Система двигателя (варианты) и способ эксплуатации двигателя

Система двигателя (варианты) и способ эксплуатации двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к подаче топлива в двигатель. Система и способ могут быть особенно полезными в двигателях, топливо в которые подается из двух и более источников по нескольким каналам топливоподачи.

Уровень техники

Может существовать необходимость подачи в двигатель двух видов топлива или же одного вида топлива по различным каналам, что имеет свои преимущества и/или недостатки. Например, в определенных условиях может быть целесообразным эксплуатировать двигатель на бензине, а в других условиях - на газообразном топливе, таком как компримированный природный газ (КПГ). В других условиях может быть целесообразной подача в двигатель двух видов топлива с разными октановыми числами, позволяющая сберечь высокооктановое топливо для условий тяжелых нагрузок, а более дешевое низкооктановое топливо использовать в условиях небольших нагрузок. Наибольшей гибкостью система с впрыском в двигатель двух видов топлива или жидкостей может обладать тогда, когда каждый цилиндр снабжен индивидуальными форсунками для топлива каждого вида.

Тем не менее, удвоение количества форсунок подачи топлива в двигатель может повысить стоимость и сложность контроллера двигателя и в некоторых случаях может быть практически неосуществимым ввиду ограничений конструктивного размещения. Одним из путей обхода ограничений конструктивного размещения контроллера и подачи двух видов топлива в двигатель является установка вторичного контроллера, имеющего электрическую связь с первым, или первичным контроллером. В такой компоновке вторичный контроллер может выдавать сигналы управления вторичной топливной системой.

Одним из способов электрической связи вторичного контроллера с первичным контроллером является проверка вторичным контроллером наличия выходных сигналов от первичного контролера для каждой из первичных топливных форсунок, которые приводит в действие первичный контроллер. Вторичный контроллер может выдавать выходные сигналы управления вторичными топливными форсунками на основе выходных сигналов для первичных топливных форсунок. Например, когда первичным впрыскиваемым топливом является бензин, а вторичным впрыскиваемым топливом является КПГ, для получения требуемого состава топливовоздушной смеси в двигателе выходные сигналы вторичного контроллера по управлению форсунками могут корректироваться пропорционально выходным сигналам первичного контроллера, контроль за наличием которых осуществляется вторичным контроллером. Хотя такая система и может быть работоспособной, она потребует создания многочисленных электрических соединений между первичным и вторичным контроллерами. Кроме того, такая система может не быть достаточно полезной, если два топлива в двигатель требуется вводить за один рабочий цикл двигателя, так как выходные сигналы на вторичные топливные форсунки привязаны к выходным сигналам приведения в действие первичных топливных форсунок.

Раскрытие изобретения

Были выявлены указанные выше недостатки, и разработана система двигателя, содержащая первую группу топливных форсунок; вторую группу топливных форсунок; последовательную коммуникационную шину; первый контроллер, запрограммированный для непосредственного приведения в действие первой группы топливных форсунок и подачи по последовательной коммуникационной шине команд для приведения в действие второй группы топливных форсунок; и второй контроллер, запрограммированный для приема команд по последовательной коммуникационной шине и непосредственного приведения в действие второй группы топливных форсунок, причем первая группа топливных форсунок и вторая группа топливных форсунок выполнены с возможностью подачи в двигатель разных видов топлива, причем команды содержат данные ширины импульса впрыска топлива, при этом данные ширины импульса впрыска топлива пересылаются по последовательной коммуникационной шине в моменты времени, зависящие от определенных положений коленчатого вала двигателя.

Причем указанные моменты времени могут зависеть от нескольких событий процесса внутреннего сгорания в двигателе.

Путем передачи сигнала ширины импульса впрыска топлива для некоторого числа топливных форсунок по единственной последовательной асинхронной коммуникационной шине (например, шине CAN) обеспечивается возможность сокращения числа электрических соединений между двумя контроллерами, каждый из которых независимо управляет отдельной группой топливных форсунок. К примеру, если можно передавать несколько ширин импульса впрыска топлива между двумя или более контроллерами по единственной последовательной коммуникационной шине, состоящей из пары одножильных проводов, то количество электрических соединений можно уменьшить с n до 1, где n - количество топливных форсунок в системе двигателя.

Кроме того, если ширины импульса впрыска топлива должным образом пересылают по последовательной коммуникационной шине, то топливные форсунки, находящиеся под управлением первого контроллера, могут приводиться в действие отлично от того, как приводятся в действие топливные форсунки, находящиеся под управлением второго контроллера. Например, в случае, когда первая топливная форсунка подает в цилиндр бензин, а вторая топливная форсунка в этот же цилиндр подает спирт, первый контроллер может непосредственно приводить в действие первую топливную форсунку по первой ширине импульса, а второй контроллер может непосредственно приводить в действие вторую топливную форсунку по второй ширине импульса. При этом топливные форсунки могут работать независимо, даже при том, что команды обеим группам топливных форсунок исходят от одного контроллера.

Также в рамках настоящего изобретения разработан способ управления работой двигателя, включающий приведение в действие первой группы топливных форсунок, которое осуществляют напрямую через первый контроллер; передачу данных ширины импульса впрыска топлива от первого контроллера на второй контроллер по единственной асинхронной последовательной коммуникационной шине; и приведение в действие второй группы топливных форсунок, которое осуществляют напрямую через второй контроллер с использованием указанных данных ширины импульса впрыска топлива.

Настоящим изобретением предлагается ряд преимуществ. В частности, предлагаемый подход может снизить объем разводки проводов и сложность системы, в которой две топливные форсунки подают топливо в один цилиндр двигателя. Дополнительно, предлагаемый подход может снизить стоимость системы за счет того, что контроллер, изначально предназначенный для управления подачей одного топлива в двигатель, может быть преобразован для управления работой двигателя на двух видах топлива простым электрическим подсоединением второго контроллера к последовательной коммуникационной шине первого контроллера. Кроме всего прочего, предлагаемый подход может сократить время разработки системы, так как инструкции приведения в действие топливных форсунок могут быть интегрированы с существующими инструкциями контроллера, предназначенными для управления впрыском топлива одного вида.

Приведенные выше преимущества, равно как иные преимущества и особенности настоящего изобретения будут явным образом представлены в нижеследующем подробном описании, которое может рассматриваться либо отдельно, либо совместно с сопутствующими чертежами.

Следует понимать, что содержащиеся в данном кратком обзоре сведения приведены с целью ознакомления в упрощенной форме с некоторыми идеями, которые далее рассмотрены в подробном описании. Данный раздел не предназначен для формулирования ключевых или существенных признаков объекта изобретения, объем которого единственным образом определен пунктами формулы изобретения, приведенной после подробного описания. Более того, объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают проблему недостатков, упомянутых выше или в любой другой части данного описания.

Краткое описание чертежей

Преимущества, описываемые в настоящем изобретении, станут более понятными после прочтения примера в разделе «Осуществление изобретения», который может рассматриваться либо отдельно, либо совместно со следующими прилагаемыми чертежами:

Фиг. 1 схематически изображает двигатель;

Фиг. 2 подробно иллюстрирует пример системы подачи топлива;

Фиг. 3 иллюстрирует смоделированную временную последовательность пересылки установок времени впрыска топлива по одной последовательной коммуникационной шине.

Фиг. 4 иллюстрирует пример способа управления первым контроллером, пересылающим команды впрыска топлива по единственной последовательной коммуникационной шине.

Фиг. 5 иллюстрирует пример способа управления вторым контроллером, получающим команды впрыска топлива по единственной последовательной коммуникационной шине.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к системам и способам подачи топлива в двигатель. В одном примере топливная система выполнена с возможностью подачи топлива в двигатель согласно схеме, изображенной на Фиг. 1. На Фиг. 2 подробно иллюстрируется пример топливной системы, предназначенной для подачи топлива в двигатель. На Фиг. 3 показаны смоделированные примерные временные последовательности широковещательной передачи и приема команд управления топливной форсункой по последовательной асинхронной коммуникационной шине. Сигналы, показанные на Фиг. 3, могут генерироваться способом, иллюстрируемым Фиг. 4 и 5.

Как показано на Фиг. 1, двигатель внутреннего сгорания 10, содержащий некоторое число цилиндров, один из которых показан на Фиг. 1, работает под управлением контроллера 12 электронного управления двигателем. Двигатель 10 включает в себя камеру сгорания 30 и стенки 32 цилиндра с установленным внутри них поршнем 36, соединенным с коленчатым валом 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным каналом 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может приводиться в движение впускным кулачком 51 и выпускным кулачком 53. В иных случаях один или несколько впускных и выпускных клапанов могут приводиться в движение узлом электромеханического привода с катушкой и якорем. Положение впускного кулачка 51 может определяться датчиком впускного кулачка 55. Положение выпускного кулачка 53 может определяться датчиком выпускного кулачка 57.

Первая топливная форсунка 66 показана в положении для впрыска топлива во впускной канал 95 цилиндра, что специалистам в данной области техники известно как впрыск топлива во впускные каналы. В других примерах топливная форсунка 66 может впрыскивать топливо непосредственно в камеру 30 сгорания, что специалистам в данной области техники известно как прямой впрыск топлива. Топливная форсунка 66 подает газообразное топливо пропорционально ширине импульса FPW от контроллера 12. В других примерах топливная форсунка 66 может впрыскивать жидкое топливо. Топливная форсунка 66 управляется напрямую через вторичный топливный контроллер 1. Точнее, для приведения в действие топливной форсунки 66 подается ток от привода 8. В других примерах привод 8 может быть выполнен с возможностью электрической регулировки гидравлического давления, подаваемого на топливную форсунку 66. Привод может быть транзисторным, МОП-транзисторным, биполярным или другого типа. Вторичный топливный контроллер 1 включает в себя микропроцессорное устройство (CPU) 150, оперативное запоминающее устройство (RAM) 152, постоянное запоминающее устройство (ROM) 154, порты 158 ввода/вывода (I/O). Вторичный топливный контроллер 1 обменивается информацией с контроллером 12 по последовательной коммуникационной шине 3. Контроллер 12 выполнен также с возможностью подачи на вторичный топливный контроллер 1, цифрового шаблонного сигнала, повторяющегося каждый рабочий цикл двигателя 10.

Топливо в двигатель 10 может подаваться также через вторую топливную форсунку 67. Топливная форсунка 67 осуществляет прямой впрыск топлива в камеру 30 сгорания. В иных примерах топливная форсунка 67 может быть форсункой впрыска во впускные порты. Топливо к топливной форсунке 67 доставляется топливной системой, включающей в себя топливный бак 60, топливный насос 61 и топливную рейку (не показана). В топливную форсунку 67 может подаваться то же топливо, что и в топливную форсунку 66. Другая возможность предусматривает подачу в топливную форсунку 67 топлива другого вида, чем то, что подается в топливную форсунку 66. Рабочий ток к топливной форсунке 67 поступает от привода 6 контроллера 12. Для непосредственного приведения в действие топливной форсунки 67 на нее подается ток от привода 6. В других примерах привод 6 может быть выполнен с возможностью электрической регулировки гидравлического давления, подаваемого на топливную форсунку 67.

Привод может быть транзисторным, МОП-транзисторным, биполярным или другого типа.

В одном из примеров последовательная коммуникационная шина 3 включает в себя узлы, с которых различные контроллеры могут широковещательно передавать сообщения по коммуникационной шине. В каждом узле сообщения могут и отсылаться и приниматься, но не одновременно. Каждая широковещательная передача сообщения по сети включает идентификатор, задающий приоритет сообщения и данных сообщения. Если в коммуникационной шине сообщения отсутствуют, то осуществлять широковещательную передачу может любой контроллер, подключенный к указанной шине. Когда сообщения рассылаются одновременно двумя или несколькими контроллерами, то сообщение с доминирующим идентификатором затирает остальные идентификаторы таким образом, что остается только доминирующий идентификатор, и оставшиеся контроллеры только осуществляют мониторинг коммуникационной шины, но не осуществляют широковещательной передачи по ней. Таким образом, в последовательной коммуникационной шине арбитраж конфликтов осуществляется на основе приоритетов. В данном примере контроллер 12 широковещательно передает сообщения установок времени впрыска топлива с наивысшим приоритетом для обеспечения точной синхронизации впрыска топлива. Однако в некоторых условиях существует возможность широковещательной передачи установок времени впрыска топлива с несколько меньшим приоритетом. Данные ширины импульса впрыска топлива изначально посылаются и обновляются с частотой, обусловленной частотой вращения двигателя (например, количество цилиндров двигателя * 2 на каждые 720 градусов поворота коленчатого вала). Время прибытия данных ширины импульса впрыска топлива задает положение двигателя для программирования моментов начала и окончания впрыска топлива по углу поворота коленчатого вала. В сообщение, посылаемое по последовательной коммуникационной шине, включаются данные ширины импульса и частоты вращения двигателя. Время прибытия пакета данных (например, содержащего ширину импульса впрыска топлива) вместе с частотой вращения двигателя используются для расчета положения двигателя в промежутке между обновлениями положения двигателя.

Впускной коллектор 44 показан сообщающимся с опциональной дроссельной заслонкой 62 с электроприводом, регулирующей положение дроссельной шайбы 64 для изменения подачи воздуха от впускного воздуховода 42 во впускной коллектор 44. В качестве варианта может устанавливаться дроссельная заслонка с механическим приводом.

По команде контроллера 12 свеча 92 зажигания бесконтактной системы 88 зажигания подает искру зажигания в камеру сгорания 30. Универсальный датчик 126 содержания кислорода в отработавших газах (UEGO, Universal Exhaust Gas Oxygen) показан подсоединенным к выпускному каналу 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70. В ином варианте вместо датчика 126 UEGO может применяться датчик содержания кислорода в отработавших газах с двумя состояниями.

В одном варианте, каталитический нейтрализатор 70 может включать несколько блоков носителя. В другом варианте могут использоваться несколько устройств снижения токсичности отработавших газов, каждое с несколькими блоками носителя. В одном варианте каталитический нейтрализатор 70 может быть трехкомпонентным нейтрализатором.

Контроллер 12 на Фиг.1 показан в виде обычного микрокомпьютера, содержащего микропроцессорное устройство 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110 и обычную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы отдатчиков, связанных с двигателем 10, дополнительно к тем сигналам, о которых говорилось выше, включая сигнал температуры хладагента двигателя (ЕСТ) от датчика 112, связанного с рубашкой 114 охлаждения; датчика 134 положения, связанного с педалью 130 акселератора для определения положения акселератора, изменяемого ногой 132; показания давления в коллекторе двигателя (MAP) от датчика 122 давления, связанного с впускным коллектором 44; сигнал положения коленчатого вала от датчика 118 на эффекте Холла, связанного с коленчатым валом 40; показания массы воздуха, входящего в двигатель от датчика 120; и показания положения дроссельной заслонки от датчика 58. Для обработки контроллером 12 может также измеряться барометрическое давление (датчик не показан). В предпочтительном варианте настоящего изобретения датчик 118 положения коленчатого вала, работающий на эффекте Холла, подает заданное количество равноотстоящих импульсов на каждый оборот коленчатого вала, по которому рассчитывается частота вращения двигателя (RPM).

В некоторых вариантах осуществления, на автомобилях с гибридным приводом двигатель может быть совмещен с системой электромотора/аккумуляторной батареи. Привод гибридного автомобиля может быть устроен параллельно, последовательно, или в вариантах сочетания этих конфигураций. Кроме того, в некоторых осуществлениях двигатель может быть и иным, например дизельным.

В процессе работы каждый цилиндр двигателя 10 типично проходит четырехтактный цикл, включающий: такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. На такте впуска обычно выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. В цилиндр 30 поступает воздух по впускному коллектору 44, и поршень 36 перемещается в нижнюю часть цилиндра для увеличения внутреннего объема цилиндра 30. Положение, в котором поршень 36 находится внизу цилиндра в конце своего хода (то есть когда объем цилиндра 30 максимален), специалистами в данной области техники характерно называется нижней мертвой точкой (НМТ). На такте сжатия закрываются впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Поршень перемещается к головке цилиндра, сжимая при этом воздух внутри цилиндра 30. Положение, в котором поршень 36 находится в конце своего хода вверху цилиндра (то есть когда объем цилиндра 30 минимален), специалистами в данной области техники характерно называется верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, который здесь и далее называется впрыском, в камеру сгорания вводится топливо. В процессе, который здесь и далее называется зажиганием, впрыснутое топливо поджигается известными средствами и способами, такими как свеча 92 зажигания и/или сжатие, в результате чего происходит воспламенение. На такте расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в момент вращения вала. Наконец, на такте выпуска открывается выпускной клапан 54, открывая отработавшей воздушно-топливной смеси путь в выпускной канал 48, а поршень возвращается в ВМТ. Следует отметить, что описание выше по тексту приведено только в качестве примера, и что моменты открытия или закрытия клапанов могут изменяться, например, для положительного или отрицательного перекрытия клапанов, позднего закрытия впускного клапана или по-другому.

На Фиг.2 подробно показан пример системы подачи топлива. Система подачи топлива включает в себя две группы топливных форсунок, представленных топливными форсунками 66 и топливными форсунками 67. Топливо из топливного бака 60 к топливным форсункам 67 доставляется посредством топливного насоса 61. Топливо из топливного бака 212 к топливным форсункам 66 доставляется через топливные клапаны-регуляторы 206 и 208 через регулятор давления 210. Давление в топливном баке 212 измеряется датчиком давления 214 и передается во вторичный топливный контроллер 1. Температура топлива измеряется датчиком температуры 216 и передается во вторичный топливный контроллер 1. Температура в той точке двигателя, где осуществляется впрыск топлива, измеряется датчиком температуры 218 и передается во вторичный топливный контроллер 1. Давление в той точке двигателя, где осуществляется впрыск топлива, измеряется датчиком давления 220 и передается во вторичный топливный контроллер 1. Вторичный топливный контроллер 1 может выдавать сигнал для управления указателем уровня топлива 204.

Контроллер 12 напрямую управляет форсунками 67 посредством приводов 6, которые показаны интегрированными в контроллер 12. Контроллер 12 передает команды ширины импульса впрыска топлива вторичному топливному контроллеру 1 по последовательной коммуникационной шине 3. Последовательная коммуникационная шина 3 может быть шиной локальной сети контроллеров (CAN). Контроллер 12 также может передавать цифровой сигнал вторичному топливному контроллеру 1 по линии 5. По линии 5 может передаваться сигнал цифрового шаблона, повторяющийся каждые два оборота двигателя или каждый рабочий цикл двигателя. Вторичный топливный контроллер 1 напрямую управляет форсунками 66 через приводы 8 в ответ на пакеты данных, передаваемые контроллером 12 вторичному топливному контроллеру 1 по единственной последовательной коммуникационной шине 3.

Далее на Фиг.3 показана смоделированная временная последовательность передачи данных и установок времени впрыска топлива по единственной последовательной коммуникационной шине. Последовательность 300 может быть получена посредством контроллера 12 и вторичного топливного контроллера 1, показанных на Фиг.1, выполняющих инструкции, заданные способами, показанными на Фиг.4 и Фиг.5 в системе, показанной на Фиг.1. Последовательность 300 иллюстрирует работу последовательной коммуникационной шины между контроллером двигателя и вторичным топливным контроллером четырехцилиндрового четырехтактного двигателя с порядком работы цилиндров 1-3-4-2. Отсчет времени ведется, начиная от левой стороны Фиг.3 по направлению к правой стороне Фиг 3.

Первые четыре сверху графика Фиг.3 описывают такты цилиндров 1-4 в процессе вращения двигателя. Такт впуска обозначен аббревиатурой INTAKE, такт сжатия обозначен аббревиатурой СОМР., такт расширения обозначен аббревиатурой EXPAN., а такт выпуска обозначен аббревиатурой ЕХН. Звездочкой 300 и аналогичными ей звездочками обозначены интервалы между моментами зажигания в цилиндрах.

Затушеванная область 304 представляет угловой диапазон, в котором для первого по номеру цилиндра при закрытом впускном клапане может быть осуществлен впрыск топлива во впускные каналы. Установки времени впрыска топлива (например, ширина импульса) для первого по номеру цилиндра могут также быть переданы во вторичный топливный контроллер 1 для управления топливными форсунками. Затушеванные области, аналогичные области 304, показывают интервалы времени впрыска топлива также для цилиндров со 2 по 4, причем расположение этих областей на оси времени соответствует сдвигу фаз между цилиндрами.

Заштрихованная область 303 представляет угловой диапазон, в котором может быть осуществлен впрыск топлива на двигателе с впрыском во впускные каналы в момент увеличения нагрузки двигателя с целью подачи в цилиндр дополнительного топлива для парирования увеличившейся нагрузки двигателя. К примеру, часть количества топлива, подающегося в течение рабочего цикла цилиндра, может быть подана в течение времени, соответствующего затушеванной области 304, а дополнительная порция топлива может быть подана при увеличении нагрузки двигателя в течение времени, соответствующего заштрихованной области 302. В случаях, когда вторичный топливный контроллер управляет форсунками прямого впрыска, топливо может впрыскиваться на такте впуска или такте сжатия цилиндра.

В те же моменты времени, которые описаны выше, топливо может подаваться и первичными топливными форсунками, управляемыми напрямую первичным контроллером. Кроме того, первичные топливные форсунки и вторичные топливные форсунки могут подавать топливо с разными установками по времени.

Пятый сверху график на Фиг.3 представляет собой временную последовательность сигналов, передаваемых в широковещательном режиме контроллером 12 вторичному топливному контроллеру 1. В одном примере последовательность 350 импульсов формируется внутри контроллера 12 на основе сигналов положения распределительного вала и коленчатого вала. Последовательность 350 импульсов включает в себя по одному импульсу для каждого цилиндра в течение рабочего цикла двигателя. Это означает, что для четырехцилиндрового четырехтактного двигателя за каждый оборот двигателя формируется два импульса. Нарастающий фронт 310 и спадающий фронт 312 импульса появляются при определенных углах поворота коленчатого вала. В некоторых примерах фронты 310 и 312 могут считаться фронтами сигнала Profile Ignition Pickup (PIP, модифицированный сигнал от датчика поворота коленчатого вала для расчета частоты вращения и положения двигателя). Например, нарастающий фронт 310 появляется за 10 градусов поворота коленчатого вала до ВМТ такта сжатия первого по номеру цилиндра. Спадающий фронт 312 появляется через 80 градусов поворота коленчатого вала после ВМТ такта сжатия первого по номеру цилиндра. Остальные импульсы последовательности 350 появляются для цилиндров со 2 по 4 на тех же углах поворота коленчатого вала. Таким образом, последовательность 350 импульсов повторяется каждый рабочий цикл двигателя и синхронизирована с положением двигателя.

Контроллер 12 выдает или широковещательно передает установки времени впрыска (то есть ширину импульса впрыска, момент начала открытия форсунки и/или момент завершения открытия форсунки в градусах поворота коленчатого вала) для каждой топливной форсунки, управляемой вторичным топливным контроллером 1 по асинхронной последовательной шине. Хотя шина и не синхронизирована, контроллер 12 передает сообщения по последовательному каналу через интервалы, синхронизированные с установками времени двигателя (например, на каждом нарастающем фронте импульса PIP). Так как сообщения, отсылаемые с частотой появления фронта PIP, обладают высоким приоритетом, то время задержки между отсылкой и приемом сообщения невелико. Передача данных о ширине импульса впрыска топлива в момент появления фронта PIP позволяет топливным форсункам работать в пределах 10 градусов поворота коленчатого вала от требуемого момента, что приемлемо, по меньшей мере, для впрыска топлива во впускной канал. В некоторых примерах моменты открытия форсунки для всех форсунок передаются широковещательно в одном пакете данных. В другом примере, где количество топливных форсунок превышает пороговое значение, установки времени впрыска топлива могут передаваться широковещательно по асинхронной последовательной шине в некотором числе пакетов данных в течение рабочего цикла двигателя. Команды открытия и закрытия форсунок широковещательно передаются через предустановленные интервалы угла поворота коленчатого вала, соответствующие появлению нарастающих и спадающих фронтов последовательности 350 импульсов. Одна ширина импульса впрыска топлива может обновляться на каждом фронте PIP по мере корректировки значения заряда воздуха в цилиндре в процессе вращения двигателя.

Контроллер 12 также выдает данные или команды иные, чем установки времени впрыска топлива, для управления вспомогательными выходами. В одном примере данные или команды управления вспомогательными выходами широковещательно передаются в предустановленные моменты времени, отличающиеся от предустановленных интервалов угла поворота коленчатого вала, которые используются для подачи команд управления топливной форсункой. Например, команды вспомогательных выходов могут выдаваться каждые 100 миллисекунд. Соответственно, вспомогательные выходы могут иметь меньший приоритет по сравнению с установками времени впрыска топлива. К вспомогательным выходным сигналам могут относиться, среди всего прочего, команды открытия и закрытия электромагнитного клапана, сигнал на указатель уровня топлива, а также коды диагностики РСМ.

В примере, иллюстрируемом Фиг.3, стрелка 314 и аналогичные ей стрелки обозначены аббревиатурой INJ. Стрелкой 314 обозначается момент, когда контроллером 12 по асинхронной последовательной шине во вторичный топливный контроллер 1 передаются обновленные данные установок времени топливной форсунки. Как показывает график, обновления установок времени топливной форсунки передаются на каждом нарастающем и спадающем фронте последовательности 350 импульсов. В одном примере установки времени впрыска снабжаются идентификатором высокого приоритета, что позволяет вторичному топливному контроллеру принимать сообщения своевременно. Широковещательная передача установок времени впрыска топлива на каждом нарастающем и спадающем фронте последовательности 350 импульсов позволяет обновлять установки времени впрыска таким образом, что количество впрыскиваемого топлива корректируется в ответ на изменение рабочих условий двигателя, в которых изменяется нагрузка двигателя. В одном примере сообщение установок времени впрыска имеет следующую структуру:

struct Msg020t

{

U32 sync_ctr:4;

U32 pip_edge:1;

U32pcm_t:18;

U32 inj_offset:8;

U16fuel_pw0;

U16fuel_pw1;

}

Msg020;

где Msg020 - номер сообщения; U32 представляет беззнаковую 32-битовую структуру, содержащую переменные sync_ctr, pip_edge, pcm_t, и inj_offset; где sync_ctr - номер цилиндра, для которого данный импульс представляет такт сжатия (то есть определяет тот цилиндр, с которым связаны нарастающий и спадающий фронт последовательности 350 импульсов (в которой широковещательно передаются установки времени впрыска)); где pip_edge указывает на то, на нарастающем или на спадающем фронте последовательности 350 импульсов было широковещательно передано сообщение установок времени впрыска топлива; где pcm_t - время широковещательной передачи сообщения контроллером 12 контроллеру 1; где inject_offset - сдвиг ширины импульса впрыска топлива; где fuel_pw0 - ширина импульса впрыска топлива для топливной форсунки, подающей топливо в первый по номеру цилиндр; и где fuel _pw1 - ширина импульса впрыска топлива для топливной форсунки, подающей топливо во второй по номеру цилиндр. Аналогичным образом могут передаваться сообщения установок времени впрыска для других цилиндров двигателя.

В примере, иллюстрируемом Фиг.3, стрелка 316 и аналогичные ей стрелки обозначены аббревиатурой AUX OUT. Стрелкой 316 обозначается момент, когда контроллером 12 по асинхронной последовательной шине во вторичный топливный контроллер 1 передаются данные управления вспомогательными выходами. Как показывает график, вспомогательные выходные сигналы подаются с определенным временным интервалом между обновлениями, который в данном примере составляет 100 миллисекунд. Широковещательно передавая обновления вспомогательным выходам через каждые 100 миллисекунд, можно сократить количество сообщений, передаваемых широковещательно по последовательной коммуникационной шине. Более того, в некоторых примерах сообщения вспомогательных выходов могут высылаться с приоритетом ниже, чем приоритет сообщений установок времени впрыска топлива. В одном из примеров сообщение вспомогательного выхода имеет следующую структуру:

struct Msg130t

{

U8:6;

U8 FRS:1;

U8 FTS:1;

U8 res[7];

}Msg020;

где Msg130 - номер сообщения; где U8 представляет беззнаковую 8-битовую структуру, содержащую переменные FRS и FTS; где шесть битов первого байта не используются; где FRS - заданное состояние соленоида регулятора подачи топлива; где FTS - заданное состояние соленоида топливного бака; и где оставшиеся семь битов остаются в резерве.

На шестом сверху графике Фиг.3 показана временная последовательность сигналов, передаваемых в широковещательном режиме вторичным контроллером 1 контроллеру 12. В одном примере сообщения, передающиеся широковещательно контроллером 1, передаются широковещательно через одинаковые промежутки времени (например, через 100 миллисекунд). Кроме того, некоторые сообщения могут передаваться с другой периодичностью, чем прочие сообщения.

Вторичный контроллер 1 выдает или широковещательно передает вспомогательные входные сигналы (например, давление и температуру топлива в точке впрыска топлива) по асинхронной последовательной шине. Вторичный контроллер 1 также выдает сигнал статуса контроллеру 12. Например, вторичный контроллер может обнаружить ухудшение работы форсунки и уведомить первичный контроллер об этом ухудшении.

В примере, иллюстрируемом Фиг.3, стрелка 318 и аналогичные ей стрелки обозначены аббревиатурой AUX IN. Стрелкой 318 обозначается момент времени, когда контроллером 12 по асинхронной последовательной шине во вторичный топливный контроллер 1 передаются обновления вспомогательных входов. Как показывает график, обновления данных вспомогательных входов выполняются с предустановленным интервалом по времени. В настоящем примере данные вспомогательных входов передаются в контроллер 12 каждые 100 миллисекунд, хотя данные вспомогательных входов могут широковещательно передаваться и с другой периодичностью. В одном примере сообщение вспомогательного входа имеет следующую структуру:

struct Msg140t

{

U16 FTP;

U16 FRP;

U8 FTT;

U8 FRT;

U8 res[2];

} Msg020;

где Msg140 - номер сообщения; где U16 представляет беззнаковую 16-битовую структуру; где FTP - значение давления в топливном баке в двухбитном формате; FRP - значение давления в топливной рейке в двухбитном формате; FTT - значение температуры в топливном баке в однобитном формате; FRT - значение температуры в топливной рейке в однобитном формате; и где два бита остаются в резерве.

Стрелка 320 и аналогичные ей стрелки обозначены меткой STATUS. Стрелкой 320 указаны моменты времени, в которые вторичным топливным контроллером 1 в контроллер 12 по асинхронной последовательной шине передаются данные статуса контроллера. Как показывает график, обновления статуса контроллера производятся через определенные промежутки времени, которые в данном примере составляют 100 миллисекунд. Широковещательно передавая обновления статуса контроллера через каждые 100 миллисекунд, можно сократить количество сообщений, передаваемых широковещательно по последовательной коммуникационной шине. В одном из примеров сообщение статуса контроллера имеет следующую структуру:

struct Msg 141t

{

U16 injA_degraded:2;

U16 injB_degraded:2;

U16 injC_degraded:2;

U16 injD_degraded:2;

U16 injE_degraded:2;

U16 injF_degraded:2;

U16 injG_degraded:2;

U16 injH_degraded:2;

U16 injl_degraded:2;

U16 injJ_degraded:2;

U16FRS_degraded:2;

U16FTS_degraded:2;

U8 res[5];

} Msg020;

где Msg141 - номер сообщения; где U16 представляет беззнаковую 16-битовую структуру, содержащую переменные injA-J_degraded, FRS_degraded и FTS_degraded; где injA-J - двухбитные переменные, определяющие рабочий статус топливных форсунок A-J, где FRS_degraded - двухбитная переменная, определяющая статус соленоида регулятора топлива; где FTS_degraded - двухбитная переменная статуса соленоида топливного бака; и где оставшиеся 5 бит остаются в резерве.

Таким образом, вторичный топливный контроллер 1 и контроллер 12 выполнены с возможностью широковещательной передачи друг другу сообщений по последовательной коммуникационной шине 3. Кроме того, контроллер 12 широковещательно передает вторичному топливному контроллеру 1 сообщения в моменты времени, синхронизированные с определенными угловыми положениями коленчатого вала двигателя, а также через предустановленные интервалы времени. В свою очередь вторичный топливный контроллер 1 широковещательно передает контроллеру 12 информацию о статусе, а также характерные входные данные топливной системы.

Показанные на Фиг.3 графики синхронизации являются репрезента