Управление двигателем для двигателя на сжиженном нефтяном газе

Управление двигателем для двигателя на сжиженном нефтяном газе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатели с искровым зажиганием могут быть предрасположены к детонации при сгорании на высоких нагрузках. Вслед за искровым зажиганием, участки несгоревшей топливо/воздушной смеси могут самовоспламеняться, вызывая большую волну давления, которая резонирует с блоком цилиндров двигателя. Повышенные температуры заряда воздуха, повышенные степени повышения давления и более низкие октановые числа топлива могут усугублять проблему. Типичный способ для подавления детонации в двигателе включает в себя осуществление запаздывания установки момента искрового зажигания, таким образом, замедляя скорость горения при сгорании. Однако это также имеет результат снижения экономии топлива и ухудшения рабочих характеристик двигателя во время условий широко открытого дросселя.

Подобным образом, двигатели с наддувом могут быть предрасположены к преждевременному воспламенению в цилиндре при эксплуатации на высокой нагрузке и относительно низком числе оборотов двигателя. Преждевременное воспламенение в цилиндре может проявляться в качестве «очень большой детонации», создающей пики высокого давления, которые могут повреждать компоненты двигателя. Преждевременное воспламенение в цилиндре типично подвергается принятию ответных мер посредством понижения нагрузки двигателя. Однако это также понижает рабочие характеристики двигателя.

Бензиновые двигатели, использующие позднюю установку момента впрыска, могут быть особенно предрасположены к детонации при сгорании и преждевременному воспламенению в цилиндре. Поздний впрыск бензина может вызывать отложения сажи и/или твердых частиц внутри цилиндра. Это, в свою очередь, может освобождать масло, которое может действовать в качестве источника воспламенения для детонации при сгорании или преждевременного воспламенения в цилиндре.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретатели в материалах настоящей заявки осознали, что вышеприведенные проблемы могут быть подвергнуты частичному принятию ответных мер одним или более способов. В одном из примеров способ для двигателя содержит: во время первого состояния, содержащего высокую температуру двигателя, впрыск первого количества сжиженного нефтяного газа в первый цилиндр двигателя с первой установкой момента во время такта впуска; и впрыск второго количества сжиженного нефтяного газа в первый цилиндр двигателя с второй установкой момента во время такта сжатия, следующего за тактом впуска. Таким образом, детонация при сгорании и преждевременное воспламенение в цилиндре могут подавляться без осуществления запаздывания искрового зажигания и/или ограничения нагрузки двигателя, тем самым предоставляя возможность для максимальных рабочих характеристик двигателя.

В еще одном примере способ подавления детонации при сгорании в двигателе на сжиженном нефтяном газе, содержит: в ответ на выявление детонации при сгорании в первом цилиндре двигателя осуществление оконного впрыска топлива первого количества топлива в первый цилиндр двигателя, когда открыт впускной клапан первого цилиндра; осуществление непосредственного впрыска второго количества топлива в первый цилиндр двигателя, когда закрыт впускной клапан первого цилиндра; осуществление оконного впрыска топлива третьего количества топлива во второй цилиндр двигателя, когда открыт впускной клапан второго цилиндра; и осуществление непосредственного впрыска топлива четвертого количества топлива во второй цилиндр двигателя, когда закрыт впускной клапан второго цилиндра. Таким образом, детонация при сгорании может подавляться без осуществления запаздывания искрового зажигания с минимальной наилучшей установки момента, или посредством уменьшения величины запаздывания искрового зажигания от минимальной наилучшей установки момента, тем самым предоставляя возможность для максимальной экономии топлива и максимальных рабочих характеристик двигателя во время условий широко открытого дросселя.

В еще одном другом примере способ подавления преждевременного воспламенения в цилиндре в двигателе на сжиженном нефтяном газе, содержит: в ответ на выявление преждевременного воспламенения в цилиндре в первом цилиндре двигателя, осуществление оконного впрыска топлива первого количества топлива в первый цилиндр двигателя, когда открыт впускной клапан первого цилиндра; осуществление непосредственного впрыска второго количества топлива в первый цилиндр двигателя, когда закрыт впускной клапан первого цилиндра; осуществление оконного впрыска топлива третьего количества топлива во второй цилиндр двигателя, когда открыт впускной клапан второго цилиндра; и осуществление непосредственного впрыска топлива четвертого количества топлива во второй цилиндр двигателя, когда закрыт впускной клапан второго цилиндра. Таким образом, преждевременное воспламенение в цилиндре может подавляться без ограничения нагрузки двигателя или посредством уменьшения величины ограничения нагрузки двигателя, тем самым предоставляя возможность максимальных рабочих характеристик двигателя.

В частности, в настоящей заявке раскрыт способ для двигателя, состоящий в том, что: во время первого состояния, содержащего высокую температуру двигателя, впрыскивают первое количество сжиженного нефтяного газа в первый цилиндр двигателя с первой установкой момента во время такта впуска; и впрыскивают второе количество сжиженного нефтяного газа в первый цилиндр двигателя со второй установкой момента во время такта сжатия, следующего за тактом впуска.

В дополнительном аспекте второе количество сжиженного нефтяного газа больше, чем первое количество сжиженного нефтяного газа, и первое и второе количества впрыскиваются в общем четырехтактном цикле сгорания первого цилиндра двигателя.

В другом дополнительном аспекте первое состояние дополнительно включает в себя предвидение события детонации при сгорании в первом цилиндре двигателя.

В еще одном дополнительном аспекте способ дополнительно состоит в том, что во время второго состояния, следующего за первым состоянием, увеличивают первое количество сжиженного нефтяного газа.

В еще одном дополнительном аспекте второе состояние включает в себя выявление события детонации при сгорании в первом цилиндре двигателя.

В еще одном дополнительном аспекте способ дополнительно состоит в том, что во время третьего состояния, следующего за вторым состоянием, впрыскивают третье количество сжиженного нефтяного газа во второй цилиндр двигателя с третьей установкой момента во время такта впуска; и впрыскивают четвертое количество сжиженного нефтяного газа во второй цилиндр двигателя с четвертой установкой момента во время такта сжатия, следующего за тактом впуска.

В еще одном дополнительном третье состояние включает в себя выявление события детонации при сгорании в первом цилиндре двигателя.

В еще одном дополнительном аспекте четвертое количество сжиженного нефтяного газа больше, чем третье количество сжиженного нефтяного газа.

В еще одном дополнительном аспекте способ дополнительно состоит в том, что во время четвертого состояния, следующего за третьим состоянием, осуществляют запаздывание установки момента искрового зажигания первого цилиндра двигателя относительно установки момента искрового зажигания первого состояния.

В еще одном дополнительном аспекте первое состояние дополнительно включает в себя предвидение события преждевременного воспламенения в цилиндре в первом цилиндре двигателя.

В еще одном дополнительном аспекте способ дополнительно состоит в том, что во время второго состояния, следующего за первым состоянием, увеличивают первое количество сжиженного нефтяного газа и увеличивают второе количество сжиженного нефтяного газа.

В еще одном дополнительном аспекте второе состояние включает в себя выявление события преждевременного воспламенения в цилиндре в первом цилиндре двигателя.

В еще одном дополнительном аспекте способ дополнительно состоит в том, что во время третьего состояния, следующего за вторым состоянием, впрыскивают третье количество сжиженного нефтяного газа во второй цилиндр двигателя с третьей установкой момента во время такта впуска; и впрыскивают четвертое количество сжиженного нефтяного газа во второй цилиндр двигателя во время такта сжатия, следующего за тактом впуска.

В еще одном дополнительном аспекте третье состояние включает в себя выявление события преждевременного воспламенения в цилиндре в первом цилиндре двигателя.

В еще одном дополнительном аспекте четвертое количество сжиженного нефтяного газа больше, чем третье количество нефтяного газа.

В еще одном дополнительном аспекте способ дополнительно состоит в том, что во время четвертого состояния, следующего за третьим состоянием, увеличивают третье количество сжиженного нефтяного газа и увеличивают четвертое количество сжиженного нефтяного газа; и во время пятого состояния, следующего за четвертым состоянием, понижают нагрузку двигателя.

Кроме того, раскрыт способ подавления детонации при сгорании в двигателе на сжиженном нефтяном газе, состоящий в том, что: в ответ на выявление детонации при сгорании в первом цилиндре двигателя, осуществляют оконный впрыск топлива первого количества топлива в первый цилиндр двигателя, когда открыт впускной клапан первого цилиндра двигателя; осуществляют непосредственный впрыск топлива второго количества топлива в первый цилиндр двигателя, когда закрыт впускной клапан первого цилиндра двигателя; осуществляют оконный впрыск топлива третьего количества топлива во второй цилиндр двигателя, когда открыт впускной клапан второго цилиндра двигателя; и осуществляют непосредственный впрыск топлива четвертого количества топлива во второй цилиндр двигателя, когда закрыт впускной клапан второго цилиндра двигателя.

В дополнительном аспекте способ дополнительно состоит в том, что в ответ на продолженное выявление детонации при сгорании в первом цилиндре двигателя, увеличивают первое количество топлива; и осуществляют запаздывание установки момента искрового зажигания первого цилиндра двигателя относительно предыдущей установки момента искрового зажигания.

Также раскрыт способ подавления преждевременного воспламенения в цилиндре в двигателе на сжиженном нефтяном газе, состоящий в том, что: в ответ на выявление преждевременного воспламенения в цилиндре в первом цилиндре двигателя, осуществляют оконный впрыск топлива первого количества топлива в первый цилиндр двигателя, когда открыт впускной клапан первого цилиндра двигателя; осуществляют непосредственный впрыск топлива второго количества топлива в первый цилиндр двигателя, когда закрыт впускной клапан первого цилиндра двигателя; осуществляют оконный впрыск топлива третьего количества топлива во второй цилиндр двигателя, когда открыт впускной клапан второго цилиндра двигателя; и осуществляют непосредственный впрыск топлива четвертого количества топлива во второй цилиндр двигателя, когда закрыт впускной клапан второго цилиндра двигателя.

В дополнительном аспекте способ дополнительно состоит в том, что в ответ на продолженное выявление преждевременного воспламенения в цилиндре в первом цилиндре двигателя, увеличивают первое количество топлива; увеличивают второе количество топлива; и понижают нагрузку двигателя на сжиженном нефтяном газе.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего Подробного описания при восприятии в отдельно или в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного объекта патентования, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный объект патентования не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 схематически изображает примерный вариант осуществления цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

Фиг. 2 схематически изображает примерный вариант осуществления многоцилиндрового двигателя.

Фиг. 3 изображает примерную высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для подавления детонации при сгорании в двигателе на сжиженном нефтяном газе.

Фиг. 4A - графическое представление примерной временной диаграммы для эксплуатации транспортного средства и работы системы впрыска топлива согласно настоящему раскрытию.

Фиг. 4B - графическое представление примерной временной диаграммы для эксплуатации транспортного средства и работы системы впрыска топлива согласно настоящему раскрытию.

Фиг. 5 изображает примерную высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для подавления преждевременного воспламенения в цилиндре в двигателе на сжиженном нефтяном газе.

Фиг. 6A - графическое представление примерной временной диаграммы для эксплуатации транспортного средства и работы системы впрыска топлива согласно настоящему раскрытию.

Фиг. 6B - графическое представление примерной временной диаграммы для эксплуатации транспортного средства и работы системы впрыска топлива согласно настоящему раскрытию.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Последующее описание относится к системам и способам для принятия мер в ответ на детонацию при сгорании и преждевременное воспламенение в цилиндре в двигателях на LPG, таких как двигатели, схематически изображенные на фиг. 1 и 2. Системы могут включать в себя топливный бак для LPG, присоединенный к топливной форсунке непосредственного впрыска. Контроллер может быть запрограммирован для управления интенсивностью и установкой момента впрыска топлива посредством процедуры управления, такой как процедуры, описанные на фиг. 3 и 5. В случае детонации при сгорании контроллер также может быть запрограммирован для управления установкой момента зажигания. В случае преждевременного воспламенения в цилиндре контроллер также может быть запрограммирован, чтобы регулировать нагрузку двигателя. Установка момента впрыска топлива может устанавливаться, чтобы совпадать с событиями во время цикла сгорания у цилиндра двигателя, как изображено на фиг. 4A, 4B, 6A и 6B.

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, скомпонованный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от отработавших газов, скомпонованной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от отработавших газов через вал 180, где устройство наддува сконфигурировано в качестве турбонагнетателя. Однако в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от отработавших 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 отработавшие газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выбросов. Датчик 128 может быть любым пригодным датчиком для выдачи показания соотношения воздуха отработавших газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода отработавших газов), двухрежимный датчик кислорода или EGO (как изображено), HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NO_x, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NO_x, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов 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 соответственных впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться соответственными 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 детонацию при сгорании.

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 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 каком случае установка момента 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 скомпонованной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве оконного впрыска 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 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 эксплуатации, таких как описанные ниже. Относительное распределение совокупного впрыскиваемого топлива среди форсунок 166 и 170 может указываться ссылкой как первое соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 170 (оконного впрыска) может быть примером более высокого первого соотношения оконного и непосредственного впрыска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 166 (непосредственного впрыска) может быть более низким первым соотношением оконного и непосредственного впрыска. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска. Дополнительно должно быть принято во внимание, что впрыскиваемое оконным впрыском 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. Когда выполняются многочисленные непосредственные впрыски, относительное распределение совокупного непосредственно впрыскиваемого топлива между (непосредственным) впрыском такта впуска и (непосредственным) впрыском такта сжатия может указываться ссылкой как второе соотношение впрыска. Например, впрыск большего количества непосредственно впрыскиваемого топлива для события сгорания во время такта впуска может быть примером более высокого второго соотношения непосредственного впрыска такта впуска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания во время такта сжатия может быть примером более низкого второго соотношения непосредственного впрыска такта сжатия. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска.

По существу, даже для одиночного события сгорания, впрыскиваемое топливо может впрыскиваться с разными установками момента из форсунки оконного 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.

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.

Топливная система 172 может включать в себя один топливный бак или многочисленные топливные баки. В вариантах осуществления, где топливная система 172 включает в себя многочисленные топливные баки, топливные баки могут содержать в себе идентичное качество топлива или могут вмещать 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 бы смеси бензина, этилового спирта, метилового спирта или спиртов, такие как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (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. В некоторых примерах топливная система 172 может включать в себя топливный бак, содержащий в себе жидкое топливо, такое как бензин, а также включает в себя топливный бак, содержащий в себе газовое топливо, такое как CNG. Топливные форсунки 166 и 170 могут быть выполнены с возможностью впрыскивать топливо из одного и того же топливного бака, из разных топливных баков, из множества одних и тех же топливных баков или из перекрывающегося множества топливных баков.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, 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, дежурную 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 всасываемого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости 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. Сигнал числа оборотов 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.

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

Фиг. 2 показывает принципиальную схему многоцилиндрового двигателя 100 в соответствии с настоящим раскрытием. Как изображено на фиг. 1, двигатель 100 внутреннего сгорания включает в себя цилиндры 14, присоединенные к впускному каналу 144 и выпускному каналу 148. Впускной канал 144 может включать в себя дроссель 162. Выпускной канал 148 может включать в себя устройство 178 снижения токсичности выбросов.

Цилиндры 14 могут быть сконфигурированы в качестве части головки 201 блока цилиндров. На фиг. 2 показана головка 201 блока цилиндров с 4 цилиндрами в рядной конфигурации. В некоторых примерах головка 201 блока цилиндров может иметь большее или меньшее количество цилиндров, например, шесть цилиндров. В некоторых примерах цилиндры могут быть скомпонованы в V-образной конфигурации или другой пригодной конфигурации.

Головка 201 блока цилиндров показана присоединенной к топливной системе 172. Цилиндр 14 показан присоединенным к топливным форсункам 166 и 170. Хотя показан только один цилиндр, присоединенный к топливным форсункам, должно быть понятно, что все цилиндры 14, заключенные в головке 201 блока цилиндров, также могут быть присоединены к одной или более топливных форсунок. В этом примерном варианте осуществления топливная форсунка 166 изображена в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска, а топливная форсунка 170 изображена в качестве топливной форсунки оконного впрыска. Каждая топливная форсунка может быть выполнена с возможностью подавать специфичное количество топлива в конкретный момент времени в цикле двигателя в ответ на команды из контроллера 12. Одна или обе топливных форсунки могут использоваться для подачи сжигаемого топлива в цилиндр 14 во время каждого цикла сгорания. Установка момента и количество впрыска топлива могут регулироваться в качестве функции условий эксплуатации двигателя. Регулирование установки момента и количества впрыска топлива будет дополнительно обсуждено ниже со ссылкой на фиг. 3-6.

Топливная форсунка 170 показана присоединенной к направляющей-распределителю 206 для топлива. Направляющая-распределитель 206 для топлива может быть присоединена к топливной магистрали 221. Топливная магистраль 221 может быть присоединена к топливному баку 240. Топливный насос 241 может быть присоединен к топливному баку 240 и топливной магистрали 221. Направляющая-распределитель 206 для топлива может включать в себя множество датчиков, в том числе, датчик температуры и датчик давления. Подобным образом, топливная магистраль 221 и топливный бак 240 могут включать в себя множество датчиков, в том числе, датчики температуры и давления. Топливный бак 240 также может включать в себя отверстие для дозаправки топливом.

В некоторых вариантах осуществления топливный бак 240 может содержать в себе газовое топливо, такое как CNG, метан, LPG, газообразный водород, и т.д. В вариантах осуществления, где топливный бак 240 содержит в себе газовое топливо, клапан 242 бака может быть присоединен к топливной магистрали 221 выше по потоку от топливного насоса 241. Магистральный клапан может быть присоединен к топливной магистрали 221 выше по потоку от клапана бака. Регулятор давления может быть присоединен к топливной магистрали 221 выше по потоку от магистрального клапана. Топливная магистраль 221 также может быть присоединена к коалесцирующему фильтру и, кроме того, может включать в себя клапан сброса давления выше по потоку от направляющей-распределителя 206 для топлива.

Топливная форсунка 166 показана присоединенной к направляющей-распределителю 205 для топлива. Направляющая-распределитель 205 для топлива может быть присоединена к топливной магистрали 220. Топливная магистраль 220 может быть присоединена к топливному баку 250. Топливный насос 251 может быть присоединен к топливному баку 250 и топливной магистрали 220. Направляющая-распределитель 205 для топлива может включать в себя множество датчиков, в том числе, датчик температуры и датчик давления. Подобным образом, топливная магистраль 220 и топливный бак 250 могут включать в себя множество датчиков, в том числе датчики температуры и давления. Топливный бак 250 также может включать в себя отверстие для дозаправки топливом. В вариантах осуществления, где топливный бак 250 содержит в себе газовое топливо, клапан 252 бака может быть присоединен к топливной магистрали 220 выше по потоку от топливного насоса 251. Магистральный клапан может быть присоединен к топливной магистрали 220 выше по потоку от клапана бака. Регулятор давления может быть присоединен к топливной магистрали 220 выше по потоку от магистрального клапана. Топливная магистраль 220 также может быть присоединена к коалесцирующему фильтру и, кроме того, может включать в себя клапан сброса давления выше по потоку от направляющей-распределителя 205 для топлива.

В некоторых вариантах осуществления направляющая-распределитель 205 для топлива может быть сконфигурирована в качестве направляющей-рас