ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Полезная модель относится к области автомобильной техники и, в частности, к подаче топлива в двигатель внутреннего сгорания автомобиля.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сжатый природный газ (CNG) является высокооктановым топливом, которое полезно для уменьшения детонации в двигателе, для снижения выбросов углеводородов при событиях холодного запуска и для снижения выбросов двуокиси углерода во время работы двигателя. Однако, CNG имеет низкую плотность энергии по сравнению с жидкими видами топлива, такими как дизельное топливо или бензин. Это типично требует упаковки CNG в криогенных баллонах высокого качества (в виде сжиженного природного газа (LNG)) или в баках высокого давления (приблизительно 200-250 атмосфер).
Для увеличения сортамента и общего количества топлива, хранимого на транспортном средстве, CNG может использоваться вместе с бензином и дизельным топливом, требуя, чтобы транспортное средство переключалось между видами топлива для оптимальных рабочих характеристик. Однако, пространственные ограничения не предоставляют возможности для включения отдельных топливных баков во все транспортные средства. Предпочтительная система может быть системой, которая хранит жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо вместе в одном баке. В частности, CNG способен частично растворяться в бензине или дизельном топливе, когда хранится вместе под относительно низким давлением (100 атмосфер).
Хранение смеси находящегося под давлением газового топлива и жидкого топлива внутри одного бака преподносит проблемы для использования топлива, для того чтобы получать преимущества наличия как находящегося под давлением газового топлива, так и жидкого топлива, имеющихся в распоряжении для сгорания. Несмотря на то, что стратегии использования топлива были разработаны для транспортных средств с множеством топливных баков, эти решения недостаточны, чтобы управлять использованием топлива для транспортного средства с одиночным топливным баком для смешанного топлива. В некоторых примерах, операции с жидким топливом могут зависеть от давления в топливном баке, находящегося выше порогового значения, для того чтобы распределять жидкое топливо по направляющей-распределителю для топлива. Кроме того, составляющая жидкой фазы может, например, содержать в себе смесь CNG и бензина или дизельного топлива. Эта смесь имеет иные свойства, чем CNG или бензин/дизельное топливо сами по себе, и должна учитываться в стратегии использования топлива транспортного средства.
Известна раскрытая в заявке на патент RU 2008138574 система для внутреннего сгорания, работающая на первом и втором видах топлива, в частности для привода транспортного средства, причем первый вид топлива имеет достаточную смазывающую способность для смазывания седел клапанов внутреннего сгорания, причем система имеет два, по меньшей мере, частично соотнесенных с различными видами топлива топливных контура, а также, по меньшей мере, одно электронное устройство управления для управления эксплуатацией внутреннего сгорания как на первом виде топлива, так и на втором виде топлива, отличающаяся тем, что устройство управления пригодно для управления эксплуатацией внутреннего сгорания так, что первый вид топлива подается для внутреннего сгорания во время предварительно задаваемых интервалов.
Однако в данной системе не известно хранение разных видов топлива в одном баке и выбор видов топлива в зависимости от давления в топливном баке.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Изобретатели в материалах настоящей заявки осознали вышеприведенные проблемы и разработали системы и способы, чтобы по меньшей мере частично принимать меры в ответ на эти проблемы.
В одном из аспектов раскрыта топливная система для двигателя внутреннего сгорания, содержащая: топливный бак, выполненный с возможностью хранить жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, способное к частичному растворению в жидком топливе; группу топливных форсунок непосредственного впрыска в сообщении с группой цилиндров; первую топливную магистраль, присоединенную между группой топливных форсунок непосредственного впрыска и топливным баком, первая топливная магистраль выполнена с возможностью подавать жидкое топливо в группу топливных форсунок непосредственного впрыска; группу топливных форсунок оконного впрыска в сообщении с группой цилиндров; вторую топливную магистраль, присоединенную между группой топливных форсунок оконного впрыска и топливным баком, вторая топливная магистраль выполнена с возможностью подавать находящееся под давлением газовое топливо в группу топливных форсунок оконного впрыска; и контроллер, сконфигурированный с помощью команд, хранимых в невременной памяти и исполняемых процессором, чтобы: в ответ на давление в топливном баке ниже порогового значения давления, эксплуатировать группу цилиндров на топливе из группы топливных форсунок непосредственного впрыска, а не на топливе из группы топливных форсунок оконного впрыска.
В дополнительных аспектах раскрыто, что контроллер дополнительно сконфигурирован с помощью команд, хранимых в невременной памяти и исполняемых процессором, чтобы в ответ на уровень жидкости в топливном баке ниже порогового значения уровня жидкости, эксплуатировать группу цилиндров на топливе из группы топливных форсунок оконного впрыска, а не на топливе из группы топливных форсунок непосредственного впрыска.
В дополнительных аспектах раскрыто, что контроллер дополнительно сконфигурирован с помощью команд, хранимых в невременной памяти и исполняемых процессором, чтобы в ответ на запаздывание искрового зажигания большее, чем пороговое значение, регулировать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска, на основании действующего октанового числа жидкого топлива и действующего октанового числа находящегося под давлением газового топлива.
В дополнительных аспектах раскрыто, что контроллер дополнительно сконфигурирован с помощью команд, хранимых в невременной памяти и исполняемых процессором, чтобы регулировать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска, на основании удельной стоимости энергии топлива у жидкого топлива и удельной стоимости энергии топлива у находящегося под давлением газового топлива.
В дополнительных аспектах раскрыто, что контроллер дополнительно сконфигурирован с помощью команд, хранимых в невременной памяти и исполняемых процессором, чтобы в ответ на нагрузку двигателя меньшую, чем пороговое значение, увеличивать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска.
В дополнительных аспектах раскрыто, что контроллер дополнительно сконфигурирован с помощью команд, хранимых в невременной памяти и исполняемых процессором, чтобы в ответ на абсолютное давление в коллекторе, возрастающее выше порогового значения, увеличивать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска.
В дополнительных аспектах раскрыто, что контроллер дополнительно сконфигурирован с помощью команд, хранимых в невременной памяти и исполняемых процессором, чтобы регулировать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска, на основании углерод-водородного отношения жидкого топлива и углерод-водородного отношения находящегося под давлением газового топлива.
В одном из примеров, способ для двигателя содержит: в ответ на давление в топливном баке, находящееся ниже порогового значения давления, впрыск только жидкого топлива в цилиндр двигателя, топливный бак хранит жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, частично растворенное в жидком топливе. Таким образом, находящееся под давлением газовое топливо может сохраняться, соответственно поддерживая градиент давления внутри топливной системы и предоставляя возможность для разумного использования находящегося под давлением газового топлива, например, во время условий холодного запуска.
В еще одном примере, раскрыта топливная система для двигателя внутреннего сгорания, содержащая: топливный бак, выполненный с возможностью хранить жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, способное к частичному растворению в жидком топливе; группу топливных форсунок непосредственного впрыска в сообщении с группой цилиндров; первую топливную магистраль, присоединенную между группой топливных форсунок непосредственного впрыска и топливным баком, первая топливная магистраль выполнена с возможностью подавать жидкое топливо в группу топливных форсунок непосредственного впрыска; группу топливных форсунок оконного впрыска в сообщении с группой цилиндров; вторую топливную магистраль, присоединенную между группой топливных форсунок оконного впрыска и топливным баком, вторая топливная магистраль выполнена с возможностью подавать находящееся под давлением газовое топливо в группу топливных форсунок оконного впрыска; и контроллер, сконфигурированный с помощью команд, хранимых в невременной памяти и исполняемых процессором, чтобы: в ответ на давление в топливном баке, находящееся ниже порогового значения давления, эксплуатировать группу цилиндров на топливе из группы топливных форсунок непосредственного впрыска, а не на топливе из группы топливных форсунок оконного впрыска. Таким образом, двигатель может работать исключительно на непосредственно впрыскиваемом жидком топливе наряду с поддержанием достаточной пригодности октанового числа.
В еще одном другом примере, способ для двигателя, имеющего топливный бак, выполненный с возможностью хранить жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, способное к частичному растворению в жидком топливе, содержит: в ответ на давление в топливном баке, находящееся ниже порогового значения давления, впрыск только жидкого топлива в цилиндр двигателя; и в ответ на жидкое топливо в топливном баке, находящееся ниже порогового значения уровня жидкости, впрыск только находящегося под давлением газового топлива в цилиндр двигателя. Таким образом, способность двигателя работать на жидком топливе, находящемся под давлением газовом топливе или комбинации обоих видов топлива по мере необходимости может поддерживаться на основании текущей доступности топлива.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, взятого отдельно или вместе с прилагаемыми чертежами.
Должно быть понятно, что раскрытие полезной модели, приведенное выше, предоставлено для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 схематически изображает примерный вариант осуществления цилиндра двигателя внутреннего сгорания.
Фиг. 2 показывает схематическое изображение системы двигателя и подачи топлива, выполненной с возможностью работать на смеси газового топлива и жидкого топлива.
Фиг. 3 показывает примерную высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для стратегии использования топлива для системы двигателя и подачи топлива, изображенной на фиг. 1 и 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее описание относится к системам и способам для стратегии использования топлива для системы двигателя, включающей в себя топливную систему, которая работает на обоих, жидком топливе и газовом топливе, два вида топлива хранятся вместе в топливном баке высокого давления. Система двигателя может включать в себя цилиндр, сконфигурированный как топливной форсункой оконного впрыска, так и топливной форсункой непосредственного впрыска, как показано на фиг. 1. Система двигателя может включать в себя многоцилиндровый двигатель, присоединенный к топливной системе с системой подачи топлива, как изображено на фиг. 2. Фиг. 3 иллюстрирует примерный способ для стратегии использования топлива для системы двигателя, изображенной на фиг. 1 и 2.
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 турбиной 176 с приводом от отработавших газов, скомпонованной 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, может 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 работу двигателя с детонацией.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, в выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 14, включающий в себя две топливные 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 как боковую форсунку, она также может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 172, включающей в себя топливный бак, топливные насосы, направляющую-распределитель для топлива и формирователь 168. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в таком случае, установка момента непосредственного впрыска топлива может 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 как оконный впрыск топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное окно выше по потоку от цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW-2, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 171. Топливо может подаваться в топливную форсунку 170 топливной системой 172.
Топливо может подаваться обеими форсунками в цилиндр в течение одиночного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть полного впрыска топлива, который подвергается сгоранию в цилиндре 14. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из каждой форсунки, может меняться в зависимости от условий эксплуатации, таких как описанные ниже. Относительное распределение совокупного впрыскиваемого топлива среди форсунок 166 и 170 может указываться ссылкой как первое соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 170 (оконного впрыска) может быть примером более высокого первого соотношения оконного и непосредственного впрыска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 166 (непосредственного впрыска) может быть более низким первым соотношением оконного 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 оконным впрыском 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 как одиночный впрыск или множественные впрыски. Таковые могут включать в себя многочисленные впрыски во время такта сжатия, многочисленные впрыски во время такта впуска или комбинацию некоторого количества непосредственных впрысков во время такта сжатия и некоторого количества во время такта впуска. Когда выполняются многочисленные непосредственные впрыски, относительное распределение совокупного непосредственно впрыскиваемого топлива между (непосредственным) впрыском такта впуска и (непосредственным) впрыском такта сжатия может указываться ссылкой как второе соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества непосредственно впрыскиваемого топлива для события сгорания во время такта впуска может быть примером более высокого второго соотношения непосредственного впрыска такта впуска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания во время такта сжатия может быть примером более низкого второго соотношения непосредственного впрыска такта сжатия. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска.
По существу, даже для одиночного события сгорания, впрыскиваемое топливо может впрыскиваться с разными установками момента из форсунки оконного и непосредственного впрыска. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.
Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр, подобным образом, может включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания, и т. д.
Топливные форсунки 166 и 170 могут иметь разные характеристики. Таковые включают в себя отличия по размеру, например, одна форсунка может иметь большее отверстие для впрыска, чем другая. Другие отличия включают в себя, но без ограничения, разные углы факела распыла, разные рабочие температуры, разное нацеливание, разную установку момента впрыска, разные характеристики факела распыла, разные расположения, и т. д. Более того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 170 и 166, могут достигаться разные эффекты.
Топливная система 172 может включать в себя один топливный бак или многочисленные топливные баки. В вариантах осуществления, где топливная система 172 включает в себя многочисленные топливные баки, топливные баки могут содержать в себе идентичное качество топлива или могут вмещать топливо с разными качествами топлива, такими как разные составы топлива. Эти различия могут включать в себя разное содержание спиртов, разное октановое число, разную теплоту парообразования, разные топливные смеси и/или их комбинацию и т.д. В одном из примеров, топливо с разным содержанием спиртов могло бы включать в себя смеси бензина, этилового спирта, метилового спирта или спиртов, такие как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (которая приблизительно является 85% метилового спирта и 15% бензина). Другие спиртосодержащие виды топлива могли бы быть смесью спирта и воды, смесью спирта, воды и бензина и т.д. В некоторых примерах, топливная система 172 может включать в себя топливный бак, который содержит в себе жидкое топливо, такое как бензин, и также содержит в себе газовое топливо, такое как CNG. Топливные форсунки 166 и 170 могут быть выполнены с возможностью впрыскивать топливо из одного и того же топливного бака, из разных топливных баков, из множества одних и тех же топливных баков или из перекрывающегося множества топливных баков. Несмотря на то, что фиг. 1 изображает топливную форсунку 166 как топливную форсунку непосредственного впрыска и топливную форсунку 170 как топливную форсунку оконного впрыска, в других вариантах осуществления, обе форсунки 166 и 170 могут быть сконфигурированы как топливные форсунки оконного впрыска или могут быть обе сконфигурированы как топливные форсунки непосредственного впрыска.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 как микрокомпьютер, включающий в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный как микросхема 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, дежурную 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 всасываемого 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 предполагаются, но специально не перечислены. Примерные процедуры, которые могут выполняться контроллером, описаны в материалах настоящей заявки и со ссылкой на фиг. 3.
Фиг. 2 показывает принципиальную схему многоцилиндрового двигателя в соответствии с настоящим раскрытием. Как изображено на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания включает в себя цилиндры 14, присоединенные к впускному каналу 144 и выпускному каналу 148. Впускной канал 144 может включать в себя дроссель 162. Выпускной канал 148 может включать в себя устройство 178 снижения токсичности выбросов.
Цилиндры 14 могут быть сконфигурированы как часть головки 201 блока цилиндров. На фиг. 2, показана головка 201 блока цилиндров с 4 цилиндрами в рядной конфигурации. В некоторых примерах, головка 201 блока цилиндров может иметь большее или меньшее количество цилиндров, например, шесть цилиндров. В некоторых примерах, цилиндры могут быть скомпонованы в V-образной конфигурации или другой пригодной конфигурации.
Головка 201 блока цилиндров показана присоединенной к топливной системе 172. Цилиндр 14 показан присоединенным к топливным форсункам 166 и 170. Хотя показан только один цилиндр, присоединенный к топливным форсункам, должно быть понятно, что все цилиндры 14, заключенные в головке 201 блока цилиндров, также могут быть присоединены к одной или более топливным форсункам. В этом примерном варианте осуществления, топливная форсунка 166 изображена как топливная форсунка непосредственного впрыска, а топливная форсунка 170 изображена как топливная форсунка оконного впрыска. Каждая топливная форсунка может быть выполнена с возможностью подавать конкретное количество топлива в конкретный момент времени в цикле двигателя в ответ на команды из контроллера 12. Одна или обе топливных форсунки могут использоваться для подачи сжигаемого топлива в цилиндр 14 во время каждого цикла сгорания. Установка момента и количество впрыска топлива могут регулироваться как функция условий эксплуатации двигателя.
Топливная система 172 включает в себя топливный бак 200. Топливный бак 200 может включать в себя жидкое топливо, такое как бензин или дизельное топливо, и также может включать в себя газовое топливо, такое как CNG. Топливный бак 200 может быть выполнен с возможностью хранить жидкое топливо и газовое топливо вместе под относительно низким давлением по сравнению с традиционным хранением CNG (которое находится около 200-250 атмосфер). Например, газовое топливо может добавляться до давления в 100 атмосфер. Таким образом, часть газового топлива может растворяться в жидком топливе. При 100 атмосферах, CNG может растворяться в бензине до точки, где 40% жидкой составляющей топлива в топливном баке 200 являются CNG. Топливный бак 200 может включать в себя датчик 211 давления, датчик 212 температуры и датчик 215 уровня жидкости.
Топливная форсунка 166 может быть присоединена к топливному баку 200 в конфигурации, где жидкое топливо, хранимое в топливном баке 200, подается в топливную форсунку 166. Топливная форсунка 166 показана присоединенной к направляющей-распределителю 205 для топлива. Направляющая-распределитель 205 для топлива может быть присоединена к топливной магистрали 220. Направляющая-распределитель 205 для топлива может включать в себя один или более датчиков, таких как датчики давления или температуры. Топливная магистраль 220 присоединена к топливному баку 200. Топливная магистраль 220 может быть присоединена к нижней части топливного бака 200, для того, чтобы извлекать жидкое топливо из топливного бака 200. Топливная магистраль может быть присоединена к топливному насосу 210. В некоторых случаях, топливный насос 210 может быть не включен в топливную систему 172. В таких вариантах осуществления, давление газового топлива, хранимого в топливном баке 200, может использоваться, чтобы выгонять жидкое топливо из топливного бака 200 в топливную магистраль 220. В вариантах осуществления, где топливный насос 210 не включен в состав, клапан для жидкого топлива может быть присоединен к топливной магистрали 220, чтобы управлять потоком жидкого топлива через топливную магистраль 220.
Топливная форсунка 170 может быть присоединена к топливному баку 200 в конфигурации, где газовое топливо, хранимое в топливном баке 200, подается в топливную форсунку 170. Топливная форсунка 170 показана присоединенной к направляющей-распределителю 206 для топлива. Направляющая-распределитель 206 для топлива может быть присоединена к топливной магистрали 221. Направляющая-распределитель 206 для топлива может включать в себя один или более датчиков, таких как датчики давления или температуры. Топливная магистраль 221 присоединена к топливному баку 200. Топливная магистраль 221 может быть присоединена к верхней части топливного бака 200, для того чтобы извлекать газовое топливо из топливного бака 200. Топливная магистраль 221 может быть присоединена к одному или более топливных насосов. Топливная магистраль 221 может включать в себя магистральный клапан, клапан сброса давления, коалесцирующий фильтр и/или регулятор давления. Направляющая-распределитель 206 для топлива может быть сконфигурирована, чтобы быть направляющей-распределителем для топлива более высокого давления, а направляющая-распределитель 205 для топлива может быть сконфигурирована, чтобы быть направляющей-распределителем для более низкого давления. Направляющая-распределитель 205 для топлива может быть выполнена с возможностью содержать в себе жидкое топливо под более низким давлением, чем топливный бак 200. В таких вариантах осуществления, некоторое количество газового топлива может улетучиваться из эмульсии жидкого топлива/газового топлива. Клапан сброса давления и/или магистраль откачки могут быть присоединены к направляющей-распределителю 205 для топлива, из условия чтобы только жидкое топливо впрыскивалось через топливную форсунку 166, и из условия чтобы газовое топливо удалялось и/или подвергалось рециркуляции из топливной системы 172. В некоторых вариантах осуществления, обе топливные форсунки 166 и 170 могут быть топливными форсунками оконного впрыска, или обе могут быть топливными форсунками непосредственного впрыска. В качестве альтернативы, топливная форсунка 166 для жидкого топлива может быть сконфигурирована как топливная форсунка оконного впрыска, а топливная форсунка 170 для газового топлива может быть топливной форсункой непосредственного впрыска.
Топливная система 172 показана присоединенной к системе 250 дозаправки топливом. Система 250 дозаправки топливом может быть присоединена к топливному баку 200 через клапан 218 доступа в бак. Клапан 218 доступа в бак может быть присоединен к трубопроводу 260 дозаправки топливом. Трубопровод 260 дозаправки топливом может включать в себя отверстие 255 дозаправки топливом высокого давления. Отверстие 255 дозаправки топливом высокого давления может быть выполнено с возможностью принимать штуцер топливного насоса для находящегося под давлением газового топлива или штуцер топливного насоса, выполненный с возможностью подавать находящуюся под давлением смесь жидкого топлива и газового топлива. В некоторых случаях, второе отверстие дозаправки топливом высокого давления может быть включено в состав, чтобы предоставлять возможность совместимости с более чем одним типом штуцеров топливного насоса высокого давления.
Доступ к отверстию 255 дозаправки топливом высокого давления может контролироваться замком 257 дозаправки топливом. В некоторых вариантах осуществления, замок 257 дозаправки топливом может быть запорным механизмом топливной крышки. Запорный механизм топливной крышки может быть выполнен с возможностью автоматически запирать топливную крышку в закрытом положении, так чтобы топливная крышка не могла открываться. Например, топливная крышка может оставаться запертой с помощью замка 257 дозаправки топливом, в то время как давление в топливном баке является большим, чем пороговое значение. Запорный механизм топливной крышки может быть защелкой или захватом, которые, когда введены в зацепление, предотвращают снятие топливной крышки. Защелка или захват могут запираться электрически, например, посредством соленоида или могут запираться механически, например, диафрагмой под давлением.
В некоторых вариантах осуществления, замок 257 дозаправки топливом может быть клапаном наливного патрубка, расположенным в устье трубопровода 260 дозаправки топливом. В таких вариантах осуществления, замок 257 дозаправки топливом может предотвращать вставку насоса дозаправки топливом в трубопровод 260 дозаправки топливом. Клапан наливного патрубка может запираться электрически, например, посредством соленоида или запираться механически, например, диафрагмой под давлением.
В некоторых вариантах осуществления, замок 257 дозаправки топливом может быть замком лючка дозаправки топливом, таким как защелка или захват, который запирает лючок дозаправки топливом, расположенный на панели кузова транспортного средства. Замок лючка дозаправки топливом может запираться электрически, например, посредством соленоида или запираться механически, например, диафрагмой под давлением.
В вариантах осуществления, где замок 257 дозаправки топливом запирается с использованием электрического механизма, замок 257 дозаправки топливом может отпираться командами контроллера 12, например, когда давление в топливном баке снижается ниже порогового значения давления. В вариантах осуществления, где замок 257 дозаправки топливом запирается с использованием механического механизма, замок 257 дозаправки топливом может отпираться с помощью градиента давления, например, когда давление в топливном баке снижается ниже порогового значения.
Трубопровод 260 дозаправки топливом может быть присоединен к трубопроводу 280 дозаправки топливом низкого давления. Трубопровод дозаправки топливом низкого давления может включать в себя отверстие 265 дозаправки топливом низкого давления и запорный клапан 290. Доступ к отверстию 265 дозаправки топливом может контролироваться замком 267 дозаправки топливом. Замок 267 дозаправки топливом может содержать один из примеров, описанных для замка 257 дозаправки топливом. Замки 257 и 267 дозаправки топливом могут быть разными механизмами и могут быть реагирующими на разные пороговые значения давления топлива.
В некоторых вариантах осуществления, трубопровод 280 дозаправки топливом низкого давления может включать в себя буферный бачок, присоединенный между отверстием 265 дозаправки топливом низкого давления и запорным клапаном 290. Буферный бачок 270 может включать в себя датчик жидкости. Трубопровод 280 дозаправки топливом низкого давления дополнительно может включать в себя насос дозаправки топливом, присоединенный между буферным бачком и запорным клапаном 290. Насос дозаправки топливом может работать, только когда давление в топливном баке находится ниже порогового значения, и может работать, только когда есть уровень жидкости в буферном бачке, который считывается датчиком жидкости. Таким образом, насос дозаправки топливом может не закачивать топливо/воздушную смесь в топливный бак 200. Кроме того, когда давление в топливном баке достигает порогового значения, насос дозаправки топливом может выключаться контроллером 12, заставляя жидкое топливо накапливаться в буферном бачке. Это может побуждать штуцер заправочной колонки для жидкого топлива, введенный в контакт с отверстием 265 дозаправки топливом низкого давления, самостоятельно выключаться.
По выбору, вспомогательный бак может быть присоединен к топливному баку 200 через топливную магистраль для газового топлива. Насос сброса давления может быть присоединен к топливной магистрали для газового топлива между топливным баком 200 и вспомогательным баком. Насос сброса давления может вводиться в действие для перекачивания газового топлива из топливного бака 200 и во вспомогательный бак. Когда вспомогательный бак включен в систему 250 дозаправки топливом, топливный бак 200 может активно сбрасывать давление, чтобы предоставлять возможность дозаправки жидким топливом низкого давления. Насос сброса давления может вводиться в действие для перекачивания газового топлива или паров топлива из топливного бака 200 во вспомогательный бак. По снижению давления в топливном баке 200 ниже порогового значения, может предоставляться возможность дозаправки жидким топливом низкого давления, например, посредством отпирания замка 267 дозаправки топливом.
Фиг. 3 изображает примерную процедуру 300 для высокоуровневого способа для использования топлива для топливной системы на смешанном жидком углеводородном/газовом топливе. Процедура 300 будет описана в материалах настоящей заявки со ссылкой на компоненты и системы, изображенные на фиг. 1 и 2, хотя способ может применяться к другим системам, не выходя из объема этого раскрытия. Процедура 300 может выполняться контроллером 12 и может храниться как исполняемые команды в невременной памяти.
Способ 300 может начинаться на 305 оценкой условий эксплуатации двигателя. Условия эксплуатации двигателя могут измеряться, оцениваться или логически выводиться, и могут включать в себя различные условия транспортного средства, такие как скорость транспортного средства, различные условия топливной системы, такие как давление в топливном баке, а также различные условия эксплуатации двигателя, такие как режим работы двигателя, число оборотов двигателя, температура двигателя, температура отработавших газов, уровень наддува, MAP, MAF, требование крутящего момента, требование мощности в лошадиных силах, и т. д.
Продолжаясь на 310, способ 300 может включать в себя определение, является ли давление в топливном баке меньшим, чем пороговое значение давления. Давление в топливном баке может определяться с помощью одного или более датчиков давления, таких как датчик 211 давления, как изображенный на фиг. 2. Пороговое значение давления может быть предопределенным или может определяться на основании условий эксплуатации двигателя как оценено на 305. Пороговое значение давления может быть более высоким в системах, где топливный насос 210 не включен в состав. В таких вариантах осуществления, высокое давление газового топлива может требоваться для перемещения потока жидкого топлива из топливного бака 200 в топливную магистраль 220, а кроме того, в направляющую-распределитель 205 для топлива. Если система включает в себя топливный насос, пороговое давление в баке могло бы быть не выше, чем 0 фунтов на квадратный дюйм. Пороговое значение может быть установлено в значение, эквивалентное количеству газового топлива, необходимому для выполнения одного или более холодных запусков. Если давление в топливном баке является меньшим, чем пороговое значение давления, способ 300 может переходить на 315. На 315, способ 300 может включать в себя вход в режим только на жидком топливе. Это может включать в себя эксплуатацию на топливе, впрыскиваемом через форсунку 166 непосредственного впрыска и не эксплуатацию на топливе, впрыскиваемом через топливную форсунку 170 оконного впрыска. Таким образом, газовое топливо может сберегаться, когда исчерпано, не лишая двигатель топлива. Способ 300 затем может заканчиваться.
Если давление в топливном баке является большим, чем пороговое значение давления, способ 300 может переходить на 320. На 320, способ 300 может включать в себя определение, является ли уровень жидкости в топливном баке меньшим, чем пороговое значение уровня жидкости. Уровень жидкости в топливном баке может определяться с помощью одного или более датчиков уровня жидкости, таких как датчик 215 уровня жидкости, как изображенный на фиг. 2. Пороговое значение уровня жидкости может быть предопределенным или может определяться на основании условий эксплуатации двигателя как оценено на 305. Если уровень жидкости в топливном баке является меньшим, чем пороговое значение уровня жидкости, способ 300 может переходить на 325. На 325, способ 300 может включать в себя вход в режим только на газовом топливе. Это может включать в себя эксплуатацию на топливе, впрыскиваемом через топливную форсунку 170 оконного впрыска и не эксплуатацию на топливе, впрыскиваемом через топливную форсунку 166 непосредственного впрыска, а кроме того, может включать в себя вывод из работы топливного насоса 210, когда включен в систему. Способ 300 затем может заканчиваться.
Если уровень жидкости в топливном баке является большим, чем пороговое значение уровня жидкости, способ 300 может переходить на 330. На 330, способ 300 может включать в себя определение, ограничен ли двигатель детонацией на данный момент. Определение, ограничен ли двигатель детонацией, может включать в себя сравнение величины запаздывания искрового зажигания от MBT с пороговым запаздыванием искрового зажигания. Определение, ограничен ли двигатель детонацией, также может включать в себя определение, выявлялись ли и/или предсказывались ли события детонации в двигателе одним или более датчиков, таких как датчик детонации. Определение, ограничен ли двигатель детонацией, также может включать в себя оценку последней предыстории событий управления двигателем, в том числе, определение, приводили ли выявление или предсказание детонации в двигателе к осуществлению запаздывания установки момента искрового зажигания от MBT. Если двигатель определен ограниченной детонацией, способ 300 может переходить на 335.
На 335, способ 300 может включать в себя повышение относительного использования топлива с большим действующим октановым числом. Таким образом, установка момента искрового зажигания может подвергаться опережению ближе к MBT, повышая коэффициент полезного действия и рабочие характеристики двигателя. Действующее октановое число жидкого и газового видов топлива может быть основано на октановой характеристике для видов топлива. Октановая характеристика для видов топлива может определяться опытным путем или может вводиться через интерфейс во время дозаправки топливом. Однако, топливо с большей октановой характеристикой не обязательно может иметь большее действующее октановое число. Например, CNG типично имеет более высокую октановую характеристику, чем бензин или дизельное топливо. Однако, газовое топливо может включать в себя компоненты с более низким октановым числом, такие как пропан. Подобным образом, жидкое топливо может включать в себя компоненты с более высоким октановым числом, такие как этиловый спирт. В вариантах осуществления, где одно топливо связано с топливной форсункой непосредственного впрыска, а второе топливо связано с топливной форсункой оконного впрыска, действующее октановое число видов топлива может быть частично основано на различиях охлаждения испарением, происходящего из-за впрыска видов топлива.
В некоторых вариантах осуществления, топливо с наибольшим действующим октановым числом может быть смесью жидкого топлива и газового топлива. Например, когда топливный бак находится под высоким давлением, доля CNG может растворяться в жидком топливе. Таким образом, когда жидкое топливо подается в направляющую-распределитель 205 для топлива, оно может содержать в себе CNG, растворенный в жидком топливе. Как описано в материалах настоящей заявки и со ссылкой на фиг. 2, некоторые варианты осуществления могут сбрасывать давление жидкого топлива в направляющей-распределителе 205 для топлива и могут быть выполнены с возможностью удалять улетучившееся газовое топливо. Для того, чтобы удерживать топливо с более высоким октановым числом, направляющая-распределитель 205 для топлива может подвергаться повышению давления до более высокого давления, для того чтобы поддерживать CNG растворенным в жидком топливе, или может иным образом удерживать компоненты CNG внутри жидкого топлива, из условия чтобы находящаяся под давлением смесь CNG/жидкого топлива могла впрыскиваться через форсунку 166 непосредственного впрыска.
По существу, действующее октановое число для каждого топлива или комбинации видов топлива может предварительно программироваться, узнаваться или определяться многократно посредством передачи по обратной связи считывания детонации. Повышение относительного использования топлива с более высоким действующим октановым числом может не включать в себя полное переключение на топливо с большим действующим октановым числом. Например, двигатель может быть работающим в режиме двойного впрыска, с газовым топливом, впрыскиваемым оконным впрыском топлива во время такта впуска, и жидким топливом, непосредственно впрыскиваемым во время такта впуска и/или сжатия. В некоторых вариантах осуществления, количество топлива, впрыскиваемого оконным впрыском топлива, может поддерживаться или уменьшаться, а количество непосредственно впрыскиваемого топлива может увеличиваться соответствующим образом. Повышение относительного использования топлива с большим действующим октановым числом может включать в себя многократное повышение относительного использования топлива при большем эффективном октановом числе. В этих вариантах осуществления, относительные использования топлива могут изменяться повторно на основании считывания детонации обратной связи или других параметров, которые могут изменяться, по мере того, как изменяются условия эксплуатации двигателя. Способ 300 затем может заканчиваться.
Если двигатель не ограничен детонацией, как определено на 330, способ 300 может переходить на 340. На 340, способ 300 может включать в себя определение, известны ли относительные стоимости топлива у каждого топлива, хранимого в топливном баке. Если относительные стоимости каждого топлива, хранимого в топливном баке, известны, способ 300 может переходить на 345. На 345, способ 300 может включать в себя повышение использования топлива с более низкой стоимостью. Например, CNG может быть менее дорогим, чем бензин. В этом примере, относительное количество CNG, используемого для сгорания, повышалось бы относительно количества бензина, используемого для сгорания. Повышение относительного использования топлива с меньшей стоимостью может не включать в себя прекращение использования топлива с более высокой стоимостью. Как описано в материалах настоящей заявки, жидкое топливо, подаваемое в направляющую-распределитель 205 для топлива, может содержать растворенный CNG в жидком топливе. Повышение относительного использования топлива с более низкой стоимостью может включать в себя изменение процесса удаления CNG из жидкого топлива, находящегося в или поступающего в направляющую-распределитель 205 для топлива, из условия чтобы большее или меньшее количество CNG удерживалось в находящемся под давлением жидком топливе в зависимости от желательного результата.
Относительные стоимости топлива могут вводиться вручную оператором через интерфейс, присоединенный к контроллеру 12. В некоторых вариантах осуществления, транспортное средство может автоматически принимать информацию о стоимости топлива с заправочной станции, из сети Интернет, из навигационной системы, и т.д. Относительная стоимость топлива может быть основана на цене топлива на самой последней остановке для дозаправки топливом и/или может быть основана на цене топлива на ближайшей к транспортному средству заправочной станции. Относительная стоимость топлива может быть основана на относительной доступности каждого топлива. Например, поездка транспортного средства может быть запрограммирована в навигационной системе транспортного средства. Если одного из видов топлива не было в распоряжении для дозаправки топливом на основании запрограммированной поездки (например, автомобиль проезжает маршрут без заправочных станций для CNG), топливом с более низкой стоимостью может быть топливо, которое легче доступно для дозаправки топливом. После повышения использования топлива с более низкой стоимостью, способ 300 может заканчиваться.
Если относительные стоимости каждого топлива, хранимого в топливном баке, не известны, способ 300 может переходить на 350. На 350, способ 300 может включать в себя определение, является ли двигатель работающим в условиях с дросселированием. Определение, является ли двигатель работающим в условиях с дросселированием, может включать в себя сравнение нагрузки двигателя, положения дросселя, MAP и т.д., с пороговым значением или последовательностью пороговых значений. Если двигатель является работающим в условиях с дросселированием, способ 300 может переходить на 355. На 355, способ 300 может включать в себя повышение относительного использования газового топлива. Повышение относительного использования газового топлива может не включать в себя прекращение использования жидкого топлива. Газовое топливо занимает больший объем, чем жидкое топливо. Посредством увеличения относительного количества газового топлива, меньшая насосная работа выполняется, в то время как двигатель работает в условиях с дросселированием. Кроме того, CNG имеет меньшее охлаждение испарением, чем бензин или дизельное топливо; увеличение использования газового топлива может приводить к меньшей насосной работе также по этой причине. В некоторых вариантах осуществления, таких как система, включающая в себя безнаддувный двигатель, может быть возможным определять, является ли двигатель приближающимся к рабочему состоянию без дросселирования. Например, MAP, повышающееся выше порогового значения, может обозначать окончание рабочего состояния с дросселированием. В таких вариантах осуществления, использование жидкого топлива может повышаться соответствующим образом.
Если двигатель не является работающим в условиях с дросселированием, способ 300 может переходить на 360. На 360, способ 300 может включать в себя определение, известна ли относительная углеродистость каждого топлива, хранимого в топливном баке. Если относительная углеродистость каждого топлива, хранимого в топливном баке, известна, способ 300 может переходить на 365. На 365, способ 300 может включать в себя повышение относительного использования более низкоуглеродистого топлива. Повышение относительного использования более низкоуглеродистого топлива может не включать в себя прекращение использования более высокоуглеродистого топлива. В некоторых вариантах осуществления, относительные значения углеродистости могут быть известными или предварительно запрограммированными. Например, CNG имеет более низкую углеродистость, чем бензин или дизельное топливо, вследствие своего более низкого углерод-водородного отношения. В некоторых вариантах осуществления, пользователь может обновлять свойства топлива через интерфейс при дозаправке топливом. В качестве альтернативы или дополнительно, свойства топлива могут получаться с заправочной станции, из сети Интернет или определяться многократно. Например, регулировка может производиться для учета содержания спирта в жидком топливе, таком как E10, E85 и т.д. В некоторых вариантах осуществления, углеродистость может корректироваться на основании возобновляемого содержания топлива, такого как этиловый спирт, биометан или биодизельное топливо.
Если относительная углеродистость каждого топлива, хранимого в топливном баке, не известна, способ 300 может переходить на 370. На 370, способ 300 может включать в себя поддержание относительного использования газового топлива и жидкого топлива. Способ 300 затем может заканчиваться.
Системы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на фиг. 1 и 2, и способы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на фиг. 3, могут задействовать один или более способов. В одном из примеров, способ для двигателя, содержит: в ответ на давление в топливном баке, находящееся ниже порогового значения давления, впрыск только жидкого топлива в цилиндр двигателя, топливный бак хранит жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, частично растворенное в жидком топливе. Способ дополнительно может содержать: в ответ на жидкое топливо в топливном баке, находящееся ниже порогового значения уровня жидкости, впрыск только находящегося под давлением газового топлива в цилиндр двигателя. Способ дополнительно может содержать: в ответ на запаздывание искрового зажигания, являющееся большим, чем пороговое значение, регулировку соотношения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, впрыскиваемых в цилиндр двигателя, на основании действующего октанового числа жидкого топлива и действующего октанового числа находящегося под давлением газового топлива. В некоторых вариантах осуществления, способ дополнительно может содержать: регулировку соотношения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, впрыскиваемых в цилиндр двигателя, на основании удельной стоимости энергии топлива у жидкого топлива и удельной стоимости энергии топлива у находящегося под давлением газового топлива. В некоторых вариантах осуществления, способ дополнительно может содержать: в ответ на нагрузку двигателя, являющуюся меньшей, чем пороговое значение, увеличение соотношения находящегося под давлением газового топлива и жидкого топлива, впрыскиваемых в цилиндр двигателя. Способ дополнительно может содержать: в ответ на абсолютное давление в коллекторе, возрастающее выше порогового значения, увеличение соотношения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, впрыскиваемых в цилиндр двигателя. В некоторых вариантах осуществления, способ дополнительно может содержать: регулировку соотношения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, впрыскиваемых в цилиндр двигателя, на основании углерод-водородного отношения жидкого топлива и углерод-водородного отношения находящегося под давлением газового топлива. В некоторых вариантах осуществления, жидкое топливо является бензином, дизельным топливом или спиртобензиновой смесью (например, E10, E85, M15 или M85), а находящимся под давлением газовым топливом является CNG. В некоторых примерах, находящееся под давлением газовое топливо подвергается оконному впрыску топлива в цилиндр двигателя, а жидкое топливо подвергается непосредственному впрыску топлива в цилиндр двигателя. Другие варианты осуществления могут использовать две топливные форсунки оконного впрыска или две топливные форсунки непосредственного впрыска на цилиндр. В некоторых вариантах осуществления, находящееся под давлением газовое топливо может подвергаться непосредственному впрыску топлива в цилиндр двигателя, а жидкое топливо может подвергаться оконному впрыску топлива в цилиндр двигателя. Техническим результатом реализации этого способа является устранение необходимости в выделенном электрическом насосе для жидкого топлива, так как жидкое топливо может выгоняться в направляющую-распределитель для топлива градиентом давления, сформированным находящимся под давлением газовым топливом, до тех пор, пока давление в топливном баке остается выше порогового давления.
2
В еще одном примере, способ для двигателя, имеющего топливный бак, выполненный с возможностью хранить жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, способное к частичному растворению в жидком топливе, содержит: в ответ на давление в топливном баке, находящееся ниже порогового значения давления, впрыск только жидкого топлива в цилиндр двигателя; и в ответ на жидкое топливо в топливном баке, находящееся ниже порогового значения уровня жидкости, впрыск только находящегося под давлением газового топлива в цилиндр двигателя. Способ дополнительно может содержать: в ответ на запаздывание искрового зажигания, являющееся большим, чем пороговое значение, регулировку соотношения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, впрыскиваемых в цилиндр двигателя, на основании действующего октанового числа жидкого топлива и действующего октанового числа находящегося под давлением газового топлива; и в ответ на запаздывание искрового зажигания, являющееся меньшим, чем пороговое значение, регулировку соотношения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, впрыскиваемых в цилиндр двигателя, на основании удельной стоимости энергии топлива у жидкого топлива и удельной стоимости энергии топлива у находящегося под давлением газового топлива. Способ дополнительно может содержать: в ответ на нагрузку двигателя, являющуюся меньшей, чем пороговое значение, увеличение соотношения находящегося под давлением газового топлива и жидкого топлива, впрыскиваемых в цилиндр двигателя; и в ответ на нагрузку двигателя, являющуюся большей, чем пороговое значение, регулировку соотношения жидкого топлива и находящегося под давлением газового топлива, впрыскиваемых в цилиндр двигателя, на основании углерод-водородного отношения у жидкого топлива и углерод-водородного отношения находящегося под давлением газового топлива. В некоторых вариантах осуществления, жидкое топливо может быть бензином или дизельным топливом, а находящимся под давлением газовым топливом может быть CNG. Техническим результатом реализации этого способа является предоставление возможности всеобъемлющей стратегии использования топлива для системы двигателя с единым топливным баком для смешанного топлива, которая приоритезирует баланс стоимости топлива, коэффициент полезного действия двигателя и выбросы CO наряду с избеганием истощения запасов каждого топлива.
Системы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на фиг. 1 и 2, и способы, описанные в материалах настоящей заявки и изображенные на фиг. 3, могут задействовать одну или более систем. В одном из примеров, топливная система для двигателя внутреннего сгорания содержит: топливный бак, выполненный с возможностью хранить жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо, способное к частичному растворению в жидком топливе; группу топливных форсунок непосредственного впрыска в сообщении с группой цилиндров; первую топливную магистраль, присоединенную между группой топливных форсунок непосредственного впрыска и топливным баком, первая топливная магистраль выполнена с возможностью подавать жидкое топливо в группу топливных форсунок непосредственного впрыска; группу топливных форсунок оконного впрыска в сообщении с группой цилиндров; вторую топливную магистраль, присоединенную между группой топливных форсунок оконного впрыска и топливным баком, вторая топливная магистраль выполнена с возможностью подавать находящееся под давлением газовое топливо в группу топливных форсунок оконного впрыска; и контроллер, сконфигурированный командами, хранимыми в невременной памяти и исполняемыми процессором, чтобы: в ответ на давление в топливном баке, находящееся ниже порогового значения давления, эксплуатировать группу цилиндров на топливе из группы топливных форсунок непосредственного впрыска, а не на топливе из группы топливных форсунок оконного впрыска. Контроллер дополнительно может быть сконфигурирован командами, хранимыми в невременной памяти и исполняемыми процессором, чтобы: в ответ на уровень жидкости в топливном баке, находящийся ниже порогового значения уровня жидкости, эксплуатировать группу цилиндров на топливе из группы топливных форсунок оконного впрыска, а не на топливе из группы топливных форсунок непосредственного впрыска. Контроллер дополнительно может быть сконфигурирован командами, хранимыми в невременной памяти и исполняемыми процессором, чтобы: в ответ на запаздывание искрового зажигания, являющееся большим, чем пороговое значение, регулировать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска, на основании действующего октанового числа жидкого топлива и действующего октанового числа находящегося под давлением газового топлива. Контроллер дополнительно может быть сконфигурирован командами, хранимыми в невременной памяти и исполняемыми процессором, чтобы: регулировать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска, на основании удельной стоимости энергии топлива у жидкого топлива и удельной стоимости энергии топлива у находящегося под давлением газового топлива. Контроллер дополнительно может быть сконфигурирован командами, хранимыми в невременной памяти и исполняемыми процессором, чтобы: в ответ на нагрузку двигателя, являющуюся меньшей, чем пороговое значение, увеличивать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска. В некоторых вариантах осуществления, контроллер дополнительно может быть сконфигурирован командами, хранимыми в невременной памяти и исполняемыми процессором, чтобы: в ответ на абсолютное давление в коллекторе, возрастающее выше порогового значения, увеличивать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска. В некоторых примерах, контроллер дополнительно может быть сконфигурирован командами, хранимыми в невременной памяти и исполняемыми процессором, чтобы: регулировать соотношение топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок непосредственного впрыска, и топлива, впрыскиваемого в группу цилиндров двигателя группой топливных форсунок оконного впрыска, на основании углерод-водородного отношения жидкого топлива и углерод-водородного отношения находящегося под давлением газового топлива. Техническим результатом реализации этой системы является двигатель, присоединенный к одиночному топливному баку для смешанного топлива, где использование топлива подвергается непрерывному переопределению приоритета по мере того, как изменяются условия эксплуатации двигателя, не компрометируя коэффициент полезного действия двигателя и наряду с поддержанием базовых запасов как жидкого, так и газового топлива.
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 как исполняемые команды в невременной 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 невременную память машинно-читаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Необходимо отметить, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по сути, 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 настоящей полезной модули включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.
Последующая формула полезной модели в частности указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новых и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать элемент в единственном числе либо «первый» элемент, или его эквивалент. Должно быть понятно, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия полезной модели.