СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к способам и системам для управления впрыском топлива в системе двигателя, присоединенной к транспортному средству с гибким составом топлива.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели могут быть выполнены с топливными форсунками непосредственного впрыска, которые впрыскивают топливо непосредственно в цилиндр сгорания (непосредственный впрыск), и/или топливными форсунками впрыска во впускной канал, которые впрыскивают топливо в отверстие цилиндра (впрыск во впускной канал топлива). В транспортных средствах с гибким составом топлива адаптивный многотопливный двигатель может работать на топливе меняющегося состава, подавая разные количественные соотношения топлива с гибким составом на разные форсунки. Например, непосредственный впрыск этанолового топлива может использоваться для извлечения выгод из повышенных эффектов охлаждения заряда более высокой теплоты парообразования и повышенного октанового числа спиртового топлива. Это помогает принимать меры в ответ на пределы детонации, в особенности в условиях с наддувом.
Двигатели с непосредственным впрыском, однако, также вырабатывают большее количество выбросов твердых частиц (или сажи) вследствие диффузного распространения пламени, при этом топливо может не смешиваться в достаточной мере с воздухом перед сгоранием. Поскольку непосредственный впрыск по природе является относительно поздним впрыском топлива, может быть недостаточно времени для смешивания впрыснутого топлива с воздухом в цилиндре. Подобным образом впрыснутое топливо может сталкиваться с меньшей турбулентностью при протекании через клапаны. Следовательно, могут быть карманы обогащенного сгорания, которые могут вырабатывать сажу локально, ухудшая выделение продуктов сгорания с выхлопными газами.
Один из подходов для снижения выбросов твердых частиц, вырабатываемых непосредственным впрыском топлива, показан Биднером и другими в US2011/0162620 (опубл. 07.07.2011, МПК F02B3/00, F02D41/30). В нем количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр, между форсункой непосредственного впрыска и топливной форсункой впрыска во впускной канал, регулируется на основании количества твердых частиц (PM), вырабатываемых двигателем. Например, по мере того, как возрастает сажевая нагрузка, количество впрыска топлива из форсунки непосредственного впрыска уменьшается наряду с тем, что количество впрыска топлива из форсунки впрыска во впускной канал соответственно увеличивается.
Однако авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у такого подхода. В выбранных условиях работы двигателя, даже со смещением в направлении непосредственного впрыска, выбросы твердых частиц могут не снижаться в достаточной мере, чтобы удовлетворять обязательным стандартам низких выбросов PM. Например, непосредственный впрыск может выполняться слишком поздно, так что ко времени, когда происходит непосредственный впрыск, выпущенные PM являются более высокими, чем нормы выбросов. Проблема может усугубляться в транспортных средствах с гибким составом топлива вследствие меняющегося действующего состава топлива. Например, на основании того, когда происходит дозаправка бака топливом (например, когда бак пуст или частично полон) и каким типом топлива топливный бак дозаправляется (например, дозаправляется ли топливный бак бензином, E10, E50 или E85), может меняться состав в топливном баке. Это оказывает влияние на сажу, вырабатываемую последующим непосредственным впрыском топлива. Кроме того, еще в условиях, в которых используется спиртовое топливо, воздействие охлаждением заряда спиртового топлива на систему впуска может давать в результате более низкие температуры воздушного заряда в условиях холодного запуска. Это может ухудшать стабильность сгорания и повышать потенциальную возможность для пропусков зажигания двигателя. В целом, экономия топлива и выбросы с выхлопными газами при холодном запуске могут ухудшаться, если система не оптимизирована под существующие условия работы и типы топлива.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Вышеприведенные проблемы могут быть по меньшей мере частично преодолены системой двигателя, содержащей:
двигатель;
первую форсунку впрыска во впускной канал, присоединенную к цилиндру двигателя;
вторую форсунку непосредственного впрыска, присоединенную к цилиндру двигателя; и
систему управления с машиночитаемыми командами для
впрыска топлива согласно первому профилю впрыска с первым количеством впрыска во впускной канал, вторым количеством непосредственных впрысков в такте впуска и третьим количеством непосредственных впрысков в такте сжатия, при первом событии сгорания в цилиндре, и
переключения впрыска топлива в цилиндре с первого профиля впрыска на второй, отличный профиль впрыска с уменьшенным каждым из первого и второго количеств и соответственно увеличенным третьим количеством, на основании количества событий сгорания в цилиндре после первого события.
при этом первый профиль впрыска основан на содержании спирта впрыскиваемого топлива, а второй профиль впрыска основан на температуре двигателя и сажевой нагрузке двигателя.
Также предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых осуществляют при первом событии сгорания после запуска двигателя, впрыск во впускной канал первого количества топлива при событии закрытого впускного клапана, и непосредственный впрыск второго количества топлива за многочисленные впрыски первого события сгорания, первое и второе количества основаны на содержании спирта впрыскиваемого топлива. Таким образом, выгоды от видов спиртового топлива, а также от разделения впрыска топлива между впрыском во впускной канал первого топлива и (одиночным или многочисленными) непосредственным впрыском(ами) второго топлива могут синергетически усиливаться.
В одном из примеров при запуске двигателя система управления двигателем может впрыскивать топливо в цилиндр, при первом событии сгорания в цилиндре, в качестве первого впрыска во впускной канал, подаваемого при событии закрытого впускного клапана (например, во время такта выпуска), второго непосредственного впрыска, подаваемого во время такта сжатия, и третьего непосредственного впрыск во время такта впуска. Это может составлять первый профиль впрыска. Тот же самый профиль впрыска может продолжаться при проворачивании коленчатого вала в течение некоторого количества событий сгорания на основании содержания спирта топлива. Например, по мере того, как возрастает содержание спирта впрыскиваемого топлива, первый профиль впрыска может продолжаться в течение большего/меньшего количества событий сгорания. Кроме того, номер порогового количества событий цилиндра (например, вплоть до номера 24 события цилиндра). Посредством впрыскивания части топлива в качестве впрыска во впускной канал и оставшейся части топлива в качестве непосредственного впрыска температура каталитического нейтрализатора выхлопных газов может быстро повышаться до температуры активации, улучшая рабочие характеристики двигателя при холодных запусках двигателя. К тому же посредством разделения непосредственного впрыска, так чтобы некоторая часть непосредственно впрыскиваемого топлива впрыскивалась во время такта сжатия, а оставшаяся часть топлива впрыскивалась во время такта впуска, температура активации каталитического нейтрализатора может достигаться без повышения выбросов твердых частиц (PM) с выхлопными газами и ухудшения стабильности сгорания в двигателе. Одновременно улучшается экономия топлива. После того, как было достигнуто целевое количество событий сгорания в цилиндре, профиль впрыска может переключаться на второй профиль впрыска, который выполнен с возможностью регулирования скорости вращения двигателя на холостом ходу. Второй профиль впрыска, например, может включать в себя только впрыск топлива во впускной канал, только непосредственный впрыск топлива и/или коэффициент разделения, который отличен от коэффициента разделения первого профиля впрыска, с более высокой долей непосредственно впрыскиваемого топлива. Кроме того, в дополнительных вариантах осуществления профиль впрыска во время холодного запуска двигателя может меняться на основании температуры двигателя при холодном запуске (например, на основании того, является ли он холодным запуском двигателя при нормальной температуре или холодным запуском двигателя при очень холодной температуре).
Таким образом, посредством использования профиля разделенного впрыска топлива, который разделяет впрыск топлива между впрыском во впускной канал и многочисленными непосредственными впрысками, время активации для каталитического нейтрализатора выхлопных газов может сокращаться наряду с вырабатыванием более низких газообразных выбросов и выбросов твердых частиц. Одновременно более высокая величина запаздывания зажигания может допускаться, не оказывая влияния на стабильность сгорания. По существу, это предоставляет впрыску топлива возможность оптимизироваться, чтобы давать выигрышам разделения впрыска топлива между впрыском во впускной канал и непосредственным впрыском топлива синергетически усиливаться выигрышами многочисленных непосредственных впрысков топлива. В целом, улучшаются рабочие характеристики двигателя, улучшаются выбросы с выхлопными газами, а кроме того, также улучшается экономия топлива.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает примерную камеру сгорания.
Фиг. 2 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа регулировки впрыска топлива при запуске и проворачивании коленчатого вала двигателя на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива для снижения сажевой нагрузки двигателя.
Фиг. 3-5 показывают примерные профили впрыска топлива, используемые при запуске и проворачивании коленчатого вала двигателя при работе на видах топлива разного содержания спирта, согласно настоящему описанию.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Последующее описание относится к системам и способам регулировки впрыска топлива двигателя, такого как в системе двигателя по фиг. 1, при запуске и проворачивании коленчатого вала двигателя, на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива для снижения сажевой нагрузки двигателя. Контроллер двигателя может выполнять процедуру управления, такую как процедура по фиг. 2, чтобы регулировать профиль впрыска топлива, в том числе количество топлива, впрыскиваемого во впускной канал в цилиндр, и количества топлива, непосредственно впрыскиваемого в течение многочисленных впрысков в цилиндр, при запуске двигателя и при проворачивании коленчатого вала на основании состава топлива, к примеру на основании содержания спирта топлива. Профиль дополнительно может регулироваться на основании каждого из температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов и количества событий цилиндра, чтобы ускорять активацию каталитического нейтрализатора наряду с понижением выбросов PM с выхлопными газами и без ухудшения стабильности сгорания. Посредством регулировки профиля впрыска топлива из профиля, имеющего относительно более высокое количество впрыска во впускной канал, при запуске и проворачивании коленчатого вала двигателя, а затем переключения на профиль впрыска топлива, имеющий относительно более высокое количество непосредственного впрыска в такте сжатия по мере того, как возрастает содержание спирта топлива, рабочие характеристики холодного запуска двигателя могут повышаться наряду со снижением сажевой нагрузки двигателя без ухудшения экономии топлива двигателя. Примерные регулировки показаны на фиг. 3-5.
Фиг. 1 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 14 (то есть камера сгорания) двигателя 10 может включать в себя стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Цилиндр 14 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. В некоторых вариантах осуществления один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 1 показывает двигатель 10, выполненный с турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопной системы, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопной системы через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако в других примерах таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопной системы по выбору может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 162, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 162 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 1, или в качестве альтернативы может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.
Выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 128 может быть любым пригодным датчиком для выдачи показания соотношения воздуха выхлопных газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода выхлопных газов), двухрежимный датчик кислорода или EGO (как изображено), HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC или CO. Устройство 178 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями.
Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан включающим в себя по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней области цилиндра 14. В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10, в том числе цилиндр 14, может включать в себя по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.
Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 152. Подобным образом выпускной клапан 156 может управляться 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 150 и выпускного клапана 156 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 14 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.
Цилиндр 14 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. Традиционно степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.
В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12 в выбранных рабочих режимах. Однако в некоторых вариантах осуществления свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.
В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливными форсунками для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера показан цилиндр 14, включающий в себя две топливных форсунки 166 и 170. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 14 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально длительности импульса сигнала FPW-1, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 14 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает форсунку 166 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 8 высокого давления, включающей в себя топливный бак, топливные насосы, направляющую-распределитель для топлива и формирователь 168. В качестве альтернативы топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае временные характеристики 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 может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.
Топливная форсунка 170 показана расположенной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве впрыска во впускной канал топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW-2, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 171. Топливо может подаваться в топливную форсунку 170 топливной системой 172.
Топливо может подаваться обеими форсунками в цилиндр в течение одиночного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть полного впрыска топлива, который подвергается сгоранию в цилиндре 14. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из каждой форсунки, может меняться в зависимости от условий работы, таких как нагрузка и/или детонация в двигателе, такие как описанные ниже. Относительное распределение совокупного впрыскиваемого топлива среди форсунок 166 и 170 может указываться ссылкой как первое соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 170 (впрыска во впускной канал) может быть примером более высокого первого соотношения впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 166 (непосредственного впрыска) может быть более низким первым соотношением впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска. Дополнительно следует принимать во внимание, что впрыскиваемое во впускной канал топливо может подаваться при событии открытого впускного клапана, события закрытого впускного клапана (например, по существу после такта впуска, к примеру, во время такта выпуска), а также во время работы как с открытым, так и с закрытым впускным клапаном. Подобным образом непосредственно впрыскиваемое топливо, например, может подаваться во время такта впуска, а также частично во время предшествующего такта выпуска, во время такта впуска и частично во время такта сжатия. Кроме того, непосредственно впрыскиваемое топливо может подаваться в виде одиночного впрыска или множественных впрысков. Таковые могут включать в себя многочисленные впрыски во время такта сжатия, многочисленные впрыски во время такта впуска или комбинацию некоторого количества непосредственных впрысков во время такта сжатия и некоторого количества во время такта впуска. Когда выполняются многочисленные непосредственные впрыски, относительное распределение совокупного непосредственно впрыскиваемого топлива между (непосредственным) впрыском такта впуска и (непосредственным) впрыском такта сжатия может указываться ссылкой как второе соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества непосредственно впрыскиваемого топлива для события сгорания во время такта впуска может быть примером более высокого второго соотношения непосредственного впрыска такта впуска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания во время такта сжатия может быть примером более низкого второго соотношения непосредственного впрыска такта сжатия. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска.
По существу, даже для одиночного события сгорания впрыскиваемое топливо может впрыскиваться с разными временными характеристиками из форсунки впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Кроме того, для одиночного события сгорания многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.
Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр подобным образом может включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания и т. д.
Топливные форсунки 166 и 170 могут иметь разные характеристики. Таковые включают в себя отличия по размеру, например, одна форсунка может иметь большее отверстие для впрыска, чем другая. Другие отличия включают в себя, но не в качестве ограничения, разные углы факела распыла, разные рабочие температуры, разное нацеливание, разную установку момента впрыска, разные характеристики факела распыла, разные расположения и т. д. Более того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 170 и 166 могут достигаться разные эффекты.
Топливный бак в топливной системе 172 может хранить топливо с разными качествами топлива, такими как разные составы топлива. Эти различия могут включать в себя разное содержание спиртов, разное октановое число, разную теплоту парообразования, разные топливные смеси и/или их комбинацию и т. д. В одном из примеров топливо с разным содержанием спиртов могло бы включать в себя смеси бензина, этилового спирта, метилового спирта или спиртов, такие как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (которая приблизительно является 85% метилового спирта и 15% бензина). Другие спиртосодержащие виды топлива могли бы быть смесью спирта и воды, смесью спирта, воды и бензина и т. д.
Более того, характеристики топлива топливного бака могут часто меняться. В одном из примеров водитель может дозаправлять топливную систему 172 посредством E85 в один день, а E10 на следующий, и E50 на следующий. Ежедневные изменения дозаправки бака топливом, таким образом, могут приводить к частому изменению составов топлива у топлива в топливной системе 172, тем самым оказывая влияние на профиль впрыска топлива у топлива, подаваемого форсунками 166 и 170.
Как конкретизировано со ссылкой на фиг. 2-5, контроллер может регулировать профиль впрыска топлива при первом событии сгорания цилиндра при запуске двигателя (в частности, холодном запуске двигателя), чтобы использовать синергетические преимущества как впрыска во впускной канал, так и многочисленных непосредственных впрысков спиртового топлива для ускорения ввода в действие каталитического нейтрализатора выхлопных газов, не повышая сажевую нагрузку двигателя и к тому же наряду с обеспечением выигрышей экономии топлива. Первый профиль впрыска топлива, используемый при запуске двигателя, может иметь заданные первое и второе соотношения впрыска, которые основаны на содержании спирта топлива, соотношения выбираются, чтобы давать возможность регулирования температуры каталитического нейтрализатора. Первый профиль впрыска может продолжаться на проворачивании коленчатого вала двигателя до тех пор, пока не достигнуто целевое количество событий цилиндра после первого сгорания. Целевое количество событий цилиндра также может быть основано на содержании спирта топлива. Затем впрыск топлива может переключаться на второй, отличный профиль впрыска, имеющий иные, первое и второе, соотношения впрыска, которые дают возможность регулирования скорости вращения двигателя на холостом ходу.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, энергонезависимую память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя и сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе.
Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерная процедура, которая может выполняться контроллером, описана на фиг. 2.
Далее, с обращением к фиг. 2, показан примерный способ 200 управления впрыском топлива в цилиндр двигателя, включающий в себя (первую) форсунку впрыска во впускной канал и (вторую) форсунку непосредственного впрыска, на основании содержания спирта топлива, для уменьшения количества твердых частиц, вырабатываемых двигателем.
На этапе 202 могут оцениваться и/или измеряться условия работы двигателя. Таковые, например, могут включать в себя скорость вращения двигателя, нагрузку двигателя, отношение количества воздуха к впрыскиваемому топливу (AFR), температуру двигателя (например, которая логически выводится из температуры хладагента двигателя), температуру выхлопных газов, температуру каталитического нейтрализатора (Tcat), требуемый крутящий момент, наддув и т. д.
На этапе 203 содержание спирта впрыскиваемого топлива может оцениваться и/или определяться. В одном из примеров содержание спирта топлива в топливном баке может оцениваться после каждого события дозаправки топливом топливного бака. Оценка может быть основана на одном или более эмпирических способов, а, кроме того, основана на входных сигналах от водителя транспортного средства.
На этапе 204 может определяться, присутствует ли состояние холодного запуска двигателя. По существу, холодный запуск двигателя может включать в себя начальный запуск двигателя из режима остановки. В одном из примеров состояние холодного запуска двигателя может подтверждаться, если температура двигателя находится ниже порогового значения и температура каталитического нейтрализатора находится ниже порогового значения (к примеру, ниже температуры активации). Если состояние холодного запуска двигателя не подтверждено, на этапе 206 может подтверждаться состояние горячего запуска двигателя. По существу, горячий запуск двигателя может включать в себя перезапуск двигателя, при этом двигатель перезапускается вскоре после предыдущей остановки двигателя. В одном из примеров состояние горячего запуска двигателя может подтверждаться, если температура двигателя и/или температура каталитического нейтрализатора находится выше порогового значения.
В ответ на состояние холодного запуска двигателя на этапе 210 процедура включает в себя работу двигателя с первым профилем впрыска для ускорения ввода в действие каталитического нейтрализатора. Работа с первым профилем впрыска включает в себя, при первом событии сгорания после запуска двигателя, впрыск во впускной канал части топлива при событии закрытого впускного клапана и непосредственный впрыск оставшейся части топлива за многочисленные впрыски. Впрыск оставшейся части топлива в течение многочисленных впрысков может включать в себя непосредственный впрыск оставшейся части в качестве по меньшей мере впрыска в такте впуска и впрыска в такте сжатия. Например, как конкретизировано со ссылкой на фиг. 3, непосредственно впрыскиваемая часть топлива может подаваться в виде первого впрыска в такте впуска и второго впрыска в такте сжатия. Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал, количество первого впрыска в такте впуска и количество второго впрыска в такте сжатия находились в пределах 15% друг от друга. В одном из примеров 30% впрыска топлива могут подаваться в виде впрыска во впускной канал при событии закрытого впускного клапана (например, во время такта выпуска), еще 35% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте впуска наряду с тем, что оставшиеся 35% впрыска топлива подаются в качестве непосредственного впрыска в такте сжатия. В еще одном другом примере количество впрыска во впускной канал, количество непосредственного впрыска в такте впуска и количество впрыска в такте сжатия могут иметь значения 0%-100% друг относительно друга.
Первое соотношение количества впрыска во впускной канал относительно совокупного количества непосредственного впрыска может выбираться на основании оцененного содержания спирта топлива. Например, по мере того, как возрастает содержание спирта топлива, первое соотношение может снижаться, причем доля топлива, которая впрыскивается во впускной канал, уменьшается, а доля непосредственно впрыскиваемого топлива увеличивается. В качестве примера, когда впрыскиваемым топливом является E10 (имеющее более низкое содержание спирта), первое соотношение может включать в себя 35% впрыска во впускной канал и 65% непосредственного впрыска. В сравнении, когда впрыскиваемым топливом является E85 (имеющее более высокое содержание спирта), первое соотношение может включать в себя 10% впрыска во впускной канал и 90% непосредственного впрыска.
Первое соотношение дополнительно может регулироваться на основании температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов и/или температуры двигателя. Например, в то время как температура каталитического нейтрализатора повышается, может использоваться более высокое соотношение впрыска во впускной канал. Первое соотношение дополнительно может быть основано на количестве событий сгорания в цилиндре при запуске двигателя.
Второе соотношение первого количества впрыска в такте впуска относительно второго количества впрыска в такте сжатия также может выбираться на основании оцененного содержания спирта топлива. Например, по мере того, как содержание спирта топлива возрастает, второе соотношение может понижаться, причем доля топлива, которое впрыскивается непосредственно во время такта впуска, уменьшается, а доля топлива, непосредственно впрыскиваемого в такте сжатия, увеличивается. Кроме того, по мере того, как увеличивается количество впрыска в такте сжатия, количество впрысков, за которое топливо впрыскивается в такте сжатия, также может увеличиваться. В качестве примера, когда впрыскиваемым топливом является E10 (имеющее более низкое содержание спирта), второе соотношение может включать в себя 70% впрыска в такте впуска: 30% впрыска в такте сжатия, причем впрыск в такте сжатия включает в себя только один впрыск. В сравнении, когда впрыскиваемым топливом является E85 (имеющее более высокое содержание спирта), второе соотношение может включать в себя 30% впрыска в такте впуска: 70% впрыска в такте сжатия, причем впрыск в такте сжатия включает в себя 1 или более впрысков.
Второе соотношение дополнительно может регулироваться на основании температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов и склонностей двигателя по саже. Подобным образом второе соотношение дополнительно может быть основано на количестве событий сгорания в цилиндре при запуске двигателя. В материалах настоящего описания относительно более высокое количество непосредственного впрыска в такте сжатия спиртового топлива может преимущественно использоваться для прогрева двигателя и каталитического нейтрализатора, тем самым ускоряя ввод в действие каталитического нейтрализатора и улучшая рабочие характеристики двигателя и каталитического нейтрализатора в условиях холодного запуска двигателя наряду с одновременным снижением сажевой нагрузки непосредственного впрыска.
В дополнение к первому профилю впрыска установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на основании одного или более из содержания спирта топлива, температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов и температуры двигателя при запуске двигателя. Например, по мере того, как содержание спирта топлива возрастает, чтобы поставлять дополнительное тепло в каталитический нейтрализатор выхлопных газов, установка момента зажигания может дополнительно подвергаться запаздыванию от MBT. Величина применяемого запаздывания искрового зажигания дополнительно может быть основана на каждом из первого и второго соотношений. Например, по мере того, как возрастает первое или второе соотношение, установка момента зажигания может подвергаться опережению или запаздыванию для стабильности сгорания. Для большинства двигателей, которые работают на крайне запаздывающем зажигании, второе соотношение повышается до уровня для лучшего сгорания по меньшей мере выбросов PM.
На этапе 212 процедура включает в себя продолжение впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска на протяжении многочисленных впрысков топлива при проворачивании коленчатого вала. В частности, продолжение выполняется в течение некоторого количества событий сгорания после первого события сгорания, количество основано на содержании спирта впрыскиваемого топлива. Например, по мере того, как содержание спирта впрыскиваемого топлива возрастает, количество событий сгорания, в течение которых продолжается первый профиль впрыска холодного запуска может увеличиваться. В одном из примеров впрыск может включать в себя разделенный впрыск в такте сжатия, когда двигатель запускается при очень низких температурах на топливе с высоким содержанием спирта. В некоторых вариантах осуществления количество событий сгорания может дополнительно регулироваться на основании количества событий цилиндра. Например, первый профиль впрыска может продолжаться до тех пор, пока не достигнуто пороговое количество событий.
По существу, запуск двигателя является событием большого переходного процесса, и наличие способности управлять каждым событием дает возможность более устойчивых рабочих характеристик двигателя и более низких газообразных выбросов и выбросов твердых частиц. Кроме того, поскольку камеры сгорания двигателя разнятся по несущей способности, способность процедуры управлять каждым событием дает возможность стратегии, которая достаточно гибка, чтобы работать с разными типами двигателей и топлива.
При запуске двигателя первое событие снабжается топливом, когда скорость вращения двигателя находится приблизительно от 150 до 200 оборотов в минуту. Каждое событие после этого снабжается топливом на другой скорости вращения двигателя. Что касается двигателей и силовых передач с низкими выбросами, важно обладать гибкостью топливоснабжения при запуске двигателя, так как тип и временные характеристики впрыска с оптимальными выбросами/рабочими характеристиками могут быть разными для каждого события. Например, крайне холодные запуски могут быть проблемой для обеих систем, впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска, по разным причинам. Системы впрыска во впускной канал упускают много топлива в картер двигателя. Это разбавляет масло наряду с тем, что двигатель имеет проблемы с получением достаточного топлива для испарения в цилиндре для запуска. При крайне холодных температурах более высокое давление топлива непосредственного впрыска хорошо работает для создания достаточного количества испаренного топлива для сгорания, но системы топливного насоса высокого давления поршневого типа прикладывают усилия, чтобы поддерживать давление топлива при высоком потреблении топлива холодного запуска на низких скоростях вращения проворачивания коленчатого вала. Таким образом, в крайне холодных запусках, при впрыске топлива с более низким содержанием спирта, первый цикл сгорания может вынуждать систему впрыска во впускной канал добавлять большее количество топлива, так чтобы система непосредственного впрыска могла выдавать надлежащим образом калиброванные впрыски в такте сжатия для надежного запуска при крайне низких температурах. В сравнении, в крайне холодных запусках, при впрыске топлива с более высоким содержанием спирта, первый цикл сгорания может вынуждать систему впрыска во впускной канал добавлять меньшее количество топлива, так чтобы система непосредственного впрыска могла выдавать надлежащим образом калиброванные впрыски в такте сжатия для надежного запуска при экстремально низких температурах. Спустя цикл скорость вращения двигателя может быть достаточной, чтобы топливный насос высокого давления непосредственного впрыска поддерживал требуемое давление для испарения топлива и эффективного сгорания. В тот момент впрыск во впускной канал топлива может откладываться до тех пор, пока не прогреется двигатель.
В качестве еще одного примера, другая регулировка впрыска топлива может выполняться при перезапуске двигателя на рабочей температуре (или горячем запуске). Здесь для наиболее быстрого запуска непосредственный впрыск топлива может использоваться на протяжении первого оборота. Затем может добавляться впрыск во впускной канал топлива. Результатом является более быстрый запуск двигателя с более низкими выбросами PM. В качестве еще одного другого примера, при крайне жарких температурах запуска, топливо в направляющей-распределителе впрыска во впускной канал низкого давления может становиться паром наряду с тем, что высокое давление непосредственного впрыска сохраняет топливо жидким. Таким образом, при крайне горячих рабочих температурах, когда содержание спирта топлива является более низким, первый цикл может иметь низкое первое соотношение, чтобы главным образом непосредственный впрыск использовался для запуска двигателя. Затем первое соотношение может повышаться, удаляя пары из системы впрыска во впускной канал и охлаждая направляющую-распределитель для топлива впрыска во впускной канал по мере того, как более холодное топливо приходит в нее. В сравнении при крайне горячих рабочих температурах, когда содержание спирта топлива является более высокой, первый цикл может иметь первое соотношение, чтобы главным образом непосредственный впрыск использовался для запуска двигателя. Затем первое соотношение может повышаться, удаляя пары из системы впрыска во впускной канал и охлаждая направляющую-распределитель для топлива впрыска во впускной канал по мере того, как более холодное топливо приходит в нее.
На этапе 218 может определяться, находится ли скорость вращения двигателя выше, чем пороговая скорость вращения. В частности, может определяться, было ли завершено проворачивание коленчатого вала и была ли достигнута скорость вращения холостого хода двигателя. Если да, то на этапе 220 после того, как было завершено проворачивание коленчатого вала, процедура включает в себя переключение впрыска топлива на второй профиль впрыска, который дает возможность регулирования скорости вращения холостого хода. Это, например, может включать в себя переключение на одно из только впрыска во впускной канал топлива или только непосредственного впрыска топлива. В одном из примеров профиль впрыска может переключаться на профиль впрыска только впрыска во впускной канал для запусков двигателя, когда двигатель находится выше порогового значения температуры (например, первого порогового значения) и ниже другого (например, второго порогового значения более высокого, чем первое пороговое значение). В еще одном примере профиль впрыска может переключаться на профиль впрыска только непосредственного впрыска для запуска двигателя ниже порогового значения температуры (например, первого порогового значения) и выше другого порогового значения (например, третьего порогового значения более низкого, чем первое пороговое значение). В альтернативном примере переключение включает в себя, после проворачивания коленчатого вала, переключение впрыска топлива на впрыск во впускной канал части топлива до того, как открывается впускной клапан, и непосредственный впрыск оставшейся части топлива во время такта впуска. Здесь соотношение впрыска непосредственно впрыскиваемого топлива и впрыскиваемого во впускной канал топлива может меняться на основании массы топлива. По существу, на этапе 218, если пороговая скорость вращения двигателя не была достигнута, то на этапе 219 может поддерживаться профиль впрыска используемый при проворачивании коленчатого вала.
Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что процедура по фиг. 2 показывает первый профиль впрыска, используемый для всех холодных запусков двигателя, в альтернативных вариантах осуществления первый профиль впрыска может меняться во время холодных запусков двигателя на основании температуры двигателя во время холодного запуска. В частности, первое и второе соотношения впрыска первого профиля впрыска могут меняться на основании температуры двигателя во время холодного запуска (например, на основании того, был ли холодный запуск нормальным холодным запуском или холодным запуском с очень низкой температурой). Например, при обычных холодных запусках двигателя первый профиль впрыска может иметь первое и второе соотношение впрыска, которые смещены относительно равным образом, наряду с тем, что при холодных запусках с очень холодной температурой первый профиль впрыска может иметь первое и второе соотношение впрыска, которые смещены в относительно большей степени в направлении непосредственного впрыска.
Возвращаясь на этап 206, в ответ на состояние горячего запуска двигателя на этапе 214 процедура включает в себя работу двигателя со вторым профилем впрыска для улучшения устойчивости при крайне горячих запусках. Работа со вторым профилем впрыска включает в себя, при первом событии сгорания после запуска двигателя, впрыск во впускной канал (большей) части топлива при событии закрытого впускного клапана и непосредственный впрыск (меньшей) оставшейся части топлива за многочисленные впрыски. В качестве примера, что касается видов топлива с более высоким содержанием спирта, крайне горячие запуски могут выполняться без использования топливной системы, имеющей высокое содержание спирта (то есть E50), или с использованием только системы DI высокого давления. Впрыск оставшейся части топлива в течение многочисленных впрысков может включать в себя непосредственный впрыск оставшейся части в качестве по меньшей мере впрыска в такте впуска и/или впрыска в такте сжатия. Например, как конкретизировано со ссылкой на фиг. 3, непосредственно впрыскиваемая часть топлива может подаваться в виде первого впрыска в такте впуска и второго впрыска в такте сжатия. Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал, количество первого впрыска в такте впуска и количество второго впрыска в такте сжатия находились в пределах 15% друг от друга. В одном из примеров 35% впрыска топлива могут подаваться в виде впрыска во впускной канал при событии закрытого впускного клапана (например, во время такта выпуска), еще 35% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте впуска наряду с тем, что оставшиеся 30% впрыска топлива подаются в качестве непосредственного впрыска в такте сжатия. В еще одном примере 50% впрыска топлива могут подаваться в виде впрыска во впускной канал при событии закрытого впускного клапана, остальные 50% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте впуска и при отсутствии впрыска топлива, подаваемого для непосредственного впрыска в такте сжатия. В еще одном другом примере 70% впрыска топлива могут подаваться в виде впрыска во впускной канал при событии закрытого впускного клапана без впрыска топлива, подаваемого в качестве непосредственного впрыска в такте впуска, причем оставшиеся 30% впрыска топлива подаются в качестве непосредственного впрыска в такте сжатия. Кроме того, в дополнительном примере нисколько топлива не может подаваться в виде впрыска во впускной канал при событии закрытого впускного клапана наряду с тем, что 70% впрыска топлива подаются в качестве непосредственного впрыска в такте впуска, и наряду с тем, что оставшиеся 30% впрыска топлива подаются в качестве непосредственного впрыска в такте сжатия.
Первое соотношение количества впрыска во впускной канал относительно совокупного количества непосредственного впрыска может регулироваться на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива. Например, по мере того, как содержание спирта топлива возрастает, первое соотношение может понижаться. В качестве примера, когда впрыскиваемое топливо имеет более низкое содержание спирта (например, E10), первое соотношение может включать в себя 35% наряду с тем, что, когда впрыскиваемое топливо имеет более высокое содержание спирта (например, E50), первое соотношение может включать в себя 20%. Первое соотношение дополнительно может регулироваться на основании измеренной или логически выведенной температуры хладагента или головки блока цилиндров двигателя во время горячего запуска. Например, в то время как температуры возрастают, может использоваться высокое соотношение впрыска во впускной канал. Первое соотношение дополнительно может быть основано на количестве событий сгорания в цилиндре.
Второе соотношение первого количества впрыска в такте впуска относительно второго количества впрыска в такте сжатия также может регулироваться на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива. Например, по мере того, как содержание спирта топлива возрастает, второе соотношение может понижаться. В качестве примера, когда впрыскиваемое топливо имеет более низкое содержание спирта (например, E10), второе соотношение может включать в себя 70% наряду с тем, что, когда впрыскиваемое топливо имеет более высокое содержание спирта (например, E50), второе соотношение может включать в себя 40%. Второе соотношение дополнительно может регулироваться на основании измеренной или логически выведенной температуры хладагента или головки блока цилиндров двигателя и сажевой нагрузки двигателя. Второе соотношение дополнительно может быть основано на количестве событий сгорания в цилиндре. Здесь относительно более высокое количество непосредственного впрыска может преимущественно использоваться для быстрого запуска двигателя, тем самым улучшая рабочие характеристики и экономию топлива двигателя в условиях горячего запуска двигателя.
В сравнении, если температура двигателя и/или каталитического нейтрализатора повысилась и находится в пределах пороговой области пороговой температуры, то на этапе 212 контроллер может начинать переключение впрыска топлива в цилиндр двигателя с относительно более высокого количества впрыска во впускной канал топлива на относительно более высокое количество непосредственного впрыска топлива. Переключение может регулироваться на основании расстояния температуры двигателя и/или каталитического нейтрализатора от пороговой температуры. Например, как только температура находится в пределах пороговой области пороговой температуры, скорость переключения может увеличиваться по мере того, как возрастает расстояние от пороговой температуры. Это может включать в себя постепенный вывод из работы форсунки впрыска во впускной канал наряду с постепенным вводом в работу форсунки непосредственного впрыска по мере того, как температура приближается к пороговой температуре. Таким образом, ко времени, когда температура двигателя и/или каталитического нейтрализатора находится на или выше пороговой температуры, топливная форсунка могла быть переведена на более высокое количество непосредственного впрыска топлива и меньшее количество впрыска во впускной канал топлива. Здесь посредством использования более высокого соотношения непосредственного впрыска по мере того, как возрастает нагрузка двигателя (и соответственно температура двигателя), могут использоваться преимущества охлаждения заряда и улучшенной экономии топлива непосредственно впрыскиваемого топлива.
В качестве примера, если температура двигателя и/или каталитического нейтрализатора находится выше или в пределах пороговой области пороговой температуры, контроллер может определять горячий запуск двигателя и соответствующим образом начинать переключение впрыска топлива в цилиндр двигателя с относительно более высокого количества впрыска во впускной канал топлива на относительно более высокое количество непосредственного впрыска топлива. Переключение может регулироваться на основании расстояния температуры двигателя и/или каталитического нейтрализатора от пороговой температуры. Например, как только температура находится в пределах пороговой области пороговой температуры, скорость переключения может увеличиваться по мере того, как возрастает расстояние от пороговой температуры. Это может включать в себя постепенный вывод из работы форсунки впрыска во впускной канал наряду с постепенным вводом в работу форсунки непосредственного впрыска по мере того, как температура приближается к пороговой температуре. Таким образом, ко времени, когда температура двигателя и/или каталитического нейтрализатора находится на или выше пороговой температуры, топливная форсунка могла быть переведена на более высокое количество непосредственного впрыска топлива и меньшее количество впрыска во впускной канал топлива. Здесь посредством использования более высокого соотношения непосредственного впрыска по мере того, как возрастает температура двигателя, достигаются преимущества охлаждения заряда и улучшенной экономии топлива непосредственного впрыска топлива. Дополнительные преимущества охлаждения заряда и антидетонационные преимущества могут быть получены снижением первого соотношения, когда используются спиртовые виды топлива.
Несмотря на то, что процедура по фиг. 2 не показывает выполнение каких бы то ни было регулировок установки момента искрового зажигания наряду с работой второго профиля впрыска, в альтернативных вариантах осуществления в дополнение к второму профилю впрыска, установка момента зажигания может регулироваться (например, подвергаться запаздыванию) на основании одного или более из содержания спирта топлива, скорости вращения двигателя и количества событий при горячем запуске двигателя. В качестве примера, по мере того, как возрастает содержание спирта, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию дальше от MBT. В качестве еще одного примера, если скорость вращения двигателя быстро возрастает за событие, установка момента зажигания может подвергаться дополнительному запаздыванию от MBT. Величина применяемого запаздывания искрового зажигания дополнительно может быть основана на каждом из первого и второго соотношений. Например, по мере того, как возрастает первое или второе соотношение, установка момента зажигания может подвергаться опережению первым соотношением и подвергаться запаздыванию в зависимости от второго соотношения.
В одном из примеров регулировки установки момента зажигания могут избирательно выполняться на основании профиля впрыска топлива, чтобы компенсировать переходные процессы крутящего момента. Например, в ответ на уменьшение количества впрыска во впускной канал топлива и увеличение количества непосредственного впрыска топлива установка момента искрового зажигания может подвергаться запаздыванию на некоторую величину. В альтернативных вариантах осуществления дополнительно или по выбору регулировки могут производиться в отношении одного или более из наддува, EGR, VCT и т. д., чтобы компенсировать переходные процессы крутящего момента.
На этапе 216 процедура включает в себя продолжение впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска на протяжении многочисленных впрысков топлива при проворачивании коленчатого вала. В частности, продолжение выполняется в течение некоторого количества событий сгорания после первого события сгорания; количество основано на содержании спирта топлива. Кроме того, количество может быть основано на количестве событий цилиндра. Как конкретизировано ранее, при запуске двигателя первое событие снабжается топливом, когда скорость вращения двигателя находится около от 150 до 200 оборотов в минуту, каждое событие после этого имеет значение топливоснабжения с иной скоростью вращения двигателя. При крайне холодных запусках первый цикл сгорания может использовать впрыск во впускной канал для добавления топлива, так чтобы система непосредственного впрыска могла выдавать надлежащим образом калиброванные впрыски в такте сжатия для надежного запуска при экстремально холодных температурах. Спустя цикл, скорость вращения двигателя может быть достаточной, чтобы топливный насос высокого давления непосредственного впрыска поддерживал требуемое давление для испарения топлива и эффективного сгорания. В тот момент впрыск во впускной канал топлива может откладываться до тех пор, пока не прогревается двигатель.
В одном из примеров при проворачивании коленчатого вала двигателя профиль впрыска топлива может регулироваться на основании условий работы двигателя, а также топлива, имеющегося в распоряжении в топливном баке. В одном из примеров по мере того, как возрастает скорость вращения двигателя, нагрузка двигателя и/или требуемый крутящий момент при проворачивании коленчатого вала, количество топлива, впрыскиваемого через форсунку непосредственного впрыска, может увеличиваться наряду с тем, что количество топлива, впрыскиваемого через форсунку впрыска во впускной канал, может уменьшаться. Здесь непосредственный впрыск топлива может давать более высокую эффективность использования топлива и более высокую выходную мощность. Дополнительно, когда топливом, имеющимся в распоряжении для впрыска, является спиртовое топливо, непосредственный впрыск топлива может использоваться для использования преимущества свойств охлаждения заряда у спиртового топлива.
На этапе 218 после проворачивания коленчатого вала процедура включает в себя определение, является ли скорость вращения двигателя более высокой, чем пороговая скорость вращения (такой как выше скорости вращения холостого хода двигателя). Если так, процедура включает в себя на этапе 220 переключение впрыска топлива на второй профиль впрыска топлива, который дает возможность регулирования скорости вращения холостого хода, как конкретизировано раньше. Иначе на этапе 219 первый профиль впрыска, используемый при проворачивании коленчатого вала, может сохраняться и поддерживаться до тех пор, пока не достигнута скорость вращения холостого хода двигателя. Например, для видов топлива с более низким содержанием спирта второе соотношение может повышаться для уменьшения доли впрыска в такте сжатия наряду с тем, что для видов топлива с более высоким содержанием спирта второе соотношение может понижаться для увеличения массовой доли впрыска топлива в такте сжатия.
Фиг. 3 показывает многомерную характеристику 300 установки фаз клапанного распределения и положения поршня, в отношении положения двигателя, для данного цилиндра двигателя. При запуске двигателя, в то время как двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала, контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью регулировать профиль впрыска топлива у топлива, подаваемого в цилиндр. В частности, топливо может подаваться в виде первого профиля при запуске двигателя, а затем переключаться на второй, иной профиль вслед за проворачиванием коленчатого вала двигателя. Отличающиеся профили впрыска топлива могут включать в себя долю топлива, подаваемого в цилиндр в качестве впрыска во впускной канал, и оставшуюся долю топлива, подаваемого в цилиндр в качестве непосредственного впрыска. Кроме того, непосредственно впрыскиваемая часть топлива может подаваться в виде одиночного впрыска в такте впуска, одиночного впрыска в такте сжатия или их комбинации. Фиг. 3 показывает первый детализированный примерный профиль впрыска, используемый при запуске двигателя. Фиг. 4 затем показывает примерные профили впрыска для видов топлива с отличающимся содержанием спирта.
Многомерная характеристика 300 иллюстрирует положение двигателя по оси x в градусах угла поворота коленчатого вала (CAD). Кривая 308 изображает положения поршня (вдоль оси y) со ссылкой на их расположения от верхней мертвой точки (ВМТ) и/или нижней мертвой точки (НМТ), и, кроме того, со ссылкой на их расположение в пределах четырех тактов (впуска, сжатия, рабочего и выпуска) цикла двигателя. Как указано синусоидальной кривой 308, поршень постепенно перемещается вниз от ВМТ, доходя до низшей точки в НМТ к концу рабочего такта. Поршень затем возвращается вверх, в ВМТ, к концу такта выпуска. Поршень затем вновь перемещается обратно вниз, по направлению к НМТ, в течение такта впуска, возвращаясь в свое исходное верхнее положение в ВМТ к концу такта сжатия.
Кривые 302 и 304 изображают установки фаз клапанного распределения для выпускного клапана (пунктирная кривая 302) и впускного клапана (сплошная кривая 304) во время нормальной работы двигателя. Как проиллюстрировано, выпускной клапан может открываться наравне с тем, как поршень доходит до нижней точки в конце рабочего такта. Выпускной клапан затем может закрываться, в то время как поршень завершает такт выпуска, оставаясь открытым по меньшей мере до тех пор, пока не начался следующий такт впуска. Таким же образом впускной клапан может открываться в или раньше начала такта впуска и может оставаться открытым по меньшей мере до тех пор, пока не начался следующий такт сжатия.
В результате различий установки фаз между закрыванием выпускного клапана и открыванием впускного клапана, в течение короткой продолжительности времени, до окончания такта выпуска и после начала такта впуска, оба, впускной и выпускной, клапаны могут быть открыты. Этот период, в течение которого оба клапана могут быть открыты, указывается ссылкой как положительное перекрытие 306 впускного и выпускного клапанов (или просто положительное перекрытие клапанов), представленное заштрихованной областью на пересечении кривых 302 и 304. В одном из примеров положительное перекрытие 306 впускного и выпускного клапанов может быть устанавливаемым по умолчанию положением кулачков двигателя, присутствующих во время холодного запуска двигателя.
Третий график (сверху) многомерной характеристики 300 изображает примерный профиль впрыска топлива, который может использоваться при запуске двигателя, при проворачивании коленчатого вала двигателя, чтобы снижать количество выбросов PM с выхлопными газами при запуске двигателя, не ухудшая стабильность сгорания в двигателе. Как конкретизировано в материалах настоящего описания, профиль впрыска регулируется на основании количества событий сгорания после запуска двигателя с частью топлива, впрыскиваемого во впускной канал (заштрихованный блок), и частью топлива, впрыскиваемого непосредственно (диагонально полосатые блоки).
В изображенном примере изображен профиль впрыска топлива, используемый при первом событии сгорания после запуска двигателя. Здесь запуск двигателя является холодным запуском двигателя. Контроллер двигателя выполнен с возможностью выдавать совокупное количество топлива в цилиндр в качестве первого впрыска во впускной канал, изображенного на 312 (заштрихованный блок), второго непосредственного впрыска, изображенного на 314 (диагонально полосатый блок), и третьего непосредственного впрыска, изображенного на 316 (диагонально полосатый блок). Первый впрыск 312 во впускной канал может включать в себя первую часть топлива (P1), которая впрыскивается во впускной канал с первыми временными характеристиками, CAD1. В частности, первая часть топлива подвергается впрыску во впускной канал при событии закрытого впускного клапана (то есть во время такта выпуска). Затем оставшаяся часть топлива непосредственно впрыскивается в течение многочисленных впрысков. В частности, вторая часть топлива (D2) непосредственно впрыскивается в качестве первого впрыска в такте впуска с CAD2 наряду с тем, что третья часть топлива (D3) непосредственно впрыскивается в качестве второго впрыска в такте сжатия с CAD3.
В дополнение к разделению количества топлива, впрыскиваемого в качестве одиночного впрыска во впускной канал и многочисленных непосредственных впрысков, может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, установка момента зажигания может подвергаться опережению в направлении MBT во время только впрыска во впускной канал (как показано на 320), такого как когда двигатель запускается при крайне холодных температурах. В качестве альтернативного примера, искровое зажигание может подвергаться запаздыванию с добавлением непосредственного впрыска в такте сжатия (как показано на 318).
В изображенном примере профиль впрыска топлива включает в себя соотношение первого топлива, впрыскиваемого во впускной канал: второго топлива, которое непосредственно впрыскивается в такте впуска: второго топлива, которое непосредственно впрыскивается в такте сжатия, которое установлено в 30:35:35. Здесь посредством впрыска во впускной канал части топлива и непосредственного впрыска оставшейся части топлива температура каталитического нейтрализатора выхлопных газов может быстро повышаться до температуры активации, улучшая рабочие характеристики двигателя при холодном запуске двигателя. Кроме того, посредством разделения непосредственного впрыска на по меньшей мере первый впрыск в такте впуска и по меньшей мере второй впрыск в такте сжатия температура активации каталитического нейтрализатора может достигаться без повышения выбросов твердых частиц (PM) с выхлопными газами и ухудшения стабильности сгорания в двигателе. Это предоставляет выбросам при запуске двигателя возможность улучшаться, к тому же наряду с улучшением экономии топлива.
Далее, с обращением к фиг. 4, многомерная характеристика 400 показывает примерные профили 401-404 впрыска топлива, которые могут использоваться при запуске двигателя по видам топлива с постепенно повышающимся содержанием спирта. Как конкретизировано в материалах настоящего описания, профили впрыска могут регулироваться при запуске двигателя на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива. По существу, каждый профиль впрыска топлива изображает временные характеристики впрыска относительно положения поршня цилиндра. На основании положения поршня цилиндра в любой момент времени в цикле двигателя топливо может впрыскиваться в цилиндр во время такта впуска (I), такта сжатия (C), рабочего такта (P) или такта выпуска (E). Профиль впрыска дополнительно изображает, впрыскивалось ли топливо посредством впрыска во впускной канал (заштрихованные блоки), одиночного или многочисленных непосредственных впрысков (полосатые блоки) или того и другого. Кроме того, профиль впрыска изображает, выполнялись ли одновременно какие-нибудь регулировки установки момента искрового зажигания (например, использование запаздывания зажигания).
Первый примерный профиль впрыска, который может использоваться во время холодного запуска двигателя, для первого топлива, имеющего первое, низшее содержание спирта, показан на 401. В частности, первый профиль 401 впрыска изображает впрыск топлива в цилиндр при первом событии сгорания в цилиндре (событие 1) для бензина. Во время холодного запуска двигателя часть топлива впрыскивается в цилиндр в качестве первого впрыска во впускной канал (заштрихованный блок) при событии закрытого впускного клапана (то есть во время такта выпуска предыдущего события сгорания в цилиндре) наряду с тем, что оставшаяся часть топлива впрыскивается в качестве первого непосредственного впрыска в такте впуска и второго непосредственного впрыска в такте сжатия (диагонально полосатый блок). Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал, количество первого впрыска в такте впуска и количество второго впрыска в такте сжатия находились в пределах 15% друг от друга. В одном из примеров 35% впрыска топлива могут подаваться в виде впрыска во впускной канал при событии закрытого впускного клапана (например, во время такта выпуска), еще 35% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте впуска наряду с тем, что оставшиеся 30% впрыска топлива подаются в качестве непосредственного впрыска в такте сжатия.
В дополнение к разделению количества топлива, впрыскиваемого в качестве одиночного впрыска во впускной канал и многочисленных непосредственных впрысков, может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 401 установка момента зажигания (сплошной столбик) может находиться на 12 градусов раньше ВМТ для состава топлива с низким спиртосодержанием.
Второй примерный профиль впрыска, который может использоваться во время холодного запуска двигателя, для второго топлива, имеющего второе содержание спирта, более высокое, чем содержание спирта первого топлива, показан на 402. В частности, второй профиль 402 впрыска изображает впрыск топлива в цилиндр при первом событии сгорания в цилиндре (событие 1) для E10 (имеющего 10% спирта и 90% бензина). Во время холодного запуска двигателя 35% топлива впрыскивается в цилиндр в качестве первого впрыска во впускной канал наряду с тем, что 30% топлива впрыскивается в качестве непосредственного впрыска в такте впуска, а 35% в такте сжатия. Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал, количество первого непосредственного впрыска в такте впуска и количество второго непосредственного впрыска в такте сжатия могло иметь значение от 0% до 100%. В дополнение к одиночному впрыску во впускной канал во время горячего запуска двигателя может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 402 установка момента искрового зажигания (сплошной столбик) может устанавливаться в 8 градусов раньше ВМТ.
Третий примерный профиль впрыска, который может использоваться во время холодного запуска двигателя, для третьего топлива, имеющего третье содержание спирта, более высокое, чем содержание спирта у каждого из первого и второго топлива, показан на 403. В частности, третий профиль 403 впрыска изображает впрыск топлива в цилиндр при первом событии сгорания в цилиндре (событие 1) для E50 (имеющего 50% спирта и 50% бензина). Во время холодного запуска двигателя 0% топлива впрыскивается в цилиндр в качестве первого впрыска во впускной канал наряду с тем, что 40% топлива впрыскивается в качестве непосредственного впрыска в такте впуска, а 60% топлива впрыскивается за два впрыска в такте сжатия по 30% каждый. Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал, количество первого впрыска в такте впуска и количество второго впрыска в такте сжатия могло иметь значение от 0% до 100%. В дополнение к одиночному впрыску во впускной канал во время горячего запуска двигателя может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 403 установка момента искрового зажигания (сплошной столбик) может устанавливаться в 13 градусов раньше ВМТ.
Четвертый примерный профиль впрыска, который может использоваться во время холодного запуска двигателя, для четвертого топлива, имеющего высшее содержание спирта, показан на 404. В частности, четвертый профиль 404 впрыска изображает впрыск топлива в цилиндр при первом событии сгорания в цилиндре (событие 1) для E85 (имеющего 85% спирта и 15% бензина). Во время холодного запуска двигателя 15% топлива впрыскивается в цилиндр в качестве первого впрыска во впускной канал наряду с тем, что 15% топлива впрыскивается в качестве непосредственного впрыска в такте впуска, а 70% топлива впрыскивается за два впрыска в такте сжатия по 35% каждый. Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал, количество первого впрыска в такте впуска и количество второго впрыска в такте сжатия могло иметь значение от 0% до 100%. В дополнение к одиночному впрыску во впускной канал во время горячего запуска двигателя может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 404 установка момента искрового зажигания (сплошной столбик) может устанавливаться в 15 градусов раньше ВМТ.
Далее, с обращением к фиг. 5, многомерная характеристика 500 показывает примерные профили 501-504 впрыска топлива, которые могут использоваться при запуске двигателя, при проворачивании коленчатого вала и во время регулирования холостого хода двигателя для первого топлива, имеющего более низкое содержание спирта (такого как E10). Многомерная характеристика 550 сравнивает профили впрыска многомерной характеристики 500 с примерными профилями 551-554 впрыска топлива, которые могут использоваться при запуске двигателя, при проворачивании коленчатого вала и во время регулирования холостого хода двигателя для второго топлива, имеющего более высокое содержание спирта (такого как E85). Как конкретизировано в материалах настоящего описания для любого данного топлива, профили впрыска могут регулироваться на основании количества событий сгорания после запуска двигателя, а также на основании того, является ли запуск двигателя холодным запуском двигателя или горячим запуском двигателя. Кроме того, по мере того, как содержание спирта топлива возрастает, профили впрыска топлива могут перемещаться в направлении непосредственного впрыска в такте сжатия и меньшего впрыска во впускной канал топлива. По существу, каждый профиль впрыска топлива изображает временные характеристики впрыска относительно положения поршня цилиндра. На основании положения поршня цилиндра в любой момент времени в цикле двигателя топливо может впрыскиваться в цилиндр во время такта впуска (I), такта сжатия (C), рабочего такта (P) или такта выпуска (E). Профиль впрыска дополнительно изображает, впрыскивалось ли топливо посредством впрыска во впускной канал (заштрихованные блоки), одиночного или многочисленных непосредственных впрысков (полосатые блоки) или того и другого. Кроме того, профиль впрыска изображает, выполнялись ли одновременно какие-нибудь регулировки установки момента искрового зажигания (например, использование запаздывания зажигания).
Примерный профиль впрыска, который может использоваться при работе на первом топливе (E10) во время холодного запуска двигателя, показан на 501. В частности, профиль 501 впрыска изображает впрыск топлива E10 в цилиндр при первом событии сгорания в цилиндре (событие 1). Во время холодного запуска двигателя, часть топлива впрыскивается в цилиндр в качестве первого впрыска во впускной канал (заштрихованный блок) при событии закрытого впускного клапана (то есть во время такта выпуска предыдущего события сгорания в цилиндре) наряду с тем, что оставшаяся часть топлива впрыскивается в качестве первого непосредственного впрыска в такте впуска и второго непосредственного впрыска в такте сжатия (диагонально полосатый блок). В одном из примеров 35% впрыска топлива могут подаваться в виде впрыска во впускной канал при событии закрытого впускного клапана (например, во время такта выпуска), еще 35% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте впуска наряду с тем, что оставшиеся 30% впрыска топлива подаются в качестве непосредственного впрыска в такте сжатия.
В дополнение к разделению количества топлива, впрыскиваемого в качестве одиночного впрыска во впускной канал и многочисленных непосредственных впрысков, может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 501 установка момента искрового зажигания (сплошной столбик) может иметь значение за 12 градусов до ВМТ.
Примерный профиль впрыска, который может использоваться при работе на втором топливе (E85) во время холодного запуска двигателя, показан на 551. В частности, профиль 551 впрыска изображает впрыск топлива E85 в цилиндр при первом событии сгорания в цилиндре (событие 1). Во время холодного запуска двигателя часть топлива впрыскивается в цилиндр в качестве первого впрыска во впускной канал (заштрихованный блок) при событии закрытого впускного клапана (то есть во время такта выпуска предыдущего события сгорания в цилиндре) наряду с тем, что оставшаяся часть топлива впрыскивается в качестве первого непосредственного впрыска в такте впуска и второго непосредственного впрыска в такте сжатия (диагонально полосатый блок). В одном из примеров 15% впрыска топлива могут подаваться в виде впрыска во впускной канал при событии закрытого впускного клапана (например, во время такта выпуска), еще 15% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте впуска наряду с тем, что оставшиеся 60% впрыска топлива подаются в качестве двух непосредственных впрысков в такте сжатия по 30% каждый.
В дополнение к разделению количества топлива, впрыскиваемого в качестве одиночного впрыска во впускной канал и многочисленных непосредственных впрысков, может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 551 установка момента искрового зажигания (сплошной столбик) может иметь значение за 15 градусов до ВМТ.
Примерный профиль впрыска, который может использоваться при работе на первом топливе во время горячего запуска двигателя, показан на 502. В частности, профиль 502 впрыска изображает впрыск E10 в цилиндр при первом событии сгорания в цилиндре (событие 1′) при горячем запуске. Горячий запуск, например, может включать в себя перезапуск двигателя из выключения холостого хода. В качестве альтернативы горячий запуск может включать в себя перезапуск двигателя из заглушенного состояния, где двигатель не был заглушен в течение достаточно длительной продолжительности времени (а поэтому не остыл до температур окружающей среды). Во время горячего запуска двигателя топливо не впрыскивается в цилиндр в качестве первого впрыска во впускной канал наряду с тем, что все топливо впрыскивается в качества непосредственного впрыска в такте сжатия (полосатый блок). Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал, количество первого впрыска в такте впуска и количество второго впрыска в такте сжатия могло иметь значение от 0% до 100%. В сравнении 35% впрыска топлива может подаваться в виде впрыска во впускной канал при запуске при нормальной температуре окружающей среды, еще 35% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте впуска наряду с тем, что оставшиеся 30% впрыска топлива подаются в качестве непосредственного впрыска в такте сжатия.
В дополнение к одиночному впрыску во впускной канал во время горячего запуска двигателя может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 502 установка момента искрового зажигания (сплошной столбик) может устанавливаться в ВМТ по сравнению с 12 градусами раньше ВМТ для нормальных температур окружающей среды.
Примерный профиль впрыска, который может использоваться при работе на втором топливе во время горячего запуска двигателя, показан на 552. В частности, профиль 552 впрыска изображает впрыск E85 в цилиндр при первом событии сгорания в цилиндре (событие 1′) при горячем запуске. Горячий запуск, например, может включать в себя перезапуск двигателя из выключения холостого хода. В качестве альтернативы горячий запуск может включать в себя перезапуск двигателя из заглушенного состояния, где двигатель не был заглушен в течение достаточно длительной продолжительности времени (а поэтому не остыл до температур окружающей среды). Во время горячего запуска двигателя топливо не впрыскивается в цилиндр в качестве первого впрыска во впускной канал наряду с тем, что все топливо впрыскивается в качества непосредственного впрыска в такте сжатия (полосатый блок). Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал, количество первого впрыска в такте впуска и количество второго впрыска в такте сжатия могло иметь значение от 0% до 100%. В сравнении 0% впрыска топлива может подаваться в виде впрыска во впускной канал при запуске при нормальной температуре окружающей среды, еще 30% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте впуска наряду с тем, что оставшиеся 70% впрыска топлива подаются в качестве непосредственного впрыска в такте сжатия.
В дополнение к одиночному впрыску во впускной канал во время горячего запуска двигателя, может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 552 установка момента искрового зажигания (сплошной столбик) может устанавливаться в ВМТ по сравнению с 15 градусами раньше ВМТ для нормальных температур окружающей среды.
Примерный профиль впрыска, который может использоваться при работе на первом топливе при проворачивании коленчатого вала двигателя и после запуска двигателя (горячего запуска или холодного запуска), показан на 503. В частности, профиль 503 впрыска изображает впрыск E10 в цилиндр в течение количества n событий сгорания в цилиндре после первого события сгорания в цилиндре (событий со 2 по n). При проворачивании коленчатого вала двигателя впрыск топлива переключается на профиль, где большая часть топлива впрыскивается во впускной канал в цилиндр во время горячего перезапуска наряду с тем, что меньшая оставшаяся часть топлива непосредственно впрыскивается в качестве впрыска в такте впуска/сжатия. Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал и количество непосредственного впрыска имели значение от 0% до 100% относительно друг друга. В одном из примеров 30% впрыска топлива могут подаваться в виде впрыска во впускной канал при проворачивании коленчатого вала наряду с тем, что остальные 70% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте сжатия.
В дополнение к разделению количества топлива, впрыскиваемого в качестве одиночного впрыска во впускной канал и одиночного непосредственного впрыска, может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 503 установка момента искрового зажигания (сплошной столбик) может регулироваться на 13 градусов раньше ВМТ.
Примерный профиль впрыска, который может использоваться при работе на втором топливе при проворачивании коленчатого вала двигателя и после запуска двигателя (горячего запуска или холодного запуска), показан на 553. В частности, профиль 553 впрыска изображает впрыск E85 в цилиндр в течение количества n событий сгорания в цилиндре после первого события сгорания в цилиндре (событий со 2 по n). При проворачивании коленчатого вала двигателя впрыск топлива переключается на профиль, где большая часть топлива впрыскивается во впускной канал в цилиндр во время горячего перезапуска наряду с тем, что меньшая оставшаяся часть топлива непосредственно впрыскивается в качестве впрыска в такте впуска/сжатия. Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал и количество непосредственного впрыска имели значение от 0% до 100% относительно друг друга. В одном из примеров впрыск топлива может совсем не подаваться в виде впрыска во впускной канал при проворачивании коленчатого вала наряду с тем, что 30% топлива впрыскивается во время впуска, а остальные 70% впрыска топлива могут подаваться в виде непосредственного впрыска в такте сжатия.
В дополнение к разделению количества топлива, впрыскиваемого в качестве одиночного впрыска во впускной канал и одиночного непосредственного впрыска, может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 553 установка момента искрового зажигания (сплошной столбик) может регулироваться на 8 градусов раньше ВМТ.
Примерный профиль впрыска, который может использоваться при работе на первом топливе вслед за запуском и проворачиванием коленчатого вала двигателя, и после того, как была достигнута скорость вращения холостого хода двигателя, показан на 504. В частности, профиль 504 впрыска изображает впрыск E10 в цилиндр в течение некоторого количества событий сгорания в цилиндре после завершения проворачивания коленчатого вала (событий с n по m). Во время регулирования холостого хода двигателя, в то время как двигатель прогревается, впрыск топлива переключается на профиль, где часть топлива, впрыскиваемого во впускной канал в цилиндр, является подобной оставшейся части топлива, которое непосредственно впрыскивается в качестве впрыска в такте впуска. Кроме того, никакое топливо не впрыскивается непосредственно во время такта сжатия. Количества впрыска могут регулироваться от 0% до 100% или друг между другом. В дополнение к разделению количества топлива, впрыскиваемого в качестве одиночного впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска, может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 504 установка момента зажигания (сплошной столбик) может подвергаться запаздыванию на 5 градусов от ВМТ.
Примерный профиль впрыска, который может использоваться при работе на втором топливе вслед за запуском и проворачиванием коленчатого вала двигателя, и после того, как была достигнута скорость вращения холостого хода двигателя, показан на 554. В частности, профиль 554 впрыска изображает впрыск E85 в цилиндр в течение некоторого количества событий сгорания в цилиндре после завершения проворачивания коленчатого вала (событий с n по m). Во время регулирования холостого хода двигателя, в то время как двигатель прогревается, впрыск топлива переключается на профиль, где часть топлива, впрыскиваемого во впускной канал в цилиндр, является подобной оставшейся части топлива, которое непосредственно впрыскивается в качестве двух впрысков в такте впуска. Кроме того, никакое топливо не впрыскивается непосредственно во время такта сжатия. Количества впрыска могут регулироваться, чтобы количество впрыска во впускной канал и количество непосредственного впрыска имели значение в пределах от 0% до 100% относительно друг друга. В дополнение к разделению количества топлива, впрыскиваемого в качестве одиночного впрыска во впускной канал и одиночного непосредственного впрыска, может регулироваться установка момента искрового зажигания. Например, на 554 установка момента зажигания (сплошной столбик) может подвергаться запаздыванию на 20 градусов от ВМТ.
Таким образом, посредством регулировки количества впрыска топлива двигателя между форсункой непосредственного впрыска и форсункой впрыска во впускной канал на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива, преимущества эффективности использования топлива и выходной мощности у непосредственного впрыска спиртового топлива могут достигаться в дополнение к преимуществам более быстрого прогрева каталитического нейтрализатора у впрыска во впускной канал, все без ухудшения выбросов с выхлопными газами. Комбинация одновременного использования топливных систем впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска добавляет устойчивости рабочим характеристикам запуска двигателя в условиях как сильного холода, так и сильной жары. В дополнение при номинальных температурах окружающей среды комбинация одновременного использования топливных систем впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска дает выбросам возможность оптимизироваться, особенно выбросам твердых частиц. По существу, использование турбонаддува и непосредственного впрыска для двигателей с эффективным использованием топлива может увеличивать выбросы твердых частиц. Таким образом, посредством одновременного использования топливных систем впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска при запуске двигателя, прогрев каталитического нейтрализатора и прогрев двигателя могут достигаться наряду с предоставлением возможности низких выбросов PM из двигателей и силовых передач, в том числе конфигураций двигателей с турбонаддувом.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. 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 этапы, операции 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. Один или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные этапы могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Дополнительно 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 неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели 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 полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.