CN104895679B - 直接喷射燃料泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直接喷射燃料泵。提供用于直接喷射燃料泵的方法和系统。所述方法和系统控制压缩室内的压力，从而改善燃料泵润滑。

Description

直接喷射燃料泵

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请是2013年3月14日提交的“DIRECT INJECTION FUEL PUMP (直接喷射燃料泵)”的美国专利申请No.13/830,022的部分继续，其要求 2013年2月12日提交的“DIRECTINJECTION FUEL PUMP(直接喷射燃料泵)”的美国临时专利申请No.61/763,881的优先权，出于所有目的，将其全部内容通过引用纳入本文。

背景技术

车辆的燃料系统可以在车辆运转的过程期间供应变化量的燃料给发动机。在一些状况期间，不向发动机喷射燃料，但是维持向发动机供应燃料的燃料轨道中的燃料压力，从而能够重新开始燃料喷射。例如，在车辆减速期间，可以通过停用燃料喷射器来停止到一个或更多个发动机汽缸的燃料流量。如果在到一个或更多个汽缸的燃料流量终止之后，发动机扭矩需求增加，那么燃料喷射被重新激活并且发动机恢复向车辆传动系提供正扭矩。然而，如果经由直接燃料喷射器和高压燃料泵向发动机供应燃料，那么当通过高压泵的燃料流量停止同时燃料喷射器被停用时，高压泵会退化。具体地，当高压泵不运转时，泵的润滑和冷却会减弱，由此导致泵退化。除了减速外，直接喷射燃料系统可以周期性地终止运转，因为不同组的燃料喷射器正向发动机供应燃料(如可以是双燃料发动机的情况)。而且，如果电动马达正处理车辆的扭矩需求，那么燃料喷射会在该运转模式期间终止。

发明内容

本文发明人已经认识到，可以通过一种运转直接喷射燃料泵的方法来至少部分地解决上面提到的问题，该方法包含：在直接喷射燃料泵压缩冲程期间，将直接喷射燃料泵的压缩室中的压力调节到受限压力，该压力大于活塞的低压侧上的压力。这种压力限制值可以是向直接喷射燃料泵供应燃料的低压泵的输出压力。此外，提供另一种运转直接喷射燃料泵的方法，该方法包含：当直接喷射燃料泵的入口处的电磁启动止回阀在直接喷射燃料泵压缩冲程期间被命令为通过状态(pass-through) 时，位于电磁启动止回阀上游的蓄积器与直接喷射燃料泵的压缩室流体连通，蓄积器将容积添加到直接喷射燃料泵的间隙容积(clearance volume)。

通过调节直接喷射燃料泵的压缩室中的压力，在停止从直接喷射燃料泵流出到燃料喷射器的流量被停止时，润滑直接喷射燃料泵的汽缸和活塞可以是可能的。具体地，可以提供跨越直接喷射燃料泵的活塞的燃料压力差，以允许燃料流入活塞/筒体间隙，并润滑区域。另外，压缩室中的压力小于燃料轨道中的压力，因此不存在从直接喷射燃料泵到燃料轨道的流量。以此方式，活塞可以在低速率退化且不向发动机供应燃料的情况下继续在直接喷射燃料泵内往复运动。

本描述可以提供若干优点。具体地，该方法可以改善燃料泵润滑并降低燃料泵退化。附加地，压缩室中的压力能够被调节到比低压燃料泵压力更高的压力，使得发动机运转可以在直接喷射燃料泵退化的状况下得以改善。进一步，该方法可以以低成本和低复杂性应用。仍然进一步，该方法可以减少燃料泵噪声，因为当到发动机的燃料流量被停止时，直接喷射燃料泵的入口处的电磁启动止回阀可以被停用。附加地，直接喷射燃料泵和燃料系统的若干实施例在下面具体实施方式中提供，所述直接喷射燃料泵和燃料系统包括蓄积器、止回阀以及可以产生更好泵性能同时减轻由于泵润滑不足引起的问题(诸如由泵回流、噪声污染和泵退化)的其他部件和更改。将止回阀和蓄积器添加到燃料系统可以减小与泵回流相关的不利影响，诸如系统的增加的应力以及不必要地增加的泵送压力。此外，包括直接喷射燃料泵的蓄积器可以帮助减少泵噪声，同时维持泵的充足润滑。

当单独或结合说明书附图参照以下具体实施方式时，本发明的上述优点和其他优点以及特征将是明显的。

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主题的关键或基本特征，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示出内燃发动机的汽缸的一个示例；

图2示出可以与图1的发动机连用的燃料系统的一个示例；

图3示出可以与图1的发动机连用的燃料系统的另一个示例；

图4示出图2和3的燃料系统的高压直接喷射燃料泵的一个示例；

图5A示出图2和3的燃料系统的高压直接喷射燃料泵的另一个示例；

图5B示出图5A的泵的压力-容积曲线图。

图6-8示出示例性高压直接喷射燃料泵运转顺序；

图9示出用于运转高压直接喷射燃料泵的方法的一个示例性流程图；

图10示出可以与图1的发动机连用的一个替代示例性燃料系统；以及

图11示出图10的燃料系统的一个替代示例性高压直接喷射燃料泵。

图12示出图2和3的燃料系统的高压直接喷射燃料泵的另一个示例。

图13示出蓄积器容积与泵压缩室内部的压力之间的关系。

图14示出图2和3的燃料系统的高压直接喷射燃料泵的另一个示例。

具体实施方式

以下公开内容涉及运转直接喷射(高压，HP)燃料泵(诸如图2和 3的系统)的方法和系统。燃料系统可以被配置为向燃烧发动机(诸如图 1的发动机)输送一种或更多种不同燃料类型。可替代地，如在图3的系统中所示出的，燃料系统可以供应单个类型的燃料。如在图4中所示出的，具有集成的泄压阀和止回阀的直接喷射燃料泵可以被并入到图2和3 的系统中。可替代地，泄压阀和止回阀可以在直接喷射燃料泵的外部。在一些示例中，直接喷射燃料泵可以进一步包括如图5A中所示出的蓄积器，以进一步提高直接喷射燃料泵运转。对于蓄积器的不同预加压而言可以存在多种曲线，其中在图5B中示出蓄积器的相关的压力-容积曲线图。当燃料没有正被供应到发动机同时发动机正旋转时，直接喷射燃料泵可以如图6-8所示出的那样运转。图9示出用于运转图2和图3的系统中的直接喷射燃料泵以提供图7和8中示出的顺序的方法。在图12中示出具有蓄积器(或死容积体(dead volume))的直接喷射燃料泵的另一个实施例，以及在图13中示出确定蓄积器的尺寸的关系。最后，14中示出至少部分地解决与泵回流相关的问题的高压燃料泵的另一个实施例。

图1描述内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统以及经由输入装置132来自车辆操作员130的输入控制。在这个示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸 (在本中也被称为燃烧室)14可以包括燃烧室壁136，活塞138被设置在其中。活塞138可以被耦接至曲轴140，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接至乘客车辆的至少一个驱动轮。另外，启动器马达(未示出)可以经由飞轮耦接至曲轴140，以实现发动机10的启动运转。

汽缸14能够经由一系列进气通道142、144和146接收进气空气。进气通道146能够与除了汽缸14之外的发动机10的其他汽缸连通。在一些示例中，一个或更多个进气通道可以包括升压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出被配置为具有涡轮增压器的发动机10，其中涡轮增压器包括设置在进气通道142和144之间的压缩机174和沿排气通道148布置的排气涡轮176。排气涡轮176可以通过轴180至少部分地为压缩机174提供动力，在此情况下升压装置被配置为涡轮增压器。然而，在诸如发动机10被提供有机械增压器的其他示例中，排气涡轮176 可以可选地被省略，在此情况下压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。可以沿发动机的进气通道提供包括节流板164的节气门162，以用于改变提供到发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。例如，如在图1中示出的，节气门162被设置在压缩机174的下游，或可替代地，可以被提供在压缩机174的上游。

排气通道148能够从除了汽缸14之外的发动机10的其他汽缸接收排气。排气传感器128被示为耦接至排放控制装置178上游的排气道148。传感器128可以选自用于提供排气空燃比的指示的各种合适的传感器之中，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、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。

发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如，汽缸14被示为包括位于汽缸14的上部区域处的至少一个进气提升气门150和至少一个排气提升气门156。在一些示例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域处的至少两个进气提升气门和至少两个排气提升气门。

进气门150可以由控制器12经由驱动器152控制。类似地，排气门 156可以由控制器12经由驱动器154控制。在一些情况下，控制器12可以改变提供给驱动器152和154的信号，从而控制各个进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由各自的气门位置传感器(未示出)确定。气门驱动器可以是电气门驱动型或凸轮驱动型或其组合。可以同时控制进气门正时和排气门正时，并且可以使用任意可能的可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双可变凸轮正时或固定凸轮正时。每个凸轮驱动系统可以包括一个或更多个凸轮，并且可以利用可以由控制器12运转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)系统中的一个或更多个，以改变气门运转。例如，汽缸14可以替代地包括经由电气门驱动装置控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮驱动装置控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共同的气门驱动器或驱动系统或者可变气门正时驱动器或驱动系统控制。

汽缸14能够具有压缩比，其为活塞138在下止点与在下止点时的容积之比。在一个示例中，压缩比在9：1至10：1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，可以增加压缩比。例如，当使用更高辛烷燃料或使用具有更高潜在蒸发焓的燃料时，这种情况可以发生。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，也可以增加压缩比。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于开始燃烧的火花塞192。在所选运转模式下，点火系统190能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA，经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，火花塞192可以被省略，诸如其中发动机10可以通过自动点火或通过燃料喷射使燃烧开始，这可以是一些柴油发动机的情况。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以被配置为具有用于向汽缸提供燃料的一个或更多个燃料喷射器。作为一个非限制性示例，汽缸14 被示为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可以被配置为输送从燃料系统8接收的燃料。如参照图2和图3所详述的，燃料系统8可以包括一个或更多个燃料箱、燃料泵和燃料轨道。燃料喷射器 166被示为直接耦接至汽缸14，以用于喷射与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例的燃料直接喷射到汽缸中。以此方式，燃料喷射器166提供被称为直接喷射(下文也称为“DI”)的燃料进入燃烧室14内。虽然图1示出喷射器166设置在汽缸14的一侧，但可代替地，它可以位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。当使用醇基燃料运转发动机时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，这样的位置可以改善混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于进气阀上方并接近进气阀以改善混合。燃料可以经由高压燃料泵和燃料轨道从燃料系统8 的燃料箱被输送到燃料喷射器166。进一步地，燃料箱可以具有将信号提供到控制器12的压力传感器。

在提供到汽缸14上游的进气气道内的所谓的进气道燃料喷射(下文也称为“PFT”)的配置中，燃料喷射器170被示出设置在进气通道146 中，而不是在汽缸14中。燃料喷射器170可以喷射与经由电子驱动器171 接收到的来自控制器12的信号FPW-2的脉冲宽度成比例的从燃料系统8 接收的燃料。注意单个驱动器168或171可以用于两种燃料喷射系统，或多个驱动器，例如，可以使用，驱动器168用于燃料喷射器166和驱动器171用于燃料喷射器170，如所描述的。

在一个替代示例中，燃料喷射器166和170中的每个可以被配置为直接燃料喷射器，用于将燃料直接喷射到汽缸14内。在又一个示例中，燃料喷射器166和170中的每个可以被配置为进气道燃料喷射器，以用于在进气门150的上游喷射燃料。在又一些示例中，汽缸14可以包括仅单个燃料喷射器，该单个燃料喷射器被配置为接收来自燃料系统的相对量不同的不同燃料作为燃料混合物，并且进一步被配置为直接燃料喷射器将该燃料混合物直接喷射入汽缸内或配置为进气道燃料喷射器将该燃料混合物直接喷射入进气门的上游。因此，应当认识到本文描述的燃料系统不应当被本文示例描述的具体燃料喷射器配置限制。

燃料可以在汽缸的单一循环期间通过两个喷射器输送到汽缸。例如，每个喷射器可以输送汽缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。进一步地，每个喷射器输送的燃料的分布量和/或相对量可以随工况(如发动机负载、爆震和排气温度)而改变，如本文下面所描述的。进气道喷射的燃料可以在打开进气门事件、关闭进气门事件(例如，基本上在进气冲程之前) 期间以及在打开和关闭进气门操作期间输送。类似地，例如，直接喷射的燃料可以在进气冲程期间输送，以及在先前的排气冲程期间部分输送、在进气冲程期间输送和在压缩冲程期间部分输送。因此，即使对于单个燃烧事件，喷射的燃料可以在不同正时从进气道和直接喷射器喷射。此外，对于单个燃烧事件，输送燃料的多次喷射可以每周期执行。多次喷射可以在压缩冲程、进气冲程或它们的任何合适的组合期间执行。

如上面所描述的，图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸。因此，每个汽缸可以类似地包括它自己的一组进气门/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。将认识到，发动机10可以包括任何适合数目的汽缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个汽缸。进一步地，这些汽缸中的每个能够包括由图1参考汽缸14描述和示出的各种组件的一些或全部。

燃料喷射器166和170可以具有不同特点。这些特点包括尺寸的不同，例如，一个喷射器可以具有比另一个喷射器更大的喷射孔。其它不同包括，但不限于，不同的喷射角、不同的工作温度、不同的目标、不同的喷射正时、不同的喷射特性、不同的位置等。此外，根据喷射器170 和166之间喷射燃料的分布比，可以实现不同的效果。

燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，例如，具有不同燃料特性和不同燃料成分的燃料。所述不同可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料混合和/或它们的组合等。具有不同汽化热的燃料的一个示例可以包括汽油(作为具有较低汽化热的第一燃料类型)和乙醇(作为具有较大高汽化热的第二燃料类型)。在另一示例中，发动机可以将汽油用作第一燃料类型并且将包含如E85(其具有大约85％乙醇和15％汽油)或M85(其具有大约85％甲醇和15％汽油)的燃料混合物的醇用作第二燃料类型。其它可行的物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。

在又一示例中，两种燃料可以是具有不同醇成分的醇混合物，其中第一燃料类型可以是具有较低醇浓度的汽油醇混合物，如E10(其具有大约10％乙醇)，而第二燃料类型可以是具有较高醇浓度的汽油醇混合物，如E85(其具有大约85％乙醇)。附加地，第一和第二燃料也可以在其它燃料特性方面不同，如温度、粘度、辛烷值等不同。此外，一个或两个燃料箱的燃料特点可以频繁地改变，例如，由于每天燃料箱再加注的变化。在另一个示例中，气体燃料可以用于第一燃料，而液体燃料可以用于第二燃料，或两种燃料可以处于气体状态。气体燃料可以包括，但不限于，氢气、天然气和丙烷。

控制器12在图1中被示为微型计算机，包括微处理器单元(CPU) 106、输入/输出端口(I/O)108、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)112、保活存储器(KAM)114和数据总线，其中的电子存储介质在这个具体示例中被示为非临时性只读存储器芯片 (ROM)110，用于存储可执行指令。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，除了前面讨论的这些信号之外，还包括来自质量空气流量传感器122的所引入的质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套管118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其它类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RMP可以通过控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP 可以被用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。

图2示意性地示出图1的示例燃料系统8。燃料系统8可以运转以将燃料输送到发动机，如图1的发动机10。燃料系统8可以由控制器运转以执行参考图9的过程流描述的部分或全部操作。

燃料系统8能够将来自一个或更多个不同燃料源的燃料提供到发动机。作为一个非限制性示例，可以提供第一燃料箱202和第二燃料箱212。虽然在离散容器的背景下描述用于存储燃料的燃料箱202和212，但应当认识到，这些燃料箱可以替代性地被配置为具有由壁或其它合适隔膜分离的分离燃料存储区域的单个燃料箱。更进一步地，在一些实施例中，这个隔膜可以被配置为选择性地转换两个或更多个燃料存储区域之间的燃料的选择成分，从而确保燃料混合物至少部分地由隔膜分离成第一燃料存储区域处的第一燃料类型和第二燃料存储区域处的第二燃料类型。

在一些示例中，第一燃料箱202可以存储第一燃料类型的燃料同时第二燃料箱212可以存储第二燃料类型的燃料，其中第一和第二燃料类型具有不同的成分。作为一个非限制性示例，包含在第二燃料箱212中的第二燃料类型可以包括提供具有比第一燃料更大的相对爆震抑制能力的第二燃料类型的一种或更多种成分的较高浓度。

通过示例，第一燃料和第二燃料的每个可以包括一种或更多种烃成分，但第二燃料也可以包括比第一燃料更高浓度的醇成分。在一些状况下，当相对于第一燃料以合适量输送时，这个醇成分能够为发动机提供爆震抑制，并且可以包括任何合适的醇，如乙醇、甲醇等。因为醇能够提供比一些烃基燃料(如汽油和柴油)更大的爆震抑制，由于醇的增加的汽化潜热和增压中冷能力，包含较高浓度的醇成分的燃料能够选择性地用于在选择工况期间提供增加的发动机爆震抵抗。

作为另一示例，醇(例如，甲醇、乙醇)可以添加水。因此，水降低醇燃料的可燃性，给存储燃料提供增加的灵活性。附加地，水含量的汽化热增强醇燃料用作爆震抑制剂的能力。更进一步地，水含量能够降低燃料的总成本。

作为一个具体的非限制性示例，第一燃料箱中的第一燃料类型可以包括汽油并且第二燃料箱中的第二燃料类型可以包括乙醇。作为另一非限制性示例，第一燃料类型可以包括汽油并且第二燃料类型可以包括汽油和乙醇的混合物。在又一些示例中，第一燃料类型和第二燃料类型的每个可以包括汽油和乙醇，其中第二燃料类型包括的乙醇成分的浓度比第一燃料(例如，E10作为第一燃料类型并且E85作为第二燃料类型) 包括的高。作为又一示例，第二燃料类型可以具有比第一燃料类型相对更高的辛烷值，从而使第二燃料具有比第一燃料更有效的爆震抑制。应当认识到，这些示例应当被认为非限制性的，因为可以使用具有相对不同的爆震抑制特性的其它合适的燃料。在又一些示例中，第一和第二燃料箱中的每个可以存储相同的燃料。虽然描述的示例示出具有两种不同燃料类型的两个燃料箱，但应当认识到在一个替代实施例中，可以仅存在具有单一类型燃料的单一燃料箱。

燃料箱202和212的燃料存储容量可以不同。在描述的示例中，其中第二燃料箱212存储具有较高爆震抑制能力的燃料，第二燃料箱212 可以具有比第一燃料箱202更小的燃料存储容量。然而，应当认识到在替代实施例中，燃料箱202和212可以具有相同的燃料存储容量。

燃料可以经由各自的燃料加注通道204和214提供到燃料箱202和212。在一个示例中，其中燃料箱存储不同的燃料类型，燃料加注通道204 和214可以包括燃料标识标志，以用于识别将要提供到对应的燃料箱的燃料的类型。

与第一燃料箱202连通的第一低压燃料泵(LPP)208可以运转以经由第一燃料通道230将第一类型的燃料从第一燃料箱202供应到第一组进气道喷射器242。在一个示例中，第一燃料泵208可以是至少部分地布置在第一燃料箱202内的电驱动的较低压力燃料泵。由第一燃料泵208 提升的燃料在较低的压力下可以被供应到耦接到第一组进气道喷射器 242(本文也称为第一喷射器组)的一个或更多个燃料喷射器的第一燃料轨道240内。虽然第一燃料轨道240被示出将燃料分配到第一喷射器组 242的四个燃料喷射器，但应当认识到，第一燃料轨道240可以将燃料分配到任何合适数目的燃料喷射器。作为一个示例，第一燃料轨道240可以将燃料分配到发动机的每个汽缸的第一喷射器组242的一个燃料喷射器。注意在另一些示例中，第一燃料通道230可以经由两个或更多个燃料轨道将燃料提供到第一喷射器组242的燃料喷射器。例如，在发动机汽缸被配置成V型配置的情况下，两个燃料轨道可以用于将来自第一燃料通道的燃料分布到第一喷射器组的燃料喷射器中的每个。

直接喷射燃料泵228包括在第二燃料通道232中并且可以经由LPP 208或LPP 218被供应燃料。在一个示例中，直接喷射燃料泵228可以是机械驱动的正排量泵。直接喷射燃料泵228可以经由第二燃料轨道250 与一组直接喷射器252连通，并且经由电磁阀236与一组进气道喷射器 242连通。因此，由第一燃料泵208提升的较低压燃料可以通过直接喷射燃料泵228进一步加压，以便将直接喷射的较高压燃料供应到耦接到一个或更多个直接燃料喷射器252(本文也称为第二喷射器组)的第二燃料轨道250。在一些示例中，燃料过滤器(未示出)可以被布置在直接喷射燃料泵228的上游以从燃料移除颗粒。进一步地，在一些示例中，燃料蓄压器(未示出)可以耦接到低压泵和高压泵之间的燃料过滤器的下游。

与第二燃料箱212连通的第二低压燃料泵218可以运转以经由第二燃料通道232将第二类型的燃料从第二燃料箱202供应到直接喷射器 252。以此方式，第二燃料通道232将第一燃料箱和第二燃料箱的每个流体地耦接到直接喷射器组。在一个示例中，第三燃料泵218也可以是至少部分地布置在第二燃料箱212内的电驱动的低压燃料泵(LPP)。因此，由低压燃料泵218提升的较低压燃料可以通过较高压力燃料泵228进一步加压，以便将直接喷射的较高压燃料供应到耦接到一个或更多个直接燃料喷射器的第二燃料轨道250。在一个示例中，第二低压燃料泵218和直接喷射燃料泵228能够运转以在较高燃料压力(比通过第一低压燃料泵208提供到第一燃料轨道240的第一燃料类型的燃料压力高)下将第二燃料类型提供到第二燃料轨道250。

第一燃料通道230和第二燃料通道232之间的流体连通可以通过第一和第二旁路通道224和234实现。具体地，第一旁路通道224可以将第一燃料通道230耦接到直接喷射燃料泵228上游的第二燃料通道232，而第二旁路通道234可以将第一燃料通道230耦接到直接喷射燃料泵228 下游的第二燃料通道232。一个或更多个卸压阀可以包括在燃料通道和/或旁路通道中以阻止或禁止燃料回流至燃料存储箱内。例如，第一卸压阀226可以被提供在第一旁路通道224中以降低或阻止从第二燃料通道 232到第一燃料通道230和第一燃料箱202的燃料的回流。第二卸压阀222可以被提供在第二燃料通道232中以减小或阻止从第一或第二燃料通道进入第二燃料箱212的燃料的回流。在一个示例中，较低压力泵208 和218可以具有集成到泵的卸压阀。集成的卸压阀可以限制相应提升泵燃料管线中的压力。例如，如果电磁阀236(有意地或无意地)打开并且同时直接喷射燃料泵228正在泵送，则集成在第一燃料泵208中的卸压阀可以限制将以其他方式在第一燃料轨道240中产生的压力。

在一些示例中，第一和/或第二旁路通道也可以用于在燃料箱202和 212之间输送燃料。燃料输送可以通过第一或第二旁路通道中的附加止回阀、卸压阀、电磁阀和/或泵的内含物促进，例如，电磁阀236。在又一些示例中，燃料存储箱中的一个可以设置在比另一个燃料存储箱更高的高度处，其中燃料可以经由旁路通道中的一个或更多个从较高的燃料存储箱输送到较低的燃料存储箱。以此方式，燃料可以通过重力在存储箱之间输送，而不用必然需要燃料泵来促进燃料输送。

燃料系统8的各种组件与发动机控制系统(如控制器12)通信。例如，控制器12可以接收来自除了先前参考图1描述的传感器之外的与燃料系统8相关的各种传感器的工况的指示。各种输入可以包括，例如，分别经由燃料水平传感器206和216的存储在燃料存储箱202和212的每个中的燃料量的指示。控制器12也可以接收来自一个或更多个燃料成分传感器的燃料成分的指示，除此之外或作为替代的，根据排气传感器 (如图1的传感器126)推断的燃料成分的指示。例如，存储在燃料存储箱202和212中的燃料的燃料成分的指示可以分别由燃料成分传感器210 和220提供。附加地或替代地，一个或更多个燃料成分传感器可以沿着燃料存储箱和它们各自的燃料喷射器组之间的燃料通道提供在任何合适的位置处。例如，燃料成分传感器238可以提供在第一燃料轨道240处或沿着第一燃料通道230提供，和/或燃料成分传感器248可以提供在第二燃料轨道250处或沿着第二燃料通道232提供。作为一个非限制性示例，燃料成分传感器能够提供燃料中包含的爆震抑制成分的浓度的指示或燃料的辛烷值的指示给控制器12。例如，一个或更多个燃料成分传感器可以提供燃料的醇含量的指示。

注意，燃料传送系统内的燃料成分传感器的相对位置能够提供不同的优点。例如，设置在燃料轨道处或沿着将燃料喷射器耦接到一个或更多个燃料存储箱的燃料通道设置的传感器238和248，能够提供最终燃料成分的指示，其中两种或更多种不同的燃料在被传送到发动机之前被组合。相比之下，传感器210和220可以提供燃料存储箱处的燃料成分的指示，这可以不同于实际传送到发动机的燃料的成分。

控制器12也能够控制燃料泵208、218和228中的每个的运转以调节传送到发动机的燃料的量、压力、流率等。作为一个示例，控制器12 能够改变燃料泵的压力设置、泵冲程量、泵占空比命令和/或燃料流率以将燃料传送到燃料系统的不同位置。电子地耦接到控制器12的驱动器(未示出)可以用于根据需要将控制信号发送到低压泵中的每个，以调节相应低压泵的输出(例如，转速)。经由直接喷射泵传送到直接喷射器组的第一或第二燃料类型的量可以通过调节和协调第一或第二LPP和直接喷射泵的输出而调整。例如，较低压力燃料泵和较高压力燃料泵可以运转以维持规定的燃料轨道压力。耦接到第二燃料轨道的燃料轨道压力传感器可以被配置为提供直接喷射器组处得到的燃料压力的估计。然后，基于估计的导轨压力和期望的导轨压力之间的差值，可以调整泵输出。在一个示例中，在高压燃料泵是体积排量燃料泵的情况下，控制器可以调节高压泵的流量控制阀以改变每个泵冲程的有效泵体积。

因此，当直接喷射燃料泵运转时，通过其的燃料流量确保充分的泵润滑和冷却。然而，在不需要直接喷射燃料泵运转的状况期间，例如，在不需要燃料的直接喷射时，和/或当第二燃料箱212中的燃料水平低于阈值时(即，没有足够的爆震抑制燃料可用)，如果通过泵的燃料流量是不持续的，则直接喷射燃料泵不会被充分润滑。

现在参照图3，示出用于向图1的发动机10供应燃料的第二示例性燃料系统。图3的燃料系统中的许多装置和/或部件与图2中所示出的装置和/或部件相同。因此，为了简洁，图2的燃料系统的装置和部件与包括在图3的燃料系统中的装置和部件标记相同，并且图3的描述中省略了对这些装置和部件的描述。

图3的燃料系统从单个燃料箱向直接喷射器252和进气道喷射器242 供应燃料。然而，在其他示例中，可以仅向直接喷射器252供应燃料，而进气道喷射器242可以被忽略。在这个示例系统中，低压燃料泵208 经由燃料通道302向直接喷射燃料泵228供应燃料。控制器12经由调节直接喷射泵228的流量控制气门来调节直接喷射燃料泵228的输出。直接喷射泵可以在所选状况下(诸如在车辆减速期间或当车辆正下坡行进时)停止向燃料轨道250提供燃料。进一步，在车辆减速期间或当车辆正下坡行进时，一个或更多个直接燃料喷射器252可以被停用。

图4示出图2和3的系统中所示出的第一示例直接喷射燃料泵228。经由如在图2和3中所示出的低压燃料泵向直接喷射燃料泵压缩室408 的入口403供应燃料。燃料可以在其通过直接喷射燃料泵228的通道时被加压，并通过泵出口404向燃料轨道供应。在所描述的示例中，直接喷射泵228可以是机械驱动的往复式泵，该往复式泵包括泵活塞406和活塞杆420、泵压缩室408(在本文中也被称为压缩室)以及步进空间(step room)418。活塞406包括顶部405和底部407。步进空间和压缩室可以包括设置在泵活塞的相对侧上的腔。在一个示例中，发动机控制器12可以被配置为通过驱动凸轮410驱动直接喷射泵228中的活塞406。凸轮410 包括四个凸角并且每两次发动机曲轴旋转完成一次旋转。

电磁启动的入口止回阀412可以耦接到泵入口403。控制器12可以被配置为通过激励或去激励与驱动凸轮同步的电磁阀(基于电磁阀配置) 而调节通过入口止回阀412的燃料流量。相应地，电磁启动的入口止回阀412可以在两种模式下运转。在第一模式下，电磁启动的止回阀412 被定位在入口403内以限制(例如，禁止)在电磁启动止回阀412上游行进的燃料量。相比之下，在第二模式下，电磁启动止回阀412有效地停用并且燃料能够在入口止回阀的上游和下游行进。

因此，电磁启动止回阀412可以被配置为调节进入直接喷射燃料泵内的压缩燃料的质量。在一个示例中，控制器12可以调节电磁启动止回阀的关闭正时以调节压缩燃料的质量。例如，晚的入口止回阀关闭可以减少吸入到压缩室408内的燃料质量的量。电磁启动止回阀打开和关闭正时可以相对于直接喷射燃料泵的冲程正时协调。

泵入口499允许燃料到止回阀402和卸压阀401。止回阀402沿通道 435定位在电磁启动止回阀402的上游。止回阀402被偏斜以阻止燃料从电磁启动止回阀412和泵入口499中流出。止回阀402允许流量从低压燃料泵到电磁启动止回阀412。止回阀402与卸压阀401并行耦接。当卸压阀401和电磁启动止回阀412之间的压力大于预定压力(例如，20巴) 时，卸压阀401允许燃料朝向低压燃料泵从电磁启动的止回阀412中流出。当电磁启动止回阀412被停用(例如，没有被电气激励)时，电磁启动止回阀在通过模式中运转并且卸压阀401将压缩室408中的压力调节到卸压阀401的单一卸压设定值(例如，15巴)。调节压缩室408中的压力允许从活塞顶部405到活塞底部407形成压力差。步进空间418中的压力是低压泵的出口压力(例如，5巴)而活塞顶部的压力是卸压阀调节压力(例如，15巴)。压力差允许燃料从活塞顶部405通过活塞406和泵汽缸壁450之间的间隙渗出到活塞底部407，从而润滑直接喷射燃料泵 228。以此方式，活塞顶部405在大部分压缩冲程中经历由泄压阀402设定的压力，并且在吸入冲程时在活塞的顶部405与底部407之间存在小的压力差。

活塞406做上下往复运动。当活塞406在减小压缩室408的体积的方向上行进时，直接燃料喷射泵228处于压缩冲程。当活塞406在增加压缩室408的体积的方向上行进时，直接燃料喷射泵228处于吸气冲程。

前向流出口止回阀416可以耦接在压缩室408的出口404的下游。当直接喷射燃料泵228的出口处的压力(例如，压缩室出口压力)大于燃料轨道压力时，仅出口止回阀416打开以允许燃料从压缩室出口404 流入燃料轨道内。因此，在不需要直接喷射燃料泵运转的状况期间，控制器12可以停用电磁启动的入口止回阀412并且卸压阀401将压缩室中的压力在大部分压缩冲程期间调节到单一基本恒定压力(例如，调节压力±0.5巴)。控制器12仅仅停用电磁启动止回阀412，以润滑直接喷射燃料泵228。这种调节方法的一个结果是，燃料轨道被调节为近似402的泄压。因此，如果阀402具有10巴的泄压设定值，那么燃料轨道压力变为15巴，因为该10巴加上提升泵压力的5巴。具体地，燃料压缩室408 中的燃料压力在直接喷射燃料泵228的压缩冲程期间被调节。因此，至少在直接喷射燃料泵228的压缩冲程期间，为泵提供润滑。当直接燃料喷射泵进入吸气冲程时，可以减小压缩室中的燃料压力，同时只要压力差保持，就仍可以提供一定水平的润滑。

现在转向图5A，示出另一个示例直接喷射燃料泵228。图5A的直接喷射燃料泵中的许多装置和/或部件与图4中所示出的装置和/或部件相同。因此，为了简洁，图4的直接燃料喷射泵的装置和部件与包括在图 5A的直接喷射燃料泵中的装置和部件标记相同，并且在图5A的描述中省略了对这些装置和部件的描述。

直接喷射燃料泵228包括蓄积器502，蓄积器502沿着电磁启动止回阀412与泄压阀401之间的泵通道435设置。在一个示例中，蓄积器502 是15巴蓄积器。因此，蓄积器502被设计为在泄压阀401之下的压力范围内有效。当活塞406处于压缩冲程时，蓄积器502存储燃料，而当活塞406处于吸气冲程时，蓄积器502释放燃料。因此，从活塞顶部405 到活塞底部407的压力差在直接燃料喷射泵228的压缩和吸气冲程期间消失。另外，当杆与从凸轮410提供最小升程的位置连通时，压力差与直接燃料喷射泵228处于压缩冲程时的压力差基本上相同。当电磁启动止回阀被停用时，泄压阀401和蓄积器502存储和释放来自压缩室408 的燃料。

蓄积器可以以被预加压的方式构造，因为在泵活塞的压缩冲程之前，蓄积器维持正压力。图5B示出图5A的DI泵的压力-容积曲线图500，其中水平轴线是汽缸排量，而竖直轴线是泵的压缩室压力。在曲线图500 示出的若干曲线中，每条曲线对应于具体蓄积器，如在下面更详细地描述的，若干蓄积器被预加压。泵活塞的总排量可以是常见值，诸如0.25cc，由图5B中的505示出。曲线510示出当使用未被预加压的压力蓄积器(蓄积器502)时的压力-容积关系，其中曲线在点503(原点)处以0巴的压力和0cc的汽缸排量开始，并且线性地增加直至到达排量0.25cc。接着，曲线520示出当使用被预加压到14巴的压力蓄积器时的关系，其中曲线在点507处以14巴的压力开始。注意，当到达阈值压力511时，曲线520 改变斜率并变为水平的，直至达到排量505。阈值压力511可以是诸如 30巴的值，表示压缩泄压阀401的设定值，阈值阀401调节压缩室408 与入口管路403和435内的最大压力。最后，曲线530示出当使用被预加压到26巴的压力时的关系，其中曲线在点509以26巴的压力开始，并且增加直至达到阈值压力511(30巴)。

注意，图5B中的曲线530的斜率与曲线510和520的斜率明显不同 (更陡)。这种情况的原因可以是，曲线530的压力蓄积器可能包括比曲线510和520的蓄积器更顺应的材料。因此，曲线530的蓄积器中的压力不以和曲线510和520的蓄积器相同的方式增加。通过更改蓄积器502 的预加压程度，也可以调节DI泵效率。如果DI泵使用其排量的大部分来实现所需要的喷射压力，那么可以限制泵的能力以在所需要的压力下供应所需要的燃料体积。预加压蓄积器502可以帮助DI泵实现所需要的燃料体积和压力。

现在参照图6，示出现有技术的直接喷射燃料泵运转顺序的一个示例。该顺序示出在停止燃料从直接喷射燃料泵流出到直接喷射燃料轨道时的直接喷射燃料泵运转。

自图6的顶部的第一曲线示出直接喷射燃料泵凸轮升程随着时间的变化。Y轴线表示直接喷射燃料泵凸轮升程。X轴线表示时间，并且时间从图6的左侧向图6的右侧增加。凸轮升程在压缩冲程期间增加100 曲轴角度。凸轮升程在吸气冲程期间减小80曲轴角度。

自图6的顶部的第二曲线示出直接喷射燃料泵压缩室压力随着时间的变化。Y轴线表示直接喷射燃料泵压缩室压力。X轴线表示时间，并且时间从图6的左侧向图6的右侧增加。水平线602表示低压泵运转、电磁启动止回阀处于通过状态并且不存在到燃料轨道的净燃料流量时直接喷射燃料泵压缩室处的低压泵输出压力。

竖直标记T₁-T₄表示直接喷射燃料泵运转顺序期间的感兴趣的时间。时间T₁表示第一直接喷射燃料泵压缩冲程的开始。时间T₂表示第一直接喷射燃料泵压缩冲程的结束和直接喷射燃料泵吸气冲程的开始。时间T₃表示第一直接喷射燃料泵吸气冲程的结束和第二压缩冲程的开始。时间 T₄表示第二直接喷射燃料泵压缩冲程的结束。

图6示出直接喷射燃料泵压缩室压力在第一和第二压缩冲程期间以及第一和第二吸气冲程期间接近低压燃料泵输出压力。电磁启动止回阀在通过状态下运转，使得直接喷射燃料泵不向燃料轨道泵送燃料。步进室内的燃料压力处于低压燃料泵出口压力。因此，几乎不能对直接喷射燃料泵提供润滑。

现在参照图7，示出图4中所示出的燃料泵的示例性直接喷射燃料泵运转顺序。该顺序示出在停止燃料从直接喷射燃料泵流出到直接喷射燃料轨道时，直接喷射燃料泵运转。

自图7的顶部的第一曲线示出直接喷射燃料泵凸轮升程随着时间的变化。Y轴线表示直接喷射燃料泵凸轮升程。X轴线表示时间，并且时间从图7的左侧向图7的右侧增加。

自图7的顶部的第二曲线示出直接喷射燃料泵压缩室压力随着时间的变化。Y轴线表示直接喷射燃料泵压缩室压力。X轴线表示时间，并且时间从图7的左侧向图7的右侧增加。水平线702表示低压泵输出压力，水平线704表示图4的泄压阀401被设定以进行调节。

竖直标记T₁₀-T₁₃表示直接喷射燃料泵运转顺序期间的感兴趣的时间。时间T₁₀表示第一直接喷射燃料泵压缩冲程的开始。时间T₁₁表示第一直接喷射燃料泵压缩冲程的结束和直接喷射燃料泵吸气冲程的开始。时间T₁₂表示第一直接喷射燃料泵吸气冲程的结束和第二压缩冲程的开始。时间T₁₃表示第二直接喷射燃料泵压缩冲程的结束。

图7示出直接喷射燃料泵压缩室压力在第一和第二压缩冲程期间增加。步进室(未示出)中的压力在第一和第二压缩冲程期间以及在第一和第二吸气冲程期间处于低压燃料泵输出压力。因此，压力差在活塞顶部与底部之间形成，允许燃料挤进活塞与压缩室壁之间，从而润滑泵。压力差在第一吸气冲程期间减小。因此，可以在吸气冲程期间提供降低量的润滑。另外，当凸轮升程为零并且凸轮基圆(base cycle)与活塞机械连通时，压缩室中的压力降至向直接喷射燃料泵供应燃料的低压泵的压力输出。电磁启动止回阀在通过状态下运转，以使直接喷射燃料泵不向燃料轨道泵送燃料。因此，在压缩冲程和部分吸气冲程期间，直接喷射燃料泵压缩室中的压力大于低压泵出口压力。因此，相比于现有技术，直接喷射燃料泵润滑得以增加。

现在参照图8，示出图5A中所示出的燃料泵的示例直接喷射燃料泵运转顺序。该顺序示出在停止燃料从直接喷射燃料泵流出到直接喷射燃料轨道时的直接喷射燃料泵运转。

自图8的顶部的第一曲线示出直接喷射燃料泵凸轮升程随着时间的变化。Y轴线表示直接喷射燃料泵凸轮升程。X轴线表示时间，并且时间从图8的左侧向图8的右侧增加。

自图8的顶部的第二曲线示出直接喷射燃料泵压缩室压力随着时间的变化。Y轴线表示直接喷射燃料泵压缩室压力。X轴线表示时间，并且时间从图8的左侧向图8的右侧增加。水平线802表示低压泵输出压力。

竖直标记T₂₀-T₂₃表示直接喷射燃料泵运转顺序期间的感兴趣的时间。时间T₂₀表示第一直接喷射燃料泵压缩冲程的开始。时间T₂₁表示第一直接喷射燃料泵压缩冲程的结束和直接喷射燃料泵吸气冲程的开始。时间T₂₂表示第一直接喷射燃料泵吸气冲程的结束和第二压缩冲程的开始。时间T₂₃表示第二直接喷射燃料泵压缩冲程的结束。

图8示出直接喷射燃料泵压缩室压力在第一和第二压缩冲程以及在第一吸气冲程期间升高。因此，直接喷射燃料泵压缩室中的压力基本上恒定、处于比低压泵输出压力更大的压力。在电磁操作的止回阀被置于通过模式之后，在直接喷射燃料泵的第一压缩冲程之后，直接喷射燃料泵压力处于恒定的升高的压力。因此，压力差在活塞顶部与底部之间产生，允许燃料挤进活塞与压缩室壁之间，从而润滑泵。图5A中的蓄积器 502允许压缩室中的压力在泵的吸气冲程期间基本上保持恒定。

虽然这种凸角策略解决了不用DI系统时润滑终止的问题，但是在图 7和8中发生的润滑，甚至能够比在正向燃料轨道泵出小部分泵的全部排量的情况下，提供更好的润滑。

图8的另一个特征是，由于蓄积器压力正被用于“向下推动”活塞，系统节省的能量比如果系统被如图7所示控制时节省的能量多。这种情况的原因是流体压力以相同的力推动压缩和进气冲程。如果蓄压器被预加压(如之前关于图5A所描述的)，那么图8的曲线上升，因此也使泵润滑的程度提高。

现在参照图9，示出用于运转直接喷射燃料泵的方法。图9的方法可以作为可执行指令存储在图1-5中所示出的控制器12的非临时性存储器中。图9的方法可以提供图7和8中所示出的顺序。

在902处，方法900确定工况。工况可以包括，但不限于，发动机转速、发动机负荷、车辆速度、制动器踏板位置、发动机温度、环境空气温度和燃料轨道压力。在工况被确定之后，方法900进入到904。

在904处，方法900判断燃料系统是否仅为直接喷射系统。如果方法900判断不存在进气道喷射器并且系统仅为直接喷射，那么回答为是，并且方法900进入到906。否则，回答为否，并且方法900进入到908。

在906处，方法900判断直接喷射燃料泵中的活塞是否正作往复运动同时少于阈值量的燃料是否正从直接喷射燃料泵流入直接喷射燃料轨道中。在一个示例中，燃料的阈值量是零。在另一示例中，燃料的阈值量是比使发动机空转的燃料量更少的燃料量。如果方法900判断直接喷射燃料泵中的活塞正作往复运动并且少于阈值量的燃料正从直接喷射燃料泵流入直接喷射燃料轨道，那么回答为是，并且方法900进入到918。否则，回答为否，并且方法900退出。

在908处，方法900确定经由直接喷射器向发动机输送的燃料量和经由进气道燃料喷射器向发动机输送的燃料量。在一个示例中，经由进气道喷射器和直接喷射器输送的燃料量以经验确定，并被存储在两个表或函数中，一个表用于进气道喷射量，而另一个表用于直接喷射量。两个表经由发动机转速与负荷来编索引。表在每个汽缸循环输出燃料量以向发动机汽缸喷射。在确定直接喷射和进气道喷射的燃料量之后，方法 900进入到910。

在910处，是否经由进气道和直接喷射器或仅经由直接喷射器向发动机输送燃料。在一个示例中，方法900基于来自908处的表的输出判断是否经由进气道和直接喷射器或仅经由直接喷射器向发动机输送燃料。如果方法900判断经由进气道和直接喷射器或仅经由直接喷射器向发动机输送燃料，那么回答为是，并且方法900进入到912。否则，回答为否，并且燃料在发动机旋转并且直接喷射燃料泵活塞正作往复运动时，不经由直接喷射器喷射燃料。当回答为否时，方法900进入到914。

在912处，方法900调节供应到图4和5中的电磁启动止回阀412 的信号的占空比，以调节通过直接喷射燃料泵的流量，以便提供期望量的燃料被直接喷射，并且提供直接喷射燃料轨道中的期望燃料压力。电磁启动止回阀占空比控制泵的实际排量正被接合以泵送燃料的量。在一个示例中，增加占空比以增加通过直接喷射燃料泵并到达直接喷射燃料轨道的流量。如果燃料系统包括单个低压燃料泵，那么响应于向发动机输送的燃料量调节低压燃料泵命令。例如，当喷射到发动机的燃料量增加时，低压燃料泵输出增加。如果燃料系统包括两个低压燃料泵，那么响应于由进气道燃料喷射器喷射的燃料量调节第一低压燃料泵输出。响应于由直接燃料喷射器喷射的燃料量调节第二低压燃料泵输出。然后经由进气道和直接燃料喷射器向发动机供应燃料。在调节直接和低压泵之后，方法900退出。

在914处，方法900判断是否经由进气道喷射器向发动机输送燃料。在一个示例中，方法900基于908处的两个表的输出判断仅经由进气道喷射器向发动机输送燃料。如果直接燃料喷射量为零或小于发动机怠速运转所需的燃料的阈值量并且请求进气道喷射，那么方法900进入到916。否则，进气道燃料喷射和直接燃料喷射不被请求，并且方法900进入到918。进气道燃料喷射和直接燃料喷射可以在低发动机负荷状况下(诸如当车辆正减速或下坡行进时)不被请求。

在916处，方法900调节低压燃料泵输出。如果燃料系统仅包括单个低压燃料泵，那么响应于喷射的进气道燃料量和期望的进气道喷射器燃料轨道压力调节低压燃料泵输出。如果燃料系统包括两个低压燃料泵，那么响应于由进气道燃料喷射器喷射的燃料量和进气道喷射器燃料轨道压力调节第一低压燃料泵输出。响应于提供低压燃料泵与直接喷射燃料泵之间的流体连通的通道中的燃料压力，调节第二低压燃料泵输出。具体地，响应于低压燃料泵与直接喷射燃料泵之间的燃料压力调节低压泵命令。然后经由进气道燃料喷射器但不经由直接燃料喷射器向发动机喷射燃料。

在918处，方法900判断是否供应直接喷射燃料泵全凸轮冲程(例如，压缩冲程和吸气冲程，并且在一些示例中，当活塞与凸轮的基圆连通时)燃料泵润滑。在一个示例中，方法900基于图5A的蓄积器502是否包括在直接喷射燃料泵或燃料系统中，判断是否供应直接喷射燃料泵全凸轮冲程润滑。如果蓄积器存在并且来自直接喷射燃料泵的燃料流量小于阈值燃料流率，那么回答为是，并且方法900进入到920。否则，回答为否，并且方法900进入到922。

在920处，方法900经由如图5A中所示出的泄压阀401和蓄积器 502调节直接喷射燃料泵压缩室中的燃料压力，但是其他调节方案也是可行的。压缩室中的燃料压力被调节为大于正供应燃料到直接喷射燃料泵的低压燃料泵的压力输出的单个压力。通过调节压缩室中的压力，直接喷射燃料泵活塞的顶部与底部之间的压力差产生，并且燃料从活塞顶部流到底部，为直接喷射燃料泵提供润滑。同时，停止燃料从直接喷射燃料泵流出到直接喷射燃料轨道，因为直接燃料喷射燃料轨道中的压力大于直接喷射燃料泵输出压力。因此，直接燃料喷射泵被润滑而不升高直接喷射燃料轨道压力。此外，当停止燃料流量通过直接燃料喷射器时，提供直接喷射燃料泵润滑。以此方式，当到燃料轨道的直接燃料喷射燃料泵输出为零或小于阈值燃料流率时，直接喷射燃料泵可以被润滑。在全凸轮冲程润滑开始之后，方法900退出。

在922处，方法900判断是否供应直接喷射燃料泵半凸轮冲程(例如，压缩冲程)燃料泵润滑。在一个示例中，方法900基于图4的泄压阀401是否包括在直接喷射燃料泵或燃料系统中，判断是否供应直接喷射燃料泵全凸轮冲程润滑。如果泄压阀存在并且来自直接喷射燃料泵的燃料流量小于阈值燃料流率，那么回答为是，并且方法900进入到924。否则，回答为否，并且方法900进入到930。

在930处，方法900打开图4和5中所示出的电磁启动止回阀412，以允许止回阀作为通过装置(pass through device)运转。当电磁启动止回阀以通过模式运转时，直接喷射燃料泵在出口404处不产生燃料压力。因此，直接喷射燃料轨道压力不增加；然而，直接喷射燃料泵可以在这种状态下运转有限量的时间，以限制直接喷射燃料泵退化。在电磁启动止回阀以通过模式运转之后，方法900退出。

在924处，方法900经由如图4中所示出的泄压阀401调节直接喷射燃料泵压缩室中的燃料压力，但是其他调节方案也是可行的。压缩室中的燃料压力在泵的压缩冲程期间被调节为大于供应燃料到直接喷射燃料泵的低压燃料泵的压力输出的单个压力。通过调节压缩室中的压力，直接喷射燃料泵活塞的顶部与底部之间的压力差产生，并且从活塞顶部到底部的燃料流量为直接喷射燃料泵提供润滑。同时，停止燃料从直接喷射燃料泵流出到直接喷射燃料轨道，因为直接燃料喷射燃料轨道中的压力大于直接喷射燃料泵输出压力。因此，直接燃料喷射泵被润滑而不增加直接喷射燃料轨道压力。此外，当停止燃料流过直接燃料喷射器时，提供直接喷射燃料泵润滑。以此方式，当到燃料轨道的直接燃料喷射燃料泵输出为零或小于阈值燃料流率时，可以润滑直接喷射燃料泵。在半凸轮冲程润滑开始之后，方法900退出。

作为图9的方法900的总结，当泵正维持充分压力以支持经由直接喷射器的喷射时，电磁启动的入口止回阀不被激励(未被激励或被去激励)。因此，在直接喷射闲置或进气道燃料喷射闲置的状况下可以不要求激励电磁阀。在这种方法的运转期间，可以通过泵系统的机械布置来确保最小泵润滑要求。

现在参照图10，示出用于向图1的发动机10供应燃料的第二示例燃料系统。图10的燃料系统中的许多装置和/或部件与图2中所示出的装置和/或部件相同。因此，为了简洁，图2的燃料系统的装置和部件与包括在图10的燃料系统中的装置和部件标记相同，并且在图10的描述中省略了对这些装置和部件的描述。

图10的燃料系统示出从燃料泵228通向进气道燃料喷射轨道240和燃料喷射器242的燃料通道1002。燃料通道1002允许燃料与步进空间和泵的压缩室接触。然后燃料可以吸取热并退出以到达PI燃料系统，如图所示。该燃料进入并离开高压泵；然而，燃料在提升泵压力(例如，与低压燃料泵208输出的压力相同的压力)下进入并离开。

图11示出另一示例直接喷射燃料泵228。图11的直接喷射燃料泵中的许多装置和/或部件与图4中所示出的装置和/或部件相同。因此，为了简洁，图4的直接燃料喷射泵的装置和部件与包括在图11的直接喷射燃料泵中的装置和部件标记相同，并且图11的描述中省略了对这些装置和部件的描述。

图11的燃料泵包括燃料通道1002，燃料通道1002允许燃料在进入到进气道燃料喷射器之前与步进空间418和泵压缩室408接触。通过允许燃料与高压燃料泵228的部分接触，冷却高压燃料泵228是可能的。

因此，可以选择图4、5或11中所示出的示例性泵中的一个，并且可以经由接合电磁操作止回阀提供比提升泵压力更大的燃料轨道压力。

图12中呈现了直接喷射(DI)燃料泵228的另一个示例，其中蓄积器425被包括作为与图5A的泵228不同的配置的部分。图12的直接喷射燃料泵中的许多装置和/或部件与图5A中所示出的装置和/或部件相同。因此，为了简洁，图5A的直接燃料喷射泵的装置和部件与包括在图 12的直接喷射燃料泵中的装置和部件标记相同，并且图12的描述中省略了对这些装置和部件的描述。

蓄积器425与图5A的蓄积器502的区别在于，蓄积器425包含死容积或间隙容积的形状，其中，它是一个增加的刚性容器(rigid container)，其包含空的(vacuous)内部容积，没有附加部件。死容积的利用起因于死容积的刚性容器中的流体的顺应性。蓄积器425的尺寸可以变化，这取决于所使用的燃料系统，并且在这个实施例中，蓄积器具有30cc的容积。此外，在图5A中，明显的流体顺应性是实际上不可压缩的流体(燃料) 作用于具有顺应性的容器或压力蓄积器502上的结果。在图12中，明显的流体顺应性由实际上可压缩的流体(燃料)作用于刚性容器或或死容积体425上而产生。

蓄积器的增加以若干方式影响泵系统。一个特征是，当蓄积器的内部容积的尺寸增加时，DI泵内的峰值或最大(上限阈值)压缩室压力减小。这通过物质的体积模量的方程给出，在这个实例中所述物质是燃料。方程的形式可以被书写为dP＝K*(dV/(V+dV))，其中dV是泵排量，K 是的燃料的体积模量，V是间隙容积，而dP是压力的变化。假设在这个示例中汽油是所使用的燃料，其体积模量能够被估计为1300MPa。DI泵的典型排量可以被假设为0.25cc。对于相同的DI泵，在不具有添加的死容积时，它的间隙容积是1.4cc。具有添加的死容积，泵的间隙容积实际上得以增加，并且可以增加到诸如30cc或更大的值。如在体积模量方程中所见的，当间隙容积V增加时，压力的变化减小，导致减小的最大压缩室压力。以此方式，死容积体425提供与图5A中的泄压阀401类似的功能。注意，上面给出的压力变化dP可以取决于除了目前给出的因素之外的若干其他因素。其他因素可以包括泵活塞泄漏和止回阀容积损失。然而，死容积体尺寸与压力变化之间的总体关系保持相同。

死容积(蓄积器)尺寸与最大压缩室压力之间的关系能够在图13中看到，其中死容积体尺寸以水平轴线呈现，而峰值泵压缩室压力以竖直轴线呈现。曲线300示出：当死容积体的尺寸增加时，峰值泵压缩室压力相应地减小。作为形成沿着曲线300的点的示例性近似值，点305表示15cc，而点315表示20MPa压力。类似地，点310表示30cc，而点 320表示10MPa压力。

本文发明人已经认识到，将死容积体425可选地添加到泵228可以减少泵的压力响应时间。如在图12中所见，响应于此，可以增加可选止回阀430以与蓄积器425串联，以便防止泵响应时间的退化。止回阀430 的增加实现了这种结果，同时仍允许死容积体425限制泵压缩室压力。如在图12中所见，止回阀430和蓄积器425沿着与泵通道435分开的管道串联地布置，其中电磁阀412被布置在泵通道435上。

从图5A得知，当电磁操作的止回阀412被停用(被去激励)时，允许泄压阀401调节压缩室408中的压力，其中泄压阀被评定处于特定压力(诸如15巴)。根据上面提到的体积模量方程和死容积体425限制压缩室压力的增加的结果，实际上泄压阀401由死容体425代替，因为它们基本上用于相同的目的。如在图12中所见，移除图5A的压缩泄压阀401，因为死容积体425代替泄压阀的功能，即限制泵压缩室压力。可替代地，泄压阀401可以可选地包括在图12的系统中，但其功能基本上是多余的。当泵压缩室压力超过死容积体425内所含有的压力时，死容积体425变为液压有效。

图12的泵228还包括泄漏孔431，泄漏孔431与止回阀430并联地布置，泄漏孔431可以允许泵室压力随着发动机和泵转速而增加。此外，泄漏孔431可以防止逐渐的压力积聚超过期望的压缩室压力限制。泄漏孔431允许死容积体425内俘获的流体缓慢地泄漏回到泵通道435中。这里应注意，止回阀430和泄漏孔431都是可选的；当电磁阀412被去激励时，止回阀430和泄漏孔431的添加可以帮助调整泵228的压力和流量特性。此外，部件430和431可以产生与前面提到的预加压蓄积器502的过程类似的效果。

对于具有蓄积器425的DI泵228的正常运转，电磁启动止回阀412 在泵压缩冲程期间必须被命令为通过(停用)状态，因此蓄积器425可以与泵压缩室408流体连接。在这种构造中，蓄积器425添加的30cc的容积可以添加到泵228的更小间隙容积(1.4cc)，以为泵提供压力和燃料。

本文发明人已经认识到，直接喷射燃料泵会表现称为回流的事件。回流可以在活塞运转的泵(诸如图4、5A、11和12中所示出的DI泵228) 中发生，其中泵送的液体(在这个实例中是燃料)的一部分被反复地迫使进入泵活塞的顶部和底部并从其中出来，达到低压燃料管路。在当前描述中，如在图12中所见，DI燃料泵可以从活塞的顶部和底部流体地连接到低压管路。低压燃料管路可以含有多个分支，它们位于泵的入口侧上，或被对应地布置在泵的上游。

泵回流的发展被描述如下。在泵的压缩冲程期间，当泵活塞正从下止点(BDC)向上止点(TDC)行进时，两个回流事件会发生。第一，流体可以从活塞的顶部被迫向后到达低压管路。第二，流体可以从低压管路被吸到活塞下方的容积。活塞下方的容积(也被称为步进空间418，如图12所见)由活塞406与活塞杆420(或杆)之间的直径的差产生。活塞杆可以具有比活塞的直径更小的直径，这可以是用于许多直接喷射燃料泵的配置。由于直径之间的差异，活塞杆具有比活塞的容积更小的容积，由此在活塞的底侧上引起空容积(缺少材料)。

在泵的吸气(进气)冲程期间，随着泵活塞从TDC向BDC行进时，两个额外的回流事件会发生。第一，流体可以从活塞的底部(活塞下方的容积，步进空间418)被迫向后进入低压管路中。第二，流体可以从低压管路被吸到活塞的顶部(进入压缩室408)。

泵回流或瞬变燃料流量对活塞的顶部和底部的影响可以激发低压燃料供应管路的固有频率，因为低压燃料供应管路可以连接到泵活塞的后面以及活塞的顶部，如图12中所见。活塞两侧上的重复的逆向燃料流量会产生燃料压力和流量脉冲，燃料压力和流量脉冲会至少部分地引起许多问题。这些问题中的其中一个可能是由于流量脉冲引起的增加的噪声，由此要求在其他情况下可以是不必要的附加隔声部件。另一问题可能是要求增加平均提升泵压力以抵消燃料脉冲。此外，可能会在泵和燃料系统中引起额外的机械应力，这将在物理部件失效发生的情况下要求昂贵的预防性系统和/或昂贵的修复。泵回流可以引起本文中未说明的其他相关问题。

本文发明人已经认识到，可以通过改进的高压泵(和相关的系统部件)和尺寸变化的活塞杆来至少部分地解决上面提到的问题，其中改进的高压泵包括添加死容积体和止回阀，如之前关于图12所讨论的。这些物理更改可以组合，以产生与图4、5A、11和12中所示出的那些不同的泵系统。

图14示出可以限制泵回流的严重性的改进的泵系统，其中，与泵回流相关的问题在之前描述了。图14的直接喷射燃料泵中的许多装置和/ 或部件与图12中所示出的装置和/或部件相同。因此，为了简洁，图12 的直接燃料喷射泵的装置和部件与包括在图14的直接喷射燃料泵中的装置和部件标记相同，并且图14的描述中省略了对这些装置和部件的描述。图14的蓄积器425与图12的蓄积器425基本上相同，但位于不同位置。

不同于图12的DI泵，图14中示出了直接喷射燃料轨道250以及若干直接喷射器252和被示为连接至控制器12的燃料成分传感器248。在其他实施例中，传感器248可以是不同的传感器，诸如燃料轨道压力传感器或其他合适的传感器，这由具体燃料系统的要求来指定。

图14的燃料泵228可以试图经由如在本文中所描述的若干改变和添加的特征来减轻泵回流的严重性。第一，止回阀402可以被添加到泵入口499的下游，其中阀402的一个目的可以是防止(阻止)燃料从泵室 408回流出以进入低压管路498。第二，与图12的死容积体425基本上相同的死容积体425可以直接设置在止回阀402的下游。因此，止回阀 402和死容积体425可以在DI泵压缩室的入口403的所有上游与电磁启动的入口止回阀412串联地对齐。死容积体425可以具有分立容积，诸如10cc或用于DI泵系统的另一个合适的值。

如之前所提到的，死容积体425实际上添加到DI泵的间隙容积，在图14中被标记为间隙容积478。用于DI泵的间隙容积的常见值可以是 3cc。DI泵的排量或活塞406扫过的容积(如当它从TDC运动到BDC或反之亦然)被标记为泵排量477。而且，DI泵的排量的典型值可以是 0.25cc。再次重申，与泵回流相关的问题是双重的。燃料可以重复地从活塞406的顶部405和底部407排出并被吸入活塞406的顶部405和底部 407，由此产生不希望的压力和燃料流量脉冲。止回阀402和死容积体425 的添加可以致使泵回流减小或消除，其中燃料通过止回阀402不被允许流入低压管路498，并且压缩室408产生的燃料压力可以被引导到死容积体425中，死容积体42充当贮存器，在电磁启动止回阀412被去激励(打开以流动)时活塞406可以逆着该贮存期推动燃料。图14中所示的系统可以减少或消除压力脉冲，同时防止流体从压缩室408流入低压管路498。

然而，泵回流仍然会发生在活塞406的底侧407上。如在上文中所描述的，许多DI泵包括活塞406，活塞406具有比活塞杆420(或活塞杆)更大的直径，杆被配置为与来自凸轮410的接收运动接触。因此，步进空间418(如图12中所见)可以由活塞与杆之间的容积的差形成。实际上，步进空间418可以在活塞406的背侧上充当压缩室，其对与压缩室408相对的燃料加压。如之前所描述的，泵回流可以由步进空间418 的容积的往复变化引起。

再次转向图14，另一特征可以包括在泵228中，该特征是改变杆420 的尺寸。在这个实施例中，杆420的外直径等于或基本上等于活塞406 的外直径。为了在图14中容易地区分杆与活塞，当实际上直径相等时，杆420的直径被示为略小于活塞406的直径。据此，图12的步进空间18 可以被图14中的杆420占据，由此消除活塞406的背侧上的压缩室(步进空间418)。换句话说，在活塞的整个运动期间，活塞与杆之间的活塞 406的背侧上不存在空容积。此外，在由汽缸壁450和汽缸底部451限定的容积内部的杆的周围的任何地方都不存在空容积。以此方式，当活塞 406(和杆)从TDC运动到BDC并且反之亦然时，基本上没有燃料可以被排入低压管路497或从低压管路497吸入，由此减少或消除活塞406 的下侧上的脉冲(泵回流)。

通过减少或去除泵回流，可以获得若干益处。第一，在涉及改进的 PFI和DI运转中的任一个或两者的怠速状况下，相比于图14的没有改变和添加特征的泵，该泵可以在电磁启动止回阀被去激励时产生更少的噪声。此外，在怠速状况下，当燃料不通过止回阀416并进入燃料轨道250 (零流率)时，泵可以保持润滑。最后，因为死容积体425可以根据燃料系统要求而改变尺寸，增加的死容积体可以实现DI泵228的压力调节，因为过多压力可以在死容积体425中而不是在燃料轨道250中积聚。如在图14中所示出的，死容积体425是空室，该部件基本上可以比其他更复杂的部件更便宜。以此方式，可以不必要增加昂贵的压力调节装置。

应理解，图14中所示出的DI泵228和相关特征的实施例意味着是图示性和非限制性意义上的多种可能配置中的一个示例。图14的特征和部件可以被移动和/或替换，同时仍维持本文中所描述的总体结构，即，通过对泵部件的几何变化和增加其他泵部件来减少或消除活塞406的顶部和底部上的泵回流。

总的来说，死容积体425和止回阀402的添加以及活塞406与杆420 的相等直径可以基本上防止流体向后回流入低压供应侧(低压燃料管路 497和498)，因此减少压力脉冲。如图14以及图12(具有泄漏孔431) 中所示出的这些附加特征可以帮助减轻与泵回流、泵噪声污染和不足的泵润滑相关的不利影响。此外，由于会要求增加的提升泵压力以克服泵回流引起的燃料脉冲，因此上述部件的附加可以减少泵系统所需要的能量，因为减少了燃料脉冲。

注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置连用。本文所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以以所示顺序执行、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图示说明和描述而提供了所述处理顺序。根据所使用的具体策略，所示出的动作或功能中的一个或更多个可以重复执行。另外，所描述的动作可以图形地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质中的代码。

应认识到，本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为具有限制性含义，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缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和构造以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

本申请的权利要求具体指出被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能提到“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或更多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/ 或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (18)

1.一种运转直接喷射燃料泵的方法，所述方法包括：

当所述直接喷射燃料泵的入口处的电磁启动止回阀在直接喷射燃料泵压缩冲程期间被命令为通过状态时，位于所述电磁启动止回阀上游的蓄积器与所述直接喷射燃料泵的压缩室流体连通，所述蓄积器将容积添加到所述直接喷射燃料泵的间隙容积。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含所述直接喷射燃料泵的所述压缩室中的压力，所述压力在所述直接喷射燃料泵压缩冲程期间，在所述泵的活塞的顶部与底部之间提供比阈值压力差更大的压力差。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述蓄积器向所述直接喷射燃料泵的所述压缩室提供燃料和压力时，所述压力经由所述蓄积器调节。

4.根据权利要求1所述的方法，其中当所述蓄积器的内部容积增加时，所述直接喷射燃料泵的所述压缩室中的上限阈值压力降低。

5.根据权利要求1所述的方法，其中止回阀位于所述蓄积器与所述电磁启动止回阀之间的位置中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中泄漏孔与所述止回阀平行设置。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述直接喷射燃料泵经由凸轮驱动。

8.一种燃料系统，其包含：

直接喷射燃料泵，其包括活塞、压缩室和用于驱动所述活塞的凸轮；

电磁启动止回阀，其被设置在所述直接喷射燃料泵的入口处，以用于调节燃料流量；

止回阀，其被设置在所述电磁启动止回阀的上游；和

蓄积器，其被设置在所述止回阀的上游，所述蓄积器增加所述直接喷射燃料泵的间隙容积。

9.根据权利要求8所述的燃料系统，其中所述蓄积器在与所述电磁启动止回阀分开的管道上与所述止回阀串联地设置。

10.根据权利要求8所述的燃料系统，其进一步包含与所述止回阀平行设置的泄漏孔。

11.根据权利要求8所述的燃料系统，其进一步包含控制器，所述控制包括使所述电磁启动止回阀运转以调节通过所述直接喷射燃料泵的燃料流量的指令。

12.一种燃料系统，其包含：

直接喷射燃料泵，其包括活塞、压缩室、活塞杆和用于驱动所述活塞的凸轮，其中所述活塞和所述活塞杆具有相等的直径；

电磁启动止回阀，其被设置在所述直接喷射燃料泵的入口处，以用于调节燃料流量；

蓄积器，其被设置在所述止回阀的上游；和

止回阀，其被设置在所述蓄积器的上游，其中当所述电磁启动止回阀处于停用状态时，所述蓄积器将死容积添加到所述直接喷射燃料泵的间隙容积。

13.根据权利要求12所述的燃料系统，其中所述蓄积器是死容积体，其包含具有空的内部容积且没有附加部件的刚性容器。

14.根据权利要求12所述的燃料系统，其中所述活塞杆占据位于所述活塞的背侧上的步进空间的容积，基本上不允许燃料行进到低压燃料管路或从低压燃料管路行进。

15.根据权利要求12所述的燃料系统，其中所述止回阀阻止燃料从所述直接喷射燃料泵流入低压燃料管路。

16.一种直接喷射燃料泵系统，其包含：

活塞，其具有外直径；

压缩室；

活塞杆，其具有在尺寸上等于所述活塞的所述外直径的外直径；和

凸轮，其用于驱动所述活塞；以及

蓄积器，其被设置在所述直接喷射燃料泵的上游，其中在所述活塞的整个运动期间，所述活塞与所述活塞杆之间的所述活塞的背侧上不存在空容积。

17.根据权利要求16所述的直接喷射燃料泵系统，其中当电磁启动止回阀处于停用状态时，所述蓄积器将死容积添加到所述直接喷射燃料泵的间隙容积。

18.根据权利要求16所述的直接喷射燃料泵系统，其中当电磁启动止回阀处于停用状态时，由所述压缩室中的所述活塞加压的燃料流入所述蓄积器中。