RU2575675C2 - Fuel injection control in two-fuel ice - Google Patents
Fuel injection control in two-fuel ice Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575675C2 RU2575675C2 RU2012127431/06A RU2012127431A RU2575675C2 RU 2575675 C2 RU2575675 C2 RU 2575675C2 RU 2012127431/06 A RU2012127431/06 A RU 2012127431/06A RU 2012127431 A RU2012127431 A RU 2012127431A RU 2575675 C2 RU2575675 C2 RU 2575675C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- engine
- amount
- reactivity
- injection
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 432
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims description 160
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 160
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 80
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 108
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 108
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 108
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 50
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims description 15
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 8
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000001052 transient Effects 0.000 abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 9
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 241000124033 Salix Species 0.000 description 3
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 3
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052813 nitrogen oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к двухтопливным двигателям, более конкретно к системам впрыска топлива, содержащим инжекторы для двух различных видов топлива.The present invention relates to dual-fuel engines, and more particularly to fuel injection systems comprising injectors for two different fuels.
Уровень техникиState of the art
Компрессионное воспламенение с управляемой реактивностью (RCCI) использует два вида топлива с различной реактивностью и многократный впрыск топлива для управления реактивностью топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя. Кроме того, один из видов топлива имеет меньшую реактивность по сравнению с другим видом топлива. В цилиндре двигателя формируется однородный заряд, включающий в себя топливо с низкой реактивностью, рециркуляцию отработавших газов (EGR) и воздух. По мере того, как поршень в цилиндре сжимает однородную смесь, в момент до воспламенения однородной смеси может быть впрыснуто топливо с большей реактивностью. Таким образом, можно проводить контроль сгорания топливовоздушной смеси для уменьшения содержания NOx и твердых частиц в отработавших газах, а также улучшения показателей экономии топлива. Тем не менее, изменения концентрации кислорода в цилиндре и/или наддува, относящиеся к переходным условиям работы двигателя, могут повлиять на состав заряда смеси в цилиндре и ухудшить характеристики сгорания.Controlled Reactivity Compression Ignition (RCCI) uses two fuels with different reactivity and multiple fuel injection to control the reactivity of the air-fuel mixture in the engine cylinders. In addition, one type of fuel has a lower reactivity compared to another type of fuel. A uniform charge is formed in the engine cylinder, including low reactivity fuel, exhaust gas recirculation (EGR) and air. As the piston in the cylinder compresses the homogeneous mixture, fuel with greater reactivity can be injected into the moment before ignition of the homogeneous mixture. Thus, it is possible to control the combustion of the air-fuel mixture to reduce the content of NOx and particulate matter in the exhaust gases, as well as improve fuel economy. However, changes in oxygen concentration in the cylinder and / or boost related to transient conditions of the engine can affect the charge composition of the mixture in the cylinder and degrade combustion characteristics.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Для преодоления вышеуказанные недостатков был разработан способ эксплуатации двигателя, включающий в себя: увеличение количества первого топлива с первой реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр во время перехода, превышающего пороговое значение, в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода; уменьшение количества второго топлива со второй реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр во время перехода, в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода; воспламенение первого и второго топлива от сжатия.To overcome the above drawbacks, a method of engine operation was developed, which includes: increasing the amount of the first fuel with the first reactivity injected into the cylinder during a transition exceeding the threshold value, in response to an error in the concentration of oxygen supplied to the engine; a decrease in the amount of the second fuel with a second reactivity injected into the cylinder during the transition, in response to an error in the concentration of oxygen supplied to the engine; ignition of the first and second fuel from compression.
С помощью регулировки количества топлива, имеющего различные показатели реактивности, впрыскиваемого в цилиндр во время переходных условий в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода, можно улучшить характеристики выбросов двигателя во время перехода и в то же время обеспечить желаемый крутящий момент двигателя. Например, при условиях работы в устойчивом состоянии можно проводить контроль концентрации подаваемого в двигатель кислорода, в результате чего содержание NOx и твердых частиц в отработавших газах может быть снижено. Тем не менее, при переходных условиях может возникать ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода по сравнению с желаемой концентрацией подаваемого в двигатель кислорода.By adjusting the amount of fuel having different reactivity indicators injected into the cylinder during transient conditions in response to an error in the concentration of oxygen supplied to the engine, it is possible to improve the emission characteristics of the engine during the transition and at the same time provide the desired engine torque. For example, under steady state operating conditions, the concentration of oxygen supplied to the engine can be monitored, as a result of which the content of NOx and particulate matter in the exhaust gas can be reduced. However, under transient conditions, an error in the concentration of oxygen supplied to the engine may occur compared to the desired concentration of oxygen supplied to the engine.
Ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода может быть устранена с помощью увеличения количества первого топлива с первой реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр во время цикла цилиндра, и уменьшения количества второго топлива, впрыскиваемого в цилиндр во время цикла цилиндра. Таким образом, можно контролировать выбросы двигателя во время переходных условий работы двигателя, чтобы приблизиться к характеристикам выбросов двигателя при устойчивом состоянии в подобных условиях работы двигателя.The error in the concentration of oxygen supplied to the engine can be eliminated by increasing the amount of the first fuel with the first reactivity injected into the cylinder during the cycle of the cylinder, and reducing the amount of second fuel injected into the cylinder during the cycle of the cylinder. Thus, it is possible to control engine emissions during transient engine operating conditions in order to approach the engine emission characteristics at steady state under similar engine operating conditions.
Способ эксплуатации двигателя также может предусматривать, что ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода увеличивается в ответ на изменение потока воздушной массы в двигателе.An engine operating method may also include that the concentration error of oxygen supplied to the engine increases in response to a change in the air mass flow in the engine.
Настоящее изобретение может предоставить ряд преимуществ. В частности, данный подход может сократить вредные выбросы двигателя в условиях сгорания в двигателе топлива с различной реактивностью. Кроме того, данный способ может способствовать уменьшению размеров устройств последующей обработки отработавших газов, за счет того, что улучшаются характеристики выбросов в переходных условиях работы двигателя. Кроме того, способ может улучшить управляемость автомобиля при некоторых условиях посредством предоставления желаемого уровня крутящего момента двигателя вместо пропуска зажигания или колебаний зажигания.The present invention may provide several advantages. In particular, this approach can reduce harmful engine emissions under conditions of combustion in a fuel engine with different reactivity. In addition, this method can help to reduce the size of the devices for the subsequent processing of exhaust gases, due to the fact that improved emission characteristics in transient conditions of the engine. In addition, the method can improve vehicle controllability under certain conditions by providing the desired level of engine torque instead of misfiring or ignition vibrations.
Вышеуказанные и другие преимущества и характеристики настоящего изобретения будут очевидны из следующего подробного описания, рассмотренного отдельно или вместе с сопроводительными чертежами. Следует понимать, что вышеприведенное раскрытие изобретения дано для приведения в упрощенной форме ряда выбранных концепций, дальнейшее описание которых приводится ниже в подробном описании. Краткое изложение сущности изобретения не направлено на определение основных или существенных характеристик заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определяется пунктами формулы изобретения, следующими за подробным описанием. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничивается вариантами осуществления изобретения, устраняющими какой-либо из недостатков, указанных выше или в любой части данного раскрытия изобретения.The above and other advantages and characteristics of the present invention will be apparent from the following detailed description, taken separately or in conjunction with the accompanying drawings. It should be understood that the above disclosure of the invention is given to bring in a simplified form a number of selected concepts, the further description of which is given below in the detailed description. A summary of the invention is not aimed at determining the main or essential characteristics of the claimed subject matter, the scope of which is uniquely determined by the claims following the detailed description. In addition, the claimed subject matter is not limited to embodiments of the invention that address any of the disadvantages indicated above or in any part of this disclosure.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг. 1 представлено схематичное изображение двигателя;In FIG. 1 is a schematic illustration of an engine;
На Фиг. 2-9 представлены примерные рабочие последовательности при переходных условиях работы двигателя; иIn FIG. 2-9 show exemplary operating sequences under transient engine operating conditions; and
На Фиг. 10-11 представлена блок-схема примерного способа регулирования впрыска двух видов топлива с двумя различными показателями реактивности.In FIG. 10-11, a flow chart of an exemplary method for controlling the injection of two types of fuel with two different reactivity indices is presented.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Настоящее описание относится к управлению впрыском топлива в двигатель. На Фиг. 1 представлен один пример двигателя с прямым впрыском и турбонаддувом, а способ, проиллюстрированный на Фиг. 10 и 11 может регулировать впрыск топлива для компенсирования переходных условий работы двигателя. На Фиг. 2-9 представлены примеры рабочих последовательностей двигателя для сравнения различий между компенсированными и некомпенсированными переходными условиями работы двигателя.The present description relates to the control of fuel injection into an engine. In FIG. 1 illustrates one example of a direct injection and turbocharged engine, and the method illustrated in FIG. 10 and 11 can adjust the fuel injection to compensate for transient engine conditions. In FIG. 2-9 are examples of engine operating sequences for comparing differences between compensated and uncompensated transient engine operating conditions.
Для основного сгорания при компрессионном воспламенении с управляемой реактивностью впрыск двух видов топлива определяется эмпирически, и данные о моментах впрыска топлива и впрыскиваемом количестве помещаются в таблицу, которая может быть проиндексирована на основании частоты вращения двигателя и нагрузки. Данные о моментах впрыска топлива и впрыскиваемом количестве определяются, когда двигатель работает при постоянной частоте оборотов и постоянной нагрузке. Моменты впрыска топлива и впрыскиваемое количество регулируются для обеспечения желаемого фазирования сгорания, которое контролирует образование твердых частиц в отработавших газах двигателя и NOx. Тем не менее, если моменты впрыска топлива и количество впрыскиваемого топлива, определенные для устойчивого состояния работы двигателя (например, частота вращения двигателя и нагрузка по существу постоянны), применяются, когда заряд воздуха двигателя, поток системы рециркуляции отработавших газов (EGR) или наддув изменяются на величину, превышающую пороговое значение, тогда в силу изменений смеси двигателя возможно образование дополнительных NOx и твердых частиц в отработавших газах двигателя. Способ и система, описанные в данном документе, регулируют моменты впрыска топлива (например, момент начала впрыска) и количество впрыскиваемого топлива, в результате чего может быть достигнут желаемый уровень содержания твердых частиц и NOx в отработавших газах. В частности, описанный способ не просто извлекает данные о моментах впрыска топлива при устойчивом состоянии для двух разных видов топлива при переходных условиях и выводит исправленные моменты впрыска. Описанные здесь способ и система управляют фазированием сгорания при переходных условиях посредством увеличения количества одного топлива и уменьшения количества другого топлива, обеспечивая при этом желаемый крутящий момент. Таким образом, можно контролировать фазирование сгорания при переходных условиях работы двигателя.For main combustion during compression ignition with controlled reactivity, the injection of two types of fuel is determined empirically, and data on the moments of fuel injection and the injection quantity are placed in a table that can be indexed based on engine speed and load. Data on the moments of fuel injection and the amount injected are determined when the engine is running at a constant speed and constant load. The fuel injection moments and the injection quantity are adjusted to provide the desired combustion phasing, which controls the formation of particulate matter in the engine exhaust and NOx. However, if the moments of fuel injection and the amount of fuel injected that are determined for a steady state of engine operation (for example, engine speed and load are substantially constant) are applied when the engine's air charge, exhaust gas recirculation (EGR) flow or boost changes by an amount exceeding the threshold value, then due to changes in the engine mixture, the formation of additional NOx and particulate matter in the exhaust gases of the engine is possible. The method and system described herein controls fuel injection times (e.g., the moment the injection starts) and the amount of fuel injected, whereby the desired level of particulate matter and NOx in the exhaust gas can be achieved. In particular, the described method does not merely retrieve data about the moments of fuel injection at a steady state for two different types of fuel under transient conditions and displays corrected moments of injection. The method and system described herein controls the phasing of combustion under transient conditions by increasing the amount of one fuel and decreasing the amount of other fuel, while providing the desired torque. Thus, it is possible to control the phasing of combustion under transient conditions of engine operation.
Как показано на Фиг. 1, управление двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим совокупность цилиндров, один из которых показан на Фиг. 1, осуществляют с помощью электронного контроллера 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, размещенным в них и соединенным с коленчатым валом 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может быть приведен в действие впускным кулачком 51 и выпускным кулачком 53. Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может быть определено датчиком 57 выпускного кулачка.As shown in FIG. 1, control of an internal combustion engine 10 comprising a plurality of cylinders, one of which is shown in FIG. 1, is carried out using an electronic controller 12 of the engine. The engine 10 comprises a combustion chamber 30 and cylinder walls 32 with a piston 36 disposed therein and connected to the crankshaft 40. The combustion chamber 30 is shown in communication with the intake manifold 44 and exhaust manifold 48 through a respective intake valve 52 and exhaust valve 54. Each intake and the exhaust valve can be actuated by the intake cam 51 and the exhaust cam 53. The position of the intake cam 51 can be detected by the intake cam sensor 55. The position of the exhaust cam 53 can be detected by the exhaust cam sensor 57.
Топливный инжектор 66 показан расположенным таким образом, чтобы впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания 30, что известно специалистам в данной области как «прямой впрыск». Топливный инжектор 66 поставляет топливо пропорционально ширине импульса сигнала FPW от контроллера 12. Топливо подается к топливному инжектору 66 топливной системой (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливное реле (не показано). Давление топлива, поставляемого топливной системой, можно регулировать за счет изменения положения клапана, регулирующего поток топлива к топливному насосу (не показан). Кроме того, дозирующий клапан находится внутри или рядом с направляющей-распределителем для топлива для полного контроля расхода топлива. В одном примере топливный инжектор 66 подает первый вид топлива с большим уровнем реактивности в камеру сгорания 30.The fuel injector 66 is shown arranged so as to inject fuel directly into the combustion chamber 30, which is known to specialists in this field as "direct injection". Fuel injector 66 delivers fuel in proportion to the pulse width of the FPW signal from controller 12. Fuel is supplied to fuel injector 66 by a fuel system (not shown) comprising a fuel tank, a fuel pump and a fuel relay (not shown). The pressure of the fuel supplied by the fuel system can be controlled by changing the position of the valve controlling the flow of fuel to the fuel pump (not shown). In addition, the metering valve is located inside or next to the fuel rail for full control of fuel consumption. In one example, fuel injector 66 delivers a first type of fuel with a high level of reactivity to the combustion chamber 30.
Топливный инжектор 68 показан расположенным таким образом, чтобы впрыскивать топливо во впускной коллектор 44 для всасывания в камеру сгорания 30, что известно специалистам в данной области техники как впрыск во впускной канал. Топливный инжектор 68 поставляет топливо пропорционально ширине импульса сигнала FPW от контроллера 12. В одном примере, топливный инжектор 68 подает второй вид топлива с меньшим уровнем реактивности в камеру сгорания 30. В качестве альтернативы, топливо с меньшей реактивностью может впрыскиваться через дополнительный прямой инжектор 67. Топливо с меньшей реактивностью может подаваться из второго топливного бака, который изолирован от топливного бака, содержащего топливо с большей реактивностью. В одном примере топливо с большей реактивностью может представлять собой дизельное топливо и топливо с меньшей реактивностью может представлять собой бензин. Тем не менее, в других примерах дизель и бензин могут быть заменены другими видами топлива. Например, топлива с большей и меньшей реактивностью могут представлять собой дизель и спирт.A fuel injector 68 is shown arranged so as to inject fuel into the intake manifold 44 for suction into the combustion chamber 30, which is known to those skilled in the art as injection into the inlet channel. Fuel injector 68 delivers fuel in proportion to the pulse width of the FPW signal from controller 12. In one example, fuel injector 68 delivers a second type of fuel with a lower level of reactivity to combustion chamber 30. Alternatively, fuel with less reactivity can be injected through an additional direct injector 67. Fuel with less reactivity can be supplied from a second fuel tank that is isolated from a fuel tank containing fuel with more reactivity. In one example, a fuel with a higher reactivity may be diesel fuel and a fuel with a lower reactivity may be gasoline. However, in other examples, diesel and gasoline can be replaced with other fuels. For example, fuels with greater and less reactivity can be diesel and alcohol.
Впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для контроля воздушного потока из впускной нагнетающей камеры 46. Компрессор 162 втягивает воздух из воздухозаборника 42 для подачи в нагнетающую камеру 46. Выхлопные газы раскручивают турбину 164, которая соединена с компрессором 162 через вал 161. В некоторых случаях может быть установлен охладитель наддувочного воздуха. Скорость компрессора можно отрегулировать за счет настройки положения регулятора 72 с поворотными лопатками (перепускной заслонки, вестгейта) или перепускного клапана 158 компрессора. Регулятор 72 позволяет выхлопным газам обходить турбину 164, таким образом уменьшая количество энергии, поступающей к турбине. Перепускной клапан 158 компрессора позволяет сжатому воздуху на выходе компрессора 162 вернуться на вход компрессора 162. В этом случае, эффективность компрессора 162 может быть снижена для изменения потока, проходящего через компрессор 162.The intake manifold 44 is shown in communication with an optional electronic throttle 62, which adjusts the position of the throttle valve 64 to control the air flow from the inlet discharge chamber 46. Compressor 162 draws air from the air intake 42 to be supplied to the discharge chamber 46. The exhaust gases untwist the turbine 164, which is connected to compressor 162 through shaft 161. In some cases, a charge air cooler may be installed. The speed of the compressor can be adjusted by adjusting the position of the controller 72 with rotary blades (bypass damper, west gate) or bypass valve 158 of the compressor. Regulator 72 allows exhaust gases to bypass turbine 164, thereby reducing the amount of energy entering the turbine. The bypass valve 158 of the compressor allows the compressed air at the output of the compressor 162 to return to the input of the compressor 162. In this case, the efficiency of the compressor 162 can be reduced to change the flow passing through the compressor 162.
Сгорание инициируется в камере сгорания 30, когда топливо автоматически зажигается при достижении поршнем 36 верхней мертвой точки рабочего хода. В некоторых примерах универсальный датчик общего содержания кислорода в выхлопных газах (Universal Exhaust Gas Oxygen, UEGO) может быть соединен с выпускным коллектором 48 выше по потоку устройства 70 снижения токсичности выбросов. В других случаях, датчик UEGO может быть расположен ниже по потоку одного или нескольких устройств снижения токсичности выхлопа. В другом случае датчик UEGO может быть заменен на датчик NOx (датчик окислов азота).Combustion is initiated in the combustion chamber 30 when the fuel is automatically ignited when the piston 36 reaches the top dead center of the stroke. In some examples, a Universal Exhaust Gas Oxygen (UEGO) sensor may be coupled to the exhaust manifold 48 upstream of the emission control device 70. In other cases, the UEGO sensor may be located downstream of one or more exhaust emission reduction devices. Alternatively, the UEGO sensor can be replaced with a NOx sensor (nitrogen oxide sensor).
Устройство 70 снижения токсичности выбросов в одном случае может включать в себя сажевый фильтр и каталитические блоки. В другом случае могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выбросов, каждое из которых имеет несколько блоков. В одном случае устройство 70 снижения токсичности выбросов может включать в себя катализатор окисления. В других случаях устройство контроля выбросов может включать в себя ловушку обедненного NOx или систему SCR (селективного каталитического восстановления).An emission control device 70 may in one case include a particulate filter and catalytic units. Alternatively, multiple emission control devices may be used, each of which has several units. In one case, the emission control device 70 may include an oxidation catalyst. In other cases, the emission control device may include a lean NOx trap or an SCR (selective catalytic reduction) system.
Двигатель может обеспечиваться рециркулированными выхлопными газами через клапан 80 EGR. Клапан 80 EGR является трехходовым, который перекрывает или пропускает выхлопные газы от располагающегося ниже по потоку устройства 70 снижения токсичности выбросов к месту в воздухозаборной системе двигателя выше по потоку компрессора 162. В альтернативных примерах рециркулированные выхлопные газы могут поступать из места выше по потоку турбины 164 к впускному коллектору 44. Рециркулированные выхлопные газы могут обходить охладитель 85 EGR или, в альтернативном случае, рециркулированные выхлопные газы могут быть охлаждены за счет пропускания через охладитель 85 EGR.The engine may be provided with recirculated exhaust gases through an EGR valve 80. EGR valve 80 is a three-way valve that shuts off or passes exhaust gases from a downstream emission reduction device 70 to a location in the engine intake system upstream of compressor 162. In alternative examples, recirculated exhaust gases may come from a location upstream of the 164 k turbine the intake manifold 44. The recirculated exhaust gas may bypass the EGR cooler 85 or, alternatively, the recirculated exhaust gas may be cooled by passing through 85 EGR cooler.
Контроллер 12 показан на Фиг. 1 как традиционный микрокомпьютер, содержащий: микропроцессор 102 (CPU), порты 104 ввода и вывода, постоянное запоминающее устройство 106 (ROM), оперативную память 108 (RAM), оперативную энергонезависимую память 110 (КАМ) и обычную шину данных. Контроллер 12 показан получающим различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10. Помимо описанных выше сигналов, контроллер также получает данные: о температуре охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) от датчика 112 температуры, соединенного с каналом 114 охлаждения; датчика положения 134, соединенного с педалью газа 130, для измерения силы нажатия ногой 132; измерений давления в коллекторе двигателя (MAP) от датчика давления 121, соединенного с впускным коллектором 44; о давлении наддува от датчика 122 давления, о концентрации кислорода в выхлопных газах от кислородного датчика 126; о фазе двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; показаний датчика 120 воздушной массы, поступающей в двигатель (например, теплового измерителя воздушного потока); и показаний положения дросселя датчика 58. Также для контроллера 12 может быть измерено барометрическое давление (датчик не показан). Согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения, датчик 118 на эффекте Холла производит заранее установленное количество равномерных импульсов в каждый цикл коленчатого вала, на основании которых может быть определена скорость вращения двигателя (RPM).Controller 12 is shown in FIG. 1 as a conventional microcomputer, comprising: a microprocessor 102 (CPU), input and output ports 104, read-only memory 106 (ROM), random access memory 108 (RAM), non-volatile random access memory 110 (KAM) and a conventional data bus. The controller 12 is shown receiving various signals from sensors connected to the engine 10. In addition to the signals described above, the controller also receives data about the temperature of the engine coolant (ECT) from the temperature sensor 112 connected to the cooling channel 114; a position sensor 134 connected to the gas pedal 130 for measuring a pressing force by a foot 132; measuring the pressure in the engine manifold (MAP) from a pressure sensor 121 connected to the intake manifold 44; about the boost pressure from the pressure sensor 122, about the concentration of oxygen in the exhaust gases from the oxygen sensor 126; about the phase of the engine from the sensor 118 on the Hall effect, reading the position of the crankshaft 40; the readings of the sensor 120 of the air mass entering the engine (for example, a heat meter air flow); and indications of the throttle position of the sensor 58. Also, for the controller 12, barometric pressure can be measured (sensor not shown). According to a preferred embodiment of the invention, the Hall effect sensor 118 generates a predetermined number of uniform pulses in each crankshaft cycle, based on which the engine speed (RPM) can be determined.
В некоторых примерах в автомобиле с гибридным приводом двигатель может быть соединен с электродвигателем/системой аккумулятора. Автомобиль с гибридным приводом может иметь параллельную и последовательную конфигурации, а также их комбинации и вариации.In some examples, in a hybrid vehicle, the engine may be coupled to an electric motor / battery system. A car with a hybrid drive can have parallel and serial configurations, as well as their combinations and variations.
Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 обычно проходит 4 рабочих цикла: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Во время впуска обычно выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух поступает в камеру сгорания 30 через впускной коллектор 44, а поршень 36 двигается по направлению к дну цилиндра так, чтобы увеличить объем внутри камеры сгорания 30. Положение, в котором поршень 36 находится рядом с дном цилиндра и в конце своего хода (т.е. когда камера сгорания 30 имеет наибольший объем) обычно называется специалистами в данной области нижней мертвой точкой (НМТ). Во время хода сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 двигается по направлению к головке цилиндров, чтобы сжать воздух внутри камеры сгорания 30. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и наиболее близко к головке цилиндров (т.е. когда камера сгорания имеет наименьший объем) обычно называется специалистами в данной области верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, здесь и далее обозначаемом «впрыскивание», топливо поступает в камеру сгорания. В процессе, здесь и далее обозначаемом «зажигание», впрыснутое топливо воспламеняют с помощью известных способов зажигания, таких как свеча 92 зажигания, что приводит к сгоранию. Во время рабочего хода расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 превращает движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время хода выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпустить воспламененную смесь воздуха и топлива в выпускной коллектор 48, а поршень возвращается к ВМТ. Можно отметить, что вышеизложенное приведено только в качестве примера, и распределение по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие варианты. Кроме того, в некоторых случаях вместо четырехтактного может использоваться двухтактный цикл.During operation, each cylinder in the engine 10 usually goes through 4 duty cycles: inlet, compression, stroke and exhaust. During the inlet, the outlet valve 54 is typically closed and the inlet valve 52 is opened. Air enters the combustion chamber 30 through the intake manifold 44, and the piston 36 moves toward the bottom of the cylinder so as to increase the volume inside the combustion chamber 30. The position in which the piston 36 is near the bottom of the cylinder and at the end of its stroke (i.e. when the combustion chamber 30 has the largest volume) is usually called specialists in this field the bottom dead center (BDC). During the compression stroke, the inlet valve 52 and the exhaust valve 54 are closed. The piston 36 moves towards the cylinder head to compress the air inside the combustion chamber 30. The point at which the piston 36 is at the end of its stroke and closest to the cylinder head (ie, when the combustion chamber has the smallest volume) is usually called specialists in given area of top dead center (TDC). In the process, hereinafter referred to as “injection”, the fuel enters the combustion chamber. In the process, hereinafter referred to as “ignition”, the injected fuel is ignited using known ignition methods, such as spark plug 92, which leads to combustion. During the stroke, the expanding gases push the piston 36 back to the BDC. The crankshaft 40 converts the movement of the piston into the torque of the rotating shaft. Finally, during the course of the discharge, the exhaust valve 54 is opened to release the ignited mixture of air and fuel into the exhaust manifold 48, and the piston returns to the TDC. It can be noted that the foregoing is given by way of example only, and the timing of opening and / or closing of the intake and exhaust valves may be varied so as to provide positive or negative valve closure, late closing of the intake valve, or various other options. In addition, in some cases, instead of a four-stroke cycle, a push-pull cycle can be used.
Таким образом, система Фиг. 1 представляет собой систему двигателя, включающую в себя: инжектор дизельного топлива, впрыскивающий дизельное топливо напрямую в цилиндр двигателя, дизельное топливо, имеющее первый показатель реактивности; второй топливный инжектор, впрыскивающий второй вид топлива в цилиндр двигателя, причем второй вид топлива имеет второй показатель реактивности; и контроллер, который содержит инструкции для увеличения количества дизельного топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки величины подаваемого в двигатель воздуха во время перехода рабочего состояния двигателя, контроллер, дополнительно содержащий инструкции для уменьшения количества второго топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки величины подаваемого в двигатель воздуха во время перехода. Данная система двигателя включает в себя дополнительные инструкции контроллера для увеличения количества дизельного топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки наддува во время перехода состояния работы двигателя. Система двигателя содержит дополнительные инструкции контроллера для уменьшения количества второго топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки наддува во время перехода. В одном примере, система двигателя содержит второй топливный инжектор, который представляет собой топливный инжектор для впрыска во впускной канал. Система двигателя также предусматривает варианты, когда второй топливный инжектор представляет собой инжектор прямого впрыска топлива, причем второй вид топлива представляет собой бензин, сжатый природный газ, сжиженный газ пропан или спирт, и когда момент начала впрыска второго топлива регулируется в ответ на переход. Система двигателя также включает в себя дополнительные инструкции контроллера для уменьшения количества дизельного топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки величины подаваемого в двигатель воздуха, включает в себя дополнительные инструкции для регулирования количества дизельного топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании температуры подаваемого в двигатель воздуха.Thus, the system of FIG. 1 is an engine system including: a diesel injector injecting diesel fuel directly into an engine cylinder, a diesel fuel having a first reactivity index; a second fuel injector injecting a second type of fuel into the engine cylinder, the second type of fuel having a second reactivity index; and a controller that contains instructions for increasing the amount of diesel fuel at a steady state, scheduled for injection, based on an error in the amount of air supplied to the engine during the transition of the operating state of the engine, a controller that further contains instructions for reducing the amount of second fuel at a steady state, planned for injection, based on an error in the amount of air supplied to the engine during the transition. This engine system includes additional controller instructions to increase the amount of diesel fuel in a steady state, planned for injection, based on boost error during the transition of the engine operation state. The engine system contains additional controller instructions to reduce the amount of second fuel in a steady state, planned for injection, based on boost error during the transition. In one example, the engine system comprises a second fuel injector, which is a fuel injector for injection into the inlet channel. The engine system also provides options where the second fuel injector is a direct fuel injection injector, the second type of fuel being gasoline, compressed natural gas, liquefied propane gas or alcohol, and when the start time of the second fuel injection is controlled in response to the transition. The engine system also includes additional controller instructions to reduce the amount of diesel fuel at a steady state scheduled for injection, based on an error in the amount of air supplied to the engine, includes additional instructions for regulating the amount of diesel fuel at a steady state scheduled for injection, by based on the temperature of the air supplied to the engine.
Обратимся теперь к Фиг. 2-9, на которых представлены семь управляющих параметров двигателя для различных условий его работы. На каждой из Фиг. 2-9 показаны одни и те же управляющие параметры двигателя при различных условиях работы двигателя. На каждой из Фиг. 2, 4, 6, и 8 представлены управляющие параметры двигателя, когда работа двигателя не компенсируется посредством регулирования впрыска двух видов топлива с различными показателями реактивности. На каждой из Фиг. 3, 5, 7, и 9 представлены управляющие параметры двигателя в условиях, когда работа двигателя компенсируется посредством регулирования впрыска двух видов топлива с различными показателями реактивности.Turning now to FIG. 2-9, which show seven control parameters of the engine for different operating conditions. In each of FIG. 2-9, the same engine control parameters are shown under different engine operating conditions. In each of FIG. 2, 4, 6, and 8 control parameters of the engine are shown when the operation of the engine is not compensated by controlling the injection of two types of fuel with different reactivity indices. In each of FIG. Figures 3, 5, 7, and 9 show the engine control parameters under conditions when the engine operation is compensated by regulating the injection of two types of fuel with different reactivity indices.
На первом сверху графике Фиг. 2-9 показан запрос на крутящий момент двигателя. Запрос на крутящий момент двигателя может быть передан через входной сигнал от оператора (например, через педаль газа) или через контроллер двигателя. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена величина запроса на крутящий момент двигателя, которая увеличивается по направлению стрелки оси Y.In the first top graph of FIG. Figure 2-9 shows the engine torque request. A request for engine torque can be transmitted through an input signal from the operator (for example, through the gas pedal) or through the engine controller. The X axis represents time, which increases from right to left. The y-axis represents the amount of request for engine torque, which increases in the direction of the arrow of the y-axis.
На втором сверху графике Фиг. 2-9 показана фаза сгорания в двигателе (например, расположение максимального давления в цилиндре). Фаза сгорания может изменяться посредством регулирования момента впрыска топлива, малого количества топлива с большей и меньшей реактивностью, и температуры топливовоздушной смеси. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена фаза сгорания в двигателе, которая увеличивается по направлению стрелки оси Y.In the second top graph of FIG. 2-9 show the phase of combustion in the engine (for example, the location of the maximum pressure in the cylinder). The combustion phase can be changed by adjusting the moment of fuel injection, a small amount of fuel with more and less reactivity, and the temperature of the air-fuel mixture. The X axis represents time, which increases from right to left. The Y-axis shows the combustion phase in the engine, which increases in the direction of the arrow of the Y-axis.
На третьем сверху графике Фиг. 2-5 показан желаемый и фактический наддув двигателя (например, уровень сжатого воздуха, подаваемого в двигатель через компрессор). Желаемый наддув указан с помощью сплошной линии, в то время как фактический наддув указан с помощью прерывистой линии. Величина наддува может быть отрегулирована посредством изменения положения сопла турбонагнетателя с переменной геометрией, перепускной заслонки отработавших газов или перепускного клапана компрессора. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложен уровень наддува двигателя, который увеличивается по направлению стрелки оси Y.In the third top graph of FIG. Figure 2-5 shows the desired and actual engine boost (for example, the level of compressed air supplied to the engine through a compressor). The desired boost is indicated by a solid line, while the actual boost is indicated by a dashed line. The boost value can be adjusted by changing the position of the variable geometry turbocharger nozzle, the exhaust gas bypass flap or the compressor bypass valve. The X axis represents time, which increases from right to left. The Y-axis shows the engine boost level, which increases in the direction of the Y-axis arrow.
На третьем сверху графике Фиг. 6-9 показана желаемая и фактическая концентрации подаваемого в двигатель кислорода. Величина концентрации подаваемого кислорода может быть отрегулирована посредством изменения положения клапана EGR, дросселя или момента открывания или закрывания клапана двигателя. Желаемая концентрация подаваемого кислорода показана сплошной линией, в то время как фактическая концентрация подаваемого кислорода показана прерывистой линией. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена величина EGR двигателя, которая увеличивается по направлению стрелки оси Y.In the third top graph of FIG. 6-9 show the desired and actual concentration of oxygen supplied to the engine. The oxygen concentration can be adjusted by changing the position of the EGR valve, throttle, or when the engine valve opens or closes. The desired oxygen concentration is shown by a solid line, while the actual oxygen concentration is shown by a dashed line. The X axis represents time, which increases from right to left. The y-axis represents the EGR value of the engine, which increases in the direction of the arrow of the y-axis.
На четвертом сверху графике Фиг. 2-9 показано количество топлива с большей реактивностью из двух видов топлива, впрыскиваемого в двигатель. Количество топлива с большей реактивностью может быть отрегулировано посредством увеличения длительности импульса, подаваемого топливному инжектору, увеличения давления топлива или увеличения давления топлива и длительности импульса впрыска топлива. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложено количество топлива с большей реактивностью, которе увеличивается по направлению стрелки оси Y.In the fourth top graph of FIG. 2-9 show the amount of fuel with greater reactivity from the two types of fuel injected into the engine. The amount of fuel with greater reactivity can be adjusted by increasing the duration of the pulse supplied to the fuel injector, increasing the pressure of the fuel or increasing the pressure of the fuel and the duration of the fuel injection pulse. The X axis represents time, which increases from right to left. The Y axis represents the amount of fuel with greater reactivity, which increases in the direction of the arrow of the Y axis.
На пятом сверху графике Фиг. 2-9 показан момент впрыска топлива с большей реактивностью из двух видов топлива, впрыскиваемого в двигатель. Момент впрыска топлива с большей реактивностью может быть отрегулирован через регулировку начала импульса впрыска топлива относительно коленчатого вала двигателя. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена фаза распределения (синхронизации) моментов впрыска топлива относительно коленчатого вала двигателя топлива с большей реактивностью, которая сдвигается по направлению стрелки оси Y.In the fifth top graph of FIG. 2-9 show the moment of fuel injection with greater reactivity of the two types of fuel injected into the engine. The moment of fuel injection with greater reactivity can be adjusted by adjusting the start of the fuel injection pulse relative to the engine crankshaft. The X axis represents time, which increases from right to left. The Y axis shows the phase of the distribution (synchronization) of fuel injection times relative to the crankshaft of the fuel engine with greater reactivity, which shifts in the direction of the arrow of the Y axis.
На шестом сверху графике Фиг. 2-9 показано количество топлива с меньшей реактивностью из двух видов топлива, впрыскиваемого в двигатель. Количество топлива с меньшей реактивностью может быть отрегулировано увеличением длительности импульса, подаваемого топливному инжектору или посредством увеличения давления топлива. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложено количество топлива с меньшей реактивностью, которое увеличивается по направлению стрелки оси Y.In the sixth top graph of FIG. 2-9 show the amount of fuel with less reactivity of the two types of fuel injected into the engine. The amount of fuel with less reactivity can be adjusted by increasing the duration of the pulse supplied to the fuel injector or by increasing the fuel pressure. The X axis represents time, which increases from right to left. The Y axis represents the amount of fuel with less reactivity, which increases in the direction of the arrow of the Y axis.
На седьмом сверху графике Фиг. 2-9 показан момент впрыска топлива с меньшей реактивностью из двух видов топлива, впрыскиваемого в двигатель. Момент впрыска топлива с меньшей реактивностью может быть отрегулирован через регулировку начала импульса впрыска топлива относительно коленчатого вала двигателя. По оси X отложено время, которое увеличивается справа налево. По оси Y отложена фаза распределения моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью относительно коленчатого вала двигателя, которая сдвигается по направлению стрелки оси Y.In the seventh top graph of FIG. 2-9 show the moment of fuel injection with less reactivity of the two types of fuel injected into the engine. The moment of fuel injection with less reactivity can be adjusted by adjusting the start of the fuel injection pulse relative to the engine crankshaft. The X axis represents time, which increases from right to left. The Y axis shows the phase of the distribution of moments of fuel injection with less reactivity relative to the crankshaft of the engine, which moves in the direction of the arrow of the Y axis.
Обратимся теперь к Фиг. 2, на которой приведены представляющие интерес сигналы во время некомпенсированного изменения крутящего момента и наддува. В примере, показанном на Фиг. 2 происходит уменьшение в запрашиваемом крутящем моменте двигателя. Вертикальная отметка 240 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 250 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 2, желаемый и фактический наддув по существу равны до вертикальной отметки 240 и после вертикальной отметки 250.Turning now to FIG. 2, which shows signals of interest during an uncompensated change in torque and boost. In the example shown in FIG. 2, there is a decrease in the requested engine torque. A vertical mark 240 indicates the beginning of a change in engine operating conditions. A vertical mark of 250 indicates the end of a change in engine operating conditions. In the example shown in FIG. 2, the desired and actual pressurization are substantially equal up to a vertical mark of 240 and after a vertical mark of 250.
На участке 202 запрос крутящего момента двигателя изменяется с большего уровня на меньший уровень. Желаемый наддув также уменьшается, как показано на участке 206, так как для соответствия желаемому крутящему моменту требуется меньший наддув. Тем не менее, фактический наддув 208 продолжает находиться на более высоком уровне до момента сброса давления с помощью нагнетающих цилиндров на вертикальной отметке 250. Ошибка наддува представлена областью между кривой 206 и кривой 208. В результате чрезмерного наддува в начале фаза сгорания переходит на последующую фазу после изменения запроса крутящего момента. Со временем фаза сгорания стабилизируется с запозданием в момент после вертикальной отметки 250. Таким образом, перед переходом запроса крутящего момента на отметке 202, фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска, и фазирование сгорания переходит на второе распределение моментов впрыска, относящееся к величине впрыскиваемого топлива, моменту впрыска топлива и свойствам топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, сформированного впрыском топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью) после вертикальной отметки 250.At
Количество топлива с большей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, уменьшается на участке 210 в ответ на уменьшение крутящего момента на участке 202. Подобным образом, количество топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, уменьшается на участке 214 в ответ на уменьшение крутящего момента двигателя на участке 202. Кроме того, момент впрыска топлива с большей реактивностью запаздывает на участке 212 в ответ на изменение крутящего момента на участке 202. Момент впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, так как данное топливо впрыскивается через впускной канал.The amount of fuel with greater reactivity injected into the engine decreases in
Таким образом, без компенсирования разницы между желаемым и фактическим уровнями наддува, фазирование сгорания может смещаться с последующим увеличением возможности ухудшения характеристик выбросов двигателя. Кроме того, крутящий момент двигателя может следовать фазированию сгорания и, таким образом, может следовать менее желательной траектории, в результате этого управляющее устройство двигателя может испытывать помехи от пропуска зажигания или нежелательных изменений крутящего момента.Thus, without compensating for the difference between the desired and actual boost levels, the phasing of the combustion can be shifted, with a consequent increase in the possibility of deterioration in engine emission characteristics. In addition, the engine torque may follow the phasing of combustion, and thus may follow a less desirable path, as a result of which the engine control device may experience interference from misfire or undesired torque changes.
Обратимся теперь к Фиг. 3, на которой приведены представляющие интерес сигналы при компенсированном изменении крутящего момента и наддува. В примере, показанном на Фиг. 3, происходит уменьшение запрашиваемого крутящего момента двигателя. Вертикальная отметка 340 обозначает начало изменений условий работы двигателя. Вертикальная отметка 350 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 3, желаемый и фактический уровни наддува по существу равны до вертикальной отметки 340 и после вертикальной отметки 350.Turning now to FIG. 3, which shows the signals of interest for a compensated change in torque and boost. In the example shown in FIG. 3, the requested engine torque is reduced.
На участке 302 запрос крутящего момента двигателя изменяется с большего уровня на меньший уровень. Желаемый наддув также уменьшается, как показано на участке 306, так как для соответствия желаемому крутящему моменту требуется меньший наддув. Тем не менее, фактический наддув 308 продолжает находиться на более высоком уровне до момента сброса давления с помощью нагнетающих цилиндров на вертикальной отметке 350. Ошибка наддува представлена областью между кривой 306 и кривой 308. В примере, показанном на Фиг. 3, чрезмерный наддув не вызывает колебаний фазы сгорания, как в примере на Фиг. 2, так как впрыск топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью отрегулирован. Фаза сгорания стабилизируется вскоре после стабилизации крутящего момента на участке 302. Таким образом, до перехода запроса на крутящий момент на участке 302, фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска и переходит на второе распределение моментов впрыска, относящееся к количеству впрыскиваемого топлива, моменту впрыска топлива и свойствам топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, образованного впрыскиванием топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью) после запроса крутящего момента на участке 302, но задолго до вертикальной отметки 350, когда желаемый и фактический уровни наддува по существу равны. В дальнейшем склонность фазирования сгорания к колебаниям может быть меньше благодаря достижению устойчивого состояния распределения фаз сгорания при устойчивом состоянии работы двигателя после перехода крутящего момента двигателя.At
Количество 310 компенсированного топлива с большей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, уменьшается в ответ на уменьшение крутящего момента на участке 302 и/или желаемого наддува на участке 306. Количество 310 компенсированного топлива с большей реактивностью уменьшается в большей степени, чем количество 312 некомпенсированного топлива с большей реактивностью. Количество 320 компенсированного топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, уменьшается в меньшей степени по сравнению с количеством 318 некомпенсированного топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, в ответ на уменьшение крутящего момента на участке 302 и/или желаемого наддува. Момент впрыска 314 компенсированного топлива с большей реактивностью характеризуется большим запаздыванием, чем момент впрыска 316 некомпенсированного топлива с большей реактивностью, в ответ на изменение крутящего момента на участке 302 и/или желаемого наддува. Момент впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, потому что данное топливо впрыскивается через впускной канал.The
Таким образом, установка момента впрыска (например, момент начала впрыска топлива) и количество впрыскиваемого топлива двух видов с различной реактивностью могут компенсировать разницу между желаемым и действительным наддувом во время переходного состояния, превышающего пороговый уровень. Таким образом, можно управлять фазированием сгорания и давлением в цилиндре с тем, чтобы снизить возможность ухудшения характеристик выбросов двигателя. Кроме того, склонность крутящего момента двигателя к изменениям вслед за переходом, когда наддув двигателя отстает от желаемого наддува двигателя, может быть меньше. Следовательно, для условий работы двигателя, которые ускоряют сгорание (например, больший наддув, большая температура всасываемой смеси, повышенная концентрация всасываемого в двигатель кислорода), в двигатель может быть впрыснуто дополнительное количество топлива с меньшей реактивностью, в то время как количество топлива с большей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, уменьшается. Таким образом, распределение фаз сгорания может быть отрегулировано для желаемого распределения фаз сгорания, и крутящий момент двигателя может соответствовать желаемому крутящему моменту двигателя с тем, чтобы улучшить отклик крутящего момента двигателя и состав выбросов. В качестве альтернативы, для условий работы двигателя, которые замедляют сгорание (например, меньший наддув, меньшая температура всасываемой смеси, меньшая концентрация кислорода в топливовоздушной смеси) в двигатель может впрыскиваться уменьшенное количество топлива с меньшей реактивностью, в то время как количество топлива с большей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, увеличивается. Кроме того, в условиях чрезмерного наддува или небольшой доли отработавшего газа, моменты впрыска двух видов топлива могут быть отрегулированы при переходном условии для уменьшения шума двигателя и NOx. С другой стороны, в условиях уменьшенного наддува или большой доли отработавших газов моменты впрыска двух видов топлива могут быть отрегулированы во время перехода для уменьшения пропусков зажигания, нарушений крутящего момента, выбросов оксида углерода (СО) и углеводорода (НС).Thus, the installation of the injection moment (for example, the moment of the beginning of fuel injection) and the amount of injected fuel of two types with different reactivity can compensate for the difference between the desired and actual boost during a transition state exceeding the threshold level. Thus, it is possible to control the phasing of combustion and the pressure in the cylinder so as to reduce the possibility of deterioration in engine emission characteristics. In addition, the propensity of the engine torque to change following the transition when the engine boost is behind the desired engine boost may be less. Therefore, for engine operating conditions that accelerate combustion (for example, a higher boost, a higher temperature of the intake mixture, an increased concentration of oxygen absorbed into the engine), an additional amount of fuel with less reactivity can be injected into the engine, while the amount of fuel with more reactivity injected into the engine is reduced. Thus, the distribution of the combustion phases can be adjusted to the desired distribution of the combustion phases, and the engine torque can correspond to the desired engine torque in order to improve the engine torque response and the emission composition. Alternatively, for engine operating conditions that slow down combustion (for example, less boost, lower intake temperature, lower oxygen concentration in the air-fuel mixture), a reduced amount of fuel with less reactivity can be injected into the engine, while the amount of fuel with more reactivity injected into the engine increases. In addition, in conditions of excessive boost or a small fraction of the exhaust gas, the injection moments of the two types of fuel can be adjusted under a transitional condition to reduce engine noise and NOx. On the other hand, in conditions of reduced boost or a large fraction of exhaust gases, the injection moments of two types of fuel can be adjusted during the transition to reduce misfire, torque disturbances, carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC) emissions.
Обратимся теперь к Фиг. 4, на которой показаны представляющие интерес сигналы при некомпенсированном изменении крутящего момента и наддува. В примере, показанном на Фиг. 4, происходит увеличение запрашиваемого крутящего момента двигателя. Вертикальная отметка 440 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 450 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 4, желаемый и фактический наддув по существу равны до вертикальной отметки 440 и после вертикальной отметки 450.Turning now to FIG. 4, which shows signals of interest with an uncompensated change in torque and boost. In the example shown in FIG. 4, an increase in the requested engine torque occurs.
На участке 402 запрос крутящего момента двигателя изменяется с более низкого уровня на более высокий уровень. Желаемый наддув также увеличивается, как показано на участке 404, так как для соответствия желаемому крутящему моменту требуется дополнительный наддув. Тем не менее, фактический наддув 406 продолжает оставаться на более низком уровне до момента увеличения давления с помощью компрессора, который соответствует вертикальной отметке 450. Ошибка наддува представлена областью между кривой 404 и кривой 406. Уменьшение наддува приводит к начальному запаздыванию фазы сгорания после изменения запрашиваемого крутящего момента. Со временем фаза сгорания стабилизируется на распределении моментов впрыска, сдвинутом в сторону ускорения, после вертикальной отметки 450. Таким образом, до перехода запрашиваемого крутящего момента на участке 402 фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска, и фазирование сгорания переходит на второе распределении моментов впрыска, связанное с количеством впрыскиваемого топлива, моментом впрыска топлива и свойствам топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, сформированного впрыском топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью) после вертикальной отметки 450.At 402, the engine torque request changes from a lower level to a higher level. The desired boost is also increased, as shown in
Количество 410 топлива с большей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, увеличивается в ответ на увеличение крутящего момента двигателя на участке 402. Точно также количество 414 топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, увеличивается в ответ на увеличение крутящего момента на участке 402. Кроме того, распределение 412 моментов впрыска топлива с большей реактивностью является сдвинутым с сторону опережения в ответ на изменение крутящего момента двигателя на участке 402. Распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, так как данное топливо впрыскивается через впускной канал.The amount of 410 fuel with a higher reactivity injected into the engine increases in response to an increase in engine torque in
Таким образом, без компенсирования разницы между желаемым и фактическим наддувом при возрастании наддува, фазирование сгорания может смещаться, увеличивая возможность ухудшения характеристик выбросов двигателя. Кроме того, крутящий момент двигателя может следовать фазированию сгорания и при этом может следовать менее желательной траектории, в результате чего управляющее устройство двигателя может испытывать помехи.Thus, without compensating for the difference between the desired and actual boost with increasing boost, the phasing of the combustion can be shifted, increasing the likelihood of deterioration of the emission characteristics of the engine. In addition, the engine torque may follow the phasing of combustion and may follow a less desirable path, as a result of which the engine control unit may experience interference.
Обратимся теперь к Фиг. 5, на которой приведены представляющие интерес сигналы при компенсированном изменении крутящего момента и наддува. В примере, показанном на Фиг. 2, происходит увеличение запрашиваемого крутящего момента двигателя. Вертикальная отметка 540 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 550 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 5, желаемый и фактический наддув по существу равны до вертикальной отметки 540 и после вертикальной отметки 550.Turning now to FIG. 5, which shows the signals of interest for a compensated change in torque and boost. In the example shown in FIG. 2, an increase in the requested engine torque occurs. A
На участке 502 запрашиваемый крутящий момент изменяется с более низкого уровня на более высокий уровень. Желаемый наддув также увеличивается, как показано на участке 504, так как для соответствия желаемому крутящему моменту требуется меньший наддув. Тем не менее, фактический наддув 506 продолжает оставаться на более низком уровне до момента увеличения давления с помощью компрессора, что соответствует вертикальной отметке 550. Ошибка наддува представлена областью между кривой 504 и кривой 506. В примере, показанном на Фиг. 5, уменьшенный наддув не приводит к колебанию фазы сгорания, как на Фиг. 4, так как впрыск топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью отрегулирован. Фаза сгорания стабилизируется вскоре после стабилизации запрашиваемого крутящего момента на участке 502. Таким образом, до перехода запрашиваемого крутящего момента на участке 502 фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска, и переходит на второе распределение моментов впрыска, связанное с количеством впрыскиваемого топлива, моментом впрыска топлива и свойствами топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, образованного впрыскиванием топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью), после запрашиваемого крутящего момента на участке 502, но задолго до вертикальной отметки 550, когда желаемый и фактический уровни наддува по существу равны. Кроме того, склонность фазирования сгорания к колебаниям до момента достижения устойчивого состояния фазирования при устойчивом состоянии условий работы двигателя после перехода крутящего момента двигателя является меньшей.At 502, the requested torque changes from a lower level to a higher level. The desired boost is also increased, as shown in
Количество 508 компенсированного топлива с большей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель, возрастает в ответ на увеличение крутящего момента двигателя на участке 502 и/или желаемого наддува на участке 504. Количество 508 компенсированного топлива с большей реактивностью возрастает в большей степени, чем количество некомпенсированного топлива с большей реактивностью 510. Количество 522 компенсированного топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, уменьшается в меньшей степени по сравнению количеством 520 некомпенсированного топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемым в двигатель, в ответ на уменьшение крутящего момента на участке 502 и/или желаемого наддува 504. Распределение 512 моментов впрыска компенсированного топлива с большей реактивностью является сдвинутым в сторону опережения в большей степени, чем распределение 514 моментов впрыска некомпенсированного топлива с большей реактивностью, в ответ на изменение крутящего момента двигателя на участке 502 и/или желаемого наддува 504. Распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, так как данное топливо впрыскивается через впускной канал.The
Таким образом, с помощью компенсирования разницы между желаемым и фактическим наддувом при возрастании надува, можно контролировать фазирование сгорания с тем, чтобы снизить вероятность ухудшения характеристик выбросов. Кроме того, склонность крутящего момента двигателя к изменениям вследствие перехода в условиях, когда фактический наддув двигателя отстает от желаемого наддува двигателя, может быть меньше.Thus, by compensating for the difference between the desired and actual boost when the boost increases, the phasing of the combustion can be controlled in order to reduce the likelihood of degradation of the emission characteristics. In addition, the propensity of the engine torque to change due to a shift in conditions where the actual engine boost is behind the desired engine boost may be less.
Обратимся теперь к Фиг. 6, на которой приведены представляющие интерес сигналы при некомпенсированном изменении крутящего момента и концентрации подаваемого в двигатель кислорода. В примере, показанном на Фиг. 6, происходит уменьшение запрашиваемого крутящего момента двигателя. Вертикальная отметка 640 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 650 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 6, желаемая и фактическая концентрации подаваемого в двигатель воздуха по существу равны до вертикальной отметки 640 и после вертикальной отметки 650.Turning now to FIG. 6, which shows signals of interest with an uncompensated change in torque and oxygen concentration supplied to the engine. In the example shown in FIG. 6, the requested engine torque is reduced. Vertical mark 640 indicates the beginning of a change in engine operating conditions. A
На участке 602 запрашиваемый крутящий момент двигателя изменяется с более высокого уровня на более низкий уровень. Также увеличивается желаемая концентрация подаваемого в двигатель кислорода, как показано на участке 606. Тем не менее, фактическая концентрация 608 подаваемого в двигатель кислорода продолжает оставаться на более низком уровне до момента добавления кислорода впускным коллектором через воздухозаборник двигателя на вертикальной отметке 650. Уменьшенная концентрация кислорода приводит к начальному запаздыванию фазы сгорания после изменения запрашиваемого крутящего момента. Со временем фаза сгорания стабилизируется на фазе, сдвинутой в сторону опережения, после вертикальной отметки 650. Таким образом, до перехода запрашиваемого крутящего момента на участке 602 фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска, и переходит на второе распределение моментов впрыска, связанное с количеством впрыскиваемого топлива, моментом впрыска топлива и свойствами топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, образованного впрыскиванием топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью), после вертикальной отметки 650.At 602, the requested engine torque is changed from a higher level to a lower level. The desired concentration of oxygen supplied to the engine also increases, as shown in
Количество впрыскиваемого в двигатель топлива с большей реактивностью 610 уменьшается в ответ на уменьшение крутящего момента двигателя на участке 602. Аналогично, количество 614 впрыскиваемого в двигатель топлива с меньшей реактивностью уменьшается в ответ на уменьшение крутящего момента двигателя на участке 602. Кроме того, распределение 612 моментов впрыска топлива с большей реактивностью запаздывает в ответ на изменение крутящего момента двигателя на участке 602. Распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, так как данное топливо впрыскивается через впускной канал.The amount of fuel injected into the engine with
Таким образом, без компенсирования разницы между желаемой и фактической концентрацией подаваемого в двигатель кислорода фазирование сгорания может смещаться, что увеличивает возможность ухудшения характеристик выбросов двигателя. Кроме того, крутящий момент двигателя может следовать фазированию сгорания и при этом может следовать менее желательной траектории, в результате чего управляющее устройство двигателя может испытывать помехи.Thus, without compensating for the difference between the desired and the actual concentration of oxygen supplied to the engine, the phasing of the combustion can be shifted, which increases the possibility of deterioration of the emission characteristics of the engine. In addition, the engine torque may follow the phasing of combustion and may follow a less desirable path, as a result of which the engine control unit may experience interference.
Обратимся теперь к Фиг. 7, на которой приведены представляющие интерес сигналы при компенсированном изменении крутящего момента и EGR. В примере, показанном на Фиг. 7, происходит уменьшение запрашиваемого крутящего момента двигателя. Вертикальная отметка 740 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 750 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 7, желаемая и фактическая концентрация подаваемого в двигатель кислорода по существу равны до вертикальной отметки 740 и после вертикальной отметки 750.Turning now to FIG. 7, which shows the signals of interest for a compensated change in torque and EGR. In the example shown in FIG. 7, the requested engine torque is reduced.
На участке 702 запрашиваемый крутящий момент двигателя изменяется с более высокого уровня на более низкий уровень. Желаемая концентрация подаваемого в двигатель кислорода увеличивается, как показано на участке 706, так как при настоящих условиях работы двигателя требуется меньше EGR. Однако фактическая концентрация 708 подаваемого в двигатель воздуха продолжает оставаться на более низком уровне до момента увеличения концентрации подаваемого в двигатель кислорода через воздухозаборник двигателя, расположенный выше по потоку дросселя, как показано на вертикальной отметке 750. В других примерах, желаемый уровень концентрации подаваемого в двигатель кислорода может увеличиться в ответ на уменьшение крутящего момента. Таким образом, Фиг. 7 представлена в целях иллюстрирования и не направлена на ограничение системы и способов, раскрываемых в данном документе. В примере, показанном на Фиг. 7, меньшая концентрация подаваемого в двигатель воздуха не приводит к колебанию фазы сгорания, как на Фиг. 6, так как впрыск топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью отрегулирован. Фаза сгорания стабилизируется вскоре после стабилизации запрашиваемого крутящего момента на участке 702. Таким образом, до перехода запрашиваемого крутящего момента на участке 702, фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска и переходит на второе распределение моментов впрыска, связанное с количеством впрыскиваемого топлива, моментом впрыска топлива и свойствами топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, образованного впрыскиванием топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью), после запроса крутящего момента на участке 702, но задолго до вертикальной отметки 750, когда желаемый и фактический уровни концентрации подаваемого в двигатель кислорода по существу равны. Кроме того, склонность фазирования сгорания к колебаниям до момента достижения устойчивого состояния фазирования сгорания при устойчивом состоянии условий работы двигателя после перехода крутящего момента двигателя является меньшей.At
Количество 712, компенсированного топлива с большей реактивностью, впрыскиваемое в двигатель, уменьшается в ответ на уменьшение крутящего момента двигателя на участке 702 и/или увеличение желаемой концентрации подаваемого в двигатель кислорода на участке 706. Количество 712 компенсированного топлива с большей реактивностью уменьшается в меньшей степени, чем количество 714 некомпенсированного топлива с большей реактивностью. Количество 722 впрыскиваемого в двигатель компенсированного топлива с меньшей реактивностью уменьшается в большей степени по сравнению с количеством 720 впрыскиваемого в двигатель некомпенсированного топлива с меньшей реактивностью, в ответ на уменьшение крутящего момента на участке 702 и/или уменьшенную концентрацию подаваемого в двигатель кислорода. Распределение 716 моментов впрыска компенсированного топлива с большей реактивностью запаздывает в большей степени, чем распределение 718 моментов впрыска некомпенсированного топлива с большей реактивностью, в ответ на изменение крутящего момента двигателя на участке 702 и/или увеличенную желаемую концентрацию 706 подаваемого в двигатель кислорода. Распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, так как данное топливо впрыскивается через впускной канал.The
Таким образом, с помощью компенсирования разницы между желаемой и фактической концентрацией подаваемого в двигатель кислорода можно контролировать фазирование сгорания с тем, чтобы сократить возможность ухудшения характеристик выбросов двигателя. Кроме того, склонность крутящего момента двигателя к изменениям вследствие перехода в условиях, когда концентрация подаваемого в двигатель кислорода отстает от желаемой концентрации подаваемого в двигатель кислорода, может быть меньше.Thus, by compensating for the difference between the desired and actual concentration of oxygen supplied to the engine, the phasing of the combustion can be controlled in order to reduce the possibility of deterioration of the emission characteristics of the engine. In addition, the tendency of the engine torque to change due to a transition under conditions where the concentration of oxygen supplied to the engine is behind the desired concentration of oxygen supplied to the engine may be less.
Обратимся теперь к Фиг. 8, на которой приведены представляющие интерес сигналы при некомпенсированном изменении крутящего момента и концентрации подаваемого в двигатель кислорода. В примере Фиг. 8 происходит увеличение запрашиваемого крутящего момента. Вертикальная отметка 840 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 850 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 8, желаемая и фактическая концентрации подаваемого в двигатель кислорода по существу равны до вертикальной отметки 840 и после вертикальной отметки 850.Turning now to FIG. 8, which shows the signals of interest with an uncompensated change in torque and oxygen concentration supplied to the engine. In the example of FIG. 8, an increase in the requested torque occurs.
На участке 802 запрашиваемый крутящий момент изменяется с более низкого уровня на более высокий уровень. Желаемая концентрация подаваемого в двигатель кислорода уменьшается, как показано на участке 804. Тем не менее, фактическая концентрация подаваемого в двигатель кислорода 806 продолжает оставаться на более высоком уровне до момента откачивания кислорода через нагнетающие цилиндры двигателя на вертикальной отметке 850. Уменьшенная концентрация подаваемого в двигатель кислорода приводит к начальному сдвигу распределения моментов впрыска в сторону опережения после изменения запрашиваемого крутящего момента. Со временем фаза сгорания стабилизируется на большем запаздывании после вертикальной отметки 850. Таким образом, до перехода запрашиваемого крутящего момента на участке 802 фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска, и переходит на второе распределение моментов впрыска, связанное с количеством впрыскиваемого топлива, моментом впрыска топлива и свойствами топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, образованного впрыскиванием топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью), после вертикальной отметки 850.At 802, the requested torque changes from a lower level to a higher level. The desired concentration of oxygen supplied to the engine is reduced, as shown in
Количество 810 впрыскиваемого в двигатель топлива с большей реактивностью возрастает в ответ на увеличение крутящего момента на участке 802. Подобным образом, количество 814 впрыскиваемого в двигатель топлива с меньшей реактивностью возрастает в ответ на увеличение крутящего момента на участке 802. Кроме того, распределение 812 моментов впрыска топлива с большей реактивностью является сдвинутым в сторону опережения в ответ на изменение крутящего момента двигателя на участке 802. Распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, так как данное топливо впрыскивается через впускной канал.The
Таким образом, без компенсирования разницы между желаемой и фактической концентрацией подаваемого в двигатель кислорода при уменьшении концентрации подаваемого в двигатель кислорода фазирование сгорания может смещаться, увеличивая возможность ухудшения характеристик выбросов двигателя. Кроме того, крутящий момент двигателя может следовать фазированию сгорания и при этом может следовать менее желательной траектории, в результате чего управляющее устройство двигателя может испытывать помехи.Thus, without compensating for the difference between the desired and actual concentration of oxygen supplied to the engine, with a decrease in the concentration of oxygen supplied to the engine, the phasing of the combustion can be shifted, increasing the likelihood of deterioration of the emission characteristics of the engine. In addition, the engine torque may follow the phasing of combustion and may follow a less desirable path, as a result of which the engine control unit may experience interference.
Обратимся теперь к Фиг. 9, на которой приведены представляющие интерес сигналы при компенсированном изменении крутящего момента и концентрации подаваемого в двигатель кислорода. В примере, показанном на Фиг. 9, происходит увеличение запрашиваемого крутящего момента двигателя. Вертикальная отметка 940 обозначает начало изменения условий работы двигателя. Вертикальная отметка 950 обозначает завершение изменения условий работы двигателя. В примере, показанном на Фиг. 9, желаемая и фактическая концентрации подаваемого в двигатель кислорода по существу равны до вертикальной отметки 940 и после вертикальной отметки 950.Turning now to FIG. 9, which shows the signals of interest with a compensated change in torque and oxygen concentration supplied to the engine. In the example shown in FIG. 9, an increase in the requested engine torque occurs.
На участке 902 запрашиваемый крутящий момент изменяется с более низкого уровня на более высокий уровень. Желаемая концентрация подаваемого в двигатель кислорода уменьшается, как показано на участке 904, так как двигатель может работать с дополнительным EGR. Однако фактическая концентрация 906 подаваемого в двигатель кислорода продолжает оставаться на более высоком уровне до момента уменьшения количества кислорода посредством накачивания, производимого цилиндрами двигателя, на вертикальной отметке 950. В других примерах, уровень желаемой концентрации подаваемого в двигатель кислорода может увеличиться в ответ на увеличение запрашиваемого крутящего момента. Таким образом, Фиг. 9 представлена в целях иллюстрирования и не направлена на ограничение системы и способов, раскрываемых в данном документе. В примере, показанном на Фиг. 9, увеличенная концентрация подаваемого в двигатель кислорода не приводит к колебаниям фазы сгорания, как на Фиг. 8, так как впрыск топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью отрегулирован. Фаза сгорания стабилизируется вскоре после стабилизации запрашиваемого крутящего момента на участке 902. Таким образом, до перехода запрашиваемого крутящего момента на участке 902 фазирование сгорания находится на первом распределении моментов впрыска и переходит на второе распределение моментов впрыска, связанное с количеством впрыскиваемого топлива, моментом впрыска топлива и свойствами топливовоздушной смеси (например, реактивностью композиции смешанного топлива, образованного впрыскиванием топлива с большей реактивностью и топлива с меньшей реактивностью), после запроса крутящего момента на участке 902, но задолго до вертикальной отметки 950, когда желаемая и фактическая концентрации подаваемого в двигатель кислорода по существу равны. Кроме того, склонность фазирования сгорания к колебаниям до момента достижения устойчивого состояния фазирования сгорания при устойчивом состоянии условий работы двигателя после перехода крутящего момента двигателя является меньшей.At
Количество 912 впрыскиваемого в двигатель компенсированного топлива с большей реактивностью увеличивается в ответ на увеличение крутящего момента двигателя на участке 902 и/или уменьшенную желаемую концентрацию подаваемого в двигатель кислорода на участке 904. Количество 912 компенсированного топлива с большей реактивностью увеличивается в меньшей степени, чем количество 910 некомпенсированного топлива с большей реактивностью. Количество 918 впрыскиваемого в двигатель компенсированного топлива с меньшей реактивностью увеличивается в большей степени по сравнению с количеством 920 впрыскиваемого в двигатель некомпенсированного топлива с меньшей реактивностью в ответ на увеличение крутящего момента двигателя на участке 902 и/или уменьшенную желаемую концентрацию подаваемого в двигатель кислорода на участке 904. Распределение 916 моментов впрыска компенсированного топлива с большей реактивностью сдвинуто в сторону опережения в меньшей степени, чем распределение моментов впрыска некомпенсированного топлива с большей реактивностью в ответ на изменение крутящего момента двигателя на участке 902 и/или уменьшенную желаемую концентрацию подаваемого в двигатель кислорода на участке 904. Распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью остается постоянным, так как данное топливо впрыскивается через впускной канал.The amount of 912 compensated fuel injected into the engine with greater reactivity increases in response to an increase in engine torque in
Таким образом, с помощью компенсирования разницы между желаемой и фактической концентрациями подаваемого в двигатель кислорода при снижении концентрации подаваемого в двигатель кислорода можно контролировать фазирование сгорания с тем, чтобы снизить вероятность ухудшения характеристик выбросов. Кроме того, склонность крутящего момента двигателя к изменениям вследствие перехода в условиях, когда концентрация подаваемого в двигатель кислорода отстает от желаемой концентрации подаваемого в двигатель кислорода, может быть меньше.Thus, by compensating for the difference between the desired and actual concentrations of oxygen supplied to the engine while decreasing the concentration of oxygen supplied to the engine, the phasing of combustion can be controlled in order to reduce the likelihood of degradation of emissions. In addition, the tendency of the engine torque to change due to a transition under conditions where the concentration of oxygen supplied to the engine is behind the desired concentration of oxygen supplied to the engine may be less.
Обратимся теперь к Фиг. 10 и 11, на которых представлена блок-схема примерного способа регулирования впрыска двух видов топлива с разными показателями реактивности. Способ, показанный на Фиг. 10 и 11, может быть реализован с помощью инструкций контроллера 12 с Фиг. 1. Кроме того, способ на Фиг. 10 и 11 может обеспечить управление параметрами двигателя, как проиллюстрировано на Фиг. 2-9.Turning now to FIG. 10 and 11, which shows a flowchart of an example method for controlling the injection of two types of fuel with different reactivity indices. The method shown in FIG. 10 and 11 may be implemented using the instructions of the controller 12 of FIG. 1. Furthermore, the method of FIG. 10 and 11 may provide control of engine parameters, as illustrated in FIG. 2-9.
На этапе 1002 способ 1000 определяет, происходит ли изменение одного или более параметров пути движения потока воздуха в двигатель. Например, способ 1000 определяет, происходят ли изменения EGR, наддува или величины воздуха двигателя. В одном примере, изменение EGR, наддува или величины воздуха двигателя превышает пороговое значения изменения EGR, наддува или величины воздуха двигателя, чтобы попасть под определение переходного состояния. Изменение величины EGR может быть определено посредством отслеживания положения клапана EGR или изменения впускаемой в двигатель массы воздуха, давления коллектора и температуры. Изменение количества воздуха в двигателе может быть определено на основании положения дросселя. Изменение концентрации подаваемого в двигатель кислорода может быть определено на основании выходного значения кислородного датчика. Если изменение в одном или более параметрах пути движения потока воздуха в двигатель превышает величину порогового значения, способ 1000 переходит на этап 1004. В противном случае, способ 1000 завершается.At 1002,
Скорость изменения параметров или переменных системы впуска воздуха в двигатель может быть меньше той скорости, с которой может изменяться подаваемое в двигатель топливо. Например, распределение моментов впрыска может быть изменено между событиями сгорания в цилиндрах двигателя, в то время как полный переход наддува или EGR из первого устойчивого состояния во второе устойчивое состояние может занимать несколько секунд. Поэтому желательно отрегулировать распределение моментов впрыска топлива и количества впрыскиваемого топлива с тем, чтобы скомпенсировать медленно изменяющиеся параметры или переменные впуска воздуха в двигатель.The rate of change of the parameters or variables of the engine air intake system may be less than the rate at which the fuel supplied to the engine can change. For example, the distribution of injection moments can be changed between combustion events in the engine cylinders, while the complete transition of the boost or EGR from the first steady state to the second steady state can take several seconds. Therefore, it is desirable to adjust the distribution of fuel injection times and the amount of fuel injected in order to compensate for slowly changing parameters or variables of air intake into the engine.
На этапе 1004 способ 1000 определяет, имеется ли ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода. Ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода может быть определена посредством определения разности желаемой концентрации подаваемого в двигатель кислорода и фактической концентрации подаваемого в двигатель кислорода. Желаемая концентрация подаваемого в двигатель кислорода может быть определена эмпирически при тестировании двигателя для обеспечения желаемого уровня выбросов двигателя. В одном примере, таблица желаемых значений концентрации подаваемого в двигатель кислорода проиндексирована на основании частоты вращения двигателя и величины крутящего момента. Желаемые значения концентрации подаваемого в двигатель кислорода основаны на условиях работы двигателя в устойчивом состоянии (например, когда условия работы двигателя изменяются на величину, которая меньше порогового значения). При наличии изменений в концентрации подаваемого в двигатель кислорода способ 1000 переходит на этап 1006. В противном случае, способ 1000 переходит на этап 1024.At 1004,
На этапе 1006 способ 1000 определяет, является ли ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода положительной. Положительная ошибка указывает, что фактическая концентрация подаваемого в двигатель кислорода меньше желаемой концентрации подаваемого в двигатель кислорода. Если способ 1000 определит, что ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода является положительной, способ 100 переходит на этап 1018. В противном случае, способ 1000 переходит на этап 1008.At 1006,
На этапе 1008 способ 1000 уменьшает количество впрыскиваемого в двигатель топлива с большей реактивностью до количества топлива с большей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель при условиях работы двигателя в устойчивом состоянии. Например, если количество впрыскиваемого топлива при устойчивом состоянии уменьшается в соответствии с изменением частоты вращения двигателя и нагрузки, то в двигатель впрыскивается еще меньшее количество топлива, чем запланировано в соответствии с количеством впрыскиваемого топлива при устойчивом состоянии. Меньшее количество топлива с большей реактивностью может быть впрыснуто в двигатель за счет уменьшения давления топлива и/или уменьшения промежутка времени, в течение которого форсунка является открытой. За счет уменьшения количества впрыскиваемого в двигатель топлива с большей реактивностью, когда ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода является отрицательной, увеличенная концентрация подаваемого в двигатель кислорода может быть скомпенсирована. В одном примере, количество топлива, на которое уменьшается подача топлива по сравнению с подаваемым при устойчивом состоянии количеством топлива с большей реактивностью, может быть определена эмпирически и сохранена в таблице, проиндексированной на основании частоты вращения двигателя и крутящего момента двигателя. В альтернативном примере, количество топлива с большей реактивностью, на которое уменьшается подача топлива заряда топлива устойчивого состояния, может быть основана на разнице между желаемой и фактической концентрациями подаваемого в двигатель кислорода (например, на основании ошибки концентрации подаваемого в двигатель кислорода). Количество топлива, на которое уменьшается подача топлива по сравнению с подаваемым при устойчивом состоянии количеством топлива с большей реактивностью, может быть проиндексирована на основании ошибки концентрации подаваемого в двигатель кислорода. Количество топлива с большей реактивностью при устойчивом состоянии корректируется посредством вычитания величины, на которую была уменьшена подача топлива, из величины подачи топлива с большей реактивностью при устойчивом состоянии. Таким образом, концентрации подаваемого в двигатель кислорода при переходных условиях могут быть скомпенсированы в условиях, когда в двигатель впрыскивается два вида топлива с разной реактивностью.At 1008,
В некоторых примерах, количество и распределение моментов впрыска топлива с большей реактивностью также могут быть отрегулированы в ответ на температуру подаваемого в двигатель кислорода. Например, если температура подаваемого в двигатель кислорода увеличивается, то количество топлива с большей реактивностью может быть уменьшено, в то время как количество топлива с меньшей реактивностью может быть увеличено по сравнению с количествами топлива с большей и меньшей реактивностью при устойчивом состоянии.In some examples, the number and distribution of moments of fuel injection with greater reactivity can also be adjusted in response to the temperature of the oxygen supplied to the engine. For example, if the temperature of the oxygen supplied to the engine increases, the amount of fuel with greater reactivity can be reduced, while the amount of fuel with less reactivity can be increased compared to the quantities of fuel with more and less reactivity when steady.
На этапе 1010 способ 1000 сдвигает в сторону запаздывания распределение моментов впрыска топлива при текущих условиях работы двигателя по сравнению с условиями работы при устойчивом состоянии. Распределение моментов впрыска топлива может быть сдвинуто в сторону запаздывания или опережения посредством регулирования распределения моментов начала впрыска топлива. Величина запаздывания момента впрыска топлива для топлива с большей реактивностью может быть определена эмпирически и сохранена в таблице, чтобы извлечь данное значение позже. В одном примере таблица распределения моментов впрыска топлива может быть проиндексирована на основании частоты вращения двигателя и крутящего момента. Кроме того, в некоторых примерах ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода может являться основой для регулирования моментов впрыска топлива с большей реактивностью. Например, таблица, содержащая величины запаздывания моментов впрыска топлива, может быть проиндексирована на основании величины ошибки концентрации подаваемого в двигатель кислорода, и величина распределения моментов впрыска топлива может быть сдвинута в сторону запаздывания на значение, извлеченное из данной таблицы.At 1010,
На этапе 1012 способ 1000 увеличивает количество впрыскиваемого в двигатель топлива с меньшей реактивностью по сравнению с количеством топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель при условиях работы двигателя в устойчивом состоянии. В одном примере, количество топлива, на которое было увеличено значение впрыскиваемого топлива с меньшей реактивностью, может быть основано на количестве топлива, на которое было уменьшено значение топлива с большей реактивностью, впрыскиваемое при устойчивом состоянии. В частности, определяется энергоемкость топлива, количество которого было вычтено из количества впрыскиваемого топлива с большей реактивностью по сравнению с количеством топлива с большей реактивностью, впрыскиваемого при устойчивом состоянии, и количество впрыскиваемого топлива с меньшей реактивностью возрастает на количество топлива, имеющего такую же энергоемкость, что и количество топлива с большой реактивностью, на которое была уменьшено количество топлива с большей реактивностью, впрыскиваемое при устойчивом состоянии. Таким образом, общая величина энергоемкости впрыскиваемого топлива регулируется с тем, чтобы соответствовать требуемому крутящему моменту двигателя. В качестве альтернативы, эмпирически определенное количество топлива может быть определено посредством индексирования таблицы или функции увеличения величин впрыскиваемого топлива и прибавления количества топлива, содержащегося в таблице, к количеству топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемому при устойчивом состоянии. После увеличения количества топлива с меньшей реактивностью способ 1000 переходит на этап 1014.At 1012,
Следует отметить, что в некоторых примерах общее количество топлива, впрыскиваемого в двигатель, основано на желаемом уровне крутящего момента двигателя. Например, может возникнуть ситуация, при которой желательно обеспечить 80% желаемой величины крутящего момента двигателя с помощью топлива с большей реактивностью и обеспечить 20% желаемой величины крутящего момента двигателя с помощью топлива с меньшей реактивностью. Следовательно, желаемый крутящий момент может быть увеличен на 80%, чтобы определить количество энергии, которое должно обеспечиваться топливом с большей реактивностью. Соответственно, двигателю может быть передан импульс топлива с большей реактивностью, который соответствует количеству топлива с большей реактивностью, необходимому для обеспечения запрашиваемой энергии. Количество топлива с меньшей реактивностью может быть определено аналогичным образом.It should be noted that in some examples, the total amount of fuel injected into the engine is based on the desired level of engine torque. For example, a situation may arise in which it is desirable to provide 80% of the desired magnitude of the engine torque with a fuel with a higher reactivity and provide 20% of the desired magnitude of the engine torque with a fuel with a lower reactivity. Therefore, the desired torque can be increased by 80% to determine the amount of energy that should be provided with fuel with greater reactivity. Accordingly, a fuel pulse with a higher reactivity can be transmitted to the engine, which corresponds to the amount of fuel with a higher reactivity necessary to provide the requested energy. The amount of fuel with less reactivity can be determined in a similar way.
С другой стороны, если на этапе 1006 дается ответ «да», способ 1000 переходит на этап 1018, на котором способ 1000 увеличивает количество впрыскиваемого в двигатель топлива с большей реактивностью относительно количества топлива с большей реактивностью, впрыскиваемого в двигатель при условиях работы в устойчивом состоянии. Дополнительные количества топлива с большей реактивностью могут впрыскиваться в двигатель посредством увеличения давления топлива и/или увеличения промежутка времени, в течение которого форсунка является открытой. За счет увеличения количества топлива, впрыскиваемого в двигатель, когда концентрация подаваемого в двигатель кислорода является положительной, концентрация подаваемого в двигатель кислорода может быть скомпенсирована за счет увеличения количества впрыскиваемого в двигатель топлива с большей реактивностью. В одном примере, количество дополнительного топлива, добавляемое к количеству топлива, впрыскиваемому в устойчивом состоянии, может быть определено эмпирически и сохранено в таблице, проиндексированной на основании частоты вращения двигателя и крутящего момента двигателя. В альтернативном примере, количество дополнительного топлива, добавляемого к количеству топлива, впрыскиваемому в устойчивом состоянии, может быть основано на разнице между желаемой и фактической концентрациями подаваемого в двигатель кислорода. Количество, дополнительное к количеству топлива с большей реактивностью, впрыскиваемому в устойчивом состоянии, может быть проиндексировано на основании ошибки концентрации подаваемого в двигатель кислорода. Количество топлива с большей реактивностью при устойчивом состоянии корректируется посредством прибавления количества топлива, добавленного к количеству топлива, впрыскиваемому в устойчивом состоянии. Таким образом, концентрации подаваемого в двигатель кислорода при переходных условиях могут быть скомпенсированы в условиях, когда в двигатель впрыскивается два вида топлива с разной реактивностью.On the other hand, if the answer is “yes” at step 1006, the
На этапе 1020 способ 1000 сдвигает в сторону опережения распределение моментов впрыска топлива при текущих условиях работы двигателя по сравнению с условиями работы при устойчивом состоянии. Величина сдвига в сторону опережения моментов впрыска топлива с большей реактивностью может быть определена эмпирически и сохранена в таблице, чтобы извлечь данное значение позже. В одном примере, таблица распределения моментов впрыска топлива может быть проиндексирована на основании частоты вращения двигателя и крутящего момента. Кроме того, в некоторых примерах ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода может являться основой для регулирования распределения моментов впрыска более реактивного топлива. Например, таблица, содержащая значения сдвига в сторону опережения распределения моментов впрыска топлива, может быть проиндексирована на основании величины ошибки концентрации подаваемого в двигатель кислорода, а величина распределения моментов впрыска топлива может быть сдвинута в сторону опережения на величину значения, извлеченного из таблицы.At 1020,
На этапе 1022 способ 1000 уменьшает количество впрыскиваемого в двигатель топлива с меньшей реактивностью. В одном примере, количество топлива, на которую была уменьшена подача топлива с меньшей реактивностью, может быть основано на количестве топлива, на которое была увеличено количество топлива с большей реактивностью, подаваемое в условиях работы при устойчивом состоянии. В частности, определяется энергоемкость топлива, добавляемого к количеству более реактивного топлива, впрыскиваемому при устойчивом состоянии, и количество впрыскиваемого топлива с меньшей реактивностью уменьшается на количество топлива, имеющего такую же энергоемкость, что и количество топлива, добавленного к количеству более реактивного топлива, впрыскиваемому при устойчивом состоянии. Таким образом, общая энергоемкость впрыскиваемого топлива регулируется с тем, чтобы соответствовать требуемому крутящему моменту двигателя. В качестве альтернативы, количество топлива, определяемое эмпирически, может быть определено посредством индексирования таблицы или функции уменьшения количеств впрыскиваемого топлива и вычитания количества топлива, содержащегося в таблице, из количества топлива с меньшей реактивностью, впрыскиваемого при устойчивом состоянии. Способ 1000 переходит на этап 1014 после уменьшения количества топлива с меньшей реактивностью.At 1022,
На этапе 1014 может быть отрегулировано распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью. Если топливо с меньшей реактивностью впрыскивается напрямую в цилиндр двигателя, может быть отрегулировано распределение моментов начала и завершения впрыска. Например, распределение моментов начала и завершения впрыска может быть сдвинуто в сторону опережения или запаздывания относительно положения коленчатого вала двигателя. Способ 1000 переходит на этап 1016 после того, как отрегулировано распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью.At 1014, a distribution of fuel injection times with less reactivity can be adjusted. If fuel with less reactivity is injected directly into the engine cylinder, the distribution of the moments of the start and end of the injection can be adjusted. For example, the distribution of the moments of the beginning and end of injection can be shifted in the direction of advance or delay relative to the position of the crankshaft of the engine. The
На этапе 1016 способ 1000 определяет, происходит ли изменение желаемого уровня наддува. В одном примере, изменение наддува может быть определено на основании изменения положения перепускной заслонки турбокомпрессора или направляющей лопасти. В некоторых примерах, пороговое значение изменения желаемого наддува должно быть превышено до перехода на этап 1024. Если способ 1000 определяет наличие изменения желаемого наддува, тогда способ 1000 переходит на этап 1024. В противном случае, способ 1000 завершается.At 1016,
На этапе 1024 способ 1000 определяет, повышается ли желаемый уровень наддува. Если повышается, тогда способ 1000 переходит на этап 1026. В противном случае, способ 1000 переходит на этап 1034.At
Способ 1000, который уменьшил количество впрыскиваемого топлива с большей реактивностью на этапе 1026, сдвигает в сторону запаздывания распределение моментов впрыска топлива с большей реактивностью на этапе 1028, и увеличивает количество топлива с большей реактивностью на этапе 1030, как описано на этапах 1008-1012. Тем не менее, на этапах 1026-1030 способ 1000 регулирует как количество и распределение моментов впрыска топлива с большей реактивностью, так и количество и распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью в ответ на изменение в уровне наддува, а не изменения концентрации подаваемого в двигатель кислорода. Таким образом, способ 1000 предусматривает индивидуальную регулировку количества и распределения моментов впрыска топлива с большей реактивностью на основании изменения в уровне наддува. Кроме того, способ 1000 предусматривает индивидуальную регулировку количества и распределения моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью на основании изменения в уровне наддува.The
Аналогичным образом, способ 1000 увеличивает количество впрыскиваемого топлива с большей реактивностью на этапе 1034, сдвигает в сторону опережения распределение моментов впрыска топлива с большей реактивностью на этапе 1036, и уменьшает количество топлива с меньшей реактивностью на этапе 1038, как описано на этапах 1018-1022. Тем не менее, на этапах 1034-1038 способ 1000 регулирует как количество и распределение моментов впрыска топлива с большей реактивностью, так количество и распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью в ответ на изменение в уровне наддува, а не изменения концентрации подаваемого в двигатель кислорода. Таким образом, способ 1000 предусматривает индивидуальную регулировку количества и распределения моментов впрыска топлива с большей реактивностью на основании изменения уровня наддува. Кроме того, способ 1000 предусматривает индивидуальную регулировку количества и распределения моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью на основании изменения уровня наддува.Similarly,
На этапе 1032 может быть отрегулировано распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью. Как описано выше в отношении этапа 1014, если топливо с меньшей реактивностью впрыскивается напрямую в цилиндры двигателя, распределение моментов начала и завершения впрыска может быть отрегулировано. Например, распределение моментов начала и завершения впрыска может быть сдвинуто в сторону опережения или запаздывания относительно положения коленчатого вала двигателя. Способ 1000 переходит на этап 1034 после того, как отрегулировано распределение моментов впрыска топлива с меньшей реактивностью.At 1032, the timing of fuel injection with less reactivity can be adjusted. As described above with respect to step 1014, if fuel with less reactivity is injected directly into the engine cylinders, the distribution of the moments of the start and end of the injection can be adjusted. For example, the distribution of the moments of the beginning and end of injection can be shifted in the direction of advance or delay relative to the position of the crankshaft of the engine. The
На этапе 1034 способ 1000 выводит данные о регулировке распределения моментов впрыска и количестве топлива, подаваемого на форсунки, осуществляющие впрыск топлива с большей и меньшей реактивностью. Регулировка топливных инжекторов, осуществляющих подачу топлива с большей и меньшей реактивностью, проводится таким образом, что оба типа инжекторов действуют в соответствии с обновленными количествами топлива и распределениями моментов впрыска в течение одного и того же цикла двигателя. Таким образом, количества и распределение моментов впрыска топлива с большей и меньшей реактивностью могут быть отрегулированы, чтобы скомпенсировать задержки в системе впуска воздуха двигателя.At 1034,
Таким образом, способ Фиг. 10 и 11 предусматривает рабочие последовательности, проиллюстрированные на Фиг. 2-9 и способ эксплуатации двигателя, включающий в себя: увеличение количества первого вида топлива с первой реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр при переходе, превышающем пороговое значение, в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода; уменьшение количества второго вида топлива со второй реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр при переходе, в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода; и воспламенение первого и второго видов топлива от сжатия в цилиндре. Таким образом, впрыскивание двух видов топлива может компенсировать ошибки в концентрации подаваемого в двигатель кислорода, которые могут возникнуть от нарушений крутящего момента двигателя, нарушений EGR, нарушений расхода воздуха двигателем. Способ эксплуатации двигателя также включает в себя сдвиг в сторону опережения распределения моментов впрыска первого топлива при переходе, при котором количество первого топлива увеличивается во время циклов цилиндра между началом и завершением перехода, и при котором количество второго топлива уменьшается во время циклов цилиндра между началом и завершением перехода. Способ эксплуатации двигателя предусматривает случаи, когда переход представляет собой изменение крутящего момента двигателя, когда регулируется количество и распределение моментов впрыска первого топлива при устойчивом состоянии, и когда регулируется количество второго топлива. Способ эксплуатации двигателя предусматривает случаи, когда ошибка концентрации подаваемого в двигатель кислорода указывает на превышение желаемой концентрации подаваемого в двигатель кислорода при устойчивом состоянии и когда первая реактивность больше второй реактивности. Способ эксплуатации двигателя также включает в себя регулирование количеств первого топлива и второго топлива в ответ на ошибку наддува. Способ эксплуатации двигателя предусматривает случаи, когда ошибка подаваемого в двигатель кислорода увеличивается в ответ на положение клапана EGR. Способ эксплуатации двигателя также включает в себя регулирование количества первого топлива в ответ на разницу между желаемой величиной наддува и фактической величиной наддува. Способ эксплуатации двигателя предусматривает случаи, когда желаемая величина наддува представляет собой величину наддува в условиях работы двигателя при устойчивом состоянии, и когда количество подаваемого в двигатель кислорода представляет собой концентрацию содержащегося в цилиндрах двигателя кислорода до сгорания в цилиндре во время цикла цилиндра, когда количество первого топлива увеличивается в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода.Thus, the method of FIG. 10 and 11 provides the operating sequences illustrated in FIG. 2-9 and an engine operating method, including: increasing an amount of a first type of fuel with a first reactivity injected into a cylinder at a transition exceeding a threshold value in response to an error in the concentration of oxygen supplied to the engine; a decrease in the amount of a second type of fuel with a second reactivity injected into the cylinder upon transition, in response to an error in the concentration of oxygen supplied to the engine; and ignition of the first and second types of fuel from compression in the cylinder. Thus, the injection of two types of fuel can compensate for errors in the concentration of oxygen supplied to the engine, which can occur from engine torque disturbances, EGR disturbances, engine air flow disturbances. The method of operating the engine also includes a shift in advance of the distribution of moments of injection of the first fuel during the transition, in which the amount of the first fuel increases during cylinder cycles between the beginning and end of the transition, and in which the amount of the second fuel decreases during cylinder cycles between the beginning and end transition. The method of operating the engine provides for cases where the transition is a change in engine torque, when the number and distribution of the moments of injection of the first fuel at a steady state are regulated, and when the amount of the second fuel is regulated. An engine operation method involves cases where an error in the concentration of oxygen supplied to the engine indicates an excess of the desired concentration of oxygen supplied to the engine in a steady state and when the first reactivity is greater than the second reactivity. The engine operation method also includes controlling the amounts of the first fuel and the second fuel in response to a boost error. An engine operation method involves cases where the error of oxygen supplied to the engine increases in response to an EGR valve position. The engine operation method also includes controlling the amount of the first fuel in response to the difference between the desired boost value and the actual boost value. A method of operating an engine involves cases where the desired boost value is the boost value under steady-state conditions of the engine, and when the amount of oxygen supplied to the engine is the concentration of oxygen contained in the engine cylinders before combustion in the cylinder during the cylinder cycle, when the amount of the first fuel increases in response to an error in the concentration of oxygen supplied to the engine.
В дополнение, способ Фиг. 10 и 11 предусматривает последовательности Фиг. 2-9 и способ эксплуатации двигателя, включающий в себя увеличение количества первого топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска между началом и завершением перехода, причем первое топливо имеет первую реактивность; уменьшение количества второго топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска между началом и завершением перехода, причем второе топливо имеет вторую реактивность; и компрессионное воспламенение первого и второго топлива в топливовоздушной смеси. Способ эксплуатации двигателя также включает в себя сдвиг в сторону опережения распределения моментов впрыска первого топлива при переходе. Способ эксплуатации двигателя также предусматривает случаи, когда переход представляет собой изменение крутящего момента двигателя, и когда производится регулировка количества и распределения моментов впрыска первого топлива при устойчивом состоянии и количества и распределения моментов впрыска второго топлива при устойчивом состоянии для обеспечения запрашиваемой величины крутящего момента двигателя. Способ эксплуатации двигателя также предусматривает случаи, когда количество первого топлива при устойчивом состоянии, запланированное для впрыска между началом и завершением перехода, представляет собой количество топлива, основанное на частоте вращения двигателя и крутящем моменте двигателя при устойчивом состоянии. Способ эксплуатации двигателя также включает в себя регулирование количества первого топлива в ответ на разницу между желаемой величиной EGR и фактической величиной EGR. Способ эксплуатации двигателя также предусматривает случаи, когда желаемая величина EGR представляет собой желаемую величину EGR в условиях работы двигателя при устойчивом состоянии. Способ эксплуатации двигателя также включает в себя регулирование количества первого топлива в ответ на разницу между желаемой величиной наддува фактической величиной наддува. Таким образом, фазирование сгорания может быть отрегулировано, чтобы скомпенсировать изменения EGR, количества воздуха двигателя и наддува, превышающие пороговое значение. Способ эксплуатации двигателя также предусматривает случаи, когда желаемая величина наддува представляет собой величину наддува при условиях работы двигателя в устойчивом состоянии.In addition, the method of FIG. 10 and 11 provides for the sequence of FIG. 2-9 and a method of operating an engine, comprising: increasing the amount of the first fuel in a steady state, scheduled for injection between the start and end of the transition, the first fuel having a first reactivity; reducing the amount of the second fuel in steady state, scheduled for injection between the beginning and end of the transition, the second fuel having a second reactivity; and compression ignition of the first and second fuel in the air-fuel mixture. The method of operating the engine also includes a shift in advance of the distribution of moments of injection of the first fuel during the transition. The engine operation method also includes cases where the transition is a change in engine torque, and when the quantity and distribution of injection times of the first fuel at steady state and the quantity and distribution of injection moments of the second fuel at steady state are adjusted to provide the requested engine torque. The engine operation method also includes cases where the amount of the first fuel in steady state, scheduled for injection between the start and end of the transition, is the amount of fuel based on the engine speed and engine torque in steady state. The engine operation method also includes controlling the amount of the first fuel in response to the difference between the desired EGR value and the actual EGR value. The engine operation method also includes cases where the desired EGR value is the desired EGR value under the conditions of engine operation at steady state. The engine operation method also includes controlling the amount of the first fuel in response to the difference between the desired boost value, the actual boost value. Thus, the phasing of combustion can be adjusted to compensate for changes in EGR, the amount of engine air and boost above a threshold value. The engine operation method also includes cases where the desired boost value is the boost amount under steady state engine conditions.
В другом примере, способ Фиг. 10 и 11 представляет собой способ эксплуатации двигателя, включающий в себя: переход из первого рабочего состояния двигателя во второе рабочее состояние; регулирование количества и распределения моментов впрыска первого топлива с первой реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр до уровня, который больше или меньше уровня, запланированного для условий работы в устойчивом состоянии между первым и вторым рабочими состояниями двигателя; и регулирование количества второго топлива со второй реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр до уровня, который больше или меньше уровня, запланированного для условий работы в устойчивом состоянии между первым и вторым рабочими состояниями двигателя, причем направление изменения количества второго впрыскиваемого топлива противоположно направлению изменения количества первого впрыскиваемого топлива, а вторая реактивность меньше первой реактивности. Способ эксплуатации двигателя предусматривает случаи, когда направление изменения количества второго топлива представляет собой уменьшение, а направление изменения количества первого топлива представляет собой увеличение. Способ эксплуатации двигателя также предусматривает случаи, когда направление изменения количества второго топлива представляет собой увеличение, а направление изменения количества второго топлива представляет собой уменьшение. Способ эксплуатации двигателя также предусматривает случаи, когда первое топливо с первой реактивностью представляет собой дизельное топливо, а второе топливо со второй реактивностью представляет собой бензин или спирт. Способ эксплуатации двигателя также предусматривает случаи, когда регулирование первого топлива с первой реактивностью основано на ошибке EGR. Способ эксплуатации двигателя предусматривает случаи, когда регулирование количества первого топлива с первой реактивностью основано на ошибке наддува.In another example, the method of FIG. 10 and 11 is a method of operating an engine, including: transition from a first operating state of an engine to a second operating state; regulation of the number and distribution of moments of injection of the first fuel with the first reactivity injected into the cylinder to a level that is greater or less than the level planned for operating conditions in a stable state between the first and second operating states of the engine; and adjusting the amount of the second fuel with the second reactivity injected into the cylinder to a level that is greater or less than the level planned for the steady state operation between the first and second operating states of the engine, the direction of the change in the amount of the second injected fuel is opposite to the direction of the change in the amount of the first injected fuel , and the second reactivity is less than the first reactivity. The engine operation method provides for cases when the direction of the change in the amount of the second fuel is a decrease, and the direction of the change in the amount of the second fuel is an increase. The engine operation method also includes cases where the direction of the change in the amount of the second fuel is an increase, and the direction of the change in the amount of the second fuel is a decrease. The engine operation method also includes cases where the first fuel with the first reactivity is diesel fuel and the second fuel with the second reactivity is gasoline or alcohol. The engine operation method also includes cases where the regulation of the first fuel with the first reactivity is based on an EGR error. The engine operation method involves cases where the regulation of the amount of the first fuel with the first reactivity is based on a boost error.
Специалистами в данной области техники будет понятно, что способ, описанный на Фиг. 10 и 11, может воспроизводить одну или несколько стратегий выполнения, например, управление по событиям, управление по прерываниям, многозадачность, многопоточность и другие. В связи с этим различные этапы или функции могут выполняться в представленной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях могут быть пропущены. Также порядок выполнения не обязательно должен быть таким, как он показан, он приведен для наглядного представления и описания процесса. Также специалисты в данной области могут увидеть, что некоторые этапы, способы или функции могут повторяться в зависимости от используемого варианта.It will be understood by those skilled in the art that the method described in FIG. 10 and 11 can reproduce one or more execution strategies, for example, event control, interrupt control, multitasking, multithreading, and others. In this regard, various steps or functions can be performed in the presented sequence, in parallel, and in some cases can be skipped. Also, the execution order does not have to be the same as it is shown; it is given for visual representation and description of the process. Also, experts in this field can see that some steps, methods or functions may be repeated depending on the option used.
Специалисты в данной области должны иметь в виду, что возможны различные варианты и модификации представленного способа без выхода за рамки объема изобретения. Например, возможно использование представленного способа для двигателей с одним цилиндром, I2, I3, I4, I5, V6, V8, V10, V12 и V16, работающих на природном газе, бензине, дизеле или другом альтернативном топливе.Specialists in this field should bear in mind that there are various options and modifications of the presented method without going beyond the scope of the invention. For example, it is possible to use the presented method for engines with a single cylinder, I2, I3, I4, I5, V6, V8, V10, V12 and V16, working on natural gas, gasoline, diesel or other alternative fuels.
Claims (19)
увеличение количества первого топлива с первой реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр во время перехода, превышающего пороговое значение, в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода;
уменьшение количества второго топлива со второй реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр во время перехода, превышающего пороговое значение, в ответ на ошибку концентрации подаваемого в двигатель кислорода; и
компрессионное воспламенение первого и второго топлива в цилиндре.1. The method of operation of the engine, including:
an increase in the amount of first fuel with first reactivity injected into the cylinder during a transition exceeding a threshold value in response to an error in the concentration of oxygen supplied to the engine;
a decrease in the amount of a second fuel with a second reactivity injected into the cylinder during a transition exceeding a threshold value in response to an error in the concentration of oxygen supplied to the engine; and
compression ignition of the first and second fuel in the cylinder.
осуществляют переход из первого рабочего состояния двигателя во второе рабочее состояние двигателя;
регулируют количество и распределение моментов впрыска впрыскиваемого в цилиндр первого топлива с первой реактивностью до уровня, который больше или меньше уровня, запланированного для условий работы при устойчивом состоянии между первым и вторым рабочими состояниями двигателя; и
регулируют количество впрыскиваемого в цилиндр второго топлива со второй реактивностью до уровня, который больше или меньше уровня, запланированного для условий работы в устойчивом состоянии между первым и вторым рабочими состояниями двигателя, причем направление изменения количества второго впрыскиваемого топлива противоположно направлению изменения количества первого впрыскиваемого топлива, а вторая реактивность меньше первой реактивности,
причем количество первого топлива с первой реактивностью регулируют на основании ошибки наддува9. A method of operating an engine in which:
carry out the transition from the first operating state of the engine to the second operating state of the engine;
regulate the number and distribution of moments of injection of the first fuel injected into the cylinder with the first reactivity to a level that is greater than or less than the level planned for stable operating conditions between the first and second operating states of the engine; and
regulate the amount of second fuel injected into the cylinder with a second reactivity to a level that is greater or less than the level planned for stable operating conditions between the first and second operating states of the engine, and the direction of change of the amount of the second injected fuel is opposite to the direction of change of the amount of the first injected fuel, and the second reactivity is less than the first reactivity,
moreover, the amount of the first fuel with the first reactivity is adjusted based on the boost error
инжектор дизельного топлива, выполненный с возможностью осуществления прямого впрыска дизельного топлива в цилиндр двигателя, причем дизельное топливо имеет первый показатель реактивности;
инжектор второго топлива, выполненный с возможностью осуществления впрыска второго топлива в цилиндр двигателя, причем второе топливо имеет второй показатель реактивности; и
контроллер, содержащий инструкции для увеличения запланированного для впрыска количества дизельного топлива при устойчивом состоянии на основании ошибки количества подаваемого в двигатель воздуха во время перехода в рабочем состоянии двигателя, а также дополнительные инструкции для уменьшения количества второго топлива при устойчивом состоянии, запланированного для впрыска, на основании ошибки количества подаваемого в двигатель воздуха во время указанного перехода.14. The engine system, including:
a diesel fuel injector configured to directly inject diesel into the engine cylinder, the diesel fuel having a first reactivity index;
a second fuel injector configured to inject a second fuel into the engine cylinder, the second fuel having a second reactivity index; and
a controller containing instructions for increasing the amount of diesel fuel planned for injection at a steady state based on an error in the amount of air supplied to the engine during a transition in the working state of the engine, as well as additional instructions for reducing the amount of second fuel at a steady state scheduled for injection based on errors in the amount of air supplied to the engine during the specified transition.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/174,419 | 2011-06-30 | ||
US13/174,419 US8706386B2 (en) | 2011-06-30 | 2011-06-30 | Method for controlling fuel injection for a dual fuel engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012127431A RU2012127431A (en) | 2014-01-10 |
RU2575675C2 true RU2575675C2 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719256C2 (en) * | 2016-04-14 | 2020-04-17 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Method and system for reducing particulate emissions |
RU2787830C1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" | Method for reducing the period of slow burning in a diesel engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6055963A (en) * | 1998-03-06 | 2000-05-02 | Caterpillar Inc. | Method for determining the energy content of a fuel delivered to an engine |
US20030233996A1 (en) * | 2001-08-23 | 2003-12-25 | Marriott Craig D. | Internal combustion engine using premixed combustion of stratified charges |
US20060032477A1 (en) * | 2004-08-16 | 2006-02-16 | Andrew May | Fuel quantity modulation in pilot ignited engines |
RU2347926C1 (en) * | 2004-11-11 | 2009-02-27 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Internal combustion engine control device |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6055963A (en) * | 1998-03-06 | 2000-05-02 | Caterpillar Inc. | Method for determining the energy content of a fuel delivered to an engine |
US20030233996A1 (en) * | 2001-08-23 | 2003-12-25 | Marriott Craig D. | Internal combustion engine using premixed combustion of stratified charges |
US20060032477A1 (en) * | 2004-08-16 | 2006-02-16 | Andrew May | Fuel quantity modulation in pilot ignited engines |
RU2347926C1 (en) * | 2004-11-11 | 2009-02-27 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Internal combustion engine control device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719256C2 (en) * | 2016-04-14 | 2020-04-17 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Method and system for reducing particulate emissions |
RU2787830C1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" | Method for reducing the period of slow burning in a diesel engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8897995B2 (en) | Method for controlling fuel injection for a dual fuel engine | |
US7275516B1 (en) | System and method for boosted direct injection engine | |
RU2579616C2 (en) | Engine start method and engine system | |
RU2568000C2 (en) | Premature ignition monitoring method and system | |
RU2569401C2 (en) | Discharge of fuel vapours from engine adsorber into intake manifold (versions) | |
RU140272U1 (en) | ENGINE SYSTEM | |
RU151013U1 (en) | ENGINE SYSTEM | |
RU2681555C2 (en) | Methods for engine and engine system | |
RU2573410C2 (en) | Engine fuel supply process (versions) and engine system | |
RU2616727C2 (en) | Engine operating process (versions) and system | |
US9964058B2 (en) | System and method for increasing fuel economy of a vehicle including a SCR catalyst | |
US9822727B2 (en) | Method and systems for adjusting engine cylinder operation based on a knock sensor output | |
RU2647162C2 (en) | Fuel system for internal combustion engine and method of its operation (options) | |
US20090070014A1 (en) | Control system for internal combustion engine | |
EP2169202A1 (en) | Control of spark ignited internal combustion engine | |
RU154739U1 (en) | ENGINE SYSTEM | |
RU2690309C2 (en) | Engine operating method (embodiments) and vehicle system | |
US8316819B2 (en) | Control of spark ignited internal combustion engine | |
RU2641194C2 (en) | Method of operation of engine with cooled recovery system of exhaust gases | |
US10883452B2 (en) | Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine | |
RU145307U1 (en) | ENGINE SYSTEM | |
RU152686U1 (en) | FUEL SYSTEM FOR THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
US20150136097A1 (en) | Control system for multi-fuel internal combustion engine | |
US20160377020A1 (en) | Engine control apparatus (as amended) | |
US10273888B2 (en) | GDCI transient EGR error compensation |