汽油直喷式发动机的低压燃料泵控制系统及其方法
【专利说明】汽油直喷式发动机的低压燃料泵控制系统及其方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年11月26日提交的韩国专利申请N0.10-2013-0144500的优先权和权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及一种用于汽油直喷式(GDI)发动机的低压燃料泵的控制系统及其方法。更具体地，本发明涉及一种用于GDI发动机的低压燃料泵的控制系统及其方法，其防止发动机被关闭并且通过根据不同的内部和外部环境设置燃料压力来提高驾驶性能。
【背景技术】
[0004]汽油直喷式(GDI)发动机为将燃料直接喷射到燃烧室中的汽油发动机。为了将燃料直接喷射到燃烧室中，GDI发动机使从低压燃料泵供应的燃料的压力增压，并且将燃料供应至喷射器，其中，低压燃料泵安装在高压燃料泵处的燃料箱中。
[0005]汽油直接喷射式发动机包括低压系统和高压系统。低压系统包括低压燃料泵、燃料泵控制器和燃料压力传感器。高压系统包括高压调节阀、高压燃料泵、压力传感器和喷射器。
[0006]在GDI发动机系统中，由于燃料应当在高压下被喷射到燃烧室中，燃料供应系统进一步在高压系统中对在低压系统中初次加压的燃料加压。在高压系统中加压的燃料通过喷射器直接喷射到燃料室中。
[0007]GDI发动机系统分为可变流量控制方法GDI发动机系统和固定流量方法GDI发动机系统。
[0008]图1为应用至可变流量控制方法GDI发动机系统的燃料泵控制器的示意图。
[0009]可变流量控制方法GDI发动机系统基于从发动机控制单元(ECU)接收的目标燃料压力值和在低压燃料泵中测量的实际测得的燃料压力值采用比例、积分和微分(PID)反馈控制方法执行对低压燃料泵的流量控制。
[0010]因此，仅通过对燃料泵驱动最小流量和目前的发动机所必须的消耗的量求和来供应流量，该流量从可变流量控制方法GDI发动机系统的低压燃料泵供应。
[0011]与总是供应最大燃料量的固定方法相比，这种可变流量控制方法可使由燃料泵供应的燃料的当前量最小，并且可获得燃料消耗增强效果。
[0012]当采用相对低压力的燃料泵的燃料压力(例如，2.5巴)驾驶几乎所有整个驾驶区域时，应用可变流量控制方法GDI发动机系统的车辆可使燃料消耗增强效果最大。
[0013]然而，在不同外部环境(诸如，燃料、高度、空气温度的群集(constellat1n))中使用过度低压的泵时会发生气阻(vapor lock)，从而发动机停止并且驾驶性能恶化。
[0014]发明背景部分中公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何方式暗示该信息形成本领域普通技术人员已知的现有技术。
【发明内容】
[0015]本发明的各个方面涉及提供一种用于GDI发动机的低压燃料泵的控制系统和方法，其通过在车辆驾驶时根据不同的内部和外部环境设置燃料压力来防止发动机中断或驾驶性能恶化。
[0016]在本发明的一个方面中，汽油直喷式发动机的低压燃料泵的控制系统可包括低压燃料泵、高压燃料泵、低压燃料泵压力传感器和高压燃料泵压力传感器和燃料供应压力控制器，其中低压燃料泵初次加压从燃料箱供应的燃料，高压燃料泵第二次加压来自低压燃料泵的燃料，低压燃料泵压力传感器和高压燃料泵压力传感器分别检测低压燃料泵和高压燃料泵的燃料压力，以及燃料供应压力控制器通过校正参考压力来设置低压燃料泵的最终目标压力，其中参考压力通过根据低压燃料泵的温度的低压校正压力和根据燃料群集的燃料群集校正压力校正。
[0017]所述参考压力根据车辆的运行区域被设置为低压泵目标压力和基础目标压力之间的最大值，其中所述低压泵目标压力通过所述高压燃料泵的燃料温度和大气压力的关系确定。
[0018]所述低压校正压力根据所述低压燃料泵的温度的增量而增加。
[0019]所述燃料群集校正压力根据所述燃料箱中的温度、燃料液位和燃料的蒸发压力的斜率的关系，以及燃料的蒸发压力斜率设置。
[0020]所述燃料群集校正压力根据所述燃料箱的燃料液位的增量而增加，并且根据所述燃料的蒸发压力斜率的增量而降低。
[0021]所述参考压力通过将所述低压校正压力与所述参考压力相加并且从所述参考压力减去所述燃料群集校正压力来校正。
[0022]当车辆速度高于预先确定的值并且所述燃料箱的燃料液位变化率高于预先确定的值时，所述参考压力通过燃料群集校正压力校正。
[0023]在本发明的另一方面中，汽油直喷式(GDI)发动机的低压燃料泵控制方法，其将在具有低压燃料泵的低压系统中初次加压的燃料通过在具有高压燃料泵的高压系统中第二次加压通过喷射器直接喷射至燃烧室，可包括:接收车辆信息的输入以供控制所述低压燃料泵；确定车辆速度和燃料箱的燃料液位变化率是否分别高于预先确定的值；当所述车辆速度和所述燃料液位变化率分别小于所述预先确定的值时，确定所述燃料箱中的燃料的蒸发压力斜率；确定低压泵目标压力、低压校正压力、和燃料群集校正压力，所述低压泵目标压力由所述高压燃料泵的燃料温度和大气压力的关系确定，所述低压校正压力由所述低压燃料泵的内部温度确定，以及所述蒸发压力斜率由所述燃料箱中的温度、所述燃料箱的燃料液位、和所述燃料的蒸发压力的斜率的关系确定；以及通过校正基础目标压力和所述低压泵目标压力之间的最大值确定最终低压泵燃料压力，其中所述最大值通过所述低压校正压力和所述燃料群集校正压力校正。
[0024]通过将所述低压校正压力与所述最大值相加并且从所述最大值减去所述燃料群集校正压力来确定所述最终低压泵燃料压力。
[0025]当车辆速度和燃料液位变化率高于预先确定的值时，不执行燃料群集校正压力的校正。
[0026]低压燃料泵控制方法可进一步包括:接收所述高压燃料泵的故障信息；当所述高压燃料泵已经故障时，基于所述故障信息将所述低压燃料泵的燃料压力增压至设置压力；以及当所述高压燃料泵还没有故障时，当所述高压燃料泵的目标压力和测得的燃料压力的差值大于预先确定的值时，将所述低压燃料泵的燃料压力增压至设置压力。
[0027]低压燃料泵控制方法可进一步包括:接收所述高压燃料泵的故障信息；当所述高压燃料泵可能已经故障时，基于所述故障信息将所述低压燃料泵的燃料压力增压至设置压力；以及如果所述高压燃料泵可能还没有故障，则当用于控制燃料的喷射定时的溢流阀的控制值变成预先确定的值或以上时，将所述低压燃料泵的燃料压力增压至设置压力。
[0028]本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些其它特征和优点将从结合于此的附图和以下【具体实施方式】中显而易见，或在附图和【具体实施方式】中详细陈述，附图和【具体实施方式】共同用于解释本发明的某些原理。
【附图说明】
[0029]图1为不出了一般⑶I发动机系统的框图。
[0030]图2为示出了根据本发明的示例性实施方案的GDI发动机的低压燃料泵控制系统的配置的框图。
[0031]图3为示出了根据本发明的示例性实施方案的GDI发动机的低压燃料泵控制方法的流程图。
[0032]图4为示出了根据本发明的示例性实施方案的GDI发动机的低压燃料泵控制方法的流程图。
[0033]应当理解，附图不一定是按比例的，其呈现出说明本发明的基本原理的各个特征的某种程度的简化表示。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
[0034]在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
【具体实施方式】
[0035]现在将详细参考本发明的各个实施