高压泵的快速零流量润滑方法
【技术领域】
[0001]本申请大体涉及用于将燃料导轨压力的响应时间增加到内燃发动机中高压燃料泵的占空比的增量的方法的实施方式。
【背景技术】
[0002]一些车辆发动机系统利用直接缸内燃料喷射和进气道燃料喷射。燃料输送系统可以包含多个燃料泵以便提供燃料压力给燃料喷射器。作为一个示例，燃料输送系统可以包含被布置在燃料箱和燃料喷射器之间的低压燃料泵(或提升泵)和高压(或直接喷射)燃料泵。高压燃料泵可以被连接到燃料导轨的上游处的直接喷射系统以便提高通过直接喷射器输送给发动机汽缸的燃料的压力。电磁激活的入口止回阀或泄油阀可以被连接到高压泵的上游，以调节进入泵压缩室内的燃料流量。但是，当高压燃料泵被关闭时，例如当没有燃料的直接喷射被请求时，泵持续时间可能被影响。具体地说，当高压泵的电磁激活入口止回阀没有被通电时，泵的润滑和冷却可以被减弱进而导致了泵劣化。因此，可以获益的是即使在直接喷射没有被请求时也操作高压泵以便维持充分的润滑。在该工况期间，高压泵可以被调整以维持峰值压缩室压力，而不将燃料传送到直接喷射燃料导轨内。该类型的操作可以被称为零流量润滑。
[0003]在实施高压泵的零流量润滑的一种方法中，如Basmaji等人在US2012/0167859中所显示的，当高压泵的操作不被要求，闭环(或反馈)控制被用于增大高压泵的占空比(零流量润滑)。在该方法中，首先一定质量的燃料可以被吸收进维持泵出口处压力的泵内，所述压力处于或仅低于估计燃料导轨压力。接下来，在闭环控制期间，泵的冲程量可以被间歇地增加。如果燃料导轨压力没有增加，那么冲程量可以被进一步增加直到燃料导轨压力的改变(增加)被检测到。可替换地，如果燃料导轨压力响应已增加的冲程，那么泵操作可以被减少到较低的冲程量，从而燃料导轨压力不响应泵操作。因此，Basmaji等人的方法可以通过在车载零流量润滑方法期间获知高压泵操作来尝试补偿发动机间的变化性。
[0004]但是，本发明人已经认识到US2012/0167859的方法的潜在问题。首先，虽然Basmaji等人的方法可以提供泵润滑，但是该方法不能生成对应于从高压泵到燃料导轨内的零流量速率的全范围的数据。Basmaji等人的方法提供了低于或接近燃料导轨压力的数据，但是一旦燃料导轨压力增加，泵占空比就立即减少，以便数据仅可以在几乎恒定的、期望的燃料导轨压力附近被收集。而且，本文发明人已经认识到了当增大泵占空比时，在基本稳态(或稳定)的燃料导轨压力达到之前的时间可以是10秒或更长。如果在少量的时间内期望大量的零流量数据，则等待的时间段可能很长。
【发明内容】
[0005]因此在一个示例中，上述问题可以通过能够更快地执行零流量润滑的方法而被至少部分地解决。在一个示例中，该方法包括:当不直接喷射燃料给发动机和当发动机处于稳定的怠速状况时；根据高压燃料泵的命令占空比估计目标燃料导轨压力；执行闭环控制方案，直到燃料导轨压力达到目标压力的一定百分比；以及执行开环控制方案，直到燃料导轨压力达到目标燃料导轨压力。以这种方式，开环控制和闭环控制都可以被用于加快每次泵占空比被递增地增加时燃料导轨压力的响应时间。
[0006]而且，这种方法在此也被称为快速零流量润滑测试，其可以重复地执行一个程序，首先命令高压泵的闭环控制，直到某一燃料导轨压力被达到，然后命令开环控制，直到稳态燃料导轨压力被达到。这种方法可以耗费比其他方法更少量的时间，进而增强其效用以便在较少时间内获得大量的零流量数据。最后，当零流量速率数据可以被标绘以便估计各种属性，诸如燃料温度、燃料成分和燃料密度时，这些属性可以以比其他方法更快的速率被估
i+o
[0007]注意到泵占空比涉及到控制泵电磁激活入口止回阀(泄油阀)的关闭，其中泄油阀控制被抽入燃料导轨内的燃料量。例如，如果泄油阀与发动机压缩冲程的开始一致地关闭，则事件被称为100%的占空比。如果泄油阀在进入压缩冲程关闭95%，则事件被称为5%的占空比。当5%占空比被命令时，实际上95%的替代燃料体积被泄漏并且剩余5%在泵活塞的压缩冲程期间被压缩。占空比等于泄油阀正时，特别是泄油阀的关闭。占空比也等于捕集体积部分或在其压缩冲程期间高压泵的压缩室内剩余的燃料量。
[0008]应该理解的是上述
【发明内容】
被提供以用简化形式引入将在【具体实施方式】中被进一步描述的选择概念。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由随附的权利要求书唯一地限定。而且，要求保护的主题不限于解决上文或本公开任何部分内指出的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0009]图1示意性描绘了内燃发动机的汽缸的示例实施例。
[0010]图2示意性地描绘了可以与图1的发动机一起使用的燃料系统的示例实施例。
[0011]图3示出图2的燃料系统的高压直接喷射燃料泵的示例。
[0012]图4示出含有闭环控制的慢速响应程序。
[0013]图5描绘了含有图4的程序的重复周期的慢速零流量润滑测试。
[0014]图6示出含有开环控制和闭环控制的快速响应程序。
[0015]图7描绘了含有重复循环的图6中的程序的迅速零流量润滑测试。
[0016]图8描绘了用于生成零流量数据的快速零流量润滑测试的流程图。
【具体实施方式】
[0017]以下【具体实施方式】提供了关于高压燃料泵的信息、其涉及的燃料和发动机系统以及提出的快速零流量润滑测试和相关程序以及用于比较的较慢测试。内燃发动机中汽缸的示例实施例在图1中被给出，而图2描绘了可以与图1的发动机一起使用的燃料系统。被配置为给发动机提供直接燃料喷射的高压泵的示例被详细显示在图3中。慢速程序被显示在图4中，其增大了高压泵占空比并且当被开环控制命令时等待响应的燃料导轨压力。重复使用慢速程序能够被并入慢速零流量润滑测试中，如图5所显示的。提出的快速程序被显示在图6中，其基于闭环控制和开环控制而递增高压泵占空比。重复使用快速程序能够被并入快速零流量润滑测试中，如图7所显示的。最后，快速零流量润滑程序被描绘为图8中的流程图，该图显示了用于得到零流量数据的过程的每个步骤。
[0018]关于在该【具体实施方式】中所使用的术语，若干图表被呈现，其中数据点被标绘在二维图表上。术语图表和绘图可以被互换地用于指代整个图表或曲线/直线本身。而且，高压泵或者直接喷射泵可以被缩写为DI或HP泵。相似地，低压泵或提升泵可以被缩写为LP泵。同样，燃料导轨压力或者直接喷射器的燃料导轨内的燃料的压力值可以被缩写为FRP。零流量润滑(ZFL)可以指代高压泵操作方案，其包含基本上不将燃料泵入燃料导轨(可以包含直接喷射燃料导轨)同时将燃料导轨压力维持在恒定值附近或者渐增地增加燃料导轨压力。ZFL可以被用于得到零流量速率数据，正如下文进一步描述的。如在以上内容中所描述的，泵占空比被用于参考高压泵并且也被称为泄油阀的关闭或者阀门正时。同样，泄油阀等同于电磁激活入口止回阀。
[0019]图1描绘了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例。发动机10可以至少部分地通过包含控制器12的控制系统和通过来自车辆操作者130经由输入设备132的输入控制。在该示例中，输入设备132包含加速踏板和用于生成成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(在此也称“燃烧室”)14可以包含燃烧室壁136，活塞138被定位在其内。活塞138可以被连接到曲轴140，从而使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统被连接到乘客车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达(未显示)可以经由飞轮被连接到曲轴140以使发动机10的启动操作可用。
[0020]汽缸14能够经由一系列进气空气道142、144和146接收进气空气。进气空气道146能够与除了汽缸14外的发动机10的其他汽缸相通。在一些示例中，一个或多个进气道可以包含增压设备，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1显示了配置有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包含被布置在进气道142和144之间的压缩机174和沿着排气道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以通过排气涡轮176经由轴180至少部分地提供动力，其中增压设备被配置为涡轮增压器。但是，在其他示例中，诸如在发动机10被提供有机械增压器的情况下，排气涡轮176可以被可选地省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包含节流板164的节气门162可以沿着发动机的进气道提供，以便改变提供给发动机汽缸的进气空气的流动速率和/或压力。例如，节气门162可以被定位在压缩机174的下游，如图1所示，或者可替换地可以被提供在压缩机174的上游。
[0021]排气道148能够从除了汽缸14外的发动机10的其他汽缸中接收排气。排气传感器128被显示为连接到排放控制设备178的上游处的排气通道148。传感器128可以从各种合适的传感器中被选择以便提供排气空燃比的指示，各种合适的传感器诸如是例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(正如所描绘的)、HEG0(加热型EGO)、N0x、HC或CO传感器。排放控制设备178可以是三元催化剂(TWC)、N0X捕集器、各种其他的排放控制设备或其接合。
[0022]发动机10的每个汽缸可以包含一个或多个进气门或一个或多个排气门。例如，汽缸14被显示为包含位于汽缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，发动机10的每个汽缸，包含汽缸14在内，可以包含位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
[0023]进气阀150可以由控制器12经由执行器152控制。相似地，排气阀156可以由控制器12经由执行器154控制。在一些状况期间，控制器12可以改变提供给致动器152和154的信号，以控制相应进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由相应的气门位置传感器(未显示)来确定。气门执行器可以是电动气门致动类型或凸轮致动类型，或者其结合。进气门和排气门正时可以被同时控制，或者可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双可变凸轮正时或固定凸轮正时中可能的任何一种可以被使用。每种凸轮致动系统可以包含一个或多个凸轮并且可以利用可以被控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。例如，汽缸14可以可替换地包含经由电动气门致动系统控制的进气门和经由包含CPS和/或VCT的凸轮致动系统控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以被普通气门致动器或致动系统，或者可变气门正时执行器或致动系统控制。
[0024]汽缸14能够具有压缩比，即当活塞138处于下止点与上止点时体积的比率。在一些示例中，压缩比处于从9:1到10:1的范围内。但是，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以被增加。例如，当更高辛烷值燃料或具有更高潜在蒸发焓的燃料被使用时，这种情况可能发生。如果由于直接喷射被使用，由