CN104514658B - 用于怠速运转减小的高压燃料泵控制 - Google Patents

用于怠速运转减小的高压燃料泵控制 Download PDF

Info

Publication number
CN104514658B
CN104514658B CN201410524044.4A CN201410524044A CN104514658B CN 104514658 B CN104514658 B CN 104514658B CN 201410524044 A CN201410524044 A CN 201410524044A CN 104514658 B CN104514658 B CN 104514658B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
pump
voltage
injection
efficiency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410524044.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104514658A (zh
Inventor
R·D·皮尔西弗
P·曾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN104514658A publication Critical patent/CN104514658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104514658B publication Critical patent/CN104514658B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/406—Electrically controlling a diesel injection pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及用于怠速运转减小的高压燃料泵控制。提供了一种用于运行耦接至燃料喷射泵的进气门的电磁阀的方法，其包括基于燃料喷射泵体积效率调整该电磁阀的接通电能。

Description

用于怠速运转减小的高压燃料泵控制
技术领域
本发明涉及用于用于怠速运转(tick)减小的高压燃料泵控制。
背景技术
许多内燃发动机利用汽油直接喷射(GDI)以增加功率效率并在燃料能够被输送至汽缸上变动。GDI燃料喷射器可能需要用于喷射的高压燃料以对更有效的燃烧产生加强的雾化。在许多GDI应用中，高压燃料泵可用于增加输送至燃料喷射器的燃料的压力。高压燃料泵可包括电磁圈致动的“溢流阀”(SV)或燃料量调节器(FVR)，所述FVR可以被致动以控制至高压燃料泵的燃料流。在高压燃料泵的整个运转中，SV的致动可产生噪声/振动/不舒适性(NVH)。
在传统的车辆系统中，利用被认为减小电磁圈电流或“复发(recur)”的方法来降低以上描述的NVH。该复发方法施加预定的低水平电流至SV，该SV刚好足够开始电磁圈的运动，此后供应至SV的电流的水平迅速削减至保持电流。此外，包括基于测量供应至SV的电流的非常高的频率处理速率的复杂的前馈和/或反馈控制策略被利用以测量或确定预定的低水平电流。
发明人在此已经认识到这种方法的潜在问题。即，在一定范围的发动机和燃料系统条件下，存在至SV的预定的低水平电流可能无法可靠地开启SV的打开的风险。此外，具有用于复杂处理的电路的装备动力传动系统控制模块(PCM的)是昂贵的，并且不能用于某些车辆系统的PCM，该PCM基于至SV的供应电流包括非常高的频率处理速率。
发明内容
一种途径至少部分地克服以上问题并实现降低与SV的运行相关的NVH的技术效果，该途径途径包括一种用于操作耦接至直接喷射燃料泵的电磁阀的方法，包括基于燃料喷射泵体积效率调整电磁阀的接通(pull-in)电能。在一个例子中，接通电能的这种调整独立于SV的所感测的电流。以此方式，可能通过提供足够的SV电流至反馈以实现增加的泵体积效率的保持而改善系统性能，同时降低NVH。
在另一实施例中，在直接喷射燃料系统中控制燃料喷射的方法可包括确定耦接至电磁阀的燃料喷射泵的泵体积效率，并响应于确定的泵体积效率，调整施加到电磁阀的一个或多个接通电流分布。
在另一实施例中，车辆系统可包括发动机；燃料系统，其包括耦接至燃料泵的电磁阀，燃料系统直接喷射燃料至发动机内；以及控制器，其包括可执行指令，以基于燃料泵的效率调整电磁阀的阀接通电流缓变率(ramp rate)，其中仅响应于泵体积效率小于阈值泵体积效率执行该调整。
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，所要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后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
图1示出耦接至发动机的示例燃料系统的示意图。
图2示出耦接至图1的燃料系统的高压燃料喷射泵的电磁阀的示意图。
图3示出图1的燃料系统的高压燃料喷射泵的示例进气和输送顺序。
图4示出用于操作耦接至高压燃料喷射泵的电磁阀的示例方法的流程图。
图5示出计算泵体积效率的示例方法的流程图。
图6示出用于操作耦接至高压燃料喷射泵的电磁阀的示例时间轴。
图7示出用于操作耦接至高压燃料喷射泵的电磁阀的示例时间轴。
具体实施方式
图1示出耦接至内燃机110的直接喷射燃料系统100，其可被配置为用于车辆的推进系统。内燃机110可包括多个燃烧室或汽缸112。燃料可经由缸内直接喷射器120被直接地提供至汽缸112。如在图1中示意性地表示，发动机110可接收燃烧的燃料的进气空气和排气产物。发动机110可包括合适的类型的发动机，该发动机包括汽油或柴油发动机。
燃料能够通过一般在150处指示的燃料系统经由喷射器120被提供至发动机110。在这个具体的例子中，燃料系统150包括用于存储在车辆上机载的燃料的燃料存储箱152、较低的压力燃料泵130(例如，燃料提升泵)、较高的压力燃料泵或燃料喷射泵140、燃料轨158，以及各种燃料通道154和156。在图1所示的例子中，燃料通道154携带燃料从较低的压力泵130到燃料喷射泵140，且燃料通道156携带燃料从燃料喷射泵140到燃料轨158。
燃料轨158可将燃料分配至多个燃料喷射器120中的每一个。多个燃料喷射器120中的每一个可定位在发动机110的相应的汽缸112中，使得在燃料喷射器120的运行期间燃料被直接地喷射至每个相应的汽缸112中。替代地(或另外)，发动机110可包括定位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运行期间燃料被喷射至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，应当理解，发动机可包括不同数目的汽缸。
较低的压力燃料泵130可通过控制器170来运行，以经由燃料通道154将燃料提供至燃料喷射泵140。较低的压力燃料泵130可被配置为可以被称为燃料提升泵的泵。作为一个例子，较低的压力燃料泵130可包括电动泵马达，从而通过改变提供至泵马达的电功率可以控制泵两端的压力增加和/或通过泵的体积流率，从而增加或减小马达转速。例如，当控制器170减小提供至泵130的电功率时，可减小体积流率和/或泵两端的压力增加。通过增加提供至泵130的电功率，可增加体积流率和/或泵两端的压力增加。作为一个例子，可以从在车辆上装载的交流发电机或其他储能装置(未示出)获得供应至较低的压力泵马达的电功率，从而控制系统能够控制用于为较低的压力泵供能的电力负荷。因此，通过改变提供至较低的压力燃料泵的电压和/或电流，如在182处所示，通过控制器170可调整提供至燃料喷射泵140并最终到燃料轨的燃料的流率和压力。
低压燃料泵130可流体地耦接至止回阀104以促进燃料输送并维持燃料管路压力。具体地，止回阀104包括球和弹簧机构，其位于并密封在指定的压力差输送燃料的下游。在一些实施例中，燃料系统150可包括流体地耦接至低压燃料泵130的一系列的止回阀，以进一步阻碍燃料泄漏回阀的上游。止回阀104被流体地耦接至过滤器106。过滤器106可除去可能包含在燃料中能够潜在地损害发动机部件的小的杂质。燃料可从过滤器106被输送至高压燃料泵(例如，燃料喷射泵)140。燃料喷射泵140可增加从燃料过滤器接收的从通过低压燃料泵130产生的第一压力水平到比第一水平高的第二压力水平的燃料的压力。燃料喷射泵140可经由燃料管路156输送高压燃料至燃料轨158。燃料喷射泵140将在下面参照图2进一步详细讨论。燃料喷射泵140的运行可基于车辆的工况被调整，以便降低可由车辆操作员主动感知到的噪声/振动/不舒适性(NVH)。用于调整高压燃料喷射泵140的运行以降低NVH的方法将在下面参照图3-5进一步详细讨论。
燃料喷射泵140能够通过控制器170被控制以经由燃料通道156提供燃料至燃料轨158。作为一个非限制性的例子，燃料喷射泵140可利用流量控制阀、电磁圈致动的“溢流阀”(SV)或燃料量调节器(FVR)(在142处示出)以使控制系统能够改变每个泵冲程的有效泵体积。相比于马达驱动的较低的压力燃料泵或燃料提升泵130，燃料喷射泵140可通过发动机110被机械地驱动。燃料喷射泵140的泵活塞144可经由凸轮146接收来自发动机曲轴或凸轮轴的机械输入。以此方式，燃料喷射泵140可根据凸轮驱动的单汽缸泵的原理来运行。
如在图1中所示的，燃料传感器148被布置在燃料提升泵130的下游。燃料传感器148可测量燃料成分且可基于燃料容量或在其感测量内的电介质的摩尔数而运行。例如，基于燃料的容量，可确定(例如，当燃料醇混合物被利用时)在燃料中的乙醇(例如，液态乙醇)的量。燃料传感器148可用于确定燃料的蒸发水平，因为燃料蒸汽比液态燃料在感测量内具有较小摩尔数。因此，当燃料容量减小时，燃料蒸发可被指示。如参照图3-5的更详细所描述的，燃料传感器148可被利用以确定燃料的燃料蒸发水平，使得控制器170可调整提升泵压力以便减少在燃料提升泵130内的燃料蒸发。
此外，在一些例子中，燃料喷射泵140可以作为燃料传感器148被运行以确定燃料蒸发水平。例如，燃料喷射泵140的活塞-缸组件形成充满流体的电容器。因此，活塞-缸组件允许燃料喷射泵140是燃料成分传感器中的电容元件。在一些例子中，燃料喷射泵140的活塞-缸组件可以是系统中的最热的点，使得首先在那儿形成燃料蒸汽。在这样的例子中，燃料喷射泵140可被用作用于检测燃料蒸发的传感器，因为在燃料蒸发发生在系统中的其他任何地方之前可在活塞-缸组件处发生。
如在图1中所示的，燃料轨158包括用于提供燃料轨压力的指示至控制器170的燃料轨压力传感器162。发动机转速传感器164可用于提供发动机转速的指示到控制器170。发动机转速的指示可以用来确定燃料喷射泵140的速度，因为泵140是由发动机110例如经由曲轴或凸轮轴机械地驱动的。排气传感器166可以用于提供排气成分的指示至控制器170。作为一个例子，排气传感器166可以包括通用排气传感器(UEGO)。排气传感器166可被用作通过控制器以调整经由喷射器120输送至发动机的燃料量的反馈。以此方式，控制器170可控制输送到发动机的空气/燃料比至规定的设定值。
此外，控制器170可接收来自其他发动机传感器(如发动机冷却剂温度、发动机转速、节气门位置、绝对歧管压力、排放控制装置温度等)的其他发动机/排气参数信号。更进一步地，控制器170可接收来自在燃料喷射泵140处的噪音传感器145的信号或由燃料喷射泵140的运转而产生的表示NVH水平的SV 142。更进一步地，控制器170可基于从燃料传感器148、压力传感器162、发动机转速传感器164、噪音传感器145以及其他传感器所接收的信号提供反馈控制。例如，控制器170可发送信号以调整电流水平、电流缓变率、燃料喷射泵140的电磁阀(SV)142的脉冲宽度等，从而基于来自燃料传感器148、压力传感器162、发动机转速传感器164，噪音传感器145等的信号调整燃料喷射泵140的运行、燃料压力调节器的燃料压力设定值，和/或燃料喷射量和/或正时。
控制器170可经由燃料喷射驱动器122单独地致动每个喷射器120。控制器170、驱动器122，以及其他合适的发动机系统控制器可以包括控制系统。而驱动器122被示出在控制器170的外部，在其它例子中，控制器170可包括驱动器122或可被配置为提供驱动器122的功能。在这个具体的示例中，控制器170包括电子控制单元，其包括输入/输出装置(I/O)172、中央处理单元(CPU)174、只读存储器(ROM)176、随机存取存储器(RAM)177和保活存储器(KAM)178的一个或更多个。存储介质ROM 176可利用由处理器174可执行的表示非临时性指令的计算机可读数据编程，用于执行以下描述的方法以及被预期但没有被具体列出的其他变量。
如图所示，直接喷射燃料系统100是无回流燃料系统，并且可以是机械无回流燃料系统(MRFS)或电子无回流燃料系统(ERFS)。在MRFS的情况下，燃料轨压力可经由定位在燃料箱152处的压力调节器(未示出)来控制。在ERFS中，压力传感器162可被安装在燃料轨158处以测量相对于歧管压力的燃料轨压力。来自压力传感器162的信号可被反馈至控制器170，其控制驱动器122，驱动器122调制到燃料喷射泵140的电压用于供应正确的燃料压力和燃料流率至喷射器。
虽然未在图1中示出，在其它例子中，直接喷射燃料系统100可包括回流管路，从而来自发动机的过量燃料经由燃料压力调节器通过回流管路返回至燃料箱。燃料压力调节器可与回流管路成直线耦接以调节输送至燃料轨158的燃料至设定值压力。为了调节燃料压力至设定值，燃料压力调节器可经由回流管路返回过量燃料到燃料箱152。应当理解，燃料压力调节器的运行可被调整以改变燃料压力设定值，以适应工况。
图2示出燃料喷射泵140的示例。燃料喷射泵140经由供应至燃料轨118的燃料的进气和输送泵冲程输送燃料至发动机。当未通电时，进气门保持打开且不发生泵送。当通电时，电磁圈占据位置，使得进气门204起止回阀的作用。根据该事件的正时，给定量的泵排量被用于推动给定的燃料量进入燃料轨，因此它起燃料量调节器的作用。因此，电磁圈收缩的角正时可控制有效的泵排量。此外，电磁圈电流应用可影响泵噪声。SV 202包括电磁圈206，其可通过控制器170被电激励以在止动板208的方向上从电磁圈拉开进气门204，以关闭SV202。具体地，控制器170可发送泵信号，其可以被调制以调节SV 202的运行状态(例如，打开或关闭阀)。泵信号的调制可包括调整电流水平、电流缓变率、脉冲宽度、占空比，或另一调制参数。此外，进气门204可被偏置，使得一旦电磁圈206变为断电时，进气门204可以在电磁圈的方向上移动直到其接触有待置于打开状态的进气门210，在所述打开状态中燃料可流入燃料喷射泵140的压力室212。燃料喷射泵140的活塞144的运行可增加在压力室212中的燃料的压力。一旦达到压力设定值，燃料可流过排气门至燃料轨158。
现转至图3，其示出燃料喷射泵140的示例运行顺序300。具体地，在供应到燃料轨158的燃料的进气和输送冲程期间，顺序300示出燃料喷射泵140的运行。顺序300的每个所示的时刻(例如，310、320、330、340)示出燃料喷射泵140的事件或燃料喷射泵140的运行状态的改变。信号正时图302示出泵位置350、用于控制燃料进入燃料喷射泵140的SV施加的电压信号360，以及由施加的压力信号360导致的SV电流370。
在310处，在时刻A开始，当位于上止点(TDC)处的活塞144从压力室212向外推时，燃料喷射泵可以开始进气冲程，并且SV施加的电压(或接通施加的电压)360是在0％的占空比(GND)同时进气门204打开，允许燃料进入压力室212。接着，在时刻B开始的320期间，活塞144到达下止点(BDC)且缩回到压力室212内。在准备燃料输送中，SV施加的电压360的接通脉冲362被启动以关闭进气门204。响应于接通脉冲362，电磁圈电流370开始增加，从而关闭进气门204。在接通脉冲362期间，SV施加的电压360信号可以是100％的占空比，然而，SV施加的电压360信号也可以是小于100％的占空比。此外，接通脉冲362的持续时间、占空比脉冲水平，以及占空比脉冲曲线(例如，方形曲线、斜坡曲线等)可对应于SV、燃料系统、发动机工况等被调整，以便减小接通电流和持续时间，从而在燃料喷射期间降低NVH。通过控制接通电流水平、接通电流持续时间或接通电流曲线，可以控制电磁圈电枢和燃料喷射泵的进气门204之间的相互作用。在320期间还示出，在进气门204完全地关闭之前，在压力室212中的一些燃料可通过进气门204被排出同时活塞144从BDC缩回。
在时间C(时刻330)处，响应于SV施加的电压接通脉冲和增加电磁圈电流370，进气门204完全地关闭。此外，排气门216被打开，允许将燃料从压力室212喷射至燃料轨158中。在340期间的时间C后，SV接通施加的电压360可被设置为大约25％占空比的保持信号364以命令保持电磁圈电流370，以便在燃料输送期间将进气门204维持在关闭的位置。在保持电流占空比结束时，SV施加的电压被减小到接地(GND)，从而降低电磁圈电流370，并且打开进气门204(同时关闭排气门216)以开始另一个燃料进气阶段。此外，可以调整保持信号364的占空比水平和信号持续时间以减小电磁圈电流和NVH。更进一步地，如本文所述，基于燃料喷射泵体积效率，通过降低电流缓变率至SV，由SV的运行而产生的NVH相比于用于调节燃料喷射的控制SV的常规方法可被减小。
现转至图4，其示出用于运行耦接至高压燃料泵的机械电磁阀的示例方法400的流程图。作为一个例子，方法400可以由控制器700执行。方法400在410处开始，在410处可以确定车辆工况(如发动机条件(EOC)、转矩(Tq)、车辆速度(Vs)、电池的电荷状态(SOC)、发动机转速(rmp)等)。接着，方法400继续到420处，在420处确定燃料喷射泵体积效率。
现转至图5，其示出用于计算燃料喷射泵体积效率的示例方法500。方法500通过计算输送至燃料轨158的理论燃料量开始。输送至燃料轨158的理论燃料量可以包括以燃料喷射泵的100％的效率进入燃料轨158的燃料量，并且其可以根据等式(1)确定：
以100％的效率进入轨的燃料量＝(泵冲程数量×泵命令×每个冲程的全部量)(1)
使用等式(1)，在预定的时间段期间(例如在预定数量的泵冲程期间)可以计算以100％的效率进入燃料轨的燃料量。例如，因为直接燃料喷射泵以高频率循环，预定数量的泵冲程可包括多个泵冲程，使得燃料量可被精确地计算。根据泵设计、泵类型和/或泵运行，每个冲程的全部量可以是预定的。
接着，方法500在520处继续，在502处其根据等式(2)计算喷射至发动机的实际燃料量：
喷射的燃料量＝∑i[喷射的期望的燃料质量×燃料密度] (2)
在等式(2)中，喷射的期望的燃料质量乘以燃料密度得到喷射的期望的燃料量，其将全部i个喷射器/汽缸上的相加以确定喷射至发动机的总燃料量。为了一致，等式(2)在同一时间段上或如等式(1)的相同数量的泵冲程上计算。
方法500然后在530处继续，在530处根据等式(3)可以确定由泵送至燃料轨158的燃料引起的燃料轨压力增加：
燃料轨压力增加＝进入燃料轨的净燃料量×等效弹性模量(effective modulus) (3)
可替代地，燃料轨压力增加可通过等式(3a)中所示的关系表示：
此处进入燃料轨的净燃料量可在根据等式(1)输送至燃料轨的理论燃料量乘以泵体积效率和根据等式(2)的喷射至发动机内的燃料量之间的差确定。等效弹性模量表征对于输送至燃料轨内的净燃料量的给定量在燃料轨处的压力增加。等效弹性模量可取决于燃料轨设计(例如，结构的体积、材料等)、燃料成分、燃料系统条件(温度、压力等)等。例如，典型的等效弹性模量可以是1.5MPa/0.25cc的燃料，并且典型的体积弹性模量可以是1.5MPa。根据等式(4)，可以计算进入燃料轨的净燃料量：
进入轨的净燃料量＝(进入轨的燃料量@100％效率×泵体积效率)-喷射的燃料量 (4)
因此，将等式(1)和(2)代入(3)得到等式(5)：
燃料轨压力增加＝((进入轨的燃料量@100％效率×泵体积效率)-喷射的燃料量)×等效弹性模量 (5)
接着，方法500根据等式(6)和(7)通过求解等式(5)确定540处的泵体积效率：
因此，根据等式(7)，可以从测量的量来计算泵体积效率。
现返回至方法400，在根据方法500和等式(7)确定燃料喷射泵体积效率后，方法400在430处继续，在430处其判定燃料喷射泵体积效率是否小于阈值燃料喷射泵体积效率，EffTH。如果燃料喷射泵体积效率小于EffTH，则在440处控制器170可以以预定的速率增加SV的接通电能水平。在一个实施例中，控制器170可调整电磁圈接通的SV电能水平。例如，调整电能水平可以包括通过调整电磁圈接通施加的电压的水平(例如，占空比)或持续时间来调整电磁圈接通电流。此外，仅响应于燃料喷射泵体积效率小于EffTH，用于电线圈接通的接通电能水平可以以预定的速率被调整。此外，SV接通电能可被调整至更高的预定水平或更陡的曲线。然而，相比于常规的SV控制方法，对SV接通电能的调整可被减小或限制，以便降低SV运行期间的NVH。例如，降低电磁圈接通施加的电压的占空比和/或持续时间可减小SV的接通电流缓变率，使得在预定数量的泵冲程上电流缓变率变化小于预定的量，并且可以减小运转在SV处的NVH的数量和/或严重程度。以此方式，反馈控制策略可以维持用于实现与SV运行相关联的NVH降低的目标喷射泵体积效率，同时维持用于车辆可驾驶性、可操作性等的期望的燃料喷射。
更进一步地，根据等式(1)至(7)，通过基于从测量的量而确定的所计算的泵体积效率控制SV运行，用于控制燃料喷射的SV的反馈控制可以在没有复杂的前馈或反馈控制处理和复杂的控制电路的情况下被执行，同时降低与SV运行相关的NVH。
返回至方法400，如果在430处，燃料喷射泵体积效率不小于EffTH，方法400在434处继续，在434处SV接通电能以预定的速率减小。在一个实施例中，控制器170可调整用于电磁圈接通的SV电能水平。例如，调整电能水平可包括通过调整电磁圈接通施加的电压的水平(例如，占空比)或持续时间来调整电磁圈接通电流。此外，SV接通电能可被调整以改变SV接通电流到较低的预定水平或调整以影响渐进的接通电流分布。具体地，相比于常规的SV控制方法，对SV接通电能的调整可被减小或限制以便降低SV运行期间的NVH。例如，降低电磁圈接通施加的电压的占空比和/或持续时间可减小SV的接通电流缓变率，使得在预定数量的泵冲程上电流缓变率变化小于预定的量，并且可减小运转在SV处的NVH的数量和/或严重程度。在另一例子中，SV保持信号的占空比和/或持续时间可被减小。因此，反馈控制策略可维持用于实现与SV运行相关的NVH降低的目标喷射泵体积效率，同时维持用于车辆可驾驶性、可操作性等的期望的燃料喷射。
更进一步地，根据等式(1)至(7)，通过基于从测量的量而确定的所计算的泵体积效率控制SV运行，用于控制燃料喷射的SV的反馈控制可以在没有复杂的前馈或反馈控制处理和复杂的控制电路的情况下被执行，同时降低与SV运行相关的NVH。
在434之后，方法400在436处继续，在436处可以恢复标准的燃料喷射系统控制。在440和436之后，方法400结束。
以此方式，用于运行耦接至燃料喷射泵的进气门的电磁阀的方法可以包括基于燃料喷射泵体积效率调整电磁阀的接通电能。调整可仅响应于燃料喷射泵体积效率小于阈值燃料喷射泵体积效率而被执行。此外，调整接通电能可以包括响应于燃料喷射泵体积效率小于阈值燃料喷射泵体积效率，增加电磁阀的接通电能缓变率。更进一步地，调整接通电能可包括增加电磁阀的接通施加的电压占空比。更进一步地，调整接通电能可包括增加电磁阀的接通施加的电压持续时间。更进一步地，该调整可以独立于电磁阀电流的反馈而被执行。更进一步地，基于电磁阀接通电流缓变率调整可以独立于前馈控制而被执行。
燃料喷射泵体积效率可基于命令的泵体积、喷射量，以及燃料轨中的压力变化而被计算。此外，泵体积效率可基于进入燃料轨的净燃料量和喷射的燃料量之和而被计算。
以此方式，在直接喷射燃料系统中控制燃料喷射的方法可包括确定耦接至燃料量调节器的燃料喷射泵的泵体积效率，以及响应于确定的燃料泵体积效率，调整燃料量调节器的阀接通电流曲线。响应于计算的泵体积效率大于阈值泵体积效率，调整阀接通电流曲线可包括减小阀接通电流缓变率。此外，响应于计算的泵体积效率小于阈值泵体积效率，调整阀接通电流曲线可包括增加阀接通电流缓变率。泵体积效率可基于由燃料喷射泵泵送的期望的燃料量和由燃料喷射泵泵送的实际的燃料量被计算。此外，泵送的实际的燃料是基于喷射的燃料量和在预定数量的泵冲程上燃料轨压力变化。
现转至图6，其示出用于车辆系统的示例时间轴600，该车辆系统包括SV或燃料量调节器(FVR)，以及基于燃料喷射泵体积效率用于控制FVR运行的控制器。时间轴600包括用于燃料喷射泵体积效率610的趋势线，以及FVR输入电流缓变率630。时间轴600在616处还描述阈值泵体积效率EffTH。
在t1之前，燃料喷射泵体积效率610大于EffTH，并且FVR输入电流缓变率不是通过控制器170来调整。在t1处，燃料喷射泵体积效率610下降到低于EffTH 616。作为响应，控制器170开始增加FVR输入电流缓变率630。在一个例子中，输入电流缓变率可包括接通电流缓变率。在t1和t2之间，响应于FVR输入电流缓变率630增加，燃料喷射泵体积效率610逐渐地增加。在t2处，燃料喷射泵体积效率超过EffTH 616。因此。控制器170减小FVR输入电流缓变率630。虽然在图6中未示出，如参照图4-5所述，当泵体积效率大于EffTH时，SV接通电能也可被调整。例如，当泵体积效率大于EffTH时，SV接通电能可通过减小接通占空比或持续时间被调整，以便减小接通电流缓变率，从而降低与燃料喷射相关的NVH。
现转至图7，其示出用于运行耦接至高压燃料喷射泵的电磁阀的示例时间轴700。耦接至燃料喷射泵的电磁阀可被包括在包括SV或燃料量调节器(FVR)，和基于燃料喷射泵体积效率用于控制FVR运行的控制器的车辆系统中。时间轴700包括用于燃料喷射泵体积效率710、SV施加的电压720、SV电流730，以及泵位置740的趋势线。时间轴700还描述了在716处的阈值泵体积效率EffTH。
时间轴700描述SV运行的三个示例时刻：在t1处，泵体积效率大于EffTH；在t2处，泵体积效率小于EffTH；以及在t3处，泵体积效率约等于EffTH。
相应地，在时刻t1处，在燃料喷射期间，泵位置740从BDC移向TDC(如图所示从t1到t1a)以关闭进气门204，并且SV接通施加的电压水平(例如，占空比)722a和SV接通施加的电压持续时间722b均处在相对较低的水平。作为响应，SV电流接通曲线(例如，缓变率)732a可以相对较低，表现出较慢的变化速率。在时刻t1a处，进气门204关闭且在t1a之后，保持信号可通过控制器施加以维持燃料喷射期间的进气门204关闭。由于泵体积效率大于EffTH，则SV保持施加的电压水平(例如，占空比)722d和SV保持施加的电压持续时间722c也可被设置为相对较低的水平。作为响应，SV电流保持曲线732b可以相对较低，表现出较慢的变化速率。
在时刻t2处，响应于泵体积效率小于EffTH，在燃料喷射期间，泵位置740从BDC移向TDC(如图所示从t2到t2a)以关闭进气门204，SV接通施加的电压水平(例如，占空比)724a和SV接通施加的电压持续时间724b均处在相对较高的水平。作为响应，SV电流接通曲线(例如，缓变率)734a可以相对较高，表现出较快的变化速率。在时刻t2a处，进气门204关闭且在t2a之后，保持信号可通过控制器施加以维持燃料喷射期间进气门204关闭。由于泵体积效率小于EffTH，则SV保持施加的电压水平(例如，占空比)724d和SV保持施加的电压持续时间724c也可被设置为相对较高的水平。作为响应，SV电流保持曲线734b可以相对较高，表现出较快的变化速率。
在时刻t3处，响应于泵体积效率约等于EffTH，在燃料喷射期间，因为泵位置740从BDC移向TDC(如图所示从t3到t3a)以关闭进气门204，所以SV接通施加的电压水平(例如，占空比)726a和SV接通施加的电压持续时间726b均处在相对中等水平。作为响应，SV电流接通曲线(例如，缓变率)736a可以相对缓和，表现出更加缓和的变化速率。在时刻t3a处，进气门204关闭且在t3a之后，保持信号可通过控制器施加以维持燃料喷射期间进气门204关闭。由于泵体积效率约等于EffTH，SV保持施加的电压水平(例如，占空比)726d和SV保持施加的电压持续时间724c也可被设置为相对中等的水平。作为响应，SV电流保持曲线736b可以相对是中等的，表现出更加缓和的变化速率。
在图7中，虽然SV接通施加的电压占空比722a、724a和726a以及SV保持施加的电压占空比722d、724d和726d分别被示为近似相等，在一些例子中，SV接通施加的电压占空比可不同于SV保持施加的电压占空比。
以此方式，车辆系统可包括发动机；燃料系统，其包括耦接至燃料泵的电磁阀，燃料系统直接喷射燃料至发动机中；以及控制器，其包括可执行的指令以调整基于燃料泵的效率的电磁阀的阀接通电流缓变率，其中调整仅响应于泵体积效率小于阈值泵体积效率而被执行。控制器可进一步包括可执行的指令以响应于泵体积效率小于阈值泵体积效率而增加阀接通电流缓变率。此外，控制器还可包括可执行的指令以调整独立于阀接通电流的反馈和阀接通电流缓变率的阀接通电流缓变率。更进一步地，控制器还可包括可执行的指令以调整独立于阀接通电流的前馈和阀接通电流缓变率的阀接通电流缓变率。更进一步地，燃料系统可以包括机械无回流燃料系统或电子无回流燃料系统。
注意，本文所包括的示例性控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以被存储为非临时性存储器中的可执行指令。本文所描述的具体的程序可以表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务和多线程等的任意数量的处理策略中的一个或多个。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以以示出的顺序执行、并行执行或在某些情况下省略的执行。类似的，处理的次序不是实现本文所描述的示例性实施例的特征和优点所必须需要的，但是为了易于说明和描述而提供此次序。所描述的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以取决于正在使用的具体策略而重复执行。进一步地，所述的动作、操作和/或功能可以图形化地表示有待编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。
将认识到，本文中所公开的配置和程序在本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文中所公开的各种系统和配置，以及其它特征、功能和/或性质的所有新颖的且非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求具体指出被认为是新颖的且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当理解，这样的权利要求包括纳入一个或更多个这样的元件，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。在本申请或相关的申请中，通过修改本权利要求或提出新权利要求，所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以被要求保护。这样的权利要求，无论是比原权利要求范围更宽、更窄、等同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于运行耦接至燃料喷射泵的进气门的电磁阀的方法，其包括：
基于燃料喷射泵体积效率，调整所述电磁阀的接通电能，包括调整所述电磁阀的接通所施加的电压占空比水平以及所述占空比的接通所施加的电压持续时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整仅响应于所述燃料喷射泵体积效率小于阈值燃料喷射泵体积效率而被执行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述接通电能包括响应于所述燃料喷射泵体积效率小于阈值燃料喷射泵体积效率，增加所述电磁阀的接通电流缓变率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述接通电能包括响应于所述燃料喷射泵体积效率小于阈值燃料喷射泵体积效率，增加所述电磁阀的接通所施加的电压占空比。
5.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述接通电能包括响应于所述燃料喷射泵体积效率小于阈值燃料喷射泵体积效率，增加所述电磁阀的接通所施加的电压持续时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料喷射泵体积效率基于命令的泵体积、喷射量，以及在燃料轨中的压力变化而被计算。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述燃料喷射泵体积效率基于进入燃料轨的净燃料量和喷射的燃料量之和而被计算。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整独立于电磁阀电流的反馈而被执行。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整基于电磁阀接通电流缓变率独立于前馈控制而被执行。
10.一种在直接喷射燃料系统中控制燃料喷射的方法，其包括：
确定耦接至电磁阀的燃料喷射泵的泵体积效率，并且响应于所述确定的泵体积效率，调整所述电磁阀的接通所施加的电压占空比水平和接通所施加的电压持续时间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中调整所述接通所施加的电压占空比水平和所述接通所施加的电压持续时间包括响应于计算的泵体积效率大于阈值泵体积效率，减小所述电磁阀的所述接通所施加的电压占空比水平和所述接通所施加的电压持续时间。
12.根据权利要求10所述的方法，其中调整所述接通所施加的电压占空比水平和所述接通所施加的电压持续时间包括响应于计算的泵体积效率小于阈值泵体积效率，增加所述接通所施加的电压占空比水平和所述接通所施加的电压持续时间。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述泵体积效率基于由所述燃料喷射泵泵送的期望的燃料量和由所述燃料喷射泵泵送的实际的燃料量而被计算。
14.根据权利要求13所述的方法，其中泵送的所述实际的燃料量基于所喷射的燃料量和在预定数量的泵冲程上的燃料轨压力变化。
15.一种车辆系统，其包括：
发动机；
燃料系统，其包括耦接至高压燃料泵的电磁阀，所述燃料系统直接喷射燃料至所述发动机中，所述燃料系统进一步包括低压燃料泵；和
控制器，其包括可执行的指令以：
基于所述高压燃料泵的效率，调整所述电磁阀的占空比的阀接通电流的电压水平和电压持续时间，其中所述调整仅响应于高压燃料泵体积效率小于阈值泵体积效率而被执行。
16.根据权利要求15所述的车辆系统，其中所述控制器还包括可执行的指令以响应于所述燃料泵体积效率小于所述阈值泵体积效率而增加所述阀接通电流的所述电压水平和所述电压持续时间。
17.根据权利要求15所述的车辆系统，其中所述控制器还包括可执行的指令以独立于所述阀接通电流的反馈和所述阀接通电流的缓变率而调整所述阀接通电流的所述电压水平和所述电压持续时间。
18.根据权利要求15所述的车辆系统，其中所述控制器还包括可执行的指令以独立于所述阀接通电流的前馈和所述阀接通电流的缓变率而调整所述阀接通电流的所述电压水平和所述电压持续时间。
19.根据权利要求15所述的车辆系统，其中所述燃料系统包括机械无回流燃料系统。
20.根据权利要求15所述的车辆系统，其中所述燃料系统包括电子无回流燃料系统。
CN201410524044.4A 2013-10-01 2014-10-08 用于怠速运转减小的高压燃料泵控制 Active CN104514658B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/042,971 US10718301B2 (en) 2013-10-01 2013-10-01 High pressure fuel pump control for idle tick reduction
US14/042,971 2013-10-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104514658A CN104514658A (zh) 2015-04-15
CN104514658B true CN104514658B (zh) 2019-04-26

Family

ID=52673390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410524044.4A Active CN104514658B (zh) 2013-10-01 2014-10-08 用于怠速运转减小的高压燃料泵控制

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10718301B2 (zh)
CN (1) CN104514658B (zh)
DE (1) DE102014219459A1 (zh)
RU (1) RU153008U1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2532252A (en) * 2014-11-13 2016-05-18 Gm Global Tech Operations Llc A fuel injection system of an internal combustion engine
US9429097B2 (en) 2014-12-04 2016-08-30 Ford Global Technologies, Llc Direct injection pump control
JP6710045B2 (ja) * 2015-12-25 2020-06-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧燃料供給ポンプの制御方法およびそれを用いた高圧燃料供給ポンプ
KR101807024B1 (ko) * 2016-03-25 2018-01-10 현대자동차 주식회사 밸브 제어 장치 및 이를 이용한 밸브 제어 방법
KR101877299B1 (ko) * 2016-04-07 2018-07-11 (주)모토닉 고압연료펌프용 유량제어밸브의 제어장치 및 제어방법
US9995237B2 (en) * 2016-11-16 2018-06-12 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for operating a lift pump
FR3060657B1 (fr) * 2016-12-15 2020-12-25 Continental Automotive France Procede d'estimation d'un point mort haut pour une pompe haute pression d'un systeme d'injection de carburant dans un moteur de vehicule automobile
IT201700035919A1 (it) * 2017-03-31 2018-10-01 Bosch Gmbh Robert Gruppo pompa per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna e metodo di funzionamento di tale gruppo
US10378501B2 (en) * 2017-12-07 2019-08-13 GM Global Technology Operations LLC Systems and method for performing prognosis of fuel delivery systems using solenoid current feedback
FR3092143B1 (fr) * 2019-01-28 2022-02-25 Continental Automotive Procédé de détermination d’une quantité de carburant injecté dans un moteur à combustion interne
CN113047975B (zh) * 2021-03-23 2023-06-09 无锡威孚高科技集团股份有限公司 一种柴油机燃油系统中电控泄压阀的控制方法
US20240077044A1 (en) * 2022-09-07 2024-03-07 Woodward, Inc. Methods and systems for motor-driven metering pump

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5816228A (en) * 1997-02-19 1998-10-06 Avl Powertrain Engineering, Inc. Fuel injection system for clean low viscosity fuels
CN101403358A (zh) * 2007-10-04 2009-04-08 福特环球技术公司 一种基于容积效率的提升泵的控制方法
CN101424234A (zh) * 2007-11-02 2009-05-06 福特环球技术公司 用于双泵直接喷射燃料系统的提升泵控制
CN101749158A (zh) * 2008-12-08 2010-06-23 福特环球技术公司 用于减少怠速噪响的高压燃料泵控制

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7624720B1 (en) 2008-08-01 2009-12-01 Ford Global Technologies, Llc Variable set point fuel pressure regulator
US9188074B2 (en) * 2012-12-03 2015-11-17 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector control system and component for piecewise injector signal generation
US9303583B2 (en) * 2014-01-14 2016-04-05 Ford Global Technologies, Llc Robust direct injection fuel pump system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5816228A (en) * 1997-02-19 1998-10-06 Avl Powertrain Engineering, Inc. Fuel injection system for clean low viscosity fuels
CN101403358A (zh) * 2007-10-04 2009-04-08 福特环球技术公司 一种基于容积效率的提升泵的控制方法
CN101424234A (zh) * 2007-11-02 2009-05-06 福特环球技术公司 用于双泵直接喷射燃料系统的提升泵控制
CN101749158A (zh) * 2008-12-08 2010-06-23 福特环球技术公司 用于减少怠速噪响的高压燃料泵控制

Also Published As

Publication number Publication date
US20150090227A1 (en) 2015-04-02
CN104514658A (zh) 2015-04-15
US10718301B2 (en) 2020-07-21
DE102014219459A1 (de) 2015-04-02
RU153008U1 (ru) 2015-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104514658B (zh) 用于怠速运转减小的高压燃料泵控制
RU2710442C2 (ru) Способ (варианты) и система впрыска топлива с постоянным и переменным давлением
EP2848794B1 (en) High-pressure fuel pump control apparatus for an internal combustion engine
RU2702953C2 (ru) Способ (варианты) и система управления всасывающим насосом
RU2713978C2 (ru) Способ (варианты) двойного впрыска топлива
CN103291466B (zh) 用于发动机控制的方法和系统
RU2706872C2 (ru) Способ (варианты) и система для впрыска топлива при постоянном и переменном давлении
US9970379B2 (en) Methods and systems for fuel rail pressure relief
RU2717863C2 (ru) Способ (варианты) и система для двойного впрыска топлива
US10823105B2 (en) Methods and systems for high pressure fuel pump cooling
CN106368831B (zh) 用于双喷射燃料系统的方法和系统
CN110439700A (zh) 用于可变排量发动机的双燃料系统的系统和方法
CN106285988A (zh) 用于进气道燃料喷射控制的方法和系统
RU2681554C2 (ru) Способ для топливной системы и топливная система (варианты)
CN104141542A (zh) 用于操作直接喷射燃料泵的系统和方法
CN105909413B (zh) 用于运行具有停止-起动系统的内燃发动机的共轨喷射设备的方法
CN104696040A (zh) 高压燃料泵的占空比的自适应获悉
CN106368836A (zh) 用于操作双燃料喷射系统的方法
CN104033228A (zh) 冷却发动机活塞的系统和方法
US10844819B2 (en) Control strategy for engine operation

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant