СПОСОБЫ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ, ВКЛЮЧАЮЩЕГО В СЕБЯ ИЗБИРАТЕЛЬНО ВЫВОДИМЫЙ ИЗ РАБОТЫ ЦИЛИНДР, И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ
METHODS FOR VARIABLE DISPLACEMENT ENGINE  AND ENGINE SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к управлению впрыском топлива в двигателе с переменным рабочим объемом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели могут быть выполнены с возможностью работать на переменном количестве действующих или выведенных из работы цилиндров, чтобы повышать экономию топлива, по выбору, наряду с поддержанием общего отношения количества воздуха к количеству топлива смеси отработавших газов, близкого к стехиометрическому. Такие двигатели известны как двигатели с переменным рабочим объемом (VDE). В некоторых примерах, часть цилиндров двигателя может быть выведена из работы во время выбранных условий, при этом выбранные условия могут определяться такими параметрами, как интервал чисел оборотов/нагрузки, а также различными другими условиями эксплуатации, в том числе, скоростью транспортного средства. Система управления VDE может выводить из работы выбранные цилиндры посредством управления множеством средств вывода из работы клапанов цилиндра, которые оказывают воздействие на работу впускных и выпускных клапанов цилиндра, и/или посредством управления множеством избирательно отключаемых топливных форсунок, которые оказывают воздействие на топливоснабжение цилиндров. Посредством уменьшения рабочего объема в ситуациях запроса низкого крутящего момента, двигатель эксплуатируется при более высоком давлением в коллекторе, снижая трение в двигателе, обусловленное прокачкой, и давая в результате пониженный расход топлива.
По существу, двигатели с VDE, сконфигурированные только системами впрыска топлива во впускной канал, могут иметь проблемы во время переключений между режимами работы с VDE и без VDE. Например, переходное управление подачей топлива может быть проблемой при возобновлении работы цилиндров. Выведенным из работы цилиндрам могут требоваться многочисленные события сгорания, вслед за возобновлением работы, для создания лужицы топлива во впускном канале и достижения стабильного сгорания. Кроме того, без созданной лужицы топлива во впускном канале во время переключения, могут возникать ошибки топливоснабжения, и проблемы выбросов и ездовых качеств могут возрастать вследствие ухудшенной стабильности сгорания. В еще одном примере, во время переключения из режима без VDE в режим работы с VDE, может быть невозможным захватывать заряд свежего воздуха в выведенных из работы цилиндрах вследствие времени, необходимого, чтобы улетучивалась лужица топлива во впускном канале. Более точно, захваченный объем воздуха может включать в себя часть топлива, втянутого в форме лужицы, что может приводить к неполному сгоранию и/или пропускам зажигания, когда заряд воспламеняется искрой по возобновлению работы. В качестве альтернативы, если захваченный заряд воздуха с топливом выбрасывается без сгорания, несгоревшие углеводороды в отработавших газах могут повышать температуру каталитического нейтрализатора, приводя к ухудшению характеристик каталитического нейтрализатора.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Авторы настоящего изобретения выявили вышеприведенные проблемы и идентифицировали подход для по меньшей мере частичного решения вышеприведенных проблем.
В одном аспекте настоящего изобретения раскрывается способ для двигателя, включающего в себя избирательно выводимый из работы цилиндр, содержащий этап, на котором:
уменьшают количество топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал, при этом увеличивают количество топлива, впрыскиваемого форсункой непосредственного впрыска, перед выводом из работы цилиндра.
В одном из вариантов осуществления количество топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал, является по существу нулевым.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором прекращают топливоснабжение через форсунку непосредственного впрыска, когда величина лужицы (скопления) топлива во впускном канале цилиндра полностью израсходована.
В одном из вариантов осуществления величина лужицы топлива во впускном канале цилиндра оценивается на основании одного или более из потока воздуха, количества топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал цилиндра, давления во впускном коллекторе и температуры впускного коллектора.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором захватывают заряд свежего воздуха перед выводом из работы цилиндра, причем захват достигается посредством закрывания и поддержания закрытым каждого из впускного клапана и выпускного клапана на всем протяжении одного или более циклов цилиндра после того, как свежий воздух втянут в цилиндр.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором выводят из работы цилиндр посредством отключения каждой из форсунки впрыска во впускной канал и форсунки непосредственного впрыска, вывода из работы впускного клапана и выпускного клапана, и деактивации искрового зажигания в выводимом из работы цилиндре.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором настраивают рабочий параметр двигателя в ответ на вывод из работы цилиндра, чтобы поддерживать крутящий момент двигателя.
В одном из вариантов осуществления рабочий параметр двигателя включает в себя открывание впускного дросселя, и при этом настройка включает в себя этап, на котором увеличивают открывание впускного дросселя.
В одном из вариантов осуществления рабочий параметр двигателя включает в себя установку момента зажигания, и при этом настройка включает в себя этап, на котором осуществляют запаздывание установки момента зажигания.
В другом аспекте настоящего изобретения раскрывается способ для двигателя, включающего в себя цилиндр, содержащий этапы, на которых:
перед избирательным выводом из работы цилиндра в ответ на условия эксплуатации, понижают первую долю топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал, при этом соответствующим образом повышают вторую долю топлива, впрыскиваемую форсункой непосредственного впрыска; и
при возобновлении работы цилиндра из состояния вывода из работы, повышают вторую долю топлива, подаваемого через форсунку непосредственного впрыска, относительно первой доли топлива, подаваемого через форсунку впрыска во впускной канал.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором оценивают величину лужицы топлива во впускном канале цилиндра.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором, перед избирательным выводом из работы цилиндра, прекращают топливоснабжение через форсунку непосредственного впрыска, когда величина лужицы топлива полностью израсходована.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этапы, на которых, при возобновлении работы цилиндра, понижают вторую долю топлива, подаваемого через форсунку непосредственного впрыска, и одновременно повышают первую долю топлива, подаваемого форсункой впрыска во впускной канал, в ответ на достижение величиной лужицы топлива установившегося значения.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этапы, на которых, при возобновлении работы цилиндра, понижают вторую долю топлива, подаваемого через форсунку непосредственного впрыска, и одновременно повышают первую долю топлива, подаваемого форсункой впрыска во впускной канал, в ответ на достижение величиной лужицы топлива порогового значения, причем пороговое значение настраивается в ответ на условия эксплуатации.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором настраивают один или более рабочих параметров двигателя в ответ на возмущения крутящего момента, вызванные возобновлением работы цилиндра.
В другом аспекте настоящего изобретения раскрывается система, содержащая:
двигатель, включающий в себя цилиндр, выполненный с возможностью вывода из работы;
форсунку впрыска во впускной канал и форсунку непосредственного впрыска, присоединенные к цилиндру; и
контроллер с машинно-читаемыми командами, хранимыми в постоянной памяти, для:
перед выводом из работы цилиндра в ответ на условия эксплуатации:
отключения форсунки впрыска во впускной канал; и
топливоснабжения цилиндра только через форсунку непосредственного впрыска; и
при возобновлении работы цилиндра из вывода из работы:
включения как форсунки впрыска во впускной канал, так и форсунки непосредственного впрыска; и
впрыска большего количества топлива через форсунку непосредственного впрыска и при этом одновременного впрыска меньшего количества топлива через форсунку впрыска во впускной канал.
В одном из вариантов осуществления, перед выводом из работы цилиндра в ответ на условия эксплуатации, контроллер дополнительно выполнен с возможностью прекращения топливоснабжения через форсунку непосредственного впрыска, когда лужица топлива во впускном канале цилиндра израсходована.
В одном из вариантов осуществления контроллер дополнительно выполнен с возможностью оценивания величины лужицы топлива во впускном канале цилиндра на основании одного или более из потока воздуха, количества топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал, давления в коллекторе и температуры впускного коллектора.
В одном из вариантов осуществления, при возобновлении работы цилиндра, контроллер дополнительно выполнен с возможностью уменьшения количества топлива из форсунки непосредственного впрыска по мере того, как величина лужицы топлива во впускном канале возрастает, и соответствующего увеличения количества топлива из форсунки впрыска во впускной канал.
В одном из вариантов осуществления контроллер дополнительно выполнен с возможностью, перед выводом из работы цилиндра, захвата заряда свежего воздуха внутри цилиндра, причем заряд свежего воздуха не снабжается топливом и не подвергается сгоранию в течение вывода из работы.
В частности, в одном из примерных подходов, предусмотрен способ для двигателя с по меньшей мере одним выводимым из работы цилиндром. Способ содержит уменьшение количества топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал, наряду с увеличением количества топлива, впрыскиваемого форсункой непосредственного впрыска, перед выводом из работы цилиндра. Таким образом, лужица топлива во впускном канале цилиндра может полностью рассеиваться перед выводом из работы, предоставляя возможность для захвата заряда свежего воздуха в выводимом из работы цилиндре.
В еще одном примере, способ содержит: перед избирательным выводом из работы цилиндра в ответ на условия эксплуатации, понижение первой доли топлива, впрыскиваемого топливной форсункой впрыска во впускной канал наряду с соответствующим повышением второй доли топлива, впрыскиваемого форсункой непосредственного впрыска, а при возобновлении работы цилиндра из вывода из работы, повышение второй доли топлива, подаваемого через форсунку непосредственного впрыска, относительно первой доли топлива, подаваемого через форсунку впрыска во впускной канал.
В качестве примера, система двигателя с переменным рабочим объемом (VDE) может включать в себя избирательно выводимые из работы цилиндры, при этом, каждый цилиндр сконфигурирован каждой из форсунки впрыска во впускной канал и форсунки непосредственного впрыска. В ответ на условия вывода из работы, такие как пониженное требование нагрузки или крутящего момента двигателя, один или более цилиндров могут выводиться из работы, и двигатель может эксплуатироваться в режиме с VDE. Например, двигатель может эксплуатироваться с половиной цилиндров, выведенных из работы, и с оставшейся половиной действующих цилиндров, работающих на более высокой нагрузке цилиндра. До момента вывода из работы и раньше переключения из режима без VDE в режим с VDE, цилиндры, выбранные, чтобы выводиться из работы, могут эксплуатироваться с повышенной долей топлива, подаваемого из своих соответственных форсунок непосредственного впрыска. Одновременно, цилиндры могут принимать меньшую долю топлива, подаваемого из их соответственных форсунок впрыска во впускной канал. В одном из примеров, форсунки впрыска во впускной канал могут отключаться, и цилиндры могут по существу не принимать топливо из форсунок впрыска во впускной канал. Посредством понижения доли топлива, подаваемого форсунками впрыска во впускной канал, или отключения форсунок впрыска во впускной канал, существующие лужицы топлива во впускных каналах цилиндров, которые должны выводиться из работы, могут расходоваться таким образом. В ответ на полное исчерпание лужиц топлива, форсунки непосредственного впрыска могут отключаться, свежий воздух может втягиваться в цилиндры, а впускные и выпускные клапаны могут закрываться и выводиться из работы. Таким образом, заряд свежего воздуха может захватываться внутри выведенного из работы цилиндра.
В ответ на условия возобновления работы, такие как повышенные нагрузка двигателя или требование крутящего момента, выведенные из работы цилиндры могут подвергаться возобновлению работы, и двигатель может возобновлять режим работы без VDE, в котором все цилиндры эксплуатируются на низкой средней нагрузке цилиндра. В материалах настоящей заявки, подвергнутые возобновлению работы цилиндры могут эксплуатироваться с повышенной долей топлива из своих соответственных форсунок непосредственного впрыска и пониженной долей топлива из своих соответственных форсунок впрыска во впускной канал до тех пор, пока лужицы топлива не созданы в их соответственных впускных каналах. Величина каждой лужицы топлива во впускном канале может оцениваться и, когда установившееся количество топлива достигнуто в лужице топлива во впускном канале, соответственный цилиндр затем может принимать меньшую долю топлива из своей форсунки непосредственного впрыска и большую долю топлива из своей форсунки впрыска во впускной канал.
Таким образом, посредством топливоснабжения подвергаемого возобновлению работы цилиндра с начальным более высоким соотношением непосредственного впрыска относительно впрыска во впускной канал, переходное управление подачей топлива может улучшаться, предоставляя возможность для более стабильного сгорания. Одновременно, лужица топлива во впускном канале может создаваться с помощью начальной меньшей доли впрыска во впускной канал, представляя возможность для более плавного перехода на более высокую долю впрыска топлива во впускной канал в более позднее время с пониженными ошибками переходного топливоснабжения. Кроме того, посредством понижения доли впрыскиваемого с помощью впрыска топлива во впускной канал перед выводом из работы, заряд свежего воздуха с уменьшенными остатками несгоревшего топлива может захватываться внутри выводимого из работы цилиндра. Кроме того еще, этот заряд свежего воздуха может выбрасываться в несгоревшем состоянии из подвергаемого возобновлению работы цилиндра без беспокойства о повышенной температуре в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов (например, вследствие несгоревших углеводородов в отработавших газах), и рабочие характеристики каталитического нейтрализатора могут улучшаться наряду с тем, что стехиометрия может в целом поддерживаться соответствующей эксплуатацией не выведенных из работы цилиндров с большим обогащением во время выбрасывания свежего заряда. Стехиометрия может достигаться точнее, так как количество свежего воздуха имеет уменьшенную неопределенность в показателях не сожженного или не полностью сожженного топлива из лужицы. В общем и целом, посредством управления соотношениями впрыска топлива во время переключений работы двигателя, могут быть улучшены рабочие характеристики и выбросы двигателя.
Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает примерную компоновку системы двигателя с переменным рабочим объемом (VDE).
Фиг. 2 изображает местный вид двигателя.
Фиг. 3 - высокоуровневая блок-схема последовательности операций способа для переключения цилиндров между выведенным из работы состоянием и повторно введенным в действие состоянием.
Фиг. 4a-b показывают блок-схему последовательности операций способа, изображающую примерный способ для вывода из работы выбранных цилиндров, согласно настоящему раскрытию.
Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая примерный способ для возобновления работы выведенного из работы цилиндра, в соответствии с настоящим раскрытием.
Фиг. 6 изображает блок-схему последовательности операций способа для настройки соотношения впрыска топлива в цилиндре, подвергнутом возобновлению работы из режима с VDE.
Фиг. 7 - примерная настройка соотношений впрыска топлива во время условий вывода из работы и возобновления работы цилиндров с одновременными настройками рабочих параметров двигателя.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Описаны способы и системы для настройки профилей впрыска топлива в избирательно выводимых из работы цилиндрах двигателя с переменным рабочим объемом (VDE), таком как система двигателя, показанная на фиг. 1. Каждый цилиндр в VDE может быть сконфигурирован форсункой впрыска во впускной канал и форсункой непосредственного впрыска, как показано на фиг. 2. Контроллер может быть выполнен с возможностью переключать работу двигателя с режима с VDE на режим без VDE, или наоборот, на основании условий эксплуатации (фиг. 3). Профиль впрыска топлива в цилиндре, выбранном для вывода из работы, может настраиваться, из условия чтобы лужица топлива во впускном канале расходовалась до того, как цилиндр выведен из работы, и захватывался заряд свежего воздуха (фиг. 4). Дополнительно, профиль впрыска топлива может настраиваться в подвергаемом возобновлению работы цилиндре для предоставления возможности накопления лужицы топлива во впускном канале перед тем, как наращивается впрыск во впускной канал (фиг. 5-6). Различные рабочие параметры могут настраиваться (фиг. 7), по мере того, как профили впрыска топлива модифицируются на основании вывода из работы и возобновления работы цилиндров, для уменьшения возмущений крутящего момента во время переключений режимов двигателя.
Фиг. 1 показывает примерный двигатель 10 с переменным объемом (VDE), имеющий первый ряд 15a и второй ряд 15b. В изображенном примере, двигатель 10 является двигателем V8 с первым и вторым рядами, каждый из которых имеет четыре цилиндра. Однако, в альтернативных вариантах осуществления, двигатель может иметь иное количество цилиндров двигателя, такое как 6, 10, 12, и т. д. Двигатель 10 имеет впускной коллектор 43 с дросселем 64 и выпускной коллектор 48, присоединенный к устройству 70 снижения токсичности выбросов. Устройство 70 снижения токсичности выбросов включает в себя один или более каталитических нейтрализаторов и датчиков отношения количества воздуха к количеству топлива. В качестве одного из неограничивающих примеров, двигатель 10 может быть включен в состав в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства.
Во время выбранных условий, таких как когда полная несущая способность двигателя по крутящему моменту не нужна, одна из первой или второй группы цилиндров может выбираться для вывода из работы (в материалах настоящей заявки также указываемого ссылкой как режим работы с VDE). Более точно, один или более цилиндров из выбранной группы цилиндров могут выводиться из работы посредством перекрытия соответственных топливных форсунок и вывода из работы впускных и выпускных клапанов. Несмотря на то, топливные форсунки неработающих цилиндров выключены, оставшиеся работающие цилиндры продолжают выполнять сгорание с действующими и работающими топливными форсунками. Для удовлетворения требований крутящего момента, двигатель вырабатывает ту же самую величину крутящего момента на тех цилиндрах, для которых форсунки остаются работающими. Это требует более высоких давлений в коллекторе, давая в результате пониженные насосные потери и повышенный коэффициент полезного действия двигателя. К тому же, меньшая эффективная площадь поверхности (только у работающих цилиндров), подвергаемая воздействию сгорания, уменьшает тепловые потери двигателя, улучшая тепловую эффективность двигателя.
Цилиндры могут группироваться для вывода из работы специфичным ряду образом. Например, на фиг. 1, первая группа цилиндров может включать в себя четыре цилиндра первого ряда 15a наряду с тем, что вторая группа цилиндров может включать в себя четыре цилиндра второго ряда 15b. В альтернативном примере, вместо вывода из работы одновременно одного или более цилиндров из каждого ряда, могут совместно избирательно выводиться из работы два цилиндра из каждого ряда двигателя V8.
Двигатель 10 может работать на множестве веществ, которые могут подаваться через топливную систему 8. Двигатель 10 может управляться по меньшей мере частично системой управления, включающей в себя контроллер 12. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков 4, присоединенных к двигателю 10, и отправлять сигналы управления на различные исполнительные механизмы 22, присоединенные к двигателю и/или транспортному средству.
Топливная система 8 может быть дополнительно присоединена к системе восстановления паров топлива (не показана), включающей в себя один или более бачков для накопления паров топлива дозаправки топливом и суточных паров топлива. Во время выбранных условий, один или более клапанов системы восстановления паров топлива может настраиваться для продувки накопленных паров топлива во впускной коллектор двигателя, чтобы улучшать экономию топлива и уменьшать выбросы с отработавшими газами. В одном из примеров, пары продувки могут направляться ближе к впускному клапану специфичных цилиндров. Например, во время режима работы с VDE, пары продувки могут направляться только к цилиндрам, которые работают. Это может достигаться в двигателях, сконфигурированных отдельными впускными коллекторами для отдельных групп цилиндров. В качестве альтернативы, один или более клапанов управления парами могут управляться для определения, какие цилиндры получают пары топлива.
Контроллер 12 может принимать указание детонации или преждевременного воспламенения в цилиндре с одного или более датчиков 82 детонации, распределенных по блоку двигателя. Когда включены в состав, множество датчиков детонации могут быть распределены по блоку цилиндров двигателя симметрично или несимметрично. По существу, один или более датчиков 82 детонации могут быть датчиками вибрации или датчиками ионизации. Дополнительные подробности о двигателе 10 и примерном цилиндре описаны со ссылкой на фиг. 2.
Фиг. 2 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания с искровым зажиганием. 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.
Камера 30 (также известная как цилиндр 30) сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в них. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии (не показана). Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик (не показан), чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 43 через впускной канал 42 и может выпускать газообразные продукты сгорания отработавших газов через выпускной коллектор 48. Дроссель 64, который настраивает положение дроссельной заслонки 61, может быть расположен вдоль впускного канала 42 двигателя для изменения интенсивности потока и/или давления всасываемого воздуха, выдаваемого в цилиндры двигателя.
Впускной коллектор 43 и выпускной коллектор 48 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответственные впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.
Впускной клапан 52 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 152. Подобным образом, выпускной клапан 54 может приводиться в действие контроллером 12 посредством исполнительного механизма 154. Во время некоторых условий, контроллер 12 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 152 и 154, для управления открыванием и закрыванием соответственных впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться соответственными датчиками положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапанов могут иметь тип электрического клапанного привода или тип кулачкового привода, либо их комбинацию. Установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов может управляться одновременно, или может использоваться любая из возможности регулируемой установки фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемой установки фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенной независимой установки фаз кулачкового распределения или постоянной установки фаз кулачкового распределения. Каждая система кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT. В других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового клапанного исполнительного механизма или привода, либо системой исполнительного механизма или привода с переменной установкой фаз клапанного распределения.
Как показано на фиг. 2, цилиндр 30 включает в себя две топливных форсунки 66 и 67. Топливная форсунка 66 показана скомпонованной во впускном коллекторе 43 в конфигурации, которая предусматривает то, что известно как впрыск топлива во впускной канал (в дальнейшем указываемый ссылкой как «PFI»), то есть во впускной канал скорее выше по потоку от цилиндра 30, нежели непосредственно в цилиндр 30. Топливная форсунка 66 впрыска во впускной канал (в дальнейшем указываемая ссылкой как «форсунка впрыска во впускной канал») подает впрыскиваемое топливо пропорционально длительности импульса сигнала PFPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 69.
Топливная форсунка 67 показана присоединенной непосредственно к камере 30 сгорания для подачи впрыскиваемого топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала DFPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 67 непосредственного впрыска обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска (в дальнейшем, указываемого ссылкой как «DI») топлива в камеру 30 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 2 показывает форсунку 67 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 91 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливные форсунки 66 и 67 топливной системой 8 высокого давления, включающей в себя топливный бак, топливные насосы и направляющие-распределители для топлива (не показаны). В дальнейшем, топливная форсунка 67 непосредственного впрыска будет указываться ссылкой как «форсунка непосредственного впрыска».
Топливные форсунки 66 и 67 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. Сверх того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 66 и 67, могут достигаться разные эффекты.
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 30. 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.
Отработавшие газы текут через выпускной коллектор 48 в устройство 70 снижения токсичности выбросов, которое может включать в себя многочисленные брикеты катализатора в одном из примеров. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выбросов, каждое с многочисленными брикетами. Устройство 70 снижения токсичности выбросов может быть каталитическим нейтрализатором трехкомпонентного типа, уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов или их комбинациями.
Датчик 76 отработавших газов показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности выбросов (где датчик 76 может соответствовать многообразию разных датчиков). Например, датчик 76 может быть любым из множества известных датчиков для выдачи показания топливо/воздушного соотношения в отработавших газах, таким как линейный датчик кислорода, UEGO (универсальный датчик кислорода отработавших газов), двухрежимный датчик кислорода, EGO (датчик кислорода отработавших газов), HEGO (подогреваемый EGO), или датчик содержания HC или CO. В этом конкретном примере, датчик 76 является двухпозиционным датчиком кислорода, который выдает сигнал EGO в контроллер 12, который преобразует сигнал EGO в двухпозиционный сигнал EGOS. Состояние высокого напряжения сигнала EGOS указывает, что отработавшие газы обогащены относительно стехиометрии, а состояние низкого напряжения сигнала EGOS указывает, что отработавшие газы обеднены относительно стехиометрии. Сигнал EGOS может использоваться, чтобы давать преимущество во время регулирования топливо/воздушного соотношения с обратной связью для поддержания среднего топливо/воздушного соотношения на стехиометрии во время стехиометрического однородного режима работы. Одиночный датчик отработавших газов может обслуживать 1, 2, 3, 4, 5 или другое количество цилиндров.
Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 91 зажигания в ответ на сигнал опережения зажигания SA из контроллера 12.
Контроллер 12 может побуждать камеру 30 сгорания работать в многообразии режимов сгорания, в том числе, режиме однородной топливо/воздушной смеси и режиме послойной топливо/воздушной смеси посредством управления временными характеристиками впрыска, величинами впрыска, конфигураций факела распыла, и т. д. Кроме того, комбинированные послойные и однородные смеси могут формироваться в камере. В одном из примеров, послойные прослойки могут формироваться посредством эксплуатации форсунки 66 во время такта сжатия. В еще одном примере, однородная смесь может формироваться посредством эксплуатации одной или обеих форсунок 66 и 67 во время такта впуска (что может быть впрыском при открытом клапане). В еще одном примере, однородная смесь может формироваться посредством эксплуатации одной или обеих форсунок 66 и 67 до такта впуска (что может быть впрыском при закрытом клапане). В кроме того других примерах, многочисленные впрыски из одной или обеих форсунок 66 и 67 могут использоваться во время одного или более тактов (например, впуска, сжатия, выпуска, и т. д.). Еще дополнительные примеры могут быть в тех случаях, когда разные временные характеристики впрыска и смесеобразования используются в разных условиях, как описано ниже.
Контроллер 12 может управлять количеством топлива, подаваемого топливными форсунками 66 и 67, так чтобы однородная, послойная или комбинированная однородная/послойная топливо/воздушная смесь в камере30 сгорания могла выбираться, чтобы быть на стехиометрии, значении, обогащенном относительно стехиометрии, или значении, обедненном относительно стехиометрии.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, дежурную память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показана принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение всасываемого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 118 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 38 на эффекте Холла, присоединенного к коленчатому валу 40; и положение дросселя, TP, с датчика 58 положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122. Датчик 122 может быть датчиком TMAP (температуры и абсолютного давления в коллекторе) для измерения каждого из температуры и давления смеси заряда воздуха, принимаемой из впускного коллектора 64. В других вариантах осуществления, отдельный датчик температуры может использоваться для измерения температуры во впускном коллекторе. Сигнал RPM числа оборотов двигателя формируется контроллером 12 из сигнала PIP традиционным образом, и сигнал MAP давления в коллекторе с датчика давления в коллекторе дает показание разрежения или давления во впускном коллекторе. Во время стехиометрической работы, этот датчик может давать показание нагрузки двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с числом оборотов двигателя, может давать оценку заряда (в том числе, воздуха), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 38, который также используется в качестве датчика числа оборотов двигателя, вырабатывает предопределенное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.
Как описано выше, фиг. 2 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и что каждый цилиндр имеет свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливных форсунок, свечей зажигания, и т. д. К тому же, в примерных вариантах осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, двигатель может быть присоединен к стартерному электродвигателю (не показан) для запуска двигателя. Стартерный электродвигатель может приводиться в действие, например, когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания на рулевой колонке. Стартер выключается после запуска двигателя, например, по достижению двигателем 10 предопределенного числа оборотов через предопределенное время. Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система рециркуляции отработавших газов (EGR) может использоваться, чтобы направлять требуемую порцию отработавших газов из выпускного коллектора 48 во впускной коллектор 43 через клапан EGR (не показан). В качестве альтернативы, часть отработавших газов может удерживаться в камерах сгорания посредством управления установки фаз распределения выпускных клапанов.
Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые подразумеваются, но в частностях не перечислены. Примерные способы обсуждены со ссылкой на фиг. 3-6.
С обращением к фиг. 3, показана примерная процедура 300, которую контроллер может выполнять для определения режима работы двигателя на основании существующих условий двигателя. Более точно, процедура 300 может определять, удовлетворены ли условия для предоставления возможности вывода из работы цилиндров, и, если эти условия удовлетворены, выбранные цилиндры могут выводиться из работы. Кроме того, на основании условий двигателя, например, требования крутящего момента, выведенные из работы цилиндры могут подвергаться возобновлению работы в более позднее время.
На этапе 302, процедура включает в себя оценку и/или измерение условий эксплуатации двигателя. Эти эксплуатации, например, могут включать в себя число оборотов двигателя, требуемый крутящий момент (например, по датчику положения педали), давление в коллекторе (MAP), расход воздуха в коллекторе (MAF), BP, температуру двигателя, установку момента зажигания, температуру впускного коллектора, пределы детонации, и т. д. Контроллер также может оценивать величину лужицы топлива во впускном канале в каждом цилиндре. Величина лужицы топлива во впускном канале может оцениваться на основании потока воздуха, количества топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал данного цилиндра и температуры впускного коллектора.
На этапе 304, на основании оцененных условий эксплуатации, процедура 300 может определять режим работы двигателя, в частности с или без вывода из работы цилиндров (например, с VDE или без VDE). Например, если требование крутящего момента является низким, контроллер может определять, что один или более цилиндров могут быть выведены из работы наряду с тем, что требование крутящего момента удовлетворяется оставшимися действующими цилиндрами. В сравнение, если требование крутящего момента является высоким, контроллер может определять, что всем цилиндрам нужно оставаться действующими. В еще одном примере, все цилиндры могут быть выведены из работы, если удовлетворено условие выключения холостого хода двигателя.
На этапе 306, может подтверждаться, удовлетворены ли условия вывода из работы. В одном из примеров, условия вывода из работы цилиндров могут подтверждаться, когда требование крутящего момента является меньшим, чем пороговое значение. Если условия вывода из работы цилиндров не подтверждены, на этапе 308, процедура включает в себя поддержание всех цилиндров в активном режиме, подвергающемся сгоранию. С другой стороны, если условия вывода из работы цилиндра подтверждены, на этапе 310, процедура может выводить из работы цилиндры, как будет подробнее описано со ссылкой на фиг. 4. Кроме того, на этапе 312, двигатель может эксплуатироваться с выведенными из работы цилиндрами. В одном из примеров, двигатель может эксплуатироваться в режиме с VDE с выбранными цилиндрами, являющимися выведенными из работы. В еще одном примере, если двигатель находится в режиме выключения холостого хода, двигатель может заглушаться.
На этапе 314, процедура может определять, удовлетворены ли условия возобновления работы. В одном из примеров, условия возобновления работы могут удовлетворяться, когда требование крутящего момента двигателя возрастает выше порогового значения. В еще одном примере, условия возобновления работы могут считаться удовлетворенными, когда двигатель эксплуатируется в режиме с VDE в течение заданной длительности. Если условия возобновления работы не удовлетворены, на этапе 316, процедура продолжает поддерживать выведенные из работы цилиндры в их выведенном из работы состоянии. Иначе, на этапе 318, выведенные из работы цилиндры могут подвергаться возобновлению работы согласно процедуре 500 по фиг. 5. В одном из примеров, возобновление работы может включать в себя эксплуатацию двигателя в режиме без VDE.
Далее, со ссылкой на фиг. 4, показана примерная процедура для вывода из работы одного или более выбранных цилиндров на основании удовлетворения условий двигателя. Более точно, процедура 400 модифицирует профиль впрыска топлива, если цилиндры выводятся из работы, чтобы добиваться режима с VDE работы двигателя.
На этапе 402, процедура 400 может подтверждать, что цилиндры должны быть выведены из работы. Если не подтверждено, что цилиндры должны быть выведены из работы, процедура 400 может заканчиваться. Иначе, на этапе 404, процедура может определять, предназначен ли вывод из работы для состояния выключения холостого хода двигателя. Например, в двигателях, сконфигурированных системами пуска/останова, цилиндры двигателя могут избирательно выводиться из работы, и двигатель может быть остановлен, когда удовлетворены условия выключения холостого хода. Если определено, что состояние выключения холостого хода существует, на этапе 406, все цилиндры могут выводиться из работы. Например, все топливные форсунки могут отключаться, и может деактивироваться работа всех клапанов. Кроме того, на этапе 408, поршни внутри цилиндров могут быть размещены, с тем чтобы предоставлять возможность быстрого перезапуска сгорания, когда дана команда возобновления работы двигателя. Например, в зависимости от последовательности работы при выводе из работы, каждый поршень может находиться в разном положении внутри цилиндра, основанном на такте цилиндра. Посредством настройки конкретных поршней в определенном положении, например, конце такта сжатия, незамедлительный впрыск топлива и получающееся в результате сгорание могут достигаться, когда происходит перезапуск. Процедура 400 затем может заканчиваться.
Возвращаясь на этап 404, если процедура определяет, что вывод из работы цилиндров не предназначен для состояния выключения холостого хода, на этапе 410, может подтверждаться, предназначен ли вывод из работы для режима с VDE работы двигателя. Если подтверждено, что вывод из работы не предназначен для режима с VDE работы двигателя, процедура 400 может заканчиваться.
Однако, если определено, что вывод из работы цилиндра происходит вследствие предстоящего режима работы с VDE, процедура 400 продвигается на этап 412, где двигатель может эксплуатироваться в переходном режиме перед выводом из работы. Для того чтобы компенсировать возмущения крутящего момента, которые могут происходить от вывода из работы цилиндров, могут настраиваться различные параметры двигателя. Например, положение впускного дросселя может настраиваться контроллером для регулирования количества воздуха, поступающего в двигатель, тем самым, давая возможность выдаваться требуемому крутящему моменту. Таким образом, на этапе 414, открывание дросселя может увеличиваться для улучшения потока воздуха в двигатель и увеличения заряда воздуха на каждый цилиндр. Одновременно, на этапе 416, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию (например, на первую величину), чтобы поддерживать требуемый крутящий момент на всех цилиндрах. По существу, двигатель теперь может эксплуатироваться в переходной фазе перед VDE. На этапе 418, цилиндры, могут выбираться цилиндры, которые должны быть выведены из работы. Процедура 400 может выбирать группу цилиндров и/или ряда двигателя для выведения из работы на основании оцененных условий эксплуатации двигателя. Выбор, например, может быть основан на том, какая группа цилиндров выводилась из работы во время предыдущего режима работы VDE. Например, если во время предыдущего условия вывода из работы цилиндров первая группа цилиндров в первом ряду двигателя выводилась из работы, то контроллер может выбирать вторую группу цилиндров во втором ряду двигателя для вывода из работы в теперешнем режиме работы VDE.
Затем, на этапе 420 впрыск во впускной канал в выбранные цилиндры может уменьшаться и, одновременно, может увеличиваться непосредственный впрыск. В одном из примеров, впрыск во впускной канал может сокращаться, а форсунки впрыска во впускной канал отключаться. Здесь, количество топлива, впрыскиваемого форсунками впрыска во впускной канал, может быть по существу нулевым. Посредством уменьшения впрыска топлива во впускные каналы выбранных цилиндров, существующие лужицы топлива во впускных каналах могут расходоваться для сгорания во время переходной фазы перед VDE. В ней, выбранные цилиндры могут принимать большую долю топлива из непосредственного впрыска и меньшую долю топлива из лужицы топлива во впускном канале. На этапе 422, процедура 400 может оценивать, израсходованы ли лужицы топлива во впускных каналах выбранных цилиндров. Контроллер может оценивать величину лужицы топлива во впускном канале на основании одного или более из потока воздуха, числа оборотов двигателя, количества топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал данного цилиндра, давления в коллекторе и температуры коллектора. Количество топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал, может быть основано на регулировке длительности импульса форсунки впрыска во впускной канал.
Если определено, что лужицы топлива во впускном канале не полностью израсходованы, на этапе 424, топливо снабжение выбранных цилиндров может продолжаться с большей долей топлива из непосредственного впрыска. С другой стороны, если на этапе 422 подтверждено, что лужицы топлива израсходованы, на этапе 426, непосредственный впрыск может прекращаться. Если впрыск во впускной канал еще не был приостановлен, он может прекращаться одновременно. Затем, на этапе 428, свежий воздух может захватываться внутри выбранных цилиндров, чтобы давать меньший импульс крутящего момента во время вывода из работы с уменьшенным остаточным топливом (например, засасываемым из лужицы, так как лужица была уменьшена или была израсходована предшествующими сокращением и/или прекращением впрыска топлива во впускной канал. Чтобы добиться захвата заряда свежего воздуха, на этапе 430, свежий воздух сначала может втягиваться в выбранные цилиндры и, на этапе 432, соответственные впускные и выпускные клапаны могут закрываться и поддерживаться закрытыми в течение длительности вывода из работы. На этапе 434, выбранные цилиндры могут выводиться из работы посредством отключения соответственных топливных форсунок, вывода из работы соответственных впускных и выпускных клапанов и деактивации искрового зажигания у выбранных цилиндров на этапе 436. Таким образом, заряд свежего, не подвергнутого сгоранию воздуха может захватываться внутри цилиндра.
Захваченный заряд воздуха, главным образом, может содержать свежий воздух с незначительными остатками топлива. В других вариантах осуществления, подвергнутые сгоранию газы могут захватываться внутри выведенных из работы цилиндров. Захват заряда свежего воздуха может иметь преимущество над захватом подвергнутых сгоранию газов, так как толчок крутящего момента от сжатия заряда свежего воздуха может быть меньшим, чем от сжатия сгоревшего заряда. Кроме того, переключение между состояниями с VDE и без VDE может быть более легким посредством захвата заряда свежего воздуха. Преимущества, такие как повышенная экономия топлива, меньший расход масла внутри выведенного из работы цилиндра(ов) и ослабленные вибрации, также могут достигаться посредством захвата заряда свежего воздуха.
Таким образом, на этапе 434, двигатель может быть полностью переведен в режим с VDE. Кроме того, на этапе 438, различные параметры двигателя могут вновь настраиваться, чтобы поддерживать крутящий момент в режиме с VDE. На этапе 440, открывание дросселя может уменьшаться для ослабления потока воздуха, как только двигатель находится в режиме с VDE. Уменьшение открывания дросселя может продолжать предоставлять возможность существенного потока воздуха для поддержания крутящего момента в режиме с VDE. Кроме того, поток воздуха также может ослабляться для поддержания стехиометрии внутри действующих цилиндров, поскольку двигатель может быть потребляющим меньшее количеств топлива в режиме с VDE. Более того, на этапе 442, установка момента зажигания в действующих цилиндрах может подвергаться опережению относительно установки момента в переходном режиме и может восстанавливаться в свою исходную установку момента, например, установку момента до переходного режима с VDE.
В дополнение к вышеприведенным настройкам, установки фаз клапанного распределения также могут настраиваться. Например, на этапе 444, может модифицироваться установка фаз кулачкового распределения. Распределительные валы могут позиционироваться, чтобы добиваться требуемого заряда воздуха цилиндра для выдачи запрошенного крутящего момента. В зависимости от запрошенного крутящего момента, в одном из примеров, кулачки выпускных клапанов могут подвергаться запаздыванию, чтобы давать отработавшие остаточные газы внутри действующих цилиндров. В еще одном примере, кулачки впускных клапанов могут подвергаться опережению, чтобы давать возможность улучшенного коэффициента наполнения в действующих цилиндрах.
По существу, все вышеприведенные настройки может давать требуемому потоку воздуха возможность поддерживать требуемый крутящий момент двигателя.
На этапе 446, может определяться, есть ли какое-нибудь указание детонации в двигателе. Возникновение детонации в двигателе может быть следствием события аномального сгорания, происходящего в действующем цилиндре. Если детонация не указана, процедура 400 может продвигаться на этап 450. Однако, если детонация указана, на этапе 448, более высокая доля топлива может впрыскиваться с помощью непосредственного впрыска в подвергаемый воздействию цилиндр(ы) наряду с одновременным понижением доли впрыскиваемого с помощью впрыска топлива во впускной канал. В дополнение к изменению соотношения впрыска топлива, настройка установки момента зажигания также может производиться для ослабления детонации.
Затем, на этапе 450, может определяться, принимается ли указание преждевременного воспламенения. Если указание преждевременного воспламенения не принято на этапе 450, процедура может заканчиваться. Например, преждевременное воспламенение может не происходить на нагрузках, на которых действующие цилиндры могут быть работающими во время режима с VDE. С другой стороны, если принято указание преждевременного воспламенения, на этапе 452, подвергаемые воздействию цилиндры могут обогащаться и эксплуатироваться на отношении количества воздуха к количеству топлива, которое является более богатым, чем стехиометрия, для подавления преждевременного воспламенения.
Таким образом, вывод из работы цилиндров может выполняться при переключении из режима без VDE в режим с VDE. Посредством уменьшения количества топлива, впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал, наряду с одновременным увеличением количества топлива, впрыскиваемого форсункой непосредственного впрыска, перед выводом из работы цилиндра, лужица топлива во впускном канале может расходоваться до захвата заряда свежего воздуха. Когда величина лужицы топлива во впускном канале цилиндра полностью израсходована, работа форсунки непосредственного впрыска может прекращаться. Одновременно может приостанавливаться впрыск во впускной канал. Кроме того, заряд свежего воздуха может захватываться внутри цилиндра посредством закрывания и поддержания закрытым каждого из впускного клапана и выпускного клапана после того, как свежий воздух втянут в цилиндр. Посредством обеспечения, что лужица топлива во впускном канале цилиндра была израсходована раньше захвата заряда свежего воздуха, захваченный заряд свежего воздуха внутри цилиндра может быть почти совершенно свободен от топлива с меньшей неопределенностью в отношении того, сколько остаточного топлива может присутствовать или может не присутствовать, и какое может сгорать или может не сгорать, или сгорать частично. Поэтому, вывод из активного состояния каталитического нейтрализатора может сокращаться по возобновлению работы цилиндра, когда не подвергнутый сгоранию захваченный заряд воздуха сбрасывается в каталитический нейтрализатор незначительными остатками несгоревшего топлива в комбинации с обогащенными отработавшими газами из других, не выведенных из работы цилиндров. Захват заряда свежего воздуха может сопровождаться выводом из работы цилиндра, который может включать в себя отключение каждой из форсунки непосредственного впрыска и форсунки впрыска во впускной канал, вывод из работы впускных и выпускных клапанов и отключение искрового зажигания внутри выводимого из работы цилиндра. Таким образом, во время фазы с выводом из работы, захваченный заряд свежего воздуха может не снабжаться топливом и не подвергаться сгоранию.
Далее, с обращением к фиг. 5, она изображает процедуру 500, которая может выполняться контроллером для возобновления работы выведенного из работы цилиндра (или группы выведенных из работы цилиндров). Более точно, цилиндр(ы) может подвергаться возобновлению работы из режима с VDE или из режима выключения холостого хода. Кроме того, возмущения крутящего момента во время переключения из режима с VDE в режим без VDE работы двигателя могут компенсироваться посредством настройки рабочих параметров двигателя.
На этапе 502, может подтверждаться, готовы ли цилиндры подвергаться возобновлению работы Например, выведенные из работы цилиндры могут подвергаться возобновлению работы, когда возрастает требование крутящего момента. Если нет, процедура 500 заканчивается. Однако, если подтверждено, что требуется возобновление работы цилиндров, процедура 500 продолжается на этапе 504, где может определяться, возобновляется ли работа цилиндров из состояния выключения холостого хода. Например, в двигателях, сконфигурированных системами пуска/останова, цилиндры двигателя могут избирательно выводиться из работы, и двигатель может быть остановлен, когда удовлетворены условия выключения холостого хода. Двигатель может перезапускаться, а цилиндры подвергаться возобновлению работы, когда удовлетворены условия перезапуска. Если возобновление работы цилиндров на этапе 504 определено происходящим в ответ на перезапуск двигателя из выключения холостого хода, процедура включает в себя возобновление работы всех цилиндров на этапе 506. Таким образом, топливные форсунки могут активироваться. На этапе 508, могут возобновляться топливоснабжение цилиндров и работа клапанов. В дополнение, подвергаемые возобновлению работы цилиндры могут возобновлять сгорание в цилиндре на или около стехиометрии. В альтернативных примерах, сгорание в цилиндре может возобновляться на альтернативном отношении количества воздуха к количеству топлива (например, более богатом или более бедном, чем стехиометрия), основанном на условиях эксплуатации двигателя при перезапуске.
Если возобновление работы цилиндра из выключения холостого хода не подтверждено на этапе 504, на этапе 510 может определяться, возобновляется ли работа цилиндров из режима с VDE. Например, один или более цилиндров двигателя (например, выбранного ряда цилиндров двигателя) могут быть избирательно выведены из работы во время условий низкого требования крутящего момента для улучшения экономии топлива. Выбранные цилиндры могут быть выведены из работы после захвата заряда свежего воздуха посредством отключения топливоснабжения и/или работы клапанов цилиндров. Цилиндры могут подвергаться возобновлению работы, а двигатель переводиться в режим работы без VDE, когда возрастает требование крутящего момента. Если возобновление работы цилиндров из режима с VDE не подтверждено, процедура 500 может заканчиваться.
Если возобновление работы цилиндра на этапе 510 определено заключающим в себе переход из режима с VDE в режим без VDE в ответ на повышение требования крутящего момента, процедура переходит на этап 512, где выведенные из работы цилиндры могут подвергаться возобновлению работы. Подробности касательно возобновления работы будут дополнительно конкретизированы ниже со ссылкой на фиг. 6.
Фиг. 6 включает в себя процедуру 600 для инициирования возобновления работы выведенных из работы цилиндров из режима с VDE. Более точно, подвергаемые возобновлению работы цилиндры снабжаются топливом с соотношением впрыска топлива, содержащим более высокую величину непосредственного впрыска и меньшее количество впрыскиваемого с помощью впрыска топлива во впускной канал. Исходное количество впрыскиваемого непосредственным впрыском топлива может уменьшаться, а исходное количество впрыскиваемого с помощью впрыска топлива во впускной канал может соответствующим образом увеличиваться, когда лужица топлива во впускном канале в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах достигает установившегося значения.
На этапе 602, процедура 600 включает в себя возобновление работы выведенного из работы цилиндра(ов). По существу, один или более ранее выведенных из работы цилиндров могут подвергаться возобновлению работы из режима VDE в режим без VDE в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, как конкретизировано на фиг. 5. Цилиндр может подвергаться возобновлению работы посредством повторного включения обеих топливных форсунок 604. Как описано раньше со ссылкой на фиг. 2, каждый цилиндр двигателя может быть сконфигурирован сдвоенной системой топливных форсунок, включающей в себя форсунку впрыска во впускной канал и форсунку непосредственного впрыска. Таким образом, на этапе 604, может активироваться каждая из форсунки впрыска во впускной канал и форсунки непосредственного впрыска может. В некоторых примерах, сначала может активироваться форсунка непосредственного впрыска, форсунка впрыска во впускной канал может активироваться через определенное количество циклов сгорания. На этапе 606, работа клапанов (например, посредством возобновления работы впускных/выпускных клапанов) также может возобновляться и, одновременно, может возобновляться работы искрового зажигания на этапе 608. Выбранные цилиндры могут подвергаться возобновлению работы из режима с VDE, где клапаны цилиндра закрыты, топливоснабжение отключено но двигатель по-прежнему вращается по мере того, как другие цилиндры продолжают подвергаться сгоранию.
После того, как топливные форсунки активированы, на этапе 610, процедура 600 может подавать топливо в подвергаемые возобновлению работы цилиндры с более высоким количеством топлива через форсунку непосредственного впрыска и меньшим количеством топлива через форсунку впрыска во впускной канал. В одном из примеров, где захваченный заряд свежего воздуха существует внутри цилиндра, и заряд подвергнут сжатию, непосредственный впрыск может давать мгновенное топливоснабжение, предоставляющее захваченному заряду возможность подвергаться сгоранию. Однако, могло бы быть трудным оценивать количество захваченного воздуха, оставшегося в цилиндре, вследствие потери захваченного воздуха, обусловленной утечкой за поршневые кольца. Кроме того, масло и другие углеводороды могут частично загрязнять захваченную смесь внутри цилиндра. Таким образом, в альтернативном примере, в зависимости от существующего положения поршня внутри подвергаемого возобновлению работы цилиндра, захваченный заряд свежего воздуха может сначала выбрасываться из цилиндра перед втягиванием отдельного свежего заряда. В этом примере, поскольку выбрасываемый заряд может содержать в себе, главным образом, свежий воздух с незначительными остатками несгоревшего топлива, действующие цилиндры могут временно обогащаться, чтобы делать возможной стехиометрию общей смеси отработавших газов и улучшенную работу каталитического нейтрализатора отработавших газов.
Таким образом, группа цилиндров может подвергаться возобновлению работы, и каждый из цилиндров может принимать более высокую долю топлива из своих соответственных форсунок непосредственного впрыска с меньшей долей топлива из своих соответственных форсунок впрыска во впускной канал. Большая доля впрыскиваемого непосредственным впрыском топлива может потребляться для сгорания внутри подвергаемых возобновлению работы цилиндров наряду с тем, что впрыскиваемое с помощью впрыска во впускной канал топливо, главным образом, может использоваться для формирования лужиц топлива в их соответственных впускных каналах.
Впрыск топлива через форсунки впрыска во впускной канал может происходить в нетрадиционные моменты времени и в течение более продолжительных длительностей, чтобы быстро создавать лужицу топлива во впускном канале. В одном из примеров, топливо может впрыскиваться через форсунки впрыска во впускной канал в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах во время такта сжатия, когда впускной клапан закрыт. В еще одном примере, длительность импульса форсунок впрыска во впускной канал в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах может продлеваться, чтобы подавать достаточное количество топлива для создания лужиц топлива во впускном канале. Здесь, лужица топлива может накапливаться на обратной стороне впускных клапанов, и впрыск топлива может настраиваться, чтобы принимать меры в ответ на накопление топлива на впускных клапанах.
В еще одном другом примере, возобновление работы может инициироваться с использованием только непосредственного впрыска наряду с тем, что форсунки впрыска во впускной канал сначала могут оставаться деактивированными в течение определенного количества циклов. Например, если транспортное средство является разгоняющимся на автомагистрали, и подвергаемые возобновлению работы цилиндры могут снабжаться топливом исключительно непосредственным впрыском, чтобы выдавать более высокую выходную мощность. Непосредственный впрыск может сокращать работу цилиндров на ограниченном детонацией крутящем моменте и давать более высокий выходной крутящий момент. Однако, если подвергаемый возобновлению работы цилиндр не прогрет, работа цилиндра может не быть настолько ограниченной пограничным состоянием, а потому, может использоваться комбинация непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал.
1
1
Затем, на этапе 512, может определяться, превышает ли длительность вывода из работы цилиндра пороговое значение, T. На основании длительности времени, которую цилиндр (или группа цилиндров) был выведенным из работы без сгорания, температура внутри выведенного из работы цилиндра(ов) может значительно снижаться. Если цилиндр значительно остывает, топливо, впрыскиваемое форсункой(ами) непосредственного впрыска во время такта впуска, может ударяться об охлажденные стенки цилиндра, приводя к усилению дыма и формированию твердых частиц. Таким образом, если определено, что выведенные из работы цилиндры были недействующими в течение длительности, большей, чем пороговое значение, T, на этапе 614, процедура 600 может снабжать топливом подвергаемые возобновлению работы цилиндры разделенными непосредственными впрысками наряду с впрыском во впускной канал. Например, количество топлива, подаваемого с помощью непосредственного впрыска в данном цилиндре, может быть разделено на две части, подаваемые в отдельных впрысках в пределах одного и того же такта впуска. В еще одном примере, впрыскиваемое непосредственным впрыском топливо может подаваться с помощью трех впрысков в течение данного такта впуска. Многочисленные непосредственные впрыски во время данного такта впуска может уменьшать глубину проникновения топлива и, следовательно, непосредственное ударение топлива о стенки цилиндра. Соответственно, формирование дыма и твердых частиц может уменьшаться.
1
Если определено, что длительность вывода из работы цилиндра была меньшей, чем пороговое значение T, на этапе 616, подвергаемые возобновлению работы цилиндры могут снабжаться топливом одиночным впрыском топлива из форсунок непосредственного впрыска наряду с впрыском во впускной канал в меньшей доле.
В еще одном примере, вместо использования длительности времени вывода из работы, контроллер может логически выводить температуру внутри цилиндра, чтобы определять, может ли доля впрыскиваемого непосредственным впрыском топлива подаваться с помощью разделенного впрыска или с помощью одиночного впрыска. Температура цилиндра может логически выводиться на основании количества циклов сгорания в двигателе после вывода из работы, температуры охлаждающей жидкости, и т. д.
На этапе 618, процедура 600 может определять, сформировалась ли достаточная лужица топлива в каждом из впускных каналов подвергаемых возобновлению работы цилиндров. В одном из примеров, достаточная величина лужицы на впуске может быть установившимся количеством, из условия чтобы величина отложения топлива в лужице была уравновешена количеством топлива, втягиваемым во впуск цилиндра. В еще одном примере, достаточная величина лужицы топлива может быть количеством, которое накапливается через определенное количество событий сгорания. В еще одном другом примере, достаточная величина лужицы топлива может устанавливаться меньшей, чем установившееся количество, чтобы давать возможность быстрого переключения топливоснабжения, такого как на меньших числах оборотов двигателя, тогда как, на более высоких числах оборотов двигателя, может использоваться более высокая достаточная величина лужицы топлива. Кроме того другие модификации также могут использоваться в тех случаях, когда регулировка величины лужицы топлива, которая достаточна, чтобы делать возможной модификацию впрыска снабжающего топливом впрыска между PFI и DI, настраивается в ответ на условия эксплуатации двигателя. Эти условия могут включать в себя число оборотов двигателя, как указано, а также нагрузку двигателя, температуру двигателя, температуру коллектора, давление в коллекторе и другие. Как пояснено раньше при ссылке на фиг. 4, контроллер может оценивать величину лужицы топлива во впускных каналах на основании потока воздуха, количества топлива, впрыскиваемого соответственной форсункой впрыска во впускной канал, давления во впускном коллекторе (MAP) и температуры впускного коллектора.
Если определено, что достаточная лужица топлива не сформировалась во впускном канале(ах) подвергаемого возобновлению работы цилиндра(ов), процедура 600 может продолжаться на этапе 620, где подвергаемый возобновлению работы цилиндр(ы) может продолжать принимать более высокую величину непосредственного впрыска и меньшую величину впрыска во впускной канал. Таким образом, соотношение впрыска топлива по 610 может поддерживаться на этапе 620.
Если достаточная величина лужицы топлива сформировалась во впускном канале(ах) подвергаемого возобновлению работы цилиндра(ов), на этапе 622, непосредственный впрыск может уменьшаться в подвергаемые возобновлению работы цилиндры, и впрыск во впускной канал может уменьшаться. Посредством снабжения топливом подвергаемого возобновлению работы цилиндра (или группы подвергаемых возобновлению работы цилиндров) с большей долей впрыскиваемого непосредственным впрыском топлива и посредством откладывания увеличения впрыска во впускной канал до тех пор, пока лужица топлива не сформирована во впускном канале подвергаемого возобновлению работы цилиндра, проблемы, такие как ошибки топливоснабжения, нестабильное сгорание и повышенные выбросы, могут уменьшаться.
Будет принято во внимание, что, если цилиндры выводятся из работы без полного израсходования своих соответственных лужиц топлива во впускном канале, меньшее количество событий сгорания может быть необходимым для создания лужиц в установившемся состоянии в их соответственных впускных каналах вслед за возобновлением работы.
Таким образом, при возобновлении работы цилиндра из вывода из работы, вторая доля топлива, подаваемого через форсунку непосредственного впрыска, может повышаться относительно первой доли топлива, подаваемой форсункой впрыска во впускной канал. Кроме того, вторая доля топлива, впрыскиваемого форсункой непосредственного впрыска, может понижаться в ответ на величину лужицы топлива во впускном канале, достигающую установившегося значения. Одновременно, может увеличиваться топливо, впрыскиваемое форсункой впрыска во впускной канал.
Далее, возвращаясь на этап 514 процедуры 500, рабочие параметры двигателя могут модифицироваться, чтобы поддерживать выходной крутящий момент двигателя после возобновления работы выведенных из работы цилиндров. Во время перехода из выведенного из работы состояния (то есть, во время возобновления работы), открывание впускного дросселя может уменьшаться на этапе 516, чтобы предоставлять MAP возможность снижаться. Поскольку количество работающих цилиндров может повыситься при переключении из режима с VDE в режим без VDE, поток воздуха и, таким образом, MAP у каждого из работающих цилиндров, может быть необходимо понижаться для минимизации возмущений крутящего момента. Поэтому, настройки могут производиться, из условия чтобы впускной коллектор мог наполняться в меньшей степени воздухом для достижения заряда воздуха и MAP, которые будут обеспечивать запрошенный водителем крутящий момент, как только цилиндры подвергнуты возобновлению работы. Соответственно, на основании оценки рабочих параметров двигателя, дроссель двигателя может настраиваться, чтобы ослаблять поток воздуха и понижать MAP до требуемого уровня. В одном из примеров, впускной дроссель может настраиваться на закрытое положение. В еще одном примере, открывание дросселя может уменьшаться, чтобы предоставлять возможность достаточного потока воздуха в увеличенное количество действующих цилиндров наряду с поддержанием крутящего момента. Одновременно, на этапе 518, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию (например, на вторую, иную величину), чтобы поддерживать постоянный крутящий момент на всех цилиндрах, тем самым, уменьшая возмущения крутящего момента цилиндров.
Когда достаточное MAP повторно установлено, может возобновляться установка момента зажигания. В дополнение к настройкам дросселя и установки момента зажигания, установка фаз клапанного распределения может настраиваться на этапе 520 для компенсации возмущений крутящего момента. Установки фаз кулачкового распределения могут модифицироваться, чтобы подавать требуемые заряды воздуха в цилиндр(ы) для обеспечения запрошенного крутящего момента. В одном из примеров, если заряд воздуха цилиндра является более легким, установка фаз распределения кулачков выпускных клапанов может подвергаться опережению, чтобы уменьшать остаточные газы и обеспечивать полное сгорание. В еще одном примере, если запрошен более высокий крутящий момент, кулачки впускных клапанов могут подвергаться полному опережению, а кулачки выпускных клапанов могут подвергаться запаздыванию для обеспечения меньшего разбавления и повышенной мощности.
На этапе 522, процедура 500 может подтверждать, указана ли детонация. Детонация может происходить вследствие нестабильного сгорания в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах. Если детонация не указана, процедура 500 может продвигаться на этап 526. Например, на умеренных нагрузках, цилиндры, которые были выведены из работы, могут быть более холодными, а потому, детонация может не происходить при запуске. Если детонация указана, на этапе 524, непосредственный впрыск в подвергаемые воздействию цилиндры может увеличиваться наряду с одновременным уменьшением впрыска во впускной канал. Например, если подвергаемый возобновлению работы цилиндр подвергается детонации, его исходное соотношение впрыска топлива 20% впрыска во впускной канал: 80% непосредственного впрыска может меняться на второе соотношение 10% впрыска во впускной канал: 90% непосредственного впрыска. В еще одном примере, впрыск во впускной канал может прекращаться, и подвергаемый воздействию цилиндр может полностью снабжаться топливом с помощью непосредственного впрыска, например, соотношения 0% впрыска во впускной канал: 100% непосредственного впрыска.
Затем, на этапе 526, может определяться, есть ли какое-нибудь указание преждевременного воспламенения. Если нет, процедура 500 заканчивается. Если указано преждевременное воспламенение, на этапе 528, подвергаемые воздействию цилиндры могут обогащаться и могут эксплуатироваться на более богатом, чем стехиометрическое, отношении количества воздуха к количеству топлива.
Таким образом, выведенные из работы цилиндры могут подвергаться возобновлению работы из режима с VDE наряду с компенсацией возмущений крутящего момента и решением проблем преждевременного воспламенения и/или детонации. Кроме того, подвергаемые возобновлению работы цилиндры могут эксплуатироваться изначально с более высоким соотношением впрыскиваемого непосредственным впрыском топлива относительно впрыскиваемого с помощью впрыска топлива во впускной канал. Посредством топливоснабжения подвергаемых возобновлению работы цилиндров с большей долей впрыскиваемого непосредственным впрыском топлива, отношение количества воздуха к количеству топлива, может быть на или около стехиометрии, тем самым. уменьшая проблемы сгорания с ухудшенными характеристиками. В дополнение, лужица топлива во впускном канале может формироваться посредством одновременной эксплуатации форсунки впрыска во впускной канал. Посредством ожидания до создания лужицы топлива во впускном канале перед переходом на более высокую долю впрыска во впускной канал, может достигаться лучшее управление подачей топлива.
Далее, с обращением к фиг. 7, она иллюстрирует многомерную характеристику 700, изображающую примерные переключения из режима без VDE в режим с VDE, и включает в себя примеры настроек для соотношения впрыска топлива и одновременных модификаций рабочих параметров двигателя в ответ на переключения. Многомерная характеристика 700 показывает число оборотов двигателя на графике 702, поток воздуха на каждый цилиндр на графике 704, поток воздуха во впускной коллектор на графике 705, установку момента зажигания на графике 706, режим работы двигателя (с VDE или без VDE) на графике 708, топливо, впрыскиваемое с помощью непосредственного впрыска, на графике 710, топливо, впрыскиваемое с помощью впрыска во впускной канал, на графике 712 и величину лужицы топлива во впускном канале на графике 714. Все вышеприведенные графически изображены по отношению к времени на оси X. Линия 717 представляет собой установившуюся величину лужицы топлива во впускном канале. В частности, график 706 показывает запаздывание искрового зажигания в качестве применяемого к действующим цилиндрам, а график 704 показывает поток воздуха на действующий цилиндр. Кроме того, графики 710, 712 и 714 преимущественно предназначены для впрыска топлива и условий лужицы топлива цилиндра двигателя, выбранного для избирательного вывода из работы и возобновления работы.
До t1, на основании требования крутящего момента водителя, двигатель может быть работающим в режиме без VDE (график 708) со всеми работающими цилиндрами. Кроме того, цилиндры могут снабжаться топливом с меньшей долей впрыскиваемого непосредственным впрыском топлива (график 710) и большей долей впрыскиваемого с помощью впрыска топлива во впускной канал (график 712). Лужица топлива во впускном канале осуществляющего сгорание цилиндра может находиться на установившейся величине (график 714), при этом, количество топлива, добавляемого в лужицу, может уравновешиваться количеством, удаляемым из лужицы для сгорания.
В t1, переключение в режим с VDE может быть инициировано контроллером транспортного средства. Например, требуемый крутящий момент двигателя может быть меньшим, и режим с VDE может быть способным выдавать требуемый крутящий момент наряду с улучшением экономии топлива. Таким образом, один или более цилиндров двигателя (например, первая группа цилиндров или цилиндры первого ряда двигателя) могут выводиться из работы наряду с тем, что требуемый крутящий момент может удовлетворяться остальным действующими цилиндрами (например, второй группой цилиндров или цилиндрами из второго ряда цилиндров). В ответ на переключение в режим с VDE, в t1, впрыск во впускной канал может прекращаться, и количество топлива, подаваемого форсункой впрыска во впускной канал может быть по существу нулевым. Одновременно, может повышаться доля непосредственно впрыскиваемого топлива. Кроме того, чтобы гарантировать, что возмущения крутящего момента уменьшаются во время переключения из режима без VDE в режим с VDE, открывание впускного дросселя может увеличиваться, давая в результате усиленный поток воздуха в действующие цилиндры между t1 и t2. Поток воздуха во впускной коллектор (график 705) может слегка возрастать. Одновременно, для уменьшения результирующего повышения крутящего момента двигателя, искровое зажигание может подвергаться запаздыванию. Поэтому, число оборотов двигателя во время переключения остается относительно постоянным.
Таким образом, во время фазы перед переключением, между t1 и t2, поток воздуха на каждый цилиндр может усиливаться наряду с применением запаздывания искрового зажигания. Поскольку впрыск во впускной канал был приостановлен, величина лужицы топлива во впускном канале неуклонно убывает и, в t2, лужица может быть по существу израсходована. В ответ на лужицу топлива, являющуюся полностью израсходованной, непосредственный впрыск может прекращаться в t2. Дополнительно, заряд свежего воздуха может захватываться внутри выбранного цилиндра(ов) до вывода из работы цилиндра. Как упомянуто ранее, вывод из работы цилиндра может включать в себя отключение как форсунки непосредственного впрыска, так и форсунки впрыска во впускной канал, вывод из работы впускных и выпускных клапанов и приостановку искрового зажигания в выводимых из работы цилиндрах. Таким образом, контроллер может переключать работу двигателя из режима без VDE в режим с VDE в t2. Кроме того, в t2, установка момента зажигания может восстанавливаться. В одном из примеров, установка момента зажигания может настраиваться на максимальный тормозной момент (MBT). В еще одном примере, установка момента зажигания может подвергаться опережению относительно запаздывания, применяемого в t1, но может быть подвергнута запаздыванию относительно MBT. Действующие цилиндры в режиме с VDE могут снабжаться топливом, главным образом, с помощью непосредственного впрыска, чтобы предоставлять возможность более ровного перехода из режима с VDE в без VDE.
Между t2 и t3, двигатель может эксплуатироваться в режиме с VDE, при этом, избирательно выведенный из работы цилиндр не снабжается топливом. Однако, действующие цилиндры могут снабжаться топливом и могут быть подвергающимися сгоранию. Кроме того, открывание дросселя может слегка уменьшаться для ослабления потока воздуха на каждый действующий цилиндр, чтобы обеспечивать стехиометрическую работу в действующих цилиндрах с пониженным расходом топлива.
В t3, работа двигателя может переключаться с режима с VDE на режим без VDE. Более точно, выведенный из работы цилиндр(ы) может подвергаться возобновлению работы посредством возобновления топливоснабжения и работы клапанов цилиндров. В ответ на переключение в режим без VDE, открывание впускного дросселя может уменьшаться, чтобы ослаблять поток воздуха во впуск. Соответственно, поток воздуха на цилиндр постепенно ослабевает (график 704). Поток воздуха во впуск также может ослабевать, но убывать относительно в меньшей степени. По существу, когда выведенный из работы цилиндр (или группа цилиндров) подвергается возобновлению работы, требуемый заряд воздуха и, таким образом, MAP для подвергаемого возобновлению работы цилиндра, может снижаться (поскольку большее количество цилиндров теперь будут работающими), чтобы поддерживать требуемый выходной крутящий момент двигателя. Одновременно, установка момента зажигания в действующих цилиндрах может подвергаться запаздыванию, чтобы компенсировать возмущения крутящего момента во время переключения. Вследствие этих настроек, число оборотов двигателя остается относительно неизменным.
В дополнение, цилиндр может снабжаться топливом с более высоким количеством непосредственно впрыскиваемого топлива (график 710) и меньшим количеством впрыскиваемого с помощью впрыска топлива во впускной канал (график 712). В одном из примеров, впрыскиваемое непосредственным впрыском топливо может подаваться в одиночном впрыске во время такта впуска. В еще одном примере, если определено, что стенки цилиндра подвергаемого возобновлению работы цилиндра остыли, часть впрыскиваемого непосредственным впрыском топлива может подаваться с помощью двух или более впрысков во время такта впуска. Между t3 и t4, величина лужицы топлива во впускном канале может устойчиво повышаться от топлива, принимаемого через форсунку впрыска во впускной канал. В одном из примеров, форсунка впрыска во впускной канал может подавать топливо во время такта сжатия, когда впускной клапан закрыт, чтобы добиваться более быстрого нарастания лужицы во впускном канале. В t4, лужица топлива может достигать установившегося значения (порогового значения 717) и, в ответ, может понижаться доля топлива, впрыскиваемого форсункой непосредственного впрыска. Одновременно, количество впрыскиваемого с помощью впрыска топлива во впускной канал может увеличиваться, из условия чтобы требуемое соотношение впрыска достигалось для уравновешивания мощности и выбросов двигателя. Между t4 и t5, двигатель может эксплуатироваться в режиме без VDE.
В t5, контроллер может решать вновь переключить работу двигателя в режим с VDE и может выбирать цилиндры, которые должны быть выведены из работы. Поэтому, в t5, впрыск во впускной канал может прекращаться (график 712), а непосредственный впрыск может увеличиваться (график 710) в цилиндре, выбранном, чтобы выводиться из работы. Одновременно, поток воздуха на цилиндр может усиливаться, а установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию. В фазе перед переключением между t5 и t6, величина лужицы топлива во впускном канале может уменьшаться ниже ее установившегося значения.
В ней, контроллер может выводить из работы выбранный цилиндр в t6 в ответ на значительное падение требования крутящего момента. Например, транспортное средство может быть движущимся на крейсерском ходу по автомагистрали на низких нагрузках, и контроллер может выводить из работы выбранный цилиндр(ы) до того, как лужица на впуске полностью израсходована. Таким образом, в t6, непосредственный впрыск прекращается, и захваченный заряд воздуха внутри выведенного из работы цилиндра может содержать в себе остатки топлива из лужицы топлива во впускном канале. Кроме того, в t6, выбранный цилиндр(ы) может выводиться из работы посредством отключения обеих топливных форсунок, вывода из работы впускных и выпускных клапанов, и деактивации искрового зажигания.
В t7, контроллер может делать возможным переключение на работу двигателя в режиме с VDE. Поэтому, на t7, поток воздуха на каждый цилиндр ослабляется, и запаздывание искрового зажигания может применяться к действующим цилиндрам, чтобы уменьшать возмущения крутящего момента. Кроме того, подвергаемый возобновлению работы цилиндр(ы) может снабжаться топливом с повышенной долей впрыскиваемого непосредственным впрыском топлива относительно впрыскиваемого форсункой впрыска во впускной канал. Кроме того еще, лужица топлива, не рассеявшаяся полностью в t6, может быстро достигать своей установившейся величины в t8. Таким образом, в t8, непосредственный впрыск может уменьшаться, а впрыск во впускной канал может увеличиваться. В материалах настоящей заявки, соотношение впрыска топлива возобновления работы с повышенным непосредственным впрыском и пониженным впрыском во впускной канал поддерживается в течение меньшей длительности (между t7 и t8) по сравнению с таковым в первой фазе возобновления работы между t3 и t4.
Будет принято во внимание, что, во втором примере вывода из работы (между t5 и t6), захваченный заряд воздуха может содержать в себе часть топлива, втянутого из лужицы топлива во впускном канале. Кроме того еще, это несгоревшее топливо может выбрасываться в каталитический нейтрализатор по возобновлению работы и может вызывать более высокие температуры в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов. В примере, когда лужица топлива во впускном канале полностью израсходована перед тем, как цилиндр выведен из работы, захваченный заряд воздуха в выведенном из работы цилиндре может содержать, главным образом свежий воздух. Здесь, по возобновлению работы, заряд свежего воздуха может выпускаться в каталитический нейтрализатор, в то время как действующие цилиндры могут временно обогащаться, чтобы делать возможной стехиометрию в каталитическом нейтрализаторе.
Таким образом, в еще одном представлении, система может содержать двигатель, включающий в себя цилиндр, способный к выводу из работы, форсунку впрыска во впускной канал и форсунку непосредственного впрыска, присоединенные к цилиндру, и контроллер с машинно-читаемыми командами, хранимыми в постоянной памяти, для, во время первого режима, вывода из работы цилиндра после того, как лужица топлива во впускном канале цилиндра полностью израсходована, а во время второго режима, вывода из работы цилиндра до того, как лужица топлива во впускном канале цилиндра полностью израсходована.
Таким образом, избирательные вывод из работы и возобновление работы цилиндров могут выполняться с улучшенным контролем над проблемами переходного топливоснабжения. Посредством обеспечения полного исчерпания лужицы топлива во впускном канале перед выводом из работы, заряд свежего воздуха с уменьшенными остатками топлива может захватываться внутри выведенного из работы цилиндра. По возобновлению работы, этот заряд свежего, не подвергнутого сгоранию воздуха может выбрасываться из цилиндра с меньшим количеством несгоревших углеводородов, достигающим каталитического нейтрализатора. Кроме того еще, если захваченный заряд свежего воздуха подвергается сгоранию, он может снабжаться топливом с известным количеством топлива, предоставляющим возможность стабильного сгорания. Таким образом, могут избегаться проблемы, такие как частичные выгорания, пропуски зажигания и неполное сгорание, которые могут происходить в результате при сжигании захваченного заряда, содержащего в себе неизвестное количество топлива из до вывода из работы. Посредством топливоснабжения подвергаемого возобновлению работы цилиндра, главным образом, с помощью непосредственного впрыска, впрыскиваемое с помощью впрыска во впускной канал топливо может использоваться, в большей мере, для создания израсходованной ранее лужицы топлива во впускном канале. Более того, посредством возобновления работы цилиндра с непосредственным впрыском, проблемы переходного управления подачей топлива, ассоциативно связанные с использованием исключительно системы впрыска во впускной канал, могут уменьшаться. В общем и целом, могут уменьшаться проблемы выбросов и ездовых качеств, имеющие отношение к ухудшенному сгоранию.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машинно-читаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Будет принято во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Должно быть понятно, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены в формуле изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к первоначальной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.