СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ ЗАЖИГАНИЯ
METHOD AND SYSTEM FOR IGNITION ENERGY CONTROL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к способам и системам для настройки энергии искрового зажигания в системе двигателя, выполненной с возможностью для непосредственного и впрыска топлива во впускной канал по видам топлива.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Двигатели могут быть сконфигурированы топливными форсунками непосредственного впрыска, которые впрыскивают топливо непосредственно в цилиндр сгорания (непосредственным впрыском), и/или топливными форсунками впрыска во впускной канал, которые впрыскивают топливо в воздушный впускной канал цилиндра (впрыском топлива во впускной канал). Многотопливные системы двигателя могут использовать как впрыск во впускной канал, так и непосредственный впрыск с разными типами топлива, выдаваемыми в разные форсунки. Например, непосредственный впрыск этанолового топлива может использоваться с впрыском во впускной канал бензинового топлива. В этом отношении, непосредственный впрыск спиртового топлива может обладать преимуществом 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. Непосредственный впрыск топлива также может использоваться во время холодного запуска двигателя, чтобы работал в целом беднее, чем стехиометрия, но богаче возле свечи зажигания для надежного сгорания в цилиндре. Кроме того, впрыск во впускной канал бензинового топлива может использовать преимущество более высокой плотности энергии бензинового топлива и улучшенного испарения топлива при более низких температурах двигателя по сравнению с таковым у спиртового топлива.
Однако, изобретатели в материалах настоящей заявки осознали, что разные отдачи энергии и длительности искры системы зажигания могут требоваться при впрыске разных видов топлива. Кроме того, разные отдачи энергии и длительность искры системы зажигания могут требоваться на основании режима впрыска (непосредственного или во впускной канал). Управление отдачей энергии и длительностью искры зажигания может становиться даже еще более сложным по мере того, как производятся переключения между видами топлива и режимами впрыска. По существу, если отдача энергии и длительность искры зажигания не настраиваются на надлежащий уровень, могут возникать различные проблемы, такие как неполное сгорание, чрезмерное использование энергии искры, проблемы долговечности компонентов, ухудшение экономии топлива и выбросов.
В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть по меньшей мере частично препоручены способу для двигателя, содержащему: настройку времени выдерживания катушки зажигания для события искрового зажигания в цилиндре на основании топлива, принятого в цилиндре с помощью впрыска во впускной канал, относительно непосредственного впрыска. Настройка дополнительно может быть основана на типе видов топлива, принимаемых с помощью впрыска во впускной канал, относительно непосредственного впрыска. Кроме того еще, настройка может быть основана на разделении непосредственного впрыска, в том числе, соотношении топлива, непосредственно впрыскиваемого в такте впуска, относительно такта сжатия. Таким образом, энергия и длительность искры зажигания могут настраиваться под разные типы топлива и разные типы впрыска.
В качестве примера, для события искрового зажигания события сгорания в цилиндре, параметры катушки зажигания могут настраиваться на основании типов топлива, принятого в цилиндре во время события сгорания в цилиндре, а также относительной доли общего топливоснабжения цилиндра, принимаемого через форсунку впрыска во впускной канал и форсунку непосредственного впрыска. Например, цилиндр может принимать первое количество первого топлива через форсунку впрыска во впускной канал наряду с приемом второго количества второго, иного топлива через форсунку непосредственного впрыска для данного события сгорания. Система двигателя может быть сконфигурирована одиночной катушкой зажигания, в которой зарядный ток прикладывается в течение времени выдерживания к катушке зажигания, после чего, катушка разряжается на свечу зажигания, чтобы инициировать событие искрового зажигания. В материалах настоящей заявки, время выдерживания, в течение которого приложен зарядный ток, может настраиваться на основании первого и второго видов топлива и на основании соотношения подачи топлива через форсунки впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. В качестве примера, по мере того, как количество топлива, подаваемого через форсунку непосредственного впрыска, возрастает, время выдерживания может увеличиваться вследствие охлаждения заряда от непосредственного впрыска, делающего давления сжатия в цилиндре слегка более высокими. По существу, по мере того, как время выдерживания увеличивается, возрастает пиковый зарядный ток, приложенный к катушке, повышая отдачу энергии зажигания завершающего события искрового зажигания.
В альтернативном примере, система двигателя может быть сконфигурирована сдвоенной катушкой зажигания, при этом, первый зарядный ток прикладывается в течение первого времени выдерживания к первой катушке зажигания, и второй зарядный ток прикладывается в течение второго времени выдерживания к второй катушке зажигания. После того, как истекло первое время выдерживания, первая катушка разряжается на свечу зажигания, чтобы инициировать событие искрового зажигания. Наряду с тем, что разряжается первая катушка, и через задержку после разряда первой катушки, вторая катушка разряжается на свечу зажигания. В материалах настоящей заявки, время выдерживания для каждой из первой и второй катушек зажигания может настраиваться на основании первого и второго видов топлива и на основании соотношения подачи топлива через форсунки впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. В качестве примера, по мере того, как количество топлива, подаваемого через форсунку непосредственного впрыска, возрастает, время выдерживания первой и второй катушек зажигания может увеличиваться. В дополнение, задержка между разрядом двух катушек также может уменьшаться. Как конкретизировано в материалах настоящей заявки, потребность в энергии зажигания может зависеть от различных факторов камеры сгорания и может меняться от двигателя к двигателю. Вообще, энергия зажигания может повышаться, когда является более высокой доля топлива непосредственного впрыска, вследствие увеличенного заряда и давления сжатия во время разряда. Если доля непосредственно впрыскиваемого топлива разделена на многочисленные впрыски, например, непосредственный впрыск в такте впуска и такте сжатия, и если впрыск в такте сжатия применяется послойным образом, благоприятное отношение количества воздуха к количеству топлива возле свечи зажигания может превращаться в более низкую потребность в энергии зажигания, а также более низкую необходимость второго разряда.
Настройка времени выдерживания и задержки также могут быть основаны на типе топлива, подаваемого через форсунку впрыска во впускной канал и форсунку непосредственного впрыска. Например, настройка может быть основана на разности содержания спирта видов топлива или октановой характеристике видов топлива. Таким образом, время выдерживания для каждой катушки зажигания может быть более низким, когда топливо, впрыскиваемое впрыском во впускной канал включает в себя бензин, а непосредственно впрыскиваемое топливо включает в себя E85, по сравнению с тем, когда впрыскиваемое оконным впрыском топливо включает в себя бензин, а непосредственно впрыскиваемое топливо включает в себя E10. Более того, время выдерживания может настраиваться в качестве функции реакционной способности (или воспламеняемости) топлива. По существу, виды топлива с более высокой реакционной способностью могут иметь более низкую потребность в энергии зажигания.
Таким образом, энергия искры для события сгорания может меняться посредством настройки команды выдерживания катушки зажигания на основании топливоснабжения цилиндра, отдача энергии зажигания во время события искрового зажигания в цилиндре может лучше управляться. В частности, отдача энергии зажигания может лучше соответствовать отдаче зажигания, требуемой для сгорания данной комбинации видов топлива и типов впрыска. Посредством увеличения отдачи зажигания по мере того, как подача топлива с помощью непосредственного впрыска возрастает, а подача топлива с помощью впрыска во впускной канал убывает, улучшается потребляемая мощность события воспламенения. В дополнение, повышается долговечность компонентов.
По существу, это дает возможность надежного сгорания с минимальным энергопотреблением. В дополнение, не компрометируется долговечность компонентов системы зажигания, таких как катушки зажигания и свечи зажигания. В общем и целом, сгорание в цилиндре улучшается.
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 кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - принципиальная схема двигателя;
фиг. 2 - принципиальная схема системы зажигания с одной катушкой, которая может быть присоединена к системе двигателя по фиг. 1;
фиг. 3 показывает примерную принципиальную схему системы зажигания с двумя катушками, которая может быть присоединена к системе двигателя по фиг. 1;
фиг. 4 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для настройки отдачи искрового зажигания на основании топливоснабжения цилиндра;
фиг. 5 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для настройки команды выдерживания катушки зажигания и задержки на основании топливоснабжения цилиндра;
фиг. 6 показывает примерные сигналы системы зажигания с одной катушкой, подающей электрическую энергию на свечу зажигания во время события искрового зажигания;
фиг. 7 показывает примерные сигналы системы зажигания с двумя катушками, подающей электрическую энергию на свечу зажигания во время события искрового зажигания;
фиг. 8 показывает примерные тенденции изменения сигналов управления зажиганием по мере того, как изменяется топливоснабжение цилиндра;
фиг. 9 показывает примерную настройку отдачи зажигания в зависимости от изменения топливоснабжения цилиндра согласно настоящему раскрытию.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее описание имеет отношение к улучшенному управлению энергией зажигания в двигателе с искровым зажиганием, таком как двигатель по фиг. 1. Двигатель может быть сконфигурирован системой зажигания с одной катушкой, как описано на фиг. 2, или системой зажигания с двумя катушками, как описано на фиг. 3. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как примерная процедура по фиг. 4-5, для настройки команды выдерживания катушки зажигания (для любой из систем зажигания) и задержки разряда (для систем зажигания с двумя катушками) на основании топливоснабжения цилиндра, в том числе, на основании одного или более видов топлива, принимаемых в цилиндре, и типа впрыска топлива. Контроллер может соответствующим образом настраивать, как долго прикладывается зарядный ток, а также когда накопленная энергия катушки зажигания разряжается на свечу зажигания в данном событии сгорания в цилиндре (фиг. 6-7). Примерные тенденции показаны со ссылкой на регулировочных характеристик по фиг. 8. Примерная настройка отдачи искрового зажигания с изменением топливоснабжения цилиндра показана со ссылкой на фиг. 9.
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, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, скомпонованный между впускными каналами 142 и 144, и турбину 176 в системе выпуска, скомпонованную вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от отработавших газов через вал 180, где устройство наддува сконфигурировано в качестве турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от отработавших газов, 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, быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.
Выпускной канал 148 может принимать отработавшие газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выбросов. Датчик 128 может быть любым пригодным датчиком для выдачи показания топливо/воздушного соотношения отработавших газов, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода отработавших газов), двухрежимный датчик кислорода или EGO (как изображено), HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов 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 соответственных впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 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 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 детонацию в двигателе.
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 режимах работы. Как конкретизировано в материалах настоящей заявки на фиг. 2, система 190 зажигания может быть системой зажигания с одной катушкой, в которой одиночная катушка зажигания электрически присоединена к свече зажигания. Катушка зажигания может заряжаться посредством прикладывания зарядного тока в течение определенного времени выдерживания, а затем, разряжаться на свечу зажигания для инициирования события искрового зажигания в цилиндре. В качестве альтернативы, как конкретизировано в материалах настоящей заявки на фиг. 3, система 190 зажигания может быть системой зажигания с двумя катушками, в которой каждая из первой и второй катушек зажигания электрически присоединена к свече зажигания. Каждая катушка может заряжаться посредством прикладывания одинакового или разного зарядного тока в течение определенных времен выдерживания. Катушки затем могут разряжаться на свечу зажигания асинхронно (то есть, не одновременно) для инициирования события искрового зажигания в цилиндре. Как обсуждено позже, время выдерживания зарядного тока, а также задержка между событиями разряда, могут настраиваться на основании топливоснабжения цилиндра для улучшения соответствия результирующей отдачи зажигания с отдачей зажигания, требуемой для обеспечения надежного сгорания в цилиндре в данных условиях топливоснабжения.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок 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 испаряемости 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 первой топливной системы 172 высокого давления, включающей в себя топливный бак, топливные насосы и направляющую-распределитель для топлива. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае, установка момента непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то, что не показано, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.
Топливная форсунка 170 показана скомпонованной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве впрыска топлива во впускной канал (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускной канал 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 второй топливной системой 173, включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива. Отметим, что одиночный формирователь 168 или 171 может использоваться для обеих систем впрыска топлива, или многочисленные формирователи, например, формирователь 168 для топливной форсунки 166 и формирователь 171 для топливной форсунки 170, могут использоваться, как изображено.
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. Сверх того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 170 и 166, могут достигаться разные эффекты.
Топливные баки в топливных системах 172 и 173 могут удерживать 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, разные испаряемости топлива и/или их комбинацию, и т.д. Один из примеров видов топлива с разными содержаниями спирта мог бы включать в себя бензин в качестве первого топлива с более низким содержание спирта и этаноловую топливную смесь (такую как E85) в качестве второго топлива с более высоким содержанием спиртов. В еще одном примере, двигатель может использовать этаноловые топливные смеси отличающегося содержания спирта в качестве первого и второго топлива, такие как E10 (которая является приблизительно 10% этилового спирта и 90% бензина) в качестве первого топлива, которое впрыскивается впрыском во впускной канал, и E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) в качестве второго топлива, которое впрыскивается непосредственно. Другие возможные вещества включают в себя воду, смесь спирта и воды, смесь спиртов, и т.д. В качестве еще одного примера, виды топлива с разной испаряемостью могли бы включать в себя разное содержание спирта или виды топлива разных сезонных и региональных сортов (например, топливо зимнего сорта и топливо летнего сорта или топливо северного сорта и топливо южного сорта). Дополнительно, первое и второе топливо также могут отличаться другими качествами топлива, такими как различие по температуре, вязкости и октановому числу, и т.д.
В изображенном примере, двигатель 10 является многотопливной системой двигателя, такой что, топливо, хранимое в первой топливной системе 172 и подаваемое топливной форсункой 166, является отличным от топлива, хранимого во второй топливной системе 173 и подаваемого топливной форсункой 170. В качестве неограничивающего примера, первое топливо, подаваемое впрыском во впускной канал, может быть первым топливом, имеющим более низкое содержание спиртов, наряду с тем, что второе топливо, подаваемое непосредственным впрыском, может быть вторым топливом, имеющим более высокое содержание спиртов. Как конкретизировано ниже, контроллер двигателя может настраивать профили впрыска топлива во время запуска, проворачивания коленчатого вала и регулирования числа оборотов холостого хода двигателя, чтобы использовать с выгодой свойства топлива разных видов топлива, имеющихся в распоряжении в топливной системе, а также преимущества впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска для газообразных выбросов и выбросов PM с отработавшими газами.
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 эксплуатации, таких как число оборотов, нагрузка двигателя, температура отработавших газов, выбросы PM, и т.д. Относительное распределение совокупного количества первого топлива, впрыскиваемого впрыском во впускной канал посредством форсунки 170, и совокупного количества второго топлива, непосредственно впрыскиваемого (в качестве одного или более впрысков) форсункой 166 непосредственного впрыска, может указываться ссылкой как соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества первого 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 второго 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, должно быть принято во внимание, что впрыскиваемое впрыском во впускной канал топливо может подаваться во время события 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 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 качестве одиночного впрыска или множественных впрысков. Таковые могут включать в себя многочисленные впрыски во время такта впуска, многочисленные впрыски во время такта сжатия или комбинацию некоторого количества непосредственных впрысков во время такта впуска и некоторого количества во время такта сжатия. Когда выполняются многочисленные непосредственные впрыски, относительное распределение совокупного количества второго топлива, впрыскиваемого непосредственно, между (непосредственным) впрыском в такте впуска и (непосредственным) впрыском в такте сжатия может указываться ссылкой как соотношение разделения. Например, непосредственный впрыск большего количества второго топлива для события сгорания во время такта впуска может быть примером более высокого соотношения разделения непосредственного впрыска такта впуска наряду с тем, что впрыск большего количества второго топлива для события сгорания во время такта сжатия может быть примером более низкого соотношения разделения 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 установками момента 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 во время такта впуска, такта сжатия или любой надлежащей их комбинации.
Отдача энергии системы зажигания может меняться не только на основании условий эксплуатации двигателя, таких как число оборотов и нагрузка двигателя, но также на основании топлива, впрыскиваемого в цилиндр, а также типа впрыска. Например, сгорание в цилиндре непосредственно впрыскиваемого топлива может требовать более высокой отдачи энергии зажигания, чем такого же топлива, когда подается с помощью впрыска во впускной канал. В качестве еще одного примера, сгорание в цилиндре непосредственно впрыскиваемого топлива с более высоким содержанием спирта может требовать более высокой отдачи энергии зажигания, чем непосредственно впрыскиваемого топлива с более низким содержанием спирта. Вообще, более высокой непосредственно впрыскиваемой доле этанолового топлива с более высоким процентным содержанием может требоваться более высокая отдача зажигания, поскольку охлаждение от непосредственно впрыскиваемой спиртовой смеси будет повышать заряд и давление воздуха в цилиндре, в который разряжается свеча зажигания.
Чтобы давать возможность улучшенного управления отдачей зажигания по мере того, как вклад топливоснабжения цилиндра из каждой из форсунок впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска меняется в течение циклов двигателя, контроллер может настраивать отдачу зажигания события искрового зажигания в цилиндре на основании топливоснабжения цилиндра. Более точно, как конкретизировано на фиг. 4-5, отдача зажигания может настраиваться на основании доли общего топливоснабжения цилиндра (для данного события сгорания в цилиндре), которая обеспечивается первым топливом с помощью впрыска во впускной канал, относительно второго топлива, которое выдается непосредственным впрыском. Примерные тенденции показаны на регулировочных характеристиках по фиг. 8. Посредством настройки команды выдерживания катушки зажигания для лучшего соответствия отдачи зажигания события искрового зажигания отдаче зажигания, требуемой для данного соотношения впрыска топлива, надежность сгорания повышается без растрачивания энергии искры.
Однако, будет принято во внимание, что потребности в энергии зажигания также могут зависеть от различных условий эксплуатации. Например, на высоких числах оборотов и нагрузках двигателя, давление топлива непосредственного впрыска может вызывать большее движение внутри цилиндра, и событие воспламенения может быть более восприимчивым к задуванию искры. Однако, на малых и средних числах оборотов и нагрузках двигателя, если используется послойный непосредственный впрыск в такте сжатия, событие воспламенения может быть более легким вследствие благоприятного отношения количества воздуха к количеству топлива поблизости от свечи зажигания.
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.
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 оперативную 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 охлаждающей жидкости 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 числа оборотов 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 машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные процедуры, которые могут выполняться контроллером, описаны на фиг. 4-5.
Далее, со ссылкой на фиг. 2, описана примерная схема 200 для системы зажигания с одной катушкой. Схема по фиг. 2 может быть включена в систему двигателя по фиг. 1, к примеру, в системе 190 зажигания.
Аккумуляторная батарея подает электрическую энергию в систему 190 зажигания и контроллер 12. Контроллер 12 управляет ключом 202 для зарядки и разряда катушки 206 зажигания. Катушка 206 зажигания включает в себя первичную обмотку 220 и вторичную обмотку 222. Катушка 206 зажигания заряжается, когда ключ 202 замыкается, чтобы предоставлять току возможность течь из аккумуляторной батареи 204 в катушку 206 зажигания. Зарядный ток может прикладываться к катушке 206 зажигания в течение определенной длительности, известной в материалах настоящей заявки как период выдерживания. Посредством настройки периода выдерживания, пиковый зарядный ток, приложенный к катушке 206 зажигания, меняется, как конкретизировано на фиг. 7. Катушка 206 зажигания разряжается, когда ключ 202 размыкается, после того, как истек период выдерживания, то есть, после того, как ток втекал в катушку 206 зажигания.
Вторичная обмотка 222 подает энергию на свечу 92 зажигания. Свеча 92 зажигания вырабатывает искру, когда напряжение на межэлектродном промежутке 250 является достаточным, чтобы заставлять ток протекает через межэлектродный промежуток 250. Свеча зажигания включает в себя центральный электрод 260 и боковой электрод 262. Напряжение подается на центральный электрод 260 через вторичную обмотку 222. Боковой электрод 262 электрически присоединен к заземлению 290. Конец низкого напряжения вторичной обмотки электрически присоединен к положительной клемме аккумуляторной батареи 204 непосредственно или, по выбору, через диод 208. Диод используется для предотвращения проводимости через свечу зажигания во время выдерживания. Несмотря на то, что настоящий пример показывает работающую на отрицательном напряжении катушку зажигания, схемы также могут быть применимы к работающей на положительном напряжении катушке зажигания, при этом, полярность диода 208 меняется на обратную.
Далее, со ссылкой на фиг. 3, показан примерный вариант 300 осуществления системы зажигания с двумя катушками. Схема по фиг. 3 может быть включена в систему двигателя по фиг. 1, к примеру, в системе 190 зажигания. Система зажигания по фиг. 3 включает в себя некоторые из таких же элементов, как показанные в системе по фиг. 2. Представленная однажды, нумерация элементов сохраняется, и элемент повторно не представляется.
В схеме 300 зажигания по фиг. 3, контроллер 12 включает в себя схемы 380 предварительного формирователя одиночной катушки зажигания для двух катушек 306 и 308 зажигания, которые могут приводиться в действие для подачи электрической энергии на одиночную свечу зажигания одного цилиндра. В альтернативном примере, могут быть предусмотрены две схемы 380 и 382 предварительного формирователя с двумя катушками зажигания, по одной на каждую катушку зажигания. Схема 380 предварительного формирователя выполнена с возможностью для подачи тока низкого уровня в формирователи 302 и 304 катушки зажигания через интерпретирующую логику 312, как детализировано ниже. В систему 190 зажигания включены формирователи 302 и 304 катушки зажигания, которые могут быть расположены поверх или около свечи 92 зажигания. Схема 380 предварительного формирователя может подавать первый сигнал на первый формирователь 302 катушки зажигания. Первая катушка 306 зажигания избирательно питается первым зарядным током в течение первого времени выдерживания через первый формирователь 302 катушки. Устройство 204 накопления электрической энергии (например, аккумуляторная батарея) является источником электрического тока в первую катушку 306 зажигания. Подобным образом, схема 380 предварительного формирователя (или необязательная схема 382 предварительного формирователя, когда включена в состав) может подавать второй сигнал на второй формирователь 304 катушки зажигания. Вторая катушка 308 зажигания избирательно питается вторым зарядным током в течение второго времени выдерживания через второй формирователь 304 катушки. Устройство 204 накопления электрической энергии является источником электрического тока во вторую катушку 308 зажигания. Схема 380 предварительного формирователя подает два разных сигнала через один провод 341, чтобы управлять первой катушкой 306 зажигания и второй катушкой 308 зажигания. В качестве альтернативы, когда необязательная схема 382 предварительного формирователя включена в состав, два разных сигнала выдаются через соответственные провода.
Свеча 92 зажигания может питаться электрической энергией с каждой из первой катушки 306 зажигания и второй катушки 308 зажигания во время данного события искрового зажигания. Свеча 92 зажигания включает в себя первый, центральный электрод 260 и второй, боковой электрод 262. Второй электрод 262 может находиться в непрерывной электрической связи с заземлением 290. Искра может развиваться на промежутке 250, когда электрическая разность потенциалов существует между центральным электродом 260 и боковым электродом 262.
Высоковольтные диоды 314a, 314b подвергаются обратному смещению, когда катушки 306, 308 зажигания заряжаются. Диоды становятся смещенными в прямом направлении, когда соответственный вывод одной из катушек зажигания имеет более высокую амплитуду, чем другая катушка зажигания. Таким образом, выводы обеих катушек объединяются на одной свече зажигания. Несмотря на то, что настоящий пример показывает работающие на отрицательном напряжении катушки зажигания, схемы также могут быть применимы к работающим на положительном напряжении катушкам зажигания, при этом, полярность диодов меняется на обратную.
В системе 300 зажигания с двумя катушками по фиг. 3, где двигатель включает в себя N цилиндров, N схем предварительного формирователя катушки зажигания выдают сигналы управления для катушек зажигания. Более точно, выходной сигнал схемы 380 предварительного формирователя направляется в интерпретирующую логику 312. Интерпретирующая логика 312 может быть включена в программируемую логическую матрицу в качестве части логики, запрограммированной в центральном процессорном устройстве или специализированной интегральной схеме (ASIC). Интерпретирующая логика 312 контролирует установку момента и уровень сигнала, выдаваемого схемой 380 предварительного формирователя. Сигналы, подаваемые в формирователи 302 и 304 катушки зажигания интерпретирующей логикой 312, могут быть синхронными с тактами цилиндра у цилиндра, снабжаемого искрой с помощью первой катушки 306 зажигания и второй катушки 308 зажигания. В одном из примеров, по меньшей мере одна искра выдается в течение каждого цикла цилиндра, принимающего искру с первой катушки 306 зажигания и/или второй катушки 308 зажигания. Например, искра может подаваться один раз за цикл цилиндра во время такта сжатия цилиндра, принимающего искру. Кроме того, в одном из примеров, первая катушка 306 зажигания может иметь иную индуктивность, чем вторая катушка 308 зажигания. В альтернативных вариантах осуществления, схема 380 предварительного формирователя и интерпретирующая логика 302 могут служить для управления катушками зажигания цилиндров N по общему количеству цилиндров двигателя.
Таким образом, система по фиг. 2 изображает систему зажигания для цилиндра двигателя, включающего в себя одиночную свечу зажигания. Система зажигания включает в себя одиночную катушку зажигания, электрически присоединенную к одиночной свече зажигания. В сравнение, система по фиг. 3 изображает систему зажигания для цилиндра двигателя, включающего в себя одиночную свечу зажигания, при этом, система зажигания включает в себя первую катушку зажигания и вторую катушку зажигания, каждая электрически присоединена к одиночной свече зажигания. Система двигателя включает в себя форсунку впрыска во впускной канал для впрыска во впускной канал первого топлива в цилиндр и форсунку непосредственного впрыска для непосредственного впрыска второго топлива в цилиндр. Первое и второе топливо могут меняться по составу, октановой характеристике, и т.д. Например, первое топливо может быть жидким топливом с более низкой октановой характеристикой, более низким содержанием спирта, и т.д. В качестве неограничивающих примеров, первое топливо может включать в себя одно из бензина, E10, и т.д. Второе топливо может быть другим жидким топливом или газовым топливом, второе топливо имеет более высокую октановую характеристику, более высокое содержание спирта, и т.д. В качестве неограничивающих примеров, второе топливо может включать в себя одно из CNG, E50, E85, и т.д. Посредством подачи разных видов топлива в цилиндр через разные форсунки, могут с выгодой использоваться специфичные свойства разных видов топлива, а также разные типы впрыска. В кроме того других примерах, общее топливо может подаваться в цилиндр через разные форсунки, при этом, разные типы впрыска могут с выгодой использовать только свойства топливной системы.
Как будет конкретизировано в материалах настоящей заявки, во время события сгорания в цилиндре, контроллер двигателя может настраивать отдачу зажигания для события искрового зажигания в цилиндре на основании топливоснабжения цилиндра для данного события сгорания в цилиндре. В частности, отдача зажигания для события искрового зажигания цилиндра может меняться на основании типов топлива, принимаемого в цилиндре, их относительной доли в общей величине топливоснабжения цилиндра, а также типа их впрыска. Вообще, непосредственный впрыск имеет большее влияние на требуемую энергию зажигания. Более точно, эффекты охлаждения заряда воздуха непосредственным впрыском приводят к повышенной плотности заряда и повышенной потребности в энергии для пробивания искрового промежутка при более высоких давлениях. К тому же, высокие давления, на которых подается непосредственно впрыскиваемое топливо, могут вызывать дополнительное движение в цилиндре, и, в зависимости от нацеливания форсунки, могут усугублять задувание искры на более высоких числах оборотов двигателя. В заключение, системы впрыска в такте сжатия или с центрально расположенным непосредственным впрыском (по сравнению с боковым расположение) могут создавать послойный заряд с локальным отношением количества воздуха к количеству топлива поблизости от свечи зажигания, которое создает более благоприятную воспламеняемость. Как результат, комбинация может уменьшать потребности в энергии зажигания, так что благоприятное событие сгорания может достигаться у события искрового зажигания с более низкой энергией зажигания.
Например, в системе двигателя, принимающей бензин и E85, отдача зажигания может настраиваться на основании соотношения впрыска бензин : E85, а также на основании того, впрыскивался ли бензин впрыском во впускной канал, а впрыскивалась E85 непосредственным впрыском, или впрыскивался ли бензин непосредственным впрыском, а E85 впрыскивалась впрыском во впускной канал. Отдача зажигания может настраиваться по меньшей мере посредством настройки команды выдерживания или периода выдерживания зарядного тока катушки зажигания в качестве выдаваемых командой схемой предварительного формирователя, присоединенной к катушке зажигания. Типично, посредством увеличения периода выдерживания или команды выдерживания, пиковый зарядный ток, подаваемый в катушку зажигания, может повышаться, повышая отдачу зажигания катушки во время последующего разряда. В случае системы с двумя катушками, отдача зажигания настраивается не только посредством настройки зарядного тока каждой из двух катушек зажигания, но также на основании времени (задержки), истекшего между разрядом первой катушки зажигания и разрядом второй катушки зажигания. Посредством настройки задержки (например, повышения вплоть до порогового значения), длительность события искрового зажигания увеличивается, улучшая надежность сгорания.
Далее, с обращением к фиг. 4, показана примерная процедура 400 для настройки отдачи зажигания для события искрового зажигания в цилиндре у события сгорания в цилиндре на основании условий эксплуатации двигателя с помощью настроек в отношении команды возбуждения катушки зажигания.
На 402, процедура включает в себя измерение и/или оценку условий эксплуатации двигателя. Определяемые условия эксплуатации двигателя могут включать в себя, но не в качестве ограничения, число оборотов двигателя, нагрузку двигателя, отношение количества воздуха к количеству топлива двигателя, величину EGR двигателя, команду крутящего момента водителя, температуру каталитического нейтрализатора отработавших газов, время после запуска двигателя, уровень топлива в топливном баке(ах), имеющиеся в распоряжении виды топлива, и т.д. Процедура 400 переходит на 404 после того, как определены условия эксплуатации двигателя.
На 404, процедура включает в себя определение начальной установки момента зажигания и энергии искры, требуемых, чтобы подаваться на одиночную свечу зажигания цилиндра двигателя для предстоящего события сгорания в цилиндре с помощью одиночной катушки зажигания (в системе зажигания с одной катушкой) или двух катушек зажигания (в системе зажигания с двумя катушками) на основании оцененных условий эксплуатации. В одном из примеров, начальная оценка установки момента зажигания включает в себя оценку опережения искрового зажигания двигателя, которая определяется опытным путем и хранится в таблице, индексируемой с помощью числа оборотов и нагрузки двигателя. Начальная отдача искрового зажигания (которая является отдачей энергии зажигания) может подобным образом опытным путем определяться по справочной таблице, хранимой в памяти контроллера, в качестве функции числа оборотов и нагрузки двигателя. В некоторых примерах, оценка искры, которая выводится из таблицы, может дополнительно модифицироваться на основании одной или более функций, которые модифицируют опережение искрового зажигания в ответ на величину EGR двигателя и/или отношение количества воздуха к количеству топлива двигателя, для определения начальной оценки отдачи искрового зажигания. Как будет конкретизировано ниже, начальная оценка может впоследствии дополнительно корректироваться на основании топливоснабжения цилиндра.
Затем, на 406, топливоснабжение цилиндра может определяться на основании оцененных условий эксплуатации двигателя. Это включает в себя определение общего количества топлива, которое должно впрыскиваться в цилиндр для предстоящего события сгорания в цилиндре. В дополнение, может определяться соотношение впрыска видов топлива. Это включает в себя, на 408, определение доли общего количества топлива, которая должна подаваться в цилиндр в качестве первого топлива с помощью впрыска во впускной канал. Кроме того, на 410, топливоснабжение цилиндра включает в себя определение доли общего количества топлива, которая должна подаваться в цилиндр в качестве второго топлива с помощью непосредственного впрыска. В некоторых примерах, одно и то же топливо может подаваться в цилиндр через каждую из форсунок впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. В материалах настоящей заявки, соотношение впрыска отражает долю общего количества топлива, которая должна приниматься в цилиндре с помощью впрыска во впускной канал, относительно доли общего количества топлива, которая должна приниматься в цилиндре с помощью непосредственного впрыска.
На 412, процедура включает в себя настройку начальной оценки искрового зажигания (определенной на 404) на основании топливоснабжения цилиндра (определенного на 406). Как конкретизировано на фиг. 5, отдача искры может настраиваться, чтобы учитывать различия потребности в отдаче искры для разных видов топлива и разных типов впрыска. Например, потребность в отдаче искры для первого режима впрыска только с впрыском во впускной канал может быть отличной от потребности для второго режима впрыска только с непосредственным впрыском и третьего режима впрыска с по меньшей мере некоторой величиной впрыска во впускной канал и по меньшей мере некоторой величиной непосредственного впрыска. В частности, потребность в искре для первого режима впрыска может быть более низкой, чем для второго режима впрыска, и более высокой, чем для третьего режима впрыска. Как обсуждено выше, потребность в отдаче искры для каждого режима впрыска, в дополнение, может быть зависящей от конструкции системы сгорания. Следовательно, повышение энергии зажигания с увеличенной долей непосредственно впрыскиваемого топлива может быть надлежащим для одной системы двигателя наряду с тем, что, в другой системе двигателя, энергия зажигания может повышаться с увеличенной долей непосредственно впрыскиваемого топлива или увеличенной долей впрыскиваемого впрыском топлива во впускной канал.
Требования к искровому зажиганию могут дополнительно настраиваться на основании первого топлива, подаваемого в цилиндр через форсунку впрыска во впускной канал, относительно второго топлива, принимаемого в цилиндре через форсунку непосредственного впрыска, к примеру, на основании их относительного содержания спирта, относительной октановой характеристики, и т.д. Примерные тенденции конкретизированы со ссылкой на регулировочные характеристики по фиг. 8 ниже в материалах настоящей заявки.
На 414, процедура включает в себя настройку по меньшей мере одного сигнала управления искрой зажигания (или атрибута сигнала) на основании обновленной оценки установки момента зажигания и энергии искры. В системах зажигания с двумя катушками, по меньшей мере два атрибута сигнала управления искрой могут определяться на основании исправленных установки момента и энергии искрового зажигания. В одном из примеров, сигнал управления искровым зажиганием может включать в себя одно или более из команды выдерживания искры, зарядного тока искры и угла поворота коленчатого вала, на котором команда выдерживания искры отправляется на катушку(и) зажигания. В еще одном примере, сигнал управления искрой может иметь значение углов поворота коленчатого вала, на которых две команды выдерживания искры подаются на две катушки зажигания системы зажигания с двумя катушками. Команды выдерживания могут выводиться синхронно с положением двигателя для каждого цикла цилиндра. Кроме того, может определяться длительность импульса команды зажигания, подаваемая на каждую катушку зажигания, и/или задержка между разрядом катушек зажигания (в системе с двумя катушками).
На 416, процедура включает в себя преобразование определенного сигнала управления в сигнал возбуждения катушки. Сигнал возбуждения катушки определяет, когда происходят зарядка и разряд одной или более катушек зажигания, которые подают энергию на одиночную свечу зажигания.
В одном из примеров, где управление зарядкой одиночной катушки зажигания, подающей энергию на одиночную свечу зажигания, указывается с помощью одиночного командного сигнала (например, в системе зажигания с одной катушкой), процедура интерпретирует одиночный командный сигнал и выдает сигнал выдерживания на одиночную катушку зажигания. В еще одном примере, где управление зарядкой двух катушек зажигания, подающих энергию на одиночную свечу зажигания, указывается с помощью одиночного командного сигнала (например, в системе зажигания с двумя катушками), процедура интерпретирует одиночный командный сигнал и выводит отдельные сигналы выдерживания на каждую из двух катушек зажигания.
На 418, процедура включает в себя возбуждение катушки (или катушек) зажигания определенным током. Каждая катушка зажигания заряжается. когда сигнал выдерживания предоставляет возможность электрического тока в катушку зажигания. Катушка зажигания затем разряжается, когда прекращается электрический ток в катушку зажигания. В одном из примеров, катушка(и) зажигания может питаться током через полевой транзистор или другой тип переключающего устройства. Процедура 400 переходит на выход после того, как катушка(и) зажигания подала энергию на одиночную свечу зажигания. Другими словами, процедура начинается перед событием искрового зажигания для предстоящего события сгорания в цилиндре и сворачивается после события искрового зажигания для данного события сгорания в цилиндре. Процедура затем повторяется перед событием искрового зажигания для каждого события сгорания в цилиндре.
В одном из примеров, процедура 400 настраивает атрибут искрового зажигания, подаваемый на одиночный провод, который несет командный сигнал с опорой на заземление, где командный сигнал включает в себя информацию об установке момента зажигания и выдерживании для каждой из двух катушек зажигания, которые выдают энергию на одиночную свечу зажигания. Одиночный провод может подводиться к каждому цилиндру двигателя. Одиночный атрибут может включать в себя подачу длительности импульса или сигнала, включающего в себя продолжительность. Продолжительность длительности импульса может быть основой для подачи величины заряда в каждую из двух катушек зажигания. Временные характеристики длительности импульса могут быть основой для начала и/или окончания зарядки катушки зажигания для каждой из двух катушек зажигания. Длительность импульса может быть предназначена для высокоуровневой или низкоуровневой части сигнала. Длительность импульса также может определять очередность зарядки и разряда двух катушек зажигания.
Далее, с обращением к фиг. 5, показана примерная процедура 500 для настройки отдачи зажигания на основании топливоснабжения цилиндра, в том числе, типов топлива и соотношений впрыска. Способ предоставляет отдаче зажигания возможность меняться, чтобы лучше соответствовать и компенсировать изменения типа топлива и типа впрыска топлива в течение событий сгорания в цилиндре.
На 502, процедура определяет соотношение впрыска топливоснабжения цилиндра для следующего события сгорания в цилиндре. Более точно, процедура определяет долю общего количества топлива, которая принимается в цилиндре с помощью впрыска во впускной канал, относительно доли общего количества топлива, которая принимается в цилиндре с помощью непосредственного впрыска. На 504, процедура определяет тип топлива первого и второго видов топлива, принимаемых в цилиндре. Более точно, процедура определяет первое топливо, принимаемое в цилиндре через форсунку впрыска во впускной канал, относительно второго топлива, принимаемого в топливе, принимаемом в цилиндре через форсунку непосредственного впрыска. Контроллер, в качестве примера, может определять разность содержания спирта или октановой характеристики топлива между двумя видами топлива.
Процедура затем переходит на этапы 506-508, если система зажигания является системой зажигания с одной катушкой. Иначе, процедура переходит на этапы 510-512, если система зажигания является системой зажигания с двумя катушками.
На 506, где двигатель включает в себя систему зажигания с одной катушкой, процедура включает в себя настройку команды выдерживания катушки зажигания на основании соотношения впрыска и типов топлива. Затем, на 508, процедура включает в себя настройку установки момента разряда катушки зажигания на основании соотношения впрыска топлива и типов топлива. Например, процедура может включать в себя настройку с начальной команды выдерживания (или начального времени выдерживания), основанной на условиях эксплуатации двигателя, в том числе, числе оборотов и нагрузке двигателя, на конечную команду выдерживания (или конечное время выдерживания), основанную на топливе (видах топлива), принимаемом в цилиндре с помощью впрыска во впускной канал, относительно непосредственного впрыска.
Контроллер может использовать отдельные таблицы выдерживания для доли впрыска во впускной канал и доли непосредственного впрыска. Например, контроллер может обращаться к первой таблице выдерживания для определения основанной на впрыске во впускной канал команды выдерживания. В первой таблице выдерживания, выходные данные команды выдерживания для одиночной катушки зажигания хранятся в качестве функции количества или доли топлива, которое впрыскивается впрыском во впускной канал. Подобным образом, контроллер может обращаться к второй таблице выдерживания для определения основанной на непосредственном впрыске команды выдерживания. Во второй таблице выдерживания, выходные данные команды выдерживания для одиночной катушки зажигания хранятся в качестве функции количества или доли топлива, которое впрыскивается непосредственным впрыском. Контроллер затем может интерполировать выходные данные двух таблиц для определения окончательной команды выдерживания. Например, значения могут интерполироваться с помощью использования функции множителя или сумматора.
В одном из примеров, настройка включает в себя, в ответ на более высокую долю общего количества топлива, подаваемого с помощью непосредственного впрыска, увеличение команды выдерживания или времени выдерживания катушки зажигания, а в ответ на более высокую долю общего количества топлива, подаваемого с помощью впрыска во впускной канал, уменьшение команды выдерживания или времени выдерживания катушки зажигания. Настройка дополнительно может включать в себя, по мере того, как содержание спирта второго топлива, подаваемого с помощью непосредственного впрыска, возрастает, увеличение времени выдерживания катушки зажигания; и по мере того, как содержание спирта первого топлива, подаваемого с помощью впрыска во впускной канал, возрастает, увеличение времени выдерживания катушки зажигания.
На 510, в тех случаях, когда двигатель включает в себя систему зажигания с двумя катушками, имеющую первую катушку зажигания и вторую катушку зажигания, присоединенные к общей свече зажигания цилиндра, процедура включает в себя настройку каждой из первой команды выдерживания катушки зажигания для первой катушки зажигания и второй команды выдерживания катушки зажигания для второй катушки зажигания на основании соотношения впрыска и типов топлива. Затем, на 512, процедура включает в себя настройку каждой из установки момента разряда первой катушки зажигания и второй катушки зажигания на основании соотношения впрыска топлива и типов топлива. По существу, это включает в себя настройку времени задержки между разрядом первой катушки зажигания и разрядом второй катушки зажигания на основании топливоснабжения цилиндра, в том числе, соотношения впрыска и типов топлива.
Контроллер может использовать отдельные таблицы выдерживания для доли впрыска во впускной канал и доли непосредственного впрыска. Например, контроллер может обращаться к первой таблице выдерживания для определения основанной на впрыске во впускной канал команды выдерживания. В первой таблице выдерживания, выходной сигнал команды выдерживания для каждой из двух катушек зажигания, а также время задержки между их разрядом могут храниться в качестве функции количества или доли топлива, которое впрыскивается впрыском во впускной канал. Подобным образом, контроллер может обращаться к второй таблице выдерживания для определения основанной на непосредственном впрыске команды выдерживания. Во второй таблице выдерживания, выходной сигнал команды выдерживания для каждой из двух катушек зажигания, а также время задержки между их разрядом могут храниться в качестве функции количества или доли топлива, которое впрыскивается непосредственным впрыском. Контроллер затем может интерполировать выходные данные двух таблиц для определения окончательной команды выдерживания. Например, значения могут интерполироваться с помощью использования функции множителя или сумматора. Например, может использоваться первая справочная таблица числа оборотов-нагрузки, имеющая значения для величин впрыска во впускной канал топлива, и может использоваться вторая справочная таблица числа оборотов-нагрузки, имеющая значения для величин непосредственного впрыска топлива. Окончательное применяемое время выдерживания может быть рассчитано в качестве:
Dwell_total=PFI_fraction(dwell_PFI)+(1-PFI_fraction(dwell_DI)),
где dwell_PFI - выходные данные из первой справочной таблицы, а dwell_DI - выходные данные из второй справочной таблицы.
В одном из примеров, настройка включает в себя, в ответ на более высокую долю общего количества топлива, подаваемую с помощью непосредственного впрыска, увеличение времени выдерживания каждой из первой катушки зажигания и второй катушки зажигания, а в ответ на более высокую долю общего количества топлива, подаваемую с помощью впрыска во впускной канал, уменьшение времени выдерживания каждой из первой катушки зажигания и второй катушки зажигания. В еще одном примере, время выдерживания первой катушки зажигания может увеличиваться наряду с тем, что время выдерживания второй катушки зажигания уменьшается по мере того, как возрастает относительная доля топливоснабжения цилиндра через форсунку непосредственного впрыска. В качестве еще одного другого примера, время, истекшее между разрядом первой катушки зажигания и разрядом второй катушки зажигания, может увеличиваться по мере того, как возрастает относительная доля топливоснабжения цилиндра через форсунку впрыска во впускной канал. В еще одном другом примере, в котором первая катушка зажигания заряжается и разряжается раньше, чем вторая катушка зажигания, настройка может включать в себя увеличение времени задержки между разрядом первой катушки и разрядом второй катушки по мере того, как возрастает доля общего количества топлива, подаваемая с помощью непосредственного впрыска. В каждом случае, потребность в энергии зажигания может калиброваться нуждами специфичной камеры сгорания или системы двигателя.
Таким образом, во время события искрового зажигания в цилиндре, процедура включает в себя настройку времени выдерживания каждой из первой катушки зажигания и второй катушки зажигания, присоединенных к свече зажигания цилиндра, на основании топливоснабжения цилиндра через форсунку непосредственного впрыска и форсунку впрыска во впускной канал. Процедура дополнительно включает в себя настройку времени, истекшего между разрядом первой катушки зажигания и разрядом второй катушки зажигания, на основании топливоснабжения цилиндра. Как обсуждено выше, топливоснабжение цилиндра включает в себя первое топливо, принимаемое в цилиндре через форсунку впрыска во впускной канал, и второе топливо, принимаемое в цилиндре через форсунку непосредственного впрыска, а кроме того, включает в себя относительную долю топливоснабжения цилиндра, принимаемого через форсунку непосредственного впрыска по сравнению с форсункой впрыска во впускной канал. В одном из примеров, время выдерживания первой катушки зажигания увеличивается, а время выдерживания второй катушки зажигания уменьшается по мере того, как возрастает разность содержания спирта (или разность октановой характеристики) между первым топливом и вторым топливом. Подобным образом, время, истекшее между разрядом первой катушки зажигания и разрядом второй катушки зажигания, меняется по мере того, как возрастает разность содержания спирта между первым топливом и вторым топливом. Таким образом, более высокой непосредственно впрыскиваемой доле этанолового топлива с более высоким процентным содержанием может требоваться более высокая отдача зажигания, поскольку охлаждение от непосредственно впрыскиваемой спиртовой смеси будет повышать заряд и давление воздуха в цилиндре, в который разряжается свеча зажигания. Посредством приведения в действие энергии зажигания ближе к той, которая реально требуется, вместо неизменной выдачи избыточной энергии, паразитные потери уменьшаются, и повышается долговечность компонентов наряду с более низкими рабочими температурами компонентов. Таким образом, посредством настройки отдачи зажигания на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива, а также на основании доли топлива, которое впрыскивается непосредственным впрыском, эффективность события искрового зажигания и долговечность свечи зажигания улучшаются.
Далее, со ссылкой на фиг. 6, примерные сигналы одиночной катушки зажигания, подающей электрическую энергию на свечу зажигания, показаны на многомерной характеристике 600. Сигналы могут выдаваться системой зажигания с одной катушкой, показанной на фиг. 2. Многомерная характеристика 600 изображает зарядный ток катушки со временем на графике 602 и ток разрядки со временем на графике 604. Графики 602 и 604 графически нанесены по времени (вдоль оси x). Вертикальные метки t0-t2 представляют интересные моменты времени в течение последовательности.
В момент t0 времени, катушка зажигания не заряжается и не разряжается. Катушка зажигания может не быть заряжающейся и разряжающейся, например, во время такта впуска или выпуска цилиндра, принимающего искру.
В момент t1 времени, ток начинает течь в катушку зажигания на первичной стороне в ответ на требуемую установку момента зажигания, основанную на числе оборотов и нагрузке двигателя, а кроме того, на основании топливоснабжения цилиндра. Ток может течь в катушку зажигания, когда ключ или формирователь замкнут, чтобы давать току возможность течь из источника энергии в катушку зажигания. В одном из примеров, формирователь 202 катушки зажигания (по фиг. 2) замыкается после приема команды выдерживания зажигания из контроллера. Ток подается в течение длительности d1 (от t1 до t2), известной в материалах настоящей заявки как время выдерживания. По существу, команда выдерживания может задавать время d1 выдерживания. Кроме того, на основании времени выдерживания, может меняться пиковый ток I1, достигаемый в катушке зажигания. Более точно, по мере того, как время d1 выдерживания увеличивается, пиковый ток I1, приложенный к катушке зажигания, может возрастать. Поскольку пиковый ток пропорционален энергии искры во время результирующего события искрового зажигания, посредством увеличения времени выдерживания и пикового тока, повышается отдача зажигания результирующего события искрового зажигания.
В момент t2 времени, электрический ток в первичную сторону зажигания прекращается в ответ на требуемую установку момента зажигания, заставляя вторичную сторону катушки зажигания разряжаться и индуцировать электрический ток между катушкой зажигания и свечой зажигания. Ток катушки зажигания затухает по мере того, как увеличивается время. В одном из примеров, формирователь 202 катушки зажигания (по фиг. 2) размыкается в момент t2 времени в ответ на команду из контроллера. В результате разряда, событие искрового зажигания продолжается в течение длительности d2.
Как конкретизировано в материалах настоящей заявки, посредством увеличения времени d1 выдерживания катушки зажигания по мере того, как возрастает доля топлива, которая впрыскивается непосредственным впрыском, и/или по мере того, как возрастает содержание спирта непосредственно впрыскиваемого топлива, отдача зажигания может повышаться для улучшения надежности события искрового зажигания.
Далее, со ссылкой на фиг. 7, примерные сигналы для двух катушек зажигания, подающих электрическую энергию на одиночную общую свечу зажигания, показаны на многомерной характеристике 700. Сигналы могут выдаваться системой зажигания с двумя катушками, показанной на фиг. 3. Многомерная характеристика 700 изображает первый зарядный ток, прикладываемый к первой катушке зажигания (такой как катушка 306 по фиг. 3), на графике 702 и изображает второй зарядный ток, прикладываемый к второй катушке зажигания (такой как катушка 308 по фиг. 3), на графике 704 Первый и второй зарядный токи применяются для выдачи энергии для события искрового зажигания во время цикла цилиндра. Многомерная характеристика 700 дополнительно изображает разрядный ток из первой и второй катушек зажигания на графике 706. Вертикальные метки t0-t9 представляют интересные моменты времени в течение последовательности.
В момент t0 времени, катушки зажигания не заряжаются и не разряжаются. Катушка зажигания может не быть заряжающейся и разряжающейся, например, во время такта впуска или выпуска цилиндра, принимающего искру.
В момент t6 времени, ток начинает течь в первую катушку зажигания на первичной стороне в ответ на требуемую установку момента зажигания, которая основана на числе оборотов, нагрузке двигателя, а кроме того, основана на топливоснабжении цилиндра. Ток может течь в первую катушку зажигания, когда ключ или формирователь замкнут, чтобы давать току возможность течь из источника энергии в первую катушку зажигания. В одном из примеров, формирователь 302 катушки зажигания (по фиг. 3) замыкается после приема команды из контроллера. Ток прикладывается в течение длительности d11 (от t6 до t7), известной в материалах настоящей заявки как первое время выдерживания первой катушки зажигания. По существу, первая команда выдерживания может задавать первое время выдерживания. Кроме того, на основании первого времени выдерживания, может меняться пиковый ток I11, достигаемый в катушке зажигания. Более точно, по мере того, как первое время d11 выдерживания увеличивается, пиковый ток I11, приложенный к первой катушке зажигания, может возрастать. Поскольку пиковый ток пропорционален энергии искры во время результирующего события искрового зажигания, посредством увеличения времени выдерживания и пикового тока, повышается отдача зажигания результирующего события искрового зажигания.
В момент t7 времени, ток начинает течь во вторую катушку зажигания на первичной стороне в ответ на требуемую установку момента зажигания, которая основана на числе оборотов, нагрузке двигателя, а кроме того, основана на топливоснабжении цилиндра. Ток может течь во вторую катушку зажигания, когда ключ или формирователь замкнут, чтобы давать току возможность течь из источника энергии во вторую катушку зажигания. В одном из примеров, формирователь 304 катушки зажигания (по фиг. 3) замыкается после приема команды из контроллера. Ток прикладывается в течение длительности d12 (от t7 до t8), известной в материалах настоящей заявки как второе время выдерживания второй катушки зажигания. По существу, вторая команда выдерживания может задавать второе время выдерживания. Кроме того, на основании второго времени выдерживания, может меняться пиковый ток I12, достигаемый в катушке зажигания. Более точно, по мере того, как второе время d12 выдерживания увеличивается, пиковый ток I11, приложенный к второй катушке зажигания, может возрастать. Поскольку пиковый ток пропорционален энергии искры во время результирующего события искрового зажигания, посредством увеличения времени выдерживания и пикового тока, повышается отдача зажигания результирующего события искрового зажигания.
В момент t8 времени, электрический ток в первичную сторону первой катушки зажигания прекращается в ответ на требуемую установку момента зажигания, заставляя вторичную сторону первой катушки зажигания разряжаться и индуцировать электрический ток между катушкой зажигания и свечой зажигания. Ток первой катушки зажигания затухает по мере того, как увеличивается время. В момент t9 времени, электрический ток в первичную сторону второй катушки зажигания прекращается в ответ на требуемую установку момента зажигания, заставляя вторичную сторону второй катушки зажигания разряжаться и индуцировать электрический ток между катушкой зажигания и свечой зажигания. В частности, временная задержка d13 истекает между разрядом первой катушки в t8 и разрядом второй катушки в t9. Как обсуждено ранее, эта временная задержка d13 может настраиваться на основании топливоснабжения цилиндра. Например, временная задержка d13 может увеличиваться по мере того, как возрастает содержание спирта впрыскиваемых видов топлива, и/или по мере того, как возрастает доля топлива, подаваемого с помощью непосредственного впрыска. Ток второй катушки зажигания поддерживает ток из первой катушки зажигания, расширяя длительность искры и энергию искры. Таким образом, по мере того, как I11 и I12 возрастает, и, дополнительно, по мере того, как d13 увеличивается вплоть до порогового значения, событие искрового зажигания может продлеваться, а рабочие характеристики и надежность воспламенения могут улучшаться. Таким образом, посредством настройки команды выдерживания, подаваемой на каждую катушку зажигания из системы зажигания с двумя катушками, длительность и энергия искры могут увеличиваться, с тем чтобы улучшать стабильность сгорания в цилиндрах.
Далее, с обращением к фиг. 8, регулировочные характеристики 800 и 850 изображают примерные тенденции изменения команды выдерживания катушки зажигания и задержки разряда по мере того, как изменяется тип топлива, и, дополнительно, по мере того, как изменяется тип впрыска.
Регулировочная характеристика 800 изображает изменение энергии зажигания вдоль оси y относительно изменения типа впрыска по оси x, который также является зависящим от условий числа оборотов-нагрузки двигателя. Регулировочная характеристика 850 изображает изменение задержки разряда вдоль оси y относительно изменения типа впрыска по оси x, который также является зависящим от условий числа оборотов-нагрузки двигателя. По существу, тенденция, показанная на регулировочной характеристике 850, может быть предназначена для задержки между разрядом каждой катушки зажигания системы зажигания с двумя катушками наряду с тем, что тенденция, показанная на регулировочной характеристике 800, может быть предназначена для одной катушки зажигания в системе зажигания с одной катушкой зажигания или обеих катушек зажигания системы зажигания с двумя катушками. По существу, требованиями к энергии зажигания, задержке разряда и времени выдерживания могут быть специфичны диапазону чисел оборотов двигателя в дополнение к нахождению под влиянием доли топлива, которая впрыскивается непосредственным впрыском, относительно впрыскиваемой впрыском во впускной канал, а также основаны на соотношении разделения топлива, которое впрыскивается непосредственным впрыском в такте впуска по отношению к такту сжатия.
По мере того, как число оборотов и нагрузка двигателя возрастают, доля впрыскиваемого впрыском топлива во впускной канал возрастает относительно доли непосредственно впрыскиваемого топлива. Как показано, более высокая энергия зажигания применяется в условиях низких чисел оборотов-нагрузки двигателя, где доля непосредственно впрыскиваемого топлива является более высокой (например, 100% DI). И снова, более высокая энергия зажигания применяется в условиях высоких чисел оборотов-нагрузки двигателя, где доля впрыскиваемого впрыском топлива во впускной канал является более высокой (например, PFI большей части). Более высокая энергия зажигания, а также более высокая задержка разряда применяются в условиях низких чисел оборотов и нагрузки, чтобы преодолевать низкую эффективность дуги, обусловленную низким движением заряда. В условиях высоких чисел оборотов и нагрузки двигателя, применяется более высокая энергия зажигания, но применяется более низкая задержка разряда для повышения полного тока вторичной обмотки. Это делает дугу более устойчивой к задуванию, вызванному высоким движением заряда.
В одном из примеров, для данного топлива, по мере того, как доля топлива, подаваемого с помощью непосредственного впрыска, возрастает (а доля данного топлива, подаваемого с помощью впрыска во впускной канал, убывает), задержка разряда уменьшается, а энергия зажигания увеличивается. В дополнение, по мере того, как содержание спирта непосредственно впрыскиваемого топлива (относительно впрыскиваемого впрыском топлива во впускной канал) возрастает, энергия зажигания увеличивается, и увеличивается задержка разряда. По существу, тенденции, показанные на регулировочных характеристиках по фиг. 8, являются общими тенденциями. Будет принято во внимание, что требования к зажиганию для разделенных впрысков непосредственного впрыска (где по меньшей мере часть непосредственно впрыскиваемого топлива подается с помощью непосредственного впрыска в такте впуска, а другая часть топлива подается с помощью непосредственного впрыска в такте сжатия) могут быть, в дополнение к условиям числа оборотов и нагрузки двигателя, зависящими от общего отношения количества воздуха к количеству топлива сгорания. Например, требования к энергии зажигания и задержке разряда для разделенного непосредственного впрыска могут зависеть от отношения количества воздуха к количеству топлива большей части массы топлива в цилиндре по сравнению с отношением количества воздуха к количеству топлива массы топлива вокруг свечи зажигания. Таким образом, если масса в цилиндре является в целом бедной (более бедной, чем стехиометрия), а масса топлива из последнего непосредственного впрыска в такте сжатия синхронизирована, чтобы достигать свечи зажигания во время искры, требования к энергии зажигания и задержке могут быть уменьшены.
На основании в целом меньшей однородности, более высокое соотношение непосредственного впрыска может требовать, чтобы большая задержка разряда катушек зажигания давала подвергание дополнительной зарядке во время события искрового зажигания. Более высокая доля непосредственного впрыска также может совпадать с более низкими числами оборотов и нагрузками двигателя, что дает в результате меньшее движение заряда, меньшее удлинение дуги, а потому, менее эффективную дугу. Увеличенная задержка заряда с более продолжительной общей длительностью искры может помогать преодолевать эту проблему.
Будет принято во внимание, что, в дополнительных примерах, использованию энергии зажигания может требоваться специально приспосабливаться к специфичным камерам сгорания. Например, профиль зажигания, требуемый в первом двигателе, может отличаться от профиля зажигания, требуемого во втором двигателе, сконфигурированном иначе, чем первый двигатель. Подобным образом, соотношение разделения непосредственного впрыска, а также компоновка форсунки непосредственного впрыска в боковом расположении или центральном расположении камеры сгорания также могут оказывать влияние на энергию зажигания. Кроме того еще, использование послойного заряда против однородного заряда также может оказывать влияние на энергию зажигания и способ, которым отдача катушек зажигания управляется на одиночной свече зажигания.
Кроме того, задержка разряда может настраиваться в качестве более строгой функции движения в цилиндре и числа оборотов двигателя по сравнению с энергией зажигания. Типично, в то время как развивается центр горения, он может выдуваться из промежутка, а иногда может выгорать. Второй разряд (из второй катушки зажигания) может служить для закрепления центра горения в пределах промежутка или начала воспламенения новой горючей смеси, которая теперь существует в пределах промежутка.
Далее, с обращением к фиг. 9, пример того, как настраивается искра по мере того, как изменяется топливоснабжение цилиндра и по мере того, как изменяются условия числа оборотов и нагрузки двигателя, показан на схеме 900.
Во время условий более низких числа оборотов и нагрузки, искра приводится в действие в зоне повышенной энергии 902 зажигания. В этой зоне, двигатель эксплуатируется с относительно более высокой долей непосредственно впрыскиваемого топлива. В сравнение, во время условий более высоких числа оборотов и нагрузки, искра приводится в действие в зоне повышенной энергии 904 зажигания. В этой зоне, двигатель эксплуатируется с относительно более высокой долей впрыскиваемого впрыском топлива во впускной канал. В дополнение, по мере того, как возрастает число оборотов двигателя, а следовательно, увеличивается движение заряда, задержка разряда между поджигами катушек зажигания (в системе с двумя катушками) уменьшается, как указано стрелкой 906.
Таким образом, повышенная энергия зажигания с увеличенной задержкой разряда применяется в рабочей зоне 902 для борьбы с пониженной эффективностью свечи зажигания, обусловленной пониженным движением заряда. В частности, повышенная энергия зажигания борется с уменьшенным удлинением дуги в этой рабочей области. В сравнение, повышенная энергия зажигания с уменьшенной задержкой разряда применяется в зоне 904 для борьбы с задуванием искры.
В одном из примеров, система двигателя содержит цилиндр двигателя, включающий в себя одиночную свечу зажигания; систему зажигания, включающую в себя первую катушку зажигания и вторую катушку зажигания, электрически присоединенные к одиночной свече зажигания; форсунку впрыска во впускной канал для впрыска во впускной канал первого топлива в цилиндр; и форсунку непосредственного впрыска для непосредственного впрыска второго топлива в цилиндр. Система двигателя дополнительно может включать в себя контроллер, включающий в себя команды, хранимые в постоянной памяти, для подачи разных интервалов зарядного тока через одиночный провод на первую и вторую катушки зажигания, разные интервалы зарядного тока основаны на первом и втором видах топлива, а кроме того, на основании доли топливоснабжения цилиндра через форсунку непосредственного впрыска относительно форсунки впрыска во впускной канал; и разряда каждой из первой и второй катушки зажигания на одиночную свечу зажигания. Контроллер также может включать в себя дополнительные команды для настройки задержки между разрядом первой катушки зажигания и разрядом второй катушки зажигания на одиночную свечу зажигания на основании топливоснабжения цилиндра. Разные интервалы зарядного тока могут включать в себя первый зарядный ток, выдаваемый в первую катушку зажигания, и второй зарядный ток, выдаваемый во вторую катушку зажигания. В одном из примеров, первый зарядный ток увеличивается на большую величину, а второй зарядный ток увеличивается на меньшую величину по мере того, как доля топливоснабжения цилиндра, принимаемая через форсунку непосредственного впрыска, возрастает относительно форсунки впрыска во впускной канал. В материалах настоящей заявки, каждое из первого зарядного тока, второго зарядного тока и задержки может дополнительно настраиваться контроллером на основании воспламеняемости первого топлива, подаваемого через форсунку непосредственного впрыска, относительно воспламеняемости второго топлива, подаваемого через форсунку впрыска во впускной канал. Например, задержка может уменьшаться по мере того, как возрастает разность воспламеняемости между первым топливом и вторым топливом. Контроллер может преобразовывать два разных интервала зарядного тока катушки зажигания в две команды катушки зажигания. В дополнение, контроллер может приводить в действие два формирователя катушки зажигания в ответ на две команды катушки зажигания. Кроме того, первый зарядный ток катушки зажигания может подаваться в первый момент времени, заключающий в себе первый угол поворота коленчатого вала двигателя, наряду с тем, что зарядный ток второй катушки может подаваться во второй момент времени, заключающий в себе второй угол поворота коленчатого вала двигателя. Первый угол поворота коленчатого вала двигателя может подвергаться запаздыванию или опережению от второго угла поворота коленчатого вала двигателя.
В дополнительном представлении, способ для выдачи искры в двигатель содержит подачу первого интервала зарядного тока катушки зажигания на первую катушку зажигания через первый провод; подачу второго интервала зарядного тока катушки зажигания на вторую катушку зажигания через второй провод; и разряд первой катушки зажигания и второй катушки зажигания на одиночную свечу зажигания цилиндра, разряд второй катушки зажигания задержан относительно разряда первой катушки зажигания. В материалах настоящей заявки, каждое из зарядного тока первой катушки зажигания, зарядного тока второй катушки зажигания и задержки между разрядом первой и второй катушек зажигания настраивается на основании отношения впрыскиваемого впрыском топлива во впускной канал относительно непосредственно впрыскиваемого топлива, принимаемого в цилиндре. Первый интервал зарядного тока катушки зажигания может выдаваться посредством первой длительности импульса, а второй интервал зарядного тока катушки зажигания может выдаваться посредством второй длительности импульса, первая длительность импульса является большей, чем вторая длительность импульса. В дополнение, первый интервал зарядного тока катушки зажигания и второй интервал зарядного тока катушки зажигания могут подаваться синхронно с положением двигателя.
Таким образом, надежность искрового зажигания может улучшаться в двухтопливной системе впрыска. Посредством настройки команды зажигания на основании доли топлива, которая впрыскивается непосредственно, относительно доли, которая впрыскивается впрыском во впускной канал, отдача зажигания может лучше приводиться в соответствие необходимости зажигания такого специфичного типа впрыска. По существу, это уменьшает чрезмерное использование энергии искры, не компрометируя рабочие характеристики искрового зажигания. К тому же, посредством настройки отдачи зажигания на основании топлива, подаваемого с помощью специфичного типа впрыска, использование искры может дополнительно оптимизироваться. В общем и целом, отдача зажигания может настраиваться, чтобы лучше соответствовать требованию к зажиганию данной комбинации типа топлива и типа впрыска.
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 формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.