Транспортное средство с управляемым впрыском топлива

Транспортное средство с управляемым впрыском топлива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способам и системам для управления впрыском топлива в системе двигателя на основании потребности разрежения в двигателе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатели могут быть выполнены с топливными форсунками непосредственного впрыска, которые впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания (непосредственный впрыск), и/или топливными форсунками впрыска во впускной канал, которые впрыскивают топливо во впускное отверстие (впрыск топлива во впускной канал). Комбинированное использование впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска топлива предоставляет возможность использоваться с выгодой различным преимуществам каждого типа впрыска. Например, посредством топливных форсунок впрыска во впускной канал, топливо типично распыляется во впускные клапаны и отверстия. Впрыскиваемое топливо испаряется главным образом вследствие соприкосновения с раскаленными металлическими поверхностями и/или вследствие обратного потока раскаленных выхлопных газов при перекрытии клапанов. В противоположность, посредством топливных форсунок непосредственного впрыска, топливо распыляется непосредственно в камеру сгорания, и впрыскиваемое топливо главным образом испаряется вследствие меньшего размера капелек и благодаря перемешиванию. В дополнение, поскольку есть небольшое попадание топлива на металлические поверхности, непосредственный впрыск топлива приводит к большему охлаждению испарением заряда воздуха.

Системы управления двигателя могут менять соотношение топлива, впрыскиваемого посредством впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска, на основании условий работы. В одном из подходов, как показанный Глюгла в US 8,037,874 (опубл. 18.10.2011, МПК F02D 19/08, F02M 43/00, F02P 5/152), большая доля топлива выдается в цилиндр посредством непосредственного впрыска в ответ на указание детонации. В нем на высоких нагрузках, когда двигатель ограничивается детонацией, усиленное охлаждение испарением непосредственного впрыска и более плотный заряд воздуха в условиях широко открытого дросселя дает в результате улучшенный коэффициент наполнения, приводя к более высокому крутящему моменту и мощности в условиях высокой нагрузки. В дополнение, охлаждение заряда в цилиндре сдерживает детонацию. В противоположность, в условиях частичной нагрузки непосредственный впрыск дает в результате небольшое, но измеримое ухудшение насосной работы. Это происходит потому, что усиленное охлаждение испарением от непосредственного впрыска топлива дает в результате более плотный заряд воздуха, который требует, чтобы двигатель дросселировался в большей степени для обеспечения требуемого выходного крутящего момента. Для уменьшения этого ухудшения системы управления двигателя могут использовать более высокую долю впрыска во впускной канал в условиях низкой нагрузки и средней нагрузки.

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что могут быть условия, в которых может быть полезным платить ухудшением насосной работы, чтобы использовать насосную работу для формирования разрежения. Более точно, в условиях средней нагрузки, если требуется дополнительное разрежение, такое как для продувки бачка для паров топлива, для вентиляции картера или для приведения в действие потребителя разрежения в двигателе (например, усилителя тормозов), добавочная насосная работа и добавочное дросселирование, связанные с непосредственным впрыском топлива, могут использоваться для понижения давления во впускном коллекторе. Добавочное разрежение, сформированное посредством дросселирования, в таком случае, может удовлетворять требование разрежения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из примеров, вышеприведенные преимущества могут достигаться посредством транспортного средства с управляемым впрыском топлива, содержащего двигатель, содержащий:

цилиндр двигателя;

форсунку непосредственного впрыска, выполненную с возможностью непосредственного впрыска топлива в цилиндр двигателя;

форсунку впрыска во впускной канал, выполненную с возможностью впрыска топлива во впускной канал в цилиндр двигателя;

впускной дроссель;

датчик детонации; и

контроллер с машинно-читаемыми командами для:

в условиях частичной нагрузки,

уменьшения длительности импульса впрыска форсунки впрыска во впускной канал при соответствующем увеличении длительности импульса впрыска форсунки непосредственного впрыска в ответ на временное повышение требования разрежения в двигателе.

В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором контроллер включает в себя дополнительные команды для увеличения дросселирования воздушного впускного дросселя для повышения разрежения во впускном коллекторе, при увеличении длительности импульса впрыска форсунки непосредственного впрыска.

В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором контроллер включает в себя дополнительные команды для получения разрежения из впускного коллектора двигателя для одного или более из продувки бачка для паров топлива, вентиляции картера двигателя и приведения в действие потребляющего разрежение устройства, при увеличении длительности импульса впрыска форсунки непосредственного впрыска, причем потребляющее разрежение устройство включает в себя усилитель тормозов.

В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором контроллер включает в себя дополнительные команды для:

дополнительного уменьшения длительности импульса впрыска форсунки впрыска во впускной канал при соответствующем дополнительном увеличении длительности импульса впрыска форсунки непосредственного впрыска в ответ на указание детонации в цилиндре.

В одном из примеров, вышеприведенные преимущества могут также достигаться посредством способа работы двигателя, включающего в ответ на формирование разрежения в двигателе, находящегося ниже, чем требование разрежения в двигателе, увеличение доли топлива, впрыскиваемого в цилиндр посредством непосредственного впрыска, наряду с соответствующим уменьшением доли топлива, впрыскиваемого в цилиндр посредством впрыска во впускной канал. Таким образом, повышенные дросселирование и насосная работа, связанные с непосредственным впрыском топлива на от низких до средних нагрузках двигателя, могут преимущественно использоваться для формирования большего разрежения в двигателе.

В одном из примеров, двигатель может быть выполнен как с непосредственным, так и с впрыском топлива во впускной канал в цилиндры двигателя. Исходное количество топлива, включающее в себя долю топлива, которое должно впрыскиваться в цилиндр через форсунку непосредственного впрыска, относительно форсунки впрыска топлива во впускной канал может определяться на основании условий работы двигателя, таких как условия скорости вращения-нагрузки двигателя. Например, во время частичных нагрузок (например, от низких до средних нагрузок двигателя) исходная величина впрыска топлива может включать в себя более высокую долю впрыска во впускной канал и более низкую долю непосредственного впрыска для улучшения насосной эффективности двигателя. В ответ на повышенное требование разрежения в этих условиях, такое как для продувки бачка для паров топлива, для вентиляции картера или для приведения в действие усилителя тормозов, исходная величина впрыска топлива может регулироваться. Более точно, величина впрыска топлива может переключаться, чтобы включать в себя более высокую долю непосредственного впрыска и соответственно более низкую долю впрыска во впускной канал данного топлива. Посредством увеличения непосредственного впрыска насосная работа, требуемая для удовлетворения требования крутящего момента, увеличивается, приводя к регулировке воздушного впускного дросселя. Повышенное дросселирование понижает давление во впускном коллекторе и усиливает формирование разрежения. Повышенное разрежение обеспечивает лучшее удовлетворение требования разрежения в двигателе.

Таким образом, впрыск топлива в цилиндр двигателя может регулироваться на основании требования разрежения в двигателе. Более точно, переключение с повышенного впрыска топлива во впускной канал на повышенный непосредственный впрыск топлива может применяться для использования преимущества повышенной насосной работы и пониженного уровня давления в коллекторе, связанных с непосредственным впрыском. Это предоставляет взаимовлиянию неэффективностей системы непосредственного впрыска с формированием разрежения в двигателе использоваться с выгодой для удовлетворения требования крутящего момента двигателя и требования разрежения. В общем и целом, насосная эффективность, обеспечиваемая впрыском топлива во впускной канал, обменивается на эффективность формирования разрежения, обеспечиваемую непосредственным впрыском топлива.

Следует понимать, что сущность изобретения, 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 изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает примерную камеру сгорания.

Фиг. 2 показывает схему того, каким образом соотношение непосредственного и впрыска топлива во впускной канал связано с потенциалом формирования разрежения в двигателе.

Фиг. 3 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа регулировки впрыска топлива на основании потребности разрежения в двигателе.

Фиг. 4 показывает примерную регулировку впрыска топлива согласно настоящему изобретению.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее описание относится к системам и способам регулировки впрыска топлива двигателя, такого как в системе двигателя по фиг. 1, на основании потребности разрежения в двигателя. Как конкретизировано в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 3, контроллер двигателя может регулировать впрыск топлива, в особенности долю топлива, непосредственно впрыскиваемого в двигатель, относительно топлива, впрыскиваемого во впускной канал в двигатель, на основании потребностей в разрежении двигателя. Двигатель может нуждаться в дополнительном разрежении во впускном коллекторе для продувки бачка для паров топлива, для вентиляции картера, для обеспечения вакуумного содействия потребителям разрежения (таким как усилитель тормозов) и т.д. В ответ на разрежение, формируемое во впускном коллекторе, являющееся меньшим, чем разрежение, потребляемое различными потребителями разрежения, система управления двигателя может переключаться на подачу большей доли топлива посредством непосредственного впрыска наряду с уменьшением доли топлива, подаваемого посредством впрыска во впускной канал. Дополнительная насосная работа, связанная с непосредственным впрыском, преимущественно используется для понижения уровней разрежения во впускном коллекторе и формирования большего разрежения для использования потребителями разрежения (фиг. 2). Примерная регулировка впрыска топлива описана со ссылкой на фиг. 4.

Фиг. 1 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере, устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала РР положения педали. Цилиндр 14 (то есть, камера сгорания) двигателя 10 может включать в себя стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Цилиндр 14 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. В некоторых вариантах осуществления, один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 1 показывает двигатель 10, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопной системы, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопной системы через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако, в других примерах, где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопной системы, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 162, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 162 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.

Выпускной канал 148 может принимать 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 любым пригодным датчиком для выдачи показания соотношения воздуха выхлопных газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода выхлопных газов), двухрежимный датчик кислорода или EGO (как изображено), HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, НС или СО. Устройство 178 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями.

Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан включающим в себя по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней области цилиндра 14. В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10, в том числе цилиндр 14, может включать в себя по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.

Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 152. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 154. Во время некоторых условий, контроллер 12 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 152 и 154, для управления открыванием и закрыванием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться соответствующими датчиками положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапанов могут иметь тип электрического клапанного привода или тип кулачкового привода либо их комбинацию. Установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов может управляться одновременно, или может использоваться любая из возможности регулируемой установки фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемой установки фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенной независимой установки фаз кулачкового распределения или постоянной установки фаз кулачкового распределения. Каждая система кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапанов (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе CPS и/или VCT. В других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового клапанного исполнительного механизма или привода либо системой исполнительного механизма или привода с переменной установкой фаз клапанного распределения.

Цилиндр 14 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. Традиционно, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, в выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть выполнен с одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера показан цилиндр 14, включающий в себя две топливные форсунки 166 и 170. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 14 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально длительности импульса сигнала FPW-1, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 14 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает форсунку 166 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 8 высокого давления, включающей в себя топливный бак, топливные насосы, направляющую-распределитель для топлива и формирователь 168. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в таком случае временные характеристики непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то, что не показано, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.

Топливная форсунка 170 показана 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 пропорционально длительности импульса сигнала FPW-2, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 171. Топливо может подаваться в топливную форсунку 170 топливной системой 172.

Топливо может подаваться обеими форсунками в цилиндр в течение одиночного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть полного впрыска топлива, который подвергается сгоранию в цилиндре 14. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из каждой форсунки, может меняться в зависимости от условий работы, таких как нагрузка и/или детонация в двигателе, такие как описанные ниже. Относительное распределение совокупного впрыскиваемого топлива среди форсунок 166 и 170 может указываться ссылкой как соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 170 (впрыска во впускной канал) может быть примером более высокого соотношения впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 166 (непосредственного впрыска) может быть более низким соотношением впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска. Дополнительно, следует принимать во внимание, что впрыскиваемое во впускной канал топливо может подаваться во время события открытого впускного клапана, события закрытого впускного клапана (например, по существу после такта впуска, к примеру, во время такта выпуска), а также во время работы как с открытым, так и закрытым впускным клапаном.

Подобным образом, непосредственно впрыскиваемое топливо, например, может подаваться во время такта впуска, а также частично во время предшествующего такта выпуска, во время такта впуска и частично во время такта сжатия. Кроме того, непосредственно впрыскиваемое топливо может подаваться в качестве одиночного впрыска или множественных впрысков. Таковые могут включать в себя многочисленные впрыски во время такта сжатия, многочисленные впрыски во время такта впуска или комбинацию некоторого количества непосредственных впрысков во время такта сжатия и некоторого количества во время такта впуска.

По существу, даже для одиночного события сгорания, впрыскиваемое топливо может впрыскиваться с разными временными характеристиками из форсунки впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.

Одно или более потребляющих разрежение в двигателе устройств 92 (потребителей разрежения) могут быть присоединены к впускному коллектору двигателя. Потребляющее разрежение устройство может приводиться в действие непосредственно с использованием разрежения из по меньшей мере одного впускного коллектора двигателя, например из впускного канала 146, ниже по потоку от впускного дросселя 162. В других примерах, потребляющее разрежение устройство может приводиться в движение с использованием разрежения из вакуумного резервуара, при этом резервуар по меньшей мере частично наполнен разрежением, полученным из впускного коллектора, таким как из впускного коллектора 146. В качестве одного из примеров, потребляющее вакуум устройство 92 может быть усилителем тормозов, присоединенным к колесным тормозам транспортного средства, усилитель тормозов включает в себя вакуумный резервуар, выполненный в виде вакуумной полости за диафрагмой усилителя тормозов. В этом отношении, вакуумный резервуар 38 может быть внутренним вакуумным резервуаром, выполненным с возможностью усиливать силу, выдаваемую водителем транспортного средства через тормозную педаль для применения колесных тормозов транспортного средства (не показанных). В альтернативном примере, потребляющее разрежение устройство может быть присоединено к системе вентиляции картера двигателя, при этом разрежение во впускном коллекторе используется для втягивания прорывных газов из картера двигателя для продувки двигателя. В еще одном примере, потребляющее разрежение устройство может быть присоединено к топливной системе двигателя, при этом разрежение во впускном коллекторе используется для втягивания паров топлива, накопленных в бачке для паров топлива, для продувки в двигатель.

По существу, в условиях без наддува, давление во впускном коллекторе двигателя, в качестве оцениваемого во впускном канале 146, находится под влиянием положения впускного дросселя 162. В частности, дросселирование воздушного впускного дросселя 162 ведет к понижению давления в коллекторе, а следовательно, повышению уровней разрежения во впускном коллектора.

Дросселирование также оказывает влияние на выходной крутящий момент. Когда топливо подается в цилиндр через форсунку непосредственного впрыска, вследствие топлива, распыляемого непосредственно в камеру сгорания, впрыскиваемое топливо быстро испаряется из-за меньшего размера капелек и благодаря перемешиванию. В дополнение, вследствие небольшого попадания топлива на металлические поверхности, имеется охлаждение испарением заряда воздуха. Когда двигатель работает на высоких нагрузках, таких как когда двигатель может ограничиваться детонацией, усиленное охлаждение испарением непосредственного впрыска и более плотный заряд воздуха в условиях широко открытого дросселя дает в результате улучшенный коэффициент наполнения, приводя к более высокому крутящему моменту и мощности в условиях высокой нагрузки. В дополнение, охлаждение заряда в цилиндре сдерживает детонацию. Однако, в условиях частичной нагрузки, непосредственный впрыск дает в результате небольшое, но измеримое ухудшение насосной работы. Это происходит потому, что усиленное охлаждение испарением от непосредственного впрыска топлива дает в результате более плотный заряд воздуха. Это требует, чтобы двигатель дросселировался в большей степени для получения требуемого выходного крутящего момента. Для уменьшения этого ухудшения системы управления двигателя могут использовать более высокую долю впрыска во впускной канал в условиях низкой нагрузки и средней нагрузки.

Однако необходимость в дросселировании при непосредственном впрыске топлива дает в результате более низкие уровни давления во впускном коллекторе, а потому усиливает потенциал формирования разрежения двигателя. Как показано на многомерной характеристике 200 по фиг. 2, есть корреляция между типом впрыска (например, соотношением топлива, подаваемого посредством непосредственного впрыска относительно впрыска во впускной канал) и потенциалом формирования разрежения. Более точно, по мере того как возрастает доля топлива, подаваемого в цилиндр через форсунку непосредственного впрыска, а доля топлива, подаваемого через форсунку впрыска во впускной канал соответственно убывает, возрастает величина дросселирования, связанного с впрыском топлива. Это, в свою очередь, повышает величину разрежения, которое формируется во впускном коллекторе. Авторы в материалах настоящего описания выявили, что этот потенциал формирования разрежения может использоваться, в частности, на частичных нагрузках двигателя для улучшения выхода разрежения двигателя. То есть, взаимодействие ухудшения насосной работы системы непосредственного впрыска со способностью формирования разрежения в двигателе может использоваться с выгодой для удовлетворения требования крутящего момента двигателя и требования разрежения. Таким образом, как показано на многомерной характеристике 200, по мере того как требование разрежения в двигателе возрастает, профиль впрыска топлива может смещаться по направлению к регулировке, имеющей более высокую долю непосредственного впрыска топлива относительно впрыска топлива во впускной канал.

Как конкретизировано со ссылкой на фиг. 3, контроллер может регулировать профиль впрыска топлива во время события сгорания в цилиндре, чтобы извлекать синергетические преимущества эффекта охлаждения заряда непосредственного впрыска и дополнительной насосной работы, связанной с непосредственным впрыском, чтобы использовать насосную работу для формирования разрежения. Более точно, в условиях средней нагрузки, если требуется дополнительное разрежение, такое как для продувки бачка для паров топлива, для вентиляции картера или для приведения в действие потребителя 92 разрежения в двигателе (например, усилителя тормозов), добавочная насосная работа и добавочное дросселирование, связанные с непосредственным впрыском топлива, могут использоваться для понижения давления во впускном коллекторе и использовать добавочное разрежение, формируемое посредством дросселирования, для удовлетворения требования разрежения.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр, подобным образом, может включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания и т.д.

Топливные форсунки 166 и 170 могут иметь разные характеристики. Таковые включают в себя отличия по размеру, например, одна форсунка может иметь большее отверстие для впрыска, чем другая. Другие отличия включают в себя, но 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 170 и 166, могут достигаться разные эффекты.

Топливный бак в топливной системе 172 может хранить топливо с разными качествами топлива, такими как разные составы топлива. Эти различия могут включать в себя разное содержание спиртов, разное октановое число, разную теплоту парообразования, разные топливные смеси и/или их комбинацию и т.д. В одном из примеров, топливо с разным содержанием спиртов могло бы включать в себя смеси бензина, этилового спирта, метилового спирта или спиртов, такие как Е85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или М85 (которая приблизительно является 85% метилового спирта и 15% бензина). Другие спиртосодержащие виды топлива могли бы быть смесью спирта и воды, смесью спирта, воды и бензина и т.д.

Двигатель дополнительно может включать в себя один или более датчиков 90 детонации, распределенных вдоль блока цилиндров двигателя или присоединенных к отдельным цилиндрам (как показано). Когда включены в состав, множество датчиков детонации могут быть распределены по блоку цилиндров двигателя симметрично или несимметрично. По существу, датчик 90 детонации может быть датчиком вибрации или датчиком ионизации. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выявлять события аномального сгорания, обусловленные детонацией в цилиндре, на основании выходного сигнала (например, временных характеристик, амплитуды, интенсивности, частоты и т.д. сигнала) датчика 90 детонации. Например, событие детонации в цилиндре может определяться на основании сигнала детонации в цилиндре, оцененного в интервале (таком как интервал углов поворота коленчатого вала после события искрового зажигания в цилиндре), являющегося большим, чем пороговое значение. Вслед за выявлением, подавляющие действия могут предприниматься контроллером двигателя для принятия мер в ответ на детонацию. Например, детонация может подвергаться принятию ответных мер с использованием увеличенного непосредственного впрыска текучей среды сдерживания детонации, регулировок установки момента искрового зажигания (например, запаздывания искрового зажигания), EGR и их комбинации.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 10 6, 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; датчика 90 детонации, температуру хладагента двигателя (ЕСТ) 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 (ТР) 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 разрежения или давления во впускном коллекторе.

Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для осуществления способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерная процедура, которая может выполняться контроллером, описана на фиг. 3.

Далее, с обращением к фиг. 3, описана примерная процедура 300 для регулировки соотношения топлива, впрыскиваемого в цилиндр двигателя во время события сгорания через форсунку непосредственного впрыска и форсунку впрыска во впускной канал, на основании требования разрежения в двигателе. Подход дает возможность, чтобы эффект охлаждения заряда увеличенного непосредственного впрыска преимущественно использовался для подавления детонации наряду с использованием дополнительной насосной работы, связанной с непосредственным впрыском, для формирования дополнительного разрежения.

На этапе 302, способ включает в себя оценку и/или измерение условий работы двигателя. Таковые, например, включают в себя скорость вращения двигателя, требование крутящего момента, уровень наддува, температуру каталитического нейтрализатора выхлопных газов, температуру хладагента двигателя, выходной сигнал датчика детонации и т.д. Контроллер может контролировать выходной сигнал датчика детонации (например, датчика 90 детонации по фиг. 1) относительно порогового уровня, чтобы определять, ограничивается ли двигатель детонацией (если детонация вероятна или выявлена). Например, детонация в цилиндре может указываться на основании выходного сигнала датчика детонации, находящегося выше, чем пороговый уровень, когда оценивается в интервале углов поворота коленчатого вала после события зажигания в цилиндре. Контроллер также может контролировать выходной сигнал датчика детонации, чтобы определять, ограничивается ли двигатель по преждевременному воспламенению (например, если преждевременное воспламенение вероятно или выявлено). Например, преждевременное воспламенение в цилиндре может указываться на основании выходного сигнала да