專利名稱：一種基于容積效率的提升泵的控制方法
一種基于容積效率的提升泵的控制方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機系統(tǒng)、發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)以及發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng) 的運轉(zhuǎn)方法。背景技術(shù)：
一些利用缸內(nèi)直接噴射燃料的車輛發(fā)動機系統(tǒng)包括具有多個用于提供適當燃 料壓力給燃料噴射器的燃料泵的燃料輸送系統(tǒng)。作為一個例子，燃料輸送系統(tǒng)能夠 利用分別串聯(lián)設(shè)置在燃料箱和燃料噴射器之間的電驅(qū)動的低壓泵(例如提升泵)和 機械驅(qū)動的高壓泵。在一些例子中，已經(jīng)結(jié)合利用低壓泵和機械無回流燃料系統(tǒng)，因此由低壓泵提供的燃料壓力由機械旁路調(diào)節(jié)器管理(例如設(shè)置為65 psi至80 psi )。這里的發(fā)明人認識到選擇低壓燃料泵的操作和控制參數(shù)會由于燃料輸送系統(tǒng) 的多種有挑戰(zhàn)性的考慮和要求而有困難。例如，如果操作低壓燃料泵供應(yīng)過高的燃 料壓力至高壓燃料泵，則會減小發(fā)動機的燃料經(jīng)濟性，因為燃料泵的功率輸出為燃 料壓力與燃料流速的乘積。然而，如果操作低壓燃料泵提供過低的燃料壓力至高壓 燃料泵，則高壓燃料泵會產(chǎn)生降低發(fā)動機性能的燃料蒸氣。一種解決上述問題的方法可包括基于發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀況控制由低壓提升泵提 供的壓力至特定目標壓力。然而，如果燃料輸送系統(tǒng)沒有包括在低壓泵和高壓泵之 間用于提供燃料壓力反饋的壓力傳感器，則低壓泵的控制會不精確。即使在低壓泵 和高壓泵之間采用壓力傳感器，傳感器延遲和傳感器退化也會導致低壓泵控制的不 精確。此外，在低壓燃料泵和高壓燃料泵之間增加壓力傳感器會增加燃料輸送系統(tǒng) 的成本和復雜性。與上面方法相反或除了上面方法外，發(fā)明人已經(jīng)認識到控制目標不需要執(zhí)行低 壓燃料泵的最小壓力，但是替代的應(yīng)該運轉(zhuǎn)低壓燃料泵以提供剛好足夠的功率(例 如，燃料流量和燃料壓力增加)以提供高壓燃料泵的目標效率。因為高壓燃料泵通 常運轉(zhuǎn)以提供比低壓燃料泵更大的燃料壓力增加，高壓燃料泵的低效率相較于低壓 燃料泵的低效率對燃料經(jīng)濟性有更大的損害。因此，低壓燃料泵能夠提供剛好足夠 的功率以使高壓燃料泵能達到最小容積效率，從而增加發(fā)動機系統(tǒng)的總體燃料經(jīng)濟 性。
發(fā)明內(nèi)容同樣地，在一個例子中，提供一種運轉(zhuǎn)包括多個缸內(nèi)燃料直接噴射器、高壓 燃料泵和低壓燃料泵的直噴式內(nèi)燃機的燃料輸送系統(tǒng)的方法。該方法包括運轉(zhuǎn)低壓 燃料泵和高壓燃料泵以在燃料直接噴射器處維持規(guī)定的燃料壓力；和響應(yīng)高壓泵的 效率指示改變由相對于高壓燃料泵的低壓燃料泵提供的泵功的量。作為另一個例子，提供了一種發(fā)動機系統(tǒng)，包括具有至少一個燃燒室、配置 用于將燃料直接噴射進燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)燃料直接噴射器、配置用于通過低壓燃料泵 和高壓燃料泵將加壓燃料輸送至噴射器的燃料系統(tǒng)、配置用于運轉(zhuǎn)低壓燃料泵和高 壓燃料泵以提供加壓燃料至缸內(nèi)直接噴射器和響應(yīng)高壓燃料泵的效率的指示以調(diào) 節(jié)低壓燃料泵的運轉(zhuǎn)參數(shù)的控制系統(tǒng)。這樣，可調(diào)整低壓和高壓燃料泵的運轉(zhuǎn)以向發(fā)動機提供規(guī)定的燃料壓力和燃 料容積流速，同時也將高壓燃料泵的效率至少維持在規(guī)定水準。
圖1A顯示了包括燃料輸送系統(tǒng)的示例發(fā)動機系統(tǒng)的示意性描述。圖1B更詳細地顯示了高壓燃料泵。 圖2顯示了控制流程圖的例子。圖3顯示了描述用于控制示例燃料系統(tǒng)的方法的流程圖。 圖4顯示了一些這里描述的控制策略的時間線。
具體實施方式圖1A顯示了可配置為用于車輛的推進系統(tǒng)的發(fā)動機系統(tǒng)100。發(fā)動機系統(tǒng)100 包括具有多個燃燒室或汽缸112的內(nèi)燃發(fā)動機(發(fā)動機)110?？赏ㄟ^缸內(nèi)燃料直 接噴射器(噴射器)120將燃料直接提供給汽缸112。如在圖1A中示意性指示，發(fā) 動機110能夠接收進氣并排出燃料燃燒后的產(chǎn)物。發(fā)動機110可包括適當類型的發(fā) 動機，包括汽油或柴油發(fā)動機。燃料可經(jīng)由總體上在150處指示的燃料系統(tǒng)通過噴射器120提供給發(fā)動機 110。在這個具體例子中，燃料系統(tǒng)150包括用于儲存車載燃料的燃料儲存箱152、 低壓燃料泵(低壓泵)130、高壓燃料泵(高壓泵)140、燃料導軌158和多種不同 的燃料管道154及156?？刂破?70可運轉(zhuǎn)低壓燃料泵130以將燃料通過燃料管道154提供給高壓燃 料泵140。低壓燃料泵130可配置為被稱為提升泵的裝置。作為一個例子，低壓燃 料泵130可包括泵電動機，因此可通過改變供應(yīng)至泵電動機的電能，從而增加或減 小電動機速度，控制通過泵的壓力增加和/或通過泵的容積流速。例如，當控制器 減小供應(yīng)至泵130的電能時，可減小通過泵的容積流速和/或壓力增加。通過增加供應(yīng)至泵130的電能可增加通過泵的容積流速和/或壓力增加。作為一個例子，供 應(yīng)至低壓泵電動機的電能可從交流發(fā)電機或其他車載能量儲存裝置(未顯示)獲得,從而控制系統(tǒng)可控制用于驅(qū)動低壓泵的電力負載。因此，如在182處顯示，通過改 變供應(yīng)至低壓燃料泵的電壓和/或電流，供應(yīng)至高壓燃料泵140并最終供應(yīng)至燃料 導軌的燃料流速和壓力可由控制器調(diào)節(jié)。高壓燃料泵"0可由控制器170控制以經(jīng)由燃料管道156將燃料供應(yīng)至燃料 導軌15S。作為一個非限制性例子，高壓燃料泵140可為BOSCH HDP5高壓泵，其 利用在I"處指示的流量控制閥(例如MSV)來啟動控制系統(tǒng)以改變每個泵沖程的 有效泵容積。然而，應(yīng)該明白的是也可使用其他合適的高壓燃料泵。參照圖1B更 詳細地描述了高壓燃料泵140的一個例子。與電動機驅(qū)動的低壓燃料泵130相對比， 高壓燃料泵140可由發(fā)動機110機械地驅(qū)動。高壓燃料泵140的泵活塞144可通過 凸輪146從發(fā)動機曲軸或凸輪軸接收機械輸入。這樣，高壓泵140可依照凸輪驅(qū)動 單缸泵的原理運轉(zhuǎn)。另參閱圖1B,流量控制閥142可包括總體上在147處指示的磁動裝置或螺線 管，其控制高壓泵的進給閥143。例如，可配置流量控制閥142以當控制器170未 供應(yīng)驅(qū)動電流至流量控制閥142時用彈簧力保持進給閥143打開。換句話說，可響 應(yīng)從控制器170接收的控制信號184通過流量控制閥142打開和關(guān)閉進給閥143。在泵循環(huán)的階段1時，當流量控制閥未被供能且活塞144正在執(zhí)行進給沖程 時，燃料可通過進給閥143如151處指示被帶入輸送室或高壓缸141內(nèi)。此外，在 階段l時，在輸送室填充燃料時，輸出閥145保持關(guān)閉。在輸出沖程時，控制器運轉(zhuǎn)流量控制閥以控制在泵沖程時的燃料輸送量(例 如體積)。如階段2顯示，如果連接高壓泵的輸送室和高壓泵的低壓側(cè)(例如燃料 管道154)的流量控制閥打開，則輸送室內(nèi)的壓力為低并留在輸送室內(nèi)的燃料如149 處指示返回至高壓泵的低壓側(cè)而不會產(chǎn)生高壓。然而，如階段3所顯示，如果發(fā)出 指令信號184的控制器在輸出沖程關(guān)閉流量控制閥，從而關(guān)閉進給閥143,當輸出 沖程時，活塞壓縮容納在輸送室內(nèi)的燃料。當輸送室內(nèi)的壓力增大至特定值之上時， 輸送室內(nèi)的燃料壓力使進給閥保持關(guān)閉，并且由控制器提供的指令信號184可被撤 回。如階段3和4所示范，當輸送室內(nèi)的燃料壓力增大至高壓泵的高壓側(cè)(例如燃 料導軌)呈現(xiàn)的壓力之上時，燃料可如153指示通過輸出閥145輸送至燃料管道 156和燃料導軌158。為了調(diào)節(jié)在每個泵沖程輸送的容積流量，控制器可在活塞144 的上止點位置之前的特定角關(guān)閉流量控制閥。這樣，通過改變在184處指示的指令信號，控制器170可改變通過高壓泵140 的壓力增加和由高壓泵140提供給燃料導軌158的容積流速。因此，即使當高壓燃 料泵以與發(fā)動機速度成固定比例的泵速度運轉(zhuǎn)，控制器可改變由高壓泵提供的燃料 壓力增加和容積流速。燃料導軌158可包括用于提供燃料導軌壓力指示給控制器170的燃料導軌壓 力傳感器162。發(fā)動機速度傳感器164可用于提供發(fā)動機速度指示給控制器170。 發(fā)動機速度指示可用于識別高壓燃料泵140的速度，因為高壓泵140通過發(fā)動機機 械地驅(qū)動，例如，經(jīng)由曲軸或凸輪軸。排氣傳感器166可用于提供廢氣組份指示給 控制器170。作為一個例子，排氣傳感器166可包括寬域排氣傳感器(UEG0)。排 氣傳感器166可被控制器用作為反饋以調(diào)節(jié)經(jīng)由噴射器120輸送至發(fā)動機內(nèi)的燃料 量。這樣，控制器17G可將輸送至發(fā)動機的空燃比控制至規(guī)定的設(shè)定值。控制器170可經(jīng)由燃料噴射驅(qū)動器(驅(qū)動器H22獨立地開動每一個噴射器120。 控制器170、驅(qū)動器122和其他合適的發(fā)動機系統(tǒng)控制器可組成控制系統(tǒng)。盡管驅(qū) 動器122顯示在控制器170的外部，應(yīng)該明白的是在其他例子中，控制器170可包 括驅(qū)動器122或可配置以提供驅(qū)動器122的功能。在這個具體的例子中，控制器 170包括電子控制單元，所述電子控制單元包括一個或多個輸入/輸出裝置(I/O) 172、中央處理器(CPU) 174、只讀存儲器(ROM) 176、隨機存取存儲器(RAM ) 177 和保活存儲器(KAM) 178。圖2顯示了描述用于例如圖1A中顯示的發(fā)動機系統(tǒng)100的發(fā)動機系統(tǒng)的控制 策略例子的控制圖。應(yīng)該明白的是這里描述的多種控制方法和程序可通過包括控制 器170的控制系統(tǒng)實現(xiàn)。圖2顯示了包括用于分別控制高壓泵140和低壓泵130 運轉(zhuǎn)的高壓燃料泵控制部分216和低壓燃料泵部分214的控制器210。作為一個例子，規(guī)定的燃料導軌壓力可在220處與測定的燃料導軌壓力(例 如通過壓力傳感器162)相比較以確定燃料導軌壓力誤差。燃料導軌壓力誤差可被 控制器216用來識別和發(fā)布高壓泵指令至高壓泵140?；诒弥噶睿邏罕?40可 向收容在燃料導軌158中的燃料提供泵功，因此，燃料導軌壓力可通過燃料導軌壓 力傳感器162測定或識別。測定的燃料導軌壓力可用作用于處的誤差確定的反 饋。這樣，可以控制高壓燃料泵以保持規(guī)定的燃料導軌壓力。此外，高壓燃料泵的規(guī)定效率(例如容積效率)可在230處與高壓燃料泵的 測定效率(例如容積效率)相比較以確定效率誤差。例如，控制系統(tǒng)可在存儲器中 存儲用于控制高壓燃料泵的規(guī)定效率值。效率誤差可被控制器214用來識別和發(fā)布用于低壓燃料泵130的泵指令?；诎l(fā)布至低壓泵的泵指令，低壓泵也可通過高壓 燃料泵向最終收容在燃料導軌的燃料提供泵功，因此，由低壓燃料泵提供的泵功再 次由燃料導軌壓力傳感器識別的燃料導軌壓力表示。因此，如240處所指示，來自 燃料導軌壓力傳感器的反饋，以及燃料噴射量的指示、高壓燃料泵的速度或在特定 時期內(nèi)執(zhí)行的泵沖程的數(shù)目和從216發(fā)布的高壓泵指令可基于測定的發(fā)動機運轉(zhuǎn) 狀況用于識別高壓泵的效率。這個方法將參照圖3更詳細地描述。此外，在一些例子中，除了從230獲得的效率誤差之外，也可響應(yīng)如在250 處指示的燃料導軌壓力誤差反饋控制低壓泵。例如，可以不同比例控制低壓泵和高壓泵以響應(yīng)燃料導軌壓力誤差。因此，圖2的控制圖顯示了如何基于規(guī)定的燃料導軌壓力和規(guī)定的高壓泵的泵效率控制低壓泵和高壓泵。同時參閱圖3，其顯示了描述用于控制發(fā)動機系統(tǒng)的高壓泵和低壓泵的示例方法的流程圖。在310處，可識別發(fā)動機系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)狀況。作為一個例子，控制系統(tǒng)可從包 括那些參照圖1A上面描述的多種傳感器獲得運轉(zhuǎn)狀況信息。因此，控制系統(tǒng)可獲 得燃料導軌壓力的指示(例如經(jīng)由壓力傳感器162)、高壓泵速度的指示(例如經(jīng) 由發(fā)動機速度傳感器164或其他合適的傳感器)、排氣的空燃比(例如排氣傳感器 166)和發(fā)動機輸出請求(例如經(jīng)由操作者輸入裝置186)。控制系統(tǒng)也可獲得多種 環(huán)境狀況，包括空氣溫度(例如經(jīng)由空氣溫度傳感器)、空氣壓力(例如經(jīng)由空氣 壓力傳感器)、燃料溫度(例如經(jīng)由燃料溫度傳感器)等。更進一步的，控制系統(tǒng) 可存儲指示提供給高壓泵和低壓泵的泵指令信號、泵流量估算等的值。在320處，可基于在310處識別的運轉(zhuǎn)狀況選擇燃料導軌壓力設(shè)定值(例如 規(guī)定的燃料導軌壓力)。作為一個例子，控制系統(tǒng)可響應(yīng)包括發(fā)動機速度、發(fā)動機 負載、操作者輸入(例如經(jīng)由輸入裝置186)、燃料消耗率和多種環(huán)境狀況的運轉(zhuǎn) 狀況中的一個或多個改變?nèi)剂蠈к墘毫υO(shè)定值。例如，控制系統(tǒng)可基于儲存在存儲 器內(nèi)的圖表選擇燃料導軌壓力設(shè)定值。作為一個非限制性例子，可選擇燃料導軌壓 力以使噴射器的脈沖寬度能夠維持在用于期望燃料噴射量的最小脈沖寬度之上。此外，在320處，可選擇用于高壓燃料泵的效率設(shè)定值。注意的是效率設(shè)定 值可為儲存在控制系統(tǒng)的存儲器內(nèi)的固定值或可由控制系統(tǒng)響應(yīng)運轉(zhuǎn)狀況改變。例 如，效率設(shè)定值可響應(yīng)泵溫度、泵速度、燃料溫度或其他環(huán)境狀況而改變。在另一 實施例中，程序可用提供期望的泵效率或有效性這樣的方法選擇用于選擇泵參數(shù)的 設(shè)定值。例如，可選擇通過泵的特定壓力增加所需的容積或質(zhì)量燃料流。此外，也 可使用其他變量。作為一個非限制性例子，控制系統(tǒng)可選擇通過低壓燃料泵的第一燃料壓力增 加和通過高壓燃料泵的第二燃料壓力增加，其中第二燃料壓力增加大于第一燃料壓 力增加。可選擇第一燃料壓力增加和第二燃料壓力增加以使燃料泵聯(lián)合提供規(guī)定的 燃料導軌壓力。此外，控制系統(tǒng)可選擇通過高壓燃料泵提供的燃料量，從而可響應(yīng) 所選的流過高壓燃料泵的燃料量和所選的通過高壓燃料泵提供的第二燃料壓力增 加調(diào)節(jié)通過低壓燃料泵提供的第一燃料壓力增加。在330處，響應(yīng)從在220處指示的由壓力傳感器162提供的燃料導軌壓力指 示和所選的燃料導軌壓力設(shè)定值的比較得到的燃料導軌壓力誤差，可調(diào)節(jié)提供至高 壓燃料泵(例如通過控制系統(tǒng))的泵指令。作為一個非限制性例子，當燃料導軌壓力低于燃料導軌壓力設(shè)定值時，可調(diào)節(jié)提供給高壓燃料泵的泵指令以增加高壓燃料 泵的每個沖程的有效容積，從而如參照圖1B先前描述的增加燃料導軌的燃料壓力。例如，可通過相對于凸輪146的位置提前由控制器170提供指令信號184的正時而 增加每個沖程的有效容積。然而，當燃料導軌壓力高于燃料導軌壓力設(shè)定值時，可 調(diào)節(jié)泵指令以減小泵沖程的有效容積或在燃料噴射速度大于通過高壓泵的燃料流 速的情況下保持泵沖程容積為常量。注意的是，可通過相對于凸輪146的位置延遲 由控制器170提供的正時而減小由每個泵沖程提供的燃料有效容積。在340處，如在230處指示，可響應(yīng)高壓泵的效率設(shè)定值與高壓泵的實際效 率之間的誤差去調(diào)節(jié)提供至低壓泵的泵指令。該高壓泵的實際或測定效率可由控制 器從310處識別的多種運轉(zhuǎn)狀況中獲得。作為一個例子，高壓泵的容積效率可通過 下面的方程式識別泵容積效率=泵實際容積輸出/泵標稱容積輸出=((燃料導軌壓力增加/有效系數(shù))+燃料噴射體積)/ (泵沖程數(shù)目*泵指令* 每沖程最大容積)"燃料導軌壓力增加"可從燃料導軌壓力傳感器獲得。例如，控制系統(tǒng)可識 別在特定時期內(nèi)的燃料導軌壓力改變的大小和方向。"有效系數(shù)"可為儲存在控制 系統(tǒng)的存儲器內(nèi)的固定值。例如，有效系數(shù)可以是壓力除以體積的單位。作為一個 非限制性例子，有效系數(shù)可為(1.5 Mpa/0.25 cc )。"燃料噴射體積"可由控制系 統(tǒng)基于經(jīng)由驅(qū)動器122輸送至每一個噴射器中的燃料導軌壓力和脈沖寬度的結(jié)合 識別。另外，噴射進汽缸內(nèi)的燃料的規(guī)定質(zhì)量和估算的燃料密度(例如基于燃料溫 度)可用于識別"燃料噴射的體積"。更進一步地，來自排氣傳感器的反饋可用于 提供經(jīng)過特定時期已輸送至發(fā)動機內(nèi)的燃料量的指示。基于高壓泵的泵速度，可識 別經(jīng)過特定時期的"泵沖程數(shù)目"。注意的是，可基于發(fā)動機速度(或凸輪軸速度) 和發(fā)動機與機械驅(qū)動高壓泵之間已知的速度比識別泵速度。"泵指令"可被識別為 可由控制系統(tǒng)選擇的最大泵沖程的一部分，且"每沖程最大容積"表示當泵指令設(shè)置為最大泵沖程時在單個沖程期間可由高壓泵處理的最大燃料體積。每個泵沖程的 最大燃料體積可通過由控制器在與泵活塞144的下止點相符的時刻在184處開始指令信號選擇。作為一個例子，如在184處所指示，"泵指令"可表示為可由控制系統(tǒng)提供至高壓泵的最大泵沖程的一小部分。應(yīng)該明白的是，在330和340處描述的運轉(zhuǎn)可同時執(zhí)行以使控制系統(tǒng)利用回歸法獲得用于燃料導軌壓力和高壓泵效率的目標值。在一些例子中，基于多種運轉(zhuǎn)狀況，控制系統(tǒng)可利用存儲在存儲器中的圖表 以識別高壓燃料泵效率，從而激活控制器以調(diào)節(jié)由低壓泵提供的壓力增加和容積流 速以將高壓泵的效率控制至規(guī)定的設(shè)定值。盡管可基于高壓泵的效率控制低壓泵， 應(yīng)該明白的是也可以基于高壓泵的容積流速和通過高壓泵的壓力增加而控制低壓 泵，因為這些數(shù)值也指示泵效率。另外，如參照250處的先前描述，也可基于從220處獲得的燃料壓力誤差控制低壓泵。這樣，控制系統(tǒng)可基于在310處從多種傳感器和由控制器發(fā)布的已知的指令信號中識別的運轉(zhuǎn)狀況獲得高壓燃料泵的容積效率和燃料導軌壓力。響應(yīng)測定的高 壓泵效率和燃料導軌壓力，控制系統(tǒng)可以控制高壓泵和低壓泵以便獲得規(guī)定的高壓 泵效率和燃料導軌壓力。通過控制低壓泵以使高壓泵維持最小的容積效率，燃料供應(yīng)系統(tǒng)的總體效率可以得到增加。因為如圖4中顯示高壓泵典型地提供的燃料壓力 增加大于低壓泵，高壓泵常需要更大的能量輸入。因此，在高壓泵中的效率增益典 型地會高出低壓泵中的那些效率增益。圖4顯示了描述示例燃料泵控制運轉(zhuǎn)的時同線。在這個例子中，時間顯示為 沿水平軸，燃料輸送系統(tǒng)不同位置的燃料壓力和高壓泵的效率為沿垂直軸。規(guī)定的 燃料導軌壓力顯示在510處，其包括在520處指示的第一分壓力和在530處指示的 第二分壓力。在這個具體例中，在520處的第一分壓力歸于低壓泵，在530處的第 二分壓力歸于高壓泵。因此，低壓泵和高壓泵提供的燃料壓力增加分別表示為520 和530。注意的是在這個具體的例子中，對于從燃料箱至燃料導軌的壓力增加，高 壓泵所起的作用大于低壓泵。如可從520處指示的低壓燃料泵的運轉(zhuǎn)所觀察到的， 低壓燃料泵不需要控制成面定壓力，而是控制去維持用于高壓泵的規(guī)定的效率。例 如，依賴發(fā)動機扭矩的水準或發(fā)動機速度(例如依照車輛操作者的請求)，低壓泵 130可被控制在一些情況下提供10 psi的燃料壓力，在其他情況(例如高速發(fā)動 機)下提供100 psi的燃料壓力，并且可控制在車輛已經(jīng)爬上斜坡后的怠速時期提 供65 psi的燃料壓力。因此，低壓燃料泵可被控制以提供僅僅足夠的壓力去保持 高壓泵的效率在規(guī)定的效率閾值之上。在至少一些例子中，由于不需要將低壓泵控 制在壓力設(shè)定值，因此壓力傳感器不需要安裝在低壓泵和高壓泵之間以用于提供反 饋至低壓泵控制，從而壓力傳感器可被忽略。高壓泵的最大理論容積效率指示在550處且用于高壓泵的最小的規(guī)定的容積 效率指示在540處。作為一個非限制性例子，最小泵效率可包括至少80%的容積效 率或更具體的大于90。/。的容積效率。隨著沿水平軸的時間增加，在這個例子中可以 觀察到通過改變由表示為520和530的低壓泵和高壓泵中每一個提供的泵功的相對 量，指示在560處的高壓泵的實際或測定的效率被維持在最小規(guī)定的泵效率之上。可增加規(guī)定的壓力設(shè)定值(例如響應(yīng)運轉(zhuǎn)狀況的改變)，因此控制系統(tǒng)可通過 調(diào)節(jié)提供給高壓泵和低壓泵的泵指令信號作出響應(yīng)去維持高壓泵的最小規(guī)定的效 率，同時也確保滿足規(guī)定的燃料導軌壓力。在一些例子中，當?shù)蛪喝剂媳每杀豢刂?以響應(yīng)高頻(更小更短時期)燃料導軌壓力波動時，高壓燃料泵可被控制以響應(yīng)低 頻(更大更長時期)燃料導軌壓力波動。然而，在其他例子中，在低壓燃料泵可被 控制以響應(yīng)高頻燃料導軌壓力波動時，低壓燃料泵可被控制以響應(yīng)低頻燃料導軌壓 力波動。注意的是這里包括的控制和估算程序例可以與多種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配 置一起使用。這里描述的具體程序可代表任何數(shù)目的處理策略，例如事件驅(qū)動、中 斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程及其類似中的一個或多個。如此，說明的多種動作、運轉(zhuǎn) 或功能可按說明的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在一些忽略的情況下執(zhí)行。同樣地，流程 的順序也并非達到這里描述的實施例的特征和優(yōu)點所必需，而是提供用于說明和描 述的方便。取決于具體使用的策略，可重復地執(zhí)行一個或多個說明的動作或功能。 此外，描述的動作可圖像化地描繪成代碼以被編程入發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可 讀存儲介質(zhì)中。應(yīng)該明白的是，這里揭示的配置和程序?qū)嶋H上為范例性的，并且這些具體實 施例不認為具有限制意義，因為有許多可能的變形例。例如，上面的技術(shù)可應(yīng)用至V-6， 1-4， 1-6， V-12,對置(opposed )4缸及其他類型的發(fā)動機。本發(fā)明主題 包括所有新穎和非顯而易見的車輛系統(tǒng)和配置的組合和次組合以及這里揭示的其 他特征、功能和/或特性。下面的權(quán)利要求具體地指出某些被認為是新穎的和非顯而易見的組合和次組 合。這些權(quán)利要求可指為"一個"元件或"一第一"元件或其等同物。這些權(quán)利要 求應(yīng)該了解為包括一個或多個這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或多個這種 元件。揭示的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和次組合可通過修正現(xiàn)有權(quán) 利要求或通過在這個或關(guān)聯(lián)申請中提出新的權(quán)利要求得到主張。這些權(quán)利要求，無 論寬的、窄的、合適的或不同于原始權(quán)利要求范圍的，也被認為包括在本發(fā)明主題 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種包括多個缸內(nèi)燃料直接噴射器、高壓燃料泵和低壓燃料泵的直噴式內(nèi)燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法，該方法包括運轉(zhuǎn)低壓燃料泵和高壓燃料泵以維持缸內(nèi)燃料直接噴射器的規(guī)定的燃料壓力；及響應(yīng)高壓燃料泵的效率指示，改變由相對于高壓燃料泵的低壓燃料泵提供的泵功的量。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，通過調(diào)節(jié)每一個泵沖程提供的燃料容積 改變由高壓燃料泵提供的泵功的數(shù)量，并且通過調(diào)節(jié)供應(yīng)至低壓燃料泵的電能的量 改變由低壓燃料泵提供的泵功的量。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，低壓燃料泵由電動機驅(qū)動且高壓燃料泵 由發(fā)動機驅(qū)動。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，高壓燃料泵的效率包括容積效率。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，容積效率的指示是至少基于通過高壓燃 料泵的燃料容積流速和通過高壓燃料泵的壓力增加。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，效率指示至少是基于高壓燃料泵的速度、 高壓燃料泵的每一個泵沖程的容積、由高壓燃料泵提供的燃料壓力的改變及缸內(nèi)燃 料直接噴射器將燃料噴射進發(fā)動機內(nèi)的速率。
7. —種發(fā)動機系統(tǒng)，包括 包括至少一個燃燒室的內(nèi)燃發(fā)動機；配置用于將燃料直接噴射進燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)燃料直接噴射器； 配置用于通過低壓燃料泵和高壓燃料泵將加壓燃料輸送至缸內(nèi)燃料直接噴射 器的燃料系統(tǒng)；配置用于運轉(zhuǎn)低壓燃料泵和高壓燃料泵以將加壓燃料提供至缸內(nèi)燃料直接噴 射器并響應(yīng)高壓燃料泵的效率指示調(diào)節(jié)低壓燃料泵的運轉(zhuǎn)參數(shù)的控制系統(tǒng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，運轉(zhuǎn)參數(shù)包括提供至低壓燃料泵的電能的量。
9. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，運轉(zhuǎn)參數(shù)包括通過低壓燃料泵的壓力增加。
10. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，運轉(zhuǎn)參數(shù)包括提供由低壓燃料泵提供的 泵功水準。
11. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，高壓燃料泵和低壓燃料泵串聯(lián)設(shè)置，并 且其中高壓燃料泵由發(fā)動機機械地驅(qū)動運轉(zhuǎn)，低壓燃料泵由電動機驅(qū)動運轉(zhuǎn)。
12. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)進一步被配置以調(diào)節(jié)高壓燃料 泵的運轉(zhuǎn)參數(shù)以在缸內(nèi)燃料直接噴射器處維持規(guī)定的燃料壓力，并且其中控制系統(tǒng) 被配置通過改變提供至高壓燃料泵閥門的指令信號的正時來調(diào)節(jié)高壓燃料泵的運 轉(zhuǎn)參數(shù)。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)進一步被配置以調(diào)節(jié)低壓燃 料泵的運轉(zhuǎn)參數(shù)以在缸內(nèi)燃料直接噴射器處維持規(guī)定的燃料壓力，并且其中控制系 統(tǒng)被配置通過改變提供至低壓燃料泵的電動機的電能水準來調(diào)節(jié)低壓燃料泵的運 轉(zhuǎn)參數(shù)。
14. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)進一步被配置響應(yīng)加壓燃料 的壓力與規(guī)定的壓力更快速的偏離以調(diào)節(jié)高壓燃料泵的運轉(zhuǎn)參數(shù)，并且響應(yīng)加壓燃 料的壓力與規(guī)定的壓力較不快速的偏離以調(diào)節(jié)低壓燃料泵的運轉(zhuǎn)參數(shù)。
15. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)被配置以調(diào)節(jié)低壓燃料泵的運 轉(zhuǎn)參數(shù)以維持高壓燃料泵的效率指示在規(guī)定效率之上。
16. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述效率為容積效率。
17. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)進一步被配置以響應(yīng)高壓燃料 泵的效率指示和燃料系統(tǒng)中高壓燃料系統(tǒng)和缸內(nèi)燃料直接噴射器之間的燃料壓力 指示以改變各個低壓燃料泵和高壓燃料泵提供的泵功的相對量。
18. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，燃料系統(tǒng)中的燃料壓力的指示由控制系 統(tǒng)從燃料壓力傳感器獲得，并且其中高壓燃料泵的效率指示是基于高壓燃料泵的速 度、高壓燃料泵的沖程容積、燃料壓力指示中的改變及噴射進發(fā)動機內(nèi)的燃料總體 積。
19. 一種用于直噴式內(nèi)燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)，包括 燃料儲存箱；燃料導軌；將燃料儲存箱與燃料導軌連接的燃料輸送管道；沿著位于燃料儲存箱和燃料導軌之間的燃料輸送管道設(shè)置的電力驅(qū)動的低壓燃料泵；沿著位于低壓燃料泵和燃料導軌之間的燃料輸送管道設(shè)置的機械驅(qū)動的高壓 燃料泵；至少一個與燃料導軌連通的缸內(nèi)直接燃料噴射器；及 控制系統(tǒng)，配置以運轉(zhuǎn)低壓燃料泵在燃料輸送管道內(nèi)提供通過低壓燃料泵的第一燃料壓力增加；運轉(zhuǎn)高壓燃料泵在燃料輸送管道內(nèi)提供通過高壓燃料泵的大于第一燃料壓力 增加的第二燃料壓力增加；及響應(yīng)流過高壓燃料泵的燃料體積和由高壓燃料泵提供的第二燃料壓力增加以 調(diào)節(jié)通過低壓燃料泵提供的第一燃料壓力增加。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)被配置通過改變提供至低壓 燃料泵的電能的量以調(diào)節(jié)通過低壓燃料泵提供的第一壓力增加，其中高壓燃料泵由 發(fā)動機機械地驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于容積效率的提升泵的控制方法，具體提供一種具有多個缸內(nèi)燃料直接噴射器、高壓燃料泵和低壓燃料泵的直噴式內(nèi)燃發(fā)動機的燃料輸送系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方法。該方法包括運轉(zhuǎn)低壓燃料泵和高壓燃料泵以維持在燃料噴射器處的規(guī)定燃料壓力，及響應(yīng)高壓泵的效率指示，改變由相對于高壓燃料泵的低壓燃料泵提供的泵功的量。本發(fā)明提供的方法可以增加發(fā)動機系統(tǒng)的總體燃料經(jīng)濟性。
文檔編號F02M37/08GK101403358SQ20081016985
公開日2009年4月8日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月4日
發(fā)明者羅斯·戴克斯特拉·珀西富爾 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司