DE102022119512A1 - Fuel injection control systems and methods - Google Patents
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Abstract
Eine Mehrkraftstoffeinspritzdüsenanordnung in einer Ausführungsform umfasst eine erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung, um eine erste Kraftstoffart zu liefern, und ein zweites Kraftstoffliefersystem, um eine zweite Kraftstoffart zu liefern. Die erste Kraftstoffeinspritzdüse umfasst eine erste Düse, mindestens eine erste Nadel und mindestens einen ersten Aktuator, der konfiguriert ist, um die mindestens eine erste Nadel zu bewegen. Der mindestens eine erste Aktuator bewegt die mindestens eine erste Nadel in eine erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration, die einer ersten Kraftstoffgemischzusammensetzung entspricht, und in eine zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration, die einer zweiten Kraftstoffgemischzusammensetzung entspricht.A multi-fuel injector assembly in one embodiment includes a first fuel injector assembly to deliver a first fuel type and a second fuel delivery system to deliver a second fuel type. The first fuel injector includes a first nozzle, at least one first needle, and at least one first actuator configured to move the at least one first needle. The at least one first actuator moves the at least one first needle into a first fueling configuration corresponding to a first fuel mixture composition and into a second fueling configuration corresponding to a second fuel mixture composition.
Description
HINTERGRUNDBACKGROUND
Diese Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der am 10. April 2019 eingereichten
HINTERGRUNDBACKGROUND
Motoren, wie beispielsweise Verbrennungsmotoren, können einen Kolben verwenden, der sich in einem Zylinder hin- und herbewegt. Bei verschiedenen Motoren mit Direkteinspritzung kann ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Verbrennung durch einen Funken, durch eine Dieselvoreinspritzung oder durch eine andere Zündquelle (z.B. Laser, Plasma usw.) gezündet werden. Die Anfangsrate, mit der die Kraftstoffenergie im Zylinder freigesetzt wird, kann jedoch schneller als erwünscht sein, was zu einer hohen Druckanstiegsrate führt, die aufgrund struktureller Einschränkungen (z.B. Zylinderspitzendruckgrenze) wirken kann, um den Motorbetrieb für hohe Lasten zu begrenzen.Engines, such as internal combustion engines, may use a piston that reciprocates within a cylinder. In various direct injection engines, a fuel-air mixture can be ignited for combustion by a spark, by diesel pilot injection, or by another ignition source (e.g., laser, plasma, etc.). However, the initial rate at which fuel energy is released in the cylinder may be faster than desired, resulting in a high rate of pressure rise that, due to structural limitations (e.g., peak cylinder pressure limit), may act to limit engine operation for high loads.
KURZE BESCHREIBUNGSHORT DESCRIPTION
In einer Ausführungsform wird eine Kraftstoffeinspritzanordnung bereitgestellt, die eine Düse, mindestens eine Nadel und mindestens einen Aktuator umfasst. Die Düse umfasst mindestens einen Hohlraum in Fluidverbindung mit Düsenöffnungen. Die mindestens eine Nadel ist innerhalb des mindestens einen Hohlraums beweglich angeordnet und verhindert in einer geschlossenen Position eine Strömung durch die Düsenöffnungen. Der mindestens eine Aktuator ist konfiguriert, um die mindestens eine Nadel innerhalb des Hohlraums zu bewegen. Der mindestens eine Aktuator ist dazu konfiguriert, die mindestens eine Nadel in mindestens eine erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration und eine zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu bewegen (z.B. zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines Verbrennungszyklus). Eine erste Kraftstoffmenge wird durch die Düsenöffnungen (z.B. mit einer ersten Kraftstofflieferrate) mit der mindestens einen Nadel in der ersten Kraftstofflieferkonfiguration zugeführt, und eine zweite Kraftstoffmenge wird durch die Düsenöffnungen mit der mindestens einen Nadel in der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration (z.B. mit einer zweiten Kraftstoffzufuhrrate) zugeführt.In one embodiment, a fuel injector assembly is provided that includes a nozzle, at least one needle, and at least one actuator. The nozzle includes at least one cavity in fluid communication with nozzle orifices. The at least one needle is movably arranged within the at least one cavity and, in a closed position, prevents flow through the nozzle openings. The at least one actuator is configured to move the at least one needle within the cavity. The at least one actuator is configured to move the at least one needle into at least a first fueling configuration and a second fueling configuration (e.g., at different times of a combustion cycle). A first amount of fuel is delivered through the nozzle orifices (eg, at a first fuel delivery rate) with the at least one needle in the first fuel delivery configuration, and a second amount of fuel is delivered through the nozzle orifices with the at least one needle in the second fuel delivery configuration (e.g., at a second fuel delivery rate). .
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, das das Bewegen mindestens einer Nadel in mindestens einem Hohlraum einer Düse mit mindestens einem Aktuator aus einer geschlossenen Position in eine erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration umfasst, um eine erste Kraftstoffmenge (z.B. mit einer ersten Kraftstofflieferrate) in der ersten Kraftstofflieferkonfiguration durch Öffnungen der Düse zu einem Zylinder zu liefern. Fluid wird daran gehindert, durch die Öffnungen einer Düse in der geschlossenen Position zu strömen. Das Verfahren beinhaltet auch Bewegen der mindestens einen Nadel innerhalb des mindestens einen Hohlraums mit dem mindestens einen Aktuator von der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu einer zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration, um eine zweite Kraftstoffmenge mit einer zweiten Kraftstofflieferrate durch die Öffnungen zu liefern.In another embodiment, a method is provided that includes moving at least one needle in at least one cavity of a nozzle with at least one actuator from a closed position to a first fuel delivery configuration to deliver a first fuel amount (e.g., at a first fuel delivery rate) in the first fuel delivery configuration to deliver through openings of the nozzle to a cylinder. Fluid is prevented from flowing through the openings of a nozzle in the closed position. The method also includes moving the at least one needle within the at least one cavity with the at least one actuator from the first fueling configuration to a second fueling configuration to deliver a second amount of fuel at a second fueling rate through the openings.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Motorsystem bereitgestellt, das einen Zylinder eines Motors, eine Kraftstoffeinspritzanordnung und mindestens einen Prozessor umfasst. Die Kraftstoffeinspritzanordnung ist dazu konfiguriert, dem Zylinder Kraftstoff zuzuführen, und umfasst eine Düse, mindestens eine Nadel und mindestens einen Aktuator. Die Düse umfasst mindestens einen Hohlraum in Fluidverbindung mit Düsenöffnungen. Die mindestens eine Nadel ist innerhalb des mindestens einen Hohlraums beweglich angeordnet und verhindert in einer geschlossenen Position eine Strömung durch die Düsenöffnungen. Der mindestens eine Aktuator ist konfiguriert, um die mindestens eine Nadel innerhalb des Hohlraums zu bewegen. Der mindestens eine Aktuator ist dazu konfiguriert, die mindestens eine Nadel in mindestens eine erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration und eine zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu bewegen. (Es sei darauf hingewiesen, dass in verschiedenen Ausführungsformen zusätzliche Kraftstoffzufuhrkonfigurationen verwendet werden können.) Eine erste Kraftstoffmenge wird durch die Düsenöffnungen mit einer ersten Kraftstoffzufuhrrate mit der mindestens einen Nadel in der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration zugeführt, und eine zweite Kraftstoffmenge durch die Düsenöffnungen mit einer zweiten Kraftstofflieferrate mit der mindestens einen Nadel in der zweiten Kraftstofflieferkonfiguration zugeführt wird. Der mindestens eine Prozessor ist betriebsmäßig mit dem mindestens einen Aktuator gekoppelt und dazu konfiguriert, den Aktuator zu steuern, um die mindestens eine Nadel zwischen der geschlossenen Position, der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration und der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu bewegen.In another embodiment, an engine system is provided that includes a cylinder of an engine, a fuel injection assembly, and at least one processor. The fuel injector assembly is configured to deliver fuel to the cylinder and includes a nozzle, at least one needle, and at least one actuator. The nozzle includes at least one cavity in fluid communication with nozzle orifices. The at least one needle is movably arranged within the at least one cavity and, in a closed position, prevents flow through the nozzle openings. The at least one actuator is configured to move the at least one needle within the cavity. The at least one actuator is configured to move the at least one needle into at least a first fueling configuration and a second fueling configuration. (It should be noted that additional fueling configurations may be used in various embodiments.) A first amount of fuel is delivered through the nozzle openings at a first fueling rate with the at least one needle in the first fueling configuration, and a second amount of fuel is delivered through the nozzle openings at a second fueling rate being delivered with the at least one needle in the second fuel delivery configuration. The at least one processor is operatively coupled to the at least one actuator and configured to control the actuator to move the at least one needle between the closed position, the first fueling configuration, and the second fueling configuration.
Figurenlistecharacter list
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Motorsystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen.1 1 is a schematic block diagram of an engine system according to various embodiments. -
2A veranschaulicht eine Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung von1 in einer geschlossenen Position.2A illustrates a fuel injector assembly of FIG1 in a closed position. -
2B veranschaulicht die Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung von1 in einer ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration.2 B illustrates the fuel injector assembly of FIG1 in a first fueling configuration. -
2C veranschaulicht die Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung von1 in einer zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration.2C illustrates the fuel injector assembly of FIG1 in a second fueling configuration. -
3 veranschaulicht eine Draufsicht einer Kraftstoffeinspritzanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen.3 12 illustrates a top view of a fuel injector assembly according to various embodiments. -
4A veranschaulicht eine Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung in einer geschlossenen Position gemäß verschiedenen Ausführungsformen.4A 12 illustrates a fuel injector assembly in a closed position according to various embodiments. -
4B veranschaulicht die Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung von4A in einer ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration.4B illustrates the fuel injector assembly of FIG4A in a first fueling configuration. -
4C veranschaulicht die Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung der4A-B in einer zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration.4C illustrates the fuel injector assembly of FIG4A-B in a second fueling configuration. -
5A veranschaulicht eine Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung in einer geschlossenen Position gemäß verschiedenen Ausführungsformen.5A 12 illustrates a fuel injector assembly in a closed position according to various embodiments. -
5B veranschaulicht die Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung von5A in einer ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration.5B illustrates the fuel injector assembly of FIG5A in a first fueling configuration. -
5C veranschaulicht die Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung der5A-B in einer zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration.5C illustrates the fuel injector assembly of FIG5A-B in a second fueling configuration. -
6A veranschaulicht eine Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung in einer geschlossenen Position gemäß verschiedenen Ausführungsformen.6A 12 illustrates a fuel injector assembly in a closed position according to various embodiments. -
6B veranschaulicht die Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung von6A in einer ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration.6B illustrates the fuel injector assembly of FIG6A in a first fueling configuration. -
6C veranschaulicht die Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung der6A-B in einer zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration.6C illustrates the fuel injector assembly of FIG6A-B in a second fueling configuration. -
7 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Motors gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereit.7 FIG. 1 provides a flowchart of a method of operating an engine according to various embodiments. -
8 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Mehrkraftstoffeinspritzdüsenanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen.8th 12 is a schematic block diagram of a multi-fuel injector assembly according to various embodiments. -
9 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Motorsystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen.9 1 is a schematic block diagram of an engine system according to various embodiments. -
10 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Motors gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereit.10 FIG. 1 provides a flowchart of a method of operating an engine according to various embodiments.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Verschiedene Ausführungsformen werden besser verständlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden. Soweit die Figuren Diagramme der Funktionsblöcke verschiedener Ausführungsformen darstellen, zeigen die Funktionsblöcke nicht notwendigerweise die Aufteilung zwischen Hardwareschaltungen an. Somit können zum Beispiel einer oder mehrere der Funktionsblöcke (z.B. Prozessoren, Controller oder Speicher) in einem einzelnen Hardwareteil (z.B. Allzweck-Signalprozessor oder Direktzugriffsspeicher, Festplatte oder dergleichen) oder mehreren Hardwareteilen implementiert werden. Ebenso können beliebige Programme eigenständige Programme sein, können als Unterroutinen in ein Betriebssystem integriert sein, können Funktionen in einem installierten Softwarepaket sein und dergleichen. Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausführungsformen nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Anordnungen und Mittel beschränkt sind.Various embodiments will be better understood when read in conjunction with the accompanying drawings. To the extent that the figures depict functional block diagrams of various embodiments, the functional blocks are not necessarily indicative of the division between hardware circuits. Thus, for example, one or more of the functional blocks (e.g., processors, controllers, or memory) may be implemented in a single piece of hardware (e.g., general purpose signal processor or random access memory, hard disk, or the like) or multiple pieces of hardware. Likewise, any programs can be independent programs, can be integrated into an operating system as subroutines, can be functions in an installed software package and the like. It goes without saying that the various embodiments are not limited to the arrangements and means shown in the drawings.
Wie hierin verwendet, können die Begriffe „System“, „Einheit“ oder „Modul“ ein Hardware- und/oder Softwaresystem umfassen, das betrieben wird, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen. Zum Beispiel kann ein Modul, eine Einheit oder ein System einen Computerprozessor, eine Steuerung oder eine andere logikbasierte Vorrichtung beinhalten, die Vorgänge basierend auf Anweisungen durchführt, die auf einem materiellen und nicht flüchtigen computerlesbaren Speichermedium wie etwa einem Computerspeicher gespeichert sind. Alternativ kann ein Modul, eine Einheit oder ein System eine festverdrahtete Vorrichtung enthalten, die Vorgänge basierend auf einer festverdrahteten Logik der Vorrichtung durchführt. Die in den beigefügten Figuren gezeigten Module oder Einheiten können die Hardware darstellen, die basierend auf Software oder festverdrahteten Anweisungen arbeitet, die Software, die die Hardware anweist, die Vorgänge auszuführen, oder eine Kombination davon. Die Hardware kann elektronische Schaltungen umfassen, die eine oder mehrere logikbasierte Vorrichtungen wie etwa Mikroprozessoren, Prozessoren, Steuerungen oder dergleichen umfassen und/oder mit diesen verbunden sind. Diese Geräte können handelsübliche Geräte sein, die geeignet programmiert oder angewiesen sind, hierin beschriebene Vorgänge aus den oben beschriebenen Anweisungen durchzuführen. Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere dieser Vorrichtungen fest mit Logikschaltungen verdrahtet sein, um diese Vorgänge durchzuführen.As used herein, the terms "system," "device," or "module" can include a hardware and/or software system that operates to perform one or more functions. For example, a module, unit, or system may include a computer processor, controller, or other logic-based device that performs operations based on instructions stored on a tangible and non-transitory computer-readable storage medium, such as computer memory. Alternatively, a module, unit, or system may include a hardwired device that performs operations based on hardwired logic of the device. The modules or units shown in the accompanying figures may represent the hardware operating based on software or hard-wired instructions, the software directing the hardware to perform the operations, or a combination thereof. The hardware may include electronic circuitry that includes and/or is coupled to one or more logic-based devices such as microprocessors, processors, controllers, or the like. These devices may be commercially available devices suitably programmed or instructed to perform operations described herein from the instructions described above. Additionally or alternatively, one or more of these devices may be hardwired to logic circuitry to perform these operations.
Wie hierin verwendet, sollte ein Element oder Schritt, das im Singular genannt wird und dem das Wort „ein“ oder „eine“ vorangeht, so verstanden werden, dass es die Mehrzahl der Elemente oder Schritte nicht ausschließt, es sei denn, ein solcher Ausschluss wird ausdrücklich angegeben. Darüber hinaus sollen Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ nicht dahingehend interpretiert werden, dass sie die Existenz zusätzlicher Ausführungsformen ausschließen, die ebenfalls die genannten Merkmale enthalten. Darüber hinaus können, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft „umfassen“ oder „aufweisen“, zusätzliche solche Elemente enthalten, die diese Eigenschaft nicht aufweisen.As used herein, an element or step named in the singular and preceded by the word "a" or "an" should be understood to mean the plural of elements or does not exclude steps, unless such exclusion is expressly stated. Furthermore, references to "one embodiment" should not be construed as excluding the existence of additional embodiments that also incorporate the recited features. Furthermore, unless expressly stated otherwise, embodiments that "comprise" or "have" an element or plurality of elements having a particular property may contain additional such elements that do not have that property.
Im Allgemeinen stellen verschiedene Ausführungsformen beispielsweise ein Formen der Rate bereit, mit der die Energie eines Kraftstoffs in einem oder mehreren Zylindern eines Verbrennungsmotors freigesetzt wird, durch Steuern der Rate, mit der die Kraftstoffmasse direkt durch eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüsen eingespritzt wird. Verschiedene Kombinationen von Nadeln, Hohlräumen und Aktuatoren werden in verschiedenen Ausführungsformen verwendet, um zwei oder mehr Kraftstoffzufuhrkonfigurationen bereitzustellen (z.B. eine erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration, um Kraftstoff in einer geringeren Menge oder mit einer niedrigeren Rate zu liefern, und eine zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration, um Kraftstoff in einer größeren Menge oder mit einer höheren Rate zu liefern). In verschiedenen Ausführungsformen wird eine erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration verwendet, um während einer Anfangsphase eines Einspritzvorgangs eine kleinere Kraftstoffmenge bereitzustellen, um die freigesetzte Energiemenge und die entsprechenden Druckanstiegsraten innerhalb wünschenswerter Betriebsniveaus in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl und -last zu halten. Außerdem wird die Einspritzrate in verschiedenen Ausführungsformen während des gesamten Einspritzvorgangs modifiziert, um beispielsweise eine bessere Verbrennungsphaseneinstellung zu erreichen, die Druckanstiegsrate unter Kontrolle zu halten und die Gesamtmotorleistung und -emissionen zu optimieren.In general, for example, various embodiments provide for shaping the rate at which the energy of a fuel is released in one or more cylinders of an internal combustion engine by controlling the rate at which the mass of fuel is injected directly through one or more fuel injectors. Various combinations of needles, cavities, and actuators are used in various embodiments to provide two or more fuel delivery configurations (e.g., a first fuel delivery configuration to deliver fuel in a lesser amount or at a lower rate, and a second fuel delivery configuration to deliver fuel at a greater quantity or at a higher rate). In various embodiments, a first fueling configuration is used to provide a smaller amount of fuel during an initial phase of an injection event to maintain the amount of energy released and the corresponding pressure rise rates within desirable operating levels consistent with engine speed and load. Additionally, in various embodiments, the injection rate is modified throughout the injection event to achieve, for example, better combustion phasing, controlling the rate of pressure rise, and optimizing overall engine performance and emissions.
Mindestens ein technischer Effekt verschiedener Ausführungsformen umfasst eine verbesserte Steuerung von Druckanstiegsraten und Spitzenzylinderdrücken. Mindestens ein technischer Effekt verschiedener Ausführungsformen umfasst eine verbesserte Verbrennungsphaseneinstellung, Motorleistung und/oder Emissionswerte. Mindestens ein technischer Effekt verschiedener Ausführungsformen umfasst eine Vereinfachung struktureller Anforderungen, indem eine ähnliche oder bessere Motorleistung bei niedrigeren Zylinderdrücken ermöglicht wird. Mindestens ein technischer Effekt verschiedener Ausführungsformen beinhaltet eine verbesserte Zuverlässigkeit und Haltbarkeit und/oder reduzierte Lebenszykluskosten (z.B. aufgrund von Motorbetrieb bei niedrigeren Zylinderdrücken und/oder Druckanstiegsraten). Wenigstens ein technischer Effekt verschiedener Ausführungsformen beinhaltet reduzierte Emissionen (z.B. aufgrund einer verbesserten Verbrennungsphasenlage und/oder eines verringerten Zylinderdrucks).At least one technical effect of various embodiments includes improved control of pressure rise rates and peak cylinder pressures. At least one technical effect of various embodiments includes improved combustion phasing, engine performance, and/or emissions levels. At least one technical effect of various embodiments includes simplifying structural requirements by enabling similar or better engine performance at lower cylinder pressures. At least one technical effect of various embodiments includes improved reliability and durability, and/or reduced life cycle costs (e.g., due to engine operation at lower cylinder pressures and/or pressure rise rates). At least one technical effect of various embodiments includes reduced emissions (eg, due to improved combustion phasing and/or reduced cylinder pressure).
Die hier erörterte Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung 130 ist dazu konfiguriert, dem Zylinder 110 Kraftstoff zuzuführen.
Wie am besten in den
Wie zum Beispiel in
In verschiedenen Ausführungsformen können verschiedene Modifikationen oder alternative Anordnungen gegenüber dem dargestellten Beispiel der
Wie hierin erörtert, können verschiedene Kombinationen aus Nadel/Hohlraum/Aktuator verwendet werden, um verschiedene Kraftstoffzufuhrkonfigurationen (z.B. erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration 220 und zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration 230) bereitzustellen, wobei jede Kraftstoffzufuhrkonfiguration dem Zylinder 210 eine andere Kraftstoffmenge zuführt. Beispielsweise werden in einigen Ausführungsformen mehrere Hohlräume und mehrere Aktuatoren verwendet.
In der dargestellten Ausführungsform ist jede Nadel beweglich in einem entsprechenden Hohlraum angeordnet und so konfiguriert, dass sie durch einen entsprechenden Aktuator bewegt wird. Wie in
Es kann beachtet werden, dass andere Zahlen, Anordnungen oder Kombinationen von Nadeln zu Formgruppen in verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden können. Beispielsweise können eine oder mehrere Gruppen mit einer einzelnen Nadel gebildet werden. Als weiteres Beispiel können in einigen Ausführungsformen mehr als zwei Gruppen eingesetzt werden. Darüber hinaus können verschiedene Nadelpositionen (z.B. eine Zwischenposition für eine erste Konfiguration der Kraftstoffversorgung und eine vollständig geöffnete Position für eine zweite Konfiguration der Kraftstoffversorgung) für eine oder mehrere gegebene Nadeln in verschiedenen Ausführungsformen eingesetzt werden. Zum Beispiel können im obigen Beispiel für die erste Nadel 340 und die dritte Nadel 344 in eine Zwischenposition für die erste Konfiguration der Kraftstoffabgabe verschoben werden, während für die zweite Konfiguration der Kraftstoffabgabe die erste Nadel 340 und die dritte Nadel 344 in eine offenere Position als die Zwischenposition verschoben werden, werden auch die zweite Gruppe 352 (die zweite Nadel 342 und vierte Nadel 346) in eine offene Position verschoben. In der dargestellten Ausführungsform hat jede Nadel ihren eigenen engagierten Aktuator; es kann jedoch angemerkt werden, dass in verschiedenen Ausführungsformen ein Aktuator zwischen zwei oder mehr Nadeln in derselben Gruppe geteilt werden kann (wo eine Gruppe von Aktuatoren Aktuatoren umfasst, die alle offen oder nahe beieinander bringen), und/oder eine oder mehrere Nadeln können von mehr als einem Aktuator geöffnet oder geschlossen werden.It can be appreciated that other numbers, configurations, or combinations of needles to mold groups can be used in different embodiments. For example, one or more clusters can be formed with a single needle. As another example, more than two groups may be employed in some embodiments. Additionally, different needle positions (e.g., an intermediate position for a first fueling configuration and a fully open position for a second fueling configuration) for a given needle(s) may be employed in different embodiments. For example, in the above example, the
Andere Nadel-/Hohlraum-/Aktuatoranordnungen können in verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden. Als Beispiel kann mehr als ein Aktuator verwendet werden, um eine bestimmte Nadel zu bewegen, wobei ein erster Aktuator verwendet wird, um die Nadel in der ersten Konfiguration der Kraftstoffabgabe zu platzieren, und eine Kombination von zwei oder mehr Aktuatoren (z.B. dem ersten Aktuator zusammen mit einem oder mehreren zusätzlichen Aktuatoren) verwendet wird, mit dem die Nadel in der zweiten Konfiguration der Kraftstoffabgabe gestellt wird. Die
Wie in
Es kann beachtet werden, dass andere Anordnungen in alternativen Ausführungsformen verwendet werden können. In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise nur die erste Spule verwendet werden, um die Nadel in der ersten Konfiguration der Kraftstoffversorgung zu platzieren, und nur die zweite Spule kann verwendet werden, um die Nadel in der zweiten Konfiguration der Kraftstoffversorgung zu platzieren. Als ein weiteres Beispiel können mehr als zwei Spulen verwendet werden, um mehr als zwei Konfigurationen für die Kraftstoffabgabe bereitzustellen. Darüber hinaus können in einigen Ausführungsformen drei Konfigurationen für die Kraftstoffversorgung mit zwei Spulen versehen werden - nämlich eine erste Konfiguration der Kraftstoffabgabe mit nur der ersten Spule aktiviert, eine zweite Konfiguration der Kraftstoffversorgung mit nur der zweiten Spule aktiviert und eine dritte Konfiguration der Kraftstoffversorgung mit aktiven und zweiten Spulen aktiviert.It can be appreciated that other arrangements can be used in alternative embodiments. For example, in some embodiments, only the first coil may be used to place the needle in the first fueling configuration and only the second coil may be used to place the needle in the second fueling configuration. As another example, more than two coils may be used to provide more than two fuel delivery configurations. Additionally, in some embodiments, three fueling configurations may be provided with two coils - namely, a first fueling configuration with only the first coil activated, a second fueling configuration with only the second coil activated, and a third fueling configuration with active and second coils activated.
Es kann ferner angemerkt werden, dass in verschiedenen Ausführungsformen einige Düsenöffnungen in einer Konfiguration der Kraftstoffversorgung für den Flüssigkeitsfluss geschlossen werden können, in einer anderen Konfiguration der Kraftstoffabgabe für den Flüssigkeitsfluss geöffnet sind. Die
Wie in
Als ein weiteres Beispiel für Nadel-/Hohlraum-/Aktuator -Arrangements, die in verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden können, kann mehr als eine Nadel in Verbindung mit einem Hohlraum verwendet werden. Die
Der Hohlraum 650 enthält einen ersten Nadelsitz 652, der die innere Nadel 642 akzeptiert, wenn die innere Nadel 642 geschlossen ist (z.B. wie in 6A zu sehen). In der geschlossenen Position verhindert die innere Nadel 642 die Flüssigkeitsabgabe an eine Brennkammer über die ersten Düsenöffnungen 660. Wenn die innere Nadel 642 aus dem ersten Nadelsitz 652 angehoben oder geöffnet ist (z.B. wie in den
In der geschlossenen Position 610 (wie in
In der dargestellten Ausführungsform wird nur eine der inneren Nadel 642 und die äußere Nadel 640 geöffnet (in
Unter erneuter Bezugnahme auf
Beispielsweise ist in der veranschaulichten Ausführungsform der Sensor 170 betriebsfähig mit der Verarbeitungseinheit 120 gekoppelt. Der abgebildete Sensor 170 steht in Fluidverbindung mit dem Abgasstrom 103 aus dem Zylinder 112, kann aber an anderen Stellen angeordnet sein. Beispielsweise kann der Sensor 170 zusätzlich oder alternativ mit einem oder mehreren von Brennkammer, Kraftstoffeinspritzdüse oder Kraftstoffsystem in Verbindung stehen. In verschiedenen Ausführungsformen kann mehr als ein Sensor verwendet werden. In dem abgebildeten Beispiel kann der Sensor 170 die Temperatur eines Abgases (z.B. Temperatur, die in eine Nachbehandlungsvorrichtung eintritt) oder das Vorhandensein oder die Menge eines oder mehrerer Materialien im Abgasstrom 130 detektieren oder bestimmen (oder Informationen bereitstellen, aus denen ein oder mehrere Parameterwerte bestimmt werden können). Der Sensor 170 kann zum Beispiel einen oder mehrere von einem Drucksensor (z.B. einem Zylinderdrucksensor und/oder einem Kraftstoffverteilerdrucksensor), einem Leistungssensor, einem Drehmomentsensor, einem Geschwindigkeitssensor, einem Kurbelwinkelpositionssensor, einem Nadelhubsensor, einem Temperatursensor, einem Dehnungsmessstreifen, einem Klopfsensor, einem NOx-Sensor, einem Sauerstoffsensor, einem Rußsensor, einem Partikelsensor (PM) oder einem (unverbrannten oder teilweise verbrannten) Kohlenwasserstoff-Sensor, u.a. enthalten. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Kombination aus einem oder mehreren der obigen (oder anderen) Sensoren in verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden kann. Die Verarbeitungseinheit 120 ist dazu konfiguriert, mindestens eines von Bewegen der Nadel 150 (und/oder anderer Nadeln) in eine erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration oder Bewegen der Nadel 150 (und/oder anderer Nadeln) zu einer zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration auf Grundlage einer Rückmeldung, die von dem Sensor 170 bereitgestellt wird, zu steuern. Die Bewegung einer gegebenen Nadel kann durch Steuern oder Einstellen des Zeitpunkts eines Beginns der Bewegung der Nadel relativ zu einem Verbrennungsereignis (z.B. Beginn der Verbrennung), Steuern oder Einstellen einer Bewegungsgeschwindigkeit der Nadel und/oder Steuern oder Einstellen der Zeitdauer, die die Nadel an einer gegebenen Position bleibt, gesteuert werden. Eine solche präzise ausgeführte Steuerung der Nadelbewegung kann verwendet werden, um eine gewünschte Kraftstoffeinspritzrate in den Motorzylinder bereitzustellen (was als „Formen der Einspritzrate“ bezeichnet wird).For example, in the illustrated embodiment,
Es sei angemerkt, dass unterschiedliche Arten von Bewegungen zu oder zwischen Kraftstoffzufuhrkonfigurationen verwendet werden können. Beispielsweise kann das Bewegen der Nadel 150 (und/oder anderer Nadeln) in die erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration (sowie das Bewegen der Nadel 150 und/oder anderer Nadeln in eine geschlossene Position) und/oder die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration das Bewegen der Nadel 150 (und/oder anderer Nadeln) in einer Reihe von Schritten beinhalten. Als weiteres Beispiel kann die Nadel 150 (und/oder andere Nadeln) kontinuierlich bewegt werden (z.B. unter Verwendung eines kontinuierlich variablen/steuerbaren Solenoidaktuators). Als ein weiteres Beispiel bewegt man die Nadel 150 (und/oder andere Nadeln) in die erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration, und/oder die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration (sowie das Bewegen der Nadel 150 und/oder anderer Nadeln in eine geschlossene Position) kann das Bewegen der Nadel 150 (und/oder anderer Nadeln) in einer Reihe diskreter Impulse beinhalten (z.B. Bewegungsperioden zwischen Perioden stationärer Positionierung).It should be noted that different types of movements to or between fueling configurations can be used. For example, moving needle 150 (and/or other needles) to the first fueling configuration (as well as moving
Die dargestellte Verarbeitungseinheit 120 umfasst eine Verarbeitungsschaltung, die konfiguriert ist, um eine oder mehrere Aufgaben, Funktionen oder Schritte auszuführen, die hierin erörtert werden. Die Verarbeitungseinheit 120 der veranschaulichten Ausführungsform ist konfiguriert, um einen oder mehrere Aspekte auszuführen, die in Verbindung mit den hierin offenbarten Verfahren oder Prozessabläufen besprochen wurden. Es sei darauf hingewiesen, dass „Verarbeitungseinheit“, wie hierin verwendet, nicht unbedingt auf einen einzelnen Prozessor oder Computer beschränkt sein soll. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinheit 120 in verschiedenen Ausführungsformen mehrere Prozessoren und/oder Computer umfassen, die in einem gemeinsamen Gehäuse oder einer Einheit integriert sein können oder die auf verschiedene Einheiten oder Gehäuse verteilt sein können. Es sei angemerkt, dass von der Verarbeitungseinheit 120 durchgeführte Vorgänge (z.B. Vorgänge, die hierin diskutierten Prozessabläufen oder Verfahren entsprechen, oder Aspekte davon) ausreichend komplex sein können, dass die Vorgänge möglicherweise nicht von einem Menschen innerhalb eines angemessenen Zeitraums (z.B. ausreichend genau, genau und/oder wiederholt durchgeführt) durchgeführt werden.The illustrated
In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst die Verarbeitungseinheit 120 einen Speicher 122. Es sei darauf hingewiesen, dass zusätzlich andere Typen, Anzahlen oder Kombinationen von Modulen in alternativen Ausführungsformen verwendet werden können. Im Allgemeinen wirken die verschiedenen Aspekte der Verarbeitungseinheit 120 einzeln oder kooperativ mit anderen Aspekten, um einen oder mehrere Aspekte der hierin diskutierten Verfahren, Schritte oder Prozesse auszuführen. Der Speicher 122 umfasst ein oder mehrere computerlesbare Speichermedien. Ferner stellen in verschiedenen Ausführungsformen die hier erörterten Prozessabläufe und/oder Flussdiagramme (oder Aspekte davon) einen oder mehrere Sätze von Anweisungen dar, die in dem Speicher 122 zum Anweisen von Operationen des Systems 100 gespeichert sind.In the illustrated embodiment, processing
Bei 702 wird ein Motor gestartet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Motor ein Hubkolben-Verbrennungsmotor mit Kraftstoffeinspritzung. In einigen Ausführungsformen kann der Motor ein Kompressionszündungsmotor sein (z.B. Verwendung von Dieselkraftstoff zumindest zu Beginn eines Verbrennungszyklus), während der Motor in anderen Ausführungsformen ein Ottomotor sein kann, während in noch anderen Ausführungsformen der Motor andere Zündquellen wie Laser, Plasma oder andere Zündquellen verwenden kann, um die Verbrennung in dem Motorzylinder einzuleiten. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Motor eines oder mehrere von Benzin, Diesel oder Erdgas (flüssig und/oder gasförmig) verwenden. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet der Motor einen Zylinder mit mindestens einer Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung, die dazu konfiguriert ist, dem Zylinder Kraftstoff zuzuführen, wobei die Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung mindestens einen Aktuator aufweist, der dazu konfiguriert ist, mindestens eine Nadel zu bewegen, um die Kraftstoffeinspritzdüse zu öffnen und zu schließen sowie das Kraftstoffeinspritzventil zu oder zwischen verschiedenen Kraftstoffzufuhrkonfigurationen zu bewegen, um variable Kraftstoffmengen zu liefern. Das dargestellte Verfahren 700 kann zum Beispiel verwendet werden, um eine Ratenformung der Kraftstoffzufuhr bereitzustellen, sodass eine anfängliche Kraftstoffmenge, die zu Beginn der Verbrennung bereitgestellt wird, geringer ist als eine spätere Kraftstoffmenge, die später während der Verbrennung bereitgestellt wird. Es kann angemerkt werden, dass das Verfahren 700 verwendet werden kann, um die Zeitrate der Einspritzung entweder eines ersten Kraftstoffs oder eines zweiten Kraftstoffs oder sowohl des ersten als auch des zweiten Kraftstoffs kontinuierlich zu steuern und/oder zu variieren, wodurch ein großer Flexibilitätsbereich für die Ratenformung der Einspritzung von Kraftstoffen bereitgestellt wird.At 702, an engine is started. In the illustrated embodiment, the engine is a fuel injected reciprocating internal combustion engine. In some embodiments, the engine may be a compression ignition engine (e.g., using diesel fuel at least at the beginning of a combustion cycle), while in other embodiments the engine may be a spark-ignition engine, while in still other embodiments the engine may use other ignition sources such as lasers, plasma, or other ignition sources to initiate combustion in the engine cylinder. In various embodiments, the engine may use one or more of gasoline, diesel, or natural gas (liquid and/or gas). In the illustrated example, the engine includes a cylinder with at least one fuel injector A sensor assembly configured to deliver fuel to the cylinder, the fuel injector assembly including at least one actuator configured to move at least one needle to open and close the fuel injector and to move the fuel injector to or between different fuel delivery configurations, to deliver variable amounts of fuel. For example, the illustrated
Bei 704 wird mindestens eine Nadel in mindestens einem Hohlraum des Motors von einer geschlossenen Position (wo verhindert wird, dass Fluid durch Öffnungen einer Düse strömt und Kraftstoff nicht zugeführt wird) zu einer ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration bewegt. In der ersten Kraftstoffabgabekonfiguration wird eine erste Kraftstoffmenge durch Öffnungen der Düse zugeführt. Die erste Menge in verschiedenen Ausführungsformen ist eine Menge, die zur Verwendung zu Beginn der Verbrennung konfiguriert ist. Die mindestens eine Nadel wird mit mindestens einem Aktuator bewegt, zum Beispiel einer Solenoidspule unter der Steuerung von mindestens einem Prozessor (z.B. Verarbeitungseinheit 120). In verschiedenen Ausführungsformen können verschiedene Hohlraum/Nadel/Betätiger-Kombinationen sowie verschiedene Anzahlen von Kraftstoffeinspritzanordnungen verwendet werden, um die erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration (sowie andere Kraftstoffzufuhrkonfigurationen) bereitzustellen.At 704, at least one needle in at least one cavity of the engine is moved from a closed position (where fluid is prevented from flowing through orifices of a nozzle and fuel is not supplied) to a first fueling configuration. In the first fuel delivery configuration, a first amount of fuel is delivered through openings of the nozzle. The first amount in various embodiments is an amount configured for use at the beginning of combustion. The at least one needle is moved with at least one actuator, such as a solenoid coil, under the control of at least one processor (e.g., processing unit 120). In various embodiments, different cavity/needle/actuator combinations, as well as different numbers of fuel injector assemblies, may be used to provide the first fuel delivery configuration (as well as other fuel delivery configurations).
Zum Beispiel enthält bei 706 in einigen Ausführungsformen der mindestens eine Hohlraum mehrere Hohlräume, die mindestens eine Nadel mehrere entsprechende Nadeln und der mindestens eine Aktuator mehrere entsprechende Aktuatoren. Jede Nadel ist beweglich in einem entsprechenden Hohlraum angeordnet. Um die mindestens eine Nadel in die erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu bewegen, wird eine erste Gruppe von Nadeln geöffnet.For example, at 706, in some embodiments, the at least one cavity includes multiple cavities, the at least one needle includes multiple corresponding needles, and the at least one actuator includes multiple corresponding actuators. Each needle is movably disposed in a respective cavity. To move the at least one needle to the first fueling configuration, a first set of needles is opened.
Als ein weiteres Beispiel enthält der mindestens eine Aktuator bei 708 eine erste Spule und eine zweite Spule, die um eine gemeinsame Nadel herum angeordnet sind. Das Bewegen der mindestens einen Nadel in die erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration umfasst das Aktivieren der ersten Spule, um die gemeinsame Nadel in die erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu bringen.As another example, at 708 the at least one actuator includes a first coil and a second coil disposed about a common needle. Moving the at least one needle to the first fueling configuration includes activating the first spool to place the common needle to the first fueling configuration.
Als ein weiteres Beispiel beinhaltet die mindestens eine Nadel bei 710 eine äußere Nadel und eine innere Nadel, wobei die innere Nadel beweglich innerhalb der äußeren Nadel angeordnet ist (z.B. ist zumindest ein Teil der inneren Nadel radial von der äußeren Nadel umgeben). Das Bewegen der mindestens einen Nadel in die erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration beinhaltet das Öffnen nur einer von der inneren Nadel und der äußeren Nadel (z.B. Öffnen der inneren Nadel mit einer ersten Solenoidspule, während die äußere Nadel geschlossen bleibt).As another example, the at least one needle at 710 includes an outer needle and an inner needle, where the inner needle is movably disposed within the outer needle (e.g., at least a portion of the inner needle is radially surrounded by the outer needle). Moving the at least one needle to the first fueling configuration includes opening only one of the inner needle and the outer needle (e.g., opening the inner needle with a first solenoid coil while leaving the outer needle closed).
Bei 712 wird Kraftstoff mit der Kraftstoffeinspritzanordnung (oder -anordnungn) in der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration zugeführt. Kraftstoff kann von der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration bei und/oder nahe dem Beginn der Verbrennung zugeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann Kraftstoff von der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration während einer Einlassphase eines Verbrennungszyklus zugeführt werden, während der ein Kolben abgesenkt wird und Luft einer Verbrennungskammer des Zylinders zugeführt wird. In einigen Ausführungsformen kann Kraftstoff gleichzeitig mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen zugeführt werden, die sich zu oder von einer Position der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration und/oder an verschiedenen Positionen einer Reihe von Positionen der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration bewegen, zum Beispiel um eine Einstellbarkeit bereitzustellen.At 712, fuel is delivered with the fuel injection assembly (or assemblies) in the first fueling configuration. Fuel may be delivered from the first fuel delivery configuration at and/or near the start of combustion. In some embodiments, fuel may be delivered from the first fuel delivery configuration during an intake phase of a combustion cycle during which a piston is depressed and air is delivered to a combustion chamber of the cylinder. In some embodiments, fuel may be delivered simultaneously with one or more fuel injectors moving to or from a position of the first fueling configuration and/or at different positions of a series of positions of the first fueling configuration, for example to provide adjustability.
Bei 714 wird die mindestens eine Nadel in dem mindestens einen Hohlraum des Motors von der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu einer zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration bewegt. In der zweiten Kraftstoffabgabekonfiguration wird eine zweite Kraftstoffmenge zusammen mit der ersten Kraftstoffmenge durch die Öffnungen der Düse zugeführt. Die erste Menge und die zweite Menge stellen in verschiedenen Ausführungsformen eine kombinierte Menge bereit, die zur späteren Verwendung bei der Verbrennung konfiguriert ist und die größer ist als die erste Menge, die von der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration bereitgestellt wird. Die mindestens eine Nadel wird von der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration mit mindestens einem Aktuator bewegt, der einen oder mehrere Aktuatoren beinhalten kann, die beim Bewegen von der geschlossenen Position in die erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration verwendet werden, und/oder einen oder mehrere andere Aktuatoren beinhalten kann. In einigen Ausführungsformen umfasst die Düse einen ersten Satz von Düsenöffnungen und einen zweiten Satz von Düsenöffnungen. Der erste Satz, aber nicht der zweite Satz von Düsenöffnungen kann in der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration offen sein, um zu strömen, während der erste und der zweite Satz von Düsenöffnungen in der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration offen sind, um zu strömen.At 714, the at least one needle is moved within the at least one cavity of the engine from the first fueling configuration to a second fueling configuration. In the second fuel delivery configuration, a second amount of fuel is delivered along with the first amount of fuel through the orifices of the nozzle. The first amount and the second amount, in various embodiments, provide a combined amount configured for later use in combustion that is greater than the first amount provided by the first fueling configuration. The at least one needle is moved from the first fueling configuration with at least one actuator, which may include one or more actuators used in moving from the closed position to the first fueling configuration and/or one or more other actuators. In some embodiments, the nozzle includes a first set of nozzle orifices and a second set of nozzle orifices. The first sentence, but not that second set of nozzle openings may be open to flow in the first fuel delivery configuration while first and second set of nozzle openings are open to flow in the second fuel delivery configuration.
Zum Beispiel beinhaltet bei 716 in einigen Ausführungsformen (z.B. Ausführungsformen, für die Schritt 706 durchgeführt wurde) der mindestens eine Hohlraum mehrere Hohlräume, die mindestens eine Nadel beinhaltet mehrere entsprechende Nadeln, und der mindestens eine Aktuator beinhaltet mehrere entsprechende Aktuatoren. Jede Nadel ist beweglich in einem entsprechenden Hohlraum angeordnet. Um die mindestens eine Nadel in die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu bewegen, wird eine zweite Gruppe von Nadeln zusammen mit der ersten Gruppe von Nadeln geöffnet, die bei 706 geöffnet wurde.For example, at 716 in some embodiments (e.g., embodiments for which step 706 was performed), the at least one cavity includes multiple cavities, the at least one needle includes multiple corresponding needles, and the at least one actuator includes multiple corresponding actuators. Each needle is movably disposed in a respective cavity. To move the at least one needle into the second fueling configuration, a second group of needles is opened along with the first group of needles opened at 706 .
Als weiteres Beispiel umfasst bei 718 in einigen Ausführungsformen (z.B. Ausführungsformen, für die Schritt 708 durchgeführt wurde) der mindestens eine Aktuator eine erste Spule und eine zweite Spule, die um eine gemeinsame Nadel angeordnet sind. Das Bewegen der mindestens einen Nadel in die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration umfasst das Aktivieren der zweiten Spule zusammen mit der ersten Spule, um die gemeinsame Nadel in die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu bringen. Es sei darauf hingewiesen, dass in einigen Ausführungsformen die erste Spule deaktiviert und die zweite Spule aktiviert werden kann, um die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration bereitzustellen.As another example, at 718 in some embodiments (e.g., embodiments for which step 708 was performed), the at least one actuator includes a first coil and a second coil disposed about a common needle. Moving the at least one needle to the second fueling configuration includes activating the second spool along with the first spool to place the common needle to the second fueling configuration. It should be noted that in some embodiments the first spool may be deactivated and the second spool activated to provide the second fueling configuration.
Als ein weiteres Beispiel umfasst bei 720 in einigen Ausführungsformen (z.B. Ausführungsformen, für die Schritt 710 durchgeführt wurde) die mindestens eine Nadel eine äußere Nadel und eine innere Nadel, wobei die innere Nadel beweglich in der äußeren Nadel angeordnet ist (z.B. ist zumindest ein Teil der inneren Nadel radial von der äußeren Nadel umgeben). Das Bewegen der mindestens einen Nadel in die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration beinhaltet das Öffnen sowohl der inneren Nadel als auch der äußeren Nadel (z.B. Öffnen der äußeren Nadel mit einer zweiten Solenoidspule, während die innere Nadel ab Schritt 710 offen bleibt). Es sei angemerkt, dass in alternativen Ausführungsformen nur eine Nadel geöffnet werden kann, um den zweiten Kraftstoffzufuhrzustand zu erreichen. Beispielsweise kann eine bei 710 geöffnete Nadel geschlossen und eine andere Nadel geöffnet werden (z.B. bei 710 wird eine innere Nadel geöffnet, während eine äußere Nadel geschlossen wird, und bei 720 wird eine äußere Nadel geöffnet, während eine innere Nadel geschlossen wird). In einigen Ausführungsformen können zwei Nadeln verwendet werden, um drei Konfigurationen bereitzustellen - eine Konfiguration, bei der nur eine erste der zwei Nadeln geöffnet ist, eine zweite Konfiguration, bei der nur eine zweite der zwei Nadeln geöffnet ist, und eine dritte Konfiguration, bei der beide Nadeln geöffnet sind. Es kann ferner angemerkt werden, dass, wenn zwei Nadeln geöffnet werden, sie nacheinander geöffnet werden können (z.B. eine erste Nadel geöffnet und dann eine zweite Nadel geöffnet, ohne zeitliche Überlappung des Öffnens der einzelnen Nadeln) oder können gleichzeitig oder gleichzeitig geöffnet werden (z.B. mit teilweiser oder vollständiger zeitlicher Überlappung des Öffnungszeitpunktes der einzelnen Nadeln).As another example, at 720 in some embodiments (e.g., embodiments for which step 710 was performed), the at least one needle includes an outer needle and an inner needle, wherein the inner needle is movably disposed within the outer needle (e.g., at least a portion is of the inner needle radially surrounded by the outer needle). Moving the at least one needle to the second fueling configuration includes opening both the inner needle and the outer needle (e.g., opening the outer needle with a second solenoid coil while leaving the inner needle open from step 710). It should be noted that in alternate embodiments, only one needle may be opened to achieve the second fueling condition. For example, a needle opened at 710 may be closed and another needle opened (e.g., at 710 an inner needle is opened while an outer needle is closed, and at 720 an outer needle is opened while an inner needle is closed). In some embodiments, two needles can be used to provide three configurations - a configuration in which only a first of the two needles is open, a second configuration in which only a second of the two needles is open, and a third configuration in which both needles are open. It may further be noted that when two pins are opened, they may be opened sequentially (e.g. a first pin opened and then a second pin opened without temporal overlap of the opening of the individual pins) or may be opened concurrently or concurrently (e.g. with partial or complete temporal overlap of the opening time of the individual needles).
Bei 722 wird Kraftstoff von der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration zugeführt. Kraftstoff kann nach der Zündung von der zweiten Kraftstofflieferkonfiguration zugeführt werden. Da die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration zusätzlich zur ersten Kraftstoffmenge eine zweite Kraftstoffmenge bereitstellt, wird bei 722 mehr Kraftstoff geliefert (und/oder eine Kraftstoffzufuhrrate wird erhöht) als bei 712. In einigen Ausführungsformen kann Kraftstoff gleichzeitig mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen zugeführt werden, die sich zu oder von einer Position der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration (z.B. während des Wechsels von der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration) und/oder an verschiedenen Positionen einer Reihe von Positionen der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration bewegen, beispielsweise um eine Einstellbarkeit bereitzustellen. Es sei darauf hingewiesen, dass in einigen Ausführungsformen die Bewegung zu oder von entweder der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration und/oder der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration in einer Reihe von Schritten oder, als ein anderes Beispiel, in einer Reihe diskreter Impulse erreicht werden kann. Es kann ferner angemerkt werden, dass der Kraftstoff in verschiedenen Ausführungsformen zu verschiedenen unterschiedlichen Zeiten flüssig und gasförmig sein kann und das Verfahren 700 verwendet werden kann, um die Ratenformung für jeden flüssigen und gasförmigen Betriebsmodus unterschiedlich zu steuern. Darüber hinaus kann angemerkt werden, dass in verschiedenen Ausführungsformen die Kraftstoffmenge, die bei einer oder mehreren Kraftstoffzufuhrkonfigurationen geliefert wird, modifiziert werden kann, indem eine Position einer oder mehrerer Nadeln eingestellt wird, während sie in der gegebenen Kraftstoffzufuhrkonfiguration ist. Dementsprechend können Anpassungen an der Kraftstoffmenge oder der Kraftstoffzufuhrrate gesteuert werden, um beispielsweise eine bessere Verbrennungsphasenlage zu erreichen, die Druckanstiegsrate unter Kontrolle zu halten und/oder die Gesamtmotorleistung und -emissionen zu optimieren.At 722, fuel is delivered from the second fueling configuration. Fuel may be delivered from the second fuel delivery configuration after ignition. Because the second fueling configuration provides a second amount of fuel in addition to the first amount of fuel, more fuel is delivered (and/or a fueling rate is increased) at 722 than at 712. In some embodiments, fuel may be delivered concurrently with one or more fuel injectors located at or from one position of the second fueling configuration (e.g., during transition from the first fueling configuration to the second fueling configuration) and/or at different positions of a series of positions of the second fueling configuration, for example to provide adjustability. It should be noted that in some embodiments, movement to or from either the first fueling configuration and/or the second fueling configuration may be accomplished in a series of steps or, as another example, in a series of discrete pulses. It may be further noted that in various embodiments, the fuel may be liquid and gaseous at various different times, and the
Bei 724 werden eine oder mehrere Eigenschaften oder Aspekte des Motorbetriebs unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren erfasst. In verschiedenen Ausführungsformen werden ein oder mehrere Parameter erfasst, um die Bewegung einer oder mehrerer Nadeln bei 704 und/oder 714 zu bestätigen, neu abzustimmen oder neu zu konfigurieren. Beispielsweise werden in einigen Ausführungsformen eine oder mehrere Eigenschaften eines Abgasstroms von dem Motor unter Verwendung eines Sensors erfasst. Eine Rückmeldung von dem Sensor kann beispielsweise verwendet werden, um die Bewegung der mindestens einen Nadel zu der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration und/oder der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu steuern. Beispielsweise basierend auf der einen oder den mehreren erfassten Eigenschaften (z.B. Druck/Temperatur/Strömung des Abgasstroms, Drehmoment, momentan erzeugte Leistung, Ausgabe des Klopfsensors, Bestandteile des Abgases (wie NOx, Sauerstoff, Ruß, Feinstaub, Kohlenwasserstoffe (unverbrannt oder teilweise verbrannt) oder dergleichen)) kann die Kraftstoffmenge, die bei einer oder mehreren Kraftstoffzufuhrkonfigurationen geliefert wird, angepasst werden (z.B. wie von mindestens einem Prozessor wie der Verarbeitungseinheit 120 bestimmt), um die Leistung zu verbessern. Es kann angemerkt werden, dass zusätzlich oder alternativ Bedingungen im Zylinder erfasst werden können, ein Aspekt des Betriebs einer oder mehrerer Kraftstoffeinspritzdüsen erfasst werden kann und/oder ein Aspekt des Betriebs eines Kraftstoffsystems erfasst werden kann. Beispielsweise können Parameter wie Kraftstoffverteilerrohrdruck und/oder Nadelhub erfasst werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann ein von der ECU empfohlener (oder von einer Kalibrierung befohlener) Parameterwert mit einem erfassten Parameterwert verglichen werden, und die Differenz kann verwendet werden, um Korrekturmaßnahmen für Bewegungen von Einspritzdüsennadeln anzutreiben.At 724, one or more characteristics or aspects of engine operation are sensed using one or more sensors. In According to various embodiments, one or more parameters are sensed to confirm, retune, or reconfigure movement of one or more needles at 704 and/or 714 . For example, in some embodiments, one or more characteristics of an exhaust flow from the engine are sensed using a sensor. For example, feedback from the sensor may be used to control movement of the at least one needle toward the first fueling configuration and/or the second fueling configuration. For example, based on the one or more sensed characteristics (e.g., pressure/temperature/flow of the exhaust stream, torque, instantaneous power generated, knock sensor output, constituents of the exhaust (such as NOx, oxygen, soot, particulate matter, hydrocarbons (unburned or partially burned)) or the like)) the amount of fuel delivered in one or more fueling configurations may be adjusted (eg, as determined by at least one processor such as processing unit 120) to improve performance. It may be noted that, additionally or alternatively, in-cylinder conditions may be sensed, an aspect of operation of one or more fuel injectors may be sensed, and/or an aspect of operation of a fuel system may be sensed. For example, parameters such as fuel rail pressure and/or needle lift may be sensed. In various embodiments, an ECU recommended (or calibration commanded) parameter value may be compared to a sensed parameter value and the difference may be used to drive corrective actions for injector needle movements.
Bei 726 wird bestimmt, ob der Motor für zusätzliche Verbrennungszyklen in Betrieb bleiben soll. Wenn dies der Fall ist, geht das Verfahren 700 zu 728 weiter, wo die Kraftstoffeinspritzanordnung (oder -anordnungen) des Motors in die geschlossene Position bewegt werden und die Düse (oder Düsen) der Kraftstoffeinspritzanordnungen beispielsweise geschlossen werden, nachdem eine gewünschte Gesamtmenge an Kraftstoff freigesetzt wurde, und während eines Auslassabschnitts eines Verbrennungszyklus. Wenn der Motor gestoppt werden soll, endet das Verfahren 700 bei 730.At 726, it is determined whether the engine should remain in operation for additional combustion cycles. If so,
In einigen Ausführungsformen können hierin offenbarte Kraftstoffeinspritzanordnungen in Verbindung mit Mehrkraftstoffsystemen (z.B. Systemen, die mehr als eine Kraftstoffart verwenden) verwendet werden. Beispielsweise kann ein Verbrennungsmotor ein Gemisch aus zwei Kraftstoffarten verwenden. Verschiedene hierin offenbarte Ausführungsformen sorgen für eine genaue Steuerung und/oder Änderung des Anteils von zwei oder mehr Kraftstoffen, die von einem Verbrennungsmotor verwendet werden. In some embodiments, fuel injector assemblies disclosed herein may be used in conjunction with multi-fuel systems (e.g., systems that use more than one type of fuel). For example, an internal combustion engine may use a mixture of two types of fuel. Various embodiments disclosed herein provide for precise control and/or alteration of the proportion of two or more fuels used by an internal combustion engine.
Beispielsweise ist
In dem in
Wie in
In dem in
Das dargestellte Beispiel von
Verschiedene unterschiedliche Anordnungen und Techniken zum Bereitstellen unterschiedlicher Kraftstoffzufuhrkonfigurationen, die von der ersten Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung von
Das zweite Kraftstoffzufuhrsystem kann im Allgemeinen ähnlich wie die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung angeordnet sein (z.B. einschließlich Aspekte, die in Verbindung mit den
Das abgebildete zweite Kraftstoffliefersystem beinhaltet eine zweite Düse 860, mindestens eine zweite Nadel 870 und mindestens einen zweiten Aktuator 880. Das beispielhafte zweite Kraftstoffzufuhrsystem umfasst eine einzelne zweite Düse, eine einzelne zweite Nadel und einen einzelnen zweiten Aktuator. Es sei darauf hingewiesen, dass in alternativen Ausführungsformen unterschiedliche Anzahlen von einer oder mehreren Komponenten verwendet werden können. Ferner sei angemerkt, dass, während die abgebildeten Injektoren Nadeln verwenden, in anderen Ausführungsformen ein Teller oder eine andere Vorrichtung verwendet werden kann, um ein Ventil zu öffnen und zu schließen.The second fuel delivery system depicted includes a
Die abgebildete zweite Düse beinhaltet mindestens einen zweiten Hohlraum 862 (einer ist in
Die zweite Nadel ist beweglich mit dem zweiten Hohlraum angeordnet. In
In verschiedenen Ausführungsformen wird das zweite Kraftstoffzufuhrsystem (z.B. Position der zweiten Nadel) in Verbindung mit der ersten Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung (z.B. Position der ersten Nadel) gesteuert, um gewünschte Mengen jeder Art von Kraftstoff im Verhältnis zueinander bereitzustellen, um eine gewünschte Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs zu erreichen (z.B. ein Kraftstoffgemisch, das einen gewünschten Prozentsatz des ersten Kraftstofftyps und einen gewünschten Prozentsatz des zweiten Kraftstofftyps enthält).In various embodiments, the second fuel delivery system (e.g., second needle position) is controlled in conjunction with the first fuel injector assembly (e.g., first needle position) to provide desired amounts of each type of fuel relative to one another to achieve a desired fuel mixture composition ( e.g., a fuel mixture containing a desired percentage of the first fuel type and a desired percentage of the second fuel type).
Dementsprechend wird, wie hierin erörtert, die Mehrkraftstoffeinspritzdüsenanordnung in verschiedenen Ausführungsformen gesteuert, um unterschiedliche Kraftstoffgemische bereitzustellen (z.B. Gemische, die unterschiedliche Mengen oder Anteile von zwei oder mehr Kraftstoffen enthalten). Zum Beispiel können, wie ebenfalls oben erörtert, die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung und das zweite Kraftstoffliefersystem gesteuert werden, um eine erste Kraftstoffgemischzusammensetzung bereitzustellen (darunter X % der ersten Kraftstoffart und (100-X) % der zweiten Kraftstoffart), und dann gesteuert (z.B. die ersten und zweiten Aktuatoren werden gesteuert, um die erste bzw. zweite Nadel zu bewegen), um eine zweite Kraftstoffgemischzusammensetzung bereitzustellen (die Y % der ersten Kraftstoffart und (100 - Y) % der zweiten Kraftstoffart enthält). Wie oben angegeben, liegen X und Y im Bereich von 0 bis 100 und sind voneinander verschieden.Accordingly, as discussed herein, in various embodiments, the multi-fuel injector assembly is controlled to provide different fuel mixtures (e.g., mixtures containing different amounts or proportions of two or more fuels). For example, as also discussed above, the first fuel injector assembly and the second fuel delivery system may be controlled to provide a first fuel mixture composition (including X% of the first fuel type and (100-X)% of the second fuel type), and then controlled (e.g., the first and second actuators are controlled to move the first and second needles, respectively) to provide a second fuel mixture composition (containing Y% of the first fuel type and (100-Y)% of the second fuel type). As indicated above, X and Y range from 0 to 100 and are different from each other.
Es sollte beachtet werden, dass in verschiedenen Ausführungsformen X oder Y 0 oder 100 sein können. Eines von der ersten Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung oder dem zweiten Kraftstoffzufuhrsystem kann in der geschlossenen Position platziert werden, um eine Strömung (oder 0 %) einer gegebenen Kraftstoffart für verschiedene Kraftstoffzufuhrkonfigurationen zu verhindern. Beispielsweise kann die Zusammensetzung des ersten Kraftstoffgemischs zu 100 % aus der ersten Kraftstoffart bestehen, wobei sich das zweite Kraftstoffzufuhrsystem in der geschlossenen Position des zweiten Kraftstoffzufuhrsystems befindet, wenn sich die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung in der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration befindet, die der ersten Kraftstoffgemischzusammensetzung entspricht. In ähnlicher Weise kann die Zusammensetzung des zweiten Kraftstoffgemischs 100 % des zweiten Kraftstofftyps enthalten, wenn sich die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung in der geschlossenen Position befindet, wenn sich die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung in der zweiten Kraftstoffversorgungskonfiguration befindet, die der zweiten Kraftstoffgemischzusammensetzung entspricht. Anders ausgedrückt, die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration der ersten Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung kann die geschlossene Position sein, wenn die Zusammensetzung des zweiten Kraftstoffgemischs zu 100 % aus der zweiten Kraftstoffart besteht. Es kann ferner angemerkt werden, dass die Mehrkraftstoffeinspritzdüsenanordnung mehrere Kraftstoffzufuhrkonfigurationen aufweisen kann, wobei sich die zweite Nadel jeweils in der geschlossenen Position befindet, wobei die Zusammensetzung jeweils zu 100 % aus der ersten Kraftstoffart besteht, und nur die Gesamtmenge (oder -rate) des zugeführten ersten Kraftstoffs zwischen den Konfigurationen basierend auf der Position der mindestens einen ersten Nadel der ersten Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung variiert. In ähnlicher Weise kann die Mehrkraftstoffeinspritzdüsenanordnung mehrere Kraftstoffzufuhrkonfigurationen aufweisen, bei denen sich die erste Nadel für jede in der geschlossenen Position befindet, wobei die Zusammensetzung für jede zu 100 % aus der zweiten Kraftstoffart besteht, und nur die Gesamtmenge (oder Rate) des zugeführten zweiten Kraftstoffs zwischen den Konfigurationen basierend auf der Position der mindestens einen zweiten Nadel des zweiten Kraftstoffzufuhrsystems variiert. Bei anderen Kraftstoffzufuhrkonfigurationen sind sowohl die erste Nadel als auch die zweite Nadel von ihren geschlossenen Positionen entfernt, und es wird eine von Null verschiedene Menge jeder Kraftstoffart geliefert. Die bestimmte gewählte Kraftstoffgemischzusammensetzung kann basierend auf der gewünschten Motorleistung (z.B. kann die Zusammensetzung des Kraftstoffgemischs basierend auf der Motordrehzahl und/oder der Motorleistung variiert werden) und/oder verfügbaren Kraftstoffmengen ausgewählt werden.It should be noted that X or Y can be 0 or 100 in various embodiments. One of the first fuel injector assembly or the second fuel delivery system may be placed in the closed position to provide flow (or 0%) flow different fuel type for different fuel delivery configurations. For example, the composition of the first fuel mixture may be 100% of the first fuel type, with the second fuel delivery system being in the second fuel delivery system closed position when the first fuel injector assembly is in the first fuel delivery configuration corresponding to the first fuel mixture composition. Similarly, the composition of the second fuel mixture may include 100% of the second fuel type when the first fuel injector assembly is in the closed position when the first fuel injector assembly is in the second fueling configuration corresponding to the second fuel mixture composition. In other words, the second fueling configuration of the first fuel injector assembly may be the closed position when the composition of the second fuel mixture is 100% the second fuel type. It may further be noted that the multiple fuel injector assembly may have multiple fuel delivery configurations, each with the second needle in the closed position, each composition being 100% the first fuel type, and only the total amount (or rate) of that delivered first fuel varies between the configurations based on the position of the at least one first needle of the first fuel injector assembly. Similarly, the multiple fuel injector assembly may have multiple fuel delivery configurations with the first needle in the closed position for each, the composition for each being 100% the second fuel type, and only the total amount (or rate) of the second fuel delivered varies between the configurations based on the position of the at least one second needle of the second fuel delivery system. In other fuel delivery configurations, both the first needle and the second needle are removed from their closed positions and a non-zero amount of each fuel type is delivered. The particular fuel mixture composition selected may be selected based on desired engine performance (eg, fuel mixture composition may be varied based on engine speed and/or engine power) and/or available fuel amounts.
In einigen Ausführungsformen kann die erste Kraftstoffart verwendet werden, um die Zündung zu erleichtern. In einigen Ausführungsformen ist der erste Kraftstofftyp Dieselkraftstoff. Ferner umfasst in einigen Ausführungsformen die zweite Kraftstoffart mindestens eines von Wasserstoff, Ethanol, Methanol, Benzin, Diesel, Ammoniak, Erdgas oder Methan.In some embodiments, the first fuel type may be used to facilitate ignition. In some embodiments, the first fuel type is diesel fuel. Further, in some embodiments, the second fuel type includes at least one of hydrogen, ethanol, methanol, gasoline, diesel, ammonia, natural gas, or methane.
Wie oben erörtert, liefern in einigen Ausführungsformen sowohl die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung als auch das zweite Kraftstoffzufuhrsystem Kraftstoff direkt an einen Zylinder. In anderen Ausführungsformen liefern eine oder beide Kraftstoffeinspritzanordnungen Kraftstoff indirekt an einen Zylinder (z.B. über eine Einlassanordnung).
Wie in
Wie in
Bei 1002 wird der Motor gestartet. Bei 1004 wird mindestens eine erste Nadel von einer geschlossenen Position in eine erste Kraftstoffzufuhrkonfiguration bewegt, die einer ersten Kraftstoffgemischzusammensetzung entspricht. Die mindestens eine erste Nadel wird mit mindestens einem ersten Aktuator der ersten Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung bewegt und innerhalb mindestens eines Hohlraums einer ersten Düse bewegt. Die Bewegung der mindestens einen ersten Nadel zu der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration erleichtert die Zufuhr einer ersten Menge der ersten Kraftstoffart durch erste Öffnungen der ersten Düse zu dem Zylinder. Wenn sich die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung in der geschlossenen Position befindet, wird Fluid daran gehindert, durch die ersten Öffnungen zu strömen.At 1002 the engine is started. At 1004, at least a first needle is moved from a closed position to a first fueling configuration corresponding to a first fuel mixture composition. The at least one first needle is moved with at least one first actuator of the first fuel injector assembly and is moved within at least one cavity of a first nozzle. Movement of the at least one first needle to the first fuel delivery configuration facilitates delivery of a first quantity of the first fuel type through first openings of the first nozzle to the cylinder. When the first fuel injector assembly is in the closed position, fluid is restricted from flowing through the first openings.
Zur oder etwa zur gleichen Zeit wie die Bewegung der mindestens einen ersten Nadel zu der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration wird bei 1006 das zweite Kraftstoffzufuhrsystem gesteuert (z.B. wird eine Nadel einer Kraftstoffeinspritzdüse betätigt), um eine erste Menge des zweiten Kraftstofftyps bereitzustellen, die der ersten Kraftstoffgemischzusammensetzung entspricht, wenn sich die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung in der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration befindet. Mindestens ein zweiter Aktuator kann beispielsweise mindestens eine zweite Nadel des zweiten Kraftstoffliefersystems bewegen. Dementsprechend können in einigen Ausführungsformen die Aktuatoren der ersten und zweiten Kraftstoffeinspritzanordnung verwendet werden, um entsprechende Nadeln zu bewegen, um eine gewünschte Menge von jeder der ersten und zweiten Kraftstoffarten bereitzustellen, um eine gewünschte oder angestrebte Kraftstoffmischungszusammensetzung bereitzustellen, die einen gewünschten Anteil oder Anteil jeder Kraftstoffart aufweist. Als weiteres Beispiel können ein Vergaser, ein Ventil mit variablem Durchfluss und/oder ein Druck, die dem zweiten Kraftstoffliefersystem zugeordnet sind, angepasst werden, um eine andere Menge der zweiten Kraftstoffart bereitzustellen.At or about the same time as the movement of the at least one first needle to the first fuel delivery configuration, the second fuel delivery system is controlled (e.g., a needle of a fuel injector is actuated) at 1006 to provide a first quantity of the second fuel type corresponding to the first fuel mixture composition. when the first fuel injector assembly is in the first fueling configuration. For example, at least one second actuator may move at least a second needle of the second fuel delivery system. Accordingly, in some embodiments, the actuators of the first and second fuel injector assemblies can be used to move respective needles to provide a desired amount of each of the first and second fuel types to provide a desired or target fuel mixture composition having a desired proportion or proportion of each fuel type having. As another example, a carburetor, variable flow valve, and/or pressure supplied to the second fuel delivery system are arranged to be adjusted to provide a different quantity of the second type of fuel.
Bei 1008 wird die mindestens eine erste Nadel mit dem mindestens einen ersten Aktuator innerhalb des mindestens einen ersten Hohlraums von der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration zu einer zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration bewegt. Die zweite Kraftstoffzufuhrkonfiguration entspricht einer zweiten Kraftstoffgemischzusammensetzung, um eine zweite Kraftstoffmenge durch die ersten Öffnungen zu liefern. Beispielsweise kann die mindestens eine erste Nadel bewegt werden, um die erste Kraftstoffart mit einer niedrigeren Rate in der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration relativ zu der ersten Kraftstoffzufuhrkonfiguration bereitzustellen. Wenn zum Beispiel die erste Kraftstoffart zur Zündung verwendet wird, kann während einer anfänglichen Aufwärmphase eine größere relative Menge der ersten Kraftstoffart verwendet werden oder es kann eine größere relative Menge des ersten Kraftstofftyps während eines Teils des Motorzyklus verwendet werden, der der Zündung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Zylinder entspricht.At 1008, the at least one first needle is moved with the at least one first actuator within the at least one first cavity from the first fueling configuration to a second fueling configuration. The second fueling configuration corresponds to a second fuel mixture composition to deliver a second amount of fuel through the first openings. For example, the at least one first needle may be moved to provide the first fuel type at a lower rate in the second fueling configuration relative to the first fueling configuration. For example, if the first fuel type is used for ignition, a greater relative amount of the first fuel type may be used during an initial warm-up period, or a greater relative amount of the first fuel type may be used during a portion of the engine cycle associated with the ignition of a fuel-air -Mixture in the cylinder corresponds.
Zu oder etwa zur gleichen Zeit wie die Bewegung der mindestens einen ersten Nadel zu der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration der ersten Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung wird bei 1010 das zweite Kraftstoffzufuhrsystem gesteuert, um eine zweite Menge des zweiten Kraftstofftyps bereitzustellen, die der zweiten Kraftstoffgemischzusammensetzung entspricht, wenn sich die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung in der zweiten Kraftstoffzufuhrkonfiguration befindet. Dementsprechend kann der Prozentsatz oder Anteil jeder Kraftstoffart in einem Kraftstoffgemisch genau und zuverlässig variiert werden, um unterschiedliche gewünschte Leistungsmerkmale und/oder unterschiedliche Mengen an verfügbarem Kraftstoff zu berücksichtigen.At or about the same time as the movement of the at least one first needle to the second fueling configuration of the first fuel injector assembly, at 1010 the second fueling system is controlled to provide a second quantity of the second fuel type corresponding to the second fuel mixture composition when the first fuel injector assembly is in the second fueling configuration. Accordingly, the percentage or proportion of each fuel type in a fuel mixture can be accurately and reliably varied to accommodate different desired performance characteristics and/or different amounts of fuel available.
In einigen Ausführungsformen können die erste Kraftstoffart und die zweite Kraftstoffart anfänglich an unterschiedliche Teile eines Motors geliefert werden, bevor sie sich in der Verbrennungskammer eines Zylinders mischen. Beispielsweise wird in der veranschaulichten Ausführungsform die erste Kraftstoffart über die erste Kraftstoffeinspritzdüsenanordnung direkt dem Zylinder zugeführt, und die zweite Kraftstoffart wird über das zweite Kraftstoffzufuhrsystem einer Einlassanordnung zugeführt.In some embodiments, the first fuel type and the second fuel type may be initially delivered to different parts of an engine before mixing in a combustion chamber of a cylinder. For example, in the illustrated embodiment, the first fuel type is delivered directly to the cylinder via the first fuel injector assembly and the second fuel type is delivered to an intake assembly via the second fuel delivery system.
Wie hier verwendet, ist eine Struktur, Begrenzung oder ein Element, das „konfiguriert ist“, um eine Aufgabe oder einen Vorgang auszuführen, insbesondere strukturell geformt, konstruiert oder angepasst in einer Weise, die der Aufgabe oder dem Vorgang entspricht. Aus Gründen der Klarheit und zur Vermeidung von Zweifeln ist ein Objekt, das lediglich modifiziert werden kann, um die Aufgabe oder den Vorgang auszuführen, nicht „konfiguriert“, um die Aufgabe oder den Vorgang wie hierin verwendet auszuführen. Stattdessen bezeichnet die Verwendung von „konfiguriert für“, wie hierin verwendet, strukturelle Anpassungen oder Eigenschaften und bezeichnet strukturelle Anforderungen jeder Struktur, Einschränkung oder jedes Elements, das als „konfiguriert“ beschrieben wird, um die Aufgabe oder Operation auszuführen. Beispielsweise kann eine Verarbeitungseinheit, ein Prozessor oder ein Computer, der „konfiguriert“ ist, um eine Aufgabe oder einen Vorgang auszuführen, so verstanden werden, dass er besonders strukturiert ist, um die Aufgabe oder den Vorgang auszuführen (z.B. mit einem oder mehreren darauf gespeicherten oder in Verbindung damit verwendeten Programmen oder Anweisungen, die darauf zugeschnitten sind oder dazu bestimmt sind, die Aufgabe oder Operation auszuführen, und/oder mit einer Anordnung von Verarbeitungsschaltkreisen, die darauf zugeschnitten oder beabsichtigt sind, die Aufgabe oder Operation auszuführen). Aus Gründen der Klarheit und zur Vermeidung von Zweifeln ist ein Allzweckcomputer (der bei entsprechender Programmierung „konfiguriert“ werden kann, um die Aufgabe oder Operation auszuführen) nicht „konfiguriert“, um eine Aufgabe oder einen Vorgang auszuführen, es sei denn, oder bis er speziell programmiert oder strukturell modifiziert wurde, um die Aufgabe oder den Vorgang auszuführen.As used herein, a structure, boundary, or element that is "configured" to perform a task or operation is specifically structurally shaped, constructed, or adapted in a manner consistent with the task or operation. For the sake of clarity and for the avoidance of doubt, an object that can only be modified to perform the task or operation is not "configured" to perform the task or operation as used herein. Instead, as used herein, the use of "configured for" denotes structural adjustments or properties and denotes structural requirements of any structure, constraint or element described as "configured" to perform the task or operation. For example, a processing unit, processor, or computer that is "configured" to perform a task or operation may be understood to be particularly structured to perform the task or operation (e.g., having one or more stored thereon or any programs or instructions used in connection therewith that are tailored or intended to perform the task or operation and/or with an arrangement of processing circuitry that is tailored or intended to perform the task or operation). For the sake of clarity and for the avoidance of doubt, a general purpose computer (which, if appropriately programmed, can be "configured" to perform the task or operation) is not "configured" to perform any task or operation unless, or until, it specially programmed or structurally modified to perform the task or operation.
Es sollte beachtet werden, dass die spezielle Anordnung von Komponenten (z.B. die Anzahl, Arten, Platzierung oder dergleichen) der dargestellten Ausführungsformen in verschiedenen alternativen Ausführungsformen modifiziert werden kann. Beispielsweise können in verschiedenen Ausführungsformen unterschiedliche Anzahlen eines bestimmten Moduls oder einer bestimmten Einheit verwendet werden, ein anderer Typ oder verschiedene Typen eines bestimmten Moduls oder einer bestimmten Einheit können verwendet werden, eine Reihe von Modulen oder Einheiten (oder Aspekte davon) können kombiniert werden, ein bestimmtes Modul oder eine bestimmte Einheit kann in mehrere Module (oder Untermodule) oder Einheiten (oder Untereinheiten) unterteilt werden, ein oder mehrere Aspekte eines oder mehrerer Module können von Modulen gemeinsam genutzt werden, ein bestimmtes Modul oder eine bestimmte Einheit kann hinzugefügt werden oder ein bestimmtes Modul oder eine bestimmte Einheit kann weggelassen werden.It should be noted that the specific arrangement of components (e.g., number, types, placement, or the like) of the illustrated embodiments may be modified in various alternative embodiments. For example, different numbers of a particular module or unit may be used in different embodiments, a different type or types of a particular module or unit may be used, a number of modules or units (or aspects thereof) may be combined, a a specific module or unit may be divided into multiple modules (or sub-modules) or units (or sub-units), one or more aspects of one or more modules may be shared between modules, a specific module or unit may be added or a particular module or unit may be omitted.
Es sei darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Ausführungsformen in Hardware, Software oder einer Kombination davon implementiert werden können. Die verschiedenen Ausführungsformen und/oder Komponenten, zum Beispiel die Module oder Komponenten und Steuerungen darin, können auch als Teil eines oder mehrerer Computer oder Prozessoren implementiert werden. Der Computer oder Prozessor kann beispielsweise ein Computergerät, ein Eingabegerät, eine Anzeigeeinheit und eine Schnittstelle zum Zugreifen auf das Internet umfassen. Der Computer oder Prozessor kann einen Mikroprozessor umfassen. Der Mikroprozessor kann mit einem Kommunikationsbus verbunden sein. Der Computer oder Prozessor kann auch einen Speicher enthalten. Der Speicher kann einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und einen Nur-Lese-Speicher (ROM) umfassen. Der Computer oder Prozessor kann ferner ein Speichergerät enthalten, das ein Festplattenlaufwerk oder ein entfernbares Speicherlaufwerk wie etwa ein Solid-State-Laufwerk, ein optisches Laufwerk und dergleichen sein kann. Die Speichervorrichtung kann auch ein anderes ähnliches Mittel zum Laden von Computerprogrammen oder anderen Anweisungen in den Computer oder Prozessor sein.It should be noted that the various embodiments can be implemented in hardware, software, or a combination thereof. The various embodiments and/or components, for example the modules or components and controllers therein, may also be part of one or more computers or processors are implemented. The computer or processor may include, for example, a computing device, an input device, a display unit, and an interface for accessing the Internet. The computer or processor may include a microprocessor. The microprocessor can be connected to a communication bus. The computer or processor may also include memory. The memory may include random access memory (RAM) and read only memory (ROM). The computer or processor may further include a storage device, which may be a hard disk drive or a removable storage drive such as a solid state drive, optical drive, and the like. The storage device can also be another similar means for loading computer programs or other instructions into the computer or processor.
Wie hierin verwendet, können die Begriffe „Computer“, „Steuerung“ und „Modul“ jeweils jedes prozessorbasierte oder mikroprozessorbasierte System umfassen, einschließlich Systeme, die Mikrocontroller verwenden, Computer mit reduziertem Befehlssatz (RISC), anwendungsspezifischer integrierten Schaltungen (ASICs), Logikschaltungen, GPUs, FPGAs und anderer Schaltungen oder Prozessoren, die in der Lage sind, die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen. Die obigen Beispiele sind nur beispielhaft und sollen daher die Definition und/oder Bedeutung des Begriffs „Modul“ oder „Computer“ in keiner Weise einschränken.As used herein, the terms "computer", "controller" and "module" can each include any processor-based or microprocessor-based system, including systems that use microcontrollers, reduced instruction set computers (RISCs), application specific integrated circuits (ASICs), logic circuits, GPUs, FPGAs and other circuits or processors capable of performing the functions described herein. The above examples are exemplary only and are therefore not intended to limit the definition and/or meaning of the term "module" or "computer" in any way.
Der Computer, das Modul oder der Prozessor führt einen Satz von Anweisungen aus, die in einem oder mehreren Speicherelementen gespeichert sind, um Eingabedaten zu verarbeiten. Die Speicherelemente können nach Wunsch oder Bedarf auch Daten oder andere Informationen speichern. Das Speicherelement kann in Form einer Informationsquelle oder eines physikalischen Speicherelements innerhalb einer Verarbeitungsmaschine vorliegen.The computer, module, or processor executes a set of instructions stored in one or more memory elements to process input data. The storage elements can also store data or other information as desired or needed. The storage element may be in the form of an information source or a physical storage element within a processing machine.
Der Satz von Anweisungen kann verschiedene Befehle umfassen, die den Computer, das Modul oder den Prozessor als eine Verarbeitungsmaschine anweisen, bestimmte Operationen durchzuführen, wie beispielsweise die Verfahren und Prozesse der verschiedenen hierin beschriebenen und/oder veranschaulichten Ausführungsformen. Der Befehlssatz kann in Form eines Softwareprogramms vorliegen. Die Software kann in verschiedenen Formen wie Systemsoftware oder Anwendungssoftware vorliegen und kann als materielles und nicht flüchtiges computerlesbares Medium verkörpert sein. Ferner kann die Software in Form einer Sammlung separater Programme oder Module, eines Programmmoduls innerhalb eines größeren Programms oder eines Teils eines Programmmoduls vorliegen. Die Software kann auch eine modulare Programmierung in Form einer objektorientierten Programmierung beinhalten. Die Verarbeitung von Eingabedaten durch die Verarbeitungsmaschine kann als Reaktion auf Bedienerbefehle oder als Reaktion auf Ergebnisse einer vorherigen Verarbeitung oder als Reaktion auf eine von einer anderen Verarbeitungsmaschine gestellte Anforderung erfolgen.The set of instructions may include various instructions that direct the computer, module, or processor as a processing engine to perform particular operations, such as the methods and processes of the various embodiments described and/or illustrated herein. The instruction set can be in the form of a software program. The software may be in various forms such as system software or application software, and may be embodied in tangible and non-transitory computer-readable media. Furthermore, the software may be in the form of a collection of separate programs or modules, a program module within a larger program, or a portion of a program module. The software may also include modular programming in the form of object-oriented programming. The processing engine may process input data in response to operator commands, or in response to results of previous processing, or in response to a request from another processing engine.
Wie hierin verwendet, sind die Begriffe „Software“ und „Firmware“ austauschbar und umfassen jedes Computerprogramm, das in einem Speicher zur Ausführung durch einen Computer gespeichert ist, einschließlich RAM-Speicher, ROM-Speicher, EPROM-Speicher, EEPROM-Speicher und nichtflüchtiger RAM(NVRAM)-Speicher. Die obigen Speichertypen sind nur beispielhaft und schränken daher die Speichertypen, die zum Speichern eines Computerprogramms verwendbar sind, nicht ein. Die einzelnen Komponenten der verschiedenen Ausführungsformen können virtualisiert und von einer Rechenumgebung vom Cloud-Typ gehostet werden, um beispielsweise eine dynamische Zuweisung von Rechenleistung zu ermöglichen, ohne dass der Benutzer Angaben zum Standort, zur Konfiguration und/oder zur spezifischen Hardware des Computersystems machen muss.As used herein, the terms "software" and "firmware" are interchangeable and include any computer program stored in memory for execution by a computer, including RAM memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, and non-volatile memory RAM (NVRAM) memory. The above memory types are only exemplary and therefore do not limit the memory types that can be used to store a computer program. The individual components of the various embodiments may be virtualized and hosted by a cloud-type computing environment, for example, to enable dynamic allocation of computing power without user input to the computer system's location, configuration, and/or specific hardware.
Es versteht sich, dass die obige Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Beispielsweise können die oben beschriebenen Ausführungsformen (und/oder Aspekte davon) in Kombination miteinander verwendet werden. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem Umfang abzuweichen. Abmessungen, Materialtypen, Ausrichtungen der verschiedenen Komponenten und die Anzahl und Positionen der verschiedenen hierin beschriebenen Komponenten sollen Parameter bestimmter Ausführungsformen definieren und sind keineswegs einschränkend und lediglich beispielhafte Ausführungsformen. Viele andere Ausführungsformen und Modifikationen innerhalb des Gedankens und Umfangs der Ansprüche werden Fachleuten beim Lesen der obigen Beschreibung offensichtlich sein. Der Umfang der Erfindung sollte daher unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente, auf die solche Ansprüche Anspruch haben. In den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „einschließlich“ und „in denen“ als die Klartext-Äquivalente der jeweiligen Begriffe „umfassend“ und „wobei“ verwendet. Darüber hinaus werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erster“, „zweiter“ und „dritter“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen ihren Objekten keine numerischen Anforderungen auferlegen. Ferner sind die Beschränkungen der folgenden Ansprüche nicht im Mittel-plus-Funktion-Format geschrieben und sollen nicht auf der Grundlage von 35 U.S.C. § 112(f) interpretiert werden, es sei denn und bis solche Anspruchsbeschränkungen ausdrücklich den Ausdruck „Mittel für“ gefolgt von einer Funktionserklärung ohne weitere Struktur verwenden.It is to be understood that the above description is intended to be illustrative and not restrictive. For example, the embodiments described above (and/or aspects thereof) may be used in combination with one another. In addition, many modifications can be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention without departing from the scope thereof. Dimensions, material types, orientations of the various components, and the number and locations of the various components described herein are intended to define parameters of particular embodiments and are in no way limiting and merely exemplary embodiments. Many other embodiments and modifications within the spirit and scope of the claims will become apparent to those skilled in the art upon reading the above description. The scope of the invention should, therefore, be determined with reference to the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. In the appended claims, the terms "including" and "in which" are used as the plain language equivalents of the respective terms "comprising" and "wherein". Furthermore, in the following claims, the terms "first,""second," and "third," etc. are used as labels only and are not intended to impose any numerical requirements on their objects. Furthermore, the Limitations of the following claims are not written in means-plus-function format and are not to be interpreted on the basis of 35 USC §112(f) unless and until such claim limitations expressly include the phrase "means for" followed by a statement of function without use more structure.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die verschiedenen Ausführungsformen zu offenbaren, und um es auch einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die verschiedenen Ausführungsformen zu praktizieren, einschließlich der Herstellung und Verwendung beliebiger Vorrichtungen oder Systeme und der Durchführung beliebiger integrierter Verfahren. Der patentierbare Umfang der verschiedenen Ausführungsformen wird durch die Ansprüche definiert und kann andere Beispiele umfassen, die Fachleuten einfallen. Solche anderen Beispiele sollen im Umfang der Ansprüche liegen, wenn die Beispiele Strukturelemente aufweisen, die sich nicht von der wörtlichen Sprache der Ansprüche unterscheiden, oder die Beispiele äquivalente Strukturelemente mit unwesentlichen Abweichungen von der wörtlichen Sprache der Ansprüche enthalten.This written description uses examples to disclose the various embodiments and also to enable any person of ordinary skill in the art to practice the various embodiments, including making and using any devices or systems and performing any integrated methods. The patentable scope of the various embodiments is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims if the examples have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or the examples include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal language of the claims.
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2022
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