EA041377B1 - METHOD AND SYSTEMS FOR FUEL INJECTION CONTROL IN AN ENGINE WITH A COMMON HIGH PRESSURE RAIL - Google Patents

METHOD AND SYSTEMS FOR FUEL INJECTION CONTROL IN AN ENGINE WITH A COMMON HIGH PRESSURE RAIL Download PDF

Info

Publication number
EA041377B1
EA041377B1 EA202090311 EA041377B1 EA 041377 B1 EA041377 B1 EA 041377B1 EA 202090311 EA202090311 EA 202090311 EA 041377 B1 EA041377 B1 EA 041377B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fuel
pressure
injector
engine
injection
Prior art date
Application number
EA202090311
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Майкл Мангус
Линдси Додис
Пизей Лойте
Люк Генри
Джеймс Мишлер
Original Assignee
ТРАНСПОРТЕЙШН АйПи ХОЛДИНГС
Ллс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ТРАНСПОРТЕЙШН АйПи ХОЛДИНГС, Ллс filed Critical ТРАНСПОРТЕЙШН АйПи ХОЛДИНГС
Publication of EA041377B1 publication Critical patent/EA041377B1/en

Links

Description

Уровень техникиState of the art

Область техникиTechnical field

Варианты выполнения описанного в данном документе изобретения относятся к способам и системам для управления топливной системой с общей рампой высокого давления в двигателе.Embodiments of the invention described herein relate to methods and systems for controlling a high pressure common rail fuel system in an engine.

Описание уровня техникиDescription of the prior art

Транспортные средства, например рельсовые транспортные средства, содержат источники энергии, такие как дизельные двигатели или двухтопливные двигатели, в которых используется как дизельное топливо, так и топливо другого типа, например природный газ. В некоторых транспортных средствах дизельное топливо подают в дизельный или двухтопливный двигатель с помощью системы с общей топливной рампой. В такой системе топливные инжекторы выполнены с возможностью впрыска топлива (например, дизельного топлива) из общей топливной рампы в цилиндры двигателя для сгорания. В некоторых двигательных системах может использоваться инжекторная карта, хранящаяся в памяти контроллера, для определения выходного значения для запуска топливных инжекторов. В одном примере выходное значение для запуска топливных инжекторов может содержать время запуска инжектора и/или количество времени, в течение которого инжекторы впрыскивают топливо в цилиндры двигателя. Инжекторная карта может содержать таблицу данных о запуске инжекторов, в которой каждое значение времени запуска инжектора соответствует значению давления в топливной рампе и топливному значению или количеству топлива, впрыскиваемого за один ход топливного инжектора. Таким образом, используя инжекторную карту, контроллер двигателя выводит время запуска инжектора для заданного топливного значения и измеренного давления в топливной рампе. Далее впрыск топлива может быть отрегулирован на основании определенного времени запуска инжектора для подачи необходимого количества топлива в цилиндры двигателя.Vehicles, such as rail vehicles, contain power sources such as diesel engines or dual-fuel engines that use both diesel fuel and another type of fuel, such as natural gas. In some vehicles, diesel fuel is supplied to a diesel or dual-fuel engine using a common rail system. In such a system, the fuel injectors are configured to inject fuel (eg diesel fuel) from a common fuel rail into the engine cylinders for combustion. Some engine systems may use an injector map stored in the controller's memory to determine the output value for firing the fuel injectors. In one example, the output value for starting the fuel injectors may comprise the start time of the injector and/or the amount of time the injectors inject fuel into the engine's cylinders. The injector map may include a table of injector start data, in which each injector start time value corresponds to a fuel rail pressure value and a fuel value or amount of fuel injected per stroke of the fuel injector. Thus, using the injector map, the engine controller outputs the injector start time for the fuel setpoint and the measured fuel rail pressure. Further, the fuel injection can be adjusted based on the determined start time of the injector to supply the required amount of fuel to the engine cylinders.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В одном варианте выполнения машиночитаемый носитель информации с памятью содержит: данные о запуске топливного инжектора, проиндексированные в памяти согласно двум входным параметрам, инструкции для определения модифицированной разности давлений в сопловом отверстии топливного инжектора на основании определенных значений давления выше и ниже по потоку от указанного соплового отверстия, скорости двигателя, режима впрыска и функции модифицированной разности давлений, а также инструкции для генерирования выходного значения для запуска топливных инжекторов путем интерполяции индексированных данных о запуске топливного инжектора, используя значение модифицированной разности давлений в качестве первого из указанных двух входных параметров.In one embodiment, a computer-readable memory storage medium comprises: fuel injector start data indexed in memory according to two input parameters, instructions for determining a modified fuel injector nozzle orifice pressure difference based on determined pressure values upstream and downstream of said nozzle orifice , engine speed, injection mode, and modified differential pressure function, as well as instructions for generating an output value for firing fuel injectors by interpolating indexed fuel injector firing data using the modified differential pressure value as the first of the two input parameters.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 изображает схему системы с общей топливной рампой согласно одному варианту выполнения данного изобретения.Fig. 1 is a diagram of a common rail system according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 2 изображает схему примера выполнения цилиндра многотопливного двигателя согласно одному варианту выполнения данного изобретения.Fig. 2 is a diagram of an exemplary multi-fuel engine cylinder according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 3 изображает таблицы для топливных инжекторов согласно одному варианту выполнения данного изобретения.Fig. 3 shows tables for fuel injectors according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 4-9 изображают графики зависимостей между значениями давления выше и ниже по потоку от соплового отверстия топливного инжектора и временем или углом поворота коленвала за цикл цилиндра для разных условий работы двигателя согласно одному варианту выполнения данного изобретения.Fig. 4-9 are graphs of pressures upstream and downstream of the fuel injector nozzle and time or crank angle per cylinder cycle for various engine operating conditions according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 10 иллюстрирует способ регулирования впрыска топлива в двигатель на основании времени запуска инжекторов согласно одному варианту выполнения данного изобретения.Fig. 10 illustrates a method for controlling fuel injection into an engine based on the start time of the injectors according to one embodiment of the present invention.

Подробное описаниеDetailed description

Следующее описание относится к различным вариантам выполнения для индексирования инжекторной карты и соответственно управления впрыском топлива в двигатель. Количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр двигателя посредством топливного инжектора, может быть выбрано на основании давления в топливной рампе и времени запуска инжектора (например, на величине времени, в течение которого инжектор впрыскивает топливо). Кроме того, данные о впрыске топлива для управления впрыском топлива могут быть сохранены в памяти контроллера двигателя. Например, данные о впрыске топлива могут содержать значения времени запуска впрыска топлива для различных топливных значений и значений давления в топливной рампе. Другими словами, данные о запуске впрыска топлива могут быть проиндексированы по давлению в топливной рампе и по топливному значению. Затем с помощью контроллера двигателя может быть определено время запуска впрыска топлива путем интерполяции данных инжекторной таблицы на основании определенного давления в топливной рампе (например, измеренного давления) и требуемого топливного значения. Таким образом, топливные инжекторы могут быть активированы исходя из полученного времени запуска для подачи требуемого количества топлива при заданном давлении в топливной рампе.The following description refers to various embodiments for indexing an injection map and, accordingly, controlling fuel injection into an engine. The amount of fuel injected into the engine cylinder by the fuel injector may be selected based on the pressure in the fuel rail and the start time of the injector (eg, the amount of time the injector injects fuel). In addition, fuel injection data for fuel injection control may be stored in the memory of the engine controller. For example, the fuel injection data may comprise fuel injection start times for various fuel values and fuel rail pressures. In other words, the fuel injection start data can be indexed by the fuel rail pressure and by the fuel value. The fuel injection start time can then be determined by the engine controller by interpolating the injector table data based on the determined fuel rail pressure (eg, measured pressure) and the desired fuel value. Thus, the fuel injectors can be activated based on the received start time to deliver the required amount of fuel at a given fuel rail pressure.

Однако индексирование инжекторной таблицы таким путем может приводить к неточностям линейной интерполяции вследствие нелинейной зависимости между данными об инжекторах, что приводит к большей погрешности при определении времени запуска топливного инжектора. В свою очередь, это снижает эффективность потребления топлива и приводит к большей неравномерности выбросов.However, indexing the injector table in this way can lead to linear interpolation inaccuracies due to the non-linear relationship between the injector data, which leads to a larger error in determining the start time of the fuel injector. This, in turn, reduces fuel efficiency and results in more uneven emissions.

- 1 041377- 1 041377

Если сделать зависимость между данными о запуске инжекторов более линейной, можно уменьшить погрешность интерполяции и, тем самым, повысить точность времени запуска топливных инжекторов. Например, инжекторная таблица может быть проиндексирована с помощью модифицированного давления, а не только по давлению в топливной рампе. Модифицированное давление может быть основано на функции модифицированного давления и на определенном или измеренном давлении в топливной рампе. В этом случае с помощью функции модифицированного давления можно преобразовывать данные о запуске топливного инжектора, хранящиеся в инжекторной таблице, чтобы зависимость между данными в ячейках указанной инжекторной таблицы стала более линейной. При интерполяции таких преобразованных данных можно уменьшить погрешность интерполяции по сравнению с непреобразованными данными и в результате получить более точное время запуска топливных инжекторов и обеспечить более точное управлению впрыском топлива в двигатель.By making the relationship between the injector start data more linear, the interpolation error can be reduced and thus the accuracy of the fuel injector start time can be improved. For example, an injector table may be indexed by modified pressure, not just by fuel rail pressure. The modified pressure may be based on a function of the modified pressure and on a determined or measured fuel rail pressure. In this case, using the modified pressure function, it is possible to transform the fuel injector start data stored in the injector table so that the relationship between the data in the cells of said injector table becomes more linear. By interpolating such transformed data, it is possible to reduce the interpolation error compared to the untransformed data, and as a result, obtain more accurate fuel injector start times and provide more accurate engine fuel injection control.

Изобретатели настоящего изобретения также признают, что модель топливного потока, представленная в вышеуказанных инжекторных таблицах, может привести к ошибкам при разных условиях работы двигателя. В частности, изобретатели установили, что при установке инжектора на двигателе (например, во время работы двигателя) значения давления вокруг соплового отверстия инжектора изменяются более динамично и обычно не совпадают со значениями давления вокруг того же соплового отверстия при установке инжектора на испытательном стенде, с помощью которого составляют типовые инжекторные карты. Таким образом, вышеописанная функция модифицированного давления может быть дополнительно преобразована для учета физических изменений при работе двигателя, которые приводят к погрешности в модели топливного потока. Например, в функции модифицированного давления (далее функция модифицированной разности давлений) могут быть учтены изменения давления подачи в топливной рампе, а также давление в цилиндре двигателя в зависимости от режима впрыска, скорости двигателя, продолжительности впрыска, количества топлива и газа в цилиндре (например, когда двигатель представляет собой двухтопливный двигатель для сжигания как дизельного топлива, так и вторичного топлива, например, природного газа) и т.п.The inventors of the present invention also recognize that the fuel flow model presented in the above injector tables can lead to errors under different engine operating conditions. In particular, the inventors have found that when an injector is installed on an engine (for example, while the engine is running), the pressure values around the injector nozzle change more dynamically and usually do not match the pressure values around the same nozzle hole when the injector is installed on a test bench, using which make up typical injector maps. Thus, the modified pressure function described above can be further modified to account for physical changes in engine operation that introduce errors in the fuel flow model. For example, the modified pressure function (hereinafter the modified pressure difference function) can take into account changes in the supply pressure in the fuel rail, as well as the pressure in the engine cylinder, depending on the injection mode, engine speed, injection duration, amount of fuel and gas in the cylinder (for example, when the engine is a dual-fuel engine for burning both diesel fuel and a secondary fuel such as natural gas), and the like.

Фиг. 1 изображает пример топливной системы с общей рампой в двигателе, таком как двигатель на фиг. 2. Указанная система может содержать инжекторы для впрыска топлива, такого как дизельное топливо. Как показано на фиг. 2, двигатель может представлять собой двигатель, работающий только на дизельном топливе (например, с впрыском только жидкого, дизельного топлива), или двухтопливный двигатель, в котором через топливную систему с общей рампой обеспечен впрыск как жидкого топлива, так и вторичного, газообразного топлива, такого как природный газ. Данные о запуске для указанных инжекторов могут храниться в памяти контроллера двигателя в виде карты, такой как карты, показанные на фиг. 3. Для учета погрешностей в модели топливного потока в инжекторе, установленном на двигателе, во время работы двигателя данные о запуске инжектора могут быть проиндексированы в инжекторной карте с помощью функции модифицированной разности давлений, которая основана на разности давлений в сопловом отверстии инжектора, на функции от режима впрыска и скорости двигателя, и на поправочном коэффициенте, с помощью которого учитывают разницу между давлением в инжекторе, установленном на двигателе, и давлением в инжекторе на испытательном стенде (например, во время испытания инжектора вне двигателя). Графики на фиг. 4-9 иллюстрируют изменения в давлении выше и ниже по потоку от соплового отверстия инжектора при обеспечении разных параметров впрыска, в том числе для одиночных и многократных впрысков, для разных режимов впрыска, при разных долях замещения газообразным топливом и т.п. На фиг. 10 представлен способ индексирования сохраненных данных о запуске топливного инжектора с помощью функции модифицированной разности давлений и последующего регулирования впрыска топлива на основании времени запуска инжектора, определяемого по инжекторной карте, содержащей проиндексированные данные о запуске топливного инжектора.Fig. 1 shows an example of a common rail fuel system in an engine such as the engine of FIG. 2. Said system may include injectors for injecting fuel such as diesel fuel. As shown in FIG. 2, the engine may be a diesel-only engine (e.g., injecting only liquid, diesel fuel), or a dual-fuel engine in which both liquid fuel and secondary, gaseous fuel are injected through a common rail fuel system, such as natural gas. The start data for said injectors may be stored in the memory of the engine controller in the form of a map, such as the maps shown in FIG. 3. To take into account errors in the fuel flow model in the injector installed on the engine, during engine operation, data on the start of the injector can be indexed in the injector map using the modified pressure difference function, which is based on the pressure difference in the injector nozzle hole, on the function of injection mode and engine speed, and on a correction factor that takes into account the difference between the pressure in the injector installed on the engine and the pressure in the injector on the test bench (for example, during an injector test outside the engine). The graphs in Fig. 4-9 illustrate pressure changes upstream and downstream of the injector nozzle opening for different injection parameters, including single and multiple injections, different injection modes, different gaseous fuel replacement rates, and the like. In FIG. 10 shows a method for indexing stored fuel injector start data with a modified differential pressure function and then adjusting fuel injection based on an injector start time determined from an injector map containing the indexed fuel injector start data.

С помощью описанных в данном документе функций модифицированной разности давлений в отверстии инжектора может быть обеспечена более точная работа двухтопливного двигателя с высокой долей замещения топлива (например, при большой доле природного газа к общему количеству топлива, которое содержит природный газ и дизельное топливо), а также точное и эффективное выполнение последующих впрысков в двигателе, работающем на дизельном топливе, для снижения выбросов и количества потребляемого топлива.Using the modified injector pressure differential functions described herein, a more accurate operation of a dual-fuel engine with a high fuel substitution ratio (for example, a high proportion of natural gas to the total amount of fuel that contains natural gas and diesel fuel) can be provided, as well as precise and efficient subsequent injections in a diesel engine to reduce emissions and fuel consumption.

Описанный в данном документе подход может быть применен в двигателях различных типов и в различных системах, приводимых в действие двигателями. Некоторые из этих систем могут быть стационарными, а другие могут быть размещены на полуподвижных или подвижных платформах. В промежутках между рабочими периодами полуподвижные платформы, например, установленные на прицепплощадки, можно перемещать. Подвижные платформы содержат самоходные транспортные средства. Такие транспортные средства могут включать: дорожные транспортные средства, горное оборудование, морские суда, рельсовые транспортные средства и другие вездеходные транспортные средства. Для ясности иллюстрации в качестве примера подвижной платформы, поддерживающей систему согласно варианту выполнения данного изобретения, взят локомотив.The approach described herein can be applied to various types of engines and to various engine-driven systems. Some of these systems may be fixed, while others may be placed on semi-movable or mobile platforms. Between working periods, semi-movable platforms, for example, mounted on trailers, can be moved. Mobile platforms contain self-propelled vehicles. Such vehicles may include: road vehicles, mining equipment, marine vessels, rail vehicles and other off-road vehicles. For clarity of illustration, a locomotive is taken as an example of a movable platform supporting the system according to an embodiment of the present invention.

Перед тем, как перейти к подробному описанию предлагаемого подхода для индексирования инжекторной карты и последующего управления впрыском топлива в двигатель, сначала описан примерBefore proceeding to a detailed description of the proposed approach for indexing the injection map and subsequent control of fuel injection into the engine, an example is first described.

- 2 041377 топливной системы для двигателя. Например, на фиг. 1 изображена блок-схема топливной системы (CRS) 100 с общей рампой для двигателя транспортного средства, например, рельсового транспортного средства. Жидкое топливо, например, дизельное топливо, поступает или хранится в топливном баке 102. Топливный бак 102 проточно сообщается с топливным насосом 104 низкого давления. В варианте выполнения, показанном на фиг. 1, топливный насос 104 размещен внутри топливного бака 102 и может быть погружен ниже уровня жидкого топлива. В альтернативных вариантах выполнения топливный насос низкого давления может быть прикреплен снаружи топливного бака с возможностью перекачивания топлива с помощью всасывающего устройства. Регулирование работы топливного насоса 104 низкого давления обеспечено с помощью контроллера 106.- 2 041377 fuel system for the engine. For example, in FIG. 1 is a block diagram of a common rail fuel system (CRS) 100 for a vehicle engine, such as a rail vehicle. Liquid fuel, such as diesel fuel, enters or is stored in the fuel tank 102. The fuel tank 102 is in fluid communication with the low pressure fuel pump 104. In the embodiment shown in FIG. 1, the fuel pump 104 is located within the fuel tank 102 and can be submerged below the liquid fuel level. In alternative embodiments, a low pressure fuel pump may be attached to the outside of the fuel tank and be capable of pumping fuel with a suction device. The low pressure fuel pump 104 is controlled by the controller 106.

С помощью топливного насоса 104 низкого давления жидкое топливо перекачивают из топливного бака 102 в топливный насос 108 высокого давления по трубопроводу 110. В трубопроводе 110 выполнен клапан 112, с помощью которого регулируют поток топлива в трубопроводе 110. Например, клапан 112 представляет собой впускной дозирующий клапан (IMV). Клапан IMV 112 расположен выше по потоку от топливного насоса 108 высокого давления для регулирования расхода топлива, поступающего в топливный насос 108 высокого давления и далее в общую топливную рампу 114 для распределения топлива между топливными инжекторами 118 и выполнения впрыска топлива. Например, клапан IMV 112 может представлять собой электромагнитный клапан, открыванием и закрыванием которого управляют с помощью контроллера 106. Другими словами, контроллер 106 отправляет команду клапану IMV для его полного закрытия, полного открытия или нахождения в положении между полным закрытием и полным открытием, чтобы обеспечить управление топливным потоком, поступающим в топливный насос 108 высокого давления, с заданным расходом топлива. Во время работы транспортного средства клапаном IMV 112 управляют для обеспечения дозирования топлива на основании условий работы, причем при по меньшей мере некоторых условиях данный клапан может быть по меньшей мере частично открыт. Следует понимать, что данный клапан является лишь одним примером устройства управления для дозирования топлива, при этом можно использовать любой подходящий элемент управления в рамках объема данного изобретения. Например, может быть обеспечено электрическое управление положением или состоянием клапана IMV путем управления электрическим током в этом клапане. В другом примере может быть обеспечено механическое управление положением или состоянием указанного клапана путем управления серводвигателем для регулирования работы указанного клапана.The low pressure fuel pump 104 pumps liquid fuel from the fuel tank 102 to the high pressure fuel pump 108 via conduit 110. Valve 112 is provided in conduit 110 to control the flow of fuel in conduit 110. For example, valve 112 is an inlet metering valve (IMV). An IMV valve 112 is located upstream of the high pressure fuel pump 108 to control the flow of fuel to the high pressure fuel pump 108 and then to the common rail 114 to distribute fuel between the fuel injectors 118 and perform fuel injection. For example, the IMV valve 112 may be a solenoid valve whose opening and closing is controlled by the controller 106. In other words, the controller 106 commands the IMV valve to fully close, fully open, or be between fully closed and fully open to provide controlling the fuel flow to the high pressure fuel pump 108 at a predetermined fuel flow rate. During operation of the vehicle, the IMV valve 112 is controlled to provide fuel metering based on operating conditions, and under at least some conditions, this valve can be at least partially open. It should be understood that this valve is only one example of a fuel metering control device, and any suitable control element may be used within the scope of this invention. For example, the position or state of the IMV valve can be electrically controlled by controlling the electrical current in the valve. In another example, the position or state of said valve may be mechanically controlled by controlling a servomotor to control the operation of said valve.

Посредством топливного насоса 108 высокого давления повышают давление топлива от более низкого к более высокому значению. Топливный насос 108 проточно сообщается с общей топливной рампой 114. С помощью топливного насоса 108 обеспечивается поступление топлива в общую топливную рампу 114 по трубопроводу 116. С общей топливной рампой 114 проточно сообщаются топливные инжекторы 118. Каждый из указанных топливных инжекторов 118 обеспечивает подачу топлива в один из цилиндров 120 двигателя, содержащихся в двигателе 122. В цилиндрах 120 двигателя топливо сгорает, обеспечивая транспортное средство энергией, например, посредством генератора переменного тока и тяговых двигателей. Управление работой топливных инжекторов 118 обеспечено с помощью контроллера 106. Во варианте выполнения на фиг. 1 двигатель 122 содержит четыре топливных инжектора и четыре цилиндра. В альтернативных вариантах выполнения двигатель может содержать большее или меньшее количество топливных инжекторов и цилиндров.The high pressure fuel pump 108 increases the fuel pressure from a lower to a higher pressure. The fuel pump 108 is in fluid communication with the common fuel rail 114. The fuel pump 108 provides fuel to the common fuel rail 114 through the pipeline 116. Fuel injectors 118 are in fluid communication with the common fuel rail 114. Each of these fuel injectors 118 supplies fuel to one from engine cylinders 120 contained in engine 122. In engine cylinders 120, fuel is burned to provide power to the vehicle, such as through an alternator and traction motors. The operation of the fuel injectors 118 is controlled by the controller 106. In the embodiment of FIG. 1 engine 122 contains four fuel injectors and four cylinders. In alternative embodiments, the engine may comprise more or fewer fuel injectors and cylinders.

Топливо, перекачиваемое топливным насосом 104 низкого давления из топливного бака 102 к впуску клапана IMV 112, может использоваться при более низком давлении топлива или давлении топлива в двигателе. Таким образом, те компоненты системы CRS 100, которые находятся выше по потоку от топливного насоса 108 высокого давления, работают в области более низкого давления топлива или давления топлива в двигателе. С другой стороны, топливный насос 108 выполнен с возможностью перекачивания топлива с более низким давлением с обеспечением более высокого давления топлива или давления топлива в рампе. Таким образом, те компоненты системы 100, которые находятся ниже по потоку от насоса 108, находятся в области системы 100, в которой обеспечено более высокое давление топлива или давление топлива в рампе.The fuel pumped by the low pressure fuel pump 104 from the fuel tank 102 to the inlet of the IMV valve 112 can be used at lower fuel pressure or engine fuel pressure. Thus, those components of the CRS 100 that are upstream of the high pressure fuel pump 108 operate in a region of lower fuel pressure or engine fuel pressure. On the other hand, the fuel pump 108 is configured to pump fuel at a lower pressure to provide a higher fuel pressure or fuel rail pressure. Thus, those components of system 100 that are downstream of pump 108 are in the area of system 100 that has a higher fuel pressure or fuel rail pressure.

Давление топлива в области более низкого давления измеряют с помощью датчика 126 давления, размещенного в трубопроводе 110. Датчик 126 выполнен с возможностью отправки сигнала о давлении контроллеру 106. В альтернативном варианте применения датчик 126 давления проточно сообщается с выпуском топливного насоса 104 низкого давления. Температуру топлива в области более низкого давления топлива измеряют с помощью датчика 128 температуры, размещенного в трубопроводе 110. Датчик 128 температуры выполнен с возможностью отправки сигнала о температуре в контроллер 106.Fuel pressure in the lower pressure region is measured by a pressure sensor 126 located in conduit 110. Sensor 126 is configured to send a pressure signal to controller 106. In an alternative application, pressure sensor 126 is in fluid communication with the outlet of low pressure fuel pump 104. The temperature of the fuel in the region of lower fuel pressure is measured by a temperature sensor 128 located in the conduit 110. The temperature sensor 128 is configured to send a temperature signal to the controller 106.

Давление топлива в области более высокого давления измеряют с помощью датчика 130 давления, размещенного в трубопроводе 116. Датчик 130 давления выполнен с возможностью отправки сигнала о давлении контроллеру 106. В контроллере 106 данный сигнал о давлении используется для определения давления топлива (например, FRP) в общей топливной рампе. По сути, данные о давлении топлива в рампе (FRP) поступают в контроллер 106 с помощью датчика 130 давления. В альтернативном варианте применения датчик 130 проточно сообщается с выпуском топливного насоса 108 высокого давления. Следует отметить, что в некоторых вариантах применения различные рабочие параметры могут в целомFuel pressure in the higher pressure region is measured by pressure sensor 130 located in conduit 116. Pressure sensor 130 is configured to send a pressure signal to controller 106. In controller 106, this pressure signal is used to determine the pressure of the fuel (eg, FRP) in common fuel rail. Essentially, rail fuel pressure (FRP) data is provided to controller 106 via pressure sensor 130. In an alternative application, sensor 130 is in fluid communication with the outlet of high pressure fuel pump 108. It should be noted that in some applications, different operating parameters may generally

- 3 041377 быть определены или получены косвенным путем в дополнение к непосредственным измерениям или вместо таких измерений.- 3 041377 be determined or obtained indirectly in addition to direct measurements or instead of such measurements.

Кроме вышеуказанных датчиков, контроллер 106 выполнен с возможностью приема различных сигналов от датчиков 134 двигателя, прикрепленных к двигателю 122, которые могут использоваться для оценки управляемого состояния топлива и соответствующей работы двигателя. Например, контроллер 106 выполнен с возможностью приема сигналов от датчиков, указывающих на соотношение воздуха и топлива, скорость двигателя, нагрузку на двигатель, температуру двигателя, температуру окружающей среды, топливное значение, число цилиндров, в которых происходит сгорание топлива, и т.п. В проиллюстрированном варианте выполнения контроллер 106 представляет собой вычислительное устройство, например, микрокомпьютер, содержащий процессорный блок 136, машиночитаемый носитель 138 информации, входные/выходные порты, память и шину данных. Машиночитаемый носитель 138, содержащийся в контроллере 106, выполнен с возможностью программирования с помощью машиночитаемых данных, представляющих собой инструкции, исполняемые указанным процессором для осуществления процедур и способов управления, описанных далее, а также других вариантов, которые прямо не указаны в данном документе.In addition to the above sensors, controller 106 is configured to receive various signals from engine sensors 134 attached to engine 122 that can be used to evaluate fuel control and related engine operation. For example, controller 106 is configured to receive signals from sensors indicative of an air/fuel ratio, engine speed, engine load, engine temperature, ambient temperature, fuel value, number of cylinders in which fuel is being burned, and the like. In the illustrated embodiment, the controller 106 is a computing device, such as a microcomputer, comprising a processing unit 136, a computer-readable storage medium 138, input/output ports, a memory, and a data bus. The computer-readable medium 138 contained in the controller 106 is capable of being programmed with computer-readable data, which are instructions executable by said processor to implement the control procedures and methods described below, as well as other options not expressly stated herein.

Контроллер 106 выполнен с возможностью управления различными исполнительными средствами в CRS системе 100 на основании разных рабочих параметров, полученных или выведенных из разных сигналов, полученных от различных датчиков, для динамической оценки работоспособности указанной системы и управления работой двигателя на основании такой оценки. Например, в одном варианте выполнения контроллер 106 выполнен с возможностью регулирования впрыска топлива в двигатель. В частности, контроллер выполнен с возможностью регулирования режима впрыска топлива одного или более топливных инжекторов на основании определенного времени запуска инжекторов, что может включать управление сигналом широтно-импульсной модуляции для задания команды для указанных топливных инжекторов для впрыска топлива с некоторой продолжительность.The controller 106 is configured to control various actuators in the CRS system 100 based on various operating parameters received or derived from various signals received from various sensors to dynamically assess the health of said system and control engine operation based on such assessment. For example, in one embodiment, controller 106 is configured to control fuel injection into the engine. In particular, the controller is configured to adjust the fuel injection mode of one or more fuel injectors based on a certain start time of the injectors, which may include controlling a pulse width modulation signal to command said fuel injectors to inject fuel for a certain duration.

Контроллер 106 также выполнен с возможностью генерирования выходного сигнала для запуска топливных инжекторов, например, времени запуска топливных инжекторов, на основании рабочих условий системы CRS и сохраненных данных о запуске топливного инжектора. Данные о запуске топливного инжектора могут быть сохранены в памяти машиночитаемого носителя указанного контроллера. В одном примере данные о запуске топливного инжектора могут быть сохранены в инжекторной таблице или карте, например, в первой инжекторной таблице 300 или во второй инжекторной таблице 302, которые показаны на фиг. 3.The controller 106 is also configured to generate an output signal for firing the fuel injectors, such as fuel injector firing time, based on CRS system operating conditions and stored fuel injector firing data. The fuel injector start data may be stored in the memory of the computer-readable medium of said controller. In one example, fuel injector start data may be stored in an injector table or map, such as first injector table 300 or second injector table 302, as shown in FIG. 3.

Фиг. 2 изображает вариант выполнения камеры сгорания или цилиндра 200 многоцилиндрового двигателя 202 внутреннего сгорания, такого как двигатель, содержащий топливную систему с общей рампой, описанную выше со ссылкой на фиг. 1. В качестве цилиндра можно рассматривать цилиндровую головку 201, вмещающую впускные и выпускные клапаны и инжектор для жидкого топлива, описанные далее, и цилиндровый блок 203.Fig. 2 depicts an embodiment of a combustion chamber or cylinder 200 of a multi-cylinder internal combustion engine 202, such as an engine comprising the common rail fuel system described above with reference to FIG. 1. As a cylinder, consider the cylinder head 201 housing the intake and exhaust valves and the liquid fuel injector described later, and the cylinder block 203.

Двигатель выполнен с возможностью управления по меньшей мере частично с помощью системы управления, содержащей контроллер 106, который, в свою очередь, может быть соединен с системой транспортного средства. Как описано выше, контроллер выполнен с возможностью получения сигналов от различных датчиков двигателя, включая, но без ограничения этим, сигналы о скорости двигателя, нагрузке на двигатель, давлении нагнетания, давлении выхлопа, скорости турбонагнетателя, давлении в окружающей среде, уровнях СО2, температуре выхлопа, выбросах NOx, температуре хладагента двигателя (ЕСТ) от датчика 230 температуры, прикрепленного к охлаждающему кожуху 228, и т.д. Таким образом, указанный контроллер выполнен с возможностью управления устройством двигателя путем отправки команд для различных компонентов, таких как генератор переменного тока, клапаны цилиндров, дроссель, топливные инжекторы и т.д.The engine is configured to be controlled at least in part by a control system comprising a controller 106 which, in turn, may be coupled to a vehicle system. As described above, the controller is configured to receive signals from various engine sensors, including, but not limited to, engine speed, engine load, boost pressure, exhaust pressure, turbocharger speed, ambient pressure, CO2 levels, exhaust temperature , NOx emissions, engine coolant temperature (ECT) from a temperature sensor 230 attached to the cooling jacket 228, and so on. Thus, said controller is configured to control the engine device by sending commands to various components such as the alternator, cylinder valves, throttle, fuel injectors, and so on.

Цилиндр (например, камера сгорания) может содержать гильзу 204 с размещенным в ней поршнем 206. Поршень может быть прикреплен к коленвалу 208 с обеспечением преобразования возвратнопоступательного движения поршня во вращательное движение коленвала. Коленчатый вал может содержать датчик скорости для вывода данных о скорости (например, мгновенной скорости) коленвала. В некоторых вариантах выполнения двигатель может представлять собой четырехтактный двигатель, в котором зажигание каждого цилиндра происходит в порядке зажигания за два оборота коленчатого вала. В других вариантах выполнения двигатель может представлять собой двухтактный двигатель, в котором зажигание каждого цилиндра происходит в порядке зажигания за один оборот коленчатого вала.A cylinder (eg, a combustion chamber) may include a sleeve 204 containing a piston 206. The piston may be attached to a crankshaft 208 to convert the reciprocating motion of the piston into rotational motion of the crankshaft. The crankshaft may include a speed sensor to output speed data (eg instantaneous speed) of the crankshaft. In some embodiments, the engine may be a four-stroke engine in which each cylinder is ignited in ignition order in two revolutions of the crankshaft. In other embodiments, the engine may be a two-stroke engine in which each cylinder ignites in firing order per revolution of the crankshaft.

Цилиндр выполнен с возможностью приема всасываемого воздуха для сгорания из всасывающего устройства, содержащего впускной канал 210. В указанный впускной канал по впускному патрубку поступает всасываемый воздух. К примеру, кроме указанного цилиндра, впускной канал может сообщаться с другими цилиндрами двигателя, или впускной канал может сообщаться только с указанным цилиндром.The cylinder is configured to receive intake air for combustion from an intake device comprising an intake passage 210. The intake air enters said intake passage through an inlet pipe. For example, in addition to the specified cylinder, the intake port may be in communication with other engine cylinders, or the intake port may be in communication with only the specified cylinder.

Выхлопной газ, образующийся в результате сгорания топлива в двигателе, поступает на выпуск, в котором выполнен выпускной канал 212. Выхлопной газ протекает по выхлопному каналу, в некоторых вариантах выполнения в турбонагнетатель (не показан на фиг. 2) и во внешнюю среду через выпускнойExhaust gas resulting from the combustion of fuel in the engine enters an outlet in which an exhaust passage 212 is formed.

- 4 041377 патрубок. Например, выпускной канал может быть также выполнен с возможностью приема выхлопных газов из других цилиндров двигателя, помимо указанного цилиндра.- 4 041377 branch pipe. For example, the exhaust port may also be configured to receive exhaust gases from other engine cylinders in addition to said cylinder.

Каждый цилиндр двигателя может содержать один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, изображенный цилиндр содержит по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 214 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 216, расположенные в верхней части цилиндра. В некоторых вариантах выполнения каждый цилиндр двигателя, в том числе указанный цилиндр, может содержать по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных на цилиндровой головке.Each engine cylinder may contain one or more intake valves and one or more exhaust valves. For example, the depicted cylinder includes at least one intake poppet valve 214 and at least one exhaust poppet valve 216 located at the top of the cylinder. In some embodiments, each engine cylinder, including said cylinder, may include at least two intake poppet valves and at least two exhaust poppet valves located on the cylinder head.

Впускной клапан выполнен с возможностью управления контроллером с помощью исполнительного элемента 218. Аналогично выпускной клапан выполнен с возможностью управления контроллером с помощью исполнительного элемента 220. При некоторых условиях с помощью контроллера обеспечена возможность изменять сигналы, отправляемые на исполнительные элементы, для управления открыванием и закрыванием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положения впускного и выпускного клапанов могут быть определены соответствующими датчиками 222 и 224 положения клапанов, соответственно, и/или датчиками положения кулачков. К примеру, исполнительные элементы клапанов могут быть выполнены по типу электрического срабатывания, или по типу кулачкового срабатывания, или в виде комбинации этих типов.The inlet valve is configured to be controlled by the controller via actuator 218. Similarly, the exhaust valve is configured to be controlled by the controller via actuator 220. and exhaust valves. The intake and exhaust valve positions may be determined by respective valve position sensors 222 and 224, respectively, and/or cam position sensors. For example, the valve actuators may be electrically actuated, or cam actuated, or a combination of these types.

Может быть обеспечено совместное управление режимом работы впускных и выпускных клапанов, или может использоваться любой из следующих вариантов: переменный режим для кулачка впускного клапана, переменный режим для кулачка выпускного клапана, независимый переменный режим для обоих кулачков или фиксированный режим для кулачков. В других вариантах выполнения управление впускными и выпускными клапанами может быть обеспечено с помощью системы общего клапанного привода или приводного устройства, или привода или приводного устройства для переменного режима работы клапанов. Кроме того, управление впускными и выпускными клапанами может быть обеспечено так, чтобы посредством контроллера получить регулируемый подъем на основании условий работы.The intake and exhaust valves may be controlled jointly, or any of the following may be used: variable mode for the intake cam, variable mode for the exhaust cam, independent variable mode for both cams, or fixed mode for the cams. In other embodiments, the intake and exhaust valves may be controlled by a common valve actuator system or actuator, or a variable valve actuator or actuator. In addition, control of the intake and exhaust valves can be provided so that, by means of the controller, a controlled lift is obtained based on operating conditions.

В других вариантах выполнения для открывания и закрывания впускных и выпускных клапанов может использоваться выступ механического кулачка. Дополнительно, несмотря на то, что выше описан четырехтактный двигатель, в некоторых вариантах выполнения может использоваться двухтактный двигатель, в котором впускные клапаны не применяются, а в стенке цилиндра имеются порты, обеспечивающие поступление в цилиндр впускного воздуха по мере перемещения поршня для открывания указанных портов. Это же касается и выпуска, несмотря на то, что в некоторых примерах могут использоваться выпускные клапаны.In other embodiments, a mechanical cam protrusion may be used to open and close the intake and exhaust valves. Additionally, although a four-stroke engine is described above, some embodiments may use a two-stroke engine that does not use intake valves and has ports in the cylinder wall to allow intake air into the cylinder as the piston moves to open said ports. The same applies to exhaust, although exhaust valves may be used in some examples.

В некоторых вариантах выполнения каждый цилиндр двигателя может содержать один или более топливных инжекторов для подачи топлива в указанный цилиндр. В качестве неограничительного примера фиг. 2 изображает цилиндр, содержащий топливный инжектор 226. Как показано на чертеже, топливный инжектор прикреплен непосредственно к цилиндру для впрыска топлива непосредственно в указанный цилиндр. Таким образом, топливный инжектор обеспечивает так называемый прямой впрыск топлива в цилиндр сгорания. Топливо может поступать в топливный инжектор из первой системы 232 жидкого топлива, которая может содержать топливный бак, топливные насосы и топливную рампу, как описано выше со ссылкой на фиг. 1. В одном примере топливо представляет собой дизельное топливо, которое сгорает в двигателе в результате воспламенения сжатием. В других, неограничительных вариантах выполнения топливо может представлять собой бензин, керосин, биодизельное топливо или другие нефтяные дистилляты с примерно такой же плотностью, которые сгорают в результате воспламенения сжатием (и/или искрового воспламенения). В одном примере контроллер может быть выполнен с возможностью управления количеством, продолжительностью, режимом и схемой распыления топлива, подаваемого в цилиндр через топливный инжектор. Как описано далее, управление подачей топлива в цилиндр обеспечено с помощью контроллера, выполненного с возможностью приведения в действие топливного инжектора на основании условий работы двигателя и сохраненной инжекторной таблицы.In some embodiments, each engine cylinder may include one or more fuel injectors for delivering fuel to said cylinder. As a non-limiting example, FIG. 2 shows a cylinder containing a fuel injector 226. As shown, the fuel injector is attached directly to the cylinder to inject fuel directly into said cylinder. Thus, the fuel injector provides the so-called direct injection of fuel into the combustion cylinder. Fuel may be supplied to the fuel injector from the first liquid fuel system 232, which may include a fuel tank, fuel pumps, and a fuel rail, as described above with reference to FIG. 1. In one example, the fuel is diesel fuel which is combusted in the engine by compression ignition. In other, non-limiting embodiments, the fuel may be gasoline, kerosene, biodiesel, or other petroleum distillates of about the same density that burn by compression ignition (and/or spark ignition). In one example, the controller may be configured to control the amount, duration, mode, and spray pattern of fuel supplied to the cylinder through the fuel injector. As described later, control of fuel supply to the cylinder is provided by a controller configured to actuate a fuel injector based on engine operating conditions and a stored injector table.

Кроме того, каждый цилиндр двигателя может быть выполнен с возможностью приема газообразного топлива (например, природного газа), используемого вместо дизельного топлива или в дополнение к нему. Подача газообразного топлива в цилиндр может быть обеспечена по впускному патрубку. Как показано на фиг. 2, во впускной канал может поступать газообразное топливо, подаваемое из второй системы 234 газообразного топлива по одной или более линиям для газообразного топлива, с помощью насосов, регуляторов давления и других компонентов, расположенных выше по потоку от указанного цилиндра. В некоторых вариантах выполнения система газообразного топлива может быть расположена на удалении от двигателя, например, на другом транспортном средстве (например, на топливозаправочной машине), и подача газообразного топлива в двигатель может быть обеспечена по одной или более топливным линиям, проходящим между отдельными транспортными средствами. Однако в других вариантах выполнения система газообразного топлива может быть расположена на том же транспортном средстве, что и двигатель.In addition, each engine cylinder may be configured to receive a gaseous fuel (eg, natural gas) used instead of or in addition to diesel fuel. The supply of gaseous fuel to the cylinder can be provided through the inlet pipe. As shown in FIG. 2, the inlet may receive gaseous fuel supplied from the second gaseous fuel system 234 through one or more gaseous fuel lines using pumps, pressure regulators, and other components located upstream of said cylinder. In some embodiments, the gaseous fuel system may be located at a distance from the engine, for example, on another vehicle (for example, on a refueling machine), and the supply of gaseous fuel to the engine may be provided through one or more fuel lines passing between separate vehicles. . However, in other embodiments, the gaseous fuel system may be located on the same vehicle as the engine.

Газовпускные клапаны, такие как газовпускной клапан 236, могут быть выполнены с возможностью подачи газообразного топлива из системы газообразного топлива в каждый соответствующий цилиндрGas inlet valves, such as gas inlet valve 236, may be configured to supply gaseous fuel from the gaseous fuel system to each respective cylinder.

- 5 041377 по соответствующим впускным каналам. Например, обеспечена возможность регулирования степени и/или продолжительности открывания газовпускного клапана для регулирования количества газообразного топлива, подаваемого в цилиндр. В этом случае в каждый соответствующий цилиндр может быть обеспечена подача газообразного топлива из отдельного газовпускного клапана, благодаря чему обеспечивается индивидуальное управление количеством газообразного топлива, подаваемого в цилиндры. Однако в некоторых вариантах выполнения может быть использована система одноточечной газации, в которой газообразное топливо смешивают с впускным воздухом в одной точке выше по потоку от цилиндров. В такой конструкции может быть обеспечена подача по существу одинакового количества газообразного топлива в каждый цилиндр. Для регулирования количества газообразного топлива, обеспечиваемого системой одноточечной газации, в некоторых примерах клапан управления газообразным топливом может быть расположен у места соединения линии подачи газообразного топлива и линии подачи впускного воздуха в двигатель или впускного трубопровода. Степень и/или продолжительность открывания клапана управления газообразным топливом могут регулироваться для управления количеством газообразного топлива, поступающего в цилиндры. В других примерах в системе одноточечной газации обеспечена возможность регулирования количества газообразного топлива, поступающего в цилиндры, при помощи другого механизма, такого как управление регулятором газообразного топлива путем управления насосом для газообразного топлива и т.п.- 5 041377 through the respective inlet ports. For example, it is possible to control the degree and/or duration of opening of the gas inlet valve to control the amount of gaseous fuel supplied to the cylinder. In this case, each respective cylinder can be supplied with gaseous fuel from a separate gas inlet valve, whereby the amount of gaseous fuel supplied to the cylinders can be individually controlled. However, in some embodiments, a single point gassing system may be used in which gaseous fuel is mixed with intake air at one point upstream of the cylinders. In such an arrangement, substantially the same amount of gaseous fuel can be delivered to each cylinder. To control the amount of gaseous fuel provided by the single point gassing system, in some instances a gaseous fuel control valve may be located at the junction of the gaseous fuel supply line and the engine intake air supply line or intake manifold. The degree and/or duration of opening of the gaseous fuel control valve may be adjusted to control the amount of gaseous fuel supplied to the cylinders. In other examples, the single point gassing system is capable of controlling the amount of gaseous fuel entering the cylinders by another mechanism such as controlling a gaseous fuel regulator by controlling a gaseous fuel pump or the like.

Как указано выше, топливные инжекторы выполнены с возможностью запуска в соответствии с выходным значением для запуска топливных инжекторов, например, в соответствии с временем запуска топливных инжекторов (например, продолжительностью открытия), на основании расчетных и/или измеренных рабочих условий двигателя и сохраненных данных о запуске топливного инжектора. В одном примере данные о запуске топливного инжектора могут быть сохранены в памяти машиночитаемого носителя в контроллере, в инжекторной таблице или карте.As indicated above, the fuel injectors are configured to start in accordance with the output value for starting the fuel injectors, for example, in accordance with the start time of the fuel injectors (for example, the duration of opening), based on the calculated and/or measured operating conditions of the engine and stored data on starting the fuel injector. In one example, fuel injector start data may be stored in a computer-readable medium in the controller, in an injector table, or a card.

На фиг. 3 приведено два примера инжекторных таблиц. Первая инжекторная таблица 300 содержит данные о запуске топливного инжектора, индексированные в памяти по значению давления, например, давления в топливной рампе (FRP). Вторая инжекторная таблица 302 содержит данные о запуске инжекторов, индексированные в памяти по значению модифицированного давления, которое может представлять собой модифицированную разность давлений в сопловом отверстии инжектора. Как подробно описано далее, модифицированная разность давлений может представлять собой функцию в виде квадратного корня из разности между давлением в рампе и пиковым давлением в цилиндре, причем пиковое давление умножено на функцию от скорости двигателя и от режима впрыска, при этом разность давлений скорректирована с помощью поправочного коэффициента. Во второй инжекторной таблице 302 представлен пример другого способа индексирования инжекторной таблицы, который подробно описан далее. В первой инжекторной таблице 300 представлен пример стандартного способа индексирования инжекторной таблицы.In FIG. 3 shows two examples of injection tables. The first injector table 300 contains fuel injector start data indexed in memory by a pressure value, such as fuel rail pressure (FRP). The second injector table 302 contains injector start data indexed in memory by a modified pressure value, which may be a modified injector nozzle pressure difference. As detailed below, the modified differential pressure may be a function of the square root of the difference between rail pressure and peak cylinder pressure, with peak pressure multiplied by a function of engine speed and injection mode, with the differential pressure corrected by a correction coefficient. The second injection table 302 shows an example of another injection table indexing method, which is described in detail below. The first injector table 300 provides an example of a standard way to index an injector table.

Как показано на фиг. 3, первая инжекторная табл. 300 содержит набор значений давления в топливной рампе (FRP) по оси х (например, горизонтальной оси) или первая строка 304 указанной таблицы. В одном примере набор значений давления в топливной рампе может находиться в диапазоне от 600 до 2200 бар. В другом примере набор значений давления в топливной рампе может находиться в диапазоне от 400 до 2800 бар. Кроме того, инжекторная таблица 300 содержит набор топливных значений по оси у (например, вертикальной оси) или первый столбец 306 таблицы. В одном примере набор топливных значений может находиться в диапазоне от 0 до 3000 мм3/ход. В другом примере набор топливных значений может находиться в диапазоне от 0 до значения, превышающего 3000 мм3/ход. Вышеперечисленные диапазоны значений давления в топливной рампе и топливных значений могут изменяться (например, быть больше или меньше) в зависимости от применения двигателя и/или типа инжектора. Инжекторная таблица 300 также содержит набор ячеек 308, содержащих данные о запуске топливного инжектора. В одном примере данные о запуске топливного инжектора могут представлять собой значения времени запуска топливных инжекторов (например, время открывания инжекторов или количество времени, требуемое для запуска инжекторов и впрыскивания топлива в цилиндры двигателя). В данном примере каждая ячейка содержит время запуска топливного инжектора, которое соответствует одному значению давления в топливной рампе и одному топливному значению. В другом примере данные о запуске топливного инжектора могут быть другим параметром впрыска топлива.As shown in FIG. 3, the first injection table. 300 contains a set of fuel rail pressure (FRP) values along the x-axis (eg, the horizontal axis) or the first row 304 of said table. In one example, a set of fuel rail pressures may range from 600 to 2200 bar. In another example, a set of fuel rail pressures may range from 400 to 2800 bar. In addition, the injector table 300 contains a set of fuel values along the y-axis (eg, vertical axis) or the first column 306 of the table. In one example, a set of fuel values may range from 0 to 3000 mm 3 /stroke. In another example, the set of fuel values may range from 0 to a value in excess of 3000 mm 3 /stroke. The above ranges of fuel rail pressure and fuel values may vary (eg, be more or less) depending on the application of the engine and/or type of injector. The injector table 300 also contains a set of cells 308 containing data on the start of the fuel injector. In one example, the fuel injector start data may be fuel injector start times (eg, the time the injectors open or the amount of time required to start the injectors and inject fuel into the engine cylinders). In this example, each cell contains the start time of the fuel injector, which corresponds to one fuel rail pressure and one fuel value. In another example, the fuel injector start data may be another fuel injection parameter.

Первая инжекторная табл. 300 может содержать первое число столбцов и второе число строк, причем оба числа больше 1. Первое число и второе число могут быть максимальным числом строк и максимальным числом столбцов. В одном примере максимальное число строк и максимальное число столбцов могут быть разными. В другом примере максимальное число строк и максимальное число столбцов может быть меньше 50. Таким образом, данная таблица может содержать конечное число отдельных значений данных. Например, если максимальное число строк равно 10, а максимальное число столбцов равно 8, может быть 10 строк и 8 столбцов с данными о запуске топливного инжектора. В частности, в первой строке 304 может быть 8 значений давления в топливной рампе, а в первом столбце 306 - 10 топливных значений. Таким образом, в данном примере имеется 80 отдельных значений данных о запуске топливного инжектора или значений времени запуска топливных инжекторов. В одном примере максимальноеThe first injection table. 300 may contain a first number of columns and a second number of rows, both of which are greater than 1. The first number and the second number may be the maximum number of rows and the maximum number of columns. In one example, the maximum number of rows and the maximum number of columns may be different. In another example, the maximum number of rows and the maximum number of columns may be less than 50. Thus, a given table may contain a finite number of distinct data values. For example, if the maximum number of rows is 10 and the maximum number of columns is 8, there may be 10 rows and 8 columns of fuel injector start data. In particular, in the first row 304 there may be 8 fuel rail pressures, and in the first column 306 there may be 10 fuel values. Thus, in this example, there are 80 individual fuel injector start data values or fuel injector start time values. In one example, the maximum

- 6 041377 число столбцов и строк может выбрано на основании доступного объема памяти или пространства на машиночитаемом носителе в указанном контроллере. Например, по мере увеличения числа отдельных значений данных или столбцов и строк возрастает объем используемой памяти. Таким образом, число отдельных значений данных в инжекторной таблице может быть ограничено требованиями по использованию памяти.- 6 041377 the number of columns and rows may be selected based on the available memory or computer-readable media space in the specified controller. For example, as the number of individual data values or columns and rows increases, the amount of memory used increases. Thus, the number of distinct data values in the injection table may be limited by memory usage requirements.

Контроллер 106 выполнен с возможностью генерирования выходного значения для запуска топливных инжекторов, например, времени запуска топливных инжекторов, на основании таблицы для топливных инжекторов, сохраненной в памяти контроллера, определенного давления и топливного значения. В одном примере определенное давление может представлять собой измеренное давление в топливной рампе, измеренное при помощи датчика давления в системе CRS (например, при помощи датчика 130 давления, показанного на фиг. 1). В другом примере определенное давление может представлять собой давление в топливной рампе, рассчитанное на основании данных датчика давления и/или дополнительных условий работы двигателя. Топливное значение может представлять собой количество топлива, впрыскиваемого за один ход топливного инжектора (также называемое топливным зарядом). В одном примере значение топлива может представлять собой заданное значение для двигателя. По сути, значение топлива может быть сохранено в контроллере. В другом примере топливное значение может быть выбрано на основании условий работы двигателя, таких как требуемый крутящий момент. Контроллер выполнен с возможностью впрыска требуемого количества топлива при заданном (например, определенном) давлении в топливной рампе путем запуска топливных инжекторов на определенный промежуток времени. Такой промежуток времени или время запуска инжектора могут быть определены по данным из таблицы запуска инжекторов.The controller 106 is configured to generate an output value for starting the fuel injectors, for example, the start time of the fuel injectors, based on the fuel injector table stored in the controller memory, the determined pressure, and the fuel value. In one example, the determined pressure may be measured fuel rail pressure as measured by a CRS pressure sensor (eg, pressure sensor 130 shown in FIG. 1). In another example, the determined pressure may be a fuel rail pressure calculated from pressure sensor data and/or additional engine operating conditions. The fuel value may represent the amount of fuel injected per stroke of the fuel injector (also referred to as fuel charge). In one example, the fuel value may be a setpoint for an engine. Essentially, the fuel value can be stored in the controller. In another example, the fuel value may be selected based on engine operating conditions such as required torque. The controller is configured to inject the required amount of fuel at a given (for example, certain) pressure in the fuel rail by starting the fuel injectors for a certain period of time. Such a period of time or injector start time can be determined from data from the injector start table.

В частности, контроллер выполнен с возможностью нахождения определенного или измеренного значения давления в топливной рампе и значения требуемого топливного значения в инжекторной таблице. Как описано выше, таблица запуска инжекторов может иметь конечное число отдельных значений данных. Поскольку инжекторная таблица может иметь максимальное число строк и столбцов, точное значение определенного давления в топливной рампе и требуемое топливное значение могут не содержаться в инжекторной таблице. В результате, для определения времени запуска инжектора с помощью контроллера двигателя обеспечена возможность интерполяции отдельных значений данных, приближенно к требуемым значениям.In particular, the controller is configured to find the determined or measured value of the pressure in the fuel rail and the value of the desired fuel value in the injector table. As described above, the injector start table may have a finite number of distinct data values. Since the injector table may have a maximum number of rows and columns, the exact value of the determined fuel rail pressure and the required fuel value may not be contained in the injector table. As a result, in order to determine the start time of the injector by means of the engine controller, it is possible to interpolate individual data values, close to the required values.

В другом варианте выполнения, если определенное значение давления в топливной рампе и требуемое топливное значение находятся за пределами диапазонов значений, указанных в инжекторной таблице, в контроллере обеспечена возможность экстраполяции данных с использованием самых ближних значений данных в инжекторной таблице. Таким образом, способы, подобные представленным далее для интерполяции инжекторной карты, могут использоваться для экстраполяции, чтобы определить время запуска инжектора в требуемых режимах работы.In another embodiment, if the determined fuel rail pressure and the desired fuel value are outside the ranges of values specified in the injector table, the controller is provided with the ability to extrapolate the data using the closest data values in the injector table. Thus, methods such as those presented below for injector map interpolation can be used to extrapolate to determine when the injector starts at desired operating modes.

Интерполяция инжекторной карты может включать многоступенчатую (например, двухмерную) линейную интерполяцию. Для заданных топливных значений и значений давления в топливной рампе в инжекторной таблице может быть выбрано четыре отдельных значения данных. В одном примере заданные (например, определенные) значения для давления в топливной рампе и топливного значения могут составлять соответственно 1100 бар и 75 мм3/ход. Согласно первой инжекторной таблице 300 оба указанных значения находятся между двумя топливными значениями и двумя значениями давления в топливной рампе, указанными в первой инжекторной таблице 300. В результате, посредством контроллера выполняется многоступенчатая линейная интерполяция между четырьмя самыми близкими значениями данных (в ячейках 314, 316, 318 и 320 в указанной таблице), каждая из которых соответствует значению давления в топливной рампе и топливному значению, которое больше или меньше заданных значений.The injection map interpolation may include multi-stage (eg, two-dimensional) linear interpolation. For target fuel values and fuel rail pressure values, four separate data values can be selected in the injector table. In one example, the predetermined (eg, determined) values for the fuel rail pressure and the fuel value may be 1100 bar and 75 mm 3 /stroke, respectively. According to the first injection table 300, both of these values are between the two fuel values and the two fuel rail pressure values indicated in the first injection table 300. As a result, the controller performs a multi-stage linear interpolation between the four closest data values (in cells 314, 316, 318 and 320 in this table), each of which corresponds to a fuel rail pressure value and a fuel value that is greater or less than the specified values.

В другом примере заданное или требуемое топливное значение может быть указано в инжекторной таблице, а определенное значение давления в топливной рампе может отсутствовать. В таком примере с помощью контроллера может быть выполнена односторонняя линейная интерполяция между двумя самыми близкими значениями данных, которые соответствуют значениям давления в топливной рампе, которые больше и меньше измеренного давления в топливной рампе при заданном топливном значении. В частности, такая интерполяция может включать интерполяцию между значением первого времени запуска впрыска топлива, которому соответствует первое значение давления в топливной рампе и заданное топливное значение, и вторым значением времени запуска впрыска топлива, которому соответствует второе значение давления в топливной рампе и заданное топливное значение. Первое значение давления в топливной рампе может быть больше определенного значения давления в топливной рампе, при этом второе значение давления в топливной рампе может быть меньше определенного давления в топливной рампе.In another example, a target or desired fuel value may be specified in an injector table, but a specific fuel rail pressure may not be present. In such an example, a one-way linear interpolation can be performed by the controller between the two closest data values that correspond to fuel rail pressure values that are greater than and less than the measured fuel rail pressure at a given fuel value. In particular, such interpolation may include interpolation between the value of the first fuel injection start time, which corresponds to the first fuel rail pressure value and the specified fuel value, and the second fuel injection start time value, which corresponds to the second fuel rail pressure value and the specified fuel value. The first fuel rail pressure may be greater than the determined fuel rail pressure, while the second fuel rail pressure may be less than the determined fuel rail pressure.

Однако линейная интерполяция между имеющимися значениями давления в топливной рампе и топливными значениями в инжекторной карте может привести к погрешности интерполяции. В частности, индексирование инжекторной карты по давлению в топливной рампе, как показано в первой инжекторной табл. 300, может привести к нелинейной зависимости между данными о запуске топливного инжектора. Таким образом, линейная интерполяция нелинейных данных может привести к неточностям, кото- 7 041377 рые увеличивают погрешность при определении времени запуска топливных инжекторов. Это, в свою очередь, приводит к снижению эффективности потребления топлива и повышению неравномерности выбросов.However, a linear interpolation between the available fuel rail pressures and the fuel values in the injector map can lead to interpolation errors. In particular, the indexing of the injector map according to the pressure in the fuel rail, as shown in the first injector table. 300 may result in a non-linear relationship between fuel injector start data. Thus, linear interpolation of non-linear data can lead to inaccuracies that increase the error in determining the start time of fuel injectors. This, in turn, leads to a decrease in fuel consumption efficiency and an increase in emissions unevenness.

Как вариант, если массовый расход представить как квадратный корень из значения давления в топливной рампе, результирующая кривая массового расхода станет более линейной. Таким образом, в поисковой таблице, в которой данные о запуске инжектора проиндексированы по модифицированной разности давлений в сопловом отверстии инжектора, для которого применяется функция в виде квадратного корня, может быть использовано меньше отдельных значений данных, при этом получая аналогичный уровень точности. Хранение меньшего количества значений данных в поисковой таблице позволяет уменьшить объем используемой памяти на машиночитаемом носителе в указанном контроллере.Alternatively, if mass flow is expressed as the square root of the fuel rail pressure, the resulting mass flow curve becomes more linear. Thus, in a lookup table in which injector start data is indexed by the modified injector nozzle pressure difference for which the square root function is applied, fewer individual data values can be used while still achieving a similar level of accuracy. Storing fewer data values in the lookup table can reduce the amount of memory used on the computer-readable medium in the specified controller.

По мере того как зависимость между выбранными переменными становится более линейной, точность линейной интерполяции возрастает. Таким образом, линейная интерполяция массового расхода в сопоставлении с квадратным корнем из модифицированной разности давлений в отверстии инжектора способствует уменьшению интерполяционной погрешности по сравнению с линейной интерполяцией массового расхода в сопоставлении с давлением в топливной рампе. По этим причинам индексирование инжекторной карты по квадратному корню из модифицированной разности давлений вместо индексирования только по давлению в топливной рампе позволяет повысить точность при определении выходной переменной для запуска топливного инжектора (например, времени запуска топливного инжектора). Это, в свою очередь, снижает погрешность времени запуска топливного инжектора, тем самым, повышая эффективность потребления топлива и снижая неравномерность выбросов.As the relationship between the selected variables becomes more linear, the accuracy of the linear interpolation increases. Thus, linear interpolation of mass flow versus the square root of the modified injector pressure difference helps to reduce the interpolation error compared to linear interpolation of mass flow versus fuel rail pressure. For these reasons, indexing the injector map to the square root of the modified differential pressure instead of indexing to the fuel rail pressure alone allows for increased accuracy in determining the output variable for firing the fuel injector (eg, fuel injector firing time). This, in turn, reduces the fuel injector start-up time error, thereby improving fuel efficiency and reducing emission fluctuations.

Кроме того, как описано выше, индексирование данных о запуске топливного инжектора только по давлению в рампе (как показано в таблице 200 для топливных инжекторов) или только по разнице давлений в сопловом отверстии инжектора (например, по давлению в топливной рампе с учетом пикового давления в цилиндре) может привести к ошибкам при разных рабочих условиях, испытываемых двигателем во время его работы. Поскольку условия давления вокруг соплового отверстия инжектора на двигателе (например, во время работы двигателя) являются более динамичными и обычно отличаются от условий давления вокруг того же соплового отверстия на испытательном стенде, по которым создаются типовые инжекторные карты (например, карта 300), время запуска инжекторов, определяемое по обычной таблице, проиндексированной только по давлению в рампе, может привести к неточному времени запуска инжектора при текущих рабочих условиях двигателя. В результате качество работы двигателя может снизиться. Таким образом, вместо этого данные о топливных инжекторах могут быть проиндексированы по модифицированной разности давлений в отверстии инжектора, при этом модифицированная разность давлений представляет собой функцию в виде квадратного корня из разности между давлением в рампе и пиковым давлением в цилиндре, причем пиковое давление в цилиндре преобразовано (например, путем умножения) с помощью функции от скорости двигателя и режима впрыска, при этом разность давлений скорректирована с помощью поправочного коэффициента. Рассматриваемая функция модифицированной разности давлений позволяет учитывать изменения давления подачи в топливной рампе, а также давления в цилиндре двигателя в зависимости от режима впрыска, скорости двигателя, продолжительности впрыска, количества совместно используемых топлива и газа в цилиндре (например, когда двигатель представляет собой двухтопливный двигатель, в котором сжигается дизельное топливо и вторичное топливо, такое как природный газ) и т.п.Also, as described above, indexing fuel injector start data by rail pressure only (as shown in Table 200 for fuel injectors) or by differential injector nozzle pressure only (e.g., by fuel rail pressure considering peak pressure in cylinder) can lead to errors under different operating conditions experienced by the engine during its operation. Because the pressure conditions around an injector nozzle on an engine (e.g., while the engine is running) are more dynamic and usually different from the pressure conditions around the same nozzle on the test bench that typical injector charts (e.g., map 300) are generated from, start-up time injectors determined from a normal table indexed by rail pressure only, may result in inaccurate injector start times under current engine operating conditions. As a result, engine performance may be reduced. Thus, fuel injector data may instead be indexed to a modified injector pressure differential, where the modified differential pressure is a function of the square root of the difference between rail pressure and peak in-cylinder pressure, with peak in-cylinder pressure converted to (for example, by multiplying) as a function of engine speed and injection mode, while the pressure difference is corrected using a correction factor. The modified pressure difference function under consideration makes it possible to take into account changes in the supply pressure in the fuel rail, as well as pressure in the engine cylinder, depending on the injection mode, engine speed, injection duration, the amount of combined fuel and gas in the cylinder (for example, when the engine is a dual-fuel engine, in which diesel fuel and secondary fuel such as natural gas are burned), etc.

Если точнее, во время работы двигателя изменения разных параметров впрыска, такие как изменения в режиме впрыска, давлении в цилиндре, в многократных впрысках (например, в основном и последующих впрысках), в продолжительности впрыска и/или интервалах между многократными впрысками, в доле замещения (например, в количестве впрыскиваемого природного газа от общего количества впрыскиваемого газа, включая природный газ и дизельное топливо) и в количестве дизельного топлива приводят к изменениям давления выше по потоку от сопла инжектора (например, в одном примере рассчитывается/определяется по давлению в инжекторном накопителе или давлению в рампе) и давления ниже по потоку от сопла инжектора (например, рассчитывается/определяется по давлению в цилиндре). Таким образом, разность давлений в сопловом отверстии инжектора (например, разница между давлением в сопле инжектора выше по потоку и давлением ниже по потоку), в результате которой топливный поток проходит через сопло, заменяется на указанные изменяемые параметры впрыска.More specifically, during engine operation, changes in various injection parameters, such as changes in injection mode, cylinder pressure, multiple injections (for example, main and subsequent injections), injection duration and / or intervals between multiple injections, in the replacement fraction (for example, in the amount of natural gas injected from the total amount of gas injected, including natural gas and diesel) and in the amount of diesel fuel lead to pressure changes upstream of the injector nozzle (for example, in one example, calculated/determined from the pressure in the injection accumulator or rail pressure) and pressure downstream of the injector nozzle (e.g. calculated/determined from in-cylinder pressure). Thus, the pressure difference at the injector nozzle opening (eg, the difference between upstream and downstream pressure in the injector nozzle), which results in fuel flow through the nozzle, is replaced by said variable injection parameters.

На фиг. 4-9 проиллюстрированы изменения в давлении выше по потоку от сопла инжектора (в одном примере - давление в инжекторном накопителе, которое может быть рассчитано по давлению в рампе и/или представляет собой давление в рампе) и в давлении ниже по потоку от сопла инжектора (давление в цилиндре) по сравнению с данными для инжектора на испытательном стенде (которые используются в обычных инжекторных картах, таких как карта 300) и для разных параметров впрыска. В частности, на каждой из фиг. 4-9 есть первый график, на котором по оси у показано давление в инжекторном накопителе (например, давление в рампе), а по оси х - угол поворота коленвала в градусах (CAD), и второй график, на котором по оси у показано давление в цилиндре (которое представляет собой давление на выпуске сопла инжектора), а по оси х - угол CAD. На каждой из осей х показан режим прохождения верхней мертвой точки (TDC) в цикле цилиндра и дополнительные режимы, которые могут представлятьIn FIG. 4-9 illustrate changes in pressure upstream of the injector nozzle (in one example, the pressure in the injector reservoir, which can be calculated from the rail pressure and/or is the rail pressure) and in pressure downstream of the injector nozzle ( in-cylinder pressure) compared to test-bed injector data (as used in conventional injector cards such as the 300 card) and for different injection parameters. In particular, in each of Figs. 4-9 there is a first graph showing the pressure in the injection accumulator (for example, rail pressure) on the y-axis, and the angle of rotation of the crankshaft in degrees (CAD) on the x-axis, and a second graph showing the pressure on the y-axis in the cylinder (which is the outlet pressure of the injector nozzle) and on the x-axis is the angle CAD. Each of the x-axes shows the mode of passage of the top dead center (TDC) in the cycle of the cylinder and additional modes that may represent

- 8 041377 собой время, когда впрыскивание топлива через инжектор начинается, останавливается и т.п. Сначала следует обратиться к фиг. 4, на которой показано графическое отображение 400 с первым графиком 402 давления в инжекторном накопителе во время впрыска в инжекторе на испытательном стенде (например, во время испытаний перед установкой для использования в двигателе), вторым графиком 404 давления в инжекторном накопителе во время впрыска при условии установки в двигателе (например, во время работы двигателя в условиях эксплуатации), третий график 406 давления на выпуске сопла во время впрыска в инжекторе на испытательном стенде и четвертый график 408 давления на выпуске сопла (представленного как давление в цилиндре двигателя) во время впрыска в случае установки в двигателе. На четвертом графике 408 показано общее давление в цилиндре на протяжении всего цикла сгорания, а на пятом графике 410 показано давление в цилиндре только при сжатии во время впрыска на протяжении цикла сгорания. На пятом графике 410 давление в цилиндре только с учетом сжатия показано без учета влияния сгорания на давление в цилиндре, поскольку сгорание может происходить спустя некоторое время после впрыска топлива. Как показано на графиках 402 и 404, действительное давление в инжекторном накопителе во время впрыска в инжекторе, установленном в двигателе, снижается на большую величину, чем давление в инжекторном накопителе во время впрыска в инжекторе, установленном на испытательном стенде. Кроме того, как показано на графиках 406, 408 и 410, давление на выпуске сопла (например, давление в цилиндре) остается сравнительно постоянным на испытательном стенде (см. график 406), но в случае установки в двигателе (см. графики 408 и 410) возрастает на большую величину, достигая пикового значения (пиковое давление в цилиндре), и затем снова снижается во время впрыска в инжекторе. Пиковое давление в цилиндре (РСР) на графике 408 обозначено как 412, а давление РСР на графике 410 показано как 414. Показанные значения давления РСР 412 и 414 являются значительно более высокими по сравнению с установившимся давлением на выпуске сопла, наблюдаемом на испытательном стенде. Продолжительность впрыска (например, количество времени, в течение которого сопло инжектора открыто, обеспечивая впрыскивание топлива) для впрыскивания показана между временем t1 и временем t2 и обозначена как продолжительностью 416 впрыска. Таким образом, фиг. 4 иллюстрирует разницу между давлением в инжекторном накопителе и давлением на выпуске сопла в случае установки в двигателе и на испытательном стенде. Как описано в данном документе, данные о запуске инжектора, сохраненные в инжекторной таблице, составленной по данным, полученным на испытательном стенде, могут давать неточное представление об условиях работы, наблюдаемых в случае установки инжектора в двигателе. Таким образом, использование данных о запуске инжекторов, полученных на испытательном стенде, чтобы задать команду для режимов запуска топливных инжекторов, установленных в двигателе, во время работы двигателя может привести к впрыску такого количества топлива, которое отличается от количества, требуемого для текущих условий работы двигателя, тем самым, снижая эффективность работы двигателя и контроль выбросов из него.- 8 041377 is the time when fuel injection through the injector starts, stops, etc. Referring first to FIG. 4, which shows a graphical display 400 with a first injector pressure plot 402 during injector injection on a test rig (e.g., during pre-installation testing for engine use), a second injector accumulator pressure plot 404 during injection under the condition setting in the engine (e.g., during engine operation in the field), a third graph 406 of the nozzle outlet pressure during injection in the injector on the test bench, and a fourth graph 408 of the nozzle outlet pressure (represented as engine cylinder pressure) during injection into the in case of installation in the engine. The fourth graph 408 shows the total cylinder pressure throughout the entire combustion cycle, and the fifth graph 410 shows the pressure in the cylinder during compression only during injection throughout the combustion cycle. In the fifth plot 410, cylinder pressure with compression alone is shown without taking into account the effect of combustion on cylinder pressure, since combustion may occur some time after fuel injection. As shown in graphs 402 and 404, the actual pressure in the injection accumulator during injection in the injector installed in the engine is reduced by a greater amount than the pressure in the injection accumulator during injection in the injector installed on the test stand. In addition, as shown in graphs 406, 408 and 410, the pressure at the outlet of the nozzle (for example, cylinder pressure) remains relatively constant on the test bench (see graph 406), but in the case of installation in an engine (see graphs 408 and 410 ) increases by a large amount, reaching a peak value (peak cylinder pressure), and then decreases again during injection in the injector. The Peak Cylinder Pressure (PCP) in graph 408 is shown as 412, and the PCP pressure in graph 410 is shown as 414. The PCP pressures 412 and 414 shown are significantly higher than the steady state nozzle outlet pressure observed on the test stand. The injection duration (eg, the amount of time that the injector nozzle is open to inject fuel) for injection is shown between time t1 and time t2 and is denoted as injection duration 416 . Thus, FIG. 4 illustrates the difference between the pressure in the injection accumulator and the pressure at the outlet of the nozzle in the case of installation in the engine and on the test stand. As described in this document, injector start data stored in an injector table compiled from test bench data may not accurately represent the operating conditions observed when an injector is installed in an engine. Thus, using test bench firing data to command the firing modes of fuel injectors installed in the engine during engine operation may result in injection of an amount of fuel that differs from the amount required for current engine operating conditions. thereby reducing engine efficiency and emissions control.

На фиг. 5 изображено графическое отображение 500, включающее первый график 502 давления в инжекторном накопителе во время первого впрыска во время работы двигателя, когда время впрыска является более ранним, второй график 504 давления в инжекторном накопителе во время второго впрыска во время работы двигателя, когда режим впрыска является более поздним (например, более поздним по сравнению с режимом первого впрыска и/или по сравнению со стандартным режимом впрыска), третий график 506 давления в цилиндре во время первого впрыска при более раннем режиме, четвертый график 508 второго впрыска при более позднем режиме и пятый график 510 давления в цилиндре только с учетом сжатия во время первого впрыска.In FIG. 5, a graphical display 500 is shown including a first injector pressure graph 502 during the first injection during engine operation when the injection time is earlier, a second injector pressure graph 504 during the second injection during engine operation when the injection mode is later (for example, later than the first injection mode and/or compared to the standard injection mode), the third cylinder pressure schedule 506 during the first injection in the earlier mode, the fourth second injection schedule 508 in the later mode, and the fifth graph 510 of cylinder pressure only considering compression during the first injection.

Продолжительность впрыска во время первого впрыска при более раннем режиме обозначена как 512 (между временем t1 и временем t3), а продолжительность впрыска во время второго впрыска при более позднем режиме обозначена как 514 (между временем t2 и временем t4). Формы (например, амплитуда) графиков 502 и 504 давления в инжекторном накопителе являются подобными, но на первом графике 502 давление в инжекторном накопителе начинает уменьшаться раньше, чем на втором графике 504, вследствие более раннего режима первого впрыска. Кроме того, пиковое давление РСР для давления в цилиндре во время первого впрыска (график 506), которое наблюдается сразу после верхней мертвой точки TDC, превышает и наступает до пикового давления РСР в цилиндре во время второго впрыска (график 508), которое наблюдается между верхней мертвой точкой TDC и временем t3. Таким образом, изменения в режиме впрыска инжектора влияют на давление выше и ниже по потоку от сопла инжектора, тем самым, оказывая влияние на разницу давлений в сопловом отверстии инжектора (и, следовательно, на поток топлива через сопло). Таким образом, как описано далее, функция модифицированной разности давлений, используемая в инжекторной таблице, может быть основана по меньшей мере частично на режиме впрыска.The injection duration during the first injection in the earlier mode is indicated as 512 (between the time t1 and the time t3), and the injection duration during the second injection in the later mode is indicated as 514 (between the time t2 and the time t4). The shapes (e.g., amplitude) of the injector pressure plots 502 and 504 are similar, but in the first plot 502, the injector pressure begins to decrease earlier than in the second plot 504 due to the earlier first injection mode. In addition, the peak PCP pressure for in-cylinder pressure during the first injection (plot 506), which occurs just after top dead center TDC, exceeds and occurs before the peak in-cylinder pressure during the second injection (plot 508), which occurs between top dead center dead center TDC and time t3. Thus, changes in the injection mode of the injector affect the pressure upstream and downstream of the injector nozzle, thereby affecting the pressure difference at the injector nozzle opening (and hence the fuel flow through the nozzle). Thus, as described below, the modified differential pressure function used in the injection table may be based at least in part on the injection mode.

На фиг. 6 изображено графическое отображение 600, включающее первый график 602 давления в инжекторном накопителе во время впрыска при работе двигателя, второй график 604 давления в цилиндре во время впрыска для более высокого давления в цилиндре (например, более высокого пикового давления в цилиндре), третий график 606 соответствующего давления в цилиндре только с учетом сжатия для более высокого давления в цилиндре, четвертый график 608 давления в цилиндре во время впрыска для более низкого давления в цилиндре (например, более низкого пикового давления в цилиндре) и пяIn FIG. 6 is a graphical display 600 including a first injector pressure graph 602 during injection while the engine is running, a second in-cylinder pressure graph 604 during injection for a higher cylinder pressure (e.g., higher peak cylinder pressure), a third graph 606 corresponding cylinder pressure only considering compression for higher cylinder pressure, fourth cylinder pressure during injection plot 608 for lower cylinder pressure (e.g., lower peak cylinder pressure), and five

- 9 041377 тый график 610 соответствующего давления в цилиндре только с учетом сжатия для более низкого давления в цилиндре. Продолжительность впрыска обозначена как 612, между временем tl и временем t2. На графиках 604 и 608 пиковое давление РСР в обоих условиях давления в цилиндре наблюдается сразу после точки TDC, но имеют разные величины. Разные давления в цилиндрах могут влиять на общую разницу давлений в сопловом отверстии инжектора и, следовательно, на поток топлива через сопло. В результате, при одном и том же времени запуска инжектора (см., например, продолжительность 612) топлива может впрыскиваться в цилиндр в разных количествах из-за разных разниц в давлении в сопле (вследствие разного давления в цилиндрах).- 9 041377 th graph 610 of the corresponding cylinder pressure only considering compression for lower cylinder pressure. The injection duration is indicated as 612, between the time tl and the time t2. In plots 604 and 608, the peak PCP pressure in both in-cylinder pressure conditions occurs just after the TDC point, but is at different magnitudes. Different cylinder pressures can affect the overall pressure difference at the injector nozzle orifice and hence the flow of fuel through the nozzle. As a result, for the same injector start time (see, for example, duration 612), different amounts of fuel may be injected into the cylinder due to different nozzle pressure differences (due to different cylinder pressures).

Фиг. 7 изображает графическое отображение 700, на котором показана разница в давлении в инжекторном накопителе и давлении в цилиндре при единичном впрыске (например, только при основном впрыске) и многократных впрысках (т.е. при наличии основного впрыска с последующим впрыском). В частности, графическое отображение 700 включает первый график 702 давления в инжекторном накопителе во время первого впрыска, включающего только единичный впрыск, второй график 704 давления в инжекторном накопителе во время второго впрыска, включающего два впрыска (основной впрыск и последующий впрыск), третий график 706 давления в цилиндре во время первого впрыска с единичным впрыском, четвертый график 708 давления в цилиндре во время второго впрыска, включающего два впрыска, и пятый график 710 давления в цилиндре только с учетом сжатия для первого впрыска. Продолжительность впрыска при единичном впрыске для первого впрыска обозначена как 712. Продолжительность основного впрыска (например, продолжительность основного впрыска) для второго впрыска обозначена как 714, а продолжительность последующего впрыска (например, продолжительность последующего впрыска) для второго впрыска обозначена как 716. Время между окончанием продолжительности 714 основного впрыска и началом продолжительности 716 последующего впрыска далее названо временем (или продолжительностью) последующей задержки, которое обозначено как 718. Кроме того, основной режим основного впрыска приходится на время t1, а последующий режим последующего впрыска приходится на время t3. Как показано на графиках 702 и 704, давление в инжекторном накопителе является аналогичным для основных впрысков в случае обоих впрысков; однако, как показано на графике 704, последующий впрыск приводит к дополнительному провалу давления до достижения уровня осевой линии (вследствие последующего впрыска). Во время работы двигателя давление в цилиндре при одном впрыске (график 706) и при двух впрысках (график 708) подобны друг другу (например, имеют одинаковое пиковое давление РСР); однако последующий впрыск приводит к более медленному снижению давления в цилиндре после пикового давления РСР и к более высокому общему давлению после основного впрыска. Таким образом, разные перепады давления в сопловом отверстии инжектора также являются следствием количества впрысков во время впрыскового события (например, во время цикла сгорания в цилиндре). В результате поток топлива через сопло инжектора может изменяться в зависимости от количества впрысков.Fig. 7 depicts a graphical display 700 showing the difference in injector pressure and in-cylinder pressure between single injection (eg, main injection only) and multiple injections (i.e., having main injection followed by injection). In particular, the graphical display 700 includes a first plot 702 of the injector pressure during the first injection, including only a single injection, a second plot 704 of the pressure in the injector during the second injection, including two injections (main injection and post-injection), the third plot 706 cylinder pressure during the first injection with a single injection, a fourth cylinder pressure plot 708 during the second injection including two injections, and a fifth cylinder pressure plot 710 with only compression for the first injection. The single injection duration for the first injection is indicated as 712. The main injection duration (for example, the duration of the main injection) for the second injection is indicated as 714, and the post injection duration (for example, the duration of the subsequent injection) for the second injection is indicated as 716. the main injection duration 714 and the start of the post injection duration 716 is hereinafter referred to as the post delay time (or duration), which is denoted as 718. In addition, the main main injection mode occurs at time t1, and the subsequent post injection mode occurs at time t3. As shown in graphs 702 and 704, the pressure in the injector reservoir is similar for the main injections in the case of both injections; however, as shown in plot 704, the post-injection results in an additional pressure dip before reaching the centerline level (due to the post-injection). During engine operation, the in-cylinder pressure at one injection (plot 706) and at two injections (plot 708) are similar to each other (eg, have the same peak PCP pressure); however, the post-injection results in a slower reduction in cylinder pressure after peak PCP pressure and a higher overall pressure after the main injection. Thus, different pressure drops across the injector nozzle are also a consequence of the number of injections during an injection event (eg, during an in-cylinder combustion cycle). As a result, the flow of fuel through the injector nozzle may vary depending on the number of injections.

Как показано на фиг. 8, на поток топлива в сопле и общее количество впрыскиваемого топлива также может влиять продолжительность основного впрыска и последующего впрыска для события основного/последующего впрыска. В частности, фиг. 8 изображает графическое отображение 800, включающее первый график 802 давления в инжекторном накопителе и третий график 806 давления в цилиндре для первого впрыскового события, имеющего более короткий основной впрыск 812 и более длительное время 816 задержки (по сравнению со вторым впрысковым событием, описанным далее). Графическое построение 800 также включает второй график 804 давления в инжекторном накопителе и четвертый график 808 давления в цилиндре для второго впрыскового события с более длительным основным впрыском 818 и более коротким временем 822 задержки. Как последующий впрыск для первого впрыскового события (обозначен как 814), так и последующий впрыск для второго впрыскового события (обозначен как 820) происходят между временем t4 и временем t5, по окончанию соответствующего времени задержки. Графическое отображение 800 также включает пятый график 812 давления только с учетом сжатия для второго впрыскового события. Как показано на фиг. 8, давление в инжекторном накопителе остается более низким и медленнее растает до осевой линии после основного впрыска для второго впрыскового события, имеющего более длительный основной впрыск 818 (график 804) по сравнению с первым впрысковым событием (график 802). Кроме того, давление в цилиндре немного больше при втором впрысковом событии (график 808), чем при первом впрысковом событии (график 806), после завершения основного впрыска 808 для второго впрыскового события. Таким образом, продолжительность основного впрыска и последующего впрыска, а также режимы этих впрысков, включая время задержки, влияют на разницу давлений в сопловом отверстии инжектора. В результате, данные параметры впрыска также могут влиять на поток топлива через сопло во время впрыска при работе двигателя. Как указано выше, в некоторых вариантах выполнения двигатель может представлять собой двухтопливный двигатель, выполненный с возможностью впрыска через топливную систему, содержащую инжектор, как жидкого топлива (например, дизельного топлива), так и газообразного топлива (например, природного газа). Доля замещения газообразным топливом к общему объему топлива (например, отношение количества впрыскиваемого природного газа к общему количеству впрыскиваемого газа, включая природный газ и дизельное топливо) может регулироваться во время работы двигателя, исходя из условий работы двигателя.As shown in FIG. 8, the fuel flow at the nozzle and the total amount of fuel injected can also be affected by the duration of the main injection and the post-injection for the main/post-injection event. In particular, FIG. 8 depicts a graphical display 800 including a first injector pressure plot 802 and a third in-cylinder pressure plot 806 for a first injection event having a shorter main injection 812 and a longer delay time 816 (compared to the second injection event, described later). Plotting 800 also includes a second injector pressure plot 804 and a fourth in-cylinder pressure plot 808 for a second injection event with a longer main injection 818 and a shorter delay time 822. Both the post injection for the first injection event (denoted 814) and the post injection for the second injection event (denoted 820) occur between time t4 and time t5, after the end of the respective delay time. The graphical display 800 also includes a fifth compression-only pressure plot 812 for the second injection event. As shown in FIG. 8, the injector reservoir pressure remains lower and slower to build up to centerline after the main injection for the second injection event having a longer main injection 818 (plot 804) than the first injection event (plot 802). In addition, the cylinder pressure is slightly greater at the second injection event (plot 808) than at the first injection event (plot 806) after the main injection 808 for the second injection event is completed. Thus, the duration of the main injection and the subsequent injection, as well as the modes of these injections, including the delay time, affect the pressure difference in the injector nozzle. As a result, these injection parameters can also affect the flow of fuel through the nozzle during injection while the engine is running. As noted above, in some embodiments, the engine may be a dual-fuel engine configured to inject both liquid fuel (eg, diesel) and gaseous fuel (eg, natural gas) through a fuel system comprising an injector. The proportion of gaseous fuel substitution to total fuel volume (eg, the ratio of injected natural gas to total injected gas, including natural gas and diesel fuel) can be adjusted during engine operation based on engine operating conditions.

- 10 041377- 10 041377

Однако, как показано на фиг. 9, доля замещения может влиять на поток топлива через сопло инжектора и общее количество топлива (например, дизельного топлива), впрыскиваемого в цилиндр. В частности, на фиг. 9 изображено графическое отображение 900, включающее первый график 902 давления в инжекторном накопителе, второй график 906 давления в цилиндре и третий график 908 давления в цилиндре только с учетом сжатия для впрыскового события (например, события впрыска дизельного топлива) во время работы двигателя с первой, меньшей долей замещения (например, при наличии только дизельного топлива и/или с большим количеством дизельного топлива по сравнению с газообразным топливом). Графическое отображение 900 также включает четвертый график 904 давления в инжекторном накопителе, пятый график 910 давления в цилиндре и шестой график 912 давления в цилиндре только с учетом сжатия для впрыскового события (например, события впрыска дизельного топлива) во время работы двигателя со второй, большей долей замещения (например, при меньшем количестве дизельного топлива по сравнению с газообразным топливом). Продолжительность 914 впрыскового события с меньшей долей замещения является более длительной, чем продолжительность 916 впрыскового события с большей долей замещения, поскольку количество дизельного топлива является большим для впрыскового события с меньшей долей замещения (и, следовательно, для впрыска большего количества топлива потребуется большее время запуска впрыска). Вследствие большей продолжительности 914 впрыска и большего количества дизельного топлива, впрыскиваемого при впрысковом событии с первой, меньшей долей замещения, давление в инжекторном накопителе снижается на большую величину и в течение более длительного периода (время t3 прохождения, как показано на графике 902), причем давление в цилиндре имеет более высокое пиковое давление РСР (график 906), чем для впрыскового события со второй, большей долей замещения. Таким образом, доля замещения может влиять на разницу давлений в сопловом отверстии инжектора и, следовательно, на поток топлива, поступающий в цилиндр двигателя.However, as shown in FIG. 9, the displacement ratio can affect the flow of fuel through the injector nozzle and the total amount of fuel (eg, diesel fuel) injected into the cylinder. In particular, in FIG. 9 is a graphical display 900 including a first reservoir pressure graph 902, a second cylinder pressure graph 906, and a third compression-only cylinder pressure graph 908 for an injection event (e.g., a diesel fuel injection event) during engine operation with the first, less substitution (for example, with diesel only and/or with more diesel than gaseous fuel). The graphical display 900 also includes a fourth injector pressure graph 904, a fifth in-cylinder pressure graph 910, and a sixth compression-only cylinder pressure graph 912 for an injection event (e.g., a diesel fuel injection event) during engine operation with a second, larger share. substitution (for example, with a smaller amount of diesel fuel compared to gaseous fuel). The duration 914 of the low displacement injection event is longer than the duration 916 of the high displacement injection event because the amount of diesel fuel is larger for the low displacement injection event (and therefore more fuel will require a longer injection start time to inject more fuel). ). Due to the longer injection duration 914 and the greater amount of diesel fuel injected in the injection event with the first, lower displacement fraction, the pressure in the injection accumulator is reduced by a larger amount and for a longer period (pass time t3, as shown in plot 902), and the pressure in-cylinder has a higher peak PCP pressure (plot 906) than for an injection event with a second, higher replacement rate. Thus, the displacement fraction can affect the pressure difference at the injector nozzle and hence the flow of fuel entering the engine cylinder.

Разница давлений в сопловом отверстии инжектора может быть модифицирована на основании зависимостей, описанных выше со ссылками на фиг. 4-9, для учета параметров впрыска при различных условиях работы двигателя. В результате обеспечена возможность уменьшить погрешности в модели топливного потока, при этом для текущих рабочих условий может быть определено более точное время запуска впрыска, используемое для запуска топливных инжекторов. В результате, в цилиндры двигателя может быть впрыснуто требуемое количество топлива, и эффективность работы двигателя может быть повышена.The pressure difference in the nozzle hole of the injector can be modified based on the dependencies described above with reference to Figs. 4-9 to take into account injection parameters under various engine operating conditions. As a result, it is possible to reduce errors in the fuel flow model, while a more accurate injection start time used to start the fuel injectors can be determined for the current operating conditions. As a result, the required amount of fuel can be injected into the engine cylinders, and the engine efficiency can be improved.

Если вернуться к фиг. 3, на ней изображен пример второй инжекторной таблицы 302, которая содержит данные о запуске инжектора, проиндексированные в памяти контроллера по модифицированной разности давлений в отверстии инжектора. В одном примере модифицированная разность давлений представляет собой функцию, содержащую квадратный корень из разности давлений в сопловом отверстии инжектора, причем давление на выпуске отверстия преобразовано коэффициентом, содержащим функцию от скорости двигателя и режима впрыска, при этом из указанной разности давлений вычтен поправочной коэффициент (например, коррекция). Как описано далее, разность давлений в отверстии может быть рассчитана на основании разности между давлением в рампе (например, давлением на впуске отверстия) и пиковым давлением в цилиндре (РСР) (например, давлением на выпуске отверстия). В одном примере давление РСР может представлять собой давление во время впрыска топлива. В некоторых примерах впрыск топлива происходит в пределах 20° от верхней мертвой точки в цикле двигателя. По сути, давление зажигания в цилиндре при впрыске топлива в цилиндр двигателя может представлять собой пиковое давление зажигания в цилиндре. В другом примере пиковое давление в цилиндре может представлять собой пиковое давление, наблюдаемое только при сжатии. Модифицированная разность давлений может представлять собой определенное значение, которое непрерывно обновляется, исходя из условий работы двигателя. Например, модифицированная разность давлений может быть определена на основании текущих измеренных или рассчитанных рабочих параметров двигателя, как подробно описано далее.Returning to FIG. 3, it depicts an example of a second injector table 302 that contains injector start data indexed in the controller memory by a modified injector orifice pressure difference. In one example, the modified pressure difference is a function containing the square root of the pressure difference at the injector nozzle orifice, wherein the orifice outlet pressure is converted by a factor containing a function of engine speed and injection mode, and a correction factor is subtracted from said pressure difference (e.g., correction). As described below, the orifice pressure difference may be calculated based on the difference between the rail pressure (eg, orifice inlet pressure) and peak cylinder pressure (PCP) (eg, orifice outlet pressure). In one example, the PCP pressure may be the pressure during fuel injection. In some examples, fuel injection occurs within 20° of top dead center in the engine cycle. As such, the in-cylinder ignition pressure when fuel is injected into an engine cylinder may represent the peak in-cylinder ignition pressure. In another example, the peak in-cylinder pressure may be the peak pressure only experienced during compression. The modified differential pressure may be a specific value that is continuously updated based on engine operating conditions. For example, a modified differential pressure may be determined based on current measured or calculated engine operating parameters, as detailed below.

Вторая инжекторная табл. 302 может быть сгенерирована и/или сохранена в памяти контроллера путем преобразования первой инжекторной таблицы 300 по функции модифицированной разности давлений. В одном примере функция модифицированной разности давлений содержит аппроксимацию квадратным корнем из разности давления в рампе и пикового давления в цилиндре, функции от скорости двигателя и режима впрыска и поправочного коэффициента. В частности, в одном примере функция модифицированной разности давлений может быть определена по следующей формуле:The second injection tab. 302 may be generated and/or stored in the memory of the controller by converting the first injector table 300 as a function of the modified differential pressure. In one example, the modified pressure difference function comprises a square root approximation of the rail pressure difference and peak cylinder pressure, a function of engine speed and injection mode, and a correction factor. In particular, in one example, the modified pressure difference function can be determined by the following formula:

MP = JRP — РСР * fl(eng speed, injtiming) - f2(x) (Уравнение 1), где RP - давление в топливной рампе, измеренное и/или рассчитанное на основании выходного сигнала датчика давления, расположенного в топливной рампе топливной системы (например, датчика 130, показанного на фиг. 1). Как описано выше, указанное давление RP может быть таким же или подобным давлению в инжекторном накопителе, показанном на фиг. 4-9. RP представляет собой давление на впуске соплового отверстия топливного инжектора с любыми дополнительными падениями давления между сопловым отверстием и подающим средством инжектора (например, в топливной рампе), учитываемыми в значениях в инжекторной таблице. Второй член уравнения 1, который содержит коэффициент или f1,MP = JRP - PCP * fl(eng speed, injtiming) - f2(x) (Equation 1) where RP is the fuel rail pressure measured and/or calculated from the output of a pressure sensor located in the fuel rail of the fuel system ( for example, the sensor 130 shown in Fig. 1). As described above, said pressure RP may be the same or similar to the pressure in the injector reservoir shown in FIG. 4-9. RP is the inlet pressure of the fuel injector nozzle, with any additional pressure drops between the nozzle orifice and the injector delivery means (eg, in the fuel rail) taken into account in the values in the injector table. The second term of equation 1, which contains the coefficient or f1,

- 11 041377 преобразован пиковым давлением в цилиндре (РСР), которое может быть смоделировано в одном примере при допущении, что топливо обычно впрыскивают приблизительно тогда же (например, при схожем угле поворота коленчатого вала), когда наблюдается давление РСР на двигателе (как показано на фиг. 49). Давление РСР может быть смоделировано на основании дополнительных рабочих параметров двигателя, включая одно или более из перечисленного: давление во впускном патрубке, скорость двигателя, относительное содержание поступающего кислорода, режим основного впрыска, температура во впускном патрубке, массовая доля газа в цилиндре (для двухтопливного двигателя) и/или давление в топливной рампе. В одном примере давление РСР может быть смоделировано на основании измеренного давления во впускном патрубке, скорости двигателя, относительного содержания поступающего кислорода, режима основного впрыска и давления в топливной рампе. Во втором примере, относящемся к многотопливному двигателю, давление РСР может быть смоделировано на основании давления во впускном патрубке, скорости двигателя, температуры во впускном патрубке, массовой доли газа в цилиндре (мг/ход), режима основного впрыска и давления в топливной рампе. Давление РСР может представлять собой давление на выпуске соплового отверстия инжектора. РСР в уравнении 1 дополнительно скорректировано коэффициентом f1, который зависит от скорости двигателя и режима впрыска дизельного топлива, поскольку эти рабочие параметры двигателя можно дополнительно уточнять, когда на кривой давления в цилиндре (на основании угла поворота коленвала) наблюдается впрыск топлива. Член f1 предназначен для корректировки давления ниже по потоку от соплового отверстия. Член f2 может представлять собой постоянную величину или функцию от одного или более других параметров (как подробно описано далее) и предназначен для корректировки перепадов давления в цилиндре (для корректировки давления ниже по потоку от указанного отверстия) и фактической разницы в рампавом накопителе на стенде (например, данных испытаний) в сопоставлении с установкой на двигателе (для корректировки давления выше по потоку от указанного отверстия).- 11 041377 is converted by Peak Cylinder Pressure (PCP), which can be modeled in one example by assuming that fuel is typically injected at about the same time (for example, at a similar crank angle) that PCP pressure is observed on the engine (as shown in Fig. 49). The PCP pressure may be modeled based on additional engine operating parameters, including one or more of the following: intake manifold pressure, engine speed, inlet oxygen ratio, main injection mode, intake manifold temperature, cylinder gas mass fraction (for a dual-fuel engine ) and/or fuel rail pressure. In one example, PCP pressure may be modeled based on measured intake manifold pressure, engine speed, inlet oxygen ratio, main injection mode, and fuel rail pressure. In a second example related to a multi-fuel engine, PCP pressure can be modeled based on intake manifold pressure, engine speed, intake manifold temperature, cylinder gas mass fraction (mg/stroke), main injection mode, and fuel rail pressure. The PCP pressure may be the outlet pressure of the injector nozzle. The PCP in Equation 1 is further corrected by a factor f1 that depends on engine speed and diesel injection mode, since these engine operating parameters can be further refined when fuel injection is observed on the cylinder pressure curve (based on crank angle). The f1 term is for adjusting the pressure downstream of the nozzle. The f2 term may be a constant value or a function of one or more other parameters (as detailed below) and is intended to correct for cylinder pressure differences (to correct for pressure downstream of a specified port) and the actual ramp accumulator difference on the rig (e.g. , test data) compared to the engine setting (to correct the pressure upstream of the specified port).

В одном варианте выполнения двигатель выполнен с возможностью работы с по меньшей мере одним основным впрыском за цикл цилиндра (например, за цикл сгорания в цилиндре). Двигатель также выполнен с возможностью работы при обеспечении многократных впрысков в одном и том же цилиндре, например, основного впрыска и последующего впрыска (как показано в примерах на фиг. 7 и 8). В данном варианте выполнения уравнение модифицированного давления согласно уравнению 1 может быть преобразовано в виде уравнения 2 (для основного впрыска) и уравнения 3 (для последующего впрыска и любых дополнительных впрысков, выполняемых после первого, основного впрыска):In one embodiment, the engine is configured to operate with at least one main injection per cylinder cycle (eg, per in-cylinder combustion cycle). The engine is also configured to operate while providing multiple injections in the same cylinder, such as a main injection and a post-injection (as shown in the examples in FIGS. 7 and 8). In this embodiment, the modified pressure equation according to equation 1 can be converted into equation 2 (for the main injection) and equation 3 (for the subsequent injection and any additional injections performed after the first, main injection):

MPmain = speed, main timing) — f2Q (Уравнение 2),MP main = - speed, main timing) - f2Q (Equation 2),

MPpost = J{RP + MD * Cl + PD * 672} — PCP * fl(eng speed, pos timing) — f2Q (Уравнение 3).MP post = J{RP + MD * Cl + PD * 672} - PCP * fl(eng speed, pos timing) - f2Q (Equation 3).

В уравнении 2 для основного впрыска жидкого (например, дизельного) топлива давление РСР представляет собой давление РСР для полного цикла цилиндра (не только во время сжатия), при этом множитель во втором члене (член РСР) является функцией (f1) от скорости двигателя и командно-задаваемого режима основного впрыска дизельного топлива. Командно-задаваемый режим основного впрыска дизельного топлива может представлять собой время или угол поворота коленвала в цикле цилиндра, соответствующие началу основного впрыска дизельного топлива (например, угол поворота коленвала перед верхней мертвой точкой, при котором происходит запуск инжектора для его открывания и впрыскивания дизельного топлива в цилиндр). В одном варианте выполнения множитель f1 (скорость двигателя, основной режим) может быть определен на основании поисковой таблицы, сохраненной в памяти контроллера двигателя. Например, поисковая таблица может содержать значение текущей скорости двигателя и режим основного впрыска для впрыска дизельного топлива в виде вводных данных и множитель f1 в виде выходных данных. Коррекционное значение f2 представляет собой постоянное значение, которое может использоваться для корректировки перепадов давления в цилиндре и фактической разницы давлений в рампавом накопителе на стенде в сопоставлении с вариантом установки на двигателе. Таким образом, коррекционное значение f2 может быть предварительно определено и сохранено в памяти контроллера.In Equation 2 for liquid (e.g. diesel) fuel main injection, the PCP pressure is the PCP pressure for a complete cylinder cycle (not just during compression), with the multiplier in the second term (PCP term) being a function of (f1) of engine speed and command-set mode of the main injection of diesel fuel. The commanded mode of the main diesel fuel injection may be the time or angle of rotation of the crankshaft in the cylinder cycle corresponding to the beginning of the main injection of diesel fuel (for example, the angle of rotation of the crankshaft before top dead center, at which the injector is started to open it and inject diesel fuel into cylinder). In one embodiment, the multiplier f1 (engine speed, main mode) may be determined based on a lookup table stored in the memory of the engine controller. For example, the lookup table may contain the value of the current engine speed and the main injection mode for diesel fuel injection as input and the factor f1 as output. The correction value f2 is a constant value that can be used to correct for cylinder pressure drops and the actual pressure difference in the rail accumulator on the bench compared to the engine installation. Thus, the correction value f2 can be predetermined and stored in the controller's memory.

В уравнении 3, относящемся к последующему впрыску жидкого (например, дизельного) топлива, множитель во втором члене представляет собой функцию f1 от скорости двигателя и команднозадаваемого начала режима последующего впрыска дизельного топлива. Командно-задаваемое начало режима последующего впрыска дизельного топлива может представлять собой время или угол поворота коленвала в цикле цилиндра, которым соответствует начало указанного последующего впрыска (например, угол поворота коленвала перед верхней мертвой точкой, при котором происходит запуск инжектора для его открывания и впрыскивания дизельного топлива в цилиндр для последующего впрыска). В одном варианте выполнения множитель f1 (скорость двигателя, последующий режим) может быть определен по поисковой таблице, сохраненной в памяти контроллера двигателя. Например, поисковая таблица может содержать значения текущей скорости двигателя и режима последующего впрыска для впрыска дизельIn Equation 3 relating to post-injection of liquid (eg, diesel) fuel, the multiplier in the second term is a function of f1 of engine speed and the commanded start of diesel post-injection mode. The commanded start of the diesel post-injection mode may be the time or crank angle in the cylinder cycle that corresponds to the start of the specified post-injection (for example, the crank angle before top dead center at which the injector is started to open and inject diesel fuel into the cylinder for subsequent injection). In one embodiment, the multiplier f1 (engine speed, subsequent mode) may be determined from a lookup table stored in the memory of the engine controller. For example, the lookup table might contain the current engine speed and post-injection mode for diesel injection.

- 12 041377 ного топлива в качестве входных данных и множитель fl в качестве выходных данных. Коррекционное значение f2 может быть таким же, как и коррекционное значение в уравнении 2, как описано выше. Кроме того, в уравнении 3 модифицированная разность давлений для последующего впрыска преобразовывает действительное давление RP в рампе для учета наблюдаемого уменьшения давления в топливной рампе (например, давление подачи) на основании того, как долго длится последний основной впрыск (называемый в данном описании как спад давления), и как долго задавалась команда для начала последующего впрыска после основного впрыска (называемая в данном документе как восстановление давления или время задержки перед последующим впрыском). Таким образом, в первом члене рассчитывается, каким является фактическое давление в рампе в начале последующего впрыска, поскольку начальные условия последующих впрысков зависят от того, как много топлива израсходовано накопителем во время предыдущего основного впрыска. Таким образом, в уравнении 3 в первом члене этого уравнения к давлению RP в рампе прибавлена продолжительность основного впрыска, обозначенная как MD, которая умножена на первую константу C1, и прибавлено время задержки перед последующим впрыском (например, время между окончанием продолжительности основного впрыска и началом последующего впрыска), умноженное на вторую константу С2. Первая константа C1 предназначена для расчета того, насколько упало давление на впуске во время основного впрыска, а вторая константа С2 предназначена для расчета того, насколько восстановилось давление на впуске во время задержки между основным и последующим впрысками.- 12 041377 fuel as input and multiplier fl as output. The correction value f2 may be the same as the correction value in Equation 2 as described above. In addition, in Equation 3, the modified post-injection differential pressure converts the actual rail pressure RP to account for the observed decrease in fuel rail pressure (e.g., delivery pressure) based on how long the last main injection lasts (referred to herein as pressure drop). ), and how long the command was given to start the post-injection after the main injection (referred to in this document as pressure build-up or post-injection delay time). Thus, the first term calculates what the actual rail pressure is at the beginning of the next injection, since the initial conditions for subsequent injections depend on how much fuel was consumed by the accumulator during the previous main injection. Thus, in equation 3, in the first term of this equation, the main injection duration, denoted as MD, is added to the rail pressure RP, which is multiplied by the first constant C1, and the delay time before the subsequent injection is added (for example, the time between the end of the main injection duration and the start of after injection) multiplied by the second constant C2. The first constant C1 is to calculate how much the intake pressure has dropped during the main injection, and the second constant C2 is to calculate how much the intake pressure has recovered during the delay between the main and subsequent injections.

Если двигатель выполняет более двух впрысков за один цикл цилиндра, уравнение 3 можно использовать для всех последующих впрысков, учитывая время последующего режима для текущего последующего впрыска.If the engine performs more than two injections in one cylinder cycle, equation 3 can be used for all subsequent injections, considering the post-mode time for the current post-injection.

В другом варианте выполнения двигатель может представлять собой многотопливный двигатель, выполненный с возможностью сжигания по меньшей мере двух видов топлива, в том числе жидкого топлива (например, дизельного топлива) и газообразного топлива (например, природного газа). Дизельное топливо может впрыскиваться через инжектор, для чего используют уравнения и инжекторные карты, описанные в данном документе, а газообразное топливо может впрыскиваться через другой инжектор или газовпускной клапан. Как описано выше, во время работы двигателя доля замещения (SR) газообразным топливом к общему количеству топлива (жидкое + газообразное топливо) может регулироваться на основании условий работы двигателя. В некоторых вариантах выполнения может использоваться максимально возможное количество газообразного топлива, при этом обеспечивая эффективную работу двигателя. При других условиях работы двигателя может впрыскиваться только дизельное топливо (без использования газообразного топлива). В данном варианте выполнения многотопливного (например, двухтопливного) двигателя уравнение модифицированного давления, основанное на уравнении 1, может быть преобразовано в уравнение 4 (для основного впрыска, который может представлять собой впрыск только жидкого топлива в цикле цилиндра):In another embodiment, the engine may be a multi-fuel engine configured to burn at least two fuels, including liquid fuels (eg, diesel fuel) and gaseous fuels (eg, natural gas). Diesel fuel may be injected through an injector using the equations and injection maps described herein, and gaseous fuel may be injected through another injector or gas inlet valve. As described above, during engine operation, the replacement ratio (SR) of gaseous fuel to the total amount of fuel (liquid + gaseous fuel) can be adjusted based on engine operating conditions. In some embodiments, the maximum possible amount of gaseous fuel can be used while still providing efficient operation of the engine. Under other engine operating conditions, only diesel fuel can be injected (no gaseous fuel). In this embodiment of a multi-fuel (e.g., dual-fuel) engine, the modified pressure equation based on Equation 1 can be converted to Equation 4 (for the main injection, which may be liquid-fuel-only injection in a cylinder cycle):

MPmainiDF = y/RP- РСРсо * flieng speed, diesel timing) - f2(CGQ, CDQ) (уравнениеMP mainiDF = y/RP- PCP co * flieng speed, diesel timing) - f2(CGQ, CDQ) (equation

4).4).

В вышеприведенном уравнении РСРсо представляет собой дополнение вышеуказанного смоделированного давления РСР только при сжатии. В одном варианте выполнения модель РСР может содержать член с учетом только сжатия в дополнение к суммирующему члену для случая, когда сгорание приводит к увеличению давления РСР больше члена с учетом только сжатия (например, давление в цилиндре только при сжатии может быть смоделировано отдельно на основании дополнительного давления сгорания в цилиндре). Таким образом, давление РСРсо может быть получено из члена с учетом только сжатия смоделированного давления РСР. Как описано выше со ссылкой на Уравнение 2, член РСР корректируют с помощью функции f1 от скорости двигателя и режима (основного) впрыска дизельного топлива. Как объясняется выше, член f1 может быть определен по поисковой таблице, сохраненной в памяти контроллера, используя скорость двигателя и командно-задаваемый режим впрыска дизельного топлива (например, угол поворота коленвала в градусах до точки TDC) в качестве входных данных. Поправочное значение f2 не является постоянным значением в Уравнении 4 и является функцией команднозадаваемого количества газообразного топлива, CGQ, (например, в мг/ход) и командно-задаваемого количества дизельного топлива, CDQ, (например, в мм3/ход). В одном варианте выполнения во время работы двигателя коррекционный член f2 может быть найден посредством контроллера в поисковой таблице, хранящейся в памяти контроллера, используя значения CGQ и CDQ в качестве входных данных. Член f2 предназначен для корректировки разницы значений выше и ниже по потоку по потоку от соплового отверстия для стенда и для варианта установки на двигателе. Выше по потоку влияние заключается в том, что высокая доля замещения приводит к снижению количества дизельного топлива и, как следствие, к меньшим спадам давления, вызываемым накопителем, по сравнению с данными для инжекторов на испытательном стенде. Ниже по потоку влияние заключается в том, что разные доли замещения газом (например, при комбинации разного количества газа и/или дизельного топлива) оказывают влияние на параметры сгорания и скорость отвода тепла при определенном угле поворота коленвала. Например, параметры давления в цилиндре при двухтопливном сгорании могут отличаться от параметров давления вIn the equation above, PCPco is the addition of the above simulated PCP pressure in compression only. In one embodiment, the PCP model may include a compression-only term in addition to a summing term for the case where combustion results in an increase in PCP pressure greater than the compression-only term (e.g., the pressure in a compression-only cylinder can be modeled separately based on the additional combustion pressure in the cylinder). Thus, the PCPco pressure can be obtained from the term considering only the compression of the simulated PCP pressure. As described above with reference to Equation 2, the PCP term is corrected by a function f1 of the engine speed and the (primary) diesel injection mode. As explained above, the term f1 can be determined from a lookup table stored in the controller memory using the engine speed and the diesel injection command mode (eg, crankshaft angle in degrees before the TDC point) as input. The correction value f2 is not a constant value in Equation 4 and is a function of the fuel gas command amount, CGQ, (eg, in mg/stroke) and the diesel fuel command amount, CDQ, (eg, in mm 3 /stroke). In one embodiment, during engine operation, the correction term f2 can be found by the controller in a lookup table stored in the controller's memory using the CGQ and CDQ values as input. The f2 term is intended to correct for the difference in values upstream and downstream of the nozzle port for the stand and for the engine mounting option. Upstream, the effect is that a high replacement rate leads to a reduction in the amount of diesel fuel and, as a result, to smaller pressure drops caused by the accumulator, compared to data for injectors on the test bench. The downstream effect is that different proportions of gas replacement (for example, with a combination of different amounts of gas and/or diesel fuel) affect the combustion parameters and the rate of heat removal at a certain crankshaft angle. For example, the pressure parameters in the cylinder during dual-fuel combustion may differ from the pressure parameters in

- 13 041377 цилиндре при сгорании только дизельного топлива. Таким образом, давление ниже по потоку от отверстия должно быть скомпенсировано соответствующим образом, как показано в уравнении 4. В некоторых вариантах выполнения член f2 в уравнениях 2 и 3 может быть не постоянным значением, а функцией от количества дизельного топлива.- 13 041377 cylinder when burning only diesel fuel. Thus, the pressure downstream of the orifice must be compensated appropriately, as shown in Equation 4. In some embodiments, the f2 term in Equations 2 and 3 may not be a constant value, but a function of the amount of diesel fuel.

Если вернуться к фиг. 3, на ней значения давления в топливной рампе, указанные в первой строке 304 первой инжекторной табл. 300, могут быть введены в функцию модифицированной разности давлений (например, в одно из уравнений 1-4, представленных выше) для определения набора значений модифицированной разности давлений. Указанные значения, которые могут представлять собой выходные значения одного из уравнений 1-4, указаны в первой строке 310 второй инжекторной табл. 302. По сути, первая строка 310 содержит набор значений модифицированной разности давлений, соответствующий набору значений давления в топливной рампе. В первой строке 310 F обозначает остальные члены уравнения модифицированной разности давлений (например, в дополнение к давлению RP). Как описано выше, в одном примере диапазон значений давления в топливной рампе может варьироваться от 600 до 2200 бар. Во второй инжекторной таблице 302 указаны такие же данные о запуске инжектора при таких же топливных значениях, что и в первой инжекторной таблице 300. Например, в первом столбце 312 второй инжекторной таблицы 312 указан тот же набор топливных значений, что описан выше. Однако во второй инжекторной таблице 302 данные о запуске инжектора проиндексированы с помощью модифицированной разности давлений, а не только по давлению в топливной рампе.Returning to FIG. 3, on it the pressure values in the fuel rail, indicated in the first line 304 of the first injector table. 300 may be entered into a modified differential pressure function (eg, one of Equations 1-4 above) to determine a set of modified differential pressure values. These values, which may represent the output values of one of the equations 1-4, are indicated in the first line 310 of the second injector table. 302. As such, the first line 310 contains a set of modified differential pressure values corresponding to a set of fuel rail pressure values. In the first line 310, F denotes the remaining terms of the modified differential pressure equation (eg, in addition to the pressure RP). As described above, in one example, the fuel rail pressure range may vary from 600 to 2200 bar. The second injection table 302 indicates the same injector start data at the same fuel values as the first injection table 300. For example, the first column 312 of the second injection table 312 indicates the same set of fuel values as described above. However, in the second injector table 302, the injector start data is indexed by the modified differential pressure and not just by the fuel rail pressure.

Как объяснено выше, регулирование данных в таблице для топливных инжекторов по членам функции (функций) модифицированной разности давлений, описанных в данном документе, позволяет корректировать разницу между предварительно определенными данными о запуске инжектора и фактическими условиями работы двигателя. Например, инжекторная таблица (такая как первая инжекторная табл. 300) может быть составлена во время стендовых испытаний с использованием испытательного стенда вместо реального двигателя, в котором используют инжекторную таблицу. По сути, на испытательном стенде может отсутствовать такой же режим с падением давления в сопловом отверстии топливного инжектора, как в работающем двигателе. Кроме того, в испытательном стенде может не быть такого же противодавления или давления в цилиндре (например, пикового давления в цилиндре), как в работающем двигателе. Таким образом, члены уравнения модифицированной разности давлений (описанные выше со ссылкой на уравнения 1-4) могут компенсировать все связанные с давлением отклонения в значениях для работающего двигателя и для оборудования, используемого для создания инжекторной таблицы. Такая корректировка с учетом работы двигателя позволяет использовать одну и ту же инжекторную карту для множества разных двигателей. Кроме того, поправочный коэффициент может быть изменен на основании текущих условий работы двигателя, тем самым, повышая точность инжекторной таблицы в заданном двигателе по мере изменения переменных значений двигательной системы.As explained above, adjusting the data in the table for fuel injectors by the terms of the modified differential pressure function(s) described herein allows the difference between predetermined injector start data and actual engine operating conditions to be corrected. For example, an injector table (such as the first injector table 300) may be generated during bench testing using a test bench instead of an actual engine that uses an injector table. As such, the test bench may not have the same pressure drop across the fuel injector nozzle as a running engine. In addition, the test stand may not have the same back pressure or cylinder pressure (eg, peak cylinder pressure) as a running engine. Thus, the terms of the modified differential pressure equation (described above with reference to Equations 1-4) can compensate for any pressure-related deviations in values for the running engine and for the equipment used to create the injection table. This adjustment based on engine operation allows the same injection map to be used for many different engines. In addition, the correction factor can be changed based on the current operating conditions of the engine, thereby improving the accuracy of the injection table in a given engine as the engine system variables change.

Благодаря преобразованию в инжекторной таблице путем индексирования с помощью функции с квадратным корнем данные о запуске топливного инжектора, хранящиеся во второй инжекторной табл. 302, получаются более линейными, чем данные о запуске топливного инжектора, сохраненные в первой инжекторной таблице 300. Таким образом, линейная интерполяция данных во второй инжекторной табл. 302 может привести к меньшей погрешности в получаемых выходных данных о запуске топливного инжектора (например, в значении времени запуска топливных инжекторов). Поскольку точность линейной интерполяции может быть повышена путем индексирования данных о запуске топливного инжектора с помощью модифицированной разности давлений, может быть получено меньшее количество значений данных с той же степенью точности. По сути, размеры инжекторной таблицы, сохраненной в памяти контроллера, могут быть уменьшены, тем самым, снижая объем используемой памяти.Due to the transformation in the injector table by indexing with the square root function, the fuel injector start data stored in the second injector table. 302 are more linear than the fuel injector start data stored in the first injector table 300. Thus, the linear interpolation of the data in the second injector table. 302 may result in less error in the resulting fuel injector start output (eg, fuel injector start time). Since the accuracy of the linear interpolation can be improved by indexing the fuel injector start data with a modified differential pressure, fewer data values can be obtained with the same degree of accuracy. As such, the size of the injector table stored in the controller's memory can be reduced, thereby reducing the amount of memory used.

При индексировании инжекторной таблицы по модифицированной разности давлений вводные данные для инжекторной таблицы также должны быть преобразованы с помощью функции модифицированной разности давлений. Таким образом, в вышеприведенных уравнениях 1-4 давление RP может быть определенным давлением в топливной рампе. В одном примере определенное давление в топливной рампе может быть измерено датчиком давления, например, датчиком 130 давления, показанным на фиг. 1, который установлен выше по потоку от топливных инжекторов. По сути, модифицированную разность давлений определяют путем ввода в функцию модифицированного давления определенного значения давления в топливной рампе и дополнительно требуемых параметров работы двигателя. Затем определенное модифицированное давление и дополнительные рабочие параметры двигателя (например, скорость двигателя, режим впрыска и т.п.) могут быть использованы в качестве входных данных для индексированной инжекторной таблицы для интерполяции по ближайшим индексированным данным о запуске топливного инжектора для определения выходного значения для запуска топливного инжектора, такого как время запуска топливного инжектора.When indexing an injector table by a modified differential pressure, the input data for the injector table must also be converted using a modified differential pressure function. Thus, in Equations 1-4 above, the RP pressure may be the specific fuel rail pressure. In one example, the determined fuel rail pressure may be measured by a pressure sensor, such as pressure sensor 130 shown in FIG. 1, which is installed upstream of the fuel injectors. Essentially, the modified differential pressure is determined by entering into the modified pressure function a certain fuel rail pressure value and additionally required engine operating parameters. The determined modified pressure and additional engine operating parameters (e.g., engine speed, injection mode, etc.) can then be used as input to the indexed injector table to interpolate from the nearest indexed fuel injector start data to determine the output value to start. fuel injector, such as the start time of the fuel injector.

Как описано выше, выходное значение для запуска топливного инжектора может быть использовано для управления впрыском топлива в двигательной системе. Таким образом, технический результат описанного выше (и подробно изложенного далее со ссылкой на фиг. 5) способа индексирования и интерполяции заключается в повышении точности управления топливными инжекторами. В частности, путем индексирования таблицы запуска инжектора с помощью модифицированной разности давленийAs described above, the fuel injector start output may be used to control fuel injection in a propulsion system. Thus, the technical result of the indexing and interpolation method described above (and detailed below with reference to Fig. 5) is to increase the accuracy of fuel injector control. In particular, by indexing the injector start table with a modified differential pressure

- 14 041377 посредством контроллера обеспечена возможность определения более точного времени запуска впрыска топлива для определенного давления в топливной рампе и требуемого топливного значения. По сути, режим впрыска может быть отрегулирован на основании определенного времени запуска топливных инжекторов для подачи требуемого количества топлива. Подача точного количества топлива позволяет повысить эффективность потребления топлива двигателем, при этом снижая неравномерность выбросов двигателя. Кроме того, для многотопливных двигателей при использовании уравнения модифицированной разности давлений (уравнение 4) для управления инжекторами обеспечена возможность использования больших долей замещения природным газом, при этом поддерживая эффективную и надежную работу двигателя. Таким образом, подход, описанный выше и более подробно далее, позволяет уменьшить время на проектирование и увеличить экономию затрат.- 14 041377 by means of the controller, it is possible to determine a more accurate fuel injection start time for a certain pressure in the fuel rail and the required fuel value. As such, the injection mode can be adjusted based on a certain start time of the fuel injectors to deliver the desired amount of fuel. Delivering the exact amount of fuel can improve the fuel efficiency of the engine while reducing engine emission fluctuations. In addition, for multi-fuel engines, by using the modified differential pressure equation (Equation 4) to control the injectors, it is possible to use large proportions of natural gas substitution while maintaining efficient and reliable engine operation. Thus, the approach described above and in more detail below can reduce design time and increase cost savings.

В некоторых вариантах реализации машиночитаемый носитель 138 имеет память с одним или более наборами сохраненных в ней инструкций и/или данных, причем при получении доступа к ним и исполнении электронным устройством (например, процессорным блоком 136) электронное устройство выполняет различные действия. В частности, машиночитаемый носитель с памятью может содержать данные о запуске топливного инжектора, индексированные в памяти с помощью входного параметра, инструкции для определения значения модифицированной разности давлений на основании определенного давления, текущих условий работы двигателя, функцию модифицированной разности давлений, а также инструкции для генерирования выходного значения для запуска топливных инжекторов путем интерполяции индексированных данных о запуске топливного инжектора с использованием значения модифицированной разности давлений в качестве входного параметра. В одном примере определенное давление представляет собой измеренное давление в топливной рампе, которое измеряют выше по потоку от топливного инжектора, при этом функция модифицированной разности включает аппроксимацию квадратным корнем.In some embodiments, computer-readable medium 138 has a memory with one or more sets of instructions and/or data stored therein, and when accessed and executed by an electronic device (eg, processing unit 136), the electronic device performs various actions. In particular, the computer-readable storage medium may include fuel injector start data indexed in the memory with an input parameter, instructions for determining a modified differential pressure value based on a determined pressure, current engine operating conditions, a modified differential pressure function, and instructions for generating an output value for firing the fuel injectors by interpolating the indexed fuel injector firing data using the modified differential pressure value as an input. In one example, the determined pressure is a measured fuel rail pressure that is measured upstream of the fuel injector, where the modified difference function includes a square root approximation.

В одном варианте выполнения данные о запуске топливного инжектора могут храниться в инжекторной таблице, причем инжекторная таблица имеет первое число столбцов и второе число строк, причем указанные первое и второе числа больше единицы. Первая строка из второго числа строк содержит набор значений модифицированной разности давлений, который соответствует набору значений давления в топливной рампе, а первый столбец из первого числа столбцов содержит набор топливных значений, который включает набор значений количества топлива, впрыскиваемого одним топливным инжектором. Кроме того, каждая ячейка в инжекторной таблице содержит значение времени запуска топливного инжектора, соответствующее одному из значений модифицированного давления в соответствующем наборе и одному из топливных значений в соответствующем наборе.In one embodiment, fuel injector start data may be stored in an injector table, the injector table having a first number of columns and a second number of rows, said first and second numbers being greater than one. The first row of the second number of rows contains a set of modified differential pressure values, which corresponds to a set of fuel rail pressure values, and the first column of the first number of columns contains a set of fuel values, which includes a set of values of the amount of fuel injected by one fuel injector. In addition, each cell in the injector table contains a fuel injector start time value corresponding to one of the modified pressure values in the corresponding set and one of the fuel values in the corresponding set.

Значения модифицированной разности давлений могут быть определены на основании одного или более уравнений или одной или более таблиц, сохраненных в памяти контроллера. Например, значения модифицированной разности давлений могут быть вычислены контроллером согласно сохраненной функции модифицированной разности давлений (например, по одному из уравнений 1-4) и измеренным и/или рассчитанным условиям работы двигателя. В другом примере значения модифицированной разности давлений могут быть найдены в памяти контроллера с помощью одной или более сохраненных поисковых таблиц, в которых содержатся рабочие параметры, используемые в уравнении модифицированной разности давлений в качестве входных данных.Modified differential pressure values may be determined based on one or more equations or one or more tables stored in the controller's memory. For example, modified differential pressure values may be calculated by the controller according to a stored modified differential pressure function (eg, one of Equations 1-4) and measured and/or calculated engine operating conditions. In another example, modified differential pressure values may be retrieved from the controller's memory using one or more stored lookup tables that contain operating parameters used as input to the modified differential pressure equation.

С помощью функции модифицированного давления обеспечена возможность преобразования данных о запуске топливного инжектора, сохраненных в инжекторной таблице, чтобы сделать эти данные в ячейках указанной инжекторной таблицы более линейными. Машиночитаемый носитель также содержит инструкции по выполнению многоступенчатой линейной интерполяции индексированных данных о запуске топливного инжектора, содержащихся в инжекторной таблице, для определения времени запуска топливного инжектора при определенной разности давлений и топливном значении. Кроме того, машиночитаемый носитель для хранения содержит инструкции по выводу определенного времени запуска топливного инжектора и регулированию впрыска топлива на основании определенного времени запуска топливного инжектора. В одном примере регулирование впрыска топлива включает регулирование времени открывания инжектора.With the modified pressure function, it is possible to convert the fuel injector start data stored in the injector table to make the data in the cells of said injector table more linear. The computer-readable medium also contains instructions for performing a multi-stage linear interpolation of the indexed fuel injector start data contained in the injector table to determine the fuel injector start time at a certain pressure difference and fuel value. Further, the computer-readable storage medium includes instructions for outputting the determined fuel injector start time and adjusting fuel injection based on the determined fuel injector start time. In one example, fuel injection control includes control of the injector opening time.

Кроме того, система, показанная на фиг. 1, содержит систему топливной рампы, содержащую общую топливную рампу, топливные инжекторы, выполненные с возможностью впрыскивания топлива из общей топливной рампы в цилиндры двигателя, инжекторную таблицу, сохраненную в памяти компьютера, и контроллер, выполненный с возможностью регулирования впрыска топлива в цилиндры на основании времени запуска топливных инжекторов, которое определяют путем индексирования данных об инжекторах, хранящихся в инжекторной таблице, с помощью функции модифицированной разности давлений, которая содержит квадратный корень из давления в рампе с учетом пикового давления в цилиндрах, умноженного на функцию от скорости двигателя и режима впрыска, и с учетом поправочного члена, который обеспечивает корректировку разницы значений давления между данными об инжекторе на двигателе и на стенде, как выше, так и ниже по потоку от соплового отверстия инжектора, а также путем интерполяции индексированных данных об инжекторах на основании определенного давления в топливной рампе, количества топлива, впрыскиваемого за один ход топливного инжектора, и дополнительныхIn addition, the system shown in Fig. 1 comprises a fuel rail system comprising a common fuel rail, fuel injectors configured to inject fuel from a common fuel rail into engine cylinders, an injector table stored in computer memory, and a controller configured to control fuel injection into the cylinders based on time. starting the fuel injectors, which is determined by indexing the injector data stored in the injector table using a modified differential pressure function that contains the square root of the rail pressure, taking into account the peak pressure in the cylinders, multiplied by a function of engine speed and injection mode, and taking into account a correction term that corrects the pressure difference between the injector data on the engine and on the bench, both upstream and downstream of the injector nozzle, and also by interpolating indexed injector data based on a certain pressure in the fuels ramp, the amount of fuel injected per stroke of the fuel injector, and additional

- 15 041377 условий работы двигателя. В одном примере определенное давление в топливной рампе измеряют на основании одного или более сигналов о давлении, отправляемых в контроллер по меньшей мере одним датчиком давления, установленным выше по потоку от общей топливной рампы.- 15 041377 engine operating conditions. In one example, a determined fuel rail pressure is measured based on one or more pressure signals sent to the controller by at least one pressure sensor located upstream of the common fuel rail.

В другом варианте выполнения данного изобретения система на фиг. 1 содержит систему топливной рампы, содержащую общую топливную рампу, топливные инжекторы, выполненные с возможностью впрыска топлива из общей топливной рампы в цилиндры двигателя, машиночитаемый носитель информации с памятью, причем в памяти сохранена инжекторная таблица, содержащая данные об инжекторах, индексированные с помощью функции модифицированной разности давлений, и контроллер, выполненный с возможностью управления топливными инжекторами на основании времени запуска топливных инжекторов, причем контроллер выполнен с возможностью определения времени запуска топливных инжекторов путем интерполяции индексированных данных об инжекторах на основании определенного давления в топливной рампе и количества топлива, впрыскиваемого за один ход топливного инжектора. Функция модифицированного давления включает квадратный корень из давления в топливной рампе с учетом пикового давления в цилиндрах и дополнительный поправочный член, содержащий постоянное значение или функцию от количества жидкого и газообразного топлива, впрыскиваемых в двигатель. Кроме того, определенное давление в топливной рампе может быть измерено на основании одного или более сигналов о давлении, отправляемых в контроллер по меньшей мере одним датчиком давления, установленным выше по потоку от общей топливной рампы.In another embodiment of the present invention, the system of FIG. 1 contains a fuel rail system containing a common fuel rail, fuel injectors configured to inject fuel from a common fuel rail into the engine cylinders, a computer-readable storage medium with memory, and an injector table is stored in the memory containing data about injectors indexed using a modified differential pressures, and a controller configured to control the fuel injectors based on the start time of the fuel injectors, wherein the controller is configured to determine the start time of the fuel injectors by interpolating indexed injector data based on the determined fuel rail pressure and the amount of fuel injected per stroke. fuel injector. The modified pressure function includes the square root of the pressure in the fuel rail, taking into account the peak pressure in the cylinders, and an additional correction term containing a constant value or a function of the amount of liquid and gaseous fuel injected into the engine. In addition, the determined fuel rail pressure may be measured based on one or more pressure signals sent to the controller by at least one pressure sensor located upstream of the common fuel rail.

В одном варианте выполнения линия двигателей может содержать разные двигатели и/или двигатели разных типов. Все двигатели в указанной линии могут содержать одинаковые топливные инжекторы. Кроме того, в каждом двигателе, в таблице для топливных инжекторов в памяти машиночитаемого носителя могут быть сохранены одни и те же данные о запуске топливного инжектора. По сути, в каждом из указанных двигателей может использоваться общая таблица для топливных инжекторов. Однако двигатели в указанной линии могут иметь разное пиковое давление в цилиндрах, разные режимы впрыска и/или доли замещения газообразным топливом. Как описано выше, данные, хранящиеся в общей таблице для топливных инжекторов, могут быть проиндексированы с помощью функции модифицированной разности давлений, которая содержит квадратный корень из давления в рампе с учетом пикового давления в цилиндре, преобразованного с помощью функции от скорости двигателя и режима впрыска, а также с учетом поправочного коэффициента для давления выше и ниже по потоку от соплового отверстия инжектора. Пиковое давление в цилиндре для каждого двигателя может быть по отдельности сохранено в памяти соответствующего двигателя и/или определено на основании модели пикового давления в цилиндре, характерного для конкретного двигателя. По сути, после индексирования данных в общей таблице для топливных инжекторов с помощью контроллера двигателя обеспечена возможность ввода сохраненного или смоделированного значения пикового давления в цилиндре, а также дополнительных рабочих условий двигателя в функцию модифицированного давления для последующего индексирования сохраненных данные о запуске топливного инжектора. Таким образом, одна и та же таблица запуска топливных инжекторов может быть сохранена во множестве двигателей и/или двигателях разных типов и может использоваться для определения времени запуска топливных инжекторов с обеспечением повышенной точности. В некоторых вариантах выполнения функции модифицированной разности давлений могут использоваться в разных функциях, при этом используя одну и ту же таблицу запуска топливных инжекторов. Например, уравнение модифицированной разности давлений согласно вышеприведенному уравнению 4 может использоваться в многотопливном двигателе, а уравнения модифицированной разности давлений согласно уравнениям 2 и 3 могут использоваться в двигателе, который работает только на жидком топливе и в котором обеспечено по несколько впрысков в каждом цикле цилиндра.In one embodiment, the line of engines may contain different engines and/or engines of different types. All engines in a given line may contain the same fuel injectors. In addition, in each engine, the same fuel injector start data may be stored in a table for fuel injectors in the memory of the computer-readable medium. In fact, each of these engines can use a common table for fuel injectors. However, the engines in said line may have different peak cylinder pressures, different injection patterns, and/or gaseous fuel displacement fractions. As described above, the data stored in the common table for fuel injectors can be indexed using a modified differential pressure function, which contains the square root of the rail pressure, taking into account the peak pressure in the cylinder, converted using a function of engine speed and injection mode, and also taking into account the correction factor for the pressure upstream and downstream of the injector nozzle. The peak cylinder pressure for each engine may be separately stored in the memory of the respective engine and/or determined based on a peak cylinder pressure model specific to the particular engine. In essence, after indexing the data in the general table for fuel injectors by the engine controller, it is possible to enter the stored or simulated value of peak cylinder pressure, as well as additional engine operating conditions, into the modified pressure function for subsequent indexing of the stored fuel injector start data. Thus, the same fuel injector start table can be stored in a plurality of engines and/or engines of different types and can be used to determine the start time of the fuel injectors with improved accuracy. In some embodiments, the modified differential pressure functions may be used in different functions while still using the same fuel injector trigger table. For example, the modified differential pressure equation of Equation 4 above may be used in a multi-fuel engine, and the modified differential pressure equations of Equations 2 and 3 may be used in an engine that runs on liquid fuel only and provides multiple injections per cylinder cycle.

В одном примере указанная линия двигателей может содержать первый двигатель и второй двигатель, причем оба двигателя содержат одинаковые топливные инжекторы. Первый двигатель может содержать первую инжекторную таблицу, сохраненную в первой компьютерной памяти, а второй двигатель может содержать вторую таблицу для топливных инжекторов, сохраненную во второй компьютерной памяти, причем первая и вторая инжекторные таблицы являются одинаковыми. Кроме того, первый двигатель может иметь первое пиковое давление в цилиндре, а второй двигатель может иметь второе пиковое давление в цилиндре, причем указанное первое давление отличается от указанного второго давления. Затем с помощью первого контроллера в первом двигателе может быть выполнено индексирование данных об инжекторах, сохраненных в первой инжекторной таблице, с помощью функции модифицированной разности давлений, которая содержит квадратный корень из давления в топливной рампе с учетом первого пикового давление в цилиндре, преобразованного с помощью множителя, который является функцией от скорости двигателя и режима впрыска, и содержит поправочный коэффициент. Аналогично, второй контроллер во втором двигателе выполнен с возможностью индексирования данных об инжекторах, сохраненных во второй инжекторной таблице, с помощью той же самой функции модифицированной разности давлений, но с учетом второго пикового давления в цилиндре, преобразованного с помощью множителя, который является функцией от скорости двигателя и режима впрыска, а также с учетом поправочного коэффициента.In one example, said engine line may comprise a first engine and a second engine, both engines containing the same fuel injectors. The first engine may include a first injection table stored in a first computer memory and the second engine may include a second fuel injector table stored in a second computer memory, the first and second injection tables being the same. In addition, the first engine may have a first peak in-cylinder pressure, and the second engine may have a second peak in-cylinder pressure, said first pressure being different from said second pressure. The first controller in the first engine can then index the injector data stored in the first injector table with a modified differential pressure function that contains the square root of the fuel rail pressure given the first peak cylinder pressure converted by a factor , which is a function of engine speed and injection mode, and contains a correction factor. Similarly, the second controller in the second engine is configured to index the injector data stored in the second injector table with the same modified differential pressure function, but with the second peak cylinder pressure converted by a multiplier that is a function of speed. engine and injection mode, as well as taking into account the correction factor.

Далее рассмотрим фиг. 10, на которой показан вариант осуществления способа 1000 определенияNext, consider Fig. 10, which shows an embodiment of a method 1000 for determining

- 16 041377 выходного значения для запуска топливных инжекторов, например, времени запуска топливных инжекторов, и регулирования впрыска топлива в двигатель на основании определенного выходного значения для запуска топливных инжекторов. В одном примере способ 1000 осуществляют с помощью контроллера 106, показанного на фиг. 1, согласно инструкциям, сохраненным в памяти контроллера. В частности, контроллер 106 выполнен с возможностью многократного осуществления способа 1000 во время работы двигателя для определения времени запуска инжекторов.- 16 041377 an output value for starting the fuel injectors, for example, the start time of the fuel injectors, and adjusting fuel injection into the engine based on the determined output value for starting the fuel injectors. In one example, method 1000 is performed using controller 106 shown in FIG. 1, according to the instructions stored in the controller's memory. In particular, the controller 106 is configured to repeatedly execute the method 1000 during engine operation to determine when to start the injectors.

Способ 1000 начинается с этапа 1002, включающего расчет и/или измерение параметров работы двигателя. Параметры работы двигателя могут включать скорость двигателя и нагрузку, давление в системе топливной рампы, давление в цилиндрах двигателя, требуемый крутящий момент, давление нагнетания, режим впрыска для инжектора (инжекторов), долю замещения газообразным топливом к общему количеству топлива, командно-задаваемое количество жидкого топлива, командно-задаваемое количество газообразного топлива или т.п. В частности, расчет и/или измерение параметров работы двигателя на этапе 1002 могут включать определение давления в топливной рампе. Как описано выше, в одном примере давление в топливной рампе может быть определено на основании выходного значения датчика давления (например, датчика 130 давления на фиг. 1), установленного в системе топливной рампы выше по потоку от топливного инжектора и/или общей топливной рампы. Расчет и/или измерение параметров работы двигателя на этапе 1002 могут включать определение командно-задаваемого режима впрыска, скорости двигателя и командно-задаваемого количества дизельного и/или газообразного топлива. Например, способ на этапе 1002 может включать определение условий работы двигателя (например, параметров) при помощи функции модифицированной разности давлений согласно одному или более уравнениям 1-4, приведенным выше.Method 1000 begins at 1002 including calculating and/or measuring engine operating parameters. Engine operating parameters may include engine speed and load, fuel rail system pressure, engine cylinder pressure, required torque, boost pressure, injection mode for injector(s), gaseous fuel replacement to total fuel quantity, commanded liquid fuel, a commanded amount of gaseous fuel, or the like. In particular, the calculation and/or measurement of engine operating parameters at 1002 may include determining the pressure in the fuel rail. As described above, in one example, fuel rail pressure may be determined based on the output of a pressure sensor (e.g., pressure sensor 130 in FIG. 1) installed in the fuel rail system upstream of the fuel injector and/or common rail. Calculating and/or measuring engine performance at 1002 may include determining a commanded injection mode, engine speed, and a commanded amount of diesel and/or gaseous fuel. For example, the method at 1002 may include determining engine operating conditions (eg, parameters) using a modified differential pressure function according to one or more of Equations 1-4 above.

На этапе 1004 указанный способ включает получение топливного значения. В одном примере топливное значение для всех рабочих точек двигателя может храниться в памяти контроллера. В другом примере топливное значение может быть рассчитано на основании условий работы двигателя, например, требуемого крутящего момента. На этапе 1006 указанный способ включает определение требуемой функции модифицированной разности давлений для индексирования данных о запуске топливного инжектора. В одном примере требуемая функция модифицированной разности давлений может быть заранее определена и сохранена в контроллере на основании типа двигателя (например, многотопливного или однотопливного типа) и/или на основании наличий или отсутствия нескольких впрысков (например, основного и последующего впрысков) во время одного цикла цилиндра. Например, одно или более уравнений 1-4, приведенных выше, может быть сохранено в памяти контроллера, который выполнен с возможностью выбора требуемого уравнения или комбинации уравнений для использования в качестве функции модифицированной разности давлений на основании типа двигателя и/или типов впрысков или видов топлива, используемого в двигателе.At 1004, the method includes obtaining a fuel value. In one example, the fuel value for all engine operating points may be stored in a controller memory. In another example, the fuel value may be calculated based on engine operating conditions, such as required torque. At 1006, the method includes determining a desired modified differential pressure function for indexing fuel injector firing data. In one example, the desired modified differential pressure function may be predetermined and stored in the controller based on engine type (e.g., multi-fuel or single-fuel type) and/or based on the presence or absence of multiple injections (e.g., main and post injections) during one cycle. cylinder. For example, one or more of Equations 1-4 above may be stored in the memory of the controller, which is configured to select the desired equation or combination of equations to use as a function of the modified differential pressure based on engine type and/or injection types or fuels. used in the engine.

Далее в указанном способе следует этап 1008, на котором определенное давление в топливной рампе и дополнительные условия работы двигателя подставляют в выбранную (или заранее определенную) функцию модифицированной разности давлений для определения значения модифицированной разности давлений. В частности, на этапе 1008 с помощью контроллера обеспечивается ввод в функцию модифицированной разности давлений определенного давления в топливной рампе и дополнительных условий работы двигателя (например, скорости двигателя, режима впрыска, времени между несколькими впрысками и/или командно-задаваемого количества жидкого и/или газообразного топлива). В одном примере функция модифицированной разности давлений представляет собой одну или более функций, представленных в виде уравнений 1-4. Как объяснено выше, функция модифицированной разности давлений может представлять собой аппроксимацию квадратным корнем. В альтернативных примерах функция модифицированного давления может представлять собой другую функцию, близкую к указанной функции с использованием квадратного корня. Например, в функции модифицированной разности давлений давление в топливной рампе за вычетом давления РСР и члена f2 может быть возведено в степень 0,45, а не 0,5.The method then proceeds to step 1008 where the determined fuel rail pressure and additional engine operating conditions are substituted into a selected (or predetermined) modified pressure difference function to determine a modified pressure difference value. In particular, at step 1008, the controller provides input to the modified differential pressure function of a certain pressure in the fuel rail and additional engine operating conditions (for example, engine speed, injection mode, time between several injections and / or a commanded amount of liquid and / or gaseous fuel). In one example, the modified differential pressure function is one or more of the functions represented as Equations 1-4. As explained above, the modified pressure difference function may be a square root approximation. In alternative examples, the modified pressure function may be another function close to the specified function using the square root. For example, as a function of the modified differential pressure, the fuel rail pressure minus the PCP pressure and the f2 term can be raised to the power of 0.45 rather than 0.5.

После того, как на этапе 1008 с помощью контроллера определено значение модифицированной разности давлений, способ продолжается, переходя к этапу 1010, на котором данные о запуске топливного инжектора индексируют как функцию по функции модифицированной разности давлений. Как описано выше, данные о запуске топливного инжектора могут быть сохранены в инжекторной таблице, например, в инжекторной таблице 300, представленной на фиг. 3. Инжекторная таблица также может быть сохранена на компьютерно-читаемом носителе с памятью, предназначенном для долгосрочного хранения данных. По сути, при определении значений команд для впрыска топлива данные в сохраненной инжекторной таблице могут быть активно проиндексирован с помощью функции модифицированной разности давлений во время работы двигателя. В одном примере функция модифицированной разности давлений для индексирования данных о запуске топливного инжектора является такой же, как и функция модифицированной разности давлений, используемая на этапе 1006 для определения модифицированной разности давлений. Таким образом, итоговое выходное значение, получаемое путем индексирования сохраненных данных о запуске топливного инжектора во время работы двигателя, может представлять собой модифицированную инжекторную таблицу, значения в которой проиндексированы с помощью модифицированной разности давлений (а не только по давлению в топливной рампе или же на основании разно- 17 041377 сти давлений в сопловом отверстии инжектора). Примером модифицированной инжекторной таблицы является вторая инжекторная таблица 302, представленная на фиг. 3. В одном примере модифицированная инжекторная таблица может быть сохранена в памяти. Затем указанный способ продолжается, переходя к этапу 1012, на котором в модифицированной инжекторной таблице находят топливное значение (полученное на этапе 1004) и модифицированную разность давлений.After the modified differential pressure value is determined by the controller in step 1008, the method proceeds to step 1010 where the fuel injector start data is indexed as a function of the modified differential pressure function. As described above, fuel injector start data may be stored in an injector table, such as injector table 300 shown in FIG. 3. The injector table may also be stored on a computer-readable storage medium for long-term data storage. As such, when determining fuel injection command values, the data in the stored injector table can be actively indexed using the modified differential pressure function while the engine is running. In one example, the modified differential pressure function for indexing fuel injector start data is the same as the modified differential pressure function used in step 1006 to determine the modified differential pressure. Thus, the final output value obtained by indexing the stored fuel injector start data during engine operation may be a modified injector table, the values in which are indexed by a modified pressure difference (and not just by fuel rail pressure or based on pressure difference in the nozzle hole of the injector). An example of a modified injection table is the second injection table 302 shown in FIG. 3. In one example, a modified injector table may be stored in memory. This method then continues to step 1012 where the fuel value (obtained in step 1004) and the modified differential pressure are found in the modified injector table.

На этапе 1014 с помощью контроллера выполняют интерполяцию индексированных данных о запуске инжекторов из модифицированной инжекторной таблицы для определения времени запуска инжектора в соответствии с определенной модифицированной разностью давлений и топливным значением. Способ на этапе 1014 может включать определение по инжекторной таблице отдельных значений о запуске инжектора, которые находятся вблизи заданного значения модифицированной разности давлений и топливного значения. Например, с помощью контроллера может быть найдено первое значения модифицированной разности давлений, которое превышает определенное значение модифицированной разности давлений, и второе значение модифицированной разности давлений, которое меньше определенного значения модифицированной разности давлений. Первое и второе значения модифицированной разности давлений представляют собой два значения модифицированной разности давлений из группы соответствующих значений, указанных в первой строке инжекторной таблицы (например, в первой строке 310 второй таблицы 302). Затем с помощью контроллера может быть найдено первое топливное значение, которое превышает выбранное топливное значение, и второе топливное значение, которое меньше выбранного топливного значения. Первое и второе топливные значения представляют собой два топливных значения из группы топливных значений, указанных в первом столбце инжекторной таблицы (например, в первом столбце 312 второй таблицы 302). Затем в инжекторной таблице (содержащие данные о запуске инжекторов или время их запуска) выбирают ячейки, значения которых соответствуют первому и второму значениям модифицированной разности давлений и первому и второму топливным значениям. Затем с помощью контроллера выполняют интерполяцию выбранных отдельных значений данных для определения времени запуска топливных инжекторов в соответствии с определенной модифицированной разностью давлений и топливным значением.In step 1014, the controller interpolates the indexed injector start data from the modified injector table to determine the injector start time according to the determined modified differential pressure and fuel value. The method at 1014 may include determining, from the injector table, individual injector start values that are near a modified differential pressure and fuel value setpoint. For example, the controller can find a first modified pressure difference value that is greater than the determined modified pressure difference value and a second modified pressure difference value that is less than the determined modified pressure difference value. The first and second values of the modified pressure difference are two values of the modified pressure difference from the group of corresponding values indicated in the first row of the injector table (for example, in the first row 310 of the second table 302). The controller can then find a first fuel value that is greater than the selected fuel value and a second fuel value that is less than the selected fuel value. The first and second fuel values are two fuel values from the group of fuel values specified in the first column of the injector table (eg, in the first column 312 of the second table 302). Then, in the injector table (containing data on the start of the injectors or the time of their start), cells are selected whose values correspond to the first and second values of the modified pressure difference and the first and second fuel values. The controller then interpolates the selected individual data values to determine the start time of the fuel injectors according to the determined modified differential pressure and fuel value.

На этапе 1016 с помощью контроллера на выходе получают определенное время запуска инжекторов. Затем, на этапе 1018 с помощью контроллера регулируют впрыск топлива на основании определенного времени запуска инжекторов. Как описано выше, регулирование впрыска топлива может включать регулирование режима впрыска топлива одного или более топливных инжекторов. В частности, в одном примере с помощью контроллера регулируют сигнал широтно-импульсной модуляции для задания команды для топливных инжекторов на впрыск топлива с определенной продолжительностью. Эта продолжительность может быть выбрана на основании на времени запуска топливных инжекторов. По сути, время запуска топливных инжекторов может представлять собой время, в течение которого топливные инжекторы открыты и впрыскивают топливо в цилиндры двигателя.In step 1016, a specific start time for the injectors is obtained from the output controller. Then, at 1018, the controller controls the fuel injection based on the determined start time of the injectors. As described above, fuel injection control may include adjusting the fuel injection mode of one or more fuel injectors. In particular, in one example, the controller adjusts the pulse width modulation signal to command the fuel injectors to inject fuel with a certain duration. This duration may be selected based on the start time of the fuel injectors. As such, the start time of the fuel injectors may be the time during which the fuel injectors are open and inject fuel into the engine cylinders.

Таким образом, с помощью контроллера в двигателе данные о запуске топливного инжектора, имеющиеся в компьютерной памяти, индексируют как функцию с помощью функции модифицированной разности давлений, выполняют линейную интерполяцию индексированных данных о запуске инжекторов для определения времени запуска инжекторов при определенном давлении в топливной рампе на основании функции модифицированной разности давлений и регулируют впрыск топлива в двигателе на основании времени запуска инжекторов. В одном примере регулирование впрыска топлива включает регулирование длительности импульса одного или более топливных инжекторов, причем длительность импульса увеличивается по мере увеличения времени запуска инжектора. Кроме того, контроллер выполнен с возможностью впрыска топлива в диапазоне 20° от верхней мертвой точки при давлении в цилиндре. В одном примере индексирование данных о запуске топливного инжектора включает индексирование сохраненных данных о запуске топливного инжектора путем вычисления квадратного корня из модифицированной разности давлений в сопловом отверстии топливного инжектора, причем сохраненные данные о запуске топливного инжектора сохранены в компьютерной памяти указанных нескольких двигателей, в которых используются одинаковые топливные инжекторы. Функция модифицированной разности давлений позволяет преобразовывать выходное давление на выпуске сопла с помощью функции от скорости двигателя и режима впрыска, при этом разность давлений корректируют с помощью дополнительного поправочного коэффициента, который корректирует разницу между действительными значениями давления при установке на двигателе и значениями давления, наблюдаемыми во время испытаний инжектора на стенде (вне двигателя). В альтернативных вариантах выполнения дополнительный поправочный коэффициент может представлять собой функцию от количества жидкого топлива (например, дизельного топлива) и количества газообразного топлива, впрыскиваемого в двигатель, представляющий собой многотопливный двигатель. Кроме того, контроллер выполнен с возможностью линейной интерполяции первого индексированного времени запуска топливных инжекторов и второго индексированного времени запуска инжекторов на основании топливного значения и модифицированной разности давлений, причем модифицированная разность давлений представляет собой квадратный корень из разности давлений в сопловом отверстии инжектора за вычетом дополнительного поправочного коэффициента и давления на выпуске отверстия, умноженного на функцию от скорости двигателя и режима впры- 18 041377 ска. Как пояснено выше, индексирование инжекторной таблицы с помощью модифицированной разности давлений (например, на основании функции модифицированной разности давлений) позволяет преобразовать данные о запуске топливного инжектора, сохраненные в инжекторной таблице, чтобы сделать эти данные в ячейках инжекторной таблицы более линейными и учитывать разницу давлений в случае монтажа на двигателе при разных условиях работы двигателя. В результате, погрешность интерполяции может быть уменьшена, тем самым, повышая точность значения времени запуска топливных инжекторов на выходе контроллера. Кроме того, для текущих условий работы двигателя могут быть определены более точные значения времени запуска инжекторов. Таким образом, может быть повышена точность управления топливными инжекторами, тем самым, повышая эффективность потребления топлива в двигателе и при этом уменьшая неравномерность выбросов двигателя.Thus, with the controller in the engine, the fuel injector firing data in the computer memory is indexed as a function by the modified differential pressure function, the indexed injector firing data is linearly interpolated to determine the firing time of the injectors at a certain fuel rail pressure based on functions of the modified pressure difference and regulate the fuel injection in the engine based on the start time of the injectors. In one example, fuel injection control includes adjusting the pulse width of one or more fuel injectors, with the pulse duration increasing as the injector firing time increases. In addition, the controller is configured to inject fuel within a range of 20° from top dead center at in-cylinder pressure. In one example, indexing fuel injector firing data includes indexing stored fuel injector firing data by calculating the square root of a modified fuel injector nozzle pressure difference, wherein the stored fuel injector firing data is stored in the computer memory of said multiple engines using the same fuel injectors. The Modified Differential Pressure function allows the output pressure at the nozzle outlet to be converted as a function of engine speed and injection mode, while the pressure difference is corrected with an additional correction factor that corrects the difference between the actual pressure values when installed on the engine and the pressure values observed during testing the injector on the stand (outside the engine). In alternative embodiments, the additional correction factor may be a function of the amount of liquid fuel (eg, diesel fuel) and the amount of gaseous fuel injected into a multi-fuel engine. In addition, the controller is configured to linearly interpolate the first indexed fuel injector start time and the second indexed injector start time based on the fuel value and the modified pressure difference, the modified pressure difference being the square root of the pressure difference at the injector nozzle hole minus an additional correction factor and outlet pressure multiplied by a function of engine speed and injection mode. As explained above, indexing the injector table with a modified differential pressure (e.g., based on a modified differential pressure function) allows the fuel injector start data stored in the injector table to be converted to make the data in the cells of the injector table more linear and take into account the pressure difference in when mounted on the engine under different engine operating conditions. As a result, the interpolation error can be reduced, thereby improving the accuracy of the start time value of the fuel injectors at the output of the controller. In addition, for the current operating conditions of the engine, more accurate values for the start time of the injectors can be determined. Thus, the control accuracy of the fuel injectors can be improved, thereby improving the fuel consumption efficiency of the engine while reducing engine emission fluctuations.

В одном варианте выполнения предложена система, содержащая двигатель, топливный инжектор и контроллер, содержащий один или более процессоров. Контроллер выполнен с возможностью определения значения модифицированной разности давлений в сопловом отверстии топливного инжектора на основании определенных значений давления выше и ниже по потоку от соплового отверстия, скорости двигателя, режима впрыска и функции модифицированной разности давлений. Контроллер также выполнен с возможностью генерирования выходного значения для запуска топливных инжекторов путем интерполяции индексированных данных о запуске топливного инжектора, используя значение модифицированной разности давлений в качестве первого входного параметра, причем данные о запуске топливного инжектора индексируют в соответствии с первым и вторым входными параметрами. Например, в соответствии с одним аспектом второй входной параметр может представлять собой топливное значение, причем топливное значение представляет собой количество топлива, впрыскиваемого за один ход топливного инжектора.In one embodiment, a system is provided comprising an engine, a fuel injector, and a controller comprising one or more processors. The controller is configured to determine the value of the modified pressure difference in the fuel injector nozzle opening based on the determined pressure values upstream and downstream of the nozzle opening, engine speed, injection mode, and the modified pressure difference function. The controller is also configured to generate an output value for starting the fuel injectors by interpolating the indexed fuel injector start data using the modified pressure difference value as the first input parameter, wherein the fuel injector start data is indexed in accordance with the first and second input parameters. For example, in accordance with one aspect, the second input parameter may be a fuel value, where the fuel value is the amount of fuel injected per stroke of the fuel injector.

В одном варианте выполнения предложена система, содержащая двигатель, топливный инжектор и контроллер, содержащий один или более процессоров. Контроллер выполнен с возможностью управления впрыском топлива путем запуска инжектора в определенное время. Контроллер выполнен с возможностью определения времени запуска на основании командно-задаваемого топливного значения и функции модифицированной разности давлений в сопловом отверстии инжектора. Модифицированная разность давлений получена на основании разности между давлением в рампе и пиковым давлением в цилиндре, которое преобразовано с помощью функции от скорости двигателя и режима впрыска, при этом разность давлений скорректирована с помощью поправочного коэффициента.In one embodiment, a system is provided comprising an engine, a fuel injector, and a controller comprising one or more processors. The controller is configured to control fuel injection by starting the injector at a certain time. The controller is configured to determine the start time based on the commanded fuel value and the function of the modified pressure difference in the injector nozzle hole. The modified pressure difference is derived from the difference between rail pressure and peak cylinder pressure, which is converted as a function of engine speed and injection mode, with the pressure difference corrected using a correction factor.

Следует понимать, что в данном документе указание элемента или этапа в единственном числе должно трактоваться без исключения возможности использования нескольких таких элементов или этапов, если четко не указано иное. Кроме того, ссылки на один вариант выполнения данного изобретения не исключают наличия дополнительных вариантов выполнения, которые также содержат указанные признаки. Более того, если однозначно не указано иное, варианты выполнения, содержащие, включающие или имеющие элемент или элементы, имеющие определенный признак, могут содержать такие дополнительные элементы, которые не обладают указанным признаком. Слова включающий и в котором используются в качестве упрощенных эквивалентов соответствующих слов содержащий и в котором. Кроме того, слова первый, второй, третий и т.д. используются исключительно в качестве ориентиров и не означают численные требования или конкретный порядок расположения таких объектов.It should be understood that in this document, the designation of an element or step in the singular should be construed without excluding the possibility of using several such elements or steps, unless expressly stated otherwise. In addition, references to one embodiment of the present invention do not exclude the existence of additional embodiments that also contain these features. Moreover, unless expressly stated otherwise, embodiments containing, including, or having an element or elements having a certain feature, may contain such additional elements that do not have the specified feature. The words including and in which are used as simplified equivalents of the corresponding words containing and in which. In addition, the words first, second, third, etc. are used solely as a guide and do not imply numerical requirements or a specific order of the location of such objects.

Способы управления и алгоритмы, раскрытые в данном документе, могут быть сохранены в качестве исполнительных инструкций в долгосрочной памяти и могут быть осуществлены с помощью системы управления, содержащей контроллер в комбинации с различными датчиками, исполнительными средствами и другими техническими средствами двигателя. Конкретные алгоритмы, описанные в данном документе, могут представлять по меньшей мере одну из любого числа стратегий обработки, таких как стратегии, вызываемые событиями, прерываниями, многозадачные, многопоточные стратегии и т.п. По сути, различные действия, операции и/или функции, описанные здесь, могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут быть опущены. Аналогичным образом, указанный порядок обработки не обязательно должен обеспечивать признаки и преимущества описанных в данном документе примерных вариантов выполнения, поскольку такой порядок приведен для облегчения иллюстрации и описания изобретения. Одно(а) или более описанных действий, операций и/или функций могут быть выполнены многократно в зависимости от использования конкретной стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут быть графически выражены в виде кода, встраиваемого в долгосрочную память машиночитаемого носителя, используемого в системе управления двигателем, причем описанные действия выполняются путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные технические компоненты двигателя в комбинации с электронным контроллером.The control methods and algorithms disclosed herein may be stored as executable instructions in long-term memory and may be implemented by a control system comprising a controller in combination with various sensors, actuators, and other engine hardware. The particular algorithms described herein may represent at least one of any number of processing strategies, such as event driven, interrupt, multitasking, multithreading strategies, and the like. As such, the various acts, operations, and/or functions described herein may be performed in sequence, in parallel, or, in some cases, may be omitted. Likewise, the processing order indicated is not necessarily intended to provide the features and benefits of the exemplary embodiments described herein, as such order is provided to facilitate illustration and description of the invention. One (a) or more of the described actions, operations and/or functions can be performed repeatedly depending on the use of a particular strategy. In addition, the described actions, operations and/or functions can be graphically expressed in the form of a code embedded in the long-term memory of a computer-readable medium used in the engine management system, and the described actions are performed by executing instructions in a system containing various technical engine components in combination with electronic controller.

В данном описании использованы примеры для раскрытия данного изобретения, включая предпочтительный вариант, а также для обеспечения возможности для специалиста в соответствующей области техники реализовать данное изобретение, включая его изготовление и использование любых устройств или систем, а также осуществить любые включенные в данное изобретение способы. Патентуемый объем данного изобретения определен формулой изобретения и может содержать другие примеры, которые могут быть осуществлены специалистами в данной области техники. Указанные другие примеры входятIn this description, examples are used to disclose the present invention, including the preferred embodiment, as well as to enable a person skilled in the relevant field of technology to practice this invention, including its manufacture and use of any devices or systems, as well as to carry out any methods included in this invention. The patentable scope of this invention is defined by the claims and may contain other examples that can be carried out by experts in this field of technology. Other examples cited include

--

Claims (5)

в объем формулы изобретения, если они содержат структурные элементы, которые соответствуют элементам в формуле изобретения согласно ее буквальному толкованию, или если такие примеры содержат эквивалентные структурные элементы с несущественными отличиями от элементов в формуле изобретения согласно ее буквальному толкованию.within the scope of the claims if they contain structural elements that correspond to the elements in the claims according to its literal interpretation, or if such examples contain equivalent structural elements with minor differences from the elements in the claims according to its literal interpretation. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Машиночитаемый носитель информации, содержащий:1. A computer-readable storage medium containing: данные о запуске топливного инжектора, упорядоченные в пространстве машиночитаемого носителя информации в соответствии с двумя входными параметрами, инструкции для определения значения преобразованной разности давлений в сопловом отверстии топливного инжектора на основании полученных значений давления выше и ниже по потоку от указанного соплового отверстия, скорости двигателя, режима впрыска и функции преобразованной разности давлений, и инструкции для генерирования выходного значения для запуска топливного инжектора путем интерполяции упорядоченных данных о запуске топливного инжектора с использованием указанного значения преобразованной разности давлений в качестве первого из указанных двух входных параметров.fuel injector start-up data ordered in computer-readable storage medium space according to two input parameters, instructions for determining the value of the converted fuel injector nozzle pressure difference based on the obtained pressure values upstream and downstream of the specified nozzle hole, engine speed, mode injection and a converted pressure difference function, and instructions for generating an output value for firing the fuel injector by interpolating the ordered fuel injector firing data using said converted pressure difference value as the first of said two inputs. 2. Носитель по п.1, в котором указанные определенные значения давления выше и ниже по потоку от указанного соплового отверстия включают измеренное давление в топливной рампе, измеренное выше по потоку от указанного топливного инжектора, и смоделированное пиковое давление в цилиндре, при этом указанное измеренное давление в топливной рампе предпочтительно представляет собой давление в рампе для жидкого топлива, впрыскиваемого в двигатель через указанный топливный инжектор.2. The carrier of claim 1, wherein said determined pressures upstream and downstream of said nozzle include a measured fuel rail pressure measured upstream of said fuel injector and a simulated in-cylinder peak pressure, wherein said measured the fuel rail pressure is preferably the rail pressure for liquid fuel injected into the engine through said fuel injector. 3. Носитель по п.1, в котором указанная функция преобразованной разности давлений представляет собой аппроксимацию квадратным корнем разности между давлением выше по потоку и давлением ниже по потоку от указанного соплового отверстия, скорректированной с помощью поправочного коэффициента, причем давление ниже по потоку от указанного соплового отверстия преобразовано с помощью функции от скорости двигателя и режима впрыска, при этом аппроксимация квадратным корнем линеаризует данные о запуске топливного инжектора, сохраненные в одной инжекторной карте, записанной на машиночитаемый носитель.3. The carrier of claim 1, wherein said converted pressure difference function is the square root approximation of the difference between the upstream pressure and the downstream pressure of said nozzle port, corrected by a correction factor, wherein the pressure downstream of said nozzle port orifice is converted as a function of engine speed and injection mode, whereby the square root approximation linearizes fuel injector start data stored in a single injector map recorded on a computer-readable medium. 4. Способ работы двигателя, в котором с помощью контроллера двигателя определяют время запуска топливного инжектора двигателя с использованием данных и инструкций, хранимых в пространстве машиночитаемого носителя информации по п.1, причем указанное время запуска определяют на основании командно-задаваемого топливного значения и функции преобразованной разности давлений в отверстии сопла инжектора, причем указанную преобразованную разность получают на основании разности между давлением в рампе и пиковым давлением в цилиндре, при этом пиковое давление преобразовано с помощью функции от скорости двигателя и режима впрыска, причем указанная разность давлений скорректирована с помощью поправочного коэффициента, и выполняют впрыск топлива путем запуска топливного инжектора в определенное время запуска.4. An engine operation method, wherein the engine controller determines an engine fuel injector start time using data and instructions stored in the computer-readable storage medium space of claim 1, said start time being determined based on a commanded fuel value and a function of the converted pressure difference in the injector nozzle opening, wherein said converted difference is obtained based on the difference between rail pressure and peak cylinder pressure, wherein peak pressure is converted using a function of engine speed and injection mode, wherein said pressure difference is corrected using a correction factor, and performing fuel injection by firing the fuel injector at the determined start time. 5. Система топливной рампы, содержащая общую топливную рампу, топливные инжекторы, выполненные с возможностью впрыска жидкого топлива из общей топливной рампы в цилиндры двигателя, машиночитаемый носитель информации по п.1, в пространстве которого сохранена одна инжекторная таблица, которая содержит данные об инжекторах, упорядоченные с помощью функции преобразованной разности давлений, которая обеспечивает более линейную зависимость между данными об инжекторах в указанной одной инжекторной таблице, причем функция преобразованной разности давлений представляет собой функцию от разности давлений в сопловом отверстии для каждого из указанных топливных инжекторов, от скорости двигателя и от режима впрыска, и контроллер, выполненный с возможностью управления указанными топливными инжекторами на основании времени запуска топливных инжекторов, причем указанный контроллер выполнен с возможностью определения времени запуска топливных инжекторов путем интерполяции упорядоченных данных об инжекторах из указанной одной инжекторной таблицы на основании определенного давления в топливной рампе и количества топлива, впрыскиваемого за один ход топливного инжектора.5. The fuel rail system, containing a common fuel rail, fuel injectors configured to inject liquid fuel from a common fuel rail into the engine cylinders, a computer-readable storage medium according to claim 1, in the space of which one injector table is stored, which contains data about the injectors, ordered by a converted pressure difference function that provides a more linear relationship between the injector data in said single injection table, where the converted pressure difference function is a function of the nozzle pressure difference for each of said fuel injectors, engine speed, and mode injection, and a controller configured to control said fuel injectors based on the start time of the fuel injectors, wherein said controller is configured to determine the start time of the fuel injectors by interpolating ordered inject data ore from the specified one injector table based on the determined pressure in the fuel rail and the amount of fuel injected per stroke of the fuel injector. --
EA202090311 2019-02-21 2020-02-17 METHOD AND SYSTEMS FOR FUEL INJECTION CONTROL IN AN ENGINE WITH A COMMON HIGH PRESSURE RAIL EA041377B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/281,761 2019-02-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA041377B1 true EA041377B1 (en) 2022-10-18

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2283221B1 (en) Fuel injection control method for a direct injection gaseous-fuelled internal combustion engine
JP5999774B2 (en) Method for obtaining fuel injection operating time of gas fuel internal combustion engine
EP2246546B1 (en) Control device for internal combustion engine
US9556809B2 (en) System and method for optimal fueling of an engine
US9822727B2 (en) Method and systems for adjusting engine cylinder operation based on a knock sensor output
CN102797569B (en) Engine transient operation period is to the self adaptive control utilizing rare NOx trap of biodiesel to regenerate
US20170089273A1 (en) Dual-fuel engine combustion mode transition controls
US10072598B2 (en) Controller for diesel engine
CN111594334B (en) Method and system for fuel injection control of high pressure common rail engine
US20130046452A1 (en) Multi-fuel vehicle fuel control systems and methods
CN100595426C (en) Internal combustion engine
US20160169133A1 (en) System and method for increasing gaseous fuel substitution
EP2614245A2 (en) Method and apparatus for adaptive feedback control of an excess air ratio in a compression ignition natural gas engine
AU2014202236B2 (en) Method and systems for engine fuel injection control
US9441561B2 (en) System and method for increasing tolerance to fuel variation
WO2013180830A1 (en) Method and apparatus for sequential control of air intake components of a gas-fueled compression ignition engine
KR20160070031A (en) System for controlling injection of fuel in engine
US10626804B2 (en) Adaptive control strategy in dual fuel engine
EA041377B1 (en) METHOD AND SYSTEMS FOR FUEL INJECTION CONTROL IN AN ENGINE WITH A COMMON HIGH PRESSURE RAIL
CN111622846B (en) Dual fuel combustion control based on co-varied spark generation and pilot injection delivery
US11933240B2 (en) NOx mitigation strategy in methanol internal combustion engine
Kalyankar-Narwade et al. Multiple control parameters and functional mode considerations for gasoline EMS engine control unit—A survey
WO2015071753A2 (en) Control device for internal combustion engine