СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к регулировке стратегии впрыска топлива при работе в или переходе между режимами в двигателе внутреннего сгорания с переменным рабочим объемом (VDE).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели могут быть выполнены с возможностью работы на переменном количестве действующих или выведенных из работы цилиндров, чтобы повышать экономию топлива, по выбору, наряду с поддержанием общего топливно-воздушного соотношения смеси выхлопных газов около стехиометрии. Такие двигатели известны как двигатели с переменным рабочим объемом (VDE). В некоторых примерах, часть цилиндров двигателя может быть выведена из работы в выбранных условиях, причем выбранные условия могут определяться параметрами, такими как интервал скоростей вращения/нагрузки, а также различными другими условиями работы, в том числе, скоростью транспортного средства. Система управления VDE может выводить из работы выбранные цилиндры посредством управления множеством деактиваторов клапанов цилиндра, которые оказывают воздействие на работу впускных и выпускных клапанов цилиндра, или посредством управления множеством избирательно отключаемых топливных форсунок, которые оказывают воздействие на топливоснабжение цилиндра.
Уменьшение количества действующих цилиндров также может понижать рабочую температуру различных компонентов двигателя и/или транспортного средства, потенциально ухудшая работу двигателя. Например, при переходе из режима с VDE (или режима частичных цилиндров, где один или более цилиндров выведены из работы) в режим без VDE (или режим полных цилиндров, где все цилиндры являются действующими), индивидуальная нагрузка цилиндра (основанная на заряде воздуха) может снижаться. Это может побуждать некоторые устройства снижения токсичности выхлопных газов, такие как каталитические нейтрализаторы выхлопных газов, охлаждаться ниже минимальной рабочей температуры, требуемой для эффективной работы.
Один из примерных подходов для эффективного управления температурой каталитических нейтрализаторов выхлопных газов и других устройств снижения токсичности выхлопных газов в двигателе VDE показан Глуглой и другими в US 6,415,601 (опубл. 09.07.2002, МПК F01N 3/20, F01N 9/00). В нем, один или более выведенных из работы цилиндров в выведенном из работы ряду двигателя подвергаются возобновлению работы в ответ на падение температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов ниже порогового значения. Посредством возобновления работы цилиндров, температура каталитического нейтрализатора выхлопных газов быстро поднимается.
Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальную проблему у такого подхода. Перенос на более ранний срок возобновления работы цилиндров для подъема температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов может приводить к пониженной экономии топлива. Более точно, посредством не предоставления двигателю возможности работать в режиме частичных цилиндров в течение более длительной продолжительности времени, выигрыши экономии топлива двигателя VDE не оптимизируются.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В одном из примеров, вышеприведенная проблема может быть по меньшей мере частично преодолена в системе двигателя, содержащей:
двигатель с каждой из первой и второй группы цилиндров;
топливную форсунку, присоединенную к каждому цилиндру двигателя;
устройство снижения токсичности выхлопных газов, присоединенное ниже по потоку от каждой из первой и второй группы цилиндров;
датчик температуры, выполненный с возможностью определения температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов; и
контроллер, содержащий команды для
избирательного вывода из работы второй группы цилиндров при поддержании первой группы цилиндров действующей в ответ на условия работы; и
при выведении из работы, в ответ на падение температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов,
поддержания второй группы цилиндров выведенными из работы при переключении впрыска топлива первой группы цилиндров с одиночного впрыска топлива на разделенный впрыск топлива.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер выполнен с возможностью переключения впрыска топлива с одиночного впрыска топлива на разделенный впрыск топлива, при этом указанное переключение представляет собой переключение впрыска топлива с одиночного впрыска в такте впуска на первый впрыск в такте впуска и второй впрыск в такте сжатия, причем отношение величины первого впрыска к величине второго впрыска основано на температуре устройства снижения токсичности выхлопных газов.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер содержит дополнительные команды для осуществления работы первой группы цилиндров с подвергнутой запаздыванию установкой момента зажигания при переключении впрыска топлива, причем величина запаздывания установки момента зажигания применяется на основании падения температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер содержит дополнительные команды для осуществления работы первой группы цилиндров с подвергнутым запаздыванию открыванием выпускного клапана при переключении впрыска топлива, причем величина запаздывания открывания выпускного клапана применяется на основании падения температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов.
Также предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых осуществляют избирательный вывод из работы одного или более цилиндров двигателя в ответ на условия работы, а при выведении из работы, контроль температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от одного или более цилиндров двигателя. В ответ на температуру, падающую ниже порогового значения, способ включает в себя работу действующих цилиндров на разделенном впрыске топлива. Таким образом, работа с VDE может продолжаться, не
ухудшая выбросы с выхлопными газами.
В одном из примеров, двигатель с переменным рабочим объемом может быть выполнен с избирательно отключаемыми топливными форсунками. В ответ на выбранные условия работы, таких как пониженное требование нагрузки или крутящего момента двигателя, один или более цилиндров могут выводиться из работы, и двигатель может подвергаться работе в режиме с VDE. Например, двигатель может подвергаться работе с выведенной из работы половиной цилиндров. При выведении из работы, может контролироваться температура устройства снижения токсичности выхлопных газов (например, каталитического нейтрализатора выхлопных газов), присоединенного ниже по потоку от цилиндров двигателя, к примеру, посредством датчика температуры выхлопных газов. По существу, при выведении из работы, температура устройства снижения токсичности выхлопных газов может падать. Если температура падает ниже порогового значения, такого как температура розжига, дополнительному теплу выхлопных газов может быть необходимо вырабатываться для возобновления устройства снижения токсичности выхлопных газов и уменьшения выбросов с выхлопными газами. Соответственно, в ответ на падение температуры, контроллер может кратковременно переключать впрыск топлива действующих цилиндров с одиночного впрыска топлива на разделенный впрыск топлива. В дополнение к использованию разделенного впрыска топлива, установка опережения зажигания может подвергаться запаздыванию, и/или двигатель может подвергаться работе с открыванием выпускных клапанов, подвергнутым запаздыванию для максимизации теплового потока в каталитический нейтрализатор выхлопных газов. Например, в течение нескольких циклов сгорания после падения температуры каталитического нейтрализатора, действующие цилиндры могут подвергаться работе на топливе, подаваемом в качестве по меньшей мере первого впрыска в такте впуска и второго впрыска в такте сжатия, в то время как установка момента зажигания подвергнута запаздыванию. Соотношение разделения топлива, подаваемого в первом впрыске в такте впуска относительно топлива, подаваемого во втором впрыске в такте сжатия, может регулироваться на основании по меньшей мере температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов (например, разности между температурой каталитического нейтрализатора выхлопных газов и пороговой температурой). Посредством временного переключения на разделенный впрыск топлива, возобновление работы каталитического нейтрализатора выхлопных газов может ускоряться, улучшая выбросы с выхлопными газами.
В некоторых вариантах осуществления, таких как где двигатель был работающим с EGR в режиме работы с VDE, раздельный впрыск также может регулироваться на основании EGR. Например, разделенный впрыск может продолжаться, в то время как стравливается EGR.
Следует принимать во внимание, что, в некоторых условиях, таких как в которых повышение расхода топлива, связанное с разделенным впрыском топлива, является более высоким, чем пороговое значение, контроллер может возобновлять работу всех цилиндров двигателя вместо переключения действующих цилиндров на разделенный впрыск топлива. В этом отношении, возобновление работы всех цилиндров двигателя может быть более экономичным по топливу способом поднять температуру выхлопных газов.
Таким образом, посредством работы действующих цилиндров на разделенном впрыске топлива в течение некоторого количества событий сгорания в режиме работы двигателя с VDE, температура и каталитическая эффективность каталитического нейтрализатора выхлопных газов может быстро восстанавливаться. Посредством использования разделенного впрыска для ускорения прогрева выпуска уменьшается необходимость в возобновлении работы всех цилиндров двигателя. По существу, это продлевает продолжительность времени работы двигателя в режиме с VDE и дает выигрышам экономии топлива возможность достигаться в течение более длительного периода работы транспортного средства.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1-2 показывают примерные варианты осуществления двигателя и компоновки системы выпуска.
Фиг. 3 - местный вид двигателя.
Фиг. 4 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа регулировки впрыска топлива при переходе между режимами работы двигателя VDE и без VDE.
Фиг. 5 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций для регулировки впрыска топлива в режиме работы двигателя VDE в ответ на падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов.
Фиг. 6 показывает примерную регулировку впрыска топлива при переходе из режима работы с VDE в без VDE.
Фиг. 7-9 показывает примерные регулировки впрыска топлива в режиме работы с VDE или при переходе из режима работы с VDE в без VDE, которые могут использоваться для управления температурой каталитического нейтрализатора выхлопных газов и стабильностью сгорания.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предложены способы и системы для регулировки профиля впрыска топлива при работы двигателя с переменным рабочим объемом, такого как двигатель по фиг. 1-3. Профиль впрыска топлива может регулироваться для действующих цилиндров в режиме работы с VDE, чтобы ускорять прогрев каталитического нейтрализатора выхлопных газов и, тем самым, продлевать работу в режиме с VDE. В качестве альтернативы, профиль впрыска топлива может регулироваться для подвергнутых возобновлению работы цилиндров при переходе из режима работы с VDE на режим без VDE, чтобы уменьшать возмущения крутящего момента и проблемы стабильности сгорания наряду с улучшением выбросов с выхлопными газами. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру, такую как процедура по фиг. 4, чтобы переключать профиль впрыска топлива для выбранного цилиндра с одиночного впрыска в такте впуска на по меньшей мере первый впрыск в такте впуска и второй впрыск в такте сжатия. Например, как показано на фиг. 5 и фиг. 7, контроллер может переключать действующие цилиндры в режиме с VDE на разделенный впрыск топлива. В качестве еще одного примера, как показано на фиг. 6 и фиг. 8-9, контроллер может переключать цилиндры, подвергаемые возобновлению работы во время выхода из режима с VDE, на разделенный впрыск топлива. Таким образом, вопросы стабильности сгорания могут улучшаться при выходе из режима работы с VDE, а возобновление работы цилиндров может ускоряться.
Фиг. 1-2 показывают примерные варианты 100 и 200 осуществления двигателя 10, в которых двигатель выполнен в виде двигателя с переменным рабочим объемом (VDE). Двигатель 10 с переменным рабочим объемом включает в себя множество камер или цилиндров 31 сгорания. Множество цилиндров 31 двигателя расположены в качестве групп цилиндров или отдельных рядов двигателя. В изображенном примере, двигатель 10 включает в себя два ряда 14A, 14B двигателя. Таким образом, цилиндры расположены в качестве первой группы цилиндров (четырех цилиндров в изображенном примере), расположенной в первом ряду 14A двигателя и второй группы цилиндров (четырех цилиндров в изображенном примере), расположенной во втором ряду 14B двигателя. Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что варианты осуществления, изображенные на фиг. 1-2, показывают V-образный двигатель с цилиндрами, расположенными в разных рядах, это не подразумевается ограничивающим, и, в альтернативных вариантах осуществления, двигатель может быть рядным двигателем со всеми цилиндрами двигателя в общем ряду двигателя.
Двигатель 10 с переменным рабочим объемом может принимать всасываемый воздух через впускной канал 142, сообщающийся с разветвленным впускным коллектором 44A, 44B. Более точно, первый ряд 14A двигателя принимает всасываемый воздух из впускного канала 142 через первый впускной коллектор 44A наряду с тем, что второй ряд 14B двигателя принимает всасываемый воздух из впускного канала 142 через второй впускной коллектор 44B. Несмотря на то, что ряды 14A, 14B двигателя показаны с отдельными впускными коллекторами, следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, они могут совместно использовать общий впускной коллектор или часть общего впускного коллектора. Количество воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, может регулироваться посредством регулировки положения дросселя 62. Дополнительно, количество воздуха, подаваемого в каждую группу цилиндров в специфичном ряду, может регулироваться посредством изменения установки фаз распределения впускных клапанов одного или более впускных клапанов, присоединенных к цилиндрам.
Со ссылкой на фиг. 1, продукты сгорания, вырабатываемые в цилиндрах первого ряда 14A двигателя, направляются в один или более каталитических нейтрализаторов выхлопных газов в первом выпускном коллекторе 48A, где продукты сгорания очищаются перед выпусканием в атмосферу. Первое устройство 70A снижения токсичности выхлопных газов присоединено к первому выпускному коллектору 48A. Первое устройство 70A снижения токсичности выхлопных газов может включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов выхлопных газов, таких как тесно соединенный каталитический нейтрализатор. В одном из примеров, тесно соединенный каталитический нейтрализатор в устройстве 70A снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. Выхлопные газы, вырабатываемые в первом ряду 14A двигателя, очищаются в устройстве 70A снижения токсичности выхлопных газов перед направлением в первое устройство 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова. Первое устройство 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова может включать в себя первый каталитический нейтрализатор 82A выхлопных газов под днищем кузова и второй каталитический нейтрализатор 84A выхлопных газов под днищем кузова. В частности, первый каталитический нейтрализатор 82A под днищем кузова и второй каталитический нейтрализатор 84A под днищем кузова могут быть встроены в устройство 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова в стыковом распределенном контакте друг с другом. В одном из примеров, первый каталитический нейтрализатор 82A выхлопных газов под днищем кузова включает в себя каталитический нейтрализатор SCR, выполненный с возможностью для каталитического раскисления, при котором разновидности NOx восстанавливаются в азот с использованием аммиака. В качестве еще одного примера, второй каталитический нейтрализатор 84A выхлопных газов под днищем кузова включает в себя трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Первый каталитический нейтрализатор 82A выхлопных газов под днищем кузова расположен выше по потоку от второго каталитического нейтрализатора 84A выхлопных газов под днищем кузова (в направлении потока выхлопных газов) в устройстве 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, но ниже по потоку от третьего тесно присоединенного каталитического нейтрализатора выхлопных газов (включенного в устройство 70A снижения токсичности выхлопных газов).
Выхлопные газы, которые очищается при прохождении сквозь первое устройство 70A снижения токсичности выхлопных газов и первое устройство 80A снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, затем направляются в направлении места 55 соединения выпусков вдоль первого выпускного коллектора 48A. Оттуда, выхлопные газы могут направляться в атмосферу через общий выпускной канал 50.
Продукты сгорания, вырабатываемые в цилиндрах второго ряда 14B двигателя, выпускаются в атмосферу через второй выпускной коллектор 48B. Второе устройство 70B снижения токсичности выхлопных газов присоединено к второму выпускному коллектору 48B. Второе устройство 70B снижения токсичности выхлопных газов может включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов выхлопных газов, таких как тесно соединенный каталитический нейтрализатор. В одном из примеров, тесно соединенный каталитический нейтрализатор в устройстве 70A снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. Выхлопные газы, вырабатываемые во втором ряду 14B двигателя, очищаются в устройстве 70B снижения токсичности выхлопных газов перед направлением во второе устройство 80B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова. Второе устройство 80B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова также может включать в себя первый каталитический нейтрализатор 82B выхлопных газов под днищем кузова и второй каталитический нейтрализатор 84B выхлопных газов под днищем кузова. В частности, первый каталитический нейтрализатор 82B под днищем кузова и второй каталитический нейтрализатор 84B под днищем кузова могут быть встроены в устройство 80B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова в стыковом распределенном контакте друг с другом. В одном из примеров, первый каталитический нейтрализатор 82B выхлопных газов под днищем кузова включает в себя каталитический нейтрализатор SCR наряду с тем, что второй каталитический нейтрализатор 84B выхлопных газов под днищем кузова включает в себя трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Второй каталитический нейтрализатор 82B выхлопных газов под днищем кузова расположен выше по потоку от второго каталитического нейтрализатора 84B выхлопных газов под днищем кузова (в направлении потока выхлопных газов) в устройстве 80B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, но ниже по потоку от третьего тесно присоединенного каталитического нейтрализатора выхлопных газов (включенного в устройство 70B снижения токсичности выхлопных газов).
Несмотря на то, что вариант осуществления по фиг. 1 показывает каждый ряд двигателя присоединенным к соответствующим устройствам снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, в альтернативных вариантах осуществления, таких как показанный на фиг. 2, каждый ряд двигателя присоединен к соответствующим устройствам 70A, 70B снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова, но общему устройству 80 снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова. В варианте 200 осуществления, изображенном на фиг. 2, общее устройство 80 снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова расположено ниже по потоку от места 55 соединения выпусков и общего выпускного канала 50. Общее устройство 80 снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова показано с первым каталитическим нейтрализатором 82 выхлопных газов под днищем кузова, расположенным выше по потоку от и объединяемым образом присоединенным к второму каталитическому нейтрализатору 84 выхлопных газов под днищем кузова (в направлении потока выхлопных газов) в устройстве 80 снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова.
Различные датчики топливно-воздушного соотношения могут быть присоединены к двигателю 10. Например, первый датчик 72 топливно-воздушного соотношения может быть присоединен к первому выпускному коллектору 48A первого ряда 14A двигателя ниже по потоку от первого устройства 70A снижения токсичности выхлопных газов наряду с тем, что второй датчик 74 топливно-воздушного соотношения присоединен к втором выпускному коллектору 48B второго ряда 14B двигателя ниже по потоку от второго устройства 70B снижения токсичности выхлопных газов. В дополнительных вариантах осуществления, датчики топливно-воздушного соотношения могут быть присоединены выше по потоку от устройств снижения токсичности выхлопных газов. Кроме того другие датчики топливно-воздушного соотношения могут быть включены в состав. например, присоединенные к устройству(ам) снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова. Как конкретизировано на фиг. 3, датчики топливно-воздушного соотношения могут включать в себя датчики кислорода, такие как датчики EGO, HEGO или UEGO. В одном из примеров, расположенные ниже по потоку датчики 72, 74 топливно-воздушного соотношения, присоединенные ниже по потоку от устройств 70A, 70B снижения токсичности выхлопных газов, могут быть датчиками HEGO, используемыми для контроля каталитического нейтрализатора, наряду с тем, что расположенные выше по потоку датчики топливно-воздушного соотношения, присоединенные выше по потоку от устройств 70A, 70B снижения токсичности выхлопных газов (когда включены в состав), являются датчиками UEGO, используемыми для управления двигателем.
Кроме того еще, один или более датчиков температуры могут быть присоединены к устройству снижения токсичности выхлопных газов для оценки температуры выхлопных газов, поступающих в устройство, и для оценки температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов. Как конкретизировано в материалах настоящего описания, контроллер может регулировать впрыск топлива в один или более цилиндров двигателя на основании оцененной температуры. Например, как конкретизировано на фиг. 4-6, контроллер может регулировать впрыск топлива цилиндров двигателя среди выведенных из работы при возобновлении работы на основании оцененной температуры. В качестве альтернативы, контроллер может регулировать впрыск топлива действующих цилиндров двигателя во время работы двигателя в режиме с VDE на основании оцененной температуры.
Один или более цилиндров двигателя могут избирательно выводиться из работы в выбранных условиях работы двигателя. Например, во время низких нагрузок двигателя, один или более цилиндров выбранного ряда двигателя могут избирательно выводиться из работы. Даже если нагрузка двигателя является более низкой, посредством вывода из работы выбранных цилиндров двигателя, средняя нагрузка цилиндров оставшихся действующих цилиндров повышается, улучшая насосную эффективность. В дополнение, более высокое использование EGR может быть возможным в действующих цилиндрах, даже если нагрузка двигателя является более низкой. Более точно, EGR может использоваться, когда нагрузки двигателя находятся выше, чем пороговое значение, чтобы обеспечивать выигрыши по экономии топлива и выбросам. Однако, на более низких скоростях вращения двигателя, использование EGR может не быть предпочтительным вследствие проблем стабильности сгорания. Посредством работы действующих цилиндров на более высокой средней нагрузке, их допустимые пределы EGR улучшаются, и более высокая интенсивность EGR может использоваться в режиме работы с VDE даже при более низких общих нагрузках двигателя. Синергетическое использование EGR и VDE дополнительно улучшает экономию топлива двигателя.
Избирательный вывод из работы цилиндров может включать в себя вывод из работы топливоснабжения и искрового зажигания на выбранных цилиндрах двигателя (или выбранном ряду цилиндров двигателя, если весь ряд выводится из работы, к примеру, при горизонтальных компоновках коленчатого вала). В дополнение, установка фаз распределения впускных и/или выпускных клапанов может регулироваться, так чтобы по существу нисколько воздуха не прокачивалось через бездействующий ряд двигателя наряду с тем, что воздух продолжает течь через действующий ряд двигателя. В некоторых вариантах осуществления, выведенные из работы цилиндры могут иметь клапаны цилиндра, удерживаемые закрытыми во время одного или более циклов двигателя, при этом клапаны цилиндра выводятся из работы посредством толкателей с гидравлическим приводом или посредством механизма переключения профиля кулачка (CPS), в котором рабочий выступ кулачка без подъема используется для выведенных из работы клапанов. В одном из примеров, контроллер двигателя может избирательно выводить из работы все цилиндры данного ряда двигателя (любого из 14A или 14B) во время переключения в режим с VDE, а затем, возобновлять работу цилиндров во время переключения обратно в режим без VDE.
Посредством избирательного вывода из работы цилиндров двигателя во время условий низкой нагрузки двигателя, насосные потери и потери на трение двигателя понижаются, а экономия топлива улучшается. Однако продолжающийся поток воздуха через недействующий ряд цилиндров может приводить к падению температуры в устройствах снижения токсичности выхлопных газов, расположенных ниже по потоку от недействующего ряда. В частности, в горизонтальных компоновках коленчатого вала двигателя, имеющих уравновешенную очередность зажигания, таких как двигатель типа V6 или V10, где весь ряд цилиндров выводится из работы в режиме с VDE, или двигатель с воздействиями на NVH, которые предоставляют возможность вывода из работы всего ряда цилиндров, каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, присоединенному ниже по потоку от недействующего ряда цилиндров, может быть необходимо подвергаться повторному возобновлению работы вследствие охлаждения каталитического нейтрализатора, когда ряд цилиндров не эксплуатируется (и насыщения кислородом, если клапаны продолжают прокачивать воздух через недействующие цилиндры).
Следует принимать во внимание, что, при других компоновках коленчатого вала двигателя, таких как двигатель типа V8, в режиме с VDE, каждый ряд цилиндров может иметь набор выведенных из работы цилиндров. Например, внешние цилиндры и внутренние каждого ряда цилиндров могут выводиться из работы вперемежку. В этих компоновках, где полный ряд цилиндров не выводится из работы в режиме с VDE, каталитический нейтрализатор выхлопных газов, присоединенный ниже по потоку от устройства снижения токсичности выхлопных газов, может не подвергаться падению температуры.
Если продолжительность времени работы с VDE коротка, значительное обогащение и/или запаздывание зажигания могут требоваться после выхода из режима с VDE, чтобы быстро возобновлять работу каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Это обогащение усиливает повышение расхода топлива. В некоторых случаях, повышение расхода топлива, связанное с возобновлением работы, может сводить к нулю или даже иметь перевес над выигрышем экономии топлива от режима работы двигателя с VDE.
Как конкретизировано в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 3-6, контроллер может подвергать работе действующие цилиндры с разделенным впрыском топливом в течение некоторой продолжительности времени, чтобы поддерживать температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов выше порогового значения, тем самым, откладывая необходимость в значительном обогащении при возобновлении работы. В дополнение, использование разделенного впрыска топлива также может предоставлять работе в режиме с VDE возможность продлеваться, повышая выигрыши экономии топлива от режима работы с VDE. Контроллер также может переключать впрыск топлива одного или более выведенных из работы цилиндров двигателя при возобновлении работы на разделенный впрыск топлива, чтобы улучшать стабильность сгорания при перезапуске и уменьшать возмущения крутящего момента и нестабильность сгорания при возобновлении работы.
В вариантах осуществления, где двигатель был работающим с EGR в режиме работы с VDE, использование разделенного впрыска при возобновлении работы может регулироваться на основании EGR и поддерживаться, в то время как стравливается EGR. Посредством использования разделенного впрыска при возобновлении работы, более высокая интенсивность EGR может использоваться в режиме с VDE, так как EGR может стравливаться с этой более высокой интенсивности, и переход на более низкую нагрузку цилиндра может продвигаться без ухудшения сгорания. В качестве альтернативы, переход к возобновлению работы цилиндров может выполнятся на более высоком уровне EGR в течение периода стравливания EGR, чем был бы возможным без использования разделенного впрыска, уменьшая время задержки перед переходом на возобновление работы цилиндров.
Более точно, когда цилиндры подвергаются возобновлению работы, EGR может прекращаться, и цилиндры могут возобновлять работу с боле высокой средней нагрузкой цилиндра (даже если нагрузка двигателя является более высокой). Поскольку EGR прочищает систему впуска медленнее, чем требуется, вследствие большой транспортной задержки, претерпеваемой в канале EGR, высокое разбавление воздуха из-за EGR на низких нагрузках цилиндра может повышать нестабильность сгорания и предрасположенность к пропускам зажигания. Посредством разделенного впрыска топлива при возобновлении работы наряду с тем, что EGR вычищается из системы впуска, проблемы стабильности сгорания на низких нагрузках цилиндра, в частности, обусловленные повышенным разбавлением, могут лучше подвергаться принятию ответных мер. Примерные регулировки впрыска топлива изображены на фиг. 7-8.
Следует принимать во внимание, что, в некоторых вариантах осуществления, конфигурация двигателя по фиг. 2 может применять иную стратегию возобновления работы каталитического нейтрализатора по сравнению со стратегией, используемой для конфигурации двигателя по фиг. 1. Это происходит потому, что устройства снижения токсичности выхлопных газов под днищем кузова по фиг. 2 могут преобразовывать выбросы, если любое из устройств 70a или 70b является недействующим, в сжигаемый газ.
Фиг. 3 изображает примерный вариант 300 осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может принимать параметры управления из системы управления, включающей в себя контроллер 12, и входные данные 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 (в материалах настоящего описания также «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 двигателями 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. 2 показывает двигатель 10, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопных газов, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопных газов через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопных газов, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 20, 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 20 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.
Выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи указания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в выхлопных газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями.
Температура выхлопных газов может измеряться одним или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 148. В качестве альтернативы, температура выхлопных газов может логически выводиться на основании условий работы двигателя, таких как скорость вращения, нагрузка, топливно-воздушное соотношение (AFR), запаздывание искрового зажигания, и т.д. Кроме того, температура выхлопных газов может вычисляться по одному или более датчиков 128 выхлопных газов. Может быть принято во внимание, что температура выхлопных газов, в качестве альтернативы, может оцениваться любой комбинацией способов оценки температуры, перечисленных в материалах настоящего описания.
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 приведения в действие кулачков через систему 151 кулачкового привода. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 через систему 153 кулачкового привода. Каждая из систем 151 и 153 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 клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Работа впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться датчиками положения клапана (не показаны) и/или, соответственно, датчиками 155 и 157 положения распределительного вала. В альтернативных вариантах осуществления, впускной и/или выпускной клапан могут управляться посредством клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT. В кроме того еще других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового привода или распределителя либо системой привода или распределителя 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.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более форсунок для подачи топлива в цилиндр. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 14, включающий в себя две топливных форсунки 166 и 170. Топливные форсунки 166 и 170 могут быть выполнены с возможностью подавать топливо, принятое из топливной системы 8, через топливный насос высокого давления 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, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.
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 расположенную по одну сторону от цилиндра 14, она, в качестве альтернативы, 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.
Топливная форсунка 170 показана расположенной 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 впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо, принятое из топливной системы 8, пропорционально длительности импульса сигнала FPW-2, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 171. 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. Более того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 166 и 170, могут достигаться разные эффекты.
Топливо может подаваться обеими форсунками в цилиндр в течение одиночного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть полного впрыска топлива, который подвергается сгоранию в цилиндре 14. По существу, даже для одиночного события сгорания, впрыскиваемое топливо может впрыскиваться с разными временными характеристиками 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. 2 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. Следует принимать во внимание, что двигатель 10 может включать в себя любое подходящее количество цилиндров, в том числе, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 или более цилиндров. Кроме того, каждый из этих цилиндров может включать в себя некоторые или все из различных компонентов, описанных и изображенных фиг. 2 со ссылкой на цилиндр 14.
Двигатель дополнительно может включать в себя один или более каналов рециркуляции выхлопных газов для рециркуляции части выхлопных газов с выпуска двигателя на впуск двигателя. По существу, посредством рециркуляции некоторого количества выхлопных газов, может находиться под влиянием разбавление для двигателя, которое может улучшать рабочие характеристики двигателя, снижая детонацию в двигателе, пиковые температуры и давления сгорания в цилиндре, потери дросселирования и выбросы NOx. В изображенном примере, выхлопные газы могут рециркулироваться из выпускного канала 148 во впускной канал 144 через канал 141 EGR. Величина EGR, выдаваемой во впускной канал 144, может регулироваться контроллером 12 посредством клапана 143 EGR. Кроме того, датчик 145 EGR может быть расположен внутри канала EGR и может выдавать показание одного или более из давления, температуры, концентрации выхлопных газов.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, энергонезависимую память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе. Кроме того, другие датчики могут включать в себя датчики уровня топлива и датчики состава топлива, присоединенные к топливному баку(ам) топливной системы.
Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные способы обсуждены со ссылкой на фиг. 4-6.
Далее, с обращением к фиг. 4, показана примерная процедура 400 регулировки впрыска топлива в одном или более цилиндров двигателя у двигателя VDE. Впрыск топлива может регулироваться во время переключения с режима с VDE в режим без VDE, чтобы уменьшать возмущения крутящего момента во время переключения и улучшать стабильность сгорания при запуске. Впрыск топлива также может регулироваться во время работы в режиме с VDE, чтобы быстро прогревать каталитический нейтрализатор выхлопных газов и продлевать работу в режиме с VDE.
На этапе 402, процедура включает в себя подтверждение условия холодного запуска двигателя. В одном из примеров, холодный запуск двигателя может подтверждаться, если температура хладагента двигателя находится ниже порогового значения, температура каталитического нейтрализатора выхлопных газов находится ниже температуры розжига, температура окружающей среды находится ниже порогового значения, и/или двигатель был заглушен в течение большей, чем пороговая, продолжительности времени. Если холодный запуск двигателя не подтвержден (то есть, подтвержден горячий запуск двигателя), то, на этапе 404, процедура включает в себя работу двигателя с одиночным впрыском топлива. Одиночный впрыск топлива (величина, временные характеристики, продолжительность времени, и т.д.) может быть основан на условиях работы двигателя. Например, топливо может подаваться в качестве одиночного впрыска в такте впуска. Кроме того, на основании условий работы двигателя, одиночный впрыск в такте впуска может подаваться посредством непосредственного впрыска или оконного впрыска.
Если подтвержден холодный запуск двигателя, то, на этапе 406, процедура включает в себя работу двигателя на разделенном впрыске топлива, который основан на температуре двигателя. Более точно, в течение продолжительности времени холодного запуска, разделенный впрыск топлива может выполняться с по меньшей мере некоторым количеством топлива, подаваемым в качестве впрыска в такте впуска и впрыска в такте сжатия. По выбору, по меньшей мере некоторое количество топлива может подаваться в качестве впрыска в такте выпуска. В одном из примеров, топливо, подаваемое в такте выпуска, может выдаваться посредством оконного впрыска наряду с тем, что топливо, выдаваемое в тактах впуска и сжатия, может выдаваться посредством непосредственного впрыска. В дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию. Посредством использования разделенного впрыска во время холодного запуска, в котором по меньшей мере некоторое количество топлива впрыскивается непосредственно во время такта сжатия, а оставшаяся часть топлива во время такта впуска, температура розжига каталитического нейтрализатора может достигаться без повышения выбросов твердых частиц (PM) с выхлопными газами и ухудшения стабильности сгорания в двигателе. В одном из примеров, во время холодного запуска двигателя, впрыск в такте впуска может выполняться на 240 градусах до верхней мертвой точки (BTDC), впрыск в такте сжатия может выполняться на 40 градусах до верхней мертвой точки, и может применяться соотношение разделения 60/40. в дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на 15 градусов после верхней мертвой точки (ATDC).
После холодного запуска на этапе 406 или горячего запуска на этапе 404, процедура переходит на этап 408, при этом условия работы двигателя оцениваются и/или измеряются, и определяется, были ли удовлетворены условия VDE. Оцененные условия работы, например, могут включать в себя скорость вращения двигателя, требуемый крутящий момент (например, по датчику положения педали), давление в коллекторе (MAP), расход воздуха в коллекторе (MAF), BP, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора, температуру на впуске, установку момента зажигания, температуру воздуха, пределы детонации, и т.д. В одном из примеров, если нагрузка двигателя находится ниже порогового значения, условия VDE могут считаться удовлетворенными. Если условия VDE не удовлетворены, на этапе 410, все цилиндры двигателя могут поддерживаться действующими, и двигатель может подвергаться работе в режиме без VDE.
Если условия VDE считаются удовлетворенными, то, на этапе 412, процедура включает в себя избирательный вывод из работы одного или более цилиндров двигателя в ответ на условия работы. Например, один или более цилиндров двигателя первого ряда цилиндров двигателя (или первой группы цилиндров) могут выводиться из работы, в то время как второй ряд цилиндров двигателя (или вторая группа цилиндров) остаются действующими. Цилиндры могут выводиться из работы посредством избирательно отключаемых топливных форсунок. В дополнение к топливоснабжению, искровое зажигание также может выводиться из работы у цилиндров. В качестве примера, в горизонтальных компоновках коленчатого вала двигателя, имеющих уравновешенную очередность зажигания, таких как двигатель типа V6 или V10, весь ряд цилиндров может выводиться из работы в режиме с VDE. В альтернативных других компоновках коленчатого вала, таких как двигатель типа V8, самые внешние два цилиндра и внутренние два у каждого ряда цилиндров могут выводиться из работы вперемежку.
На этапе 413, на основании условий работы двигателя и средней нагрузки цилиндра действующих цилиндров, может определяться величина разбавления в двигателе, которая может быть обеспечена. На основании потребности разбавления, клапан EGR может регулироваться для обеспечения требуемого разбавления. По существу, в режиме работы с VDE, вследствие более высокой средней нагрузки цилиндра, может использоваться более высокая интенсивность EGR (по сравнению с такой же нагрузкой двигателя, обеспечиваемой без режима работы с VDE). Это предоставляет преимуществам EGR возможность достигаться даже во время условий низкой нагрузки двигателя.
На этапе 414, процедура включает в себя, при выведении из работы, контроль температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от одного или более цилиндров двигателя. Контроль, например, может включать в себя контроль температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от первого (выведенного из работы) ряда цилиндров двигателя, но не второго (действующего) ряда цилиндров двигателя. В качестве альтернативы, контроль может включать в себя контроль температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от каждого из первого и второго рядов цилиндров двигателя. Температура может оцениваться датчиком температуры или логически выводиться на основании условий работы. В еще одном примере, контроль может выполняться датчиком UEGO выхлопных газов. Следует принимать во внимание, что системы двигателя, имеющие горизонтальные компоновки коленчатого вала с уравновешенной очередностью зажигания, такие как двигатель типа V6 или V10, где весь ряд цилиндров выводится из работы в режиме VDE, падение температуры каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов, присоединенном к недействующему ряду цилиндров, может быть ярко выраженным (например, большее падение температуры), чем в системах двигателя, где весь ряд цилиндров не выводится из работы (таких как в двигателе типа V8, в котором выводятся из работы любые из внешних цилиндров или внутренних цилиндров каждого ряда цилиндров).
На этапе 416, может определяться, находится ли контролируемая температура ниже, чем пороговое значение. Если температура находится выше первого порогового значения, достаточный прогрев устройства снижения токсичности выхлопных газов может логически выводиться и, на этапе 418, может определяться, были ли удовлетворены условия без VDE. В одном из примеров, условия без VDE могут считаться удовлетворенными, если нагрузка или требование крутящего момента двигателя больше, чем пороговое значение. Если условия без VDE не удовлетворены, то, на этапе 428, двигатель может продолжать работу в режиме с VDE с некоторым количеством выведенных из работы цилиндров. Если условия без VDE не удовлетворены, то, на этапе 424, процедура включает в себя возобновление работы ранее выведенных из работы цилиндров двигателя. Это может включать в себя возобновление впрыска топлива и искры в цилиндрах. По существу, посредством возобновления работы цилиндров, средняя нагрузка каждого цилиндра понижается по сравнению со средней нагрузкой каждого цилиндра в режиме с VDE, даже если нагрузка двигателя может быть более высокой.
На этапе 426, при возобновлении работы цилиндров, контроллер по выбору может подвергать работе выведенные из работы цилиндров на разделенном впрыске топлива. Дополнительно, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию при возобновлении работы, чтобы дополнительно ускорять прогрев и возобновление работы каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Как конкретизировано на фиг. 6, это включает в себя работу выведенных из работы цилиндров на разделенном впрыске топлива в течение некоторого количества событий сгорания вслед за возобновлением работы, а затем, возобновление одиночного впрыска топлива. Использование разделенного впрыска топлива при возобновлении работы улучшает стабильность сгорания подвергаемых возобновлению работы цилиндров, которые теперь работают на низких индивидуальных нагрузках цилиндров. Разделенный впрыск топлива может продолжаться по меньшей мере до тех пор, пока не возрастает индивидуальная нагрузка цилиндра, к примеру, когда скорость вращения двигателя находится на или выше порогового скорости вращения (например, скорости вращения холостого хода). Дополнительно, если двигатель был работающим с EGR в режиме с VDE, EGR может постепенно снижаться при возобновлении работы, и разделенный впрыск топлива может поддерживаться при возобновлении работы до тех пор, пока EGR не была постепенно понижена до требуемого уровня. Использование разделенного впрыска топлива до тех пор, пока EGR не была вычищена в достаточной мере, улучшает стабильность сгорания в цилиндрах в условиях высокого разбавления на низких нагрузках.
Разделенный впрыск топлива может включать в себя по меньшей мере первый впрыск в такте впуска и второй впрыск в такте сжатия. В дополнение к разделенному впрыску топлива, цилиндры могут подвергаться работе с запаздыванием зажигания, чтобы максимизировать выработку тепла выхлопных газов. Детализация разделенного впрыска топлива (временные характеристики, соотношение разделения, давление, величина, и т.д.) может регулироваться на основании различных параметров, например, включающих в себя продолжительность времени предыдущего вывода из работы (то есть, продолжительность времени в режиме с VDE), температуру каталитического нейтрализатора выхлопных газов, условия скорости вращения-нагрузки двигателя при возобновлении работы, и т.д., чтобы улучшать стабильность сгорания при перезапуске. В дополнение, возмущения крутящего момента во время переключения из режима с VDE и в режим без VDE могут уменьшаться с использованием разделенного впрыска. По существу, разделенный впрыск топлива, используемый при возобновлении работы, может отличаться от разделенного впрыска топлива, используемого во время холодного запуска двигателя. Например, соотношение разделения, используемое при возобновлении работы, может включать в себя относительно меньшее количество топлива, подаваемого в такте сжатия, и относительно большее количество топлива, подаваемого в такте впуска. В дополнение, установка момента впрыска в такте сжатия при возобновлении работы может находиться ближе к НМТ такта впуска наряду с тем, что впрыск во время холодного запуска приближен к ВМТ такта сжатия. В одном из примеров, во время переключения из режима с VDE, разделенный впрыск топлива в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах может включать в себя впрыск в такте впуска, выполняемый на 240 градусах до верхней мертвой точки, впрыск в такте сжатия, выполняемый на 40 градусах до верхней мертвой точки, и может применяться соотношение разделения 60/40 (такт впуска: такт сжатия) в дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на 15 градусов после верхней мертвой точки (ATDC). В еще одном примере, во время переключения из режима с VDE, разделенный впрыск топлива во всех подвергаемых возобновлению работы цилиндрах может включать в себя впрыск в такте впуска, выполняемый на 220 градусах до верхней мертвой точки, впрыск в такте сжатия, выполняемый на 35 градусах до верхней мертвой точки, и может применяться соотношение разделения 70/30 (такт впуска: такт сжатия) в дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на 14 градусов после верхней мертвой точки (ATDC).
Возвращаясь на этап 416, если контролируемая температура находится ниже первого порогового значения (Thr_1), то, на этапе 420, может определяться, упала ли контролируемая температура ниже второго порогового значения (Thr_2), более низкого, чем первое пороговое значение. Первое пороговое значение, например, может быть основано на температуре розжига каталитического нейтрализатора. Второе пороговое значение может быть основано на первом пороговом значении и/или температуре розжига каталитического нейтрализатора. В альтернативных вариантах осуществления, может определяться скорость падения температуры. В ответ на температуру, падающую ниже первого порогового значения, но остающуюся выше второго порогового значения (или более медленное падение температуры), на этапе 422, процедура включает в себя работу действующих цилиндров двигателя на разделенном впрыске топлива. Как конкретизировано со ссылкой на фиг. 5, работа может выполняться в течение некоторого количества событий сгорания вслед за падением температуры ниже порогового значения, после которого может возобновляться впрыск топлива на основании условий скорости вращения-нагрузки двигателя. Например, действующие цилиндры могут возобновлять одиночный впрыск топлива. Разделенный впрыск топлива может включать в себя по меньшей мере первый впрыск в такте впуска и второй впрыск в такте сжатия. Детализация разделенного впрыска топлива (временные характеристики, соотношение разделения, давление, величина, и т.д.) может регулироваться на основании контролируемой температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов (или каталитического нейтрализатора выхлопных газов) для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора. При действии таким образом, может продлеваться работа двигателя в режиме с VDE. В дополнение к разделенному впрыску топлива, цилиндры могут подвергаться работе с запаздыванием зажигания, чтобы максимизировать выработку тепла выхлопных газов. В одном из примеров, в режиме с VDE, разделенный впрыск топлива в действующих цилиндрах может включать в себя впрыск в такте впуска, выполняемый на 240 градусах до верхней мертвой точки, впрыск в такте сжатия, выполняемый на 40 градусах до верхней мертвой точки, и может применяться соотношение разделения 60/40 (такт впуска: такт сжатия) в дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на 15 градусов после верхней мертвой точки (ATDC). В еще одном примере, в режиме с VDE, разделенный впрыск топлива в действующих цилиндрах может включать в себя впрыск в такте впуска, выполняемый на 230 градусах до верхней мертвой точки, впрыск в такте сжатия, выполняемый на 35 градусах до верхней мертвой точки, и может применяться соотношение разделения 60/40 (такт впуска: такт сжатия) в дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на 12 градусов после верхней мертвой точки (ATDC).
После этапа 422 процедура возвращается на этап 418, чтобы определять, были ли удовлетворены условия без VDE, и соответственно возобновлять работу цилиндров двигателя на этапе 424. По выбору, разделенный впрыск топлива вновь может использоваться при возобновлении работы, но, на этот раз в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах, для улучшения выхода из режима с VDE, как обсуждено выше на этапе 426. По существу, если условия без VDE не удовлетворены на этапе 418, процедура включает в себя поддержание режима работы двигателя с VDE на этапе 428.
Возвращаясь на этапе 420, в ответ на температуру, падающую ниже первого порогового значения, а также второго порогового значения (или более медленное падение температуры), контроллер может делать вывод, что произошло существенное охлаждение каталитического нейтрализатора и может возобновлять работу всех цилиндров двигателя на этапе 424. По выбору, разделенный впрыск топлива вновь может использоваться при возобновлении работы, но, на этот раз в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах, для улучшения выхода из режима с VDE, как обсуждено выше на этапе 426. Как конкретизировано на фиг. 5, в ответ на контролируемую температуру, падающую ниже порогового значения розжига, контроллер может дополнительно сравнивать повышение расхода топлива, связанное с использованием разделенного впрыска топлива и запаздывания зажигания (на 422) с повышением расхода топлива, связанным с возобновлением работы всех цилиндров двигателя (на этапе 426). Затем, на основании сравнения, контроллер может выбирать стратегию, которая дает наибольшую экономию топлива (или наименьшее повышение расхода топлива).
Далее, с обращением к фиг. 5, показан примерный способ 500 временного перевода впрыска топлива выведенных из работы цилиндров на разделенный впрыск топлива. Способ предоставляет возможность продлеваться работе двигателя в режиме с VDE. Процедура по фиг. 5 может выполняться в качестве части процедуры по фиг. 4, более точно, на этапе 422.
На этапе 502, процедура включает в себя подтверждение, что двигатель находится в режиме с VDE. Иначе, процедура заканчивается. По существу, в режиме с VDE, температура устройства снижения токсичности выхлопных газов может контролироваться и ожидается, что должна падать по мере того, как возрастает продолжительность времени работы с VDE. По подтверждению режима с VDE, на этапе 504, может определяться, на сколько контролируемая температура устройства снижения токсичности выхлопных газов упала ниже первого порогового значения. То есть, может определяться разность между оцененной температурой (Tcat) и первым пороговым значением (Thr_1).
На этапе 506, может определяться величина запаздывания зажигания, требуемая для подъема контролируемой температуры выше пороговой температуры. Как обсуждено на фиг. 4, контроллер может осуществлять запаздывание установки момента зажигания в активных цилиндрах в ответ на контролируемую температуру устройства снижения токсичности выхлопных газов, падающую ниже (первого) порогового значения. Величина применяемого запаздывания зажигания может быть основана на разности между контролируемой температурой устройства снижения токсичности выхлопных газов и (первым) пороговым значением (например, температурой розжига), величина применяемого запаздывания зажигания повышается по мере того, как возрастает разность.
Следует принимать во внимание, что, в дополнение к использованию запаздывания зажигания, действующие цилиндры двигателя также могут подвергать работе с установкой фаз распределения выпускных клапанов, регулируемой, чтобы максимизировать поток через устройство снижения токсичности выхлопных газов. Например, открывание выпускных клапанов может подвергаться запаздыванию. В одном из примеров, регулировки установки фаз распределения выпускных клапанов могут выполняться посредством соответствующих регулировок установки фаз распределения выпускных кулачков.
На этапе 508, повышение расхода топлива, может определяться связанный с рассчитанной величиной запаздывания зажигания. На этапе 510, может определяться повышение расхода топлива, связанное с возобновлением работы двигателя всех цилиндров двигателя для повышения температуры выхлопных газов. На этапе 512, (первое) повышение расхода топлива, связанное с использованием запаздывания зажигания (FP_spk), может сравниваться с (вторым) повышением расхода топлива, связанным с возобновлением работы цилиндров (FP_reactvn).
В альтернативных вариантах осуществления, процедура может включать в себя оценку повышения расхода топлива, связанного с подвергнутой запаздыванию установкой момента зажигания, и определение, находится ли повышение расхода топлива выше, чем пороговое повышение расхода, при этом пороговое повышение расхода основано на повышении расхода топлива, связанном с возобновлением работы цилиндра.
Если повышение расхода топлива, связанное с использованием запаздывания зажигания (FP_spk), меньше, чем повышение расхода топлива, связанное с возобновлением работы цилиндров (FP_reactvn), то, на этапе 516, процедура включает в себя работу действующих цилиндров на разделенном впрыске топлива. В материалах настоящего описания, контроллер может определять, что эффективнее по использованию топлива продолжать работу двигателя в режиме с VDE, но с действующими цилиндрами, временно переключенными на использование разделенного впрыска топлива и некоторой величиной запаздывания зажигания (чем переключать из режима с VDE в режим без VDE посредством возобновления работы выведенных из работы цилиндров двигателя).
Контроллер может подвергать работе действующие цилиндры на топливе, впрыскиваемом в качестве по меньшей мере первого впрыска в такте впуска и второго впрыска в такте сжатия. В качестве используемого в материалах настоящего описания, первый впрыск в такте впуска включает в себя первый впрыск, имеющий одно или более из времени начала или времени окончания в течение такта впуска, наряду с тем, что второй впрыск в такте сжатия включает в себя второй впрыск, имеющий одно или более из времени начала и времени окончания в течение такта сжатия. Соотношение разделения разделенного впрыска топлива может регулироваться на основании разности между контролируемой температурой и пороговым значением. Более точно, настроенное соотношение разделения может включать в себя повышение величины первого впрыска в такте впуска и соответствующее понижение величины впрыска в такте сжатия по мере того, как возрастает разность между контролируемой температурой и пороговым значением. Соотношение разделения дополнительно может регулироваться на основании величины применяемого запаздывания искрового зажигания. Например, по мере того, как возрастает величина используемого запаздывания зажигания, соотношение разделения может регулироваться для уменьшения количества топлива, подаваемого в такте впуска. Соотношение разделения также может регулироваться на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива, причем, настроенное соотношение разделения заключается в понижении величины первого впрыска в такте впуска и соответствующее повышение величины впрыска такта сжатия по мере того, как возрастает содержание спирта топлива.
В одном из примеров, в режиме с VDE, разделенный впрыск топлива в действующих цилиндрах может включать в себя впрыск в такте впуска, выполняемый на 240 градусах до верхней мертвой точки, впрыск в такте сжатия, выполняемый на 40 градусах до верхней мертвой точки, и может применяться соотношение разделения 60/40 (такт впуска: такт сжатия). в дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на 15 градусов после верхней мертвой точки.
По существу, использование разделенного впрыска топлива и запаздывания зажигания в действующих цилиндрах может продолжаться в течение некоторого количества событий сгорания вслед за падением температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов. Таким образом, когда температура была возвращена на или выше первого порогового значения, использование разделенного впрыска топлива и запаздывания зажигания может прекращаться. После этого, впрыск топлива действующих цилиндров двигателя может регулироваться на основании условий работы двигателя, в том числе, скорости вращения и нагрузки двигателя. По существу, это может включать в себя возобновление топливоснабжения в режиме одиночного впрыска (например, в качестве одиночного впрыска в такте впуска) на этапе 518. В качестве альтернативы, разделенный впрыск топлива может применяться по мере необходимости.
Если повышение расхода топлива, связанное с использованием запаздывания зажигания (FP_spk), больше, чем повышение расхода топлива, связанное с возобновлением работы цилиндров (FP_reactvn), или если повышение расхода топлива, связанное с использованием запаздывания зажигания, является более высоким, чем пороговое повышение расхода, связанное с возобновлением работы цилиндров, на этапе 514, процедура включает в себя возобновление работы одного или более выведенных из работы цилиндров в ответ на температуру, падающую ниже порогового значения, и переключение из режима работы двигателя с VDE. Здесь, работа двигателя с VDE прерывается, и разделенный впрыск действующих цилиндров не выполняется. Примерная регулировка действующих цилиндров VDE показана на фиг. 7.
Таким образом, стратегия разделенного впрыска топлива, объединенная с использованием запаздывания зажигания, может использоваться в действующих цилиндрах в выбранных условиях работы режима с VDE, чтобы поддерживать каталитический нейтрализатор выхлопных газов выше температуры активации. При действии таким образом, могут достигаться выигрыши экономии топлива от непрерывного использования вывода из работы цилиндров.
В качестве примера, способ для двигателя может включать в себя этапы, на которых осуществляют избирательный вывод из работы одного или более цилиндров двигателя в ответ на условия работы и контроль температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от выведенных из работы цилиндров. Во время первого падения температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, способ включает в себя работу действующих цилиндров на разделенном впрыске топлива из подвергнутой запаздыванию установке момента зажигания наряду с тем, что, во время второго, отличного падения температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, способ включает в себя возобновление работы одного или более выведенных из работы цилиндров двигателя. Здесь, первое падение может включать в себя первое падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов ниже первого порогового значения наряду с тем, что второе падение включает в себя второе падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов до второго порогового значения, более низкого, чем первое пороговое значение. В альтернативном примере, первое падение может происходить с более высокой скоростью падения, чем второе падение. Кроме того еще, первое падение может включать в себя меньшее повышение расхода топлива от запаздывания зажигания наряду с тем, что второе падение включает в себя большее повышение расхода от запаздывания зажигания. Дополнительно способ может включать в себя этапы, на которых, во время второго падения, осуществляют работу с открыванием выпускных клапанов, подвергнутым запаздыванию посредством регулировок в отношении установки фаз распределения кулачков выпускных клапанов.
В еще одном примере, система двигателя содержит двигатель с каждой из первой и второй групп цилиндров; топливную форсунку, присоединенную к каждому цилиндру двигателя; устройство снижения токсичности выхлопных газов, присоединенное ниже по потоку от каждой из первой и второй группы цилиндров; и датчик температуры, выполненный с возможностью определения температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов. Система дополнительно может включать в себя контроллер, включающий в себя команды для избирательного вывода из работы второй группы цилиндров наряду с поддержанием первой группы цилиндров действующими в ответ на условия работы; а при выведении из работы, в ответ на падение температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов, поддержание второй группы цилиндров выведенными из работы при переключении впрыска топлива первой группы цилиндров с одиночного впрыска топлива на разделенный впрыск топлива.
В материалах настоящего описания, переключение впрыска топлива с одиночного впрыска топлива на разделенный впрыск топлива включает в себя этап, на котором переключают впрыск топлива с одиночного впрыска в такте впуска на первый впрыск в такте впуска и второй впрыск в такте сжатия, отношение величины первого впрыска к величине второго впрыска основано на температуре устройства снижения токсичности выхлопных газов. Контроллер может включать в себя дополнительные команды для, при переключении впрыска топлива, работы первой группы цилиндров с подвергнутой запаздыванию установкой момента зажигания, величина запаздывания установки момента зажигания применяется на основании падения температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов. Контроллер может включать в себя дополнительные команды для, при переключении впрыска топлива, работы первой группы цилиндров с подвергнутой запаздыванию установкой фаз распределения выпускных клапанов, величина запаздывания установки фаз распределения выпускных клапанов применяется на основании падения температуры устройства снижения токсичности выхлопных газов.
Далее, с обращением к фиг. 6, показан примерный способ 600 временного перевода впрыска топлива подвергаемых возобновлению работы цилиндров на разделенный впрыск топлива. Способ предоставляет возможность улучшаться стабильности сгорания при переключении из режима с VDE. Процедура по фиг. 6 может выполняться в качестве части процедуры по фиг. 4, более точно, на этапе 426.
На этапе 602, процедура включает в себя подтверждение, что двигатель находится в режиме с VDE, и что были удовлетворены условия без VDE. Иначе, процедура заканчивается. По подтверждению, что были удовлетворены условия возобновления работы цилиндров, на этапе 604, может определяться продолжительность времени предыдущего вывода из работы (то есть, продолжительность времени работы в режиме с VDE). В дополнение, также может определяться изменение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов за продолжительность времени. В некоторых вариантах осуществления, контроллер также может определять величину разбавления EGR, используемого в действующих цилиндрах, перед возобновлением работы.
На этапе 606, может определяться величина запаздывания искрового зажигания, требуемого для повышения температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов при возобновлении работы цилиндров. То есть, может определяться величина запаздывания зажигания, которая должна применяться к подвергаемому возобновлению работы цилиндру при повтором вхождении в режим без VDE. В некоторых конфигурациях двигателя, таких как где весь ряд цилиндров выводится из работы в режиме с VDE, температура каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного к недействующему ряду цилиндров, может падать за продолжительность времени вывода из работы цилиндров вследствие нехватки выхлопных газов, вырабатываемых из выведенных из работы цилиндров. Как обсуждено на фиг. 4, контроллер может осуществлять запаздывание установки момента зажигания в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах, чтобы поднимать температуру каталитического нейтрализатора выхлопных газов до или выше температуры розжига для обеспечения каталитической очистки выбросов с выхлопными газами.
На этапе 608, режим впрыска топлива, который должен использоваться на подвергаемых возобновлению работы цилиндрах, может определяться на основании по меньшей мере продолжительности времени вывода из работы, падения температуры каталитического нейтрализатора и разбавления EGR, применяемого при выведении из работы. Более точно, может определяться, требуется ли одиночный впрыск топлива или разделенный впрыск топлива. В одном из примеров, если продолжительность времени вывода из работы больше, и/или более высокое падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов (недействующего ряда цилиндров) произошло в течение продолжительности времени, то использование разделенного впрыска топлива с искровым зажиганием подвергнутым запаздыванию на некоторую величину, может использоваться для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора выхлопных газов. В сравнение, если продолжительность времени вывода из работы меньше, и/или более низкое падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов произошло в течение продолжительности времени, то использования одиночного впрыска топлива без запаздывания зажигания может быть достаточно для прогрева каталитического нейтрализатора выхлопных газов.
Выбор дополнительно может быть основан на определении стабильности сгорания. Например, если низкая стабильность сгорания вероятна при возобновлении работы, может использоваться разделенный впрыск. Это может иметь место, когда более высокое разбавление EGR использовалось во время предыдущего вывода из работы, и более низкое разбавление EGR требуется после возобновления работы. Как обсуждено ранее, более высокая нагрузка цилиндров во время условий VDE предоставляет возможность для использования более высокой интенсивности EGR. После возобновления работы, нагрузка цилиндров может падать, уменьшая допустимый предел EGR в цилиндре, а потому, требуя, чтобы интенсивности EGR были уменьшены (по меньшей мере до тех пор, пока скорость вращения двигателя не достигло порогового скорости вращения, после чего, работа EGR может быть возобновлена). В одном из примеров, при возобновлении работы, EGR может не требоваться. Таким образом, при выведении из работы, EGR может постепенно снижаться на нет посредством закрывания (или уменьшения открывания клапана EGR. Однако, вследствие большой транспортной задержки, связанной с контуром EGR, EGR может постепенно снижаться с более медленной скоростью, чем требуется, давая в результате цилиндры, работающие в условиях низкой нагрузке и высокого разбавления EGR, где они предрасположены к нестабильности сгорания и пропускам зажигания. Во время этих условий, кратковременное переключение на разделенный впрыск топлива может улучшать стабильность сгорания и допустимый предел EGR цилиндров. Таким образом, во время условий, где цилиндры эксплуатировались с более высокой величиной EGR (например, более высокой, чем пороговое значение) в режиме с VDE, разделенный впрыск может выбираться во время последующего возобновления работы или переключения в режим без VDE. В противоположность, во время условий, где цилиндры эксплуатировались с более низкой величиной EGR (например, более низкой, чем пороговое значение) в режиме с VDE, одиночный впрыск может выбираться во время последующего возобновления работы или переключения в режим без VDE.
На этапе 610, может подтверждаться, что был выбран режим разделенного впрыска. Если режим разделенного впрыска не был выбран, на этапе 612, процедура возобновляет работу всех цилиндров и эксплуатирует двигатель с топливом, подаваемым в качестве одиночного впрыска в такте впуска. В дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию по мере надобности, чтобы прогревать каталитический нейтрализатор выхлопных газов недействующего ряда цилиндров.
По подтверждению, что был выбран режим разделенного впрыска, на этапе 614, процедура включает в себя возобновление работы ранее выведенных из работы цилиндров двигателя и работу подвергаемых возобновлению работы цилиндров на разделенном впрыске топлива наряду с поддержанием одиночного впрыска топлива в ранее действующих цилиндрах. В качестве используемой в материалах настоящего описания, работа подвергаемых возобновлению работы цилиндров на разделенном впрыске топлива включает в себя работу цилиндров на по меньшей мере первом впрыске в такте впуска и втором впрыске в такте сжатия наряду с поддержанием одиночного впрыска в такте впуска в цилиндрах, которые были действующими во время предыдущего режима с VDE.
Первый впрыск топлива в такте впуска может включать в себя первый впрыск, имеющий одно или более из времени начала и времени окончания в течение такта впуска, наряду с тем, что второй впрыск в такте сжатия может включать в себя второй впрыск, имеющий одно или более из времени начала и времени окончания в течение такта сжатия. Соотношение разделения разделенного впрыска топлива может быть основано на оцененной продолжительности времени выборочного вывода из работы, соотношение разделения регулируется для уменьшения величины первого впрыска в такте впуска наряду с соответствующим увеличением величины второго впрыска в такте сжатия по мере того, как возрастает продолжительность времени избирательного вывода из работы. Соотношение разделения дополнительно может регулироваться на основании оцененной температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, соотношение разделения регулируется, чтобы повышать величину первого впрыска в такте впуска наряду с соответствующим понижением величины второго впрыска в такте сжатия по мере того, как температура каталитического нейтрализатора падает ниже порогового значения. Временные характеристики впрыска, соотношение разделения и установка момента зажигания, применяемые к ранее выведенному из работы ряду цилиндров, предоставляют каталитическому нейтрализатору возможность достигать достаточной рабочей температуры по-прежнему наряду с поддержанием приемлемой стабильности сгорания.
Соотношение разделения подвергаемых возобновлению работы цилиндров дополнительно может регулироваться на основании оцененного разбавления EGR перед возобновлением работы. В частности, когда разбавление EGR является более высоким, временные характеристики впрыска топлива могут регулироваться, чтобы выдавать большую часть топлива в течение такта впуска (например, в качестве однородного обедненного впрыска в такте впуска) и меньшую часть топлива во время такта сжатия (например, в качестве обогащенного послойного впрыска в такте сжатия). Как обсуждено выше, при переключении с режима с VDE на режим без VDE, индивидуальные нагрузки цилиндров могут снижаться на основании уменьшения заряда воздуха. Более легкие нагрузки цилиндра обычно имеют менее стабильное сгорания, и взаимодействие с компенсацией переходного топливоснабжения и другие условия цилиндра, которые являются иными, чем у работающих цилиндров вследствие охлаждения при выведении из работы, могут вносить вклад в менее стабильное сгорание при возобновлении работы. EGR может продолжать мешать более легкой нагрузке цилиндра до тех пор, пока EGR, подаваемая в цилиндры, не была в достаточной мере стравлена для уменьшения проблем сгорания. Несмотря на то, что клапаны управления движением заряда (CMCV) могут использоваться для регулировки движения внутри цилиндра топливно-воздушной смеси, подаваемой в цилиндр во время переключения (вследствие лучшего смешивания и более стабильного сгорания), более медленного времени реакции CMCV (например, CMCV, не захлопывающегося достаточно быстро при переходе на более низкую нагрузку двигателя), стабильность сгорания может становиться подорванной, приводя к медленному сгоранию или даже пропускам зажигания при возобновлении работы. Таким образом, посредством использования разделенного впрыска топлива, стабильность сгорания при низкой нагрузке цилиндров может улучшаться. В одном из примеров, часть топлива, подаваемого во время такта сжатия, может соответствовать минимальной массе струи форсунки. Посредством регулировки установки момента впрыска в такте сжатия, чтобы совпадала с установкой момента зажигания (или выполнения впрыска в такте сжатия непосредственно перед или после события искрового зажигания), сгорание послойного заряда может использоваться для уменьшения времени горения в цилиндрах. В дополнение, послойное сгорание может усиливать окисление в каталитическом нейтрализаторе и дополнительно улучшать разогрев каталитического нейтрализатора.
По существу, одно или более из соотношения разделения, временных характеристик и давления впрыска топлива может дополнительно регулироваться на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива. Например, величина второго впрыска в такте сжатия может повышаться, а величина первого впрыска в такте впуска может соответствующим образом понижаться по мере того, как возрастает содержание спирта впрыскиваемого топлива.
В дополнение к разделенному впрыску топлива, при возобновлении работы, установка момента впрыска может подвергаться запаздыванию в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Более точно, величина запаздывания зажигания может регулироваться на основании температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов (например, на основании разности между температурой каталитического нейтрализатора выхлопных газов и температурой розжига или альтернативной пороговой температурой).
В одном из примеров, разделенный впрыск топлива в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах может включать в себя впрыск в такте впуска, выполняемый на 240 градусах до верхней мертвой точки, впрыск в такте сжатия, выполняемый на 40 градусах до верхней мертвой точки, и может применяться соотношение разделения 60/40 (такт впуска: такт сжатия) в дополнение, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на 15 градусов после верхней мертвой точки (ATDC).
По существу, работа подвергнутых возобновлению работы цилиндров на разделенном впрыске топлива может выполняться в течение некоторого количества событий сгорания после возобновления работы. Например, до тех пор, пока скорость вращения двигателя не находится на или выше пороговой скорости вращения (например, скорости вращения холостого хода), и/или до тех пор, пока интенсивность EGR не находится ниже порогового значения (например, пока полностью EGR не вычищена). Затем, на этапе 616, может возобновляться топливоснабжение в режиме одиночного впрыска. Например, после того, как истекло количество событий сгорания, контроллер может подвергать работе подвергнутые возобновлению работы цилиндры на топливе, впрыскиваемом в качестве одиночного впрыска топлива в такте впуска.
Количество событий сгорания может быть основано на нагрузке двигателя при возобновлении работы цилиндров, количество событий сгорания увеличивается до тех пор, пока нагрузка двигателя не достигает условий установившегося режима. Количество событий сгорания дополнительно может быть основано на продолжительности времени избирательного вывода из работы, температуре каталитического нейтрализатора выхлопных газов и уровне EGR при выведении из работы, количество событий сгорания увеличивается по мере того, как возрастает продолжительность времени, понижается температура каталитического нейтрализатора выхлопных газов, и повышается уровень EGR.
Следует принимать во внимание, что, при возобновлении работы, несмотря на то, что подвергаемые возобновлению работы цилиндры работают на разделенном впрыске топлива, уже действующие цилиндры могут подвергаться работе на впрыске топлива, регулируемом на основании условий скорости вращения-нагрузки двигателя. Например, действующие цилиндры могут подвергаться работе на одиночном впрыске топлива в течение количества событий сгорания, одиночный впрыск топлива включает в себя топливо, впрыскиваемое в качестве одиночного впрыска в такте впуска.
Таким образом, посредством работы подвергаемых возобновлению работы цилиндров на разделенном впрыске топлива в течение некоторого количества событий сгорания при возобновлении работы из режима работы двигателя с VDE, улучшается стабильность сгорания при перезапуске цилиндров.
В качестве примера, способ для двигателя включает в себя этапы, на которых осуществляют избирательный вывод из работы одного или более цилиндров двигателя в ответ на условия работы; а при возобновлении работы, работу подвергаемых возобновлению работы цилиндров на топливе, впрыскиваемом в качестве впрыска в такте впуска и впрыска в такте сжатия в течение некоторого количества событий сгорания после возобновления работы. Отношение топлива, впрыскиваемого при впрыске в такте впуска относительно впрыска в такте сжатия, может быть основано на температуре каталитического нейтрализатора выхлопных газов, количестве топлива, впрыскиваемого в такте впуска увеличивается по мере того, как температура каталитического нейтрализатора выхлопных газов падает ниже порогового значения. В материалах настоящего описания, избирательный вывод из работы одного или более цилиндров двигателя включает в себя вывод из работы одного или более цилиндров двигателя из первого ряда цилиндров двигателя, двигатель включает в себя второй ряд цилиндров, при этом соотношение впрыскиваемого топлива основано на температуре каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного к первому ряду цилиндров, а не к второму ряду цилиндров. Соотношение разделения впрыскиваемого топлива дополнительно может быть основано на содержании спирта впрыскиваемого топлива, количество топлива, впрыскиваемого при впрыске в такте впуска, уменьшается, а количество топлива, впрыскиваемого при впрыске в такте сжатия, соответственно уменьшается по мере того, как возрастает содержание спирта впрыскиваемого топлива.
В еще одном примере, способ для двигателя включает в себя этап, на котором осуществляют избирательный вывод из работы одного или более цилиндров двигателя. Затем, во время первого вывода из работы, способ включает в себя работу подвергаемых возобновлению работы цилиндров на топливе, впрыскиваемом в качестве одиночного впрыска. В сравнение, во время второго возобновления работы, процедура включает в себя работу подвергаемых возобновлению работы цилиндров на топливе, впрыскиваемом в качестве разделенного впрыска, при чем, топливо, впрыскивается в качестве каждого из впрыска в такте впуска и впрыска в такте сжатия. В материалах настоящего описания, второе возобновление работы происходит через более продолжительную продолжительность времени вывода из работы наряду с тем, что первое возобновление работы происходит через более короткую продолжительность времени вывода из работы. Способ дополнительно включает в себя, во время первого возобновления работы, поддержание установки момента зажигания подвергаемых возобновлению работы цилиндров, а во время второго возобновления работы, осуществление запаздывания установки момента зажигания подвергаемых возобновлению работы цилиндров.
Далее, с обращением к фиг. 7, многомерная характеристика 700 изображает примерную регулировку впрыска топлива для действующих цилиндров двигателя. Регулировка выполняется в ответ на падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, чтобы предоставлять возможность продлеваться выводу из работы цилиндров. Многомерная характеристика 700 изображает режим работы двигателя (с VDE или без VDE) на графике 702, профиль впрыска топлива первого ряда цилиндров двигателя на графике 704, профиль впрыска топлива второго ряда цилиндров двигателя на графике 706, установку момента зажигания первого ряда цилиндров двигателя на графике 708, установку момента зажигания второго ряда цилиндров двигателя на графике 709 и температуру каталитического нейтрализатора выхлопных газов у каталитического нейтрализатора, присоединенного к второму ряду цилиндров, (ряду цилиндров, который выведен из работы в режиме с VDE) на графике 710.
До t1, двигатель может быть работающим в режиме без VDE (график 702) со всеми работающими цилиндрами в каждом ряду цилиндров. В режиме работы без VDE, цилиндры в обоих, первом и втором, рядах цилиндров двигателя могут быть принимающими топливо (графики 704-706) в качестве одиночного впрыска в такте впуска (изображенного одиночной сплошной полосой). В t1, в ответ на изменение условий работы (например, падение нагрузки или требования крутящего момента двигателя), двигатель может переключаться в режим работы с VDE. Более точно, все цилиндры во втором ряду цилиндров двигателя могут избирательно выводиться из работы посредством выключения топливоснабжения и искрового зажигания (график 709), в то время как все цилиндры в первом ряду цилиндров двигателя остаются действующими (график 704 и 708). По существу, вследствие вывода из работы цилиндров, нагрузка цилиндров у действующих цилиндров в первом ряду цилиндров двигателя может повышаться. Как показано, действующие цилиндры в первом ряду цилиндров двигателя могут продолжать одиночный впрыск в такте впуска (с большим количеством совокупного впрыскиваемого топлива, соответствующим более высокой нагрузке цилиндра).
Между t1 и t2, по мере того, как продолжается работа двигателя с выводом из работы цилиндров, может быть падение температуры в температуре каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного ниже по потоку от недействующего ряда цилиндров, чтобы, в t2, каталитический нейтрализатор выхлопных газов находится на или ниже пороговой температуры 712. Что касается введенного из работы ряда цилиндров, с выведенными из работы клапанами, не будет потока воздуха через ряд цилиндров, но каталитический нейтрализатор будет остывать, поскольку никакая подвергнутая сгоранию смесь топлива и воздуха не нагревает каталитический нейтрализатор. По существу, это падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов может приводить не только к переносу на более ранний срок возобновления работы цилиндров, но также приводит к повышению расхода топлива при возобновлении работы цилиндров вследствие добавочного тепла, которому необходимо вырабатываться для прогрева каталитического нейтрализатора. Таким образом, для уменьшения повышения расхода топлива и предоставления двигателю возможности оставаться в режиме с VDE в течение более продолжительного времени, в t2, наряду с поддержанием второго ряда цилиндров выведенным из работы, впрыск топлива действующих цилиндров в первом ряду цилиндров может переключаться на разделенный впрыск топлива (график 704). Более точно, общее количество топлива может подаваться в качестве первого впрыска в такте впуска (изображенного сплошной полосой) и второго впрыска в такте сжатия (изображенного заштрихованной полосой). Временные характеристики, соотношение и давление разделенного впрыска топлива могут регулироваться на основании по меньшей мере разности между температурой каталитического нейтрализатора выхлопных газов и пороговым значением. В изображенном примере, соотношение разделения регулируется, чтобы включать в себя более высокую величину первого впрыска в такте впуска и более низкую величину второго впрыска в такте сжатия. В дополнение к разделенному впрыску топлива, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию от MBT в действующих цилиндрах (график 708), запаздывание зажигания, регулируемое для повышения температуры в достаточной мере, так чтобы мог прогреваться каталитический нейтрализатор выхлопных газов.
Использование разделенного впрыска топлива параллельно запаздыванию зажигания в действующих цилиндрах продолжается в течение некоторого количества событий сгорания между t2 и t3 до тех пор, пока температура каталитического нейтрализатора не возвращена на или выше порогового значения 712. В t3, как только каталитический нейтрализатор был прогрет в достаточной мере, одиночный впрыск топлива в такте впуска в действующих цилиндрах возобновляется, в то время как искровое зажигание возвращается на MBT. В t4, в ответ на удовлетворение условий возобновления работы (например, повышение нагрузки или требования крутящего момента двигателя), выведенные из работы цилиндры второго ряда цилиндров могут подвергаться возобновлению работы с топливоснабжением и искровым зажиганием, возвращенными в цилиндры.
По существу, если бы действующие цилиндры не переключались временно в режим разделенного впрыска топлива, второму ряду цилиндров двигателя могло бы быть необходимо подвергаться возобновлению работы гораздо раньше (как показано пунктирной линией 703), более точно в t2, в ответ на падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов. В этом отношении, впрыск топлива (смотрите 705) и искра (707) могут возвращаться во второй ряд цилиндров в t2. По существу, это может уменьшать выигрыши экономии топлива от работы с VDE сокращением продолжительности времени работы двигателя в режиме с VDE. Таким образом, посредством переключения действующих цилиндров на разделенный впрыск топлива, работа с VDE может продлеваться, и выигрыши экономии топлива могут продолжаться в течение более длительной продолжительности времени работы двигателя.
Несмотря на то, что фиг. 7 показывает установку момента зажигания в действующем ряду цилиндров (bank_1) в MBT между t1 и t2, следует принимать во внимание, что, в альтернативных примерах, между t1 и t2, установка момента зажигания в действующем ряду цилиндров может подвергаться запаздыванию от MBT вследствие работы на более высоких нагрузках цилиндров и защиты от пограничных пределов. Однако, когда используется, уровень запаздывания зажигания, используемого в режиме с VDE, когда не требуется прогрева каталитического нейтрализатора (как между t1 и t2), не был бы таким большим, как величина запаздывания зажигания, используемая во время прогрева каталитического нейтрализатора (как изображено между t2 и t3).
Также следует принимать во внимание, что конфигурация двигателя, используемая в примере по фиг. 7, может соответствовать двигателю, где выводятся из работы все цилиндры двигателя из ряда двигателя, такому как двигатели с горизонтальной компоновкой коленчатого вала и уравновешенной очередностью зажигания (например, двигатели типа V6 или V10). В альтернативных конфигурациях двигателя, таких как где двигатель имеет неуравновешенную очередность сгорания (например, V8, где, в определенное время, внешние или внутренние цилиндры ряда цилиндров выведены из работы), контроллер может контролировать температуру каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного к каждому ряду цилиндров, и в ответ на охлаждение в любом ряду цилиндров, действующие цилиндры такого ряда цилиндров могут переключаться на разделенный впрыск топлива. Например, в режиме с VDE, первая группа цилиндров из первого ряда цилиндров и первая группа цилиндров из второго ряда цилиндров могут выводиться из работы наряду с тем, что вторая группа цилиндров из первого ряда цилиндров и вторая группа цилиндров из второго ряда цилиндров остаются действующими. В ответ на падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов в первом ряду цилиндров (но не втором ряду цилиндров), в режиме с VDE, вторая группа цилиндров из первого ряда цилиндров может переключаться на разделенный впрыск топлива наряду с тем, что действующие цилиндры второго ряда цилиндров поддерживаются работающими на одиночном впрыске топлива. Подобным образом, в ответ на падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов во втором ряду цилиндров (но не первом ряду цилиндров), в режиме с VDE, вторая группа цилиндров из второго ряда цилиндров может переключаться на разделенный впрыск топлива наряду с тем, что действующие цилиндры первого ряда цилиндров поддерживаются работающими на одиночном впрыске топлива. Это предоставляет работе двигателя в режиме с VDE возможность продлеваться.
Далее, с обращением к фиг. 8, многомерная характеристика 800 изображает примерную регулировку впрыска топлива для подвергаемых возобновлению работы цилиндров двигателя. Регулировка выполняется во время переключения из режима с VDE для улучшения стабильности сгорания при перезапуске и переходных возмущений крутящего момента. Многомерная характеристика 800 изображает режим работы двигателя (с VDE или без VDE) на графике 802, профиль впрыска топлива первого ряда цилиндров двигателя на графике 804, профиль впрыска топлива второго ряда цилиндров двигателя на графике 806, установку момента зажигания первого ряда цилиндров двигателя на графике 808, установку момента зажигания второго ряда цилиндров двигателя на графике 809 и температуру у температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного к недействующему ряду цилиндров, на графике 810.
До t1, двигатель может быть работающим в режиме без VDE (график 802) со всеми работающими цилиндрами в каждом ряду цилиндров. В режиме работы без VDE, цилиндры в обоих, первом и втором, рядах цилиндров двигателя могут быть принимающими топливо (графики 804-806) в качестве одиночного впрыска в такте впуска (изображенного одиночной сплошной полосой). В дополнение, искровое зажигание может находится на номинальной установке момента, такой как MBT. В t1, в ответ на изменение условий работы (например, падение нагрузки или требования крутящего момента двигателя), двигатель может переключаться в режим работы с VDE. Более точно, цилиндры во втором ряду цилиндров двигателя могут избирательно выводиться из работы посредством включения топливоснабжения и искрового зажигания (графики 806 и 809), в то время как цилиндры в первом ряду цилиндров двигателя остаются действующими (графики 804 и 808). По существу, вследствие вывода из работы цилиндров, нагрузка цилиндра у действующих цилиндров может повышаться. Как показано, действующие цилиндры в первом ряду цилиндров двигателя могут продолжать одиночный впрыск в такте впуска (с большим количеством совокупного впрыскиваемого топлива, соответствующим более высокой нагрузке цилиндра).
Между t1 и t2, так как работа двигателя с выводом из работы цилиндров продолжается, есть постепенное падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, обусловленное недостатком раскаленной подвергнутой сгоранию топливно-воздушной смеси, текущей через каталитический нейтрализатор, поскольку ряд цилиндров двигателя, присоединенный к каталитическому нейтрализатору, является недействующим. В t2, каталитический нейтрализатор выхлопных газов может быть близким к пороговой температуре 812, и могут удовлетворяться условия возобновления работы двигателя. Например, нагрузка и требование крутящего момента двигателя могут повышаться. При переключении с режима с VDE на режим без VDE, индивидуальные нагрузки цилиндров могут снижаться на основании уменьшения заряда воздуха. Более легкие нагрузки цилиндра обычно имеют менее стабильное сгорания, и взаимодействие с компенсацией переходного топливоснабжения и другие условия цилиндра, которые являются иными, чем у работающих цилиндров вследствие охлаждения при выведении из работы, могут вносить вклад в менее стабильное сгорание при возобновлении работы.
Чтобы преодолеть проблемы, связанные с вводом в действие каталитического нейтрализатора выхлопных газов, а также для улучшения стабильности сгорания при перезапуске, в t2, при возобновлении работы, наряду с поддержанием одиночного впрыска первого ряда цилиндров, впрыск топлива подвергаемых возобновлению работы цилиндров во втором ряду цилиндров может переключаться на разделенный впрыск топлива (график 806). Более точно, общее количество топлива может подаваться в качестве первого впрыска в такте впуска (изображенного сплошной полосой) и второго впрыска в такте сжатия (изображенного заштрихованной полосой). Временные характеристики, соотношение и давление разделенного впрыска топлива могут регулироваться на основании по меньшей мере разности между температурой каталитического нейтрализатора выхлопных газов и пороговым значением. В изображенном примере, соотношение разделения регулируется, чтобы включать в себя более высокую величину первого впрыска в такте впуска и более низкую величину второго впрыска в такте сжатия. В дополнение к разделенному впрыску топлива, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию от MBT в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах (график 809), запаздывание зажигания, регулируемое для повышения температуры в достаточной мере, так чтобы мог прогреваться каталитический нейтрализатор выхлопных газов. Установка момента зажигания первого ряда цилиндров двигателя может поддерживаться на MBT.
Использование разделенного впрыска топлива параллельно запаздыванию зажигания в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах продолжается в течение некоторого количества событий сгорания между t2 и t3 до тех пор, пока температура каталитического нейтрализатора не поднята, а скорость вращения двигателя не повысилось до уровня, где не ухудшена стабильность сгорания. Например, разделенный впрыск может продолжаться по меньшей мере до тех пор, пока скорость вращения двигателя не находится на или выше скорости вращения холостого хода. В t3, как только каталитический нейтрализатор был прогрет в достаточной мере, и скорость вращения двигателя достигло скорости вращения холостого хода, одиночный впрыск топлива в такте впуска в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах возобновляется, в то время как искровое зажигание возвращается на MBT.
Несмотря на то, что фиг. 8 показывает установку момента зажигания в действующем ряду цилиндров (bank_1) в MBT между t1 и t2, следует принимать во внимание, что, в альтернативных примерах, между t1 и t2, установка момента зажигания в действующем ряду цилиндров может подвергаться запаздыванию от MBT вследствие работы на более высоких нагрузках цилиндров и защиты от пограничных пределов. Однако, когда используется, уровень запаздывания зажигания, используемого в режиме с VDE, когда не требуется прогрева каталитического нейтрализатора (как между t1 и t2), не был бы таким большим, как величина запаздывания зажигания, используемая в подвергаемом возобновлению работы ряду цилиндров (ряду 2 цилиндров) во время прогрева каталитического нейтрализатора (как изображено между t2 и t3).
Также следует принимать во внимание, что конфигурация двигателя, используемая в примере по фиг. 8, может соответствовать двигателю, где выводятся из работы все цилиндры двигателя из ряда двигателя, такому как двигатели с горизонтальной компоновкой коленчатого вала и уравновешенной очередностью зажигания (например, двигатели типа V6 или V10). В альтернативных конфигурациях двигателя, таких как где двигатель имеет неуравновешенную очередность сгорания (например, V8, где, в определенное время, внешние или внутренние цилиндры ряда цилиндров выведены из работы), контроллер может контролировать температуру каталитического нейтрализатора выхлопных газов, присоединенного к каждому ряду цилиндров, и в ответ на охлаждение в любом ряду цилиндров, подвергаемые возобновлению работы цилиндры такого ряда цилиндров могут переключаться на разделенный впрыск топлива. Например, в режиме с VDE, первая группа цилиндров из первого ряда цилиндров и первая группа цилиндров из второго ряда цилиндров могут выводиться из работы наряду с тем, что вторая группа цилиндров из первого ряда цилиндров и вторая группа цилиндров из второго ряда цилиндров остаются действующими. В ответ на падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов в первом ряду цилиндров (но не втором ряду цилиндров), двигатель может переключаться в режим без VDE, а при возобновлении работы, по меньшей мере первая группа цилиндров из первого ряда цилиндров может переключаться на разделенный впрыск топлива, в то время как цилиндры второго ряда цилиндров поддерживаются работающими на одиночном впрыске топлива. По выбору, на основании падения температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, при возобновлении работы, все цилиндры первого ряда могут переключаться на разделенный впрыск топлива. Подобным образом, в ответ на падение температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов во втором ряду цилиндров (но не первом ряду цилиндров), двигатель может переключаться в режим без VDE, а при возобновлении работы, по меньшей мере первая группа цилиндров из второго ряда цилиндров может переключаться на разделенный впрыск топлива, в то время как цилиндры первого ряда цилиндров поддерживаются работающими на одиночном впрыске топлива. По выбору, на основании падения температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, при возобновлении работы, все цилиндры второго ряда могут переключаться на разделенный впрыск топлива. Это улучшает способность к перезапуску цилиндров.
Далее, с обращением к фиг. 9, многомерная характеристика 900 изображает примерную регулировку впрыска топлива для подвергаемых возобновлению работы цилиндров двигателя. Регулировка выполняется во время переключения из режима с VDE для улучшения стабильности сгорания при перезапуске и переходных возмущений крутящего момента. Многомерная характеристика 900 изображает режим работы двигателя (с VDE или без VDE) на графике 902, профиль впрыска топлива первого ряда цилиндров двигателя на графике 904, профиль впрыска топлива второго ряда цилиндров двигателя на графике 906, установку момента зажигания первого ряда цилиндров двигателя на графике 908, установку момента зажигания второго ряда цилиндров двигателя на графике 909 и уровень EGR (всех действующих цилиндров в режиме с VDE или без VDE) на графике 910.
До t1, двигатель может быть работающим в режиме без VDE (график 902) со всеми работающими цилиндрами в каждом ряду цилиндров вследствие нахождения нагрузки двигателя выше, чем пороговое значение. В режиме работы без VDE, цилиндры в обоих, первом и втором, рядах цилиндров двигателя могут быть принимающими топливо (графики 904-906) в качестве одиночного впрыска в такте впуска (изображенного одиночной сплошной полосой). В дополнение, искровое зажигание (график 908-909) может находится на номинальной установке момента, такой как MBT. Кроме того, вследствие условий более высокой нагрузки двигателя, EGR может выдаваться в цилиндры двигателя, как показано (график 910, до t1, показывает уровень EGR во всех цилиндрах двигателя) увеличением открывания клапана EGR. В одном из примеров, выдаваемая EGR может быть EGR низкого давления. Кроме того, EGR может выдаваться с постоянной интенсивностью (то есть, с постоянным процентным содержанием относительно потока воздуха). В еще одном примере, LP-EGR может выдаваться с переменной интенсивностью относительно потока воздуха. В кроме того других примерах, EGR может выдаваться в качестве комбинации EGR низкого давления и высокого давления.
В t1, в ответ на изменение условий работы (например, падение нагрузки или требования крутящего момента двигателя), двигатель может переключаться в режим работы с VDE. Более точно, цилиндры во втором ряду цилиндров двигателя могут избирательно выводиться из работы посредством включения топливоснабжения и искрового зажигания (графики 906 и 909), в то время как цилиндры в первом ряду цилиндров двигателя остаются действующими (графики 904 и 908). Как показано, действующие цилиндры в первом ряду цилиндров двигателя могут продолжать одиночный впрыск в такте впуска (с большим количеством совокупного впрыскиваемого топлива, соответствующим более высокой нагрузке цилиндра).
По существу, вследствие вывода из работы цилиндров, нагрузка цилиндра у действующих цилиндров может повышаться. Это улучшает их допустимый предел EGR и предоставляет возможность, чтобы более высокий уровень EGR использовался в действующих цилиндрах в режиме работы с VDE (график 910, между t1 и t2, показывает уровень EGR действующих цилиндров). Посредством использования EGR в дополнение к VDE, достигаются дополнительные выигрыши экономии топлива. Более того, преимущества EGR могут распространяться на условия низкой нагрузки двигателя вследствие повышенной нагрузки цилиндра в режиме работы с VDE.
В t2, в ответ на изменение условий работы (например, повышение нагрузки или требования крутящего момента двигателя), двигатель может переключаться обратно в режим работы без VDE. Более точно, цилиндры во втором ряду цилиндров двигателя могут избирательно подвергаться возобновлению работы посредством возврата топливоснабжения и искрового зажигания. Вследствие возобновления работы цилиндров, нагрузка цилиндров у действующих цилиндров может снижаться. Более легкие нагрузки цилиндра обычно имеют менее стабильное сгорания, и взаимодействие с компенсацией переходного топливоснабжения и другие условия цилиндра при выведении из работы, могут вносить вклад в менее стабильное сгорание при возобновлении работы. В дополнение, более низкая нагрузка цилиндров уменьшает их допустимый предел EGR. Таким образом, в t2, клапан EGR может закрываться, и EGR может постепенно снижается на нет при возобновлении работы. Однако, вследствие больших транспортных задержек вдоль канала EGR, фактическая скорость постепенного снижения на нет EGR (график 910) может быть медленнее, чем требуемая скорость постепенного снижения на нет (пунктирный отрезок 911). В частности, EGR может продолжать мешать более легкой нагрузке цилиндра до тех пор, пока EGR, подаваемая в цилиндры, не была в достаточной мере стравлена для уменьшения проблем сгорания. Несмотря на то, что клапаны управления движением заряда (CMCV) могут использоваться для регулировки движения внутри цилиндра топливно-воздушной смеси, подаваемой в цилиндр во время переключения (вследствие лучшего смешивания и более стабильного сгорания), вследствие более медленного времени реакции CMCV (например, CMCV, не захлопывающегося достаточно быстро при переходе на более низкую нагрузку двигателя), стабильность сгорания может становиться подорванной, приводя к медленному сгоранию или даже пропускам зажигания при возобновлении работы.
Чтобы преодолеть эти проблемы и улучшить стабильность сгорания при перезапуске, в t2, при возобновлении работы, впрыск топлива всех цилиндров, в том числе, подвергаемых возобновлению работы цилиндров во втором ряду цилиндров, а также действующих цилиндрах первого ряда цилиндров, может переключаться на разделенный впрыск (график 906). Более точно, общее количество топлива может подаваться в качестве первого впрыска в такте впуска (изображенного сплошной полосой) и второго впрыска в такте сжатия (изображенного заштрихованной полосой). Временные характеристики, соотношение и давление разделенного впрыска топлива могут регулироваться на основании по меньшей мере разбавления EGR, присутствующего в системе двигателя перед возобновлением работы (то есть, во время непосредственно предшествующего вывода из работы). В изображенном примере, соотношение разделения регулируется, чтобы включать в себя более высокую величину первого впрыска в такте впуска и более низкую величину второго впрыска в такте сжатия. В дополнение к разделенному впрыску топлива, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию от MBT в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах (график 909), запаздывание зажигания, регулируемое для повышения температуры в достаточной мере, так чтобы прогревался каталитический нейтрализатор выхлопных газов на прежде недействующем ряду цилиндров. Одновременно, установка момента зажигания первого ряда цилиндров двигателя может поддерживаться на MBT.
Следует принимать во внимание, что, в примере по фиг. 9, разделенный впрыск используется во всех цилиндрах двигателя при возобновлении работы до тех пор, пока EGR в системе впуска не стравлена, так как EGR подается во все цилиндры двигателя через общий канал EGR. Однако, могут быть альтернативные конфигурации двигателя, в которых система EGR выполнена с возможностью подавать EGR отдельные наборы цилиндров через отдельные каналы. В таких конфигурациях двигателя, может быть возможным подавать EGR только в действующие цилиндры в режиме работы с VDE, в каком случае, во время последующего возобновления работы цилиндров, разделенный впрыск топлива может использоваться только в ранее действующих цилиндрах до тех пор, пока EGR вычищена в достаточной мере, в то время как подвергаемые возобновлению работы цилиндры поддерживаются на одиночном впрыске топлива.
Использование разделенного впрыска топлива продолжается на обоих рядах цилиндров двигателя (в изображенном примере) в течение некоторого количества событий сгорания между t2 и t3 до тех пор, пока EGR не вычищена в достаточной мере. В t3, Как только EGR упала до достаточно низкого уровня, возобновляется одиночный впрыск топлива в такте впуска в подвергаемых возобновлению работы цилиндров. К тому же, установка момента зажигания в подвергаемом возобновлению работы ряду цилиндров двигателя может возвращаться на MBT.
Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что пример по фиг. 9 показывает установку момента зажигания, подвергаемую запаздыванию между t2 и t3, в альтернативных примерах, запаздывание зажигания на подвергаемых возобновлению работы цилиндрах может регулироваться на основании температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов. К тому же, несмотря на то, что фиг. 9 показывает установку момента зажигания в действующем ряду цилиндров (bank_1) в MBT между t1 и t2, следует принимать во внимание, что, в альтернативных примерах, между t1 и t2, установка момента зажигания в действующем ряду цилиндров может подвергаться запаздыванию от MBT вследствие работы на более высоких нагрузках цилиндров и защиты от пограничных пределов. Однако, когда используется, уровень запаздывания зажигания, используемого в режиме с VDE (как между t1 и t2), не был бы таким большим, как величина запаздывания зажигания, используемая в подвергаемом возобновлению работы ряду цилиндров (ряду 2 цилиндров) для прогрева каталитического нейтрализатора (как изображено между t2 и t3).
В одном из примеров, способ для двигателя включает в себя этап, на котором осуществляют избирательный вывод из работы одного или более цилиндров двигателя и работу действующих цилиндров с EGR. Затем, при возобновлении работы, способ включает в себя работу всех цилиндров двигателя на разделенном впрыске топлива до тех пор, пока EGR не меньше, чем пороговое значение. Разделенный впрыск топлива включает в себя первый обедненный однородный впрыск в такте впуска и второй обогащенный послойный впрыск в такте сжатия. Соотношение разделения разделенного впрыска топлива основано на дном или более из EGR во время избирательного вывода из работы и температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов при возобновлении работы. Работа действующих цилиндров с EGR включает в себя этап, на котором эксплуатируют действующие цилиндры с постоянным процентным содержанием EGR относительно потока воздуха. Работа действующих цилиндров с EGR также включает в себя регулировку уровня EGR действующих цилиндров на основании средней нагрузки цилиндра у действующих цилиндров во время избирательного вывода из работы, уровень EGR повышается по мере того, как возрастает средняя нагрузка цилиндра. Кроме того, при возобновлении работы, подвергаемые возобновлению работы цилиндры эксплуатируются с запаздыванием установки момента зажигания, запаздывание основано на температуре каталитического нейтрализатора выхлопных газов.
Таким образом, посредством работы всех цилиндров двигателя на разделенном впрыске топлива после возобновления работы цилиндров до тех пор, пока уровень EGR системы впуска не находится ниже порогового значения, могут подавляться проблемы стабильности сгорания, связанные с высоким разбавлением EGR на низких нагрузках цилиндра. В дополнение, использование разделенного впрыска ускоряет возобновление работы каталитического нейтрализатора выхлопных, сопровождающее режим работы с VDE, улучшая выбросы с выхлопными газами. Посредством дополнительной регулировки соотношения разделения на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива, уменьшается ухудшение ездовых качеств из-за использования смешанного топлива. В частности, могут сокращаться события плохого сгорания, которые могут приводить к спотыканию.
Таким образом, посредством работы подвергаемых возобновлению работы цилиндров на разделенном впрыске топлива с частью топлива, подаваемой во время такта впуска, и частью топлива, подаваемой во время такта сжатия, стабильность сгорания при перезапуске цилиндров улучшается. В частности, могут подавляться проблемы стабильности сгорания, связанные с уменьшением нагрузки цилиндра при возобновлении работы цилиндров. В дополнение, разделенный впрыск ускоряет возобновление работы каталитического нейтрализатора выхлопных, сопровождающее режим работы с VDE, улучшая выбросы с выхлопными газами. Посредством дополнительной регулировки соотношения разделения на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива, уменьшается ухудшение ездовых качеств из-за использования смешанного топлива. В частности, могут сокращаться события плохого сгорания, которые могут приводить к спотыканию.
К тому же, посредством работы действующих цилиндров на разделенном впрыске топлива в течение некоторого количества событий сгорания в режиме работы двигателя с VDE, температура и каталитическая эффективность каталитического нейтрализатора выхлопных газов может быстро восстанавливаться, к тому же, наряду с улучшением стабильности сгорания во время переключения на режим работы с VDE. Посредством использования разделенного впрыска для ускорения прогрева выпуска, продлевается работа двигателя в режиме с VDE. Это предоставляет возможность расширяться выигрышам экономии топлива от вывода из работы цилиндров. В общем и целом, улучшаются рабочие характеристики двигателя.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные 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 настоящего описания, 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 машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.
Таким образом, посредством работы подвергаемых возобновлению работы цилиндров на разделенном впрыске топлива с частью топлива, подаваемой во время такта впуска, и частью топлива, подаваемой во время такта сжатия, стабильность сгорания при перезапуске цилиндров улучшается. В частности, могут подавляться проблемы стабильности сгорания, связанные с уменьшением нагрузки цилиндра при возобновлении работы цилиндров. В дополнение, разделенный впрыск ускоряет возобновление работы каталитического нейтрализатора выхлопных, сопровождающее режим работы с VDE, улучшая выбросы с выхлопными газами. Посредством дополнительной регулировки соотношения разделения на основании содержания спирта впрыскиваемого топлива, уменьшается ухудшение ездовых качеств из-за использования смешанного топлива. В частности, могут сокращаться события плохого сгорания, которые могут приводить к спотыканию.
К тому же, посредством работы действующих цилиндров на разделенном впрыске топлива в течение некоторого количества событий сгорания в режиме работы двигателя с VDE, температура и каталитическая эффективность каталитического нейтрализатора выхлопных газов может быстро восстанавливаться, к тому же, наряду с улучшением стабильности сгорания во время переключения на режим работы с VDE. Посредством использования разделенного впрыска для ускорения прогрева выпуска, продлевается работа двигателя в режиме с VDE. Это предоставляет возможность расширяться выигрышам экономии топлива от вывода из работы цилиндров. В общем и целом, улучшаются рабочие характеристики двигателя.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные 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 настоящего описания, 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 машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.