Топливная система для двигателя внутреннего сгорания

Способ, включающий в себя осуществление работы цилиндра двигателя на топливе из первой форсунки, и не из второй форсунки, и ввод в действие второй форсунки в ответ на повышение давления в направляющей-распределителе у направляющей распределителя для топлива, причем направляющая-распределитель для топлива присоединена к второй форсунке. Таким образом, ухудшение работы второй форсунки может уменьшаться посредством ввода в действие второй форсунки и обеспечения потока топлива через вторую форсунку для понижения давления и температуры направляющей-распределителя для топлива.

(Фиг.1)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Настоящая полезная модель относится к системам и способам работы топливной форсунки непосредственного впрыска в системе двигателя, в которой больше, чем одна, топливная форсунка присоединена к цилиндру двигателя.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатели могут быть выполнены с различными топливными системами, используемыми для подачи требуемого количества топлива в двигатель для сгорания. Один из типов топливной системы включает в себя топливную форсунку впрыска во впускной канал и топливную форсунку непосредственного впрыска для каждого цилиндра двигателя. Топливные форсунки впрыска во впускной канал могут работать, чтобы улучшать испарение топлива и уменьшать выбросы двигателя, а также для снижения насосных потерь и расхода топлива на низких нагрузках. Топливные форсунки непосредственного впрыска могут работать в условиях более высокой нагрузки для улучшения рабочих характеристик двигателя и расхода топлива на более высоких нагрузках. Дополнительно, как топливные форсунки впрыска во впускной канал, так и форсунки непосредственного впрыска могут работать совместно в некоторых условиях, чтобы использовать с выгодой преимущества обоих типов подачи топлива.

Двигатели, работающие как с топливными форсунками впрыска во впускной канал, так и форсунками непосредственного впрыска, могут работать в течение продолжительных периодов без использования топливных форсунок непосредственного впрыска. Форсунки непосредственного впрыска могут быть присоединены к направляющей-распределителю для топлива высокого давления выше по потоку от топливного насоса высокого давления. Во время периодов без работы, проточный запорный клапан может приводить к удерживанию топлива под высоким давлением в направляющей-распределителе для топлива высокого давления. Любое повышение температуры топлива, в таком случае, приводило бы к повышенному давлению топлива вследствие закрытой и жесткой природы направляющей-распределителя для топлива. Эти повышенные температура и давление, в свою очередь, могут оказывать влияние на долговечность как топливных форсунок непосредственного впрыска, так и топливного насоса высокого давления.

Для снижения ухудшения работы топливных форсунок непосредственного впрыска и топливного насоса высокого давления, постоянное или периодическое количество топлива может впрыскиваться из топливных форсунок непосредственного впрыска при работе транспортного средства (см. например US 7124737, опубликовано 24.10.2006, МПК F02D41/04, F02D41/22). Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили проблемы у такого подхода. В качестве одного из примеров, может требоваться выполнять максимально продолжительную операцию впрыска топлива во впускной канал (PFI) для улучшенного расхода топлива и пониженных выбросов. В еще одном примере, топливные форсунки непосредственного впрыска могут быть связаны с ограниченной подачей топлива, которая, таким образом, может быть истощенной и не иметься в распоряжении, когда нужно, если топливо впрыскивается постоянно. Кроме того, подход может не оказывать значительного влияния на долговечность компонентов, если топливо впрыскивается ниже порогового давления или температуры, при которых возрастает вероятность ухудшения работы.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Для преодоления вышеуказанных проблем предложена топливная система для двигателя внутреннего сгорания, содержащая:

группу топливных форсунок непосредственного впрыска в сообщении с группой цилиндров;

первую направляющую-распределитель для топлива в сообщении с группой форсунок непосредственного впрыска;

топливный насос высокого давления в сообщении с первой направляющей-распределителем для топлива; и

систему управления, выполненную с командами для увеличения потока топлива через первую направляющую-распределитель для топлива в первом состоянии при превышении изменения температуры топлива, заключенного в первой направляющей-распределителе для топлива, порогового значения, причем изменение температуры основано на изменении давления в направляющей-распределителе.

В одном из вариантов предложена система, в которой первое состояние включает в себя объемный расход топлива через топливную форсунку непосредственного впрыска, являющийся по существу равным нулю.

В одном из вариантов предложена система, в которой увеличение потока топлива через первую направляющую-распределитель для топлива включает в себя ввод в действие топливного насоса высокого давления.

В одном из вариантов предложена система, в которой обеспечение потока топлива через систему топливных форсунок непосредственного впрыска включает в себя ввод в действие группы топливных форсунок непосредственного впрыска.

В одном из вариантов предложена система, в которой изменение температуры определяется в зависимости от изменения давления в условиях с выведенной из работы группой форсунок, при этом увеличение потока топлива включает в себя повторный ввод в действие по меньшей мере одной форсунки из группы.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая группу топливных форсунок впрыска во впускной канал в сообщении с группой цилиндров.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая вторую направляющую-распределитель для топлива в сообщении с группой топливных форсунок впрыска во впускной канал; и

топливный насос низкого давления в сообщении со второй направляющей-распределителем для топлива.

В одном из вариантов предложена система, выполненная с возможностью использования группы топливных форсунок впрыска во впускной канал при изменении давления.

Также проблемы уровня техники могут быть преодолены способом, включающим в себя осуществление работы цилиндра двигателя на топливе из первой форсунки, и не из второй форсунки, и ввод в действие второй форсунки в ответ на повышение давления в направляющей-распределителе у направляющей

распределителя для топлива, направляющая-распределитель для топлива присоединена к второй форсунке. Таким образом, ухудшение работы второй форсунки может уменьшаться посредством ввода в действие второй форсунки и обеспечения потока топлива через вторую форсунку для понижения давления и температуры компонентов второй топливной системы. Кроме того, посредством контроля повышений давления в направляющей-распределителе у направляющей-распределителя для топлива относительно постоянного объема, изменения температуры, соответствующие изменениям давления, могут идентифицироваться, так чтобы получалась значимая информация о температуре.

В еще одном примере, топливная система для двигателя внутреннего сгорания, содержащая: группу топливных форсунок непосредственного впрыска в сообщении с группой цилиндров, первую направляющую-распределитель для топлива в сообщении с группой форсунок непосредственного впрыска, топливный насос высокого давления в сообщении с первой направляющей-распределителем для топлива, и систему управления, выполненную с командами для увеличения потока топлива через первую направляющую-распределитель для топлива в первом состоянии при превышении изменения температуры топлива, заключенного в первой направляющей-распределителе для топлива, порогового значения, причем изменение температуры основано на изменении давления в направляющей-распределителе. Таким образом, если двигатель работает от топливной системы впрыска во впускной канал, а не топливной системы непосредственного впрыска, топливная система непосредственного впрыска может вводиться в действие, даже если не нужно, чтобы охлаждать топливную систему непосредственного впрыска.

В кроме того еще одном примере, способ включает в себя осуществление работы цилиндра двигателя на топливе из первой форсунки, а не из второй форсунки, и ввод в действие топливного насоса, присоединенного к второй форсунке, в ответ на повышение давления в направляющей-распределителе у направляющей распределителя для топлива, направляющая-распределитель для топлива присоединена между второй форсункой и насосом. Таким образом, топливо может подвергаться циркуляции через направляющую-распределитель для топлива в ответ на повышение давления в направляющей-распределителе.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

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

Фиг.2 схематично изображает примерный вариант осуществления многоцилиндрового двигателя.

Фиг.3 изображает примерную высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа работы двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя систему впрыска топлива во впускной канал и систему непосредственного впрыска топлива, согласно настоящему описанию.

Фиг.4 - графическое представление примерной временной диаграммы работы транспортного средства и управления системой непосредственного впрыска топлива.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Настоящее описание относится к системам и способам работы топливной форсунки непосредственного впрыска в системе двигателя, в которой больше, чем одна, топливная форсунка присоединена к цилиндру двигателя. В одном из неограничивающих примеров, двигатель может быть выполнен, как проиллюстрировано на фиг.1. Кроме того, дополнительные компоненты системы впрыска топлива, как изображенные на фиг.2, могут быть включены в двигатель, изображенный на фиг.1. Способ работы топливной форсунки непосредственного впрыска может быть предусмотрен системами, проиллюстрированными на фиг.1 и 2, и способом, проиллюстрированным на фиг.3, которая показывает примерный способ работы топливной форсунки непосредственного впрыска. Примерная временная диаграмма работы топливной форсунки непосредственного впрыска в соответствии с вышеприведенными способом и системами изображена на фиг.4.

Фиг.1 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере, устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала 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, выполненный с турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопной системы, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопной системы через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопной системы, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 162, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 162 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг.1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.

Выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 128 может быть любым пригодным датчиком для выдачи показания соотношения воздуха выхлопных газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода выхлопных газов), двухрежимный датчик кислорода или EGO (как изображено), HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, 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.

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

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

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

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

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть 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 этом случае, временные характеристики непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем, если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то, что не показано, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.

Топливная форсунка 170 показана расположенной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве впрыска топлива во впускной канал (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW-2, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 171. Топливо может подаваться в топливную форсунку 170 топливной системой 172.

Топливо может подаваться обеими форсунками в цилиндр в течение одиночного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть полного впрыска топлива, который подвергается сгоранию в цилиндре 14. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из каждой форсунки, может меняться в зависимости от условий работы, таких как 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 (впрыска во впускной канал) может быть примером более высокого первого соотношения впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска наряду с тем, что впрыск большего количества топлива для события сгорания через форсунку 166 (непосредственного впрыска) может быть более низким первым соотношением впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Отметим, что таковые являются всего лишь примерами разных соотношений впрыска, и могут использоваться различные другие соотношения впрыска. Дополнительно, следует принимать во внимание, что впрыскиваемое во впускной канал топливо может подаваться во время события открытого впускного клапана, события закрытого впускного клапана (например, по существу после такта впуска, к примеру, во время такта выпуска), а также при работе 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 временными характеристиками из форсунки впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.

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, 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. 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 показания разряжения или давления во впускном коллекторе.

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

Фиг.2 показывает схематичное изображение многоцилиндрового двигателя в соответствии с настоящим описанием. 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 выхлопных газов.

Цилиндры 14 могут быть выполнены в виде 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 166 и 170. Хотя показан только один цилиндр, присоединенный к топливным форсункам, следует понимать, что все цилиндры 14, заключенные в головке 201 блока цилиндров, также могут быть присоединены к одной или более топливных форсунок.

Топливная форсунка 166 изображена в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска. Топливная форсунка 166 может быть присоединена к первой направляющей-распределителю 205 для топлива. Направляющая-распределитель 205 для топлива может включать в себя датчик 213 давления. Направляющая-распределитель 166 для топлива, кроме того, может быть присоединена к первой топливной магистрали 220. Топливная магистраль 220 дополнительно может быть присоединена к одному или более топливных баков, топливных насосов, регуляторов давления, и т.д.

Топливная форсунка 170 изображена в качестве топливной форсунки впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 170 может быть присоединена ко второй направляющей-распределителю 206 для топлива. Направляющая-распределитель 206 для топлива может включать в себя датчик 214 давления. Направляющая-распределитель 206 для топлива, кроме того, может быть присоединена ко второй топливной магистрали 221. Топливная магистраль 221 дополнительно может быть присоединена к одному или более топливных баков, топливных насосов, регуляторов давления, и т.д.

Фиг.3 показывает примерный способ 300 работы двигателя 10 внутреннего сгорания, как изображенный на фиг.1 и фиг.2. Способ 300 может быть осуществлен посредством машинных команд, хранимых системой управления и реализуемых контроллером, например, контроллером 12, как показанный на фиг.1. На этапе 302, способ 300 может начинаться считыванием условий работы двигателя. Условия работы двигателя могут включать в себя скорость вращения двигателя, давление MAP, давление MAF, уровни топлива, давление окружающей среды и рабочее состояние топливной системы.

На этапе 304, способ 300 может включать в себя определение, является ли текущий результирующий поток топлива через топливную форсунку непосредственного впрыска большим, чем 0. Определение текущего результирующего потока топлива может включать в себя оценку состояния каждой топливной форсунки 166 непосредственного впрыска и/или состояния потока топлива через первую направляющую-распределитель 205 для топлива, как показанная на фиг.2. Если есть результирующий поток топлива через одну или более топливных форсунок непосредственного впрыска, способ 300 может заканчиваться. Если результирующего потока топлива через одну или более топливных форсунок 166 непосредственного впрыска нет, способ 300 может продолжать действие.

На этапе 306, способ 300 может включать в себя считывание давления направляющей-распределителя для топлива непосредственного впрыска. Например, контроллер 12 может оценивать давление топлива в направляющей-распределителе 205 для топлива, считывая первое давление посредством датчика 213 давления. В материалах настоящего описания, это первое измерение давления будет указываться ссылкой как P₁. В некоторых вариантах осуществления, P₁ может сравниваться с пороговым давлением, и способ 300 может выполняться далее, если P₁ больше, чем пороговое давление.

На этапе 307, способ 300 может включать в себя поддержание сгорания посредством топливной системы впрыска во впускной канал. Топливная система впрыска во впускной канал может использоваться на всем протяжении выполнения способа 300, чтобы поддерживать сгорание во время периодов, когда топливная система непосредственного впрыска не находится в использовании.

На этапе 308, способ 300 может включать в себя определение, поддерживался ли поток топлива непосредственного впрыска на 0 без повышения выше 0 в течение времени, пока получалось измерение P₁ давления. В некоторых вариантах осуществления, контроллер может быть выполнен с возможностью предотвращать поток топлива непосредственного впрыска, пока реализуется способ 300. Если поток топлива непосредственного впрыска повысился выше 0, способ 300 может продолжаться далее. На этапе 309, способ 300 может включать в себя возобновление впрыска из первой и второй направляющих-распределителей для топлива в зависимости от условий работы двигателя. Системы как впрыска во впускной канал, так и непосредственного впрыска могут использоваться в одиночку или в паре. Расходы впрыска и временные характеристики впрыска могут быть идентичными в каждом цилиндре или определяться индивидуально для каждого цилиндра на основании условий работы двигателя. В некоторых вариантах осуществления, способ 300 может заканчиваться при инициировании или выявлении потока топлива непосредственного впрыска.

На этапе 310, если поток топлива непосредственного впрыска поддерживался, пока получалось измерение P₁ давления, способ 300 может включать в себя считывание давления направляющей-распределителя для топлива непосредственного впрыска. Например, контроллер 12 может оценивать давление топлива в направляющей-распределителе 205 для топлива, считывая второе давление посредством датчика 213 давления. В материалах настоящего описания, это второе измерение давления будет указываться ссылкой как P₂.

В некоторых вариантах осуществления, контроллер может быть выполнен с возможностью получать измерение второго давления через заданное время после измерения первого давления. В некоторых вариантах осуществления, дополнительные измерения давления могут предприниматься в дополнение к первому и второму измерениям давления.

На этапе 312, способ 300 может включать в себя расчет изменения температуры топлива (T) в зависимости от значений P₁ и P₂ . Например, расчет может включать в себя уравнение: (P₂ -P₁) = (k₁/k₂)*(T₂ -T₁), где k₁ - коэффициент теплового расширения, а k₂ - изотермический коэффициент сжимаемости. Коэффициенты k₁ и k₂ могут иметь разные значения в зависимости от качеств топлива и состава топлива. В некоторых вариантах осуществления T₁ может определяться непосредственно вслед за оценкой P₁, а значение для T₂ может определяться непосредственно вслед за оценкой P₂. В вариантах осуществления, где направляющая-распределитель для топлива является твердым телом, объем направляющей-распределителя для топлива может предполагаться постоянным для заданных диапазонов давлений и/или температур.

На этапе 314, способ 300 может включать в себя сравнение T с заданным пороговым значением. Если меньше, чем заданное пороговое значение, способ 300 может заканчиваться. В некоторых примерах, способ 300 может возвращаться на этап 310 и может включать в себя получение одного или более дополнительных показаний давления. Если больше, чем заданное пороговое значение, способ 300 может продолжаться.

На этапе 315, способ 300 может включать в себя определение, находится ли производительность системы охлаждения на максимуме. В одном из примеров, способ 300 может определять, можно ли охлаждать направляющую-распределитель для топлива посредством увеличения потока хладагента или посредством понижения температуры хладагента. Если система охлаждения не находится на максимуме, способ 300 может переходить на этапе 316. На этапе 316, способ 300 может включать в себя регулировку параметра потока хладагента. Параметр потока хладагента может быть одним или более из расхода хладагента, температуры хладагента, источника хладагента, и т.д. Когда поток хладагента был настроен, способ 300 может возвращаться на этап 314 и определять, снизилась ли температура направляющей-распределителя для топлива до значения ниже порогового значения. Если температура направляющей-распределителя для топлива снизилась до значения ниже порогового значения, способ 300 может заканчиваться. Если температура направляющей-распределителя для топлива остается выше порогового значения, способ 300 может переходить на этап 315 и может включать в себя определение, достигла ли производительность хладагента максимального значения. Если производительность хладагента достигла максимального значения, способ 300 может продолжаться.

На этапе 317, способ 300 может включать в себя ввод в действие системы топливных форсунок непосредственного впрыска. Ввод в действие системы топливных форсунок непосредственного впрыска может включать в себя ввод в действие одной или более топливных форсунок непосредственного впрыска и дополнительно может включать в себя ввод в действие топливного насоса. Система топливных форсунок непосредственного впрыска может вводиться в действие в течение заданного времени или может подвергаться команде прокачать заданное количество топлива через топливные форсунки непосредственного впрыска.

Способ 300 или другие эквивалентные способы могут происходить независимо или в качестве подпрограммы для другого способа работы двигателя. Способ 300 может выполняться повторно на всем протяжении хода работы транспортного средства или может выполняться, когда диктуют специфичные условия работы.

Фиг.4 изображает графическое представление временной диаграммы 400 работы двигателя и работы топливной форсунки непосредственного впрыска. Временная диаграмма 400 включает в себя графическое представление температуры направляющей-распределителя для топлива, показанное линией 402. Временная диаграмма 400 дополнительно включает в себя графическое представление давления в направляющей-распределителе для топлива, показанное линией 404. Временная диаграмма 400 дополнительно включает в себя графическое представление потока топлива непосредственного впрыска, показанное линией 406. Линия 406 изображена в качестве представляющей два рабочих состояния, поток топлива, больший, чем 0, и поток топлива, равный 0. Временная диаграмма 400 дополнительно изображает пороговое значение 408 температуры. Например, пороговое значение 408 может быть пороговым значением, обсужденным выше со ссылкой на этап 314, изображенный на фиг.3.

В момент t₀ времени, расход топлива DI больше, чем 0. Между моментом t₀ времени и моментом t₁ времени, расход топлива DI периодически изменяется между большим, чем 0, и равным 0. В течение периодов, где расход топлива DI равен 0, давление в направляющей-распределителе для топлива DI может повышаться. Вследствие жесткой природы направляющей-распределителя для топлива, температура направляющей-распределителя для топлива DI может возрастать в соответствии с давлением в направляющей-распределителе для топлива.

От момента t₁ времени до момента t₂ времени, поток топлива DI равен 0. Другими словами, система непосредственного впрыска не находится в использовании, и двигатель может поддерживать сгорание посредством работы системы впрыска во впускной канал топлива. Давление и температура в направляющей-распределителе для топлива DI повышаются от момента t₁ времени до момента t₂ времени, где температура направляющей-распределителя для топлива DI становится большей, чем пороговое значение 408. В ответ на температуру направляющей-распределителя для топлива DI, превышающую пороговое значение 408, потоку топлива DI дается команда быть большим, чем 0. Работа системы непосредственного впрыска продолжается от момента t₂ времени до момента t₃ времени, и увеличение потока топлива через форсунку непосредственного впрыска является достаточным для понижения температуры и давления направляющей-распределителя для топлива DI, чтобы температура направляющей-распределителя для топлива DI падала ниже порогового значения 408.

От момента t₄ времени до момента t₅ времени, поток топлива DI равен 0. Давление и температура в направляющей-распределителе для топлива DI повышаются от момента t₄ времени до момента t₅ времени, где температура направляющей-распределителя для топлива DI становится большей, чем пороговое значение 408. В момент t₅ времени, расход хладагента в направляющую-распределитель для топлива может увеличиваться, как обсуждено выше и со ссылкой на фиг.3. Повышенный поток хладагента может приводить к снижению температуры и давления направляющей-распределителя для топлива DI, чтобы температура направляющей-распределителя для топлива DI падала ниже порогового значения 408.

От момента t₅ времени до момента t₆ времени, поток топлива DI остается равным 0. Давление и температура в направляющей-распределителе для топлива DI повышаются от момента t₅ времени до момента t₆ времени, где температура направляющей-распределителя для топлива DI становится большей, чем пороговое значение 408. В момент t₆ времени, контроллер может определять, что система охлаждения находится на максимуме производительности. По существу, дается команда на поток топлива DI больший, чем 0. Работа системы непосредственного впрыска продолжается от момента t₆ времени до момента t₇ времени, и увеличение потока топлива через форсунку непосредственного впрыска является достаточным для понижения температуры и давления направляющей-распределителя для топлива DI, чтобы температура направляющей-распределителя для топлива DI падала ниже порогового значения 408.

В некоторых примерах, проблемы, описанные выше, могут быть преодолены способом работы топливной системы двигателя, включающим в первом состоянии, измерение первого давления первой направляющей-распределителя для топлива, присоединенной к топливной форсунке непосредственного впрыска, в первый момент времени, и измерение второго давления первой направляющей-распределителя для топлива во второй момент времени вслед за первым моментом времени. Определение изменения температуры топлива в зависимости от первого и второго давлений и обеспечение потока топлива через систему топливных форсунок непосредственного впрыска, если изменение температуры топлива больше, чем первое пороговое значение. В некоторых примерах, первое состояние может включать в себя объемный поток топлива через топливную форсунку непосредственного впрыска, являющийся по существу равным нулю, а предоставление возможности потока топлива через систему топливных форсунок непосредственного впрыска может включать в себя приведение в действие первого топливного насоса и ввод в действие топливной форсунки непосредственного впрыска. В некоторых примерах, система впрыска во впускной канал топлива может быть в использовании, когда топливная система непосредственного впрыска не находится в использовании, и система топливных форсунок впрыска во впускной канал может быть присоединена к второй направляющей-распределителю для топлива и второму топливному насосу, где первый топливный насос может быть топливным насосом более высокого давления, а второй топливный насос может быть топливным насосом более низкого давления. Система топливных форсунок впрыска во впускной канал может быть присоединена к первому топливному баку, а система топливных форсунок непосредственного впрыска может быть присоединена к второму топливному баку. В некоторых примерах, первый топливный бак может содержать в себе топливо с иным составом, чем топливо, содержащееся во втором топливном баке.

Следует принимать во внимание, что конфигурации и способы, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по сути, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящей полезной модели включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.

Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.

1. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания, содержащая:

группу топливных форсунок непосредственного впрыска в сообщении с группой цилиндров;

первую направляющую-распределитель для топлива в сообщении с группой форсунок непосредственного впрыска;

топливный насос высокого давления в сообщении с первой направляющей-распределителем для топлива; и

систему управления, выполненную с командами для увеличения потока топлива через первую направляющую-распределитель для топлива в первом состоянии при превышении изменения температуры топлива, заключенного в первой направляющей-распределителе для топлива, порогового значения, причем изменение температуры основано на изменении давления в направляющей-распределителе.

2. Система по п. 1, в которой первое состояние включает в себя объемный расход топлива через топливную форсунку непосредственного впрыска, являющийся, по существу, равным нулю.

3. Система по п. 1, в которой увеличение потока топлива через первую направляющую-распределитель для топлива включает в себя ввод в действие топливного насоса высокого давления.

4. Система по п. 1, в которой обеспечение потока топлива через систему топливных форсунок непосредственного впрыска включает в себя ввод в действие группы топливных форсунок непосредственного впрыска.

5. Система по п. 1, в которой изменение температуры определяется в зависимости от изменения давления в условиях с выведенной из работы группой форсунок, при этом увеличение потока топлива включает в себя повторный ввод в действие по меньшей мере одной форсунки из группы.

6. Система по п. 2, дополнительно содержащая группу топливных форсунок впрыска во впускной канал в сообщении с группой цилиндров.

7. Система по п. 6, дополнительно содержащая вторую направляющую-распределитель для топлива в сообщении с группой топливных форсунок впрыска во впускной канал; и

топливный насос низкого давления в сообщении со второй направляющей-распределителем для топлива.

8. Система по п. 7, выполненная с возможностью использования группы топливных форсунок впрыска во впускной канал при изменении давления.