CN106401774A - 燃料喷射系统及操作该燃料喷射系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料喷射系统及操作该燃料喷射系统的方法，公开了一种燃料喷射系统及操作该燃料喷射系统的方法。用于单缸发动机的燃料喷射系统（10）包括机械控制的高压泵（12）、共轨喷射器（14）和电子控制单元（18），电子控制单元（18）适于基于从至少一个传感器接收的信息控制共轨喷射器（14）的操作。电子控制单元（18）适于改变喷射的开始和喷射的结束，使得在变化的打开压力和变化的关闭压力下操作共轨喷射器（14）。

Description

燃料喷射系统及操作该燃料喷射系统的方法

技术领域

本公开涉及燃料喷射系统及操作该燃料喷射系统的方法。

背景技术

已知用于单缸发动机的共轨燃料喷射系统就用在燃料喷射系统中的部件而言可以具有两种构造。在燃料箱中使用燃料泵以将燃料从燃料箱泵送到高压泵。从高压泵设有计量单元（其确保仅计量的量的燃料被送到高压泵）的角度来看，高压泵是电子控制的泵。在现有技术中已知的燃料喷射系统能够在输送端提供燃料，该输送端可以处于恒定压力下并且因此在喷射开始和喷射结束期间将不可能有变化的压力。

附图说明

参照以下附图描述本公开的实施例；

图1示出根据本公开的燃料喷射系统；

图2示出根据本公开的燃料喷射系统的另一个实施例；以及

图3示出曲线图，其中相对于燃料泵的柱塞的位置绘出燃料压力。

具体实施方式

图1示出根据本公开的燃料喷射系统。用于单缸发动机的燃料喷射系统10包括机械控制的高压泵12、共轨喷射器14和电子控制单元18，该电子控制单元18适于基于从至少一个传感器接收的信息控制共轨喷射器14的操作。电子控制单元18适于改变喷射的开始和喷射的结束，使得在变化的打开压力和变化的关闭压力下操作共轨喷射器14。

在燃料喷射系统中，向电子控制单元18发送信息的至少一个传感器可以是选自诸如压力传感器、加速器踏板传感器、发动机速度传感器等的传感器的集合中的至少一者。

出于更容易理解的目的，我们考虑燃料喷射系统的一个实施例，其中，压力传感器16整合在共轨燃料喷射器14中。根据本实施例的用于单杠发动机的燃料喷射系统的结构能够描述如下。燃料喷射系统包括储存燃料的燃料箱20。来自燃料箱20的燃料流动通过过滤器22，在该处过滤可能存在于燃料中的任何颗粒物质。燃料从燃料过滤器22流至机械控制的高压泵12。机械控制的高压泵12由凸轮驱动。连接到机械控制的高压泵12的凸轮的凸轮轴可以由发动机驱动。机械控制的高压泵12不具有计量其接收的燃料的任何装置，并且在机械控制的高压泵12的上游也未设置计量单元。机械控制的高压泵12具有带有螺旋特征的柱塞，柱塞上的螺旋特征能够移位，从而以确保能够控制机械控制的高压泵的输送端处的燃料压力。螺旋特征的移位由可以连接到加速器踏板的控制杆控制。然后，将来自机械控制的高压泵12的燃料直接送到共轨燃料喷射器14。由于燃料喷射系统10用于单缸发动机，因此仅示出一个喷射器，并且因此在该燃料喷射系统10中不需要共轨。然而，重要的是应当存在一些装置，其将确保即使针对所公开的燃料喷射系统10，也存在计量喷射入发动机内的燃料的量的可能性。共轨燃料喷射器14是具有连接器的燃料喷射器，连接器从电子控制单元18配合到该连接器。电子控制单元18通过控制共轨燃料喷射器14的螺线管控制共轨燃料喷射器14的致动。共轨燃料喷射器14也具有整合于其中的压力传感器。压力传感器16适于检查存在于燃料喷射器14中的燃料的压力，并且该压力信息被传达到电子控制单元18。还存在从共轨燃料喷射器14返回燃料箱20的燃料流动路径，以将可能存在于喷射器中的过量燃料带回燃料箱20。

根据燃料喷射系统10的另一个实施例，燃料喷射系统包括机械控制的高压泵12、共轨燃料喷射器14a。然而，在该实施例中，压力传感器未与共轨燃料喷射器14a一体化，或者压力传感器根本不存在于燃料喷射系统中。在燃料喷射系统的该实施例中，电子控制单元18仍控制共轨燃料喷射器14a的操作，并且喷射器特性映射（map）储存在所述电子控制单元18的存储器中。电子控制单元18接收来自加速器踏板传感器24和发动机速度传感器26的信息，如图2中所示。基于从加速器踏板传感器和发动机速度传感器接收的信息，基于储存在电子控制单元中的喷射器特性映射确定燃料喷射系统10中的燃料的压力。电子控制单元18基于储存在电子控制单元18的存储器中的喷射器特性映射确定所述共轨喷射器14的所述螺线管的致动时间和退动（de-actuate）时间，并且能够判定和改变喷射的开始和结束。

根据另一实施例，燃料喷射系统10可以用在单缸发动机的定速应用（诸如发电机组等）中。在这种情况下，机械控制的高压泵12输送的特性是已知的，并且参照输送特性的喷射器特性映射储存在电子控制单元18中。基于高压泵12的定速特性，电子控制单元18基于储存在电子控制单元18的存储器中的特性映射确定所述共轨喷射器14的所述螺线管的致动时间和退动时间，并且能够判定和改变喷射的开始和结束。

还公开了一种操作用于单缸发动机的燃料喷射系统10的方法。该方法包括下述步骤：操作机械控制的高压泵12以限定机械控制的高压泵12的输送端压力；将来自至少一个传感器的压力信息接收在电子控制单元18中；基于所接收的信息和所限定的输送端压力致动共轨喷射器14的螺线管以开始喷射，以及基于所接收的信息和所限定的输送端压力退动共轨喷射器14的螺线管。

参照先前提及的燃料喷射系统的实施例，所述至少一个传感器可以是选自诸如压力传感器、加速器踏板传感器、发动机速度传感器等的传感器的集合中的至少一者。在实施例具有压力传感器的情况下，在操作燃料喷射系统10的方法中，电子控制单元18从压力传感器接收燃料压力信息。在燃料喷射系统10的实施例不具有压力传感器的情况下，而且替代地，电子控制单元从加速器踏板传感器和发动机转速传感器接收信息，电子控制单元18确定共轨喷射器14的所述螺线管的致动时间和退动时间。在以定速操作操作燃料喷射系统的实施例的情况下，电子控制单元18基于单缸发动机的定速操作确定螺线管的致动时间和退动时间。

操作燃料喷射系统10的方法能够进一步参照图3解释如下，然而，针对该解释，我们仅考虑燃料喷射系统的第一实施例。如前所述，图3图示曲线图，其中相对于燃料泵的柱塞的位置绘出燃料压力，并且该曲线图代表了泵端压力和喷射端压力的压力曲线。在图3中，标记为1和2的位置是其中致动螺线管以打开喷射器以便喷射燃料的可能位置，并且标记为3和4的位置是其中退动螺线管以关闭喷射器从而不喷射燃料的可能位置。操作机械控制的燃料高压泵12使得泵的柱塞上的螺旋特征定向成使得机械控制的高压泵12的输送端压力被限定。机械控制的高压泵12的输送端处的压力与存在于共轨燃料喷射器14中的燃料的压力相同。压力传感器16感测燃料的压力，并且该信息传达到电子控制单元18，并且因此喷射期间的燃料的压力现在在电子控制单元18中可用。然后，电子控制单元18基于压力传感器16信息判定何时应当致动共轨燃料喷射器的螺线管以便开始喷射燃料。共轨燃料喷射器14以及机械控制的高压泵12能够限定一定燃料压力，在该燃料压力下应当完成喷射的开始。这在图3中由位置1和2指示，其中，位置1表示在该位置处，当发动机气缸在TDC之前大约10度时，燃料喷射的开始能够在大约600 bar的燃料压力下发生。类似地，位置2表示在该位置处，当发动机气缸在TDC之前大约0和5度之间时，燃料喷射的开始能够在大约800 bar的燃料压力下发生。因此，确保在不同的发动机速度范围内配合调整（phase）燃料喷射的开始是可能的，而且必须操作机械控制的高压燃料泵12的凸轮轴以确保足够的燃料压力可用于打开早期或燃料喷射的开始。这对于压力曲线的噪声敏感区是尤其重要的，其中有时，针对某一打开正时的足够燃料压力可能以其它方式不可用。进一步地，由于燃料喷射系统10中的喷射器是共轨燃料喷射器14，其中，可能退动螺线管以确保喷射结束，所以可能的是喷射结束能够提早或延迟发生。喷射的提早结束的示例由位置3表示，其中，存在下述情况的可能性：燃料压力足以喷射，然而，电子控制单元18退动螺线管，并且在发动机气缸已超过TDC大约10-12度之后，喷射的结束发生。喷射的延迟结束的示例由位置4表示，其中，电子控制单元18退动螺线管以使喷射事件在发动机气缸已超过TDC大约12-15度之后结束。然而，在如上所述的喷射的提早结束期间，燃料压力可能仍然足以喷射，通过控制燃料喷射泵12的柱塞中的螺旋特征的运动，能够停止对机械控制的高压泵12中的该燃料进一步加压。

因此，如上文所公开的燃料喷射系统10和操作燃料喷射系统的方法提供了能够在一定程度上选择打开和关闭喷射器的时刻的可能性。例如，在更高的喷射端压力下，略微更迟打开喷射器是可能的。对于单缸发动机的满载性能而言，这能够是优点。由于通过致动喷射器产生的额外的自由度，能够校准各种喷射正时和喷射压力。此外，整合的压力传感器给予了电子控制功能及安全功能，这是单缸发动机应用的重要功能。即使在压力传感器失效的情况下，共轨燃料喷射器14具有球式节流阀以确保系统中的压力将不升高到超过例如说2000 bar的安全限制。这不仅避免了高压零件的破裂，也避免了高压泄漏。

应当理解的是，在上述描述中所解释的实施例仅仅是说明性的，并且不在压力值和TDC附近的气缸运动的度数（如在图2中所提及的）方面限制本发明的范围。构想了许多这样的实施例和对描述中所解释的实施例的其它修改和改变。本发明的范围仅由权利要求的范围限制。

Claims (10)

1.一种操作用于单缸发动机的燃料喷射系统（10）的方法，所述方法包括：

- 操作机械控制的高压泵（12）以限定所述机械控制的高压泵（12）的输送端压力；

- 将来自至少一个传感器的发动机参数或燃料压力信息接收在电子控制单元（18）中；

- 基于所述接收的信息和所述限定的输送端压力，致动所述共轨喷射器（14）的螺线管以开始喷射；以及

- 基于所述接收的信息和所述限定的输送端压力，退动所述共轨喷射器（14）的所述螺线管以结束喷射。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个传感器可以是选自诸如压力传感器、加速器踏板传感器、发动机速度传感器等的传感器的集合中的至少一者。

3.如权利要求1和2所述的方法，其中，所述电子控制单元（18）从压力传感器接收燃料压力信息。

4.如权利要求1和2所述的方法，其中，所述电子控制单元（18）从加速器踏板传感器和发动机速度传感器接收信息，并且确定所述共轨喷射器（14）的所述螺线管的致动时间和退动时间。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述电子控制单元（18）基于所述单缸发动机的定速操作，确定所述螺线管的致动时间和退动时间。

6.一种用于单缸发动机的燃料喷射系统（10），包括：

- 机械控制的高压泵（12）；

- 共轨喷射器（14）；以及

- 电子控制单元（18），其适于基于从至少一个传感器接收的信息控制所述共轨喷射器（14）的操作，所述电子控制单元（18）适于改变喷射的开始和喷射的结束，使得在变化的打开压力和变化的关闭压力下操作所述共轨喷射器（14）。

7.如权利要求6所述的燃料喷射系统（10），其中，所述至少一个传感器可以是选自诸如压力传感器、加速器踏板传感器、发动机速度传感器等的传感器的集合中的至少一者。

8.如权利要求6所述的燃料喷射系统（10），其中，所述压力传感器（16）是整合于所述共轨燃料喷射器（14）中的压力传感器。

9.如权利要求6所述的燃料喷射系统（10），其中，喷射器特性映射储存在所述电子控制单元（18）的存储器中。

10.如权利要求6和9所述的燃料喷射系统（10），其中，所述电子控制单元（18）从加速器踏板传感器和发动机速度传感器接收信息，并且基于储存在所述电子控制单元（18）的所述存储器中的所述特性映射确定所述共轨喷射器（14）的所述螺线管的致动时间和退动时间。