя условия работы, в которых используется только одно топливо, а диагностическая процедура не выполняется.
В одном из вариантов предложена система, в которой второе состояние включает в себя условия работы, в которых используются оба вида топлива, и выполняется диагностическая процедура.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая команды для впрыска во все цилиндры через первую и вторую форсунки в третьем состоянии.
В одном из вариантов предложена система, в которой падение давления в направляющей-распределителе для топлива подвергается поправке на величину, основанную на увеличении задержки закрывания форсунки, определенном в качестве относительного изменения задержки закрывания при каждом давлении в направляющей-распределителе по сравнению с базовым давлением в направляющей-распределителе.
В одном из вариантов предложена система, в которой поправка на задержку закрывания форсунки возрастает по мере того, как повышается давление в направляющей-распределителе для топлива.
В одном из примерных подходов, предусмотрен способ измерения падений давления со связанными задержками закрывания при каждом событии впрыска и внесения поправки в определенные падения давления на увеличение задержки закрывания форсунки. Например, в двухтопливной системе с множеством форсунок, насос высокого давления может работать, чтобы временное повышать давление второго топлива во второй направляющей-распределителе, присоединенной к проверяемой форсунке. Как только давление находится на заданном уровне, и после приостановки работы насоса, одиночный цилиндр может подвергаться впрыску второго топлива через форсунку непосредственного впрыска наряду с тем, что другие цилиндры могут снабжаться первым топливом через свои соответствующие форсунки впрыска во впускной канал. При каждом впрыске, снижение давления в направляющей-распределителе для топлива может измеряться наряду со связанной задержкой закрывания форсунки, а затем подвергаться поправке на увеличение задержки закрывания. Например, может рассчитываться относительное увеличение задержки закрывания при каждом давлении в направляющей-распределителе по сравнению с таковой при базовом давлении в направляющей-распределителе, и падение давления в направляющей-распределителе затем может подвергаться поправке, чтобы приспосабливаться к увеличению задержки закрывания.
Таким образом, ухудшение характеристик форсунки, а следовательно, изменчивость форсунки могут изучаться посредством измерения падений давления в направляющей-распределителе для топлива и внесения поправки в таковые на задержку закрывания форсунки. В двигателе с множеством форсунок на цилиндр, одиночная форсунка может изолироваться для калибровки посредством топливоснабжения всех кроме одного цилиндра первым топливом и впрыска второго топлива в один цилиндр через калибруемую форсунку. Во время калибровки, могут измеряться падения давления, наряду с задержками закрывания, связанные с каждым событием впрыска. Посредством внесения поправки на увеличение задержки закрывания, более точное определение падения давления может производиться, в особенности когда общее снижение давления в направляющей-распределителе для топлива является значительным. По существу, это подвергнутое поправке падение давления будет приводить к более точной регулировке количества топлива, подаваемого форсункой.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя.
Фиг. 2 показывает схематичное изображение двухтопливной системы с двумя форсунками.
Фиг. 3 - примерная блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая процедуру, которая подтверждает необходимость события калибровки форсунки и выполняет его на основании определенных условий.
Фиг. 4 представляет блок-схему последовательности операций способа, демонстрирующую примерную процедуру диагностики топливной форсунки.
Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа, изображающая примерную процедуру поправки падения давления в направляющей-распределителе для топлива.
Фиг. 6A и 6B показывают примерные временные характеристики впрыска топлива и изменение давления в направляющей-распределителе для топлива во время процедуры диагностики.
Фиг. 7 изображает регулировочную характеристику, которая показывает зависимость между крутизной впрыска и давлением впрыска.
Фиг. 8 показывает сравнение подвергнутого поправке и не подвергнутого поправке падений давления относительно количества событий впрыска.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Последующее описание относится к способу управления впрыском топлива в многотопливном двигателе с множеством форсунок, таком как двухтопливный двигатель, который включает в себя первую и вторую направляющие-распределители для топлива, и первый и второй топливные насосы, как показано на фиг. 2. Примерная топливная система с двумя топливными форсунками на цилиндр для по меньшей мере одного цилиндра многоцилиндрового двигателя изображена на фиг. 1. Две форсунки могут быть сконфигурированы в различных расположениях, таких как две форсунки впрыска во впускной канал, одна форсунка впрыска во впускной канал и одна форсунка непосредственного впрыска (как показано на фиг. 1), или иных. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру, такую как примерные процедуры по фиг. 3-5, для подтверждения необходимости в калибровке форсунки, диагностировать топливную форсунку и вносить поправку в измеренное падение давления. Примеры временных характеристик впрыска топлива и соответствующих падений давления в направляющей распределителе для топлива проиллюстрированы на фиг. 6A и 6B. Фиг. 7 изображает зависимость между крутизной впрыска и давлением впрыска наряду с тем, что фиг. 8 иллюстрирует важность внесения поправки в измеренные падения давления на задержку закрывания и другие факторы.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя 10 внутреннего сгорания с искровым зажиганием на системе с двумя форсунками, где двигатель 10 имеет форсунку как непосредственного, так и впрыска во впускной канал. Двигатель 10 содержит множество цилиндров, из которых один цилиндр 30 (также известный как камера 30 сгорания) показан на фиг. 1. Цилиндр 30 двигателя 10 показаны включающими в себя стенки 32 камеры сгорания, с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Стартерный электродвигатель (не показан) может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик (не показан) или, в качестве альтернативы, может использоваться непосредственный запуск двигателя.
Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 43 и выпускным коллектором 48, соответственно, через впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В дополнение, впускной коллектор 43 показан с дросселем 64, который регулирует положение дроссельной заслонки 61 для регулирования потока воздуха из впускного канала 42.
Впускной клапан 52 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 152. Подобным образом, выпускной клапан 54 может приводиться в действие контроллером 12 посредством исполнительного механизма 154. Во время некоторых условий, контроллер 12 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 152 и 154, для управления открыванием и закрыванием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться соответствующими датчиками положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапанов могут иметь тип электрического клапанного привода или тип кулачкового привода, либо их комбинацию. Установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов может управляться одновременно, или может использоваться любая из возможности регулируемой установки фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемой установки фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенной независимой установки фаз кулачкового распределения или постоянной установки фаз кулачкового распределения. Каждая система кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT. В других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового клапанного исполнительного механизма или привода, либо системой исполнительного механизма или привода с переменной установкой фаз клапанного распределения.
В еще одном варианте осуществления, могут использоваться четыре клапана на цилиндр. В еще одном другом примере, могут использоваться два впускных клапана и один выпускной клапан на цилиндр.
Камера 30 сгорания может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 36 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. В одном из примеров, степень сжатия может иметь значение приблизительно 9:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Например, на может находиться между 10:1 и 11:1 или 11:1 и 12:1, или может быть большей.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. Как показано на фиг. 1, цилиндр 30 включает в себя две топливных форсунки 66 и 67. Топливная форсунка 67 показана присоединенной непосредственно к камере 30 сгорания для подачи впрыскиваемого топлива непосредственно в нее пропорционально продолжительности времени импульса сигнала DFPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 67 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска (в дальнейшем, указываемого ссылкой как «DI») топлива в камеру 30 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает форсунку 67 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 91 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания.
Топливная форсунка 66 показана расположенной во впускном коллекторе 43 в конфигурации, которая предусматривает то, что известно как оконный впрыск топлива (в дальнейшем указываемый ссылкой как «PFI») во впускное окно скорее выше по потоку от цилиндра 30, нежели непосредственно в цилиндр 30. Топливная форсунка 66 подает впрыскиваемое топливо пропорционально продолжительности времени импульса сигнала PFPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Отметим, что одиночный формирователь 68 может использоваться для обеих систем впрыска топлива, или могут использоваться многочисленные формирователи.
Топливо может подаваться в топливные форсунки 66 и 67 топливной системой 200 высокого давления, включающей в себя топливный бак, топливные насосы и направляющие-распределители для топлива (не показаны). В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае, установка момента непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то, что не показано, топливный бак (или баки) (каждый) может иметь преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.
Выхлопные газы текут через выпускной коллектор 48 в устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов, которое может включать в себя многочисленные брикеты катализатора в одном из примеров. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выхлопных газов, каждое с многочисленными брикетами. Устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов, в одном из примеров, может быть каталитическим нейтрализатором трехкомпонентного типа.
Датчик 76 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов (где датчик 76 может соответствовать многообразию разных датчиков). Например, датчик 76 может быть любым из множества известных датчиков для выдачи показания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, таким как линейный датчик кислорода, UEGO (универсальный датчик кислорода выхлопных газов), двухрежимный датчик кислорода, EGO (датчик кислорода выхлопных газов), HEGO (подогреваемый EGO), или датчик содержания HC или CO. В этом конкретном примере, датчик 76 является двухпозиционным датчиком кислорода, который выдает сигнал EGO в контроллер 12, который преобразует сигнал EGO в двухпозиционный сигнал EGOS. Состояние высокого напряжения сигнала EGOS указывает, что выхлопные газы обогащены относительно стехиометрии, а состояние низкого напряжения сигнала EGOS указывает, что выхлопные газы обеднены относительно стехиометрии. Сигнал EGOS может использоваться, чтобы давать преимущество во время регулирования топливно-воздушного соотношения с обратной связью для поддержания среднего топливно-воздушного соотношения на стехиометрии во время стехиометрического однородного режима работы. Дополнительные подробности о регулировании топливно-воздушного соотношения включены в материалы настоящего описания.
Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 91 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12.
Контроллер 12 может побуждать камеру 30 сгорания работать в многообразии режимов сгорания, в том числе, режиме однородной топливно-воздушной смеси и режиме послойной топливно-воздушной смеси посредством управления временными характеристиками впрыска, величинами впрыска, конфигураций факела распыла, и т.д. Кроме того, комбинированные послойные и однородные смеси могут формироваться в камере. В одном из примеров, послойные прослойки могут формироваться посредством работы форсунки 66 во время такта сжатия. В еще одном примере, однородная смесь может формироваться посредством работы одной или обеих форсунок 66 и 67 во время такта впуска (что может быть впрыском при открытом клапане). В еще одном примере, однородная смесь может формироваться посредством работы одной или обеих форсунок 66 и 67 до такта впуска (что может быть впрыском при закрытом клапане). В кроме того других примерах, многочисленные впрыски из одной или обеих форсунок 66 и 67 могут использоваться во время одного или более тактов (например, впуска, сжатия, выпуска, и т.д.). Еще дополнительные примеры могут быть в тех случаях, когда разные временные характеристики впрыска и смесеобразования используются в разных условиях, как описано ниже.
Контроллер 12 может управлять количеством топлива, подаваемого топливными форсунками 66 и 67, так чтобы однородная, послойная или комбинированная однородная/послойная топливно-воздушная смесь в камере30 сгорания могла выбираться, чтобы быть на стехиометрии, значении, обогащенном относительно стехиометрии, или значении, обедненном относительно стехиометрии.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показана принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение всасываемого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 118 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 38 на эффекте Холла, присоединенного к коленчатому валу 40; и положение дросселя (TP) с датчика 58 положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122. Сигнал RPM скорости вращения двигателя формируется контроллером 12 из сигнала PIP традиционным образом, и сигнал MAP давления в коллекторе с датчика давления в коллекторе дает показание разрежения или давления во впускном коллекторе. Во время стехиометрической работы, этот датчик может давать показание нагрузки двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду со скоростью вращения двигателя, может давать оценку заряда (в том числе, воздуха), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 38, который также используется в качестве датчика скорости вращения двигателя, вырабатывает заданное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.
Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и что каждый цилиндр имеет свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливных форсунок, свечей зажигания, и т.д. К тому же, в примерных вариантах осуществления, описанных в материалах настоящего описания, двигатель может быть присоединен к стартерному электродвигателю (не показан) для запуска двигателя. Стартерный электродвигатель может приводиться в действие, например, когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания на рулевой колонке. Стартер выключается после запуска двигателя, например, по достижению двигателем 10 заданной скорости вращения через заданное время. Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система рециркуляции выхлопных газов (EGR) может использоваться, чтобы направлять требуемую порцию выхлопных газов из выпускного коллектора 48 во впускной коллектор 43 через клапан EGR (не показан). В качестве альтернативы, часть выхлопных газов может удерживаться в камерах сгорания посредством управления установки фаз распределения выпускных клапанов.
Фиг. 2 иллюстрирует двухтопливную систему 200 с двумя форсунками, с системой сдвоенной направляющей-распределителя для топлива высокого давления, которая, например, может быть топливной системой, присоединенной к двигателю 10 на фиг. 1. Топливная система 200 может включать в себя топливные баки 201a и 201b, (подкачивающие) топливные насосы 202a и 202b низкого давления, которые подают топливо из топливных баков 201a и 201b в топливные насосы 206a и 206b высокого давления соответственно через каналы 204a и 204b низкого давления. Топливные насосы 206a и 206b высокого давления подают топливо под давлением в направляющие-распределители 210a и 210b для топлива высокого давления соответственно через каналы 208a и 208b высокого давления. Направляющая-распределитель 210a для топлива высокого давления подает топливо под давлением в топливные форсунки 214a, 214b, 214c и 214d, а направляющая-распределитель 210b для топлива высокого давления подает топливо под давлением в топливные форсунки 214e, 214f, 214g и 214h. Топливные форсунки впрыскивают виды топлива в цилиндры 212a, 212b, 212c и 212d двигателя, расположенные в блоке 216 цилиндров двигателя. Невпрыснутое топливо может возвращаться в топливные баки 201a и 201b через соответствующие каналы возврата топлива (не показаны). Блок 216 цилиндров двигателя может быть присоединен к впускному тракту 222 впускным воздушным дросселем 224.
Каждый цилиндр, таким образом, может принимать топливо из двух форсунок, где каждая форсунка подает топливо, отличное от другой, или две форсунки расположены в разных местоположениях. Например, как обсуждено раньше на фиг. 1, одна из форсунок может быть выполнена в виде форсунки непосредственного впрыска, присоединенной, чтобы впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания, наряду с тем, что другая форсунка выполнена в виде форсунки впрыска во впускной канал, присоединенной к впускному коллектору, и подает топливо во впускное окно выше по потоку от впускного канала.
Система дополнительно может включать в себя блок 226 управления. Блок 226 управления может быть блоком управления двигателем, блоком управления силовой передачей, системой управления, отдельным блоком или комбинацией различных блоков управления. Блок 226 управления показан на фиг. 2 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя порты 228 ввода/вывода (I/O), центральное процессорное устройство 232 (ЦПУ, CPU), электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 230 постоянного запоминающего устройства (ПЗУ, ROM) в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 234 (ОЗУ, RAM), энергонезависимую память 236 (ЭНП, KAM) и шину данных.
Подобно блоку 12 управления на фиг. 1, блок 226 управления может быть дополнительно присоединен к различным другим датчикам 252 и различным исполнительным механизмам 254 (например, исполнительному механизму впрыска топлива, исполнительному механизму искрового зажигания, исполнительному механизму дроссельного клапана, и т.д.) для считывания и управления условиями работы двигателя. Например, блок 226 управления может принимать сигналы давления топлива с направляющих-распределителей 210a и 210b для топлива высокого давления через соответствующие датчики 220a и 220b давления топлива, расположенные в направляющих-распределителях 210a и 210b для топлива высокого давления. Блок 226 управления также может управлять работой впускного и/или выпускного клапанов или дросселей, вентилятора охлаждения двигателя, искрового зажигания и топливных насосов для управления условиями работы двигателя.
Блок управления дополнительно может принимать сигналы угла открывания дросселя, указывающие положение впускного воздушного дросселя, посредством датчика 238 положения дросселя, сигналы массового расхода воздуха с датчика 240 массового расхода воздуха, сигналы скорости вращения двигателя с датчика 242 скорости вращения двигателя, сигнал положения педали акселератора с педали 244 посредством датчика 246 положения педали акселератора, датчика 248 угла поворота коленчатого вала и сигналы температуры хладагента двигателя (ECT) с датчика 250 температуры двигателя.
В дополнение к сигналам, указанным выше, блок 226 управления также может принимать другие сигналы с различных других датчиков 252. Например, блок 226 управления может принимать сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика на эффекте Холла (не показан), присоединенного к коленчатому валу, и сигнал MAP давления в коллекторе с датчика давления в коллекторе, как показано на фиг. 1.
Блок 226 управления может управлять работой различных компонентов транспортного средства посредством различных исполнительных механизмов 254. Например, блок 226 управления может управлять работой топливных форсунок 214a-h через соответствующие приводы (не показаны) топливных форсунок и работой топливных насосов 206a и 206b высокого давления через соответствующие приводы (не показаны) топливного насоса высокого давления.
Топливные насосы 206a и 206b высокого давления могут быть присоединены к и управляться блоком 226 управления, как показано на фиг.2. Блок 226 управления может регулировать количество и скорость топлива, которое должно подаваться в направляющие-распределители 210a и 210b высокого давления топливными насосами 206a и 206b высокого давления через соответствующие элементы управления (не показаны) топливными насосами высокого давления. Блок 226 управления также может полностью останавливать подачу топлива в направляющие-распределители 210a и 210b для топлива высокого давления. Более того, топливные насосы 206a и 206b высокого давления могут содержать в себе один или более клапанов сброса давления, которые понижают давление топлива в направляющих-распределителях для топлива высокого давления, когда давление топлива в направляющих-распределителях 210a и 210b для топлива высокого давления является более высоким, чем требуется.
Хотя форсунки присоединены к цилиндрам двигателя в этом примере, в других примерах, форсунки могут быть присоединены к впускному тракту. Топливные форсунки, которые присоединены непосредственно к цилиндрам двигателя, могут быть расположены над поршнями (не показаны) цилиндров или расположены на боковой стороне цилиндра двигателя. Форсунки 214a-h могут быть функционально присоединены к и управляться блоком управления, таким как блок 226 управления, как показано на фиг.2. Количество топлива, впрыскиваемого из форсунки, и временные характеристики впрыска могут определяться блоком 226 управления по многомерной регулировочной характеристике двигателя, хранимой в блоке 226 управления, на основе скорости вращения двигателя и/или угла впускного дросселя, или нагрузки двигателя. Форсунка может управляться посредством электромагнитного клапана, присоединенного к форсунке (не показана). Форсунка может не впрыскивать все топливо, подаваемое в форсунку, и может возвращать часть подаваемого топлива в топливный бак через обратный тракт, такой как обратный канал (не показан).
Направляющие-распределители 210a и 210b для топлива высокого давления также содержат в себе один или более датчиков температуры для считывания температуры топлива в направляющих-распределителях 210a и 210b для топлива высокого давления и один или более датчиков давления для считывания давления топлива в направляющих-распределителях 210a и 210b для топлива высокого давления. Они могут также содержать в себе один или более клапанов сброса давления, которые, когда открыты, понижают давление в направляющих-распределителях для топлива высокого давления, когда оно больше, чем требуемое, и возвращают избыточное топливо обратно в топливный бак чрез канал возврата топлива.
Различные другие модификации или регулировки могут быть произведены в отношении вышеприведенных примерных систем. Например, топливные каналы (например, 204a, 204b, 208a и 208b) могут содержать в себе один или более фильтров, насосов, датчиков давления, датчиков температуры и/или клапанов сброса давления. Топливные каналы могут включать в себя одиночную или многочисленные магистрали. Может быть одна или более систем охлаждения топлива. Впускной тракт 222 может содержать в себе один или более воздушных фильтров, турбонагнетателей и/или уравнительных бачков. Двигатель может содержать в себе один или более вентиляторов охлаждения двигателя, контуров охлаждения, искровых зажиганий, клапанов и элементов управления. Двигатель может быть присоединен к выпускному тракту.
Таким образом, можно управлять топливоснабжением отдельных цилиндров или групп цилиндров. Дополнительно, одна форсунка может быть изолирована для калибровки, в то время как другие цилиндры продолжают принимать топливо из других форсунок, тем самым, оставляя работу двигателя не находящейся под значительным влиянием во время калибровки. Кроме того, любые изменения давления в направляющей-распределителе для топлива (FRP) во время калибровки могут контролироваться датчиками давления, присоединенными к направляющим-распределителям для топлива, предоставляя возможность для оценки рабочих характеристик форсунки.
Примерные процедуры, которые могут выполняться контроллером 12, показаны на фиг. 5. Процедура 300 на фиг. 3 удостоверяется, может ли выполняться диагностика форсунки, на основании условий работы двигателя. Между тем, процедура 400 на фиг. 4 выполняет диагностику топливной форсунки наряду с тем, что процедура 500 на фиг. 5 модифицирует измеренное падение давления у давления в направляющей-распределителе для топлива (FRP) по причине увеличения задержки закрывания форсунки и других поправок.
На фиг. 3, процедура 300 определяет, должна ли выполняться процедура диагностики форсунки, на основании существующих условий работы двигателя. Более точно, процедура 300 определяет, требуется ли процедура диагностики, на основании того, какие виды топлива требуются для работы двигателя, и времени после последней калибровки форсунки. Например, во время условий, в которых необходимы оба вида топлива, процедура диагностики может не выполняться, поскольку впрыск одного из видов топлива приостанавливается во время калибровки.
На этапе 302 процедуры 300, определяются условия работы двигателя. Условия работы двигателя могут включать в себя нагрузку, температуру, скорость вращения, и т.д.
Как только условия работы двигателя проверены, процедура 300 переходит на этап 304, где подтверждается, требуются ли оба вида топлива для работы двигателя. Например, если двигатель работает на высокой нагрузке, впрыск обоих видов топлива может требоваться, чтобы продолжать работу на высокой нагрузке. В еще одном примере, двигатель может быть работающим в условиях низкой нагрузки, и двигатель может работать с использованием одного или обоих видов топлива.
Если определено, что требуются оба вида топлива, процедура 300 переходит на этап 306, где процедура заканчивается наряду с тем, что работа двигателя продолжается. С другой стороны, если выяснено, что оба вида топлива не требуются для работы (например, может использоваться один или более видов топлива, но оба вида топлива не требуются для оптимального коэффициента полезного действия двигателя), процедура 300 переходит на этап 308, где оценивается, является ли время после последней калибровки форсунки большим, чем или равным заданному пороговому значению. В качестве примеров, калибровка форсунки может требоваться один или более раз за цикл вождения, каждый второй цикл вождения или после того, как пройдено заданное количество миль.
Если время после последней калибровки форсунки не больше, чем или равным заданному пороговому значению, процедура 300 заканчивается. В противоположность, если время после последней калибровки форсунки больше, чем или равным заданному пороговому значению, процедура 300 переходит на этап 310, где выполняется процедура диагностики форсунки, как будет описано ниже со ссылкой на фиг. 4, сопровождаемый процедурой поправки на падение давления на этапе 312 для каждого события впрыска, которая будет конкретизирована на фиг. 5.
Продолжая по фиг. 4, проиллюстрирована процедура 400 диагностики для топливных форсунок. Более точно, давление в направляющей-распределителе для топлива в одной из направляющих-распределителей сначала повышается до заданного уровня, затем подкачка приостанавливается, и топливо впрыскивается в один цилиндр, чтобы выявлять падение давления, обусловленное впрыском. По существу, другой насос направляющей-распределителя для топлива может продолжать подавать топливо в другую направляющую-распределитель для топлива и другие цилиндры двигателя, и процедура диагностики может выполняться с использованием одной форсунки за раз, тем самым, поддерживая коэффициент полезного действия двигателя.
На этапе 402, давление в направляющей-распределителе в пределах направляющей-распределителя B для топлива повышается до заданного уровня посредством ввода в действие насоса высокого давления, присоединенного к направляющей-распределителю B для топлива. Посредством подъема давления перед возбуждением форсунки, достаточное топливо имеется в распоряжении для правильного дозирования форсункой и в течение многочисленных событий впрыска на этапе 404, насос высокого давления, присоединенный к направляющей-распределителю B для топлива, выключается, тем самым, приостанавливая подкачку топлива B в направляющую-распределитель B для топлива. Например, в двухтопливной системе, топливная система может включать в себя первую направляющую-распределитель для топлива (например, направляющую-распределитель A для топлива), присоединенную к первому топливному насосу (например, топливному насосу A), который накачивает первое топливо (например, топливо A) в первую направляющую-распределитель для топлива, и вторую направляющую-распределитель для топлива (например, направляющую-распределитель B для топлива), присоединенную ко второму топливному насосу (например, топливному насосу B), который накачивает второе топливо (например, топливо B) во вторую направляющую-распределитель для топлива. Топливо A и топливо B могут быть различными видами топлива, такими как бензин, этиловый спирт, газовое реформинговое топливо, смесь бензина и основанного на спирте топлива, смесь топлива и воды, и т.д.
После того, как подкачка топлива B приостановлена в направляющей-распределителе B для топлива, впрыск топлива A выполняется во всех кроме одного из цилиндров двигателя на этапе 406. Например, если подкачка топлива B приостановлена в направляющей-распределителе B для топлива, топливо A впрыскивается во все кроме одного цилиндра. В качестве примера, в четырехцилиндровом двигателе, топливо A может впрыскиваться в цилиндры 2, 3 и 4, но не в цилиндр 1. В еще одном примере, топливо A может добавляться через форсунки впрыска во впускной канал во впускные окна цилиндров 2, 3 и 4 наряду с тем, что форсунка впрыска во впускной канал в цилиндре 1 поддерживается неработающей, чтобы калибровать форсунку непосредственного впрыска в цилиндре 1.
Затем, на этапе 408, в то время как подкачка топлива B приостановлена в направляющей-распределителе B для топлива, а впрыск топлива A выполняется во всех кроме одного цилиндра двигателя, топливо B впрыскивается в один цилиндр. В одном из примеров, топливо B может подаваться через форсунку непосредственного впрыска, присоединенную к камере сгорания. В других примерах, топливо B может впрыскиваться в одиночный цилиндр в заданной последовательности в течение заданного количества раз. Фиг. 6A показывает примерную калибровку форсунки, при которой только одна форсунка возбуждается в заданной последовательности.
Поскольку подкачка была приостановлена в направляющей-распределителе B для топлива, количество топлива, а соответственно, давление в направляющей-распределителе для топлива (FRP), убывает с каждым впрыском. Падение давления измеряется при каждом событии топливоснабжения форсунки и подвергается поправке на задержку закрывания форсунки, как будет детализировано на фиг. 5. Как только определено, что событие калибровки форсунки выполнено, подкачка топлива B возобновляется на этапе 410 и, на этапе 412, количество топлива, впрыскиваемого в один цилиндр калиброванной форсункой, регулируется на основании определенной поправки. Например, если количество топлива, впрыскиваемого форсункой, больше, чем требуется, форсунка калибруется, чтобы меньшее топливо впрыскивалось за каждый впрыск (например, впрыск компенсируется поправочным коэффициентом), чтобы скомпенсировать ухудшение характеристик форсунки и поддерживать эффективность системы. В еще одном примере, обновления в отношении крутизны и смещения впрыска (между длительностью импульса и количеством топлива, впрыскиваемого при данном давлении в направляющей-распределителе) могут производиться на основании определенной поправки. Каждая топливная форсунка может иметь свой собственный определенный поправочный коэффициент, такой чтобы ухудшение со временем каждой топливной форсунки могло отслеживаться и компенсироваться.
Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что процедура диагностики, описанная выше, задана для форсунки непосредственного впрыска, подобная процедура диагностики может выполняться для форсунки впрыска во впускной канал в одиночном цилиндре. Например, в 4-цилиндровом двигателе, топливный насос высокого давления продолжает подкачивать топливо в направляющую-распределитель A для топлива, присоединенную к форсункам непосредственного впрыска, работающим на 3 цилиндра, наряду с тем, что топливоснабжение в направляющей-распределителе B для топлива повышается до заданного давления, подкачка выключается, и одиночная форсунка впрыска во впускной канал, присоединенная к одному не снабжаемому топливом цилиндру, может изолироваться и калиброваться.
Фиг. 5 изображает примерную процедуру 500, которая иллюстрирует поправку на задержку форсунки и другие поправки, применяемые к измеренному падению давления. На этапе 502, разность давлений измеряется на основании сигналов с датчика давления, присоединенного к направляющей-распределителю для топлива. Разность FRP до возбуждения форсунки и FRP после работы форсунки рассчитывается в качестве ΔPinj. Примерное измерение разности давления будет описано ниже со ссылкой на фиг. 6A и 6B.
Пример временных характеристик впрыска топлива изображен на графике 600, а соответствующее изменение давления топлива в направляющей-распределителе для топлива во время процедуры диагностики форсунки в четырехцилиндровом двигателе проиллюстрировано на графике 610. До начала процедуры диагностики форсунки на этапе 602, давление топлива в направляющей-распределителе для топлива поддерживается на нормальном рабочем давлении PO, как показано на графике 610, и выдаются нормальные ходы плунжера насоса. Как показано на графике 600, все форсунки, присоединенные к направляющей-распределителю B для топлива, являются нормально работающими до начала процедуры диагностики на этапе 602. В начале процедуры диагностики форсунки, давление в направляющей-распределителе для топлива в пределах направляющей-распределителя для топлива повышается (например, посредством дополнительных или больших ходов плунжера насоса) до заданного уровня Pd перед тем, как подкачка приостановлена, и введена в действе форсунка, присоединенная к цилиндру 1. Например, цилиндр 1 может принимать топливо из форсунки непосредственного впрыска, которая впрыскивает топливо непосредственно в зону сгорания. В еще одном примере, цилиндр 1 может снабжаться топливом через форсунку впрыска во впускной канал, расположенную выше по потоку от впускного клапана во впускном коллекторе. Как показано на графике 610, для каждого впрыска, давление в направляющей-распределителе для топлива падает и измеряется в качестве разности (ΔPinj) между P1, давлением перед событием впрыска, и P2, давлением непосредственно после такого события впрыска. Среднее значение многочисленных показаний давления до и после события впрыска может оцениваться для более высокой точности наряду с расчетом падений давления.
Дополнительно, по мере того, как продолжительность времени события калибровки возрастает, снижение полного давления в направляющей-распределителе для топлива от начала до конца может быть значительным. Например, на графике 610, снижение давления с Pd до Pf может быть существенным, когда калибровка выполняется в течение более длительного периода времени. В таких ситуациях, воздействие различных факторов, таких как задержка закрывания, задержка открывания, и прочих, на измеренные падения давления при более поздних впрысках может быть существенным, как будет дополнительно конкретизировано в описании для фиг. 8.
Возвращаясь к процедуре 500, на этапе 504, поправочный коэффициент давления, K, рассчитывается с использованием следующего уравнения:
K=√(Базовое FRP)/(Действующее FRP), где
Базовое FRP - давление в направляющей-распределителе для топлива, при котором определен базовый модуль объемной упругости,
Действующее FRP-FRP после события впрыска.
Вышеприведенный расчет основан на зависимости между разностью давлений (ΔP) и объемным расходом, и корнем квадратным FRP.
На этапе 506, поправка модуля объемной упругости, X, определяется на основании следующего:
X=BM_Base/BM_Actual, где
BM_Base - модуль объемной упругости при базовом FRP,
BM_Actual - модуль объемной упругости при действующем FRP.
Таким образом, может наблюдаться, что базовая поправка модуля упругости, X, возрастает по мере того, как возрастает BM_actual.
Затем, на этапе 508, относительное увеличение задержки закрывания измеряется при каждом давлении в направляющей-распределителе по мере того, как FRP убывает позднее при каждом впрыске. Более точно, после каждого впрыска, изменение задержки закрывания при таком давлении в направляющей-распределителе для топлива сравнивается с задержкой закрывания при базовом FRP, и рассчитывается относительное увеличение.
Задержка закрывания форсунки дополнительно описана со ссылкой на фиг. 7, и график 700 изображает зависимость между крутизной впрыска и давлением на форсунке. Давление на форсунке является давлением на форсунке и, по существу, перепадом давления между давлением в направляющей-распределителе для топлива (FRP) и давлением внутри впускного коллектора или цилиндра. Крутизна впрыска является крутизной графика массы топлива в зависимости от времени, а потому, является изменением расхода. Задержка закрывания форсунки является функцией давления на форсунке и крутизны впрыска. Например, задержка закрывания форсунки увеличивается с понижением давления на форсунке. Высокое давление внутри впускного коллектора, возможно во время условий с наддувом, может увеличивать задержку закрывания, оказывая сопротивление закрыванию форсунки. В еще одном примере, понижение давления в направляющей-распределителе для топлива понижает противодавление, воздействию которого подвергается форсунка, а потому, увеличивает задержку закрывания.
Далее, возвращаясь к процедуре 500, на этапе 510, подвергнутое поправке падение давления определяют с использованием следующего уравнения:
ΔPcorrected=ΔPinj*K*X*D, где
ΔPinj=Давление до события впрыска - Давление после события впрыска (например, для P1-P2 по графику 610),
K=Поправка давления,
X=Поправка модуля объемной упругости,
D=относительное увеличение задержки закрывания при действующем давлении в направляющей-распределителе после события впрыска от такового при базовом FRP.
Таким образом, измеренное падение давления после каждого события впрыска модифицируется по причине увеличения задержки закрывания форсунки при таком давлении в направляющей-распределителе, а также подвергается поправке на давление и модуль объемной упругости.
С обращением к фиг. 8, проиллюстрировано примерное сравнение подвергнутых поправке и не подвергнутых поправке падений давления при возрастающем количестве событий впрыска. График 802 изображает подвергнутые поправке изменения давления, а график 804 представляет не подвергнутые поправке падения давления. Как описано раньше для графика 610, если событие калибровки выполняется достаточно долго, чтобы вызывать значительное снижение FRP с Pd до Pf, воздействие факторов, таких как задержка закрывания, становится значительным. Как показано на фиг. 8, по мере того, как количество событий впрыска возрастает, график 802 для подвергнутых поправке падений давления показывает минимальное изменение ΔP от первого впрыска до окончания событий впрыска. С другой стороны, график 804, для не подвергнутых поправке падений давления, убывает более резко, ошибочно указывая, что падения давления в направляющей-распределителе уменьшаются с увеличением количества событий впрыска. Таким образом, по мере того, как количество событий впрыска возрастает, становится более важным корректировать измеренное падение давления на увеличения задержки закрывания.
Например, со ссылкой на график 610 на фиг. 6B, задержка закрывания форсунки при P5 больше, чем при P2, так как давление в направляющей-распределителе для топлива при P5 (после впрыска) меньше, чем давление P2 в направляющей-распределителе. Как описано раньше при ссылке на фиг. 7, задержка закрывания форсунки, будучи функцией давления на форсунке, увеличивается, по мере того, как убывают давление в направляющей-распределителе для топлива и противодавление форсунки. Поэтому, относительное увеличение задержки закрывания при давлении P5 в направляющей-распределителе по сравнению с базовым давлением в направляющей-распределителе для топлива может быть большим, чем сходное относительное увеличение задержки закрывания при давлении P2 в направляющей-распределителе. Таким образом, поправка на задержку закрывания форсунки для измеренного падения давления при P5 может быть большей, чем подобная поправка, необходимая для измеренного падения давления при P2. Подобным образом, увеличение задержки закрывания и соответствующая поправка при Pf могут быть существенно более высокими, чем при давлении P1 в направляющей-распределителе для топлива.
Как обсуждено ранее для графика 802, измеренное падение давления, подвергнутое поправке на задержку закрывания форсунки, может давать более точное показание понижения давления в направляющей-распределителе для топлива, приводя к более точной регулировке топлива, подаваемого форсункой, после события калибровки. Вновь со ссылкой на график 610 на фиг. 6B, если бы событие калибровки должно было заканчиваться через относительно короткий интервал времени, например, при давлении P2 в направляющей-распределителе для топлива, падение давления в направляющей-распределителе находилось бы под меньшим влиянием задержки закрывания. Разность подвергнутого поправке падения давления и не подвергнутого поправке падения давления может быть минимальной, и никакая определенная поправка для форсунки, поэтому, не может быть подобной. В одном из примеров, подвергнутое поправке падение давления при P2 может быть сравнимым с ожидаемым падением давления, и топливоснабжение форсунки может оставаться прежним после калибровки без какой бы то ни было регулировки. Однако если событие калибровки выполнялось до Pf, где давление в направляющей-распределителе для топлива значительно упало с соответственно большим увеличением задержки закрытия форсунки, подвергнутое поправке падение давления может быть существенно отличным от измеренного падения давления. Например, подвергнутое поправке падение давления может означать большее понижение давления, чем измеренное, указывая, что избыточное топливо может впрыскиваться в камеру сгорания. На основании этого определения, калибруемая форсунка может регулироваться, чтобы работать с меньшей продолжительностью времени импульса.
Таким образом, изменчивость от детали к детали топливных форсунок может анализироваться и подвергаться поправке в двухтопливной системе с множеством форсунок. Топливная форсунка может точнее калиброваться посредством внесения поправки в каждое измеренное падение давления в направляющей-распределителе для топлива на соответствующее увеличение задержки закрывания форсунки. Эта поправка может быть более критической для события калибровки, выполняемого через более длительные продолжительности времени. Посредством согласования увеличений задержки закрывания, подвергнутые поправке падения давления приводят к более точной интерпретации рабочих характеристик форсунки и, тем самым, улучшают работу двигателя.
Следует отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящего описания, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.
1. Способ управления впрыском топлива двухтопливного двигателя с множеством форсунок на цилиндр, содержащего первую и вторую направляющие-распределители, включающий в себя этапы, на которых:
при определении контроллером того, что задействована только одна форсунка на цилиндр:
впрыскивают первое топливо во все за исключением одного цилиндра двигателя;
впрыскивают, через форсунку, второе топливо в один цилиндр; и
указывают ухудшение характеристик форсунки в ответ на падение величины давления во второй направляющей-распределителе и определяемую поправку на задержку закрывания форсунки.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
перед впрыском второго топлива:
повышают давление в направляющей-распределителе для топлива у второй направляющей-распределителя; и
приостанавливают работу насоса у топливного насоса, присоединенного только ко второй направляющей-распределителю,
при этом определяемая поправка на задержку закрывания форсунки включает в себя относительное увеличение задержки при каждом падении давления в направляющей-распределителе по сравнению с базовым давлением в направляющей-распределителе.
3. Способ по п. 2, в котором поправку на задержку закрывания увеличивают с понижением давления в направляющей-распределителе для топлива.
4. Способ по п. 1, в котором двигатель содержит топливную форсунку впрыска во впускной канал и топливную форсунку непосредственного впрыска для каждого цилиндра двигателя.
5. Способ по п. 4, в котором второе топливо впрыскивают в один цилиндр через форсунку непосредственного впрыска наряду с тем, что оставшиеся цилиндры снабжают первым топливом через форсунки впрыска во впускной канал.
6. Способ по п. 3, в котором ухудшение характеристик дополнительно основано на падении давления, подвергнутом поправке на давление и модуль объемной упругости, при этом поправку увеличивают, по мере того как уменьшается действующий модуль объемной упругости.
7. Способ управления впрыском топлива двухтопливного двигателя с множеством форсунок, который включает первую и вторую направляющие-распределители для топлива, включающий в себя этапы, на которых:
когда двухтопливный режим работы не требуется:
выполняют событие калибровки, которое включает в себя этапы, на которых:
впрыскивают первое топливо через форсунки впрыска во впускной канал во все за исключением одного цилиндра двигателя; и
в то время как подкачка приостановлена во второй направляющей-распределителе для топлива, впрыскивают второе топливо через форсунку непосредственного впрыска в один оставшийся цилиндр; и
если событие калибровки выполняют достаточно долго, что вызывает снижение давления в направляющей-распределителе с первого уровня до второго уровня, то соотносят падения величины давления, подвергнутые поправке на задержку закрывания форсунки, с ухудшением характеристик форсунки.
8. Способ по п. 7, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
перед приостановкой работы насоса, присоединенного ко второй направляющей-распределителю для топлива:
повышают давление во второй направляющей-распределителе для топлива до заданного уровня, при этом
поправку на задержку закрывания форсунки увеличивают с понижением давления в направляющей-распределителе для топлива.
9. Способ по п. 8, в котором увеличение задержки закрывания форсунки измеряют в качестве относительного увеличения от задержки закрывания при базовом давлении в направляющей-распределителе для топлива.
10. Способ по п. 7, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
вносят поправку в падение давления в направляющей-распределителе для топлива при каждом событии впрыска на давление и модуль объемной упругости и регулируют последующий впрыск топлива на основании подвергнутого поправке падения давления в направляющей-распределителе для топлива.
11. Способ по п. 7, в котором впрыск второго топлива в одном цилиндре регулируют на основании подвергнутых поправке падений давления, как только подкачка второго топлива возобновлена вторым насосом.
12. Способ по п. 7, в котором первым топливом является бензин, а вторым топливом является этиловый спирт.
13. Система управления для двухтопливного двигателя в транспортном средстве, содержащего множество цилиндров, каждый из которых имеет первую и вторую форсунку, причем первая форсунка присоединена к первой направляющей-распределителю для топлива, а вторая форсунка присоединена ко второй направляющей-распределителю для топлива, причем система управления содержит машиночитаемый запоминающий носитель, содержащий команды для:
в первом состоянии впрыска топлива во все цилиндры через первые форсунки; и
во втором состоянии, когда оба топлива не требуются:
впрыска топлива во все кроме одного цилиндра через первые форсунки;
работы насоса высокого давления, присоединенного ко вторым форсункам, для повышения давления в направляющей-распределителе для топлива до заданного уровня;
приостановки подкачки топлива во вторую направляющую-распределитель для топлива наряду с продолжением подкачки топлива в первую направляющую-распределитель для топлива;
впрыска топлива в один цилиндр только через вторую форсунку; и
указания ухудшения характеристик форсунки на основании падения величины давления в направляющей-распределителе для топлива, подвергнутого поправке на задержку закрывания.
14. Система по п. 13, в которой первые форсунки впрыскивают первое топливо, а вторые форсунки впрыскивают второе топливо.
15. Система по п. 13, в которой первые форсунки выполнены в виде форсунок впрыска во впускной канал, а вторые форсунки выполнены в виде форсунок непосредственного впрыска.
16. Система по п. 13, в которой первое состояние включает в себя условия работы, в которых используется только одно топливо, а диагностическая процедура не выполняется.
17. Система по п. 14, в которой второе состояние включает в себя условия работы, в которых используются оба вида топлива, и выполняется диагностическая процедура.
18. Система по п. 13, дополнительно содержащая команды для впрыска во все цилиндры через первую и вторую форсунки в третьем состоянии.
19. Система по п. 13, в которой падение давления в направляющей-распределителе для топлива подвергается поправке на величину, основанную на увеличении задержки закрывания форсунки, определенном в качестве относительного изменения задержки закрывания при каждом давлении в направляющей-распределителе по сравнению с базовым давлением в направляющей-распределителе.
20. Система по п. 19, в которой поправка на задержку закрывания форсунки возрастает, по мере того как повышается давление в направляющей-распределителе для топлива.
