Способ (варианты) и система распределенного впрыска топлива под высоким давлением
Раскрыты системы и способы для улучшения подачи топлива для двигателя, который содержит цилиндр, получающий топливо от двух различных топливных форсунок. В одном примере топливо подается к топливным форсункам распределенного впрыска и топливным форсункам непосредственного впрыска посредством одного и того же топливного насоса высокого давления, и активация распределенного впрыска топлива под высоким давлением осуществляется в те промежутки времени, когда непосредственный впрыск топлива обеспечил бы подачу топлива в количестве, меньшем требуемого, или это количество было бы нестабильным. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе и способам управления топливными форсунками двигателей внутреннего сгорания. Способы могут быть прежде всего применимы к двигателям, содержащим топливные форсунки распределенного впрыска высокого давления и непосредственного впрыска.
Уровень техники и сущность изобретения
Системы непосредственного впрыска топлива имеют некоторые преимущества перед системами распределенного впрыска топлива. Например, системы непосредственного впрыска топлива могут улучшать охлаждение заряда воздушно-топливной смеси в цилиндре, в результате чего цилиндры двигателя могут работать с более высокой степенью сжатия без угрозы возникновения нежелательной детонации двигателя. Однако при высоких частотах вращения и нагрузках двигателя топливные форсунки непосредственного впрыска могут не справляться с подачей требуемого количества топлива в цилиндр, поскольку продолжительность такта цилиндра в этом случае сокращена, и ее может быть недостаточно для того, чтобы форсунка успела подать в цилиндр требуемое количество топлива. В результате этого двигатель может развить мощность меньшую требуемой при более высоких его оборотах и нагрузках. С другой стороны, инжекторные двигатели с распределенным впрыском могут обеспечить подачу в цилиндр достаточного количества топлива при более высоких частотах вращения двигателя, поскольку форсунка распределенного впрыска может быть активен в промежутке времени от момента закрытия впускного клапана одного цикла цилиндра до момента закрытия впускного клапана в течение следующего цикла цилиндра. Однако распределенный впрыск обыкновенно обеспечивает существенно меньшее охлаждение заряда воздушно-топливной смеси в цилиндре по сравнению с непосредственным впрыском, что обусловлено расположением топливной форсунки распределенного впрыска и тем, что более низкое давление топлива, подаваемого посредством топливной форсунки распределенного впрыска, может привести к менее эффективному его испарению. Таким образом, могут существовать возможности для усовершенствования инжекторных двигателей с распределенным и непосредственным впрыском топлива.
В настоящей заявке изобретатели учли указанные выше недостатки и разработали способ подачи топлива в цилиндр, выполненный с возможностью активации топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, когда частота вращения двигателя превышает пороговую, при которой форсунка непосредственного впрыска способна подать это количество топлива в течение предварительно заданного интервала поворота коленчатого вала двигателя.
При активации форсунки распределенного впрыска в течение цикла цилиндра в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, которое больше предельного его значения, когда частота вращения двигателя больше, чем предельная ее величина, при которой форсунка непосредственного впрыска может подать это количество топлива в течение заранее заданного интервала поворота коленчатого вала двигателя, возможно обеспечить технический результат по увеличению подачи топлива в цилиндр, в результате чего цилиндр может обеспечить дополнительный крутящий момент в сравнении тем, когда задействована лишь топливная форсунка непосредственного впрыска. Кроме того, при подаче топлива к топливной форсунке распределенного впрыска посредством насоса высокого давления возможно обеспечить дополнительное охлаждение заряда воздушно-топливной смеси в цилиндре, тем самым обеспечив увеличение крутящего момента двигателя.
В данном раскрытии представлено несколько преимуществ. А именно, способ может уменьшать погрешности формирования воздушно-топливной смеси. В дополнение к тому, способ может позволить двигателю достичь уровней мощности, которые не могли бы быть достигнуты применением одной лишь системы непосредственного впрыска топлива. Кроме того, способ может повысить топливную экономичность двигателя.
Вышеуказанные и прочие преимущества и функции настоящего раскрытия явно следуют из подробного раскрытия ниже, рассматриваемого отдельно или в сочетании с чертежами.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Раскрытие изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
Описанные здесь преимущества можно лучше понять при прочтении примера варианта осуществления изобретения, представленного здесь в качестве подробного раскрытия, рассматриваемого отдельно или в сочетании с чертежами, где:
фиг. 1 - принципиальная схема двигателя;
на Фиг. 2 показана схема топливной системы;
на Фиг. 3 показан способ работы топливных форсунок; и
на Фиг. 4 показан рабочий цикл двигателя.
Подробное описание
Данное раскрытие относится к усовершенствованию управления воздушно-топливным отношением для двигателя, оснащенного топливными форсунками распределенного и непосредственного впрыска. Топливные форсунки распределенного и непосредственного впрыска могут быть установлены на одном двигателе, как показано на Фиг. 1. Топливные форсунки могут быть частью топливной системы, как показано на Фиг. 2. Двигатель и топливные форсунки могут работать по способу, показанному на Фиг. 3 с целью усовершенствования управления формированием воздушно-топливной смеси двигателя. Кроме того, системы на Фиг. 1 и Фиг. 2 могут действовать по способу на Фиг. 3 для обеспечения рабочей последовательности на Фиг. 4
Согласно Фиг. 1, управление двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим множество цилиндров, один из которых показан на Фиг. 1, осуществляется посредством электронного контроллера двигателя 12. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным внутри них и соединенным с коленчатым валом 40. Маховик 97 и зубчатый венец 99 соединены с коленчатым валом 40. Стартер 96 содержит вал 98 ведущей шестерни и ведущую шестерню 95. Вал 98 ведущей шестерни выполнен с возможностью ведущей шестерне 95 по выбору войти в зацепление с зубчатым венцом 99. Стартер 96 выполнен с возможностью непосредственной установки спереди или позади двигателя. В некоторых примерах стартер 96 выполнен с возможностью по выбору сообщать крутящий момент коленчатому валу 40 посредством ремня или цепи. В одном примере стартер 96 находится в базовом состоянии, если он не входит в зацепление с коленчатым валом двигателя. Камера 30 сгорания показана с возможностью сообщения с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может быть приведен в действие посредством кулачка распределительного вала впускных клапанов 51 и распределительного вала выпускных клапанов 53. Положение распределительного вала 51 впускных клапанов может быть определено датчиком распределительного вала впускных клапанов 55. Положение распределительного вала 53 выпускных клапанов может быть определено датчиком распределительного вала 57 выпускных клапанов.
Топливная форсунка 66 непосредственного впрыска показана установленной в положение для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что специалистам в данной области техники известно как непосредственный впрыск. Форсунка 67 распределенного впрыска подает топливо ко впускному окну 69, что специалистом в данной области техники известно как распределенный впрыск. Топливная форсунка 66 подает жидкое топливо пропорционально ширине импульса напряжения или ширине импульса сигнала от контроллера 12 к топливной форсунке. Аналогично, топливная форсунка 67 подает жидкое топливо пропорционально ширине импульса напряжения или ширине импульса сигнала от контроллера 12 к топливной форсунке. На Фиг. 2 показана схема подачи топлива к топливным форсункам 66 и 67 посредством топливной системы, содержащей топливную рампу 73 форсунки непосредственного впрыска и топливную рампу 71 форсунки распределенного впрыска. К топливной форсунке 66 непосредственного впрыска топливо подается под более высоким давлением, чем к топливной форсунке 67 распределенного впрыска. Дополнительно, впускной коллектор 44 показан сообщающимся со вспомогательным дросселем 62 с электроприводом, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для управления потоком воздуха из воздухозаборника во впускной коллектор 44. В некоторых примерах дроссель 62 и дроссельная заслонка 64 выполнены с возможностью установки между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44 так, чтобы дроссель 62 размещался во впускном окне.
Бесконтактная система 88 зажигания выполнена с возможностью обеспечения искры зажигания для камеры 30 сгорания посредством свечи 92 зажигания в ответ на сигнал контроллера 12. Универсальный датчик 126 содержания кислорода в выхлопных газах (УДКВГ) показан в соединении с выпускным коллектором 48 до каталитического преобразователя 70. В другом варианте двухрежимный датчик содержания кислорода в выхлопных газах установлен с возможностью замены на датчик 126 УДКВГ.
В одном примере преобразователь 70 выполнен с возможностью содержания в нем нескольких каталитических блоков-носителей. В другом примере могут быть применены несколько устройств снижения токсичности выхлопных газов, каждое с несколькими блоками-носителями. В одном примере преобразователь 70 может быть трехкомпонентным катализатором.
Контроллер 12 показан на Фиг. 1 как универсальный микрокомпьютер, содержащий микропроцессорное устройство 102 (МПУ), порты 104 ввода-вывода, постоянное запоминающее устройство 106 (ПЗУ) (например, долговременная память), оперативное запоминающее устройство 108 (ОЗУ), энергонезависимую память 110 (ЭНП) и стандартную шину данных. Контроллер 12 показан получающим, в дополнение к вышеуказанным сигналам, различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, такие как: температура охлаждающей жидкости (ТОЖ) от датчика 112 температуры, соединенного с контуром 114 охлаждения; сигнал (ПП) датчика 134 положения, соединенного с педалью 130 акселератора для распознавания силы, прилагаемой ногой 132; сигнал датчика 154 положения, соединенного с педалью 150 тормоза для распознавания силы, прилагаемой ногой 152; сигнал измерения давления в коллекторе двигателя (ДКД) от датчика 122 давления, соединенного с впускным коллектором 44; сигнал датчика положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, определяющего положение коленчатого вала 40; сигнал измерения воздушной массы, входящей в двигатель, от датчика 120; и сигнал измерения положения дроссельной заслонки от датчика 58. Барометрическое давление также может быть считано (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В соответствии с предпочтительным аспектом данного раскрытия датчик 118 положения двигателя создает заранее заданное количество равноудаленных импульсов на каждый оборот коленчатого вала, из которых может быть определена частота вращения двигателя (об/мин.).
В некоторых примерах двигатель выполнен с возможностью соединения с системой электродвигателя/аккумулятора в гибридном транспортном средстве. Кроме того, в некоторых примерах возможно использование двигателей другого типа, например, дизельного двигателя с несколькими топливными форсунками. Кроме того, контроллер 12 выполнен с возможностью передавать параметры, такие как ухудшение состояния узлов, способом световой сигнализации, или в другом варианте, выводя их на дисплей 171 приборной панели.
Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 обычно проходит четырехтактный цикл, содержащий такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска. Обычно во время такта впуска выпускной клапан 54 закрывается и впускной клапан 52 открывается. Воздух поступает в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, и поршень 36 двигается ко дну цилиндра, тем самым увеличивая объем камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится рядом с дном цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания имеет наибольший объем), специалисты в данной области техники обычно называют нижней мертвой точкой (НМТ). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 двигается в сторону головки цилиндра для сжатия воздуха в камере 30 сгорания. Точку, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и наиболее близко к головке цилиндра (например, когда камера 30 сгорания имеет наименьший объем), специалисты в данной области техники обычно называют верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, называемом в данном случае впрыском, топливо подается в камеру сгорания. В процессе, называемом в данном случае зажиганием, впрыснутое топливо зажигается при помощи известных средств зажигания, таких как свеча 92 зажигания, что приводит к его сгоранию. Во время рабочего такта расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время выпускного такта выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпустить сгоревшую воздушно-топливную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Следует принять во внимание, что приведенное выше описание является только примером, и время открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов может меняться, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрытие впускного клапана или прочие примеры.
Таким образом, система на Фиг. 1, выполнена с возможностью содержания в ней: двигателя, содержащего цилиндр; топливной форсунки распределенного впрыска, имеющего связь по текучей среде с цилиндром; топливной форсунки непосредственного впрыска, имеющего связь по текучей среде с цилиндром; насоса высокого давления, подающего топливо к топливной форсунке распределенного впрыска и топливной форсунке непосредственного впрыска; насоса низкого давления, подающего топливо к насосу высокого давления; контроллера, содержащего исполнимые команды, хранящиеся в долговременной памяти, для управления насосом высокого давления на основании данных о количестве топлива, поданного посредством топливной форсунки распределенного впрыска в первом режиме, и команды для управления насосом высокого давления на основании данных о количестве топлива, поданного посредством топливной форсунки непосредственного впрыска во втором режиме.
В некоторых примерах система, кроме того, выполнена с возможностью выдачи дополнительных команд для активации топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, что при существующих условиях работы топливной форсунки непосредственного впрыска приведет к его работе в баллистическом режиме. Система также содержит дополнительные команды для активации форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, которое выше порогового значения, когда частота вращения двигателя превышает пороговую, при которой форсунка непосредственного впрыска может подать это количество топлива в течение заранее заданного интервала поворота коленчатого вала двигателя при существующих условиях работы топливной форсунки непосредственного впрыска (например, давление топлива, температура и т.п.) Система предусматривает, что интервал поворота коленчатого вала соответствует интервалу от момента открытия впускного клапана цилиндра до момента зажигания в цилиндре. Система предусматривает, что первый режим - это режим, при котором только топливная форсунка распределенного впрыска подает топливо в цилиндр. Система предусматривает, что второй режим - это режим, при котором только топливная форсунка непосредственного впрыска подает топливо в цилиндр.
Традиционно, распределенный впрыск топлива осуществляется при закрытом впускном клапане с целью снизить токсичность двигателя. Однако топливная форсунка распределенного впрыска высокого давления распыляет топливо на меньшие капли и тем самым, по причине улучшенного испарения, может снизить вероятность столкновения частиц топлива с цилиндром. Один аспект данного изобретения состоит в дополнении непосредственного впрыска топлива распределенным впрыском топлива под высоким давлением при открытом клапане. Высокое давление топлива для его впрыска при открытом клапане создается топливным насосом непосредственного впрыска, как показано на Фиг. 2. Только при применении двух насосов могут быть созданы три давления: 1) давление топливоподкачивающего насоса; 2) высокое давление топлива непосредственного впрыска; 3) высокое давление топлива распределенного впрыска. Распределенный впрыск топлива под высоким давлением при открытом клапане с малым размером капель может обладать некоторыми свойствами охлаждения топливного заряда цилиндра, присущими непосредственному впрыску топлива.
На Фиг. 2 показана схема примера топливной системы. Топливная система, показанная на Фиг. 2, может быть отнесена к системе двигателя, показанной на Фиг. 1. Кроме того, топливная система, показанная на Фиг. 2 выполнена работающей в соответствии со способом, показанным на Фиг. 3.
Топливная система 200 содержит топливный бак 204 для хранения топлива. Топливом может служить бензин или бензино-спиртовая смесь. Насос 202 низкого давления подает топливо к стороне 215 впуска насоса 216 высокого давления через выпуск насоса 203 низкого давления и трубопровод 290. Насос 216 высокого давления выполнен с возможностью привода его от распределительного вала или коленчатого вала двигателя 10, как показано на Фиг. 1. Обратный ток топлива к насосу 202 низкого давления предотвращается обратным клапаном 206. Величина абсолютного давления топлива, нагнетаемого топливным насосом 202, может находиться в диапазоне от 1.5 до 8 бар. Обратный клапан 208 установлен таким образом, что топливо не течет от топливного насоса 216 высокого давления назад к топливному насосу 202 низкого давления через обратный клапан 208. Таким образом, топливо может быть удержано в трубопроводе 290 даже тогда, когда топливный насос 202 выключен по команде. Клапан-регулятор 210 давления не позволяет топливу течь от топливного насоса 202 низкого давления к топливному насосу 216 высокого давления. Клапан-регулятор 210 давления выполнен с возможностью позволить топливу течь от топливного насоса 216 высокого давления к топливному насосу 202 низкого давления, если давление в трубопроводе 291 превышает пороговое, которое выше выпускного давления топливного насоса 202 низкого давления, например, на 30 бар. Таким образом, клапан-регулятор 210 давления регулирует давление в трубопроводе 291. Трубопровод 207 позволяет установить связь по текучей среде между шаговой камерой электромагнитного клапана и местом выше по потоку от обратного клапана. Однако возможно применение других ступенчатых топливных соединений, включая топливный тракт, схема которого раскрыта в патенте США 20130118449, которая практически полностью включена в настоящую заявку. Величина абсолютного давления топлива для форсунок непосредственного впрыска может находиться в диапазоне от 8 до 14 бар.
Перепускной регулировочный клапан или электромагнитный клапан 214 регулирует количество топлива, которое поступает в насос 216 высокого давления и выходит из него. Регулируя рабочее положение электромагнитного клапана 214 (например, время его открытия и закрытия), возможно позволить первой порции топлива поступить в насос 216 высокого давления, позволить части первой порции вернуться в трубопровод 291 и позволить оставшейся части топлива поступить в топливную рампу 73 непосредственного впрыска через обратный клапан 218 и выпуск топливного насоса 217 высокого давления. Топливо поступает в топливную рампу 73 и возвращается в трубопровод 291, когда поршень насоса 216 высокого давления находится в его фазе сжатия (например, когда насос 202 высокого давления совершает свой ход сжатия). Когда топливо всасывается в насос 216 высокого давления в течение его хода всасывания, оно также всасывается в трубопровод 291, минуя обратный клапан 208. Следовательно, когда поршень насоса 216 высокого давления совершает свой ход сжатия, топливо от топливного насоса 216 высокого давления может поступить обратно в трубопровод 291, тем самым увеличивая давление топлива в трубопроводе 291 до величины, превышающей давление на выходе насоса 202 низкого давления.
Обратный клапан 212 позволяет топливу под высоким давлением поступить в топливную рампу 71 форсунок распределенного впрыска, которая подает топливо к форсункам распределенного впрыска 67. Обратный клапан 212 препятствует току топлива от топливной рампы 71 топливных форсунок распределенного впрыска назад, к топливному насосу 216 высокого давления и топливному насосу 202 низкого давления. Давление топлива, впрыскиваемого топливными форсунками 67 распределенного впрыска, выше давления у выпуска 203 топливного насоса 202 низкого давления, но ниже, чем давление топлива, подаваемого к топливным форсункам 66 непосредственного впрыска. Предохранительный клапан 213 позволяет топливу вернуться к электромагнитному клапану 214, если давление в топливной рампе 71 распределенного впрыска высокого давления превышает пороговое.
Обратный клапан 218 позволяет топливу поступить в топливную рампу 73 непосредственного впрыска, когда давление топлива на выходе насоса 216 высокого давления выше, чем давление топлива в топливной рампе 73 непосредственного впрыска. Предохранительный клапан 220 позволяет топливу поступить обратно от топливной рампы 73 непосредственного впрыска к топливному насосу 216 высокого давления, когда давление топлива в топливной рампе 73 непосредственного впрыска превышает пороговое.
Контроллер 12 выполнен с возможностью получать данные давления в топливной рампе непосредственного впрыска от датчика давления 271, и данные давления в топливной рампе распределенного впрыска от датчика давления 270. Кроме того, контроллер выполнен с возможностью управлять временем открытия и закрытия перепускного регулировочного клапана или электромагнитного клапана 214 для обеспечения требуемого давления в топливной рампе 73 непосредственного впрыска и топливной рампе 71 распределенного впрыска. Контроллер 12 выполнен также с возможностью регулировать напряжение, подаваемое к насосу 202 низкого давления для управления расходом насоса 202 низкого давления.
На Фиг. 3 показан способ работы топливных форсунок двигателя. Способ обеспечивает подачу топлива посредством двух топливных форсунок в каждый из цилиндров двигателя. В одном примере первая из двух форсунок - это форсунка непосредственного впрыска, а вторая из двух топливных форсунок - это топливная форсунка распределенного впрыска. Способ на Фиг. 3 можно включить в систему на Фиг. 1 и 2 в качестве исполняемых команд, хранящихся в долговременной памяти.
Кроме того, способ на Фиг. 3 может обеспечить последовательность работы на Фиг. 4.
В соответствии с действиями блока 302 способа 300 топливо из топливного бака поступает к топливному насосу высокого давления. Топливо из топливного бака может быть подано к насосу высокого давления посредством топливного насоса низкого давления. Давление на выходе насоса низкого давления может повышаться и понижаться в ответ на изменение частоты вращения двигателя и его нагрузки. Способ 300 переходит к блоку 304 после того, как топливо поступило к топливному насосу высокого давления.
В соответствии с действиями блока 304 способа 300 топливо под высоким давлением подается к топливным форсункам непосредственного впрыска. Топливо под высоким давлением может поступать из выпуска топливного насоса высокого давления, как показано на Фиг. 2. Способ 300 переходит к выполнению действий блока 306 после того, как топливо под высоким давлением поступило от топливного насоса высокого давления к топливным форсункам непосредственного впрыска.
В соответствии с действиями блока 306 способа 300 топливо под высоким давлением поступает к топливным форсункам распределенного впрыска. Топливо под высоким давлением может поступать из выпуска топливного насоса высокого давления, как это показано на Фиг. 2. Способ 300 переходит выполнению действий блока 306 после того, как топливо под высоким давлением поступило от топливного насоса высокого давления к топливным форсункам распределенного впрыска.
В логическом блоке 308 способа 300 происходит проверка выполнения условия того, что давление топлива в топливной рампе непосредственного впрыска больше порогового. В одном примере пороговое давление - это давление, при превышении которого топливный насос высокого давления подает топливо в топливную рампу. Пороговое давление может быть достигнуто нагревом топливной рампы теплом двигателя. Например, в режиме отсечки топлива при замедлении автомобиля, когда поступление топлива к одному или более цилиндрам останавливается, в то время, как коленчатый вал двигателя продолжает вращаться, температура топлива в топливной рампе непосредственного впрыска может повыситься. Повышение температуры топлива является причиной соответствующего увеличения давления топлива в топливной рампе. Если проверка выполнения условия способа 300 устанавливает, что давление в топливной рампе высокого давления выше порогового, то на выходе из логического блока получается ответ «да» и способ 300 переходит к выполнению действий блока 330. В ином случае ответ - «нет», и способ 300 переходит к выполнению действий блока 310.
В логическом блоке 330 способа 300 происходит проверка выполнения условия того, что количество топлива, подлежащего подаче в цилиндры двигателя, меньше порогового. В одном примере пороговое количество топлива - это такое количество, которое требуется топливной форсунке непосредственного впрыска, подающему топливо в цилиндр, для работы в баллистическом режиме. Топливная форсунка непосредственного впрыска, подающая топливо в цилиндр, может работать в баллистическом режиме или режиме нелинейного расхода топлива, когда ширина импульса напряжения, поданного к форсунке непосредственного впрыска контроллером двигателя, менее порогового значения длительности (например, менее 400 микросекунд). Определение количества топлива, подлежащего подаче в цилиндр, может быть основано на частоте вращения двигателя и нагрузке. Кроме того, ширина импульса напряжения, необходимая для подачи в цилиндр количества топлива, определенного на основании частоты вращения двигателя и нагрузки, может регулироваться для достижения нужного давления в топливной рампе непосредственного впрыска. В результате, с увеличением давления топлива в топливной рампе непосредственного впрыска ширина импульса напряжения сокращается для поддержания постоянного количества топлива при условии роста давления в топливной рампе. Если количество топлива, подлежащее впрыску при давлении топлива в топливной рампе непосредственного впрыска, превышающем пороговое значение, меньше количества, которое для топливной форсунки непосредственного впрыска, подающего требуемое количество топлива в цилиндр, служит причиной его работы в линейном режиме (например, топливная форсунка непосредственного впрыска работает в баллистическом режиме, когда подает требуемое количество топлива при существующем давлении в топливной рампе непосредственного впрыска), то на выходе из логического блока будет получен ответ «да» и способ 300 переходит к выполнению действий блока 332. В ином случае ответ - «нет», и способ 300 переходит к выполнению действий блока 310.
В соответствии с действиями блока 332 способа 300 происходит отключение топливных форсунок непосредственного впрыска, которые подают топливо в цилиндры. Поскольку топливные форсунки непосредственного впрыска отключены, топливные форсунки непосредственного впрыска не подают топливо в цилиндры в количестве большем или меньшем требуемого. Другими словами, способ 300 прекращает работу топливных форсунок непосредственного впрыска, подающих топливо в цилиндры, в результате чего топливные форсунки непосредственного впрыска не будут работать в баллистическом или нелинейном режиме. Способ 300 переходит к выполнению действий блока 334 после отключения топливных форсунок непосредственного впрыска.
В соответствии с действиями блока 334 способа 300 топливные форсунки распределенного впрыска цилиндров, в которых топливная форсунка непосредственного впрыска отключен, активируются, и топливо подается в цилиндры в то время, когда впускные клапаны цилиндров открыты. Таким образом, топливная форсунка распределенного впрыска подает топливо в течение времени открытия клапана цилиндра, в котором топливная форсунка непосредственного впрыска отключен. При подаче топлива под высоким давлением посредством топливной форсунки распределенного впрыска в течение времени открытия впускного клапана цилиндра, получающего топливо, заряд топливной смеси в цилиндре может охлаждаться для увеличения мощности двигателя по сравнению с тем, как если бы топливо подавалось в цилиндр форсункой распределенного впрыска под низким давлением. Кроме того, поскольку давление топлива, подаваемого к топливной форсунке распределенного впрыска двигателя ниже давления топлива, подаваемого к топливным форсункам непосредственного впрыска двигателя, длительности впрыска топлива могут быть увеличены, в результате чего топливная форсунка распределенного впрыска не будет работать в баллистическом режиме. Топливные форсунки распределенного впрыска подают топливо в соответствующие цилиндры в течение каждого цикла этих цилиндров.
Дополнительно, в соответствии с действиями блока 334 способа 300 может регулироваться время открытия и закрытия перепускного регулировочного клапана топливного насоса непосредственного впрыска на основании данных о количестве топлива, впрыскиваемого только топливными форсунками распределенного впрыска. Кроме того, в некоторых примерах время открытия и закрытия топливного насоса непосредственного впрыска может меняться в ответ на давление топлива в топливной рампе распределенного впрыска. Таким образом работа топливного насоса непосредственного впрыска может регулироваться для поддержания требуемого давления в топливной рампе распределенного впрыска. Способ 300 переходит к блоку завершения после того, как включается форсунка распределенного впрыска.
В логическом блоке 310 способа 300 происходит проверка выполнения условия того, что частота вращения двигателя больше пороговой. В одном примере пороговая частота вращения двигателя - это такая частота, при которой время подачи топлива в цилиндр посредством топливной форсунки непосредственного впрыска меньше требуемого. Промежуток времени, которым топливная форсунка непосредственного впрыска располагает для впрыска топлива, сокращается при увеличении частоты вращения двигателя. Например, при частоте вращения 6000 об/мин топливная форсунка непосредственного впрыска имеет лишь 5 миллисекунд, чтобы подать топливо в течение такта впуска двигателя. Вследствие этого, топливная форсунка непосредственного впрыска может не обладать достаточным количеством времени, чтобы подать требуемое количество топлива для его смешивания с поступающим в цилиндр воздухом при требуемом воздушно-топливном отношении.
В другом варианте, в блоке 310 способа 300 может быть определено требуемое количество топлива, подлежащего подаче в один или более цилиндров в течение соответствующих циклов цилиндров. Требуемое количество топлива может быть определено эмпирически и сохранено в памяти, как функция соответствующих значений частоты вращения и нагрузки двигателя. Если топливные форсунки непосредственного впрыска в состоянии впрыснуть требуемое количество топлива за заданный интервал поворота коленчатого вала (например, при угле поворота коленчатого вала, соответствующем его положению между открытием впускного клапана и возникновением искры зажигания в цилиндре, получающем топливо), устанавливается, что топливные форсунки непосредственного впрыска способны самостоятельно подать топливо в соответствующие цилиндры, получающие топливо из соответствующих топливных форсунок непосредственного впрыска, и способ 300 переходит к выполнению действий блока 314. В ином случае способ 300 переходит к выполнению действий блока 318.
В логическом блоке 312 способа 300 происходит проверка выполнения условия того, что нагрузка двигателя больше пороговой. В одном примере уровень нагрузки соответствует пороговому значению частоты вращения двигателя, заданному в логическом блоке 310, так что если нагрузка двигателя больше пороговой и частота вращения двигателя больше пороговой, то соответствующее количество топлива, подлежащее подаче в цилиндры двигателя больше того, которое может быть подано в цилиндр топливной форсункой непосредственного впрыска в течение заранее заданного интервала поворота коленчатого вала при прохождении цилиндром своего цикла. Если проверка выполнения условия способа 300 показывает, что нагрузка двигателя больше пороговой, то на выходе из блока будет получен ответ «да» и способ 300 переходит к выполнению действий блока 318. В ином случае ответ - «нет», и способ 300 переходит к выполнению действий блока 314.
В соответствии с действиями блока 318 способа 300 происходит активация топливных форсунок непосредственного впрыска и порция требуемого количества топлива подается в цилиндры двигателя. Топливная форсунка непосредственного впрыска, подающий топливо в цилиндр, может быть активирован в течение такта впуска цилиндра, получающего топливо. Например, каждая форсунка непосредственного впрыска каждого цилиндра может впрыснуть порцию требуемого количества топлива, подаваемого к соответствующему цилиндру, получающему топливо в течение его цикла. Таким образом, для каждого отдельного цилиндра, каждый отдельный топливная форсунка непосредственного впрыска отдельного цилиндра, подает топливо в отдельный цилиндр в течение отдельного такта впуска цилиндра. Форсунка непосредственного впрыска, подающая топливо к отдельному цилиндру, подает часть порции требуемого количества топлива, подаваемого к отдельному цилиндру в течение цикла отдельного цилиндра. Кроме того, в некоторых примерах топливо, впрыскиваемое непосредственно в цилиндр, может быть впрыснуто в течение такта сжатия цилиндра, получающего топливо, или в течение тактов впуска и сжатия цилиндра, получающего топливо. Способ 300 переходит к выполнению действий блока 320 после активации топливных форсунок непосредственного впрыска.
В соответствии с действиями блока 320 способа 300 происходит активация форсунок распределенного впрыска высокого давления и впрыск остальной части требуемого количества топлива, поданного к цилиндрам двигателя в течение соответствующих циклов цилиндров двигателя. Таким образом, для каждого отдельного цилиндра в соответствии с действиями блока 318, топливная форсунка распределенного впрыска высокого давления подает остальную часть топлива порции требуемого количества топлива, поданного к отдельному цилиндру в течение его цикла. Топливо, доставляемое топливными форсунками распределенного впрыска высокого давления, впрыскивается в течение того времени, пока впускные клапаны цилиндра, получающего топливо, открыты. Вследствие этого топливо, впрыснутое через окно цилиндра, стремится охладить заряд топливной смеси в цилиндре, тем самым уменьшая вероятность возникновения детонации двигателя, так что зажигание может быть более ранним. Способ 300 переходит к блоку завершения после того, как топливо начинает впрыскиваться посредством топливных форсунок распределенного и непосредственного впрыска.
В соответствии с действиями блока 314 способа 300 происходит активация топливных форсунок непосредственного впрыска и топливо подается посредством топливных форсунок непосредственного впрыска в течение тактов впуска цилиндров, получающих топливо. Количество топлива, подаваемого к топливным форсункам непосредственного впрыска может быть основано на частоте вращения и нагрузке двигателя. В другом варианте нагрузка может быть заменена крутящим моментом, измененным по выбору водителя. Количество топлива может быть определено эмпирически и сохранено в таблице или как функция частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя/крутящего момента по выбору водителя. Дополнительно, топливные форсунки непосредственного впрыска могут быть отключены, если требуемое количество топлива, подлежащего подаче в цилиндры двигателя, меньше порогового (например, количество топлива, приводящее форсунку непосредственного впрыска к работе в баллистическом режиме). Способ 300 переходит к выполнению действий блока 316 после того, как топливные форсунки непосредственного впрыска начинают работать в соответствии с раскрытием.
В соответствии с действиями блока 316 способа 300 происходит отключение топливных форсунок распределенного впрыска высокого давления в ответ на на то, что требуемое количество топлива, подлежащего впрыску в цилиндры в течение цикла цилиндра, превышает пороговую величину количества топлива, заданную в блоке 314. Таким образом, топливные форсунки распределенного впрыска высокого давления могут быть отключены при условиях, когда подача требуемого количества топлива в цилиндры может быть обеспечена применением непосредственного впрыска. С другой стороны, топливные форсунки распределенного впрыска высокого давления могут быть активированы в ответ на то, что требуемое количество топлива, подлежащего впрыску в цилиндры меньше порогового значения. Таким образом, топливные форсунки распределенного впрыска высокого давления могут быть активны, когда производительность топливной форсунки непосредственного впрыска, необходимая для подачи требуемого количества топлива в цилиндр, нелинейна или могла бы быть нелинейной.
Дополнительно, в соответствии с действиями блока 316 способа 300 может регулироваться время открытия и закрытия перепускного регулировочного клапана топливного насоса непосредственного впрыска на основании данных о количестве топлива, впрыскиваемого только топливными форсунками непосредственного впрыска. Кроме того, в некоторых примерах время открытия и закрытия топливного насоса непосредственного впрыска может регулироваться в зависимости от давления топлива в топливной рампе непосредственного впрыска. Таким образом, работа топливного насоса непосредственного впрыска может регулироваться для поддержания требуемого давления в топливной рампе непосредственного впрыска. Способ 300 переходит к блоку завершения после того, как топливные форсунки распределенного впрыска начинают работать в соответствии с раскрытием.
Таким образом, способ на Фиг. 3 является способом подачи топлива в цилиндр, выполненным с возможностью активации топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, когда частота вращения двигателя превышает пороговую, при которой форсунка непосредственного впрыска способна подать это количество топлива в течение предварительно заданного интервала поворота коленчатого вала двигателя, и где это количество топлива обеспечивает стехиометрическое воздушно-топливное отношение. Способ предусматривает, что интервал поворота коленчатого вала соответствует интервалу от момента открытия впускного клапана цилиндра до момента зажигания в цилиндре. Способ, кроме того, выполнен с возможностью нагнетания топлива к топливному насосу высокого давления посредством топливного насоса низкого давления и подачу топлива, сжатого насосом высокого давления к топливной форсунке распределенного впрыска и топливной форсунке непосредственного впрыска.
В некоторых примерах способ, кроме того, выполнен с возможностью отключения топливной форсунки распределенного впрыска после активации топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, которое ниже порогового значения, когда частота вращения двигателя превышает пороговую, при которой топливная форсунка непосредственного впрыска может подать это количество топлива в течение заранее заданного интервала поворота коленчатого вала. Способ, кроме того, выполнен с возможностью впрыска топлива посредством топливной форсунки распределенного впрыска в течение цикла цилиндра. Способ предусматривает, что подача некоторого количества топлива обеспечивается топливным форсункой распределенного впрыска и топливной форсункой непосредственного впрыска. Способ предусматривает, что топливная форсунка распределенного впрыска впрыскивает топливо пока впускной клапан цилиндра открыт.
Способ на Фиг. 3 также является способом подачи топлива в цилиндр, выполненным с возможностью активации топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, что послужило бы причиной работы топливной форсунки непосредственного впрыска в баллистическом режиме при существующих условиях работы топливной форсунки непосредственного впрыска. Способ, кроме того, выполнен с возможностью нагнетания топлива к топливному насосу высокого давления посредством топливного насоса низкого давления и подачу топлива, сжатого насосом высокого давления к топливной форсунке распределенного впрыска и топливной форсунке непосредственного впрыска. Способ предусматривает, что давление топлива, подаваемого к топливным форсункам распределенного впрыска выше давления на выходе из топливного насоса низкого давления.
В некоторых примерах способ предусматривает, что топливная форсунка распределенного впрыска подает топливо в цилиндр в течение времени открытия впускного клапана цилиндра. Способ предусматривает, что баллистический режим работы - это режим нелинейного расхода топлива через топливную форсунку непосредственного впрыска, и что режим нелинейного потока топлива через топливную форсунку непосредственного впрыска активируется подачей к топливной форсунке непосредственного впрыска импульса напряжения с длительностью меньшей пороговой. Способ предусматривает, что некоторое количество топлива запрашивается, когда двигатель, в котором работает цилиндр, находится в режиме холостого хода. Способ, кроме того, выполнен с возможностью отключения топливной форсунки непосредственного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр, и где это количество топлива определяется на основании параметров холостого хода двигателя.
Применение двух систем подачи топлива, таких как распределенный впрыск под высоким давлением и непосредственный впрыск, может иметь преимущества. Например, распределенный впрыск топлива под высоким давлением применяется в качестве впрыска при открытом впускном клапане, что может оставить в силе значительную часть эффектов охлаждения, присущих непосредственному впрыску. Распределенный впрыск топлива под низким давлением при закрытом клапане не может обеспечить тот же требуемый уровень эффекта охлаждения, что и распределенный впрыск топлива под высоким давлением. Высокое давление топлива, подаваемого к топливным форсункам распределенного впрыска - это такое давление, величина которого находится в диапазоне между давлением топливоподкачивающего насоса и максимальным давлением топлива непосредственного впрыска, а высокое давление топлива, подаваемого к форсункам распределенного впрыска, обеспечивается топливным насосом непосредственного впрыска в измененном исполнении.
На Фиг. 4 показана рабочая последовательность топливной форсунки для управления подачей топлива по способу, показанному на Фиг. 2. Вертикальные маркеры Т1-Т6 обозначают ключевые моменты времени во время выполнения последовательности. Последовательность на Фиг. 4 может быть обеспечена системой на Фиг. 1 и 2 по способу на Фиг. 3.
Первый график сверху на Фиг. 4 - это график частоты вращения двигателя в зависимости от времени. Ось Y - это ось частоты вращения двигателя, и частота вращения двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X - это ось времени, и время на ней увеличивается в направлении слева направо. Горизонтальная линия 402 обозначает частоту вращения двигателя, ниже которой двигатель выходит из режима отсечки топлива при замедлении автомобиля для возобновления работы двигателя.
Второй график сверху на Фиг. 4 - это график нагрузки двигателя в зависимости от времени. В другом варианте этот график может быть рассматриваться в качестве графика крутящего момента, измененного по выбору водителя, в зависимости от времени. Ось Y - это ось нагрузки двигателя, и нагрузка двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X - это ось времени, и время на ней увеличивается в направлении слева направо.
Третий график сверху на Фиг. 4 - это график рабочего состояния топливной форсунки непосредственного впрыска в зависимости от времени. Ось Y отражает рабочее состояние топливной форсунки непосредственного впрыска, и рабочее состояние топливной форсунки непосредственного впрыска демонстрирует, что топливные форсунки непосредственного впрыска активны, когда линия графика проходит на верхнем уровне, рядом со стрелкой оси Y. Топливные форсунки непосредственного впрыска отключаются, когда линия графика проходит на нижнем уровне, рядом с осью X. Ось X - это ось времени, и время на ней увеличивается в направлении слева направо.
Четвертый график сверху на Фиг. 4 - это график давления топлива в топливной рампе, подающей топливо к топливной форсунке непосредственного впрыска, в зависимости от времени. Ось Y - это ось давления топлива в топливной рампе, и давление топлива увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X - это ось времени, и время на ней увеличивается в направлении слева направо. Горизонтальная линия 404 обозначает пороговое давление топлива, при превышении которого топливные форсунки непосредственного впрыска не активируются, когда нагрузка двигателя меньше пороговой, поскольку активация топливных форсунок непосредственного впрыска потребовала бы перехода топливных форсунок непосредственного впрыска в баллистический режим работы для обеспечения требуемого воздушно-топливного отношения двигателя.
Пятый график сверху на Фиг. 4 - это график рабочего состояния топливной форсунки распределенного впрыска в зависимости от времени. Ось Y отражает рабочее состояние топливной форсунки распределенного впрыска, и рабочее состояние топливной форсунки распределенного впрыска демонстрирует, что топливные форсунки распределенного впрыска активны, когда линия графика проходит на верхнем уровне, рядом со стрелкой оси Y. Топливные форсунки распределенного впрыска отключаются, когда линия графика проходит на нижнем уровне, рядом с осью X. Ось X - это ось времени, и время на ней увеличивается в направлении слева направо.
В момент времени Т0 частота вращения и нагрузка двигателя находятся на нижних уровнях. Топливные форсунки непосредственного впрыска активны, а топливные форсунки распределенного впрыска отключены, что демонстрируют уровни линий соответствующих графиков. Давление в топливной рампе непосредственного впрыска находится на среднем уровне.
В момент времени Т1 частота вращения и нагрузка двигателя начинают увеличиваться в ответ на увеличение крутящего момента по выбору водителя (не показано). Форсунки непосредственного впрыска остаются активными, а топливные форсунки распределенного впрыска остаются выключенными. Давление в топливной рампе непосредственного впрыска возрастает в ответ на увеличение частоты вращения и нагрузки двигателя.
Между моментами времени Т1 и T2 нагрузка двигателя выравнивается, оставаясь на высшем уровне, а частота вращения двигателя продолжает увеличиваться в ответ на повышенную нагрузку двигателя. Форсунки непосредственного впрыска остаются активными, а топливные форсунки распределенного впрыска остаются выключенными. Давление в топливной рампе непосредственного впрыска возрастает с увеличением частоты вращения и нагрузки двигателя.
В момент времени Т2 нагрузка двигателя уменьшается в ответ на уменьшение крутящего момента по выбору водителя (не показано), и транспортное средство переходит в режим отсечки топлива при замедлении автомобиля (например, коленчатый вал двигателя продолжает вращаться при отключенных топливных форсунках непосредственного и распределенного впрыска). Давление в топливной рампе непосредственного впрыска начинает увеличиваться, поскольку тепло двигателя нагревает топливо в топливной рампе непосредственного впрыска.
Частота вращения двигателя начинает понижаться в ответ на уменьшение нагрузки двигателя.
Между моментами времени Т2 и Т3 давление топлива в топливной рампе непосредственного впрыска продолжает повышаться в ответ на нагрев топлива в топливной рампе и то, что топливные форсунки непосредственного впрыска не подают топливо в двигатель. Когда топливо не подается в двигатель, топливо в топливной рампе непосредственного впрыска может оставаться без движения, что позволяет ему нагреваться от двигателя. Топливные форсунки непосредственного впрыска и топливные форсунки распределенного впрыска остаются выключенными, и частота вращения двигателя продолжает снижаться. Нагрузка двигателя остается на нижнем уровне.
В момент времени Т3 частота вращения двигателя понижается до уровня ниже порога 402, вследствие чего горение топлива в двигателе возобновляется посредством активации топливных форсунок распределенного впрыска. Топливные форсунки непосредственного впрыска не возобновляют работу, поскольку давление в топливной рампе непосредственного впрыска выше порога 404, и поскольку нагрузка двигателя находится на нижнем уровне. Работа топливных форсунок непосредственного впрыска при таких условиях привела бы к их функционированию в баллистическом режиме чтобы обеспечить работу двигателя при требуемом воздушно-топливном отношении. Вследствие этого активация топливных непосредственного впрыска откладывается. Топливные форсунки распределенного впрыска начинают впрыскивать топливо в цилиндры двигателя в то время, когда впускные клапаны цилиндров двигателя, получающих топливо, открыты. Применение распределенного впрыска под высоким давлением может позволить улучшить испарение топлива в сравнении с двигателями, в которых применяется распределенный впрыск топлива под низким давлением. Следовательно, КПД двигателя может возрасти по причине того, что двигатель сможет работать с дополнительным опережением зажигания. Давление топлива в топливной рампе непосредственного впрыска продолжает расти, поскольку двигатель возобновил работу. Кроме того, величина частоты вращения двигателя стабилизируется на нижнем уровне, и нагрузка двигателя остается на нижнем уровне.
Между моментами времени Т3 и Т4 нагрузка двигателя возрастает в ответ на увеличение крутящего момента по выбору водителя (не показано). Кроме того, частота вращения двигателя начинает возрастать, и давление топлива в топливной рампе непосредственного впрыска продолжает увеличиваться. Топливные форсунки непосредственного впрыска остаются выключенными, а топливные форсунки распределенного впрыска остаются активными. Топливные форсунки непосредственного впрыска остаются выключенными, поскольку обеспечение подачи двигателю требуемого количества топлива посредством топливных форсунок непосредственного впрыска потребовало бы их перехода в баллистический режим работы в силу того, что давление в топливной рампе непосредственного впрыска находится на высшем уровне.
В момент времени Т4 частота вращения и нагрузка двигателя продолжили возрастать в ответ на увеличение крутящего момента по выбору водителя до уровня, на котором подача требуемого количества топлива может быть обеспечена топливными форсунками непосредственного впрыска, работающими в линейном режиме (например, не в баллистическом режиме), даже при наиболее высоком давлении в топливной рампе непосредственного впрыска. Вследствие этого топливные форсунки непосредственного впрыска возобновляют работу, а топливные форсунки распределенного впрыска отключаются в ответ на способность топливных форсунок непосредственного впрыска обеспечить подачу требуемого количества топлива в не-баллистическом или линейном рабочем режиме (например, при превышении минимальной ширины импульса форсунки непосредственного впрыска для обеспечения подачи им требуемого количества топлива). Работа топливных форсунок непосредственного впрыска может обеспечить дополнительное охлаждение заряда воздушно-топливной смеси, в результате чего может быть применено опережение зажигания для увеличения КПД двигателя. Давление в топливной рампе непосредственного впрыска снижается в ответ на активацию топливных форсунок непосредственного впрыска.
В момент времени 5 частота вращения и нагрузка двигателя достигли наиболее высоких уровней, при которых топливная форсунка непосредственного впрыска не способна обеспечить подачу требуемого количества топлива для обеспечения требуемого воздушно-топливного отношения двигателя (например, стехиометрическое воздушно-топливное отношение) в заранее заданном интервале поворота коленчатого вала (например, угол поворота между его положениями от момента открытия впускного клапана до момента образования искры зажигания). Вследствие этого, чтобы позволить некоторому количеству топлива и воздуха в двигателе смешаться при требуемом воздушно-топливном отношении двигателя, при активных топливных форсунках непосредственного впрыска активируются топливные форсунки распределенного впрыска. Топливные форсунки распределенного впрыска активируются при такой комбинации частоты и нагрузки двигателя, когда топливные форсунки непосредственного впрыска не способны обеспечить подачу двигателю требуемого требуемого количества топлива, поскольку рабочий интервал непосредственного впрыска сокращается по причине роста частоты вращения двигателя. Давление топлива в топливной рампе непосредственного впрыска продолжает оставаться на среднем уровне.
В момент времени Т6 нагрузка двигателя снижается в ответ на уменьшение крутящего момента по выбору водителя (не показано). Частота вращения двигателя также начинает затухать в ответ на снижение нагрузки двигателя, и топливные форсунки распределенного впрыска отключаются в ответ на то, что топливные форсунки непосредственного впрыска становятся способны подать требуемое количество топлива для обеспечения требуемого воздушно-топливного отношения (например, стехиометрическое воздушно-топливное отношение). Давление топлива в топливной рампе непосредственного впрыска продолжает оставаться на среднем уровне.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Способы и алгоритмы управления, раскрытые в настоящей заявке, могут сохраняться как исполняемые команды в долговременной памяти и выполняться системой управления, содержащей контроллер совместно с различными датчиками, приводы и другое аппаратное обеспечением двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки данных, таких как: управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут пропускаться. Также, указанный порядок обработки данных не обязателен для применения с целью достижения отличительных особенностей и преимуществ раскрытых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции в графическом виде могут представлять собой программный код, подлежащий вводу в энергонезависимую память компьютерного носителя данных с возможностью чтения, где описанные действия выполняются посредством исполнения команд в системе, содержащей различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.
На этом раскрытие закончено. При прочтении его специалистами в данной области техники может быть предусмотрено множество изменений и преобразований без отступления от сущности и объема раскрытия. Например, настоящее раскрытие может быть применено для двигателей I3, I4, I5, V6, V8, V10 и V12, работающих на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативном топливе.
1. Способ подачи топлива в цилиндр, содержащий
активацию топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, когда частота вращения двигателя превышает пороговую, при которой топливная форсунка непосредственного впрыска способна подать это количество топлива в течение предварительно заданного интервала поворота коленчатого вала двигателя, и нагнетание топлива к топливному насосу высокого давления посредством топливного насоса низкого давления и подачу топлива, сжатого насосом высокого давления, к топливной форсунке распределенного впрыска и топливной форсунке непосредственного впрыска.
2. Способ по п. 1, при котором интервал поворота коленчатого вала соответствует интервалу от момента открытия впускного клапана цилиндра до момента зажигания в цилиндре.
3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий отключение топливной форсунки распределенного впрыска после активации топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, которое ниже порогового значения, когда частота вращения двигателя превышает пороговую, при которой топливная форсунка непосредственного впрыска может подать это количество топлива в течение заранее заданного интервала поворота коленчатого вала.
4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий впрыск топлива посредством топливной форсунки распределенного впрыска в течение цикла цилиндра.
5. Способ по п. 4, при котором подачу некоторого количества топлива обеспечивают топливной форсункой распределенного впрыска и топливной форсункой непосредственного впрыска.
6. Способ по п. 5, при котором топливная форсунка распределенного впрыска впрыскивает топливо, пока открыт впускной клапан цилиндра.
7. Способ подачи топлива в цилиндр, содержащий:
активацию топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать в цилиндр некоторое количество топлива в течение цикла цилиндра, причем указанное количество топлива при подаче посредством топливной форсунки непосредственного впрыска побуждает указанную топливную форсунку непосредственного впрыска работать в баллистическом режиме работы.
8. Способ по п. 7, дополнительно содержащий нагнетание топлива к топливному насосу высокого давления посредством топливного насоса низкого давления и подачу топлива, сжатого топливным насосом высокого давления, к топливной форсунке распределенного впрыска и топливной форсунке непосредственного впрыска.
9. Способ по п. 8, при котором давление топлива, поданного к топливным форсункам распределенного впрыска, превышает давление топлива на выходе из топливного насоса низкого давления.
10. Способ по п. 7, при котором топливная форсунка распределенного впрыска подает топливо к цилиндру в течение времени открытия впускного клапана цилиндра.
11. Способ по п. 7, при котором баллистический режим работы - это режим нелинейного расхода топлива, и при этом режим нелинейного расхода топлива активируют подачей к топливной форсунке непосредственного впрыска импульса напряжения с длительностью, меньшей пороговой.
12. Способ по п. 7, при котором указанное количество топлива запрашивают, когда двигатель, в котором работает цилиндр, находится в режиме холостого хода.
13. Способ по п. 7, дополнительно содержащий отключение топливной форсунки непосредственного впрыска в ответ на запрос подать в цилиндр указанное количество топлива, и при этом это количество топлива основано на параметрах холостого хода двигателя.
14. Система двигателя, содержащая:
двигатель, содержащий цилиндр;
топливную форсунку распределенного впрыска, имеющую сообщение по текучей среде с цилиндром;
топливную форсунку непосредственного впрыска, имеющую сообщение по текучей среде с цилиндром;
насос высокого давления, выполненный с возможностью подачи топлива к топливной форсунке распределенного впрыска и топливной форсунке непосредственного впрыска;
насос низкого давления, выполненный с возможностью подачи топлива к насосу высокого давления; и
контроллер, содержащий исполнимые команды, хранящиеся в долговременной памяти, для управления насосом высокого давления на основании данных о количестве топлива, поданного посредством топливной форсунки распределенного впрыска в первом режиме, и команды для управления насосом высокого давления на основании данных о количестве топлива, поданного посредством топливной форсунки непосредственного впрыска во втором режиме,
причем указанный контроллер содержит дополнительные команды для активации топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, причем указанное количество топлива при подаче посредством топливной форсунки непосредственного впрыска побуждает указанную топливную форсунку непосредственного впрыска работать в баллистическом режиме работы.
15. Система по п. 14, также содержащая дополнительные команды для активации топливной форсунки распределенного впрыска в ответ на запрос подать некоторое количество топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, которое выше порогового значения, когда частота вращения двигателя превышает пороговую, при которой топливная форсунка непосредственного впрыска может подать это количество топлива в течение заранее заданного интервала поворота коленчатого вала двигателя.
16. Система по п. 15, в которой интервал поворота коленчатого вала соответствует интервалу от момента открытия впускного клапана цилиндра до момента зажигания в цилиндре.
17. Система по п. 14, в которой первый режим - это режим, при котором только топливная форсунка распределенного впрыска подает топливо в цилиндр.
18. Система по п. 14, в которой второй режим - это режим, при котором только топливная форсунка непосредственного впрыска подает топливо в цилиндр.
