Способ запуска двигателя (варианты) и система управления двигателем

Способ запуска двигателя (варианты) и система управления двигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Запуск двигателя с топливом, которое включает в себя спирт, может быть затруднительным на низких температурах, так как может быть трудно испарять спирт и облегчать сгорание. Один из способов улучшения испарения топлива, которое включает в себя спирт, состоит в том, чтобы нагревать топливо перед тем, как топливо впрыскивается в двигатель. Однако может быть трудным своевременно выдавать достаточное количество тепла в топливо для того, чтобы топливо испарялось при впрыскивании в цилиндр. Более конкретно, может быть затруднительным нагревать топливо до температуры, которая обеспечивает испарение топлива в промежуток времени между событиями сгорания. Поэтому может быть желательным создать способ запуска двигателя с топливом, которое включает в себя спирт, который не включает в себя нагревание топлива.

Раскрытие изобретения

Авторы в материалах настоящей заявки осознали вышеупомянутые ограничения и разработали способ запуска двигателя и систему управления двигателем.

Согласно одному аспекту предложен способ запуска двигателя, включающий по существу закрывание дросселя окна цилиндра и впрыскивание по меньшей мере части количества топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра при по существу закрытом дросселе окна, при этом количество топлива впрыскивается в течение интервала, который включает в себя среднее положение, которое по существу выровнено с заданным уровнем вакуума цилиндра.

Количество топлива предпочтительно непосредственно впрыскивается в цилиндр, а заданный уровень вакуума является минимальным уровнем вакуума цилиндра.

Двигатель предпочтительно включает в себя дроссель воздухозаборника, а топливо, содержащее спирт, впрыскивается в цилиндр в течение интервала, при этом заданный уровень вакуума оценивается посредством положения двигателя.

Интервал предпочтительно является временным интервалом или интервалом по коленчатому валу, при этом заданный уровень вакуума по существу соответствует положению нижней мертвой точки такта впуска цилиндра.

Количество топлива предпочтительно впрыскивается в цилиндр за два или более импульсов топлива.

Способ предпочтительно дополнительно включает по меньшей мере частичное открывание дросселя окна после установки момента начала впрыска топлива, при этом количество топлива впрыскивается в цилиндр через окно цилиндра.

Согласно другому аспекту предложен способ запуска двигателя, включающий по существу закрывание дросселя окна цилиндра в течение цикла цилиндра, по меньшей мере частичное открывание окна цилиндра до закрывания впускного клапана в течение цикла цилиндра после по существу закрывания дросселя окна и после начала впрыска топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра и по существу закрывание дросселя окна после того, как впускной клапан цилиндра закрывается.

Топливо предпочтительно впрыскивается с установкой момента начала впрыска, которая меняется в зависимости от процентного содержания спирта топлива.

Топливо предпочтительно впрыскивается через окно.

Дроссель окна предпочтительно открывается в момент времени, который основан на требуемом количестве воздуха в цилиндре, при этом поток воздуха в цилиндр ограничивается посредством впускного клапана цилиндра, закрывающегося после открывания дросселя окна и до закрывания дросселя окна.

Способ предпочтительно дополнительно включает впрыскивание топлива в цилиндр в течение интервала во время цикла цилиндра, при этом интервал по существу центрирован около заданного уровня вакуума цилиндра.

Топливо предпочтительно впрыскивается за два или более импульсов топлива, при этом заданный уровень вакуума расположен по существу около нижней мертвой точки такта впуска цилиндра.

Способ предпочтительно дополнительно включает опережение установки момента начала впрыска интервала в ответ на тип топлива, впрыскиваемого в цилиндр, при этом интервал не является по существу центрированным около нижней мертвой точки такта впуска цилиндра при впрыскивании бензина без спирта в цилиндр.

По меньшей мере частичное открывание дросселя окна предпочтительно включает увеличение величины открывания дросселя окна при увеличении количества воздуха в цилиндре.

Согласно еще одному аспекту предложена система управления двигателем, содержащая дроссель воздухозаборника двигателя, расположенный вдоль канала впуска воздуха двигателя, первый дроссель окна цилиндра двигателя, расположенный вдоль канала впуска воздуха двигателя ниже по потоку от дросселя воздухозаборника двигателя, первую топливную форсунку, расположенную ниже по потоку от первого дросселя окна цилиндра двигателя, цилиндр, принимающий топливо через первую топливную форсунку и воздух через первый дроссель окна цилиндра двигателя, и контроллер, включающий в себя команды для впрыска по существу одинакового количества топлива до и после достижения заданного уровня вакуума в течение цикла цилиндра, и дополнительные команды для открывания первого дросселя окна цилиндра двигателя после начала впрыскивания топлива первой топливной форсункой в течение цикла цилиндра.

Первая топливная форсунка предпочтительно представляет собой топливную форсунку непосредственного впрыска, и дополнительно содержит второй дроссель окна цилиндра двигателя, и дополнительно содержит дополнительные команды для регулирования второго дросселя окна цилиндра двигателя независимо от первого дросселя окна цилиндра двигателя.

Система предпочтительно дополнительно содержит дополнительные команды для по существу полного открывания первого дросселя окна цилиндра двигателя после достижения двигателем заданного числа оборотов двигателя.

Одинаковое количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр до и после достижения заданного уровня вакуума, предпочтительно впрыскивается за два отдельных импульса.

Система предпочтительно дополнительно содержит дополнительные команды для по существу закрывания первого дросселя окна цилиндра двигателя после закрывания впускного клапана цилиндра в течение цикла цилиндра.

Контроллер предпочтительно включает в себя дополнительные команды для угловой синхронизации установки положения первого дросселя окна цилиндра двигателя с положением коленчатого вала двигателя, когда число оборотов двигателя является меньшим, чем пороговое значение.

Посредством закрывания дросселя окна цилиндра и создания вакуума в цилиндре может быть возможным улучшать запуск двигателя с топливом, которое включает в себя спирт. Более конкретно, дроссель окна цилиндра может быть закрыт в течение такта впуска цилиндра, так чтобы в цилиндре обеспечивался уровень вакуума, который является большим, чем вакуум в цилиндре, когда цилиндр не подвергается дросселированию окна. Кроме того, топливо может впрыскиваться в цилиндр, когда вакуум внутри цилиндра находится на высоком уровне, для улучшения испарения топлива. В одном из примеров топливо впрыскивается с установкой момента, которая по существу симметрична вокруг заданного уровня вакуума. Заданный уровень вакуума может быть максимальным уровнем вакуума цилиндра в течение данного цикла. В некоторых примерах максимальный уровень вакуума в течение цикла цилиндра может оцениваться по положению двигателя. Таким образом, установка момента впрыска топлива координируется с положением дросселя окна цилиндра и положением поршня для улучшения испарения топлива и запуска двигателя.

Настоящее изобретение может обеспечивать несколько преимуществ. В частности, подход может обеспечивать более надежный запуск двигателя при низких температурах двигателя. В дополнение, способ может снижать выбросы на запуске двигателя посредством улучшения испарения топлива и запуска. Например, улучшенное испарение топлива может сокращать пропуски зажигания во время запуска и в силу этого снижать выбросы углеводородов. Дополнительно, подход может быть более экономически эффективным по сравнению с другими подходами, поскольку дроссели окна цилиндра могут использоваться для целей, иных, чем запуск двигателя. Например, дроссели окна могут быть полезны для обеспечения вакуума, когда давление во впускном коллекторе является высоким.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания станут без труда очевидны из последующего подробного описания при прочтении в одиночку или в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения приведено для представления в упрощенном виде подборки концепций, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании изобретения. Это раскрытие изобретения не предназначено для идентификации ключевых признаков или существенных признаков заявленного объекта изобретения, а также не предназначено для ограничения объема заявленного объекта изобретения. Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают любые или все недостатки, отмеченные в любой части данного описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид двигателя;

Фиг. 2 представляет собой график примерного давления в цилиндре;

Фиг. 3 и 4 представляют собой примерные моделированные последовательности запуска двигателя;

Фиг. 5 представляет собой подробный вид моделированного примера подачи топлива двигателя и приведения в действие дросселя окна в течение цикла цилиндра;

Фиг. 6 представляет собой подробный вид второго моделированного примера подачи топлива двигателя и приведения в действие дросселя окна в течение цикла цилиндра;

Фиг. 7 представляет собой блок-схему последовательности операций примерного способа запуска двигателя;

Фиг. 8 представляет собой примерную моделированную последовательность запуска двигателя; и

Фиг. 9 представляет собой блок-схему последовательности операций второго примерного способа для запуска двигателя.

Подробное описание изобретения

Настоящее описание имеет отношение к управлению дросселями окна цилиндра двигателя, как проиллюстрировано на фиг. 1. Примерный график давления в цилиндре показан на фиг. 2 и дает представление об отношении местоположения максимального вакуума в цилиндре во время условий низкого числа оборотов двигателя. В одном из примеров множество дросселей окна цилиндра регулируются по отдельности для обеспечения улучшенного испарения топлива во время запуска двигателя. Фиг. 3 и 4 иллюстрируют интересующие сигналы во время запуска двигателя. Фиг. 5 и 6 иллюстрируют подробные изображения разных установок момента для топлива во время запуска двигателя. Дроссели окна цилиндра могут управляться согласно способу по фиг. 7, чтобы давать последовательности, проиллюстрированные на фиг. 3-6. Фиг. 8 показывает альтернативную последовательность запуска двигателя для системы, где дроссели окна цилиндра могут приводиться в действие в унисон. Фиг. 9 представляет собой блок-схему последовательности операций альтернативного способа для управления дросселями окна цилиндра.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Если топливо впрыскивается через окно, форсунка окна расположена между впускным клапаном 52 и дросселем 83 окна цилиндра. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается на топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 42 двигателя. Дроссель 83 окна управляет потоком воздуха в цилиндр 30 посредством сужения или открывания впускного окна 81 цилиндра. В двигателях с множеством цилиндров множество управляемых по-отдельности дросселей окна может быть предусмотрено так, чтобы дроссель окна первого цилиндра мог устанавливаться иным образом от дросселей окна другого цилиндра. В других примерах, каждый дроссель окна ряда цилиндров может быть механически присоединен к другим дросселям окна ряда цилиндров из условия, чтобы дроссели окна ряда цилиндров двигались в унисон.

Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через запальную свечу 92 в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.

Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя множество блоков катализатора. В еще одном примере может использоваться множество устройств снижения токсичности отработавших газов, каждое с множеством блоков. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехходового типа.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве обычного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и обычную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом) и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания датчик 118 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

В некоторых примерах двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления могут применяться другие конфигурации двигателя, например дизельный двигатель.

Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 обычно подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска обычно выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра для того, чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), обычно упоминается специалистами в данной области техники как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров для того, чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), обычно упоминается специалистами в данной области техники как верхняя мертвая точка (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем упоминаемом как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем упоминаемом как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливо-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное описано просто в качестве примера и что привязка по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы давать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие примеры.

Таким образом, система по фиг. 1 предусматривает двигатель, содержащий: дроссель воздухозаборника двигателя, расположенный вдоль канала впуска воздуха двигателя; первый дроссель окна цилиндра двигателя, расположенный вдоль канала впуска воздуха двигателя ниже по потоку от дросселя воздухозаборника двигателя; первую топливную форсунку, расположенную ниже по потоку от первого дросселя окна цилиндра двигателя; цилиндр, принимающий топливо через первую топливную форсунку и воздух через первый дроссель окна цилиндра двигателя; и контроллер, включающий в себя команды для впрыска по существу одинакового количества топлива до и после того, как заданный уровень вакуума достигнут в течение цикла цилиндра, и включающий в себя дополнительные команды для открывания первого дросселя окна цилиндра двигателя после того, как первая топливная форсунка начинает впрыскивать топливо, в течение цикла цилиндра. Таким образом, топливо может впрыскиваться в моменты времени, когда может увеличиваться испарение топлива.

Система также включает в себя те случаи, когда первая топливная форсунка является топливной форсункой непосредственного впрыска, и дополнительно содержит второй дроссель окна цилиндра двигателя, и дополнительно содержит дополнительные команды для регулирования второго дросселя окна цилиндра двигателя независимо от первого дросселя окна цилиндра двигателя. Система дополнительно содержит дополнительные команды для по существу полного открывания первого дросселя окна цилиндра двигателя после того, как двигатель достигает заданного числа оборотов двигателя. В некоторых примерах система включает в себя те случаи, когда одинаковое количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр до и после того, как достигнут заданный уровень вакуума, впрыскивается за два отдельных импульса. Система дополнительно содержит дополнительные команды для по существу закрывания первого дросселя окна цилиндра двигателя после того, как впускной клапан цилиндра закрыт, в течение цикла цилиндра. Система дополнительно включает в себя те случаи, когда первая топливная форсунка является топливной форсункой окна, и дополнительно содержит дополнительные команды для впрыска топлива в цилиндр через топливную форсунку окна, в то время как впускной клапан цилиндра открыт.

Далее, со ссылкой на фиг. 2, показан примерный график давления в цилиндре для двигателя, работающего на 750 оборотах в минуту. Ось X указывает объем цилиндра, и объем цилиндра увеличивается слева направо. Ось Y указывает давление в цилиндре, и давление увеличивается снизу вверх по графику. Давление в цилиндре представлено кривой 200.

Давление в цилиндре придерживается траектории, указанной направленными стрелками 210, 212, 214 и 216 для соответствующих тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска. Объем цилиндра увеличивается по мере того, как поршень перемещается к нижней мертвой точке такта впуска в направлении стрелки 210. Давление в цилиндре достигает минимального уровня, указанного горизонтальной линией 202, незадолго до того, как поршень достигает нижней мертвой точки такта впуска на 204. Топливо может впрыскиваться в цилиндр или впускное окно цилиндра из условия, чтобы середина интервала впрыска топлива была по существу центрирована на минимальном давлении в цилиндре, указанном на 206. Давление в цилиндре начинает расти и придерживается траектории, указанной стрелкой 212, после того, как поршень заходит за нижнюю мертвую точку и входит в такт сжатия.

Следует отметить, что траектория кривой 200 давления в цилиндре имеет более отлогий угол наклона слева от метки 206, и давление в цилиндре поднимается быстрее справа от метки 206. Поэтому, в некоторых примерах, часть длительности впрыска топлива может смещаться с опережением (например, влево от метки 206 во время такта впуска), когда центрирование интервала впрыска топлива по минимальному давлению в цилиндре размещало бы часть интервала впрыска в области более высокого давления у давления в цилиндре по сравнению с интервалом впрыска по другую сторону от средней точки интервала впрыска. Например, 60% импульса впрыска топлива в течение цикла цилиндра может впрыскиваться за время слева от метки 206 наряду с тем, что оставшиеся 40% импульса впрыска топлива могут размещаться справа от метки 206. Таким образом, импульс впрыска топлива может быть расположен из условия, чтобы топливо, впрыскиваемое в течение интервала впрыска, подвергалось самому низкому давлению в цилиндре за длительность интервала впрыска.

Средний участок интервала впрыска топлива может располагаться по существу на нижней мертвой точке такта впуска, когда средний участок интервала топливной форсунки находится в периоде, где объем цилиндра имеет значение в пределах 20% максимального объема цилиндра в течение такта впуска и/или сжатия цилиндра. В других примерах средний участок интервала впрыска топлива может располагаться по существу на нижней мертвой точке такта впуска, когда средний участок интервала топливной форсунки находится в периоде, где объем цилиндра имеет значение в пределах 10% максимального объема цилиндра в течение такта впуска и/или сжатия цилиндра. Например, средний участок интервала впрыска топлива может быть расположен на метке 206 или там, где объем цилиндра находится на 500, и по-прежнему считается расположенным по существу на нижней мертвой точке такта впуска.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, проиллюстрирована последовательность запуска двигателя. Последовательность может обеспечиваться контроллером 12, выполняющим команды способа, описанного на фиг. 7, в системе, показанной на фиг. 1. Последовательность является иллюстрирующей двигатель, включающий в себя дроссель воздухозаборника и дроссели окна цилиндра.

Первый график сверху по фиг. 3 представляет траектории поршней в цилиндрах 1 и 4 четырехцилиндрового четырехтактного двигателя, имеющего порядок работы цилиндров 1-3-4-2. Линия 302 представляет положение поршня цилиндра номер один наряду с тем, что линия 304 представляет положение поршня цилиндра номер три. Каждый из поршней находится в верхней мертвой точке, когда траектория находится в высшей точке синусоиды. Каждый из поршней находится в нижней мертвой точке на низшей точке синусоиды. Точки 306 представляют установку момента закрывания впускного клапана для каждого цилиндра относительно траектории поршня. Время начинается с левой стороны графика и увеличивается к правой стороне графика.

Второй график сверху по фиг. 3 представляет давление на впускном окне цилиндра для окон цилиндров у цилиндров номер один и три. Сплошная линия 308 представляет давление на окне цилиндра для цилиндра номер один. Пунктирная линия 309 представляет давление на окне цилиндра для цилиндра номер три. Ось Y представляет давление в цилиндре, и давление в цилиндре увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны к правой стороне графика. Горизонтальная линия 330 представляет атмосферное давление. Таким образом, когда давление на впускном окне цилиндра находится ниже горизонтальной линии 330, вакуум существует на окне цилиндра.

Третий график сверху по фиг. 3 представляет установку момента впрыска топлива для цилиндров один и три двигателя. Впрыск топлива для цилиндра один представлен сплошной линией 310. Впрыск топлива для цилиндра три представлен пунктирной линией 312. Ось Y представляет, когда впрыскивается топливо. Впрыск топлива выше оси X указывает, что топливо впрыскивается в проиллюстрированный момент времени. Ось X представляет время, и время начинается с левой стороны графика и увеличивается к правой стороне графика. Номера над импульсами топлива указывают, в какой цилиндр впрыскивается топливо. Таким образом, нумерация придерживается очередности сгорания в двигателе.

Четвертый график сверху по фиг. 3 представляет положение дросселя воздухозаборника в зависимости от времени. Ось Y представляет величину открывания дросселя воздухозаборника, и величина открывания дросселя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.

Пятый график сверху по фиг. 3 представляет положение первого дросселя окна, который может регулировать поток воздуха в цилиндр номер один в зависимости от времени. Ось Y представляет величину открывания дросселя окна, и величина открывания дросселя окна увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне фигуры.

Шестой график сверху по фиг. 3 представляет положение третьего дросселя окна, который может регулировать поток воздуха в цилиндр номер три, в зависимости от времени. Ось Y представляет величину открывания дросселя окна, и величина открывания дросселя окна увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.

Седьмой график сверху по фиг. 3 представляет требуемое среднее индикаторное эффективное давление в цилиндре (IMEP) во время процесса сгорания в течение цикла цилиндра. IMEP может увеличиваться посредством увеличения количества воздуха и топлива, введенного в цилиндр. Ось Y представляет IMEP, и IMEP увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.

Восьмой график сверху по фиг. 2 представляет собой частоту вращения двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет число оборотов двигателя, и число оборотов двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.

Вертикальные метки T₀-T₁₈ представляют интересующие моменты времени в последовательности. Последовательность начинается в момент T₀ времени и продолжает движение в направлении T₁₈.

В момент T₀ времени двигатель остановлен и топливо не впрыскивается в двигатель. Дроссель воздухозаборника установлен в по существу закрытое положение, как и первый и третий дроссели окна цилиндра. Требуемое значение IMEP цилиндра задается командой относительно высоким, так чтобы двигатель мог быстро разгоняться с числа оборотов прокручивания коленчатого вала до числа оборотов холостого хода во время запуска двигателя. Поршень цилиндра номер один остановлен непосредственно перед верхней мертвой точкой (ВМТ) такта выпуска. Поршень цилиндра номер три остановлен непосредственно перед нижней мертвой точкой (НМТ) рабочего такта.

Между моментом T₀ времени и моментом T₁ времени двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала посредством стартера и поршни начинают двигаться в цилиндрах. Число оборотов двигателя возрастает до числа оборотов прокручивания коленчатого вала (например, 250 оборотов в минуту). По мере того как двигатель вращается, контроллер 12 двигателя оценивает, сколько топлива следует впрыскивать в цилиндры, а также сколько воздуха допускать в цилиндры. Контроллер двигателя также определяет, когда начинать и заканчивать впрыск топлива, а также установку момента зажигания. В некоторых примерах положение двигателя может определяться по датчику положения распределительного вала и коленчатого вала во время проворачивания коленчатого вала. В других примерах положение двигателя может сохраняться в памяти в момент времени, когда двигатель останавливается.

В момент T₁ времени поршень для цилиндра номер один (например, смотрите траекторию линии 302) приближается к НМТ такта впуска. Первый впрыск топлива, начиная с останова двигателя, происходит в момент T₁ времени, где топливо впрыскивается в цилиндр номер один. Топливо может впрыскиваться непосредственно в цилиндр номер один или во впускное окно цилиндра номер один. Впрыск топлива продолжается до момента T₂ времени. Таким образом, интервал впрыска топлива для первого впрыска топлива в цилиндр номер один, начиная с останова двигателя, является промежутком времени между моментом T₁ и T₂ времени. Кроме того, количество топлива впрыскивается в течение интервала, и интервал включает в себя среднее положение, которое по существу выровнено с максимальным вакуумом на окне цилиндра (минимальным давлением в цилиндре) в течение цикла цилиндра или с нижней мертвой точкой такта впуска цилиндра. В некоторых примерах интервал впрыска топлива может измеряться в градусах по коленчатому валу. Следует отметить, что интервал впрыска топлива для цилиндра номер один центрирован вокруг минимального давления на впускном окне цилиндра номер один. Например, до того, как поршень по существу достигает минимального давления на окне цилиндра, в цилиндр впрыскивается такое же количество топлива, как после того, как давление на окне цилиндра начинает возрастать. В некоторых примерах время впрыска может быть центрировано по нижней мертвой точке такта впуска цилиндра. В этом примере топливо впрыскивается за одиночную длительность импульса; однако в других примерах топливо может подаваться в цилиндр за два или более отдельных импульсов.

Первый дроссель окна удерживается закрытым от момента T₀ времени до момента T₂ времени, так чтобы вакуум создавался в цилиндре номер один по мере того, как увеличивается объем цилиндра. Вакуум в цилиндре номер один достигает почти максимального значения, когда поршень цилиндра номер один приближается к НМТ. Таким образом, впрыск топлива в цилиндр там, где имеет место максимальный вакуум, может улучшать испарение топлива, такого как спирт. Первый дроссель окна начинает открываться в момент T₂ времени. Однако в других примерах первый дроссель окна может начинать движение до окончания впрыска топлива. Открывание первого дросселя окна позволяет воздуху поступать в цилиндр с более высоким расходом, так чтобы требуемое количество воздуха могло проникать в цилиндр. Требуемое количество воздуха может быть основано на требуемом IMEP. Выбор времени, в которое открывается первый дроссель окна, и величина, на которую открывается первый дроссель окна, регулирует количество воздуха, которое поступает в цилиндр. Говоря иначе, открывание дросселя окна после впрыска, но до закрывания впускного клапана (IVC), определяет заряд воздуха. Заряд воздуха устанавливается давлением в цилиндре при IVC. На протяжении многих десятков градусов после IVC положение дросселя окна не оказывает никакого влияния ни на испарение топлива, ни на управление зарядом воздуха. Это уменьшает требования к синхронному управлению дросселями окна двигателя. Момент времени закрывания впускного клапана цилиндра номер один в T₃, как указано точкой, определяет, когда прекращается поток воздуха в цилиндр. Таким образом, поток воздуха в цилиндр увеличивается посредством открывания первого дросселя окна. С другой стороны, поток воздуха в цилиндр номер один прекращается закрыванием впускного клапана цилиндра номер один. Таким образом, воздух, втекающий в цилиндр, может регулироваться временем открывания первого дросселя окна и временем закрывания впускного клапана цилиндра номер один.

Следует понимать, что на низких числах оборотов двигателя, таких как во время проворачивания коленчатого вала и по меньшей мере части увеличения числа оборотов двигателя до числа оборотов холостого хода, дроссели окна цилиндра могут открываться согласно положению коленчатого вала, поскольку число оборотов двигателя является низким, и время между событиями впуска в цилиндр является относительно длительным. Установка момента закрывания дросселей окна цилиндра менее важна, так как установка момента закрывания клапана определяет, когда прекращается поток воздуха в цилиндры. Таким образом, динамические требования к изменению положения дросселей окна цилиндра могут быть снижены, все же дроссели окна цилиндра могут дозировать поток воздуха в цилиндры двигателя. Кроме того, дроссели окна цилиндра подвергаются угловой синхронизации с положением коленчатого вала двигателя, когда число оборотов двигателя является меньшим, чем пороговое число оборотов. Например, дроссели окна цилиндра могут открываться с заданными установками моментов по коленчатому валу во время прокручивания коленчатого вала и увеличения числа оборотов.

Таким образом, топливо впрыскивается в цилиндр номер один, когда высок вакуум на окне цилиндра (например, когда давление на окне является низким) в течение цикла цилиндра, и воздуху обеспечена возможность втекания в цилиндр после того, как испаряется топливо, чтобы снабжать цилиндр количеством воздуха, которое соответствует количеству топлива, в требуемом соотношении (например, топливо-воздушном соотношении 1:10). Первый дроссель окна закрывается, в то время как цилиндр номер один продолжает движение по своему циклу цилиндра, и до того, как другой заряд воздуха вводится в цилиндр номер один.

Третий дроссель окна остается закрытым в течение периода времени между T₁ и T₃. Дроссель воздухозаборника также показан в закрытом положении, и требуемый IMEP цилиндра остается на высоком уровень, так что двигатель может быстро разгоняться от числа оборотов проворачивания коленчатого вала до числа оборотов холостого хода.

В момент T₄ времени цилиндр номер три приближается к НМТ и начинается впрыск топлива в цилиндр номер три. Впрыск топлива в цилиндр номер три продолжается до момента T₅ времени. Может быть отмечено, что топливо, подаваемое в цилиндр номер три, также распределяется симметрично вокруг момента времени, когда давление на окне цилиндра номер три находится на минимуме в течение цикла цилиндра. Третий дроссель окна начинает открываться после того, как впрыск топлива в цилиндр номер три прекращается в момент T₅ времени. Однако третий дроссель окна может начинать открываться раньше, но испарение топлива может снижаться, если дроссель окн