用于低燃料泵送體積的直噴式泵控制的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請總體涉及當在內燃發動機中以低位移體積運轉時用于直噴式燃料栗的控制方案。
【背景技術】
[0002]利用燃料的缸內直噴的一些車輛發動機系統包括燃料輸送系統，該燃料輸送系統具有多個燃料栗，用于向燃料噴射器提供合適的燃料壓力。這種類型的燃料系統，即汽油直噴(GDI)，被用于提高功率效率和燃料能夠被輸送到汽缸的范圍。GDI燃料噴射器可能要求高壓燃料進行噴射，從而產生增強的霧化，以便更高效的燃燒。作為一個示例，GDI系統可以利用沿燃料通道分別串聯布置在燃料箱和燃料噴射器之間的電氣驅動的低壓栗(即，燃料提升栗)和機械驅動的高壓栗(即，直噴式栗)。在許多GDI應用中，高壓燃料栗可以被用于提高輸送到燃料噴射器的燃料的壓力。該高壓燃料栗可以包括螺線管致動的“溢流閥”(spill valve, SV)或燃料體積調節器(FVR)，它們可以被致動以控制進入高壓燃料栗的燃料的流量。存在用于操作高壓栗和低壓栗以確保高效的燃料系統和發動機運轉的各種控制策略。
[0003]在由Hiraku等在US 6725837中示出的一種控制直噴式燃料栗的方法中，控制器執行一系列計算，以控制發動機的直噴式燃料栗和直接噴射器。在有關的燃料系統中，電磁閥被接通和切斷，以禁止或允許燃料進入直噴式燃料栗，由此改變該栗的排放速率。為了按照電磁閥所控制地實現栗的目標燃料噴射體積，基于栗的特性和噴射器操作來計算校正時間寬度。在一個示例中，控制器根據各種參數檢測發動機的運行狀態，以確定噴射啟動正時和目標噴射時間寬度。而且，基于這些參數，控制器計算直噴式燃料栗的排放啟動正時和排放時間寬度。這些參數包括加速打開程度、曲柄轉角和發動機轉速。通過檢查栗的噴射周期和排放周期之間的重疊，確定用于發現噴射器的校正時間寬度的值。
[0004]然而，在此發明人已經認識到US 6725837的方法的潛在問題。第一，雖然Hiraku等的方法可以如所描述地針對燃料排放速率范圍0%到100%提供直噴式燃料栗的控制，但是Hiraku等并沒有解決在低燃料排放速率(例如，范圍從0%到15% )下可能出現的各種問題。在此，發明人已經認識到，當期望小的栗送體積或排放速率時，需要控制策略來具體解決可能與快速打開和關閉電磁閥關聯的不可重復性和不可靠性。

【發明內容】

[0005]因此，在一個示例中，上述問題可以由以下方法至少部分地解決，該方法包括:在第一狀況期間，激勵直噴式燃料栗的電磁溢流閥僅持續基于直噴式燃料栗的活塞的位置的角度持續期；和在第二狀況期間，激勵電磁溢流閥持續或長于最小角度持續期，其中在到達活塞的上止點位置之后，停用電磁溢流閥。例如，第一狀況包括當直噴式燃料栗的捕集體積分數高于閾值的時候，且第二狀況包括當捕集體積分數低于閾值的時候。捕集體積分數，或者說位移量或栗送量，是有多少燃料通過直噴式燃料栗壓縮并且噴射到燃料軌的度量。以此方式，直噴式栗被操作以便即使針對小的捕集體積，也確保電磁閥的可重復性和可靠性。
[0006]在另一個示例中，當燃料捕集體積低于閾值時，電磁溢流閥被開啟或被激勵，其中電磁溢流閥被激勵持續或長于與直噴式燃料栗的活塞的位置無關的角度持續期。在一些燃料系統中，傳感器可以測量向栗活塞提供動力的驅動凸輪的角度位置，所以控制器能夠使電磁溢流閥的激活與驅動凸輪和栗活塞的位置同步。在公開的方法中，在某些發動機和燃料系統工況期間，與栗活塞的位置同步地應用電磁溢流閥的控制。
[0007]應該理解，提供以上
【發明內容】
是為了以簡化的形式介紹一批概念，這些概念在【具體實施方式】中進一步描述。這并不意味著識別了要求保護的主題的關鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍由【具體實施方式】之后的權利要求唯一限定。此外，要求保護的主題不限于解決上面或者在本公開的任何部分中指出的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0008]圖1示出親接到發動機的示例燃料系統的示意圖。
[0009]圖2示出耦接到圖1的燃料系統的直噴式燃料栗的電磁閥的示意圖。
[0010]圖3示出圖1的燃料系統的直噴式燃料栗的示例保持到輸送控制策略。
[0011]圖4圖示地示出圖1的燃料系統的直噴式燃料栗的示例最小激勵角度控制策略。
[0012]圖5示出用于實現圖4的最小激勵角度控制策略的流程圖。
[0013]圖6示出可以是圖1的直噴式燃料系統的一部分的直噴式燃料栗的另一個實施例。
【具體實施方式】
[0014]以下的【具體實施方式】提供關于直噴式燃料栗、其相關的燃料和發動機系統、以及用于調節經由直噴式燃料栗發送到直噴式燃料軌和噴射器的燃料體積和壓力的若干控制策略。圖1中示出了示例燃料系統的示意圖，而圖2示出了耦接到圖1的直噴式燃料栗的電磁溢流閥的近視圖。圖3示出了用于操作直噴式燃料栗的保持到輸送或保持到上止點(hold-to-TDC)的控制策略。圖4圖示地示出用于操作直噴式燃料栗的示例最小激勵角度控制策略，而圖5示出與圖4的控制策略對應的流程圖。最后，圖6中示出直噴式燃料栗的另一個實施例。
[0015]關于在整個【具體實施方式】中使用的術語，提供增壓燃料到直接噴射器的高壓燃料栗或直噴式燃料栗可以被縮寫為DI栗或HP栗。類似地，從燃料箱提供增壓燃料到DI栗的低壓栗(提供的燃料壓力通常比DI栗低)或提升栗可以被縮寫為LP栗。零流量潤滑(ZFL)可以指代以下直噴式栗操作方案，其涉及基本上沒有燃料被栗送進入直噴式燃料軌，同時將燃料軌壓力保持在恒定值附近或者遞增燃料軌壓力。電磁溢流閥可以被電激勵以閉合和去激勵以打開(或反之亦然)，其也可以被稱為燃料體積調節器、磁性電磁閥和數字進氣門等。根據在DI栗的操作期間何時激勵溢流閥，在輸送沖程期間燃料的量可以被DI栗捕集和壓縮，其中燃料的量可以被稱為分數捕集體積(fract1nal trapping volume)(如果被表示為分數或小數的話)、燃料體積位移或栗送燃料質量等。
[0016]圖1示出耦接到內燃發動機110的直噴式燃料系統150，內燃發動機110可以被配置為車輛的推進系統。內燃發動機110可以包括多個燃燒室或汽缸112。燃料可以經由缸內直接噴射器120被直接提供到汽缸112。如圖1中示意指出的，發動機110可以接收進氣和排放燃燒后的燃料的產物。發動機110可以包括合適類型的發動機，包括汽油或柴油發動機。
[0017]燃料可以通過總體指示為150的燃料系統，經由噴射器120提供給發動機110。在該特定的示例中，燃料系統150包括用于將燃料存儲在車輛上的燃料存儲箱152、低壓燃料栗130 (例如，燃料提升栗)、高壓燃料栗或直噴式(DI)栗140、燃料軌158和各燃料通道154和156。在圖1所示的示例中，燃料通道154將燃料從低壓栗130運送到DI栗140，并且燃料通道156將燃料從DI栗140運送到燃料軌158。因此，通道154可以是低壓通道，而通道156可以是高壓通道。
[0018]燃料軌158可以分配燃料到多個燃料噴射器120中的每一個。多個燃料噴射器120中的每一個可以被設置在發動機110的對應的汽缸112中，使得在燃料噴射器120操作期間，燃料被直接噴射到每個對應的汽缸112中。替換地(或額外地)，發動機110可以包括被設置在每個汽缸的進氣道處的燃料噴射器，使得在燃料噴射器的操作期間，燃料被噴射到每個汽缸的進氣道中。在所示的實施例中，發動機110包括四個汽缸。然而，應當認識至IJ，發動機可以包括不同數量的汽缸。
[0019]低壓燃料栗130可以由控制器170操作，以經由燃料通道154提供燃料到DI栗140。低壓燃料栗130可以被配置為所謂的燃料提升栗。作為一個示例，低壓燃料栗130可以包括電動栗馬達，其中可以通過改變提供到栗馬達的動力，由此增加或降低馬達轉速，以此控制栗兩端的壓力增加和/或經過栗的體積流速。例如，當控制器170減少提供給栗130的動力時，可以降低體積流速和/或栗兩端的壓力增加。通過增加提供給栗130的動力，可以增加體積流速和/或栗兩端的壓力增加。作為一個示例，提供到低壓栗馬達的動力可以從交流發電機或其他車輛上的能量存儲設備(未示出)中獲得，其中控制系統可以控制用于為低壓栗供電的電氣負載。因此，通過改變提供到低壓燃料栗的電壓和/或電流，如182處所指示的，控制器170可以調整提供到DI栗140并且最終到燃料軌的燃料的流速和壓力。
[0020]低壓燃料栗130可以流體耦接到止回閥104，以有助于燃料輸送并且保持燃料管路壓力。具體地，止回閥104包括球和彈簧機構，其就位(seat)并且以指定的壓力差密封，從而將燃料輸送到下游。在一些實施例中，燃料系統150可以包括流體耦接到低壓燃料栗130的一系列止回閥，以進一步阻礙燃料泄漏回閥的上游。止回閥104流體耦接到過濾器106。過濾器106可以去除可能包含在燃料中的小雜質，這些雜質會潛在地損壞發動機部件。燃料可以從過濾器106被輸送到高壓燃料栗(例如，DI栗)140。DI栗140可以將從燃料過濾器接收的燃料的壓力從由低壓燃料栗130產生的第一壓力水平增加到比第一水平高的第二壓力水平。DI栗140可以經由燃料管路156輸送高壓燃料到