用于燃料系统控制的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开大体涉及内燃发动机中的燃料系统。
【背景技术】
[0002]提升栗控制系统可用于各种燃料系统控制目的。这些可包括例如蒸汽管理、喷射压力控制、温度控制以及润滑。在一个示例中，提升栗将燃料供应至高压燃料栗，该高压燃料栗将高喷射压力提供给内燃发动机中的直接喷射器。高压燃料栗可通过将高压燃料供应至燃料轨而提供高喷射压力，其中直接喷射器耦接至燃料轨。燃料压力传感器可被设置在燃料轨中以能够测量燃料轨压力，发动机运行(诸如燃料喷射)的各个方面可以基于该测量。
[0003]然而，本文发明人已经认识到此类系统的潜在问题。提升栗压力传感器可劣化。尤其，在读取比实际呈现的压力要高的压力时它们可在射程内(in-range)失效。结果，响应于压力传感器输出读数虚高(false high)，闭环压力控制系统可使栗送电压下降。较低的提升栗电压具有相应的提升栗压力下降。尤其，提升栗压力可下降低于燃料蒸汽压力。因为提升栗压力与下游高压燃料栗的入口压力相同，提升栗压力下降低于燃料蒸汽压力导致高压燃料栗吸入燃料蒸汽。高压燃料栗的栗入口处的燃料蒸汽的出现能够导致燃料轨压力的急剧下降，从而造成发动机失速(stall)。
【发明内容】
[0004]在一个示例中，可通过一种方法解决上述问题，该方法包括:响应于提升栗下游和高压栗上游的提升栗压力传感器，调节燃料提升栗运行；以及当命令的提升栗电压低于最小提升栗电压时，以最小提升栗电压运行提升栗。以这种方式，在所有栗工况下，可以维持提升栗下游的至少最小压力。
[0005]在一个示例中，燃料系统包括用于将燃料从燃料箱递送至高压燃料栗的提升栗。高压燃料栗可耦接至将燃料递送至汽缸直接燃料喷射器的燃料轨。提升栗主要可在持续功率模式下运行。其中，基于满足燃料加注需求所需的燃料压力和燃料流率，可以确定施加至提升栗的电压(或速度、电流、占空比、扭矩或功率)。例如，随着命令的燃料压力增加，命令和栗压力也可增加，并且同样地，随着命令的燃料压力降低，命令的栗电压也可降低。然而，可施加最小削波(minimum clip)到栗电压以增强最小提升栗压力。基于燃料蒸汽压力和燃料流率可以确定最小压力和对应的最小栗电压。也就是，如果命令的栗电压低于最小栗电压，则控制器可超控命令的栗电压并且用施加最小栗电压替代。因为用PID控制器的闭环方式控制提升栗压力，所以在削波期间，积分项可暂时地冻结或重置(例如，重置为零)。提升栗可额外地以脉冲工作模式运行，其中基于提升栗压力传感器所估计的提升栗压力调节提升栗电压。然而，通过在命令的栗电压较低时的条件期间施加最小栗电压，降低了在高压栗的入口处产生燃料蒸汽的可能。进而，这降低了频繁提升栗脉冲调制的需要。
[0006]以这种方式，低电压削波被施加至提升栗命令以确保燃料系统始终生成最小压力。这样，这确保栗系统的基本功能。通过增强提升栗上的最小电压，其为命令的提升栗压力的函数，闭环控制器可考虑栗劣化。另外，即使在提升栗压力传感器输出不可靠时的条件期间，改进燃料系统运行。总体上，由于高压燃料栗入口处的蒸汽压力的摄取(ingest1n)所致的发动机失速被减少。此外，通过降低频繁的提升栗脉冲调制需要，降低了燃料系统能量消耗。
[0007]应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在【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基本特征，要求保护的主题的范围由随附于【具体实施方式】的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是示出示例发动机的原理图。
[0009]图2不出直接喷射发动机系统。
[0010]图3示出图示作为提升栗压力的函数的提升栗电压的图形。
[0011]图4示出根据本公开的提升栗电压命令的闭环控制的示例性方框图。
[0012]图5示出图示用于调节燃料系统提升栗的栗命令以至少维持提升栗下游和高压燃料栗上游的最小压力的程序的流程图。
[0013]图6示出根据本公开的燃料系统的运行以减少高压燃料栗入口处的燃料蒸汽产生的曲线图。
[0014]图7示出在燃料轨压力传感器故障之前和之后的栗压力行为。
【具体实施方式】
[0015]如图1-2所示，提供用于改进具有燃料系统的发动机内的闭环提升栗压力控制的方法和系统，在燃料系统中低压(LP)燃料提升栗从燃料箱中抽吸加压的燃料并且将加压的燃料供应至高压(HP)燃料栗。高压燃料栗可将加压的燃料的压力进一步上升至足以将燃料直接喷射至发动机汽缸的水平。提升栗电压可经命令提供所需提升栗压力，如图3所示。为了减少燃料加注误差以及因来自提升栗压力传感器的虚高输出所引起的可能的发动机失速，控制器可在闭环燃料栗输出控制期间削波较低端上的命令的提升栗电压(图4)。例如，控制器可经配置执行程序，诸如图5的程序，以在命令的提升栗电压低于最小栗电压时的条件期间施加最小栗电压。结果，提升栗压力和高压燃料栗入口压力可被维持在燃料蒸汽压力之上。参考图6示出示例性提升栗电压调节。图7示出由燃料轨压力传感器故障所致的栗压力的示例性变化。以这种方式，减少了发动机失速。
[0016]图1是示出示例性发动机10的原理图，该发动机可被包括于汽车的推进系统内。示出的发动机10具有四个汽缸30。然而，根据本公开可以使用其他数量的汽缸。发动机10至少部分地由包括控制器12的控制系统以及来自经由输入装置130的车辆操作员132的输入来控制。在该示例中，输入装置130包括用于产生成比例的踏板位置信号PP的加速器踏板和踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如，汽缸)30可包括燃烧室壁，活塞(未示出)被放置在燃烧室壁内。活塞可被耦接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统(未示出)被耦接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动电动机可经由飞轮被耦接至曲轴40以实现发动机10的起动操作。
[0017]燃烧室30可经由进气道42接收来自进气歧管44的进气空气，并且可经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管46能够经由各自的进气门和排气门(未示出)与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
[0018]燃料喷射器50被示出直接耦接至燃烧室30，以用于按与从控制器12所接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射至燃烧室30。以这种方式，燃料喷射器50提供所谓的将燃料喷射至燃烧室30的燃料的直接喷射。例如，燃料喷射器可被安装在燃烧室的一侧或燃烧室的顶部。燃料可通过包括燃料箱、燃料栗和燃料轨的燃料系统(未示出)被递送至燃料喷射器50。以下参考图2描述可以结合发动机10采用的示例性燃料系统。在一些实施例中，燃烧室30可可选地或额外地包括燃料喷射器，该燃料喷射器被布置在如下配置的进气歧管44内，即该配置提供了所谓的将燃料喷射至每个燃烧室30上游的进气道的燃料的进气道喷射。
[0019]进气道42可包括分别具有节流板22和24的节气门21和23。在这种具体示例中，可以通过控制器12经由被提供至被包括在节气门21和23内的致动器的信号来改变节流板22和24的位置。在一个示例中，致动器可以是电致动器(例如，电动马达)，一种通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置。以这种方式，节气门21和23可以被操作以改变被提供给其他发动机汽缸当中的燃烧室30的进气空气。节流板22和24的位置可通过节气门位置信号TP被提供给控制器12。进气道42还可包括质量空气流量传感器120、歧管空气压力传感器122和节气门入口压力传感器123，这些传感器用于向控制器12提供各自的MAF (质量空气流)和MAP (歧管空气压力)信号。
[0020]排气道48可接收来自汽缸30的排气。排气传感器128被示出耦接至涡轮机62和排放控制装置78上游的排气道48。例如，可从各种合适的传感器中选择传感器128以提供排气空燃比的指示，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EG0、N0x、HC或者CO传感器。排放控制装置78可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他的排放控制装置或者他们的组合。
[0021]可以通过位于排气道48中的一个或多个温度传感器(未示出)测量排气温度。可选地，可以基于诸如速度、负荷、AFR、火花延迟等的发动机工况来推断排气温度。
[0022]控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/O) 104、在这个具体示例中被示为只读存储芯片(ROM) 106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110和数据总线。控制器12可以接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除了之前讨论的那些信号外，还包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)，其被示意性地示出位于发动机10内的一个位置中；来自耦接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自(如所讨论的)节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自(如所讨论的)传感器122的绝对歧管压力信号MAP。可以通过控制器12由信号PIP产生发动机转速信号RPM。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可被用于提供对进气歧管44内的真空或压力的指示。注意，可以使用上述传感器的各种组合，诸如不带MAP传感器的MAF传感器，或者反之亦然。在化学计量比操作期间，MAP传感器能够给出发动机扭矩的指示。此外，这种传感器连同检测到的发动机转速能够提供对引入汽缸中的充气(包括空气)的估计。在一个示例中，传感器118 (也被用作发动机转速传感器)可以在曲轴40的每次回转产生预定数量的等距脉冲。在一些示例中，储存介质只读存储器106可使用计算机可读数据编程，该可读数据代表由处理器102可执行的指令，用于执行以下所述方法以及预期但未具体列出的其他