专利名称：用于共轨燃料系统的方法和系统的制作方法
技术领域：
本文公开的主题涉及用于控制运载工具(诸如轨道运载工具)中的共轨(commonrail)燃料系统的方法和系统。
背景技术：
运载工具(诸如轨道运载工具)包括功率源，诸如柴油发动机。在一些运载工具中，共轨燃料系统对柴油发动机提供燃料。一种类型的共轨燃料系统包括与高压燃料泵处于流体连通的低压燃料泵，以及与高压燃料泵处于流体连通且进一步与至少一个发动机汽缸处于流体连通的燃料轨。低压燃料泵通过管道将燃料从燃料供应输送到高压燃料泵，在管道中设置有入口计量阀。高压燃料泵对燃料加压以输送通过燃料轨。燃料通过燃料轨而行进到至少一个燃料喷射器，并且最终到达至少一个发动机汽缸。在至少一个发动机汽缸内，燃料燃烧，以对运载工具提供功率。另外，共轨燃料系统的较高压子系统包括用于释放压力的限压阀。在高压喘振(过度压力)期间，限压阀可使燃料从燃料轨改道到燃料供应。在高压喘振期间，限压阀将打开，以便降低轨压力。当轨压力回到低于原本触发限压阀打开的轨压力的压力时，限压阀关闭。在一些情况下，轨压力可能降低到对于运行而言足够的水平，但是限压阀可能保持打开。在这种情况下，燃料不断被改道到燃料供应，从而使通往发动机的燃料供应压力降低，以及可能使提供给运载工具的功率减少。另外，一直都低的轨压力可对发动机控制单元表示存在外部泄漏。在这个示例中，发动机控制单元将命令停用发动机，以便减轻推测的外部泄漏的可能影响，诸如发动机性能退化。但是，实际上，停机可为不必要的，因为限压阀是轨压力低的原因，而不是外部泄漏。
发明内容
因此，为了解决以上问题，在本文描述了用于共轨燃料系统和控制共轨燃料系统的各种方法的各种实施例。例如，在一个实施例中，一种用于控制的燃料系统的方法，燃料系统包括较低压燃料子系统和较高压燃料子系统，其中，限压阀与较高压子系统处于流体连通，以通过使燃料回到较低压燃料子系统来释放较高压燃料子系统中的过度压力，该方法包括:响应于较高压燃料子系统中的燃料轨压力在发动机运行期间降到期望运行压力之下，而首先调节燃料系统，以临时进一步降低较高压燃料子系统中的燃料轨压力，以使限压阀复位；以及在首先调节燃料系统以降低较高压燃料子系统中的燃料轨压力之后，进一步调节燃料系统，以提高较高压燃料子系统中的燃料轨压力；以及然后，如果较高压燃料子系统的燃料轨压力仍然低于期望运行压力，则停用发动机。因而，在执行该方法时，试图使轨压力回到正常运行压力，而非立即停用发动机，从而减少不必要的停机的发生。提供此简要描述是为了以简化形式介绍一系列概念，这些概念在本文中有进一步描述。此简要描述不意于标识声明的主题的关键特征或本质特征，也不意于被用来限制声明的主题的范围。此外，声明的主题不限于解决本公开的任何部分中提到的任何或全部缺点的实现。而且，发明人在这里已经认识到任何确认的问题和对应的解决方法。
参照附图，通过阅读非限制性实施例的以下描述，将更好地理解本发明，其中在下面:
图1显示非公路运载工具共轨燃料系统的示例实施例。图2显示用于控制图1的共轨燃料系统的例程的示例性高级流程图。图3显示图2的例程内的用于关闭图1的限压阀的子例程的示例性高级流程图。图4显示关于图1的限压阀的示例性滞后曲线。
具体实施例方式本申请涉及包括发动机(诸如柴油发动机)的运载工具，诸如轨道运载工具，其中，通过共轨燃料系统(CRS)将燃料提供给发动机。在图1中显示包括限压阀(PLV)的CRS的一个实施例。在图2-3中显示用于控制图1的CRS的示例方法。另外，在图4中显示关于图1的PLV的示例性滞后曲线。在一个实施例中，发动机控制单元(ECU)构造成执行用于控制CRS的方法。如果发动机经历高压喘振，例如如果轨压力(RP)提高到大于或等于190 MPa，则限压阀(PLV)将打开，而且在一些情况下，即使在RP降低到期望压力之后，限压阀也可能保持打开。例如，RP可降低到60-180 MPa，而关闭PLV所需的阈值为50 MPa。在这样的情况下，示例方法使得E⑶能够通过使RP临时降低到关闭PLV所需的阈值之下，来关闭打开的PLV。照这样，E⑶首先实施用以关闭PLV的例程，以及然后重新启动燃料流，以试图使RP回到正常运行压力，而非立即停用发动机。因而，减少不必要的停机的发生。在一个示例情况下，甚至在RP降低到期望压力之后，例如当发动机经历高压喘振，以及然后使RP降低到700巴，并且不存在意外的外部泄漏时，PLV也打开。在这个示例中，在E⑶降低轨压力以使PLV复位之后，RP和发动机运行可回到期望状态和正常状态。在其中存在意外的外部泄漏以及/或者PLV未打开的备选情况下，即使在ECU执行示例方法之后，RP也可能保持低于关闭PLV所需的阈值。在这个备选情况下，E⑶然后可命令停用发动机，直到进行维护以便减轻可能的泄漏影响为止。在两个示例中，可通过在喷射和泵送两者已经停止时监测常数RP的变化来确定RP水平。另外，E⑶可构造成基于各种运行参数来确定在CRS的较低压子系统中或者在CRS的较高压子系统中是否有泄漏。在图1的实施例中，CRS包括:低压燃料泵，其从燃料供应泵送燃料；高压燃料泵，其接收来自低压燃料泵的燃料，并且对燃料加压以通过燃料轨而输送到燃料喷射器。燃料喷射器然后将加压燃料输送到发动机汽缸。在发动机汽缸内，燃料燃烧，以对运载工具提供功率。CRS的在高压燃料泵的上游的区域基本为CRS的较低压子系统，而CRS的在高压燃料泵的下游的区域基本为CRS的较高压子系统。压力传感器可在CRS的较高压子系统和较低压子系统中的各个上测量和监测RP。如图1中描绘的那样，示例CRS进一步包括设置在低压燃料泵和高压燃料泵之间的入口计量阀(IMV)。IMV的打开和关闭程度可调整从低压燃料泵到高压燃料泵的燃料的传送。也如图1中描绘的那样，PLV与高压燃料泵处于流体连通。PLV是常闭的，但将在高压喘振期间打开，以释放燃料压力，以及防止发动机有损害。在高压喘振期间，PLV使燃料改道回到燃料供应。当RP充分地降低时，PLV关闭。在一些情况下，即使在RP已经降低到期望运行压力或预计运行压力之后，PLV也可能保持打开。在这样的情况下，燃料不断地从发动机改道到燃料供应，尽管不再需要对CRS卸压。可出现这种情况是因为打开阀所需的压力大于关闭阀所需的压力，从而使PLV有滞后(在图4的滞后曲线中显示)。在这种情况下，即使较高压子系统上的RP降低到对于CRS和发动机的运行而言足够的压力，PLV也保持打开，使得RP保持较低。接收来自压力传感器的RP读数的E⑶将这个低RP解释为CRS中可能有泄漏。在CRS的这个示例实施例中，E⑶构造成执行用以确定RP是否低于正常运行RP的例程，诸如图2中显示的方法。E⑶可通过确定CRS参数来评价泄漏的存在，CRS参数包括较高压子系统轨压力误差、低轨压力计数器增大的次数、较低压子系统轨压力常数，以及RP的变化速率的绝对值。可在预定时段里比较各个参数与预定阈值。预定阈值和预定时段可基于其它发动机参数而改变。另外，ECU构造成确定CRS的较高压子系统上的RP低是否是因为IMV卡在关闭位置的原因。另外，E⑶可确定RP高是否是因为IMV卡在打开位置的原因。图2的方法进一步显示可识别泄漏的区域(较低压子系统和较高压子系统中的任一个)。如果怀疑较高压子系统中有泄漏，则ECU将首先实施子例程(诸如图3中显示的方法)，以使RP降低到使PLV的针复位所需的阈值之下。在子例程之后，E⑶监测常数RP，并且确定RP变化速率的绝对值在预定时间里是小于、大于还是等于阈值。如果RP变化速率的绝对值大于阈值，则ECU确定很有可能存在外部泄漏，并且启动对发动机的停用。在备选实施例中，可直接测量RP，以及/或者可计算RP误差，以及比较RP误差与预定标准。图1包括用于运载工具(诸如轨道运载工具)的发动机的CRS 100的框图。在一个示例中，轨道运载工具为机车，但在备选实施例中，发动机可为另一种类型的非公路运载工具、固定式功率装置、船舶或其它。液体燃料存储在燃料箱108中。低压燃料泵102与燃料箱108处于流体连通。在这个实施例中，低压燃料泵102设置在燃料箱108的内部，并且可浸到液体燃料液位之下。在备选实施例中，低压燃料泵可联接到燃料箱的外部，并且通过吸力装置泵送燃料。低压燃料泵102的运行由E⑶132调整。液体燃料通过管道104被低压燃料泵102从燃料箱108泵送到高压燃料泵110。IMV 106设置在管道104中，并且调整通过管道104的燃料流。MV 106可为螺线管阀，其打开和关闭由E⑶132调整。在运载工具的运行期间，IMV 106被调节成基于运行状况来计量燃料，以及在至少一些状况期间，IMV 106可至少部分地打开。高压燃料泵110对燃料加压，并且通过管道114将燃料输送到燃料轨118。多个燃料喷射器120与燃料轨118处于流体连通。多个燃料喷射器120中的各个将燃料输送到发动机124中的多个发动机汽缸122中的一个。燃料在多个发动机汽缸122中燃烧，以通过例如交流发电机和牵引马达对运载工具提供功率。多个燃料喷射器120的运行由E⑶132调整。在图1的实施例中，发动机124包括四个燃料喷射器和四个发动机汽缸。在备选实施例中，在发动机中可包括更多或更少的燃料喷射器和发动机汽缸。CRS 100的在高压燃料泵110的上游的构件在CRS 100的较低压子系统140中。CRS 100的在高压燃料泵110的下游的构件在CRS 100的较高压子系统142中。较低压子系统140的RP可由压力传感器130测量。较低压子系统140在发动机的运行期间可具有正常运行RP范围，例如，在发动机的运行期间，为0.45 Mpa至0.69 Mpa的范围。较高压子系统142的RP可由压力传感器126测量。较高压子系统142在发动机的运行期间可具有正常运行RP范围，例如，在发动机的运行期间，为70 Mpa至160 Mpa巴的范围。来自压力传感器130和压力传感器126中的各个的RP信号被传送到E⑶132。在这个示例实施例中，压力传感器130设置在管道104中，而压力传感器126设置在管道114中。在备选实施例中，压力传感器130可与低压燃料泵102的出口处于流体连通，并且/或者压力传感器126可与高压燃料泵110的出口处于流体连通。PLV 112与管道114处于流体连通，并且与高压燃料泵110和燃料轨118处于流体连通。在示例实施例中，PLV 112包括针134，针134阻挡PLV 112的入口。针134被弹簧136保持就位，弹簧136在针134上应用偏置力。在备选实施例中，针可由提供偏置力的其它结构固定，诸如张力臂。PLV 112设置在CRS 100中，以释放可在较高压子系统142中发生的高压喘振(过度压力)。例如，如上面陈述的那样，较高压侧中的期望运行RP和预计运行RP的范围可为70 MPa至160 MPa，在一个实施例中，这是较高压子系统的正常运行RP。作为一个示例，高压喘振可使RP升高为大于或等于195 MPa。在高压喘振期间，加压燃料的向上力克服保持针134的弹簧136的偏置力。在这种情况下，针134随着弹簧136受压收缩而移位且向上移动，使得PLV 112打开。移置针134所需的RP的范围可为195 MPa至205 MPa。由于PLV 112打开，液体燃料通过管道116从管道114改道到燃料箱108。针134和弹簧136的构造和几何结构使得当RP降低某个量时，例如，降低到35 MPa -65 MPa,# 134复位，并且关闭PLV 112。打开PLV 112所需的RP和关闭PLV 112所需的RP之间的差异由图4的滞后曲线400表示。在滞后曲线400中，线404表示允许PLV 112关闭的示例RP，而线402表示允许PLV 112打开的示例RP。线402和404之间的差异由双向虚箭头406表示。双向虚箭头406的距离是针134的移动的滞后，或者响应于压力变化的迟滞。因此，在一些情况下，RP降低到期望运行压力或预计运行压力，但PLV 112保持打开。液体燃料可持续通过PLV 112流到燃料箱108，直到针134复位且阻挡燃料流为止。因而，燃料轨118、多个燃料喷射器120和多个发动机汽缸122可接收降低量的燃料，并且发动机124可产生较少功率来驱动0HV。因此，发动机性能退化。换句话说，即使PLV打开且燃料喷射器继续运行，高压燃料泵都提供足够的燃料流来对发动机运行保持足够的喷射压力，尽管处于小于最大功率输出的功率输出，但是足够高到PLV不关闭其本身。在这种情况下，压力传感器126对ECU 132发信号表示RP低于期望运行压力或预计运行压力，从而指示可能存在外部泄漏。为了减轻外部泄漏的影响，E⑶132可命令停用发动机，直到得到维护为止。但是，在一些情况下，如上面描述的那样，RP降低是由PLV 112打开引起的，而且停用发动机是不必要的。因而，响应于检测到低RP，E⑶可实施诸如图2-3中显示的例程，以通过产生其中PLV 112可关闭的(如果其打开的话)状况来恢复正常运行RP。换句话说，在其中通过使燃料经由PLV而回到较低压燃料子系统来释放较高压燃料子系统中的过度压力的状况下，PLV可保持打开达比期望持续时间更长的持续时间。在这种情况下，通过临时降低较高压燃料子系统中的压力，PLV可复位到关闭状态。
如果在执行PLV复位子例程之后，正常运行RP恢复，或者RP的变化在预定时段里小于阈值，则E⑶132使运载工具回到正常运行状况，而不需要停用发动机运行。与之相反，如果正常运行RP未恢复，或者RP的变化在预定时段里大于阈值，则ECU 132停用发动机。ECU 132还确定在较低压子系统140或较高压子系统142中是否有可能存在外部泄漏，或者IMV是否卡住，并且记录对应的误差/故障。因而，通过在实施PLV复位子例程之后，在RP仍然低时停用发动机，对发动机的不必要的停用减少，并且发动机性能得到改进。在开始方法200以进行分析和控制RP之前，满足初始启用条件，诸如RPM大于RPM阈值。对于30秒，示例RPM阈值为450 RPM0如图2中描绘的那样，方法200在202处开始，其中，通过以下公式来计算较高压子系统RP(HPRP)误差:HPRPref_ HPRPconstant = HPRPe OT。HPRPref是预定标准运行RP，这取决于CRS的当前运行状况。HPRPref的示例为在满负荷下的160 MPa。HPRPemstant是直接由压力传感器126测得的RP。在备选实施例中，可根据最大压力信号、最小压力信号或平均压力信号来确定HPRP。在204中，确定HPRPerror是否大于或等于阈值/时间i。阈值i和时间i两者是指示RP低于CRS的正常运行压力的预定标准。阈值工和时间工的示例分别为30 MPa和15秒。在备选实施例 中，HPRPem,可为基于模型的方法，其中基于CRS的质量守恒模型来估计泄漏的大小。在这个备选实施例中，可根据IMV工作循环来确定燃料流量，并且可根据喷射时间来确定燃料流出量。因此，可根据测得的RP来估计额外的燃料流出量的模拟泄漏。在其中HPRPemff小于阈值J时间i的情况下，E⑶确定不存在外部泄漏，以及/或者PLV未打开。ECU继续监测RP和HPRPe OT。在其中HPRPotot大于或等于阈值J时间ι的情况下，在206中，E⑶增大低轨压力计数器(LRPC)。在208中，E⑶确定LRPC是否在时间2里增大超过阈值2。阈值2和时间2的示例是LRPC —小时增大5次。在其中增大LRPC的次数在时间2里大于阈值2的情况下，如210中显示的那样，E⑶记录故障1，并且停用发动机。在其中增大LRPC的次数在时间2里小于阈值2的情况下，如212中显示的那样，ECU监测较低压子系统RP (LPRPconstant)。在214中，确定LPRPranstant是否在时间3里小于或等于阈值3。阈值3和时间3的示例分别为0.28 MPa和5秒。在其中LPRPemstant在时间3里小于或等于阈值3的情况下，故障2被记录，发动机被停用，并且发动机数据记录器被触发，如在216中那样。在其中LPRP_stant在时间3里大于阈值3的情况下，如在218中那样，ECU实施针复位子例程(其包括图3中显示的方法300)，以使RP降低到足以使PLV的针复位且停止回行燃料流的水平。方法300接着图2中的214的“否”，其中，LPRPconstant常数在时间3里大于阈值3，如在302中那样。在304处，ECU限制或降低发动机交流发电机(未显示)的功率在发动机上施加牵引负荷，使得如有需要，发动机可以显著地降低的燃料流以及以较低的速度运行。在306处，将全速的最小速度请求设定成例如1500 RPM,以确保发动机不会减载，并且对操作者指示诊断消息。诊断消息可包括等待命令，诸如“请稍等，正在诊断”。备选地，在执行方法300时，牵引负荷可仍然应用于发动机，并且最小速度请求可不提高到全速。另外，可通过其它手段(诸如其它视觉和/或听觉信号)表示诊断代码。在308处，命令IMV关闭，以便停止燃料从低压燃料泵流到高压燃料泵，即使低压燃料泵继续运行。备选地，低压燃料泵的运行可停止或降低，以降低燃料流。另外，在308中，使第一计时器(计时器工)初始化。然后在310处，ECU监测HPRP_stant，直到HPRPemstant小于阈值6为止。阈值6的示例为35 MPa。如果HPRPconstant大于阈值6，并且计时器工大于预定时间6 (在312中)，则ECU记录故障1，并且停用发动机，如在314中那样。时间6的示例为3秒。如果计时器i未经过时间6，则例程延迟，并且循环回到310。如果HPRPranstant小于阈值6，则在316处，ECU命令燃料喷射停止，从而基本停止燃料流，而且第二计时器(计时器2)启动，并且HPRP_stant被监测。在备选实施例中，燃料喷射可在与MV关闭的同时停止。然后方法300结束，并且继续到方法200的220。在图2的220处，E⑶确定计算的HPRPranstant的变化的绝对值，以及如果该绝对值是否在时间4里大于阈值4，则E⑶记录故障1，并且停用发动机，如在222中那样。在一个实施例中，阈值J时间4为5 MPa/200 ms。在224中，E⑶进一步确定计时器2的持续时间是否大于时间7，以及/或者HPRP是否小于阈值7。如果满足224的条件中的一个或两者，则E⑶记录故障1，并且停用发动机。在一个实施例中，时间7为I秒，而阈值7为25 MPa。如果HRPR_stant的变化的绝对值在时间4里小于阈值4，计时器2小于时间7，以及HPRP大于阈值7，则燃料流在228中重新启动，并且恢复发动机运行，并且方法300的限制在230中解除。在这种情况下，针复位子例程是成功的，而且PLV打开很有可能是导致原来的低RP(204处的HRPRem,〈阈值/时间J的原因。因而，避免了不必要的发动机停机。在一些实施例中，阈值4/时间4可为大约0，并且因而220的计算可认为是零斜率分析。在备选实施例中，CRS可制造有小泄漏孔口，以自动放压，使得可执行维护。在这个备选实施例中，阈值4/时间4可随着时间的过去而改变，因为预计通过小泄漏孔口有一些压力损失。在另一个备选实施例中，在方法300完成之后，燃料流可重新启动，而且如果HPRPem,大于阈值J时间i，则可再次确定燃料流。在这个备选实施例中，如果HPRPotot —直高，则E⑶可记录故障1，并且停用发动机，而如果HPRPemff在正常范围和预计范围内，则发动机运行可恢复。作为方法200的204-230中显示的顺序的备选方案，在232处，也可确定HPRPemff是否在时间5里小于阈值5。在其中HPRPem,在时间5里小于阈值5情况下，较高压子系统具有高于期望运行压力的RP。阈值5和时间5的示例分别为-30 MPa和30秒。如果HPRPemff在时间5里小于阈值5，则E⑶记录故障3，并且发动机数据记录器被触发。如果HPRPotot在时间5里大于阈值5，则例程结束。在方法200和300中，故障I可包括PLV、IMV或高压燃料泵的失灵和/或较高压子系统和/或燃料喷射器中的泄漏。故障2可包括较低压子系统中的泄漏和/或低压燃料泵的失灵。故障3可包括IMV的失灵，更具体而言，IMV卡在打开位置。操作者可访问误差/故障日志，以便确定在哪里对CRS进行维修。在一个实施例中，实时地查看误差/故障日志。在备选实施例中，可稍后访问误差/故障日志。用于控制CRS的示例实施例的示例例程具有这样的优点，即当E⑶检测到低HPRP时，E⑶不立即关闭发动机以及停止OHV的运行。E⑶而是首先实施子例程，以停止燃料流，以及将RP降低到足以关闭PLV的水平。然后ECU评价HPRP低的问题是否解决，并且重新启动燃料流。另外，如果问题未解决，则ECU命令发动机关闭，以及另外确定在较低压子系统和较高压子系统中的任一个中是否存在泄漏。因而，避免不必要的发动机关闭。另外，当存在外部泄漏时，识别泄漏的位置，以便快速修理CRS。另一个实施例涉及用于控制发动机的燃料系统的方法。该方法包括测量燃料系统的较高压燃料子系统部分中的RP。(燃料系统包括较高压燃料子系统、较低压燃料子系统和PLV，PLV用于通过例如将燃料从较高压燃料子系统转移回到较低压燃料子系统来释放较高压燃料子系统中的过度压力)。如果RP在发动机运行期间降到期望运行压力之下，则RP降低，以使PLV复位。随后，RP提高，而如果RP持续低于期望运行压力，则采取补救措施(例如，停用发动机和/或产生警报)。被称为“高压”和“低压”和“较高压”和“较低压”的元件是相对于彼此而言；因而，低压或较低压系统的压力将低于高压或较高压系统的压力，而高压或较高压系统的压力将高于低压或较低压系统的压力。虽然关于机车和其它运载工具在本文中描述本发明的示例性实施例，但它大体也适用于带功率系统，包括固定式功率产生系统。为此，当论述特定使命时，这包括待由带功率系统执行的任务或要求。在固定式应用的情况下，例如具有一个或多个发电机的固定式功率发生站或者功率发生站网络，特定使命可表示待由功率发生站(一个或多个)独自或共同满足的瓦数或其它参数或要求，以及/或者用以存储来自电网、电力总线等的过度功率的估计机会或已知机会。在柴油燃料功率发生系统中(例如，对电能存储系统提供能量的柴油发电机系统)，运行状况可包括发电机速度、负荷、燃料值、时刻中的一个或多个。要理解的是，以上描述意于为说明性而非限制性的。例如，上面描述的实施例(和/或其各方面)可与彼此结合起来使用。另外，可作出许多修改，以使特定的情形或材料适合于本发明的教导，而不偏离本发明的范围。虽然本文描述的材料的尺寸和类型意于示出本发明的参数，但它们决不是限制性的，而是示例性实施例，除非另有规定。在审阅以上描述之后，许多其它实施例对本领域技术人员将是显而易见的。因此，应当参照所附权利要求以及这样的权利要求被赋予的等效方案的全部范围来确定本发明的范围。在所附权利要求中，用语“包括”和“其中”的任何实例都用作相应的用语“包含”和“在其中”的标准语言等效物。此外，在所附权利要求中，用语“第一”、“第二”和“第三”、“上部”、“下部”、“底部”、“顶部”等仅作为标记使用，并且它们不意于对它们的对象施加数字或位置要求。如本文所用，以单数叙述以及以词语“一个”或“一种”开头的要素或步骤应理解为不排除所述要素或步骤的复数，除非明确陈述了这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不意于解释为排除也结合了所叙述的特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确陈述了相反的情况，否则“包括”、“包含”或“具有”具有特定属性的要素或多个要素的实施例可包括不具有那个属性的另外的这样的要素。本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使相关领域普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种用于控制发动机的燃料系统的方法，包括: 测量所述燃料系统的较高压燃料子系统部分中的燃料轨压力，所述燃料系统包括所述较高压燃料子系统、较低压燃料子系统，以及用于释放所述较高压燃料子系统中的过度压力的限压阀； 降低所述燃料轨压力，以使所述限压阀复位；以及然后 基于所述燃料轨压力来识别退化的系统运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于所述较高压燃料子系统中的所述燃料轨压力在发动机运行期间降到期望运行压力之下，所述燃料系统调节成临时进一步降低所述较高压燃料子系统中的燃料轨压力，以使所述限压阀复位。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述燃料轨压力来识别退化的系统运行包括进行零斜率分析，所述零斜率分析包括确定所述较高压燃料子系统中的压力的变化的绝对值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述零斜率分析的结果在第一预定时间里大于第一阈值，则所述方法进一步包括停用所述发动机。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，A口计量阀设置在所述较低压燃料子系统和所述较高压燃料子系统之间，以调整所述较低压燃料子系统中的低压泵和所述较高压燃料子系统中的高压泵之间的燃料流，其中，首先调节所述燃料系统以临时进一步降低所述较高压燃料子系统中的燃料轨压力包括限制所述发动机的牵引负荷，以及关闭所述入口计量阀。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在首先调节所述燃料系统以临时进一步降低所述较高压燃料子系统中的燃料轨压力之后，所述燃料系统进一步调节成使得来自至少一个燃料喷射器的燃料喷射停止，以便进行所述零斜率分析。`
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在首先调节所述燃料系统和进行其中所述零斜率分析的结果在所述第一预定时段里小于所述第一阈值的所述零斜率分析之后，所述发动机进一步调节成增加燃料流，这包括至少部分地打开所述入口计量阀，重新启动来自至少一个燃料喷射器的燃料喷射，以及再次应用所述牵引负荷。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述较高压燃料子系统在发动机运行期间降到所述期望运行压力之下通过较高压子系统燃料轨压力误差在第二预定时间里大于第二阈值来确定。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过用基准较高压燃料子系统燃料轨压力减去实际较高压子系统燃料轨压力来计算所述较高压子系统燃料轨压力误差，所述基准基于所述发动机的当前运行状况。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，响应于所述较高压燃料子系统轨压力误差在所述第二预定时间里大于所述第二阈值，而增大低轨压力计数器。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，响应于所述低轨压力计数器增大的次数在第三预定时间里大于第三阈值，而记录第一故障，并且停用所述发动机，所述第一故障指示所述较高压燃料子系统中的失灵。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，响应于所述低轨压力计数器增大的次数在所述第三预定时间里小于所述第三阈值，而确定较低压子系统轨压力。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，响应于所述较低压子系统轨压力在第四预定时间里小于或等于第四阈值，而记录第二故障，并且停用所述发动机，所述第二故障指示所述较低压燃料子系统中的失灵。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，响应于所述较低压子系统轨压力在所述第四预定时间里大于所述第四阈值，所述燃料系统首先调节成临时进一步降低所述较高压燃料子系统中的燃料轨压力，以及进行所述零斜率分析。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述限压阀包括阻挡所述限压阀的开口的针，所述针通过偏置弹簧力而保持就位，所述偏置弹簧力在所述燃料系统中的过度压力的状况期间被克服，使得所述限压阀打开，以及燃料改道到燃料供应。
16.一种用于控制发动机的燃料系统的方法，所述发动机包括较低压燃料子系统和较高压燃料子系统，其中，限压阀与所述较高压燃料子系统处于流体连通，以通过使燃料回到所述较低压燃料子系统来释放所述较高压燃料子系统中的过度压力，所述方法包括: 响应于所述较高压燃料子系统中的燃料轨压力在发动机运行期间降到期望运行压力之下，而首先调节所述燃料系统，以通过基本停止燃料流来临时进一步降低所述较高压燃料子系统中的燃料轨压力，以使所述限压阀复位；以及然后 进行零斜率分析，其中，来自至少一个燃料喷射器的燃料喷射停止，所述零斜率分析包括确定较高压燃料子系统 轨压力中的压力的变化的绝对值；以及然后 如果所述零斜率分析的结果在第一预定时间里大于第一阈值，则停用所述发动机。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，入口计量阀设置在所述较低压燃料子系统和所述较高压燃料子系统之间，并且首先调节所述燃料系统包括限制所述发动机的牵引负荷，以及关闭所述入口计量阀；以及 在首先调节所述燃料系统之后，通过停止来自至少一个燃料喷射器的燃料喷射来进一步调节所述燃料系统，以便进行所述零斜率分析。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述较高压燃料子系统在发动机运行期间降到所述期望运行压力之下由下者来确定， 较高压子系统燃料轨压力误差在第二预定时间里大于第二阈值，通过用基准较高压燃料子系统燃料轨压力减去实际较高压子系统燃料轨压力来计算所述较高压子系统燃料轨压力误差， 低轨压力计数器增大的次数在第三预定时间里大于第三阈值，以及 较低压燃料子系统轨压力在第四预定时间里大于第四阈值。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，如果燃料轨压力的变化的绝对值在所述第一预定时段里小于所述第一阈值，则恢复燃料流和燃料喷射。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，如果所述低压轨计数器增大的次数在所述第三预定时间里大于所述第三阈值，以及如果所述燃料轨压力的变化的绝对值在所述第一预定时间里小于所述第一阈值，则确定所述较高压燃料子系统中存在失灵。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，如果较低压轨压力在所述第四预定时间里小于或等于所述第四阈值，则确定所述较低压燃料子系统中存在失灵。
22.一种动力系统，其包括用于发动机的共轨燃料系统，所述共轨燃料系统包括:燃料供应，其与低压燃料泵处于流体连通，以从所述燃料供应泵送燃料；高压燃料泵，所述高压燃料泵接收来自所述低压燃料泵的燃料，并且将燃料输送到燃料轨；至少一个燃料喷射器，其与所述燃料轨处于流体连通，以将燃料喷射到所述发动机中；在所述高压燃料泵的上游的第一区域，其基本限定所述共轨燃料系统的较低压子系统；在所述高压燃料泵的下游的第二区域，其限定所述共轨燃料系统的较高压子系统的至少一部分；与所述较高压子系统处于流体连通的第一压力传感器；与所述较低压子系统处于流体连通的第二压力传感器；设置在所述低压燃料泵和所述高压燃料泵之间的入口计量阀；限压阀，所述限压阀设置在所述高压燃料泵和所述燃料轨之间；以及发动机控制单元，所述发动机控制单元构造成进行下者， 确定较高压子系统轨压力误差是否在第一预定时间里大于第一阈值； 确定低压轨计数器增大的次数是否在第二预定时间里大于第二阈值； 确定较低压燃料子系统轨压力是否在第三时间里大于第三阈值； 实施限压阀复位例程，以关闭所述限压阀，所述限压阀复位例程包括限制所述发动机的牵引负荷，以及关闭所述入口计量阀，用以关闭所述限压阀的所述例程响应于第一状况而实施，其中，所述第一状况包括所述较高压子系统轨压力误差在所述第一预定时间里大于所述第一阈值，所述低压轨计数器增大的次数在所述第二预定时间里大于所述第二阈值，以及所述较低压燃料子系统轨压力在所述第三时间里大于所述第三阈值； 停止来自至少一个燃料喷射器的燃料喷射，并且确定燃料轨压力的变化的绝对值是否在第四时间里大于第四阈值； 在实施所述限压阀复位例程之后，响应于第二状况而通过下者来重新启动燃料流:在实施用以关闭所述限压阀的所述例程之后，至少部分地打开所述入口计量阀，重新启动所述至少一个燃料喷射器，以及将所述牵引负荷应用于所述发动机，所述第二状况包括燃料轨压力的变化的绝对值在所述第四时间里小于所述第四阈值；在实施所述限压阀复位例程和重新启动燃料流之后，响应于第三状况而停用所述发动机，所述第三状况包括燃料轨`压力的变化的绝对值在所述第四时间里大于所述第四阈值；如果所述低压轨计数器增大的次数在所述第二预定时间里大于所述第二阈值，以及如果燃料轨压力的变化的绝对值在所述第四时间里大于所述第四阈值，则记录所述较高压燃料子系统中的泄漏的第一故障；以及 如果所述较低压燃料子系统轨压力在所述第三时间里大于所述第三阈值，则记录所述较低压燃料子系统中的泄漏的第二故障。
23.—种用于控制发动机的燃料系统的方法,包括: 测量所述燃料系统的较高压燃料子系统部分中的燃料轨压力，所述燃料系统包括所述较高压燃料子系统、较低压燃料子系统，以及用于释放所述较高压燃料子系统中的过度压力的限压阀；以及 如果所述燃料轨压力在发动机运行期间降到期望运行压力之下，则降低所述燃料轨压力，以使所述限压阀复位；随后，提高所述燃料轨压力；以及随后，如果所述燃料轨压力保持低于所述期望运行压力，则停用所述发动机，或者采取其它补救措施。
全文摘要
在一个实施例中，一种用于诸如机车的运载工具的发动机的共轨燃料系统包括较高压燃料子系统和较低压燃料子系统，其中，限压阀与较高压燃料子系统处于流体连通，以释放过度压力。在其中较高压燃料子系统的压力低于期望阈值和预期阈值的情况下，打开限压阀是可行的。提供一种示例方法，以关闭限压阀，以及确定限压阀的打开是否是压力低于阈值的原因，或者共轨燃料系统中是否存在泄漏。照这样，避免了不必要地停用发动机，如果泄漏存在，则识别泄漏的子系统。
文档编号F02D41/38GK103119272SQ201080069310
公开日2013年5月22日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年10月1日
发明者P.G.尼斯特勒, S.贾拉赫尔, N.布利瑟, L.亨利 申请人:通用电气公司