用于低燃料泵送体积的直喷式泵控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请总体涉及当在内燃发动机中以低位移体积运转时用于直喷式燃料栗的控制方案。
【背景技术】
[0002]利用燃料的缸内直喷的一些车辆发动机系统包括燃料输送系统，该燃料输送系统具有多个燃料栗，用于向燃料喷射器提供合适的燃料压力。这种类型的燃料系统，即汽油直喷(GDI)，被用于提高功率效率和燃料能够被输送到汽缸的范围。GDI燃料喷射器可能要求高压燃料进行喷射，从而产生增强的雾化，以便更高效的燃烧。作为一个示例，GDI系统可以利用沿燃料通道分别串联布置在燃料箱和燃料喷射器之间的电气驱动的低压栗(即，燃料提升栗)和机械驱动的高压栗(即，直喷式栗)。在许多GDI应用中，高压燃料栗可以被用于提高输送到燃料喷射器的燃料的压力。该高压燃料栗可以包括螺线管致动的“溢流阀”(spill valve, SV)或燃料体积调节器(FVR)，它们可以被致动以控制进入高压燃料栗的燃料的流量。存在用于操作高压栗和低压栗以确保高效的燃料系统和发动机运转的各种控制策略。
[0003]在由Hiraku等在US 6725837中示出的一种控制直喷式燃料栗的方法中，控制器执行一系列计算，以控制发动机的直喷式燃料栗和直接喷射器。在有关的燃料系统中，电磁阀被接通和切断，以禁止或允许燃料进入直喷式燃料栗，由此改变该栗的排放速率。为了按照电磁阀所控制地实现栗的目标燃料喷射体积，基于栗的特性和喷射器操作来计算校正时间宽度。在一个示例中，控制器根据各种参数检测发动机的运行状态，以确定喷射启动正时和目标喷射时间宽度。而且，基于这些参数，控制器计算直喷式燃料栗的排放启动正时和排放时间宽度。这些参数包括加速打开程度、曲柄转角和发动机转速。通过检查栗的喷射周期和排放周期之间的重叠，确定用于发现喷射器的校正时间宽度的值。
[0004]然而，在此发明人已经认识到US 6725837的方法的潜在问题。第一，虽然Hiraku等的方法可以如所描述地针对燃料排放速率范围0%到100%提供直喷式燃料栗的控制，但是Hiraku等并没有解决在低燃料排放速率(例如，范围从0%到15% )下可能出现的各种问题。在此，发明人已经认识到，当期望小的栗送体积或排放速率时，需要控制策略来具体解决可能与快速打开和关闭电磁阀关联的不可重复性和不可靠性。
【发明内容】
[0005]因此，在一个示例中，上述问题可以由以下方法至少部分地解决，该方法包括:在第一状况期间，激励直喷式燃料栗的电磁溢流阀仅持续基于直喷式燃料栗的活塞的位置的角度持续期；和在第二状况期间，激励电磁溢流阀持续或长于最小角度持续期，其中在到达活塞的上止点位置之后，停用电磁溢流阀。例如，第一状况包括当直喷式燃料栗的捕集体积分数高于阈值的时候，且第二状况包括当捕集体积分数低于阈值的时候。捕集体积分数，或者说位移量或栗送量，是有多少燃料通过直喷式燃料栗压缩并且喷射到燃料轨的度量。以此方式，直喷式栗被操作以便即使针对小的捕集体积，也确保电磁阀的可重复性和可靠性。
[0006]在另一个示例中，当燃料捕集体积低于阈值时，电磁溢流阀被开启或被激励，其中电磁溢流阀被激励持续或长于与直喷式燃料栗的活塞的位置无关的角度持续期。在一些燃料系统中，传感器可以测量向栗活塞提供动力的驱动凸轮的角度位置，所以控制器能够使电磁溢流阀的激活与驱动凸轮和栗活塞的位置同步。在公开的方法中，在某些发动机和燃料系统工况期间，与栗活塞的位置同步地应用电磁溢流阀的控制。
[0007]应该理解，提供以上
【发明内容】
是为了以简化的形式介绍一批概念，这些概念在【具体实施方式】中进一步描述。这并不意味着识别了要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由【具体实施方式】之后的权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或者在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0008]图1示出親接到发动机的示例燃料系统的示意图。
[0009]图2示出耦接到图1的燃料系统的直喷式燃料栗的电磁阀的示意图。
[0010]图3示出图1的燃料系统的直喷式燃料栗的示例保持到输送控制策略。
[0011]图4图示地示出图1的燃料系统的直喷式燃料栗的示例最小激励角度控制策略。
[0012]图5示出用于实现图4的最小激励角度控制策略的流程图。
[0013]图6示出可以是图1的直喷式燃料系统的一部分的直喷式燃料栗的另一个实施例。
【具体实施方式】
[0014]以下的【具体实施方式】提供关于直喷式燃料栗、其相关的燃料和发动机系统、以及用于调节经由直喷式燃料栗发送到直喷式燃料轨和喷射器的燃料体积和压力的若干控制策略。图1中示出了示例燃料系统的示意图，而图2示出了耦接到图1的直喷式燃料栗的电磁溢流阀的近视图。图3示出了用于操作直喷式燃料栗的保持到输送或保持到上止点(hold-to-TDC)的控制策略。图4图示地示出用于操作直喷式燃料栗的示例最小激励角度控制策略，而图5示出与图4的控制策略对应的流程图。最后，图6中示出直喷式燃料栗的另一个实施例。
[0015]关于在整个【具体实施方式】中使用的术语，提供增压燃料到直接喷射器的高压燃料栗或直喷式燃料栗可以被缩写为DI栗或HP栗。类似地，从燃料箱提供增压燃料到DI栗的低压栗(提供的燃料压力通常比DI栗低)或提升栗可以被缩写为LP栗。零流量润滑(ZFL)可以指代以下直喷式栗操作方案，其涉及基本上没有燃料被栗送进入直喷式燃料轨，同时将燃料轨压力保持在恒定值附近或者递增燃料轨压力。电磁溢流阀可以被电激励以闭合和去激励以打开(或反之亦然)，其也可以被称为燃料体积调节器、磁性电磁阀和数字进气门等。根据在DI栗的操作期间何时激励溢流阀，在输送冲程期间燃料的量可以被DI栗捕集和压缩，其中燃料的量可以被称为分数捕集体积(fract1nal trapping volume)(如果被表示为分数或小数的话)、燃料体积位移或栗送燃料质量等。
[0016]图1示出耦接到内燃发动机110的直喷式燃料系统150，内燃发动机110可以被配置为车辆的推进系统。内燃发动机110可以包括多个燃烧室或汽缸112。燃料可以经由缸内直接喷射器120被直接提供到汽缸112。如图1中示意指出的，发动机110可以接收进气和排放燃烧后的燃料的产物。发动机110可以包括合适类型的发动机，包括汽油或柴油发动机。
[0017]燃料可以通过总体指示为150的燃料系统，经由喷射器120提供给发动机110。在该特定的示例中，燃料系统150包括用于将燃料存储在车辆上的燃料存储箱152、低压燃料栗130 (例如，燃料提升栗)、高压燃料栗或直喷式(DI)栗140、燃料轨158和各燃料通道154和156。在图1所示的示例中，燃料通道154将燃料从低压栗130运送到DI栗140，并且燃料通道156将燃料从DI栗140运送到燃料轨158。因此，通道154可以是低压通道，而通道156可以是高压通道。
[0018]燃料轨158可以分配燃料到多个燃料喷射器120中的每一个。多个燃料喷射器120中的每一个可以被设置在发动机110的对应的汽缸112中，使得在燃料喷射器120操作期间，燃料被直接喷射到每个对应的汽缸112中。替换地(或额外地)，发动机110可以包括被设置在每个汽缸的进气道处的燃料喷射器，使得在燃料喷射器的操作期间，燃料被喷射到每个汽缸的进气道中。在所示的实施例中，发动机110包括四个汽缸。然而，应当认识至IJ，发动机可以包括不同数量的汽缸。
[0019]低压燃料栗130可以由控制器170操作，以经由燃料通道154提供燃料到DI栗140。低压燃料栗130可以被配置为所谓的燃料提升栗。作为一个示例，低压燃料栗130可以包括电动栗马达，其中可以通过改变提供到栗马达的动力，由此增加或降低马达转速，以此控制栗两端的压力增加和/或经过栗的体积流速。例如，当控制器170减少提供给栗130的动力时，可以降低体积流速和/或栗两端的压力增加。通过增加提供给栗130的动力，可以增加体积流速和/或栗两端的压力增加。作为一个示例，提供到低压栗马达的动力可以从交流发电机或其他车辆上的能量存储设备(未示出)中获得，其中控制系统可以控制用于为低压栗供电的电气负载。因此，通过改变提供到低压燃料栗的电压和/或电流，如182处所指示的，控制器170可以调整提供到DI栗140并且最终到燃料轨的燃料的流速和压力。
[0020]低压燃料栗130可以流体耦接到止回阀104，以有助于燃料输送并且保持燃料管路压力。具体地，止回阀104包括球和弹簧机构，其就位(seat)并且以指定的压力差密封，从而将燃料输送到下游。在一些实施例中，燃料系统150可以包括流体耦接到低压燃料栗130的一系列止回阀，以进一步阻碍燃料泄漏回阀的上游。止回阀104流体耦接到过滤器106。过滤器106可以去除可能包含在燃料中的小杂质，这些杂质会潜在地损坏发动机部件。燃料可以从过滤器106被输送到高压燃料栗(例如，DI栗)140。DI栗140可以将从燃料过滤器接收的燃料的压力从由低压燃料栗130产生的第一压力水平增加到比第一水平高的第二压力水平。DI栗140可以经由燃料管路156输送高压燃料到