Способ для двигателя многотопливного транспортного средства (варианты)

Способ для двигателя многотопливного транспортного средства (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к регулировке скорости, с которой изменяется топливоснабжение при изменении между профилями совместного топливоснабжения в многотопливном транспортном средстве.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Альтернативные виды топлива были разработаны, чтобы сдерживать растущие цены на традиционные виды топлива и для снижения выбросов с выхлопными газами. Например, природный газ был признан в качестве привлекательного альтернативного топлива. Что касается автомобильных применений, природный газ может сжиматься и храниться в виде сжатого природного газа (CNG) в баллонах под высоким давлением. В еще одном примере, спирт и спиртосодержащие топливные смеси могут использоваться в качестве альтернативного топлива для автомобильных применений. Могут использоваться различные системы двигателя на спиртовом топливе и топливе CNG с использованием различных технологий для двигателя и технологий впрыска, которые адаптированы под специфичные физические и химические свойства альтернативных видов топлива. На основании условий работы двигателя, система управления двигателем может регулировать профиль впрыска топлива многотопливной системы, чтобы использовать в своих интересах особые свойства имеющихся в распоряжении видов топлива. Это может включать в себя работу на одном или более видов топлива или использование подхода совместного топливоснабжения, в котором одновременно впрыскиваются оба вида топлива. Совместное топливоснабжение может обеспечивать преимущества каждого топлива и интуитивно может быть полезным больше каждого топлива в выбранных условиях.

Одна из примерных многотопливных систем описана Сурниллой и другими в US 7703435 (опубл. 27.04.2010, МПК F02D 41/30). В нем двигатель выполнен с возможностью работы на CNG, бензине или смеси обоих. Топливо выбирается для работы двигателя во время конкретных условий работы на основании количества топлива, имеющегося в распоряжении в каждом резервуаре для хранения топлива, а также на основании типа и свойств имеющегося в распоряжении топлива. Например, экономия топлива и запас хода транспортного средства могут расширяться посредством выбора конкретного топлива во время высоких требований водителя. В качестве еще одного примера, выбросы двигателя могут улучшаться посредством сбережения конкретного топлива для условий запуска двигателя. Еще один подход показан Леоне и другими в US 8,307,790 (опубл. 13.11.2012, МПК F02B 13/00, F02B 43/08). В нем двигатель работает на газообразном топливе, вырабатываемом посредством риформинга, и жидком топливе, включающем в себя спиртовую топливную смесь. В условиях, при которых запрашивается переход с жидкого топлива на газообразное топливо, впрыск газообразного топлива изменяется сначала с низкой скоростью. Как только был определен состав газообразного топлива, впрыскиваемое топливо изменяется с более высокой скоростью.

Однако авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у таких подходов. В качестве примера, могут возникать проблемы переходного топливоснабжения. Эти проблемы могут усугубляться при переключении между режимами совместного топливоснабжения. Проблемы переходного топливоснабжения могут быть сложными для отслеживания вследствие использования многочисленных видов топлива и многочисленных технологий впрыска. Например, проблемы переходного топливоснабжения, испытываемые при переходе с непосредственного впрыска первого, жидкого топлива на непосредственный впрыск первого и второго, газообразного топлива, могут быть существенно отличными от испытываемых при переходе с непосредственного впрыска первого, жидкого топлива на непосредственный впрыск первого топлива и впрыск во впускной канал второго, газообразного топлива. Более того, вследствие эффектов переходного топливоснабжения, при переходе с совместного топливоснабжения с первым разделением топлива на совместное топливоснабжение с другим разделением топлива, есть риск отсутствия правильного согласования управления двигателем с реальным топливом, присутствующим в цилиндре. Изменчивость химии топлива может делать переход топливоснабжения еще более трудным. Например, качество топлива (например, топлива CNG) может радикально меняться от заправки бака к заправке бака. Как результат, быстрое переключение разделения топлива может компрометировать способность системы управления компенсировать проблемы переходного топливоснабжения, давая в результате потери крутящего момента, аномальное сгорание (например, детонацию или пропуски зажигания) и ухудшенную экономию топлива. Вследствие проблем переходного топливоснабжения, контроллер может не давать возможность совместного топливоснабжения даже в условиях, где совместное топливоснабжение дает интуитивные преимущества над использованием каждого топлива по отдельности. Как результат, могут утрачиваться благоприятные возможности совместного топливоснабжения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть преодолены посредством способа для двигателя многотопливного транспортного средства, включающего в себя этап, на котором

осуществляют переход с работы двигателя с первым соотношением разделения первого топлива и второго топлива на работу со вторым, отличным соотношением разделения, причем скорость изменения соотношения разделения при изменении определяют по условиям эксплуатации двигателя и ограничивают на цикл двигателя, причем первое топливо представляет собой топливо, отличающееся от второго топлива, при этом ограничение дополнительно основано на направленности изменения соотношения разделения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость изменения ограничивают на основании температуры двигателя, причем скорость увеличивают при увеличении температуры двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость изменения ограничивают на основании испаряемости топлива, причем скорость увеличивают при увеличении испаряемости первого топлива и/или второго топлива, при этом испаряемость топлива определяют по составу первого и второго топлив.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость изменения ограничивают на основании абсолютного давления в коллекторе (MAP), причем скорость увеличивают при уменьшении MAP.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость изменения ограничивают на основании указания дозаправки топливом, причем скорость уменьшают в ответ на указание дозаправки первого топлива или второго топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость изменения ограничивают на основании типа впрыска первого топлива относительно типа впрыска второго топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость изменения ограничивают на основании уровня топлива, причем скорость увеличивают в ответ на уровень топлива первого топлива или второго топлива, находящийся ниже, чем пороговое значение.

В одном из вариантов предложен способ, в котором одно из первого топлива и второго топлива является спиртовым топливом или топливной смесью.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя многотопливного транспортного средства, включающий в себя этап, на котором:

осуществляют переход с работы двигателя с первым соотношением разделения первого топлива и второго топлива на работу со вторым, отличным соотношением разделения, причем скорость изменения соотношения разделения при изменении определяют по условиям эксплуатации двигателя и ограничивают на цикл двигателя, при этом первое топливо является жидким топливом, а второе топливо является газообразным топливом, причем скорость изменения, применяемая, когда соотношение разделения изменяется с более высокой доли газообразного топлива на более низкую долю газообразного топлива, является отличной от скорости изменения, применяемой, когда соотношение разделения изменяется с более низкой доли газообразного топлива на более высокую долю газообразного топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первым топливом является бензин, а вторым топливом является сжатый природный газ (CNG).

В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя многотопливного транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых:

определяют первое соотношение разделения и второе, отличное соотношение разделения на основании условий эксплуатации двигателя, и

осуществляют переход двигателя с работы с первым соотношением разделения первого жидкого топлива относительно второго газообразного топлива на работу двигателя со вторым, отличным соотношением разделения в ответ на условия эксплуатации двигателя, причем скорость перехода основана на условиях работы двигателя, в том числе температуре двигателя и испаряемости топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость увеличивают при увеличении температуры двигателя, чтобы переход происходил за меньшее количество циклов двигателя, при этом скорость уменьшают при уменьшении температуры двигателя, чтобы переход происходил за большее количество циклов двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость увеличивают при увеличении испаряемости топлива у первого и второго топлив, чтобы переход происходил за меньшее количество циклов двигателя, при этом скорость уменьшают при уменьшении испаряемости топлива у первого и второго топлив, чтобы переход происходил за большее количество циклов двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость дополнительно регулируют на основании MAP, причем скорость увеличивают при уменьшении MAP.

В одном из вариантов предложен способ, в котором определяют первое соотношение разделения и второе соотношение разделения также на основании состава первого и второго топлив.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором сравнивают состав первого топлива и второго топлива с архивными данными топлив, использованными для определения воздушно-топливного соотношения.

В одном из вариантов предложен способ, в котором переход осуществляют в ответ на условия эксплуатации двигателя, включающие в себя скорость вращения двигателя, требования крутящего момента, наличие топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость определяют на основании долей топлива, содержащих первое соотношение разделения и второе соотношение разделения.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя многотопливного транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых:

определяют составы первого жидкого топлива и второго газообразного топлива,

в первом состоянии осуществляют переход двигателя с работы с первым, более высоким соотношением разделения первого жидкого топлива относительно второго газообразного топлива на работу двигателя со вторым, более низким соотношением разделения за одиночный цикл двигателя; и

во втором состоянии осуществляют переход двигателя с работы с первым соотношением разделения на работу двигателя со вторым соотношением разделения за множество циклов двигателя, определяемыми с использованием состава первого и второго топлив.

В одном из вариантов предложен способ, в котором в первом состоянии уровень топлива у первого топлива находится ниже, чем пороговое значение, при этом во втором состоянии уровень топлива у первого топлива находится выше, чем пороговое значение.

В одном из вариантов предложен способ, в котором, в первом состоянии температура двигателя находится выше, чем пороговая температура, при этом во втором состоянии температура двигателя находится ниже, чем пороговая температура.

В одном из вариантов предложен способ, в котором первое состояние включает в себя указание дозаправки топливного бака, а второе состояние не включает в себя указание дозаправки топливного бака.

В одном из вариантов предложен способ, в котором в первом состоянии двигатель является работающим с наддувом, а во втором состоянии двигатель является работающим без наддува.

В одном из вариантов предложен способ, в котором множество циклов двигателя основано на испаряемости топлива у первого и второго топлив.

Таким образом, посредством ограничения скорости изменения разделения топлива, допущенной в каждом цикле двигателя, проблемы переходного топливоснабжения, навлекаемые во время совместного топливоснабжения, могут уменьшаться.

В качестве примера, двигатель может быть выполнен с многотопливной системой, чтобы работать на первом, жидком топливе, таком как бензин, и втором, газообразном топливе, таком как CNG. В выбранных условиях работы, двигатель может работать на по меньшей мере некотором количестве CNG и по меньшей мере некотором количестве бензина, впрыскиваемых в цилиндры двигателя, чтобы давать преимущества, которые минимизируют потребление жидкого топлива наряду с удовлетворением требования крутящего момента. Например, в условиях интервала крутящего момента (где скорость вращения двигателя находится в диапазоне 3000-4500 оборотов в минуту, и нагрузка двигателя высока), двигатель может подвергаться совместному топливоснабжению с разделением топлива в 70% бензина и 30% CNG, и общим топливно-воздушным соотношением сгорания, которое обогащено на 30%, чтобы удовлетворять требование крутящего момента, к тому же, наряду с предоставлением искровому зажиганию возможность поддерживаться на MBT. В качестве еще одного примера, в условиях интервала мощности (где скорость вращения двигателя находится в диапазоне 4500-6000 оборотов в минуту, и нагрузка двигателя высока), двигатель может подвергаться совместному топливоснабжению с разделением топлива в 15% бензина и 85% CNG (и общим топливно-воздушным соотношением сгорания, которое обогащено на 10%), так чтобы малое количество бензина при меньшей величине обогащения, в дополнение к CNG, могло восстанавливать полную мощность наряду с поддержанием искрового зажигания на MBT. При переходе с совместного топливоснабжения на первом соотношении разделения топлива, используемого в условиях интервала крутящего момента, на совместное топливоснабжение на втором соотношении разделения топлива в условиях интервала мощности, контроллер может ограничивать скорость, с которой изменяется соотношение разделения топлива. Более точно, вместо перехода с первого соотношения разделения топлива в 70% бензина и 30% CNG на второе соотношение разделения топлива в 15% бензина и 85% CNG по существу немедленно (например, за одиночный цикл двигателя), контроллер может ограничивать изменение пороговым процентом за каждый цикл двигателя, чтобы уменьшать потенциальные возмущения от полного изменения. Скорость, с которой соотношение разделения изменяется в каждом цикле двигателя, может ограничиваться на основании условий работы двигателя, таких как температура двигателя, MAP, испаряемость топлива, наличие топлива, изменение типа впрыска, и т.д. В качестве примера, контроллер может постепенно приращивать пропорцию CNG на 5% за каждый цикл двигателя наряду с соответствующим уменьшением пропорции бензина на 5%, до тех пор, пока не достигнуто требуемое соотношение разделения топлива.

Таким образом, эффекты переходного топливоснабжения, навлекаемые в многотопливной системе при переходе между режимами совместного топливоснабжения, могут уменьшаться. В дополнение, может быть легче компенсировать уменьшенные эффекты переходного топливоснабжения с использованием элементов управления двигателя (например, управления дросселем, управления искровым зажиганием, и т.д.). Посредством уменьшения переходных эффектов, использование и преимущества подхода совместного топливоснабжения во время работы двигателя могут ожидаться на более широком диапазоне условий работы. По существу, это улучшает экономию топлива. В дополнение, события ухудшенного сгорания в цилиндрах и аномального сгорания в цилиндрах, возникающие вследствие эффектов переходного топливоснабжения, сокращаются, улучшая общие рабочие характеристики двигателя.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено 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 схематичное изображение многотопливной системы двигателя, выполненной с возможностью работы на жидком топливе и газообразном топливе.

Фиг. 2 показывает примерные многомерные характеристики, изображающие выигрыши крутящего момента от совместного топливоснабжения системы двигателя по фиг. 1.

Фиг. 3 показывает примерную блок-схему последовательности операций способа ограничения скорости изменения соотношения разделения топлива при переходе между профилями впрыска топлива.

Фиг. 4 показывает примерный переход между профилями впрыска топлива, имеющими разные соотношения разделения топлива.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложены способы и системы для улучшения переходных процессов топливоснабжения в многотопливной системе двигателя, такой как система по фиг. 1. При изменении топливоснабжения, контроллер может ограничивать скорость, с которой происходит изменение топливоснабжения. Например, контроллер может выполнять процедуру управления, такую как описанная на фиг. 3, для ограничения скорости изменения соотношения разделения за цикл двигателя при переходе с совместного топливоснабжения двигателя с первым соотношением разделения на совместное топливоснабжение двигателя со вторым, иным соотношением разделения. Примерный переход совместного топливоснабжения описан в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 4. Таким образом, проблемы переходного топливоснабжения в многотопливной системе двигателя уменьшаются, а выигрыши от совместного топливоснабжения (фиг. 2) расширяются.

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 PP 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 выхлопных газов, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопных газов через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопных газов, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 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, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями. Двигатель 10 может включать в себя систему рециркуляции выхлопных газов (EGR), указанную в целом под 194. Система 194 EGR может включать в себя охладитель 196 EGR, расположенный вдоль трубопровода 198 EGR. Кроме того, система EGR может включать в себя клапан 197 EGR, расположенный вдоль трубопровода 198 EGR, для регулирования количества выхлопных газов, подвергнутых рециркуляции во впускной коллектор 144.

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 регулирования установки момента открывания и закрывания и/или величины подъема 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 включать в себя электрический привод, или кулачковый привод клапана, или их комбинацию. В примере кулачкового привода, 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.

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 сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 14, включающий в себя две топливных 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 виде боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 192 зажигания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из первой топливной системы 172, которая может быть жидкостной топливной системой (например, для бензина, этилового спирта или их комбинации), включающей в себя топливный бак, топливные насосы и направляющую-распределитель для топлива. В одном из примеров, как показано на фиг. 1, топливная система 172 может включать в себя топливный бак 182 и датчик 184 топлива, например датчик уровня жидкости, для выявления величины запаса в топливном баке 182. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае, установка момента непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления.

Топливная форсунка 170 показана расположенной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве впрыска во впускной канал топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное окно 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 второй топливной системой 173, которая может быть топливной системой высокого давления, включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива. В одном из примеров, как показано на фиг. 1, топливная система 173 может включать в себя топливный бак 183 со сжатым газом и датчик 185 давления топлива для выявления давления топлива в топливном баке 183. Отметим, что одиночный формирователь 168 или 171 может использоваться для обеих систем впрыска топлива, или многочисленные формирователи, например формирователь 168 для топливной форсунки 166 и формирователь 171 для топливной форсунки 170, могут использоваться, как изображено. Топливная система 173 может быть газовой топливной системой. Например, газообразные виды топлива могут включать в себя CNG, водород, LPG, LNG, и т.д., или их комбинации. Следует принимать во внимание, что газообразные виды топлива, в качестве указываемых ссылкой в материалах настоящего описания, являются видами топлива, которые являются газообразными в атмосферных условиях, но могут находиться в жидкой форме, в то время как под высоким давлением (в особенности, выше давления насыщения) в топливной системе. В сравнении, жидкие виды топлива, в качестве указываемых ссылкой в материалах настоящего описания, являются видами топлива, которые являются жидкими в атмосферных условиях.

Следует принимать во внимание, что, несмотря на то что изображенный вариант осуществления выполнен с возможностью подавать одно топливо посредством непосредственного впрыска, а другого топлива посредством впрыска во впускной канал, а кроме того, в дополнительных вариантах осуществления, система двигателя может включать в себя многочисленные форсунки впрыска во впускной канал, при этом каждое из газообразного топлива и жидкого топлива, подается в цилиндр посредством впрыска во впускной канал. Подобным образом, в других вариантах осуществления, система двигателя может включать в себя многочисленные форсунки непосредственного впрыска, при этом каждое из газообразного топлива и жидкого топлива подается в цилиндр посредством непосредственного впрыска.

Подача разных видов топлива может указываться ссылкой в качестве типа топлива, чтобы тип топлива мог меняться посредством впрыска относительно большего или меньшего количества жидкого топлива по сравнению с газообразным топливом, или наоборот.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в виде микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в виде микросхемы 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, энергонезависимую память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 124 MAP. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленной скоростью вращения двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 120, который также используется в виде датчика скорости вращения двигателя, может вырабатывать заданное количество равно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.

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.

Как конкретизировано в материалах настоящего описания со ссылкой на таблицы по фиг. 2, контроллер двигателя может осуществлять совместное топливоснабжение цилиндра посредством впрыска одного или более из первого, газообразного топлива, такого как CNG, в цилиндр двигателя (например, через форсунку 170 впрыска во впускной канал) и второго, жидкого топлива, такого как бензин, в цилиндр двигателя (например, через форсунку 166 непосредственного впрыска) для удовлетворения потребностей в крутящем моменте двигателя. Соотношение разделения (или распределение топлива) первого топлива относительно второго топлива может быть основано на условиях работы двигателя. Кроме того, по мере того, как изменяются условия скорости вращения-нагрузки двигателя, соотношение разделения может пересматриваться. Подход совместного топливоснабжения может давать существенные выгоды. Например, подход совместного топливоснабжения может давать двигателю возможность удовлетворять водительское требование мощности наряду с использованием с выгодой преимуществ, основанных на уникальных свойствах впрыскиваемых видов топлива. Таковые могут включать в себя выгоды дополнительного охлаждения цилиндров и/или охлаждения выхлопных газов, которые, в свою очередь, дают в результате выигрыши крутящего момента. Несмотря на то что пример по фиг. 2 описывает преимущества совместного топливоснабжения комбинированного использования бензина и CNG, следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, выгоды совместного топливоснабжения могут достигаться благодаря использованию других комбинаций топлива, таких как комбинация разных спиртовых топливных смесей.

С обращением к фиг. 2, выигрыши крутящего момента, достигаемые в разных областях скорости вращения-нагрузки двигателя благодаря использованию подхода совместного топливоснабжения, при котором цилиндр снабжается топливом с каждым из бензина и CNG (изображенные в таблице 200), сравниваются с традиционным подходом топливоснабжения только бензином (изображенным в таблице 210), а также подходом топливоснабжения только CNG (изображенным в таблице 220).

Каждая таблица перечисляет подробности касательно областей скорости вращения-нагрузки двигателя в первом столбце. Следующие два столбца изображают подход топливоснабжения, включающий в себя разделение топлива между бензином и CNG, где подход включает в себя совместное топливоснабжение. Четвертый столбец изображает коэффициент эквивалентности (в виде определенного посредством 1/лямбда). Пятый столбец изображает коэффициент трансформации крутящего момента, который является показателем установки момента зажигания. Последний столбец изображает достигаемый крутящий момент относительно только бензина. По существу, это является указанием выигрыша крутящего момента или ухудшения крутящего момента, достигаемых благодаря использованию соответствующего подхода топливоснабжения.

Как может быть видно посредством сравнения таблиц 200 и 210, в условиях низкой скорости вращения двигателя (в диапазоне 1000-1500 оборотов в минуту) и высокой нагрузки, в то время как температура хладагента двигателя увеличивается (например, выше, чем пороговая температура), а также в то время как повышается температура заряда воздуха (например, горячее, чем пороговая температура), традиционный подход топливоснабжения только бензином полагается на использование запаздывания зажигания, чтобы уменьшать или избегать детонации и преждевременного воспламенения (смотрите коэффициент 0,8 трансформации крутящего момента в таблице 210, который указывает, что зажигание подвергается запаздыванию, чтобы выдавать 80% имеющегося в распоряжении крутящего момента). В сравнении, подход совместного топливоснабжения дает возможность достигаться такому же эффекту охлаждения без использования запаздывания зажигания (смотрите коэффициент трансформации крутящего момента 1,0 в таблице 200, который указывает, что зажигание находится по существу на MBT).

В условиях средней скорости вращения двигателя (в диапазоне 1500-3000 оборотов в минуту) и высокой нагрузки, подход совместного топливоснабжения по существу не отличается от традиционного подхода топливоснабжения только CNG при принятии мер в ответ на разогрев выхлопных газов.

В условиях диапазона крутящего момента (где скорость вращения двигателя находится в диапазоне 3000-4500 оборотов в минуту) и высокой нагрузки, как может быть видно посредством сравнения таблиц 200, 210 и 220, подход совместного топливоснабжения дает существенные выигрыши крутящего момент