Способ управления впрыском топлива для двухтопливного двигателя

Способ управления впрыском топлива для двухтопливного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к двухтопливным двигателям, более конкретно к системам впрыска топлива, содержащим инжекторы для двух различных видов топлива.

Уровень техники

Компрессионное воспламенение с управляемой реактивностью (RCCI) использует два вида топлива с различной реактивностью и многократный впрыск топлива для управления реактивностью топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя. Кроме того, один из видов топлива имеет меньшую реактивность по сравнению с другим видом топлива. В цилиндре двигателя формируется однородный заряд, включающий в себя топливо с низкой реактивностью, рециркуляцию отработавших газов (EGR) и воздух. По мере того, как поршень в цилиндре сжимает однородную смесь, в момент до воспламенения однородной смеси может быть впрыснуто топливо с большей реактивностью. Таким образом, можно проводить контроль сгорания топливовоздушной смеси для уменьшения содержания NOx и твердых частиц в отработавших газах, а также улучшения показателей экономии топлива. Тем не менее, изменения концентрации кислорода в цилиндре и/или наддува, относящиеся к переходным условиям работы двигателя, могут повлиять на состав заряда смеси в цилиндре и ухудшить характеристики сгорания.

Раскрытие изобретения

Для преодоления вышеуказанные недостатков был разработан способ эксплуатации двигателя, включающий в себя: увеличение количества первого топлива с первой реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр во время перехода, превышающего пороговое значение, в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода; уменьшение количества второго топлива со второй реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр во время перехода, в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода; воспламенение первого и второго топлива от сжатия.

С помощью регулировки количества топлива, имеющего различные показатели реактивности, впрыскиваемого в цилиндр во время переходных условий в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода, можно улучшить характеристики выбросов двигателя во время перехода и в то же время обеспечить желаемый крутящий момент двигателя. Например, при условиях работы в устойчивом состоянии можно проводить контроль концентрации подаваемого в двигатель кислорода, в результате чего содержание NOx и твердых частиц в отработавших газах может быть снижено. Тем не менее, при переходных условиях может возникать ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода по сравнению с желаемой концентрацией подаваемого в двигатель кислорода.

Ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода может быть устранена с помощью увеличения количества первого топлива с первой реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр во время цикла цилиндра, и уменьшения количества второго топлива, впрыскиваемого в цилиндр во время цикла цилиндра. Таким образом, можно контролировать выбросы двигателя во время переходных условий работы двигателя, чтобы приблизиться к характеристикам выбросов двигателя при устойчивом состоянии в подобных условиях работы двигателя.

Способ эксплуатации двигателя также может предусматривать, что ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода увеличивается в ответ на изменение потока воздушной массы в двигателе.

Настоящее изобретение может предоставить ряд преимуществ. В частности, данный подход может сократить вредные выбросы двигателя в условиях сгорания в двигателе топлива с различной реактивностью. Кроме того, данный способ может способствовать уменьшению размеров устройств последующей обработки отработавших газов, за счет того, что улучшаются характеристики выбросов в переходных условиях работы двигателя. Кроме того, способ может улучшить управляемость автомобиля при некоторых условиях посредством предоставления желаемого уровня крутящего момента двигателя вместо пропуска зажигания или колебаний зажигания.

Вышеуказанные и другие преимущества и характеристики настоящего изобретения будут очевидны из следующего подробного описания, рассмотренного отдельно или вместе с сопроводительными чертежами. Следует понимать, что вышеприведенное раскрытие изобретения дано для приведения в упрощенной форме ряда выбранных концепций, дальнейшее описание которых приводится ниже в подробном описании. Краткое изложение сущности изобретения не направлено на определение основных или существенных характеристик заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определяется пунктами формулы изобретения, следующими за подробным описанием. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничивается вариантами осуществления изобретения, устраняющими какой-либо из недостатков, указанных выше или в любой части данного раскрытия изобретения.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлено схематичное изображение двигателя;

На Фиг. 2-9 представлены примерные рабочие последовательности при переходных условиях работы двигателя; и

На Фиг. 10-11 представлена блок-схема примерного способа регулирования впрыска двух видов топлива с двумя различными показателями реактивности.

Осуществление изобретения

Настоящее описание относится к управлению впрыском топлива в двигатель. На Фиг. 1 представлен один пример двигателя с прямым впрыском и турбонаддувом, а способ, проиллюстрированный на Фиг. 10 и 11 может регулировать впрыск топлива для компенсирования переходных условий работы двигателя. На Фиг. 2-9 представлены примеры рабочих последовательностей двигателя для сравнения различий между компенсированными и некомпенсированными переходными условиями работы двигателя.

Для основного сгорания при компрессионном воспламенении с управляемой реактивностью впрыск двух видов топлива определяется эмпирически, и данные о моментах впрыска топлива и впрыскиваемом количестве помещаются в таблицу, которая может быть проиндексирована на основании частоты вращения двигателя и нагрузки. Данные о моментах впрыска топлива и впрыскиваемом количестве определяются, когда двигатель работает при постоянной частоте оборотов и постоянной нагрузке. Моменты впрыска топлива и впрыскиваемое количество регулируются для обеспечения желаемого фазирования сгорания, которое контролирует образование твердых частиц в отработавших газах двигателя и NOx. Тем не менее, если моменты впрыска топлива и количество впрыскиваемого топлива, определенные для устойчивого состояния работы двигателя (например, частота вращения двигателя и нагрузка по существу постоянны), применяются, когда заряд воздуха двигателя, поток системы рециркуляции отработавших газов (EGR) или наддув изменяются на величину, превышающую пороговое значение, тогда в силу изменений смеси двигателя возможно образование дополнительных NOx и твердых частиц в отработавших газах двигателя. Способ и система, описанные в данном документе, регулируют моменты впрыска топлива (например, момент начала впрыска) и количество впрыскиваемого топлива, в результате чего может быть достигнут желаемый уровень содержания твердых частиц и NOx в отработавших газах. В частности, описанный способ не просто извлекает данные о моментах впрыска топлива при устойчивом состоянии для двух разных видов топлива при переходных условиях и выводит исправленные моменты впрыска. Описанные здесь способ и система управляют фазированием сгорания при переходных условиях посредством увеличения количества одного топлива и уменьшения количества другого топлива, обеспечивая при этом желаемый крутящий момент. Таким образом, можно контролировать фазирование сгорания при переходных условиях работы двигателя.

Как показано на Фиг. 1, управление двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим совокупность цилиндров, один из которых показан на Фиг. 1, осуществляют с помощью электронного контроллера 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, размещенным в них и соединенным с коленчатым валом 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может быть приведен в действие впускным кулачком 51 и выпускным кулачком 53. Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может быть определено датчиком 57 выпускного кулачка.

Топливный инжектор 66 показан расположенным таким образом, чтобы впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания 30, что известно специалистам в данной области как «прямой впрыск». Топливный инжектор 66 поставляет топливо пропорционально ширине импульса сигнала FPW от контроллера 12. Топливо подается к топливному инжектору 66 топливной системой (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливное реле (не показано). Давление топлива, поставляемого топливной системой, можно регулировать за счет изменения положения клапана, регулирующего поток топлива к топливному насосу (не показан). Кроме того, дозирующий клапан находится внутри или рядом с направляющей-распределителем для топлива для полного контроля расхода топлива. В одном примере топливный инжектор 66 подает первый вид топлива с большим уровнем реактивности в камеру сгорания 30.

Топливный инжектор 68 показан расположенным таким образом, чтобы впрыскивать топливо во впускной коллектор 44 для всасывания в камеру сгорания 30, что известно специалистам в данной области техники как впрыск во впускной канал. Топливный инжектор 68 поставляет топливо пропорционально ширине импульса сигнала FPW от контроллера 12. В одном примере, топливный инжектор 68 подает второй вид топлива с меньшим уровнем реактивности в камеру сгорания 30. В качестве альтернативы, топливо с меньшей реактивностью может впрыскиваться через дополнительный прямой инжектор 67. Топливо с меньшей реактивностью может подаваться из второго топливного бака, который изолирован от топливного бака, содержащего топливо с большей реактивностью. В одном примере топливо с большей реактивностью может представлять собой дизельное топливо и топливо с меньшей реактивностью может представлять собой бензин. Тем не менее, в других примерах дизель и бензин могут быть заменены другими видами топлива. Например, топлива с большей и меньшей реактивностью могут представлять собой дизель и спирт.

Впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для контроля воздушного потока из впускной нагнетающей камеры 46. Компрессор 162 втягивает воздух из воздухозаборника 42 для подачи в нагнетающую камеру 46. Выхлопные газы раскручивают турбину 164, которая соединена с компрессором 162 через вал 161. В некоторых случаях может быть установлен охладитель наддувочного воздуха. Скорость компрессора можно отрегулировать за счет настройки положения регулятора 72 с поворотными лопатками (перепускной заслонки, вестгейта) или перепускного клапана 158 компрессора. Регулятор 72 позволяет выхлопным газам обходить турбину 164, таким образом уменьшая количество энергии, поступающей к турбине. Перепускной клапан 158 компрессора позволяет сжатому воздуху на выходе компрессора 162 вернуться на вход компрессора 162. В этом случае, эффективность компрессора 162 может быть снижена для изменения потока, проходящего через компрессор 162.

Сгорание инициируется в камере сгорания 30, когда топливо автоматически зажигается при достижении поршнем 36 верхней мертвой точки рабочего хода. В некоторых примерах универсальный датчик общего содержания кислорода в выхлопных газах (Universal Exhaust Gas Oxygen, UEGO) может быть соединен с выпускным коллектором 48 выше по потоку устройства 70 снижения токсичности выбросов. В других случаях, датчик UEGO может быть расположен ниже по потоку одного или нескольких устройств снижения токсичности выхлопа. В другом случае датчик UEGO может быть заменен на датчик NOx (датчик окислов азота).

Устройство 70 снижения токсичности выбросов в одном случае может включать в себя сажевый фильтр и каталитические блоки. В другом случае могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выбросов, каждое из которых имеет несколько блоков. В одном случае устройство 70 снижения токсичности выбросов может включать в себя катализатор окисления. В других случаях устройство контроля выбросов может включать в себя ловушку обедненного NOx или систему SCR (селективного каталитического восстановления).

Двигатель может обеспечиваться рециркулированными выхлопными газами через клапан 80 EGR. Клапан 80 EGR является трехходовым, который перекрывает или пропускает выхлопные газы от располагающегося ниже по потоку устройства 70 снижения токсичности выбросов к месту в воздухозаборной системе двигателя выше по потоку компрессора 162. В альтернативных примерах рециркулированные выхлопные газы могут поступать из места выше по потоку турбины 164 к впускному коллектору 44. Рециркулированные выхлопные газы могут обходить охладитель 85 EGR или, в альтернативном случае, рециркулированные выхлопные газы могут быть охлаждены за счет пропускания через охладитель 85 EGR.

Контроллер 12 показан на Фиг. 1 как традиционный микрокомпьютер, содержащий: микропроцессор 102 (CPU), порты 104 ввода и вывода, постоянное запоминающее устройство 106 (ROM), оперативную память 108 (RAM), оперативную энергонезависимую память 110 (КАМ) и обычную шину данных. Контроллер 12 показан получающим различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10. Помимо описанных выше сигналов, контроллер также получает данные: о температуре охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) от датчика 112 температуры, соединенного с каналом 114 охлаждения; датчика положения 134, соединенного с педалью газа 130, для измерения силы нажатия ногой 132; измерений давления в коллекторе двигателя (MAP) от датчика давления 121, соединенного с впускным коллектором 44; о давлении наддува от датчика 122 давления, о концентрации кислорода в выхлопных газах от кислородного датчика 126; о фазе двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; показаний датчика 120 воздушной массы, поступающей в двигатель (например, теплового измерителя воздушного потока); и показаний положения дросселя датчика 58. Также для контроллера 12 может быть измерено барометрическое давление (датчик не показан). Согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения, датчик 118 на эффекте Холла производит заранее установленное количество равномерных импульсов в каждый цикл коленчатого вала, на основании которых может быть определена скорость вращения двигателя (RPM).

В некоторых примерах в автомобиле с гибридным приводом двигатель может быть соединен с электродвигателем/системой аккумулятора. Автомобиль с гибридным приводом может иметь параллельную и последовательную конфигурации, а также их комбинации и вариации.

Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 обычно проходит 4 рабочих цикла: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Во время впуска обычно выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух поступает в камеру сгорания 30 через впускной коллектор 44, а поршень 36 двигается по направлению к дну цилиндра так, чтобы увеличить объем внутри камеры сгорания 30. Положение, в котором поршень 36 находится рядом с дном цилиндра и в конце своего хода (т.е. когда камера сгорания 30 имеет наибольший объем) обычно называется специалистами в данной области нижней мертвой точкой (НМТ). Во время хода сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 двигается по направлению к головке цилиндров, чтобы сжать воздух внутри камеры сгорания 30. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и наиболее близко к головке цилиндров (т.е. когда камера сгорания имеет наименьший объем) обычно называется специалистами в данной области верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, здесь и далее обозначаемом «впрыскивание», топливо поступает в камеру сгорания. В процессе, здесь и далее обозначаемом «зажигание», впрыснутое топливо воспламеняют с помощью известных способов зажигания, таких как свеча 92 зажигания, что приводит к сгоранию. Во время рабочего хода расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 превращает движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время хода выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпустить воспламененную смесь воздуха и топлива в выпускной коллектор 48, а поршень возвращается к ВМТ. Можно отметить, что вышеизложенное приведено только в качестве примера, и распределение по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие варианты. Кроме того, в некоторых случаях вместо четырехтактного может использоваться двухтактный цикл.

Таким образом, система Фиг. 1 представляет собой систему двигателя, включающую в себя: инжектор дизельного топлива, впрыскивающий дизельное топливо напрямую в цилиндр двигателя, дизельное топливо, имеющее первый показатель реактивности; второй топливный инжектор, впрыскивающий второй вид топлива в цилиндр двигателя, причем второй вид топлива имеет второй показатель реактивности; и контроллер, который содержит инструкции для увеличения количества дизельного топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки величины подаваемого в двигатель воздуха во время перехода рабочего состояния двигателя, контроллер, дополнительно содержащий инструкции для уменьшения количества второго топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки величины подаваемого в двигатель воздуха во время перехода. Данная система двигателя включает в себя дополнительные инструкции контроллера для увеличения количества дизельного топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки наддува во время перехода состояния работы двигателя. Система двигателя содержит дополнительные инструкции контроллера для уменьшения количества второго топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки наддува во время перехода. В одном примере, система двигателя содержит второй топливный инжектор, который представляет собой топливный инжектор для впрыска во впускной канал. Система двигателя также предусматривает варианты, когда второй топливный инжектор представляет собой инжектор прямого впрыска топлива, причем второй вид топлива представляет собой бензин, сжатый природный газ, сжиженный газ пропан или спирт, и когда момент начала впрыска второго топлива регулируется в ответ на переход. Система двигателя также включает в себя дополнительные инструкции контроллера для уменьшения количества дизельного топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки величины подаваемого в двигатель воздуха, включает в себя дополнительные инструкции для регулирования количества дизельного топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании температуры подаваемого в двигатель воздуха.

Обратимся теперь к Фиг. 2-9, на которых представлены семь управляющих параметров двигателя для различных условий его работы. На каждой из Фиг. 2-9 показаны одни и те же управляющие параметры двигателя при различных условиях работы двигателя. На каждой из Фиг. 2, 4, 6, и 8 представлены управляющие параметры двигателя, когда работа двигателя не компенсируется посредством регулирования впрыска двух видов топлива с различными показателями реактивности. На каждой из Фиг. 3, 5, 7, и 9 представлены управляющие параметры двигателя в условиях, когда работа двигателя компенсируется посредством регулирования впрыска двух видов топлива с различными показателями реактивности.

На первом сверху графике Фиг. 2-9 показан запрос на крутящий момент двигателя. Запрос на крутящий момент двигателя может быть передан через входной сигнал от оператора (например, через педаль газа) или через контроллер двигателя. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена величина запроса на крутящий момент двигателя, которая увеличивается по направлению стрелки оси Y.

На втором сверху графике Фиг. 2-9 показана фаза сгорания в двигателе (например, расположение максимального давления в цилиндре). Фаза сгорания может изменяться посредством регулирования момента впрыска топлива, малого количества топлива с большей и меньшей реактивностью, и температуры топливовоздушной смеси. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена фаза сгорания в двигателе, которая увеличивается по направлению стрелки оси Y.

На третьем сверху графике Фиг. 2-5 показан желаемый и фактический наддув двигателя (например, уровень сжатого воздуха, подаваемого в двигатель через компрессор). Желаемый наддув указан с помощью сплошной линии, в то время как фактический наддув указан с помощью прерывистой линии. Величина наддува может быть отрегулирована посредством изменения положения сопла турбонагнетателя с переменной геометрией, перепускной заслонки отработавших газов или перепускного клапана компрессора. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложен уровень наддува двигателя, который увеличивается по направлению стрелки оси Y.

На третьем сверху графике Фиг. 6-9 показана желаемая и фактическая концентрации подаваемого в двигатель кислорода. Величина концентрации подаваемого кислорода может быть отрегулирована посредством изменения положения клапана EGR, дросселя или момента открывания или закрывания клапана двигателя. Желаемая концентрация подаваемого кислорода показана сплошной линией, в то время как фактическая концентрация подаваемого кислорода показана прерывистой линией. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена величина EGR двигателя, которая увеличивается по направлению стрелки оси Y.

На четвертом сверху графике Фиг. 2-9 показано количество топлива с большей реактивностью из двух видов топлива, впрыскиваемого в двигатель. Количество топлива с большей реактивностью может быть отрегулировано посредством увеличения длительности импульса, подаваемого топливному инжектору, увеличения давления топлива или увеличения давления топлива и длительности импульса впрыска топлива. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложено количество топлива с большей реактивностью, которе увеличивается по направлению стрелки оси Y.

На пятом сверху графике Фиг. 2-9 показан момент впрыска топлива с большей реактивностью из двух видов топлива, впрыскиваемого в двигатель. Момент впрыска топлива с большей реактивностью может быть отрегулирован через регулировку начала импульса впрыска топлива относительно коленчатого вала двигателя. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена фаза распределения (синхронизации) моментов впрыска топлива относительно коленчатого вала двигателя топлива с большей реактивностью, которая сдвигается по направлению стрелки оси Y.

На шестом сверху графике Фиг. 2-9 показано количество топлива с меньшей реактивностью из двух видов топлива, впрыскиваемого в двигатель. Количество топлива с меньшей реактивностью может быть отрегулировано увеличением длительности импульса, подаваемого топливному инжектору или посредством увеличения давления топлива. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложено количество топлива с меньшей реактивностью, которое увеличивается по направлению стрелки оси Y.

На седьмом сверху графике Фиг. 2-9 показан момент впрыска топлива с меньшей реактивностью из двух видов топлива, впрыскиваемого в двигатель. Момент впрыска топлива с меньшей реактивностью может быть отрегулирован через регулировку начала импульса впрыска топлива относительно коленчатого вала двигателя. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена фаза распределения моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью относительно коленчатого вала двигателя, которая сдвигается по направлению стрелки оси Y.

Обратимся теперь к Фиг. 2, на которой приведены представляющие интерес сигналы во время некомпенсированного изменения крутящего момента и наддува. В примере, показанном на Фиг. 2 происходит уменьшение в запрашиваемом крутящем моменте двигателя. Вертикальная отметка 240 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 250 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 2, желаемый и фактический наддув по существу равны до вертикальной отметки 240 и после вертикальной отметки 250.

На участке 202 запрос крутящего момента двигателя изменяется с большего уровня на меньший уровень. Желаемый наддув также уменьшается, как показано на участке 206, так как для соответствия желаемому крутящему моменту требуется меньший наддув. Тем не менее, фактический наддув 208 продолжает находиться на более высоком уровне до момента сброса давления с помощью нагнетающих цилиндров на вертикальной отметке 250. Ошибка наддува представлена областью между кривой 206 и кривой 208. В результате чрезмерного наддува в начале фаза сгорания переходит на последующую фазу после изменения запроса крутящего момента. Со временем фаза сгорания стабилизируется с запозданием в момент после вертикальной отметки 250. Таким образом, перед переходом запроса крутящего момента на отметке 202, фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска, и фазирование сгорания переходит на второе распределение моментов впрыска, относящееся к величине впрыскиваемого топлива, моменту впрыска топлива и свойствам топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, сформированного впрыском топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью) после вертикальной отметки 250.

Количество топлива с большей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, уменьшается на участке 210 в ответ на уменьшение крутящего момента на участке 202. Подобным образом, количество топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, уменьшается на участке 214 в ответ на уменьшение крутящего момента двигателя на участке 202. Кроме того, момент впрыска топлива с большей реактивностью запаздывает на участке 212 в ответ на изменение крутящего момента на участке 202. Момент впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, так как данное топливо впрыскивается через впускной канал.

Таким образом, без компенсирования разницы между желаемым и фактическим уровнями наддува, фазирование сгорания может смещаться с последующим увеличением возможности ухудшения характеристик выбросов двигателя. Кроме того, крутящий момент двигателя может следовать фазированию сгорания и, таким образом, может следовать менее желательной траектории, в результате этого управляющее устройство двигателя может испытывать помехи от пропуска зажигания или нежелательных изменений крутящего момента.

Обратимся теперь к Фиг. 3, на которой приведены представляющие интерес сигналы при компенсированном изменении крутящего момента и наддува. В примере, показанном на Фиг. 3, происходит уменьшение запрашиваемого крутящего момента двигателя. Вертикальная отметка 340 обозначает начало изменений условий работы двигателя. Вертикальная отметка 350 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 3, желаемый и фактический уровни наддува по существу равны до вертикальной отметки 340 и после вертикальной отметки 350.

На участке 302 запрос крутящего момента двигателя изменяется с большего уровня на меньший уровень. Желаемый наддув также уменьшается, как показано на участке 306, так как для соответствия желаемому крутящему моменту требуется меньший наддув. Тем не менее, фактический наддув 308 продолжает находиться на более высоком уровне до момента сброса давления с помощью нагнетающих цилиндров на вертикальной отметке 350. Ошибка наддува представлена областью между кривой 306 и кривой 308. В примере, показанном на Фиг. 3, чрезмерный наддув не вызывает колебаний фазы сгорания, как в примере на Фиг. 2, так как впрыск топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью отрегулирован. Фаза сгорания стабилизируется вскоре после стабилизации крутящего момента на участке 302. Таким образом, до перехода запроса на крутящий момент на участке 302, фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска и переходит на второе распределение моментов впрыска, относящееся к количеству впрыскиваемого топлива, моменту впрыска топлива и свойствам топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, образованного впрыскиванием топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью) после запроса крутящего момента на участке 302, но задолго до вертикальной отметки 350, когда желаемый и фактический уровни наддува по существу равны. В дальнейшем склонность фазирования сгорания к колебаниям может быть меньше благодаря достижению устойчивого состояния распределения фаз сгорания при устойчивом состоянии работы двигателя после перехода крутящего момента двигателя.

Количество 310 компенсированного топлива с большей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, уменьшается в ответ на уменьшение крутящего момента на участке 302 и/или желаемого наддува на участке 306. Количество 310 компенсированного топлива с большей реактивностью уменьшается в большей степени, чем количество 312 некомпенсированного топлива с большей реактивностью. Количество 320 компенсированного топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, уменьшается в меньшей степени по сравнению с количеством 318 некомпенсированного топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, в ответ на уменьшение крутящего момента на участке 302 и/или желаемого наддува. Момент впрыска 314 компенсированного топлива с большей реактивностью характеризуется большим запаздыванием, чем момент впрыска 316 некомпенсированного топлива с большей реактивностью, в ответ на изменение крутящего момента на участке 302 и/или желаемого наддува. Момент впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, потому что данное топливо впрыскивается через впускной канал.

Таким образом, установка момента впрыска (например, момент начала впрыска топлива) и количество впрыскиваемого топлива двух видов с различной реактивностью могут компенсировать разницу между желаемым и действительным наддувом во время переходного состояния, превышающего пороговый уровень. Таким образом, можно управлять фазированием сгорания и давлением в цилиндре с тем, чтобы снизить возможность ухудшения характеристик выбросов двигателя. Кроме того, склонность крутящего момента двигателя к изменениям вслед за переходом, когда наддув двигателя отстает от желаемого наддува двигателя, может быть меньше. Следовательно, для условий работы двигателя, которые ускоряют сгорание (например, больший наддув, большая температура всасываемой смеси, повышенная концентрация всасываемого в двигатель кислорода), в двигатель может быть впрыснуто дополнительное количество топлива с меньшей реактивностью, в то время как количество топлива с большей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, уменьшается. Таким образом, распределение фаз сгорания может быть отрегулировано для желаемого распределения фаз сгорания, и крутящий момент двигателя может соответствовать желаемому крутящему моменту двигателя с тем, чтобы улучшить отклик крутящего момента двигателя и состав выбросов. В качестве альтернативы, для условий работы двигателя, которые замедляют сгорание (например, меньший наддув, меньшая температура всасываемой смеси, меньшая концентрация кислорода в топливовоздушной смеси) в двигатель может впрыскиваться уменьшенное количество топлива с меньшей реактивностью, в то время как количество топлива с большей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, увеличивается. Кроме того, в условиях чрезмерного наддува или небольшой доли отработавшего газа, моменты впрыска двух видов топлива могут быть отрегулированы при переходном условии для уменьшения шума двигателя и NOx. С другой стороны, в условиях уменьшенного наддува или большой доли отработавших газов моменты впрыска двух видов топлива могут быть отрегулированы во время перехода для уменьшения пропусков зажигания, нарушений крутящего момента, выбросов оксида углерода (СО) и углеводорода (НС).

Обратимся теперь к Фиг. 4, на которой показаны представляющие интерес сигналы при некомпенсированном изменении крутящего момента и наддува. В примере, показанном на Фиг. 4, происходит увеличение запрашиваемого крутящего момента двигателя. Вертикальная отметка 440 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 450 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 4, желаемый и фактический наддув по существу равны до вертикальной отметки 440 и после вертикальной отметки 450.

На участке 402 запрос крутящего момента двигателя изменяется с более низкого уровня на более высокий уровень. Желаемый наддув также увеличивается, как показано на участке 404, так как для соответствия желаемому крутящему моменту требуется дополнительный наддув. Тем не менее, фактический наддув 406 продолжает оставаться на более низком уровне до момента увеличения давления с помощью компрессора, который соответствует вертикальной отметке 450. Ошибка наддува представлена областью между кривой 404 и кривой 406. Уменьшение наддува приводит к начальному запаздыванию фазы сгорания после изменения запрашиваемого крутящего момента. Со временем фаза сгорания стабилизируется на распределении моментов впрыска, сдвинутом в сторону ускорения, после вертикальной отметки 450. Таким образом, до перехода запрашиваемого крутящего момента на участке 402 фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска, и фазирование сгорания переходит на второе распределении моментов впрыска, связанное с количеством впрыскиваемого топлива, моментом впрыска топлива и свойствам топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, сформированного впрыском топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью) после вертикальной отметки 450.

Количество 410 топлива с большей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, увеличивается в ответ на увеличение крутящего момента двигателя на участке 402. Точно также количество 414 топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, увеличивается в ответ на увеличение крутящего момента на участке 402. Кроме того, распределение 412 моментов впрыска топлива с большей реактивностью является сдвинутым с сторону опережения в ответ на изменение крутящего момента двигателя на участке 402. Распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, так как данное топливо впрыскивается через впускной канал.

Таким образом, без компенсирования разницы между желаемым и фактическим наддувом при возрастании наддува, фазирование сгорания может смещаться, увеличивая возможность ухудшения характеристик выбросов двигателя. Кроме того, крутящий момент двигателя может следовать фазированию сгорания и при этом может следовать менее желательной траектории, в результате чего управляющее устройство двигателя может испытывать помехи.

Обратимся теперь к Фиг. 5, на которой приведены представляющие интерес сигналы при компенсированном изменении крутящего момента и наддува. В примере, показанном на Фиг. 2, происходит увеличение запрашиваемого крутящего момента двигателя. Вертикальная отметка 540 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 550 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 5, желаемый и фактический надду