用于提升燃料泵的电流脉冲控制方法
【技术领域】
[0001]本申请大体涉及用于内燃发动机的提升燃料栗的控制方案，该方案涉及基于多个预定参数向提升燃料栗间歇地提供电流脉冲。
【背景技术】
[0002]利用燃料的直接汽缸内喷射的一些车辆发动机系统包括具有用于向燃料喷射器提供合适的燃料压力的多个燃料栗的燃料传送系统。这种类型的燃料系统(汽油直接喷射-GDI)用于增加燃料能够被传送到汽缸的功率效率和范围。GDI燃料喷射器可能需要喷射高压燃料以产生增强的雾化，用于更高效的燃烧。作为一个示例，GDI系统能够利用沿燃料通道分别串联地布置在燃料箱和燃料喷射器之间的电驱动的低压力栗(即，燃料提升栗)和机械驱动的高压力栗(即，直接喷射栗)。在许多GDI应用中，提升燃料栗起初给从燃料箱到耦接提升燃料栗和直接喷射燃料栗的燃料通道的燃料加压，并且高压或直接喷射燃料栗可以用于进一步增加传送到燃料喷射器的燃料的压力。现有各种控制策略用于操作高和低压力栗，以确保有效的燃料系统和发动机操作。
[0003]在由Ulery和Pursifull在美国专利U.S.7640916中示出的一种控制提升燃料栗的方法中，基于多个参数，提供到提升燃料栗的电压(和电流)能够是连续的或脉冲的。所述参数包括位于提升和直接喷射燃料栗之间的蓄积器中的燃料体积、发动机转速和供应到发动机的燃料量。在一个示例控制方案中，当直接喷射燃料栗的效率降低到低于效率(或效力)阈值时，激励提升燃料栗。在该示例中，当提升栗压力上升且给位于提升栗下游的蓄积器加压时，可以停止提升栗能量输入。在另一个实施例中，提升栗效率用于确定何时发生提升栗的激活。如果提升栗效率降低，则可以在栗入口处形成燃料蒸汽，使得需要增加提升栗压力以增加喷射器栗的效率。
[0004]然而，本发明人在此已经确定美国专利U.S.7640916具有的潜在问题。首先，使用电压(和电流)脉冲激励提升栗直到达到阈值压力或提升栗压力上升可能不是基于栗脉冲的最佳能量效率控制方案。如在稍后进一步详细解释的，激励提升燃料栗达预定时间周期可以更有益于能量效率栗操作。此外，提升栗控制方案取决于传感器，诸如，压力传感器，以确定何时停止向提升栗施加电压(导致可变持续时间的电压脉冲)。因此，可能需要连续的和相对准确的反馈以确保提升燃料栗的可靠操作。对于特定燃料系统，不需要反馈的控制方案(即，开环控制)可以更有益于更稳健的栗操作。
【发明内容】
[0005]因此，在一个示例中，可以通过一种方法至少部分地解决上述问题，该方法包含:仅在检测到由定位在提升燃料栗下游的直接喷射燃料栗排出的阈值燃料体积后，以脉冲能量模式操作提升燃料栗达离散的(discrete)持续时间；并且当在直接喷射燃料栗的入口处检测到蒸汽压力时，将提升燃料栗的操作切换到连续能量模式。以此方式，相比于完全以连续能量模式操作，通过以脉冲能量模式操作，可以节省能量。此外，通过在两种能量模式之间切换，可以提供提升燃料栗的稳健操作，其中当检测到蒸汽时，激活连续模式，从而允许栗操作并减少存在的燃料蒸汽。
[0006]在一些实施例中，可以可替代地通过检测喷射的阈值体积燃料而不是通过检测栗送通过直接喷射燃料栗的阈值体积燃料来实施用于控制提升燃料栗的算法。此外，为了连续操作提升燃料栗直到不再检测到蒸汽，可替代地，这能够通过在检测到蒸汽后施加预定脉冲持续时间而实施，并且只要检测到蒸汽，则连续重复该脉冲。因此，该方法可以包括主要经由开环脉冲方案操作提升燃料栗，从而实现算法支持的最小提升栗能量控制方案，该算法在DI栗入口处检测到蒸发的情况下施加提升栗能量。
[0007]应当理解，上述
【发明内容】
被提供以简化的形式介绍选择的概念，这些概念将在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所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被所附权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0008]图1示出了耦接到发动机的示例燃料系统的示意图。
[0009]图2示出了包括在图1的燃料系统中的直接喷射燃料栗及相关组件。
[0010]图3示出了在提升燃料栗的不同操作模式之间的图形化比较。
[0011]图4示出了随着通过栗的流速在不同压力下增大，提升燃料栗的效率如何变化。
[0012]图5示出了提升燃料栗的示例脉冲能量模式。
[0013]图6示出了提升燃料栗的另一个示例脉冲能量模式。
[0014]图7示出了根据脉冲能量模式用于操作提升燃料栗的方法的流程图。
[0015]图8示出了描述提升燃料栗在不同情形期间的操作的若干图形。
【具体实施方式】
[0016]下面的【具体实施方式】提供了关于提升燃料栗、其相关燃料和发动机系统以及用于激励提升燃料栗以给通过燃料系统的燃料加压的若干控制策略的信息。图1示出了示例直接喷射燃料系统和发动机的简化示意图，而图2示出了图1的直接喷射燃料栗及相关组件的详细视图。图3示出了用于将电流输入至提升燃料栗的两个不同控制方案之间的图形化比较。图4示出了提升燃料栗的效率随通过栗的燃料流速变化而如何变化。图5图形化示出了根据脉冲能量模式操作提升燃料栗的方法，而图6示出了脉冲能量模式的另一个实施例。图7示出了图示说明根据脉冲能量模式操作提升燃料栗的方法的流程图。最后，图8示出了提升燃料栗的示例操作的若干图形。
[0017]贯穿该【具体实施方式】使用的有关术语，向附接喷射器的直接喷射燃料导轨提供加压燃料的较高压力燃料栗或直接喷射燃料栗可以被缩写为DI或HP栗。类似地，将加压燃料从燃料箱提供到DI栗的低压力栗(以大体低于DI栗的压力的压力压缩燃料)或提升燃料栗可以被缩写为LP栗。可以被电激励以允许止回阀操作和停用以打开(或反之亦然)的电磁溢流阀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。
[0018]图1示出了耦接到内燃发动机110的直接喷射燃料系统150，该系统可以被配置为车辆的推进系统的一部分。内燃发动机110可以包含多个燃烧室或汽缸112。燃料能够经由汽缸内直接喷射器120被直接提供到汽缸112。如图1中的箭头所示意性指示的，发动机110还能够接收进气和燃烧的燃料的排出产物。为简单起见，图1中未示出进气和排气系统。发动机110可以包括合适类型的发动机，这包括汽油或柴油发动机。在另一些实施例中，燃烧的燃料可以包括其它各种燃料或不同燃料的组合。
[0019]燃料能够经由喷射器120通过在150处大致指示的直接喷射燃料系统被提供到发动机110。在该特定示例中，燃料系统150包括用于在车辆上存储燃料的燃料存储箱152、低压燃料栗130 (例如，燃料提升栗)、高压燃料栗或直接喷射(DI)栗140、燃料导轨158以及各种燃料通道154和156。在图1中示出的示例中，燃料通道154携带燃料从低压栗130到DI栗140，并且燃料通道156携带燃料从DI栗140到燃料导轨158。由于燃料通道的位置，通道154可以被称为低压燃料通道，而通道156可以被称为高压燃料通道。因此，通道156中的燃料可以表现出比通道154中的燃料更高的压力。在一些示例中，燃料系统150可以包括多于一个燃料存储箱和附加的通道、阀以及用于向直接喷射燃料系统150提供附加功能的其它设备。
[0020]在图1的当前示例中，燃料导轨158可以将燃料分配至多个直接燃料喷射器120中的每个。多个燃料喷射器120中的每个可以定位在发动机110的对应汽缸112中，使得在燃料喷射器120的操作期间，燃料被直接喷射到每个对应的汽缸112中。可替代地(或此外)，发动机110可以包括定位在或接近每个汽缸的进气道的燃料喷射器，使得在燃料喷射器的操作期间，燃料与增压空气一起被喷射到每个汽缸的一个或更多个进气道中。喷射器的这种构造可以是可以包括在燃料系统150中的进气道燃料喷射系统的一部分。在图示说明的实施例中，发动机110包括仅经由直接喷射加注燃料的四个汽缸。然而，应当认识到，发动机可以包括不同数量的汽缸以及进气道燃料喷射和直接燃料喷射的组合。
[0021]低压燃料栗130能够通过控制器170被操作以经由燃料低压通道154向DI栗140提供燃料。低压燃料栗130能够被配置为所谓的燃料提升栗。作为一个示例，低压燃料栗130能够包括电动栗马达，由此横跨栗的压力增量和/或横跨栗的体积流速可以通过改变提供到栗马达的电力而被控制，从而增加或减小马达转速。例如，随着控制器170减小提供到LP栗130的电力，横跨栗的体积流速和/或压力增量可以被减小。可替代地，可以通过增加提供到栗130的电力而增加横跨栗的体积流速和/或压力增量。作为一个示例，能够从车辆(未示出)上的交流发电机或其它能量存储设备获得供应到低压栗马达的电力电功率，由此由控制器170提供的控制系统能够控制用于给低压栗提供动力的电负荷。因此，通过改变提供到低压燃料栗130的电压和/或电流，如在182处所指示的，提供到DI栗140且最终提供到燃料导轨158的燃料的流速和压力可以通过控制器170来调整。下面将参考图3-8进一步详细讨论低压燃料栗130的操作。
[0022]低压燃料栗130可以流体耦接到可以促进燃料传送并维持燃料管线压力的止回阀104。过滤器106可以经由低压通道154流体耦接到出口止回阀104。过滤器106可以移除可以包含在燃料中的能够潜在地损害燃料处理组件的小杂质。通过在过滤器106上游的止回阀104，由于过滤器可以具有实体的大体积，因此低压通道154的柔度可以增加。此夕卜，泄压阀155包括在特定压力差下就位和密封以释放燃料从而限制在154处的燃料压力的球和弹簧机构。孔止回阀157可以与孔159串行放置以允许空气和/或燃料蒸汽渗出提升栗130。如图1所见，止回阀104被取向为使得从DI栗140到低压栗130的燃料回流被充分减少(即，消除)。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以进一步阻止燃料从阀的上游回漏的一系列止回阀。在本文中，上游流动指从燃料导轨158朝向低压栗130行进的燃料流动，而下游流动指从低压栗朝向燃料导轨的标称的燃料流动方向。
[0023]接着，燃料可以从止回阀104被传送到高压燃料栗(S卩，DI栗)140。DI栗140可以将从止回阀104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高于第一水平的第二压力水平。DI栗140可以经由高压燃料管线156向燃料导轨158传送高压力燃料。可以基于车辆的工况而调整DI栗140的操作，以便提供更有效的燃料系统和发动机操作。下面参考图2进一步详细讨论高压DI栗140的组件。
[0024]DI栗140能够通过控制器170被控制以经由高压燃料通道156向燃料导轨158提供燃料。作为一个非限制性示例，DI栗140可以利用流量控制阀、电磁致动的“溢流阀”(SV)或燃料体积调节器(