Способ для двигателя (варианты) и топливная система двигателя

Способ для двигателя (варианты) и топливная система двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сжатый природный газ (CNG) является высокооктановым топливом, которое полезно для уменьшения детонации в двигателе, для снижения выбросов углеводородов при событиях холодного запуска и для снижения выбросов двуокиси углерода во время работы двигателя. Однако, CNG имеет низкую плотность энергии по сравнению с жидкими углеводородными видами топлива, такими как дизельное топливо или бензин. Для увеличения сортамента и общего количества топлива, хранимого на транспортном средстве, CNG может использоваться вместе с бензином и дизельным топливом, требуя, чтобы транспортное средство переключалось между видами топлива для оптимальных рабочих характеристик. Однако, включение в состав отдельных топливных баков может не быть применимым на транспортных средствах вследствие пространственных ограничений. Предпочтительная система может быть системой, которая хранит жидкое топливо и находящееся под давлением газовое топливо вместе в одном топливном баке. В частности, CNG является по существу растворимым в бензине или дизельном топливе, когда хранится вместе под относительно низким давлением (~100 фунтов на квадратный дюйм).

Изобретатели в материалах настоящей заявки осознали потенциальные проблемы у вышеприведенного подхода. А именно, когда первое топливо и второе топливо хранятся вместе в одном и том же топливном баке, каждое из видов топлива может быть частично растворимым в другом топливе, и сложно по-отдельности измерить количество каждого топлива, оставшегося в топливном баке. Например, измеренный объем жидкого топлива может содержать первое топливо и часть второго топлива, растворенного в первом топливе. Более того, температура, давление и состав топлива в топливном баке могут изменяться во время работы двигателя и по мере того, как расходуются части первого топлива и второго топлива. Соответственно, количество второго топлива, растворенного в первом топливе, может изменяться во время работы двигателя.

Согласно первому аспекту изобретения предложен способ для двигателя, содержащий этапы, исполняемые контроллером транспортного средства и на борту транспортного средства, на которых определяют объем жидкости на основании датчика уровня топлива; определяют объем газа на основании объема жидкости, причем объем жидкости содержит первое топливо и второе топливо, причем объем газа содержит второе топливо; определяют растворимость второго топлива в первом топливе на основании датчика температуры топлива и датчика давления топлива; определяют количества первого и второго топлива на основании растворимости второго топлива; и настраивают работу двигателя на основании количеств первого и второго топлива.

Согласно одному варианту осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором настраивают первый индикатор уровня топлива на основании количества первого топлива и настраивают второй индикатор уровня топлива на основании количества второго топлива.

Согласно другому варианту осуществления способа определение растворимости второго топлива в первом топливе содержит этап, на котором обращаются к предопределенным данным растворимости второго топлива в первом топливе на основании датчика температуры топлива и датчика давления топлива.

Согласно другому варианту осуществления способа первое топливо содержит одно или более из бензина, спирта и дизельного топлива.

Согласно другому варианту осуществления способа второе топливо содержит одно или более из метана, пропана, бутана и природного газа.

Согласно другому варианту осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором настраивают операцию дозаправки топливом для топливной системы на основании количеств первого и второго топлива.

Согласно другому варианту осуществления способа объем газа состоит по существу из второго топлива.

Согласно другому варианту осуществления способа определение объема жидкости содержит определение объема жидкости в топливном баке, а определение объема газа содержит определение объема газа в топливном баке.

Согласно другому варианту осуществления способа определение количеств первого и второго топлива содержит определение количеств первого и второго топлива в топливном баке.

Согласно второму аспекту изобретения предложен способ для двигателя, имеющего контроллер, содержащий обеспечение контроллера инструкциями, исполняемыми, чтобы: во время первого состояния, определять растворимость второго топлива в первом топливе на основании датчика температуры топлива и датчика давления топлива, определять количества первого и второго топлива в топливном баке на основании растворимости второго топлива, и настраивать первый и второй индикаторы топлива на основании количеств первого и второго топлива.

Согласно одному варианту осуществления способа определение количеств первого и второго топлива содержит этапы, на которых измеряют объем жидкого топлива в топливном баке, при этом жидкое топливо содержит первое топливо и второе топливо, растворенное в первом топливе, и на основании объема жидкого топлива, рассчитывают объем газового топлива в топливном баке, при этом газовое топливо состоит по существу из второго топлива.

Согласно другому варианту осуществления способа первое состояние содержит те случаи, когда изменение температуры топливного бака является большим, чем пороговое изменение температуры топливного бака.

Согласно другому варианту осуществления способа первое состояние содержит те случаи, когда изменение давления в топливном баке является большим, чем пороговое изменение давления в топливном баке.

Согласно другому варианту осуществления способа первое состояние содержит те случаи, когда топливный бак дозаправляется.

Согласно другому варианту осуществления способа первое состояние содержит состояние после того, как двигатель включен.

Согласно третьему аспекту изобретения предложена топливная система двигателя, содержащая: топливный бак на борту транспортного средства, причем топливный бак содержит жидкое топливо и газовое топливо, хранимые в нем; датчик уровня жидкого топлива, а также датчик температуры и датчик давления, расположенные в топливном баке; и контроллер с исполняемыми командами для, во время первого состояния, измерения объема жидкого топлива в топливном баке датчиком уровня жидкого топлива, при этом жидкое топливо содержит первое топливо и второе топливо; измерения давления в топливном баке датчиком давления; измерения температуры топливного бака датчиком температуры; на основании объема жидкого топлива, расчета объема газового топлива в топливном баке, при этом газовое топливо содержит по существу второе топливо; определения растворимости второго топлива в первом топливе на основании давления и температуры; и на основании растворимости второго топлива в первом топливе, определения количества первого топлива и количества второго топлива в топливном баке.

Согласно одному варианту осуществления системы первое состояние содержит те случаи, когда изменение температуры топливного бака является большим, чем пороговое изменение температуры топливного бака.

Согласно другому варианту осуществления системы первое состояние содержит те случаи, когда изменение давления в топливном баке является большим, чем пороговое изменение давления в топливном баке.

Согласно другому варианту осуществления системы первое топливо содержит бензин, а второе топливо содержит природный газ.

Таким образом, технический результат может быть достигнут по той причине, что количество первого топлива и количество второго топлива могут точно определяться, чтобы давать точное указание топлива, оставшегося в топливном баке, водителю транспортного средства. Более того, работа двигателя может настраиваться на основании количества первого топлива и количества второго топлива для уменьшения выбросов двигателя, ослабления детонации в двигателе и повышения экономии топлива. Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего Подробного описания, когда воспринимается в одиночку или в связи 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 предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный объект изобретения 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 цилиндр двигателя внутреннего сгорания.

Фиг. 2 показывает схематическое изображение двигателя по фиг. 1 и топливной системы, выполненной с возможностью работать на смеси газового топлива и жидкого топлива.

Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций примерного способа для эксплуатации двигателя и топливной системы по фиг. 1-2.

Фиг. 4 показывает примерную временную диаграмму для эксплуатации двигателя и топливной системы по фиг. 1-2.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее описание относится к системам и способам для определения количества топлива в топливной системе для двигателя на борту транспортного средства. Топливо может содержать смешанное топливо, которое может содержать как жидкие виды топлива, так и газовые виды топлива, хранимые в одном и том же топливном баке. Примерная система двигателя внутреннего сгорания с топливной системой проиллюстрирована на фиг. 1 и 2. Фиг. 3 иллюстрирует блок-схему последовательности операций для способа определения количества первого топлива и количества второго топлива в топливном баке. Фиг. 4 - примерная временная диаграмма, представляющая подачу газового топлива и/или жидкого топлива из топливной системы в двигатель во время различных условий эксплуатации двигателя.

Далее, с обращением к фиг. 1, она изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой 13 управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В одном из примеров, устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 14 (например, 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, выполненный с турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбину 176 с приводом от отработавших газов, расположенную 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 выполнено 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 174 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 топливо/воздушного соотношения отработавших газов, 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 NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, 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 исполнительные механизмы 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 работу двигателя с детонацией.

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

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован с 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 способствовать смешиванию и сгоранию 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, чтобы способствовать смешиванию всасываемого воздуха и впрыскиваемого топлива. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 172, 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, хотя и не показано на фиг. 1, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.

Топливная форсунка 170 показана расположенной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве оконного впрыска топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), в воздушное 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 впуска. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска. Более того, соотношения впрыска могут настраиваться на основании одного или более условий эксплуатации двигателя, таких как нагрузка двигателя, число оборотов двигателя, давление в топливной системе, температура двигателя, и тому подобное. Таким образом, одно или оба из жидкого или газового видов топлива могут сжигаться в цилиндре двигателя.

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. Сверх того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 170 и 166, могут достигаться разные эффекты. Кроме того еще, топливные форсунки 166 и 170 каждая может включать в себя одну или более газовых топливных форсунок для впрыска газового топлива и одну или более жидкостных топливных форсунок для впрыска жидкого топлива.

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 отличия могут включать в себя разное содержание спирта, разное октановое число, разную теплоту испарения, разные топливные смеси и/или их комбинации, и т.д. В одном из примеров, топливо с разным содержанием спиртов могло бы включать в себя смеси бензина, этилового спирта, метилового спирта или спиртов, такие как 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, который содержит в себе жидкое топливо, такое как бензин, и также содержит 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. Несмотря на то, что фиг. 1 изображает топливную форсунку 166 в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска и топливную форсунку 170 в качестве топливной форсунки оконного впрыска, в других вариантах осуществления, обе форсунки 166 и 170 могут быть выполнены в качестве топливных форсунок оконного впрыска или могут быть обе выполнены в качестве топливных форсунок непосредственного впрыска.

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 вводимого 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 компьютерно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные процедуры, которые могут выполняться контроллером, описаны в материалах настоящей заявки и со ссылкой на фиг. 3 и 4.

Далее, с обращением к фиг. 2, она показывает принципиальную схему многоцилиндрового двигателя в соответствии с настоящим раскрытием. Как изображено на фиг. 1, двигатель 10 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. Система 13 управления, включающая в себя контроллер 12, может принимать сигналы с различных датчиков 16 и дополнительных датчиков, показанных на фиг. 1 и 2, и выводить сигналы на различные исполнительные механизмы 81, в том числе, дополнительные исполнительные механизмы, показанные на фиг. 1 и 2.

Цилиндры 14 могут быть выполнены 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 расположены 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 166A и 166B, а также топливным форсункам 170A и 170B. 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, топливные форсунки 166A и 166B изображены в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска, а топливные форсунки 170A и 170B изображены в качестве топливной форсунки оконного впрыска. Хотя только две форсунки непосредственного впрыска и две форсунки оконного впрыска показаны на фиг. 2, должно быть понятно, что двигатель 10 может содержать больше, чем две форсунки непосредственного впрыска и больше, чем две топливных форсунок оконного впрыска. Каждая топливная форсунка может быть выполнена с возможностью подавать специфичное количество газового и/или жидкого топлива в конкретный момент времени в цикле двигателя в ответ на команды из контроллера 12. Одна или более 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.

Топливная система 172 включает в себя топливный бак 200. Топливный бак 200 может включать в себя жидкое топливо, такое как бензин или дизельное топливо или спиртобензиновая смесь (например, E10, E85, M15 или M85), и также может включать в себя газовое топливо, такое как CNG. Топливный бак 200 может быть выполнен с возможностью хранить жидкое топливо и газовое топливо вместе под относительно низким давлением по сравнению с традиционным хранением CNG (например, 200-250 атмосфер). Например, газовое топливо может добавляться до давления в 100 атмосфер. Таким образом, часть газового топлива может растворяться в жидком топливе. При 100 атмосферах, CNG может растворяться в бензине до точки, где 40% жидкой составляющей топлива в топливном баке 200 являются CNG. Топливный бак 200 может включать в себя датчик 211 давления, датчик 212 температуры и датчик 215 уровня жидкости. В одном из примеров, датчик уровня топлива может содержать поплавковый датчик. Более того, объем жидкого топлива в топливном баке может определяться по измеренному уровню жидкости.

Кроме того еще, когда смешанное топливо, такое как жидкое топливо и газовое топливо, хранится в топливном баке, общий объем жидкого топлива может содержать исходное жидкое топливо плюс часть газового топлива, растворенного в жидком топливе. Например, топливный бак, содержащий как дизельное топливо, так и природный газ, может включать в себя природный газ, растворенный в жидком дизельном топливе. В качестве еще одного примера, топливный бак может содержать природный газ и бензин, в том числе, природный газ, растворенный в бензине. Количество растворенного газового топлива в жидком топливе может определяться по растворимости газового топлива в жидком топливе. Более того, количество газового топлива и количество жидкого топлива в топливном баке могут определяться на основании растворимости газового топлива в жидком топливе.

Могут использоваться известные способы определения растворимости газов в жидкостях. Например, параметры растворимости, основанные на компонентах газового топлива и компонентах жидкого топлива, могут определяться в качестве функции температуры топливного бака и давления в топливном баке, и параметры растворимости могут использоваться для расчета оценки количества газового топлива, растворенного в жидком топливе. В еще одном примере, растворимости различных видов газового топлива в различных видах жидкого топлива могут определяться опытным путем в качестве функции температуры, давления и состава топлива, и эти данные растворимости могут храниться в легко подвергаемом обращению формате, таком как таблицы растворимости, и посредством графического изображения кривых растворимости. Так как бензин и другие виды топлива могут содержать сложную смесь многих химических компонентов, может быть труднее точно определять параметры растворимости, и измерение растворимостей первого топлива во втором топливе опытным путем может быть более практичным способом определения растворимостей.

Жидкое топливо и/или газовое топливо могут подаваться из топливного бака 200 в цилиндры 14 двигателя 10 с помощью топливной магистрали 220 для жидкого топлива и топливной магистрали 221 для газового топлива, направляющих-распределителей 205 и 206 для топлива и топливных форсунок 166A, 166B, 170A и 170B. В одном из примеров, газовое топливо может подаваться из топливного бака 200 в топливную магистраль 221 для газового топлива и направляющую-распределитель 205 для газового топлива. Газовое топливо, подаваемое в направляющую-распределитель 205 для газового топлива, может подвергаться оконному впрыску топлива в цилиндр 14 газовой топливной форсункой 170А и может подвергаться непосредственному впрыску в цилиндр 14 жидкостной топливной форсункой 166A. Жидкое топливо, включающее в себя растворенное газовое топливо в жидком топливе, может подаваться из топливного бака 200 посредством эксплуатации подкачивающего топливного насоса 210. Топливная магистраль 220 для жидкого топлива может быть присоединена к нижней части топливного бака 200, для того, чтобы извлекать жидкое топливо из топливного бака 200 с помощью подкачивающего топливного насоса 210. В некоторых случаях, подкачивающий топливный насос 210 может быть не включен в топливную систему 172. В таких вариантах осуществления, давление газового топлива, хранимого в топливном баке 200, может использоваться, чтобы выгонять жидкое топливо из топливного бака 200 в направляющую-распределитель 206 через топливную магистраль 220. В вариантах осуществления, где подкачивающий топливный насос 210 не включен в состав, дополнительный клапан для жидкого топлива может быть присоединен к топливной магистрали 220, чтобы управлять потоком жидкого топлива через топливную магистраль 220. Жидкое топливо может подаваться в топливную магистраль 220 для жидкого топлива и направляющую-распределитель 206 для жидкого топлива, где жидкое топливо может непосредственно впрыскиваться в цилиндр 14 через жидкостную топливную форсунку 166В и/или подвергаться оконному впрыску топлива в цилиндр 14 через жидкостную топливную форсунку 170B.

В одном из примеров, направляющая-распределитель 205 для газового топлива может содержать направляющую-распределитель для газового топлива DI для непосредственного впрыска газового топлива с помощью одной или более газовых топливных форсунок 166A DI и направляющую-распределитель для газового топлива PFI для оконного впрыска газового топлива через одну или более жидкостных топливных форсунок 170А PFI. Более того, направляющая-распределитель 206 для жидкого топлива может содержать направляющую-распределитель для жидкого топлива DI для непосредственного впрыска жидкого топлива через одну или более жидкостных топл