CN106414993B - 可变冲程直接喷射燃油泵系统和用于操作系统的计算机实施方法 - Google Patents

可变冲程直接喷射燃油泵系统和用于操作系统的计算机实施方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106414993B
CN106414993B CN201580030716.9A CN201580030716A CN106414993B CN 106414993 B CN106414993 B CN 106414993B CN 201580030716 A CN201580030716 A CN 201580030716A CN 106414993 B CN106414993 B CN 106414993B
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine
stroke
actuator
component
actuator means
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
CN201580030716.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106414993A (zh
Inventor
格伦·R·麦克法兰
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.)
Co Ltd Of Fca Us
Original Assignee
Co Ltd Of Fca Us
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 Co Ltd Of Fca Us filed Critical Co Ltd Of Fca Us
Publication of CN106414993A publication Critical patent/CN106414993A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106414993B publication Critical patent/CN106414993B/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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/023—Means for varying pressure in common rails
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • 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
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive
    • 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
    • F02M59/22—Varying quantity or timing by adjusting cylinder-head space
    • 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
    • F02M59/30—Varying fuel delivery in quantity or timing with variable-length-stroke pistons
    • 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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/0265—Pumps feeding common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • 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
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • 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
    • F02D2200/021—Engine temperature
    • 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
    • F02D2200/0606—Fuel temperature
    • 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
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed
    • 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
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position
    • 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
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

一种用于发动机的可变冲程直接喷射(DI)燃油泵系统，包括：DI燃油泵(136)，DI燃油泵(136)具有冲程构件(278)并且配置成基于冲程构件(278)的冲程泵送一定量的燃油。所述系统包括可变燃油泵致动器组件(212)，可变燃油泵致动器组件(212)包括配置成致动冲程构件(278)的致动器构件(270)、配置成控制到致动器构件(270)的液压流体的流量的控制阀(224)，以及配置成泵送所述液压流体并由凸轮轴(120)的一个或多个凸角(216)致动的液压流体泵(262)。该系统还包括发动机控制单元(ECU)，发动机控制单元(ECU)配置为通过基于发动机的一个或多个操作参数控制控制阀(224)来控制冲程构件(278)的可变冲程。

Description

可变冲程直接喷射燃油泵系统和用于操作系统的计算机实施 方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年4月16日提交的序列号为14/254,150的美国专利申请的权益。上述美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总地涉及车辆燃油系统，以及更具体地，本公开涉及可变冲程直接喷射(DI)燃油泵系统。
背景技术
内燃机在气缸内燃烧空气/燃油混合物以驱动活塞，所述活塞使得曲轴可旋转地转动以产生驱动转矩。直接喷射(DI)发动机具有燃油系统，燃油系统经由相应的燃油喷射器将燃油直接喷射到气缸中。燃油通常在将燃油供应到燃油喷射器的燃油轨中高度加压。DI燃油泵将燃油供应到燃油轨，直到燃油轨中的燃油压力达到期望的高压。DI燃油泵具有对应于能够由DI燃油泵供应的最大燃油量的全冲程。然而，在某些发动机操作条件期间，DI燃油泵的全冲程不是必需的，如果不考虑的话这导致泵送损失。因此，虽然这种DI燃油系统为其预期目的而工作，但是仍然需要相关领域的改进。
发明内容
在一个方面，根据本公开的教导提供一种可变冲程直接喷射燃油泵系统。在一个示例性的实施方式中，系统包括直接喷射(DI)燃油泵，直接喷射(DI)燃油泵具有冲程构件并且配置成基于冲程构件的冲程泵送一定量的燃油。该系统包括与发动机的气缸盖相关联并且配置成启动DI燃油泵的可变燃油泵致动器组件。可变燃油泵致动器组件包括：致动器构件，其与控制阀连通，并且配置成响应于致动器构件处的液压流体的压力来致动冲程构件；控制阀，其配置成通过控制到所述致动器构件的液压流体的流量来控制所述致动器构件处的液压流体压力；以及液压流体泵，其配置成响应于由凸轮轴的一个或多个凸角的致动而将液压流体泵送到控制阀并且选择性地泵送到致动器构件。该系统还包括发动机控制单元(ECU)，其配置成通过基于DI发动机的一个或多个操作参数来控制控制阀而将受控量的液压流体压力输送到致动构件来控制冲程构件的可变冲程。
在一些实施方式中，一个或多个操作参数包括加速踏板位置、发动机速度、燃油压力和温度中的至少一个。在一些实施方式中，冲程构件是柱塞，以及致动器构件是活塞。在一些实施方式中，液压流体泵由通过凸轮轴的一个或多个凸角致动的摇臂致动。
在另一方面，根据本公开的教导提供一种计算机实施方法。该方法包括在具有一个或多个处理器的ECU处接收DI发动机的一个或多个操作参数。该方法还包括由ECU通过基于一个或多个操作参数控制与发动机的气缸盖相关联的可变燃油泵致动器组件的控制阀来控制DI燃油泵的冲程构件的冲程。可变燃油泵致动器组件包括配置成致动冲程构件的致动器构件和配置成将液压流体泵送到致动器构件并由DI发动机的凸轮轴的一个或多个凸角致动的液压流体泵。控制阀配置成通过控制控制阀来将预定量的液压流体流输送到致动器构件来控制冲程构件的可变冲程。
通过下文提供的详细描述、权利要求和附图，本公开教导的更进一步的应用领域将变得显而易见，其中在附图的若干视图中相同的附图标记指代相同的特征。应当理解的是，包括其中引用的公开的实施例和附图的详细描述在本质上仅仅是示例性的，意旨仅用于说明的目的，而并非意旨限制本公开、其应用或用途的范围。因此，不脱离本公开要旨的变型意旨在本公开的范围内。
附图说明
图1是根据本公开原理的包括DI发动机、DI燃油系统和可变阀控制系统的直接喷射(DI)发动机系统的示例性局部示意图；
图2A是根据本公开原理的DI发动机、可变阀控制系统和DI燃油系统的示例性部分示意图；
图2B是根据本公开原理的可变阀控制系统和DI燃油系统的示例性局部示意图；
图3是根据本公开原理的发动机控制单元(ECU)的示例性功能框图；以及
图4是根据本公开的原理的用于操作DI发动机系统的计算机实施方法的示例性流程图。
具体实施例
如前所述，用于高压燃油系统的常规直接喷射(DI)燃油泵系统在例如不需要DI燃油泵的全冲程的某些发动机操作条件期间经历增加的泵送损失和降低的燃油经济性。因此，本文提出了克服当前系统的这些和其它缺陷的可变冲程DI燃油系统。本公开的可变冲程DI燃油系统适用于具有可变阀控制系统的任何DI发动机系统。如本文所使用的术语“可变阀控制”还指代“可变阀致动”和“可变阀升程”。根据本公开的一个方面，本文所论述的可变冲程DI燃油系统集成到可变阀控制系统中或与可变阀控制系统集成，由此降低了提供DI燃油泵可变冲程启动所需的部件的成本和复杂性。
根据本公开的一个方面，可变阀控制系统配置成致动DI发动机的进气阀并且致动DI燃油泵。如下面将更详细地论述的那样，可变阀控制系统能够以与进气阀的升程被控制或调节相同或相似的方式来调节DI燃油泵的冲程。更具体地，更高的升程对应于更长/更全的冲程，而更低的升程对应于更短的冲程。以这种方式，本文所论述的DI燃油系统提供DI燃油泵的可变冲程启动，DI燃油泵提供用于DI发动机操作所需的最小DI燃油泵冲程供应。
在一个示例性的实施方式中，发动机控制单元(ECU)配置成控制可变阀控制系统以及用于DI燃油泵的相关联的可变燃油泵致动组件，以选择性地指令Dl燃油泵无冲程(零冲程)到全冲程。以这种方式，ECU能够基于发动机操作参数来完全控制DI燃油泵的冲程，以基于或同时利用现有的可变阀控制系统来减小泵送损失。例如，在低发动机负载或减速断油(DFCO)事件期间，ECU可命令DI燃油泵无冲程。减少的泵送损失导致增加的燃油经济性，并且在低发动机负载(例如，怠速)下潜在地降低噪声/振动/声振粗糙度(NVH)。
现在参照图1，示出DI发动机系统100的示例性示意图。DI发动机系统100包括DI发动机104，DI发动机104配置成在气缸盖110的多个气缸108(“气缸108”)内燃烧空气/燃油混合物以产生驱动转矩。虽然示出了四个气缸108，但是应当理解的是，DI发动机104可包括其它数量的气缸(2，3，5，6，8，10个等)。具体地，空气通过空气引导系统(未示出)吸入到DI发动机104内，并通过进气管/端口分配到气缸108，由此空气流由相应的进气阀112控制。在一个示例性的实施方式中，可变阀控制系统116配置成控制进气阀112的升程，如下面将更详细地论述的那样。具有多个凸角的凸轮轴120配置成与可变阀控制系统116结合地选择性地致动进气阀112，如下文还将更详细地论述的那样。
气缸108中的空气与直接喷射到气缸108中的例如汽油的燃油结合。燃油由DI燃油系统124提供，该DI燃油系统124包括分别与多个气缸108相关联的多个燃油喷射器128。DI燃油系统124还包括燃油轨132，燃油轨132容纳或存储用于燃油喷射器128喷射的燃油。因为燃油喷射器128共享燃油轨132，所以燃油轨132也被称为共用燃油轨。DI燃油系统124还包括DI燃油泵136，DI燃油泵136将燃油从燃油罐(未示出)泵送并泵送到燃油轨132内。存储在燃油轨132中的燃油在所需压力下被高度加压，该所需压力基于DI燃油泵136的泵送和燃油喷射器128的喷射而变化。
与电驱动泵相反，DI燃油泵136由DI发动机104例如机械地驱动，更具体地由凸轮轴120驱动。在所示的示例性实施例中，DI燃油泵136联接到气缸盖110。空气/燃油混合物由气缸108的相应活塞(未示出)压缩并且例如通过火花塞(未示出)点燃。空气/燃油混合物的燃烧驱动活塞，活塞可旋转地转动曲轴140以产生驱动转矩。由燃烧产生的废气通过相应的排气阀(未示出)和废气处理系统(未示出)从气缸108排出。驱动转矩通过变速器148从曲轴140传递到传动系144(差速器，一个或多个轮等)。
ECU 152控制DI发动机系统100的操作。具体地，ECU 152控制DI发动机104，使得DI发动机104产生与经由驾驶员输入装置156(例如，加速踏板)所接收的转矩请求相对应的驱动转矩。虽然未示出，但应当理解的是，ECU 152还可配置成控制传动系144和/或变速器148和/或与传动系144和/或变速器148通信。可变阀控制系统116还配置成致动DI燃油泵136。此外，ECU 152配置成控制DI燃油系统124和可变阀控制系统116两者。因此，ECU 152能够控制可变阀控制系统116的升程，从而控制DI燃油泵136的冲程(从无冲程/零冲程到全冲程)。
现在参照图2A，示出DI发动机104、可变阀控制系统116和DI燃油系统124的示例性示意图。可变阀控制系统116包括多个可变阀致动器组件204(“可变阀致动器组件204”)，其配置成分别给多个气缸108的对应的多个进气阀112提供可变升程。每个可变阀致动器组件204的一个示例性配置包括进气滚子指状从动件/摇臂、油泵、电磁阀和阀致动器构件或组件。在该示例中，可变阀控制系统116是并入到气缸盖110中的电动液压系统。如下面将更详细论述的那样，每个可变阀致动器组件204由凸轮轴120的相应阀凸角208选择性地致动并且由ECU 152控制以向相应的进气阀112提供所需的升程。
可变阀控制系统116还包括提供DI燃油泵136的可变冲程启动的能力。在一个示例性的实施方式中，可变阀控制系统116包括可变燃油泵致动器组件212，用于将可变升程或冲程启动提供给DI燃油泵136。在所示的示例性实施例中，可变燃油泵致动器组件212以与可变阀致动器组件204类似的方式集成到气缸盖110中，因此不需要将部件移动到气缸盖110的外部或与气缸盖110脱离联接。可变燃油泵致动器组件212的一个示例还包括滚子指状从动件/摇臂、油泵、电磁阀和致动器构件，如下面将结合图2B更详细地论述的那样。
可变泵致动器组件212由凸轮轴120的至少一个燃油泵凸角216致动，并且由ECU152选择性地控制，以给DI燃油泵136的冲程致动器220提供所需的冲程。在一个示例性的实施方式中，存在围绕凸轮轴120等距间隔开的四个燃油泵凸角216(参见图2B)，例如每90度或近似每90度。在该实施方式中，燃油泵凸角216的数量等于气缸108的数量。进而，可变燃油泵致动器组件212配置成致动DI燃油泵136的冲程致动器220，如下面更详细地论述的那样。
应当理解的是，虽然将继续具体参考可变燃油泵致动器组件212与DI燃油泵136的操作进行论述，但是可变燃油泵致动器组件212的部件和操作根据本公开的一个方面是与可变阀致动器组件204的部件和操作是相同或基本相同的。换言之，在该实施方式中，可变阀致动器组件204包括相同或基本相同的部件并且与可变燃油泵致动器组件212相同或基本相同的方式起作用，以给进气阀112和冲程致动器220提供相应的可变升程。
冲程致动器220配置成控制DI燃油泵136的冲程。冲程致动器220的一个示例包括冲程构件278。冲程构件278的一个示例是柱塞，诸如在具有固定的高压密封件的容积式柱塞DI燃油泵136中那样，柱塞滑动通过高压密封件。应当理解的是，可实施其它冲程致动器，诸如活塞，例如活塞泵。因此，根据燃油泵凸角216的数量，DI燃油泵136可在凸轮轴120的单次旋转期间被致动多次。此外，可以调节可变燃油泵致动器组件212的升程，甚至在凸轮轴120的单次旋转期间的一个点处。该灵活性提供DI燃油泵136的全程可调节控制。在一个示例性实施例中，可变燃油泵致动器组件212的升程由ECU 152控制，从而主动地控制DI燃油泵136的冲程(经由冲程致动器220)。
具体参照图2B，示出可变阀控制系统116和DI燃油系统124的示例性部分示意图250。如前所述，可变燃油泵致动器组件212的一个示例包括摇臂254、滚子指状从动件258(共同称为“摇臂/滚子指状从动件”)、油泵262(或“液压流体泵262”)、电磁阀224和致动器构件270。在该示例性的实施方式中，摇臂254经由滚子从动件258与燃油泵凸角216接合。如前所述，应当理解的是，尽管示出四个燃油泵凸角216，但是可采用其它数量的凸角。例如，对于典型的高压DI发动机而言，凸角的数量设定为使得对于每次气缸燃烧事件将发生一个泵冲程。
摇臂254可操作成致动油泵262并与固定枢轴266相接触。油泵262具有间隙调节器功能，并且可操作成将从油回路288供应的油泵送到致动器构件270，致动器构件270与冲程致动器220或冲程构件278接合。油经由油供应管路292从油回路288供应到油泵262。虽然本文中论述的是油，但应当理解的是，可以使用另一合适的液压流体。如下面将更详细地论述的那样，螺线管或其它可控阀224配置成选择性地控制泵送到致动器构件270的油量，从而选择性地控制冲程构件278的冲程。致动器构件270包括适于致动DI燃油泵136的部件。致动器构件270的一个示例包括活塞和集成的间隙调节器(未示出)。如前所述，应当理解的是，可以实施其它类型的DI燃油泵，诸如活塞DI燃油泵。
在图2B中所示的示例性实施例中，油泵262联接到或定位在气缸盖110中，并且经由流体控制通道280A与电磁阀224流体连通。电磁阀224包括致动器构件225，致动器构件225配置成控制通过通道280C的油的流量。当致动器构件225缩回时，油能够流动通过通道280C和蓄液器管路284进入到蓄液器285。另一方面，油总是能够流动通过通道280B，并且进入到致动器构件270的腔室281内。腔室281中的油导致冲程构件278从致动器构件270的缩回腔室271位移，继而致动DI燃油泵136。然而由于弹簧279与冲程构件278相关联，通道280B是比通道280C更高的阻力路径。因此，电磁阀224的致动器构件225可操作成控制油是否通过通道280C的下部阻力路径转移，而不是通过通道280B的更高阻力路径转移。
在所示的示例性实施方式中，系统配置成使得由泵262基于摇臂254的位移而泵送的所有油对应于冲程构件278的全柱塞冲程。如上所述，电磁阀224可选择性地控制以使预定量的泵送油转移到达致动器构件270，并且因此将柱塞的冲程从全冲程状态改变到零冲程状态，例如通过将全部或基本上全部泵送的油转移。在所示的示例性实施方式中，基于冲程构件278的所需冲程而被转移的预定量的泵送油可被转移到与电磁阀224连通的通道280C。然后被转移到通道280C的油经由蓄液器管路284提供到蓄液器285。在一些实施方式中，来自蓄液器285的油能够经由泄漏管路/系统(未示出)泄漏到油回路288。在一个示例性配置中，通道280A-280C定位在气缸盖110中。在该示例性实施方式中，通道280A-280C可直接形成在气缸盖中或者直接形成在联接到气缸盖110并形成气缸盖110一部分的控制组件构件中。在该方面，气缸盖110可以是整体气缸盖110或由一起形成气缸盖110的一个或多个部件形成的气缸盖。
现在参照图3并继续参考图1和图2A-2B，在操作中，ECU 152从指示DI发动机系统100的各种操作参数的各种传感器接收信号。发动机速度传感器228配置成测量曲轴140的转速(“发动机速度”)，例如，每分钟转数(RPM)。燃油压力传感器232配置成测量燃油轨132中的燃油的压力(“燃油压力”)。应当理解的是，燃油压力传感器232可以可替代地配置成测量燃油在DI燃油系统124中不同点处的燃油压力，例如在DI燃油泵136处。温度传感器236配置成为测量DI发动机系统100的温度(“温度”)。在一个示例性实施方式中，温度是如图所示的DI发动机104的温度(发动机冷却剂温度，发动机工作温度等)。备选地，温度传感器236可配置成测量另一合适的温度，诸如例如燃油轨132中的燃油的温度。
ECU 152从上述传感器接收发动机速度、燃油压力和温度。除此之外，如前所述，ECU 152还接收来自驾驶员输入装置156的驾驶员输入，例如加速踏板的踩下(也称为“加速踏板位置”)。该加速踏板位置对应于DI发动机104上的负载。基于这些发动机运行参数中的至少一个，ECU 152通过控制可变阀控制系统116以及具体地控制可变燃油泵致动器组件212来控制DI燃油泵136的冲程。更具体地，ECU 152控制可变燃油泵致动器组件212的冲程启动，其影响DI燃油泵136的冲程(经由冲程致动器220)。在一个示例性实施方式中，ECU152执行控制阀224的前馈控制，以经由气缸盖110中的流体通道280给致动器构件270提供预定量的液压流体流。在另一示例性实施方式中，ECU 152基于来自燃油压力传感器232的燃油压力执行控制阀224的反馈控制。命令DI燃油泵136的更长/更全冲程的ECU 152的示例包括但不限于高发动机速度、高/大加速踏板踩下(高发动机负载)、高温和低燃油压力。
命令DI燃油泵136的较短冲程的ECU 152的示例包括但不限于低发动机速度、低/小加速踏板踩下(低发动机负载)、低温、和高燃油压力。当这些参数中的任何一个达到极限水平时，诸如在DFCO事件期间使发动机速度怠速，或在最大燃油压力下，ECU 152配置成通过给致动器构件270提供零冲程启动或无冲程启动来针对至少一个冲程禁用由DI燃油泵136泵送燃油。在一些实施方式中，ECU 152可通过在所需数量的冲程中将由油泵262泵送的基本上全部的油转移而在多个冲程或所有冲程中禁用由DI燃油泵136燃油泵送。在该示例中，基本上所有的油都可以包括足够量的被转移的泵送油，以便提供致动器构件270的无致动或零致动。仅作为示例，燃油泵凸角216可以是如前所述的四个凸角配置，并且ECU 152可在发动机速度怠速下或在DFCO事件期间对于其四个冲程中的三个而言(凸轮轴120的每次旋转)禁用DI燃油泵136的燃油泵送。
如上所述，ECU 152配置成基于发动机操作参数来控制电磁阀224以控制DI燃油泵136的冲程。更具体地，电磁阀224可操作成控制从油泵262到致动器组件270的油的流量，从而选择性地禁用或减少致动器构件270的启动，并且继而选择性地禁用或减少DI燃油泵136的燃油泵送。一个或多个发动机操作参数的一个示例是燃油压力。如前所述，燃油压力传感器232可配置成测量DI燃油泵136中的燃油压力，如图所示。由ECU 152使用的其它输入274的示例包括发动机速度、温度和驾驶员输入，诸如加速踏板位置。当冲程构件278由致动器组件270致动时，DI燃油泵136能够经由燃油入口282将燃油从燃油罐286经由燃油出口290泵送到燃油轨132。
现在具体参照图3，示出ECU 152的示例性功能框图。ECU 152包括通信设备300、处理器304和存储器308。通信设备300配置成经由控制器局域网(未示出)在处理器304和DI发动机系统100的其它部件之间进行通信。例如，通信设备300配置成从驾驶员输入装置156、发动机速度传感器228、燃油压力传感器232和发动机温度传感器236接收测量值，并且配置成向DI发动机104、可变阀控制系统116(具体地，可变燃油泵致动器212)和电磁阀224传输控制信号。
通信设备300还配置成与DI发动机104的其它部件(例如电子节流阀控制(ETC)单元)通信。处理器304配置成处理经由通信设备300所接收的信息并准备用于经由通信设备300传输的信息。在一些实施方式中，处理器304执行其它功能，包括但不限于加载和执行操作系统，以及在存储器308处执行读/写操作。存储器308是任何合适的存储介质(闪存，硬盘等)。应当理解的是，如本文所使用的术语“处理器”是指单个处理器和以并行或分布式架构操作的两个或更多个处理器。
现在参照图4，示出用于操作DI发动机系统100的计算机实施方法400。在404，ECU152接收DI发动机104的一个或多个操作参数。操作参数的示例包括加速踏板踩下、发动机速度、燃油压力和温度。在408，ECU 152通过基于一个或多个操作参数控制电磁阀224来控制DI燃油泵136(例如，冲程构件278)的冲程。然后，计算机实施方法400结束或返回到404以便一个或多个附加循环。
在计算机实施方法400的一个示例性实施方式中，可变阀控制系统116包括具有无冲程能力以及可变冲程能力的可变燃油泵致动器组件212。在该实施方式中，联接到凸轮轴120的可变燃油泵致动器组件212和燃油泵凸角216可操作成选择性地致动致动器构件270，致动器构件270又可操作成致动DI燃油泵136的冲程致动器220或冲程构件278。
应当理解的是，在本文中可明确地预期各种示例之间的特征、元件、方法和/或功能的混合和匹配，使得本领域内的技术人员将从本教导认识到特征、元件和/或功能可合适地并入到另一个示例中，除非上文另有描述。
以上描述的一些部分根据关于信息的操作算法和符号表示呈现本文所描述的技术。这些算法描述和表示是数据处理领域内的技术人员用来将他们工作的实质最有效地传达给本领域其它技术人员的手段。这些操作虽然在功能上或逻辑上进行描述，这些操作应当理解成由计算机程序实施。此外，已经证明有时在不失一般性的情况下将这些操作布置称为模块或功能性命名是便利的。
除非特别声明，否则从上述论述中显而易见的是，应当理解，在整个描述中，利用诸如“处理”或“计算(computing)”或“计算(calculating)”或“确定”或“显示”等的论述是指计算机系统或类似的电子计算设备的动作和处理，其操纵和变换在计算机系统存储器或寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示设备内表示为物理(电子)量的数据。

Claims (16)

1.一种用于发动机的可变冲程直接喷射燃油泵系统，该系统包括：
直接喷射燃油泵，其包括冲程构件并且配置成基于冲程构件的冲程泵送一定量的燃油，其中，冲程构件是柱塞；
可变燃油泵致动器组件，其与发动机的气缸盖相关联并且配置成启动直接喷射燃油泵，可变燃油泵致动器组件包括：
致动器构件，其与控制阀流体连通，并且配置成响应于致动器构件处的液压流体的压力来致动冲程构件，其中，致动器构件包括活塞；
控制阀，其配置成通过控制到致动器构件的液压流体的流量来控制致动器构件处的流体压力；以及
液压流体泵，其配置成响应于由凸轮轴的一个或多个凸角的致动而将液压流体泵送到控制阀并且选择性地泵送到致动器构件；
发动机控制单元，其配置成通过基于发动机的一个或多个操作参数来控制控制阀而将受控量的液压流体压力输送到致动器构件来控制冲程构件的可变冲程；以及
在气缸盖中的泵流体通道和气缸盖中的致动器构件通道，泵流体通道将液压流体泵流体地联接到控制阀，致动器构件通道将控制阀流体地联接到致动器构件，
其中致动器构件、控制阀和液压流体泵至少部分地定位在气缸盖中。
2.根据权利要求1所述的系统，其中可变燃油泵致动器组件还包括与凸轮轴和液压流体泵可操作地相关联的摇臂，摇臂配置成由凸轮轴的一个或多个凸角致动，以致动液压流体泵。
3.根据权利要求1所述的系统，其中一个或多个操作参数包括加速踏板位置、发动机速度、燃油压力和温度中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的系统，其中发动机控制单元配置成在较低的发动机负荷下命令冲程构件的较短冲程。
5.根据权利要求1所述的系统，其中发动机控制单元配置成在较高的发动机负荷下命令冲程构件的较长冲程。
6.根据权利要求1所述的系统，其中发动机控制单元配置成在发动机速度怠速或在减速断油期间命令冲程构件无冲程。
7.根据权利要求1所述的系统，其中发动机的凸轮轴是单顶置凸轮轴。
8.根据权利要求7所述的系统，其中单顶置凸轮轴包括多个凸角，多个凸角的数量等于发动机气缸的数量，每个凸角配置成致动可变燃油泵致动器组件。
9.根据权利要求8所述的系统，其中发动机还包括由单顶置凸轮轴致动的电液可变进气阀致动系统。
10.一种操作直接喷射燃油泵的方法，所述方法包括：
在具有一个或多个处理器的发动机控制单元处接收直接喷射发动机的一个或多个操作参数；
由发动机控制单元通过基于一个或多个发动机操作参数控制与发动机的气缸盖相关联的可变燃油泵致动器组件的控制阀来控制直接喷射燃油泵的冲程构件的冲程；
可变燃油泵致动器组件包括配置成致动冲程构件的致动器构件、配置成将液压流体泵送到致动器构件并由直接喷射发动机的凸轮轴的一个或多个凸角致动的液压流体泵；
其中控制阀配置成通过将预定量的液压流体流输送到致动器构件来控制冲程构件的可变冲程，其中，冲程构件是柱塞，并且其中致动器构件包括活塞；
在气缸盖中的泵流体通道和气缸盖中的致动器构件通道，泵流体通道将液压流体泵流体地联接到控制阀，致动器构件通道将控制阀流体地联接到致动器构件，
其中致动器构件、控制阀和液压流体泵至少部分地定位在气缸盖中。
11.根据权利要求10所述的方法，其中发动机控制单元配置成执行控制阀的前馈控制，以经由气缸盖中的流体通道向致动器构件提供预定量的液压流体流。
12.根据权利要求10所述的方法，其中一个或多个操作参数包括加速踏板位置、发动机速度、燃油压力和温度中的至少一个。
13.根据权利要求12所述的方法，其中发动机控制单元配置成基于燃油压力执行控制阀的反馈控制。
14.根据权利要求10所述的方法，其中可变燃油泵致动器组件还包括摇臂，摇臂配置成致动液压流体泵并且由凸轮轴的一个或多个凸角致动。
15.根据权利要求10所述的方法，其中致动器构件配置成响应于致动器构件处的液压流体的压力来致动冲程构件。
16.根据权利要求10所述的方法，其中凸轮轴是单顶置凸轮轴，并且其中一个或多个凸角包括对应于直接喷射发动机的四个全部气缸的四个凸角。
CN201580030716.9A 2014-04-16 2015-04-15 可变冲程直接喷射燃油泵系统和用于操作系统的计算机实施方法 Active CN106414993B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/254,150 2014-04-16
US14/254,150 US9464590B2 (en) 2014-04-16 2014-04-16 Variable stroke direct injection fuel pump system
PCT/US2015/025924 WO2015160920A1 (en) 2014-04-16 2015-04-15 Variable stroke direct injection fuel pump system and computer-implemented method to operate the system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106414993A CN106414993A (zh) 2017-02-15
CN106414993B true CN106414993B (zh) 2019-07-19

Family

ID=53008904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580030716.9A Active CN106414993B (zh) 2014-04-16 2015-04-15 可变冲程直接喷射燃油泵系统和用于操作系统的计算机实施方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9464590B2 (zh)
EP (1) EP3132133B1 (zh)
CN (1) CN106414993B (zh)
BR (1) BR112016024060B1 (zh)
MX (1) MX2016013632A (zh)
WO (1) WO2015160920A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6329092B2 (ja) * 2015-03-02 2018-05-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
US10851738B2 (en) * 2018-06-15 2020-12-01 Southwest Research Institute Internal combustion engine having dedicated EGR cylinder(s) and improved fuel pump system
US20210131394A1 (en) * 2019-11-01 2021-05-06 GM Global Technology Operations LLC Direct injection assembly for a dual injection system of a motor vehicle
CN114135475B (zh) * 2021-11-30 2024-01-30 中船动力研究院有限公司 一种位置控制装置及柴油发动机燃油泵调速系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1621763A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-01 Magneti Marelli Holding S.p.A. Internal combustion engine hydraulic fuel pump
CN1853036A (zh) * 2003-09-23 2006-10-25 万国引擎知识产权有限责任公司 发动机制动控制压力策略
CN101332819A (zh) * 2007-06-07 2008-12-31 通用汽车环球科技运作公司 与减速燃料切断相互作用的巡航控制
CN101994575A (zh) * 2009-08-18 2011-03-30 德尔福技术控股有限公司 用于共轨燃油泵的控制方法和用于执行该方法的装置
CN103573324A (zh) * 2012-08-01 2014-02-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 包括蓄能器的可变气门致动系统和控制该系统的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2873728A (en) 1956-02-20 1959-02-17 Arnold E Biermann Control systems for variable stroke engines
GB1281142A (en) * 1971-03-31 1972-07-12 United Stirling Ab & Co Improvements in devices for governing supplies of fuel and combustion air to hot gas engines
JPH11159446A (ja) * 1997-11-28 1999-06-15 Nissan Motor Co Ltd 油圧介在式ポンプ
DE102006061231A1 (de) 2006-12-22 2008-06-26 Robert Bosch Gmbh Hochdruckkolbenpumpe
US7552720B2 (en) 2007-11-20 2009-06-30 Hitachi, Ltd Fuel pump control for a direct injection internal combustion engine
US20100316506A1 (en) 2009-06-11 2010-12-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine fuel pump drive system
US9435328B2 (en) 2011-01-06 2016-09-06 Continental Automotive Systems Inc. Variable stroke control structure for high pressure fuel pump
DE102012212989A1 (de) 2012-07-24 2014-01-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1853036A (zh) * 2003-09-23 2006-10-25 万国引擎知识产权有限责任公司 发动机制动控制压力策略
EP1621763A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-01 Magneti Marelli Holding S.p.A. Internal combustion engine hydraulic fuel pump
CN101332819A (zh) * 2007-06-07 2008-12-31 通用汽车环球科技运作公司 与减速燃料切断相互作用的巡航控制
CN101994575A (zh) * 2009-08-18 2011-03-30 德尔福技术控股有限公司 用于共轨燃油泵的控制方法和用于执行该方法的装置
CN103573324A (zh) * 2012-08-01 2014-02-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 包括蓄能器的可变气门致动系统和控制该系统的方法

Also Published As

Publication number Publication date
MX2016013632A (es) 2017-02-28
BR112016024060A2 (pt) 2017-08-15
WO2015160920A1 (en) 2015-10-22
US9464590B2 (en) 2016-10-11
US20150300285A1 (en) 2015-10-22
BR112016024060A8 (pt) 2021-06-15
EP3132133A1 (en) 2017-02-22
CN106414993A (zh) 2017-02-15
BR112016024060B1 (pt) 2022-11-08
EP3132133B1 (en) 2018-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9593653B2 (en) Direct injection fuel pump system
US8459234B2 (en) Fuel injection device, fuel injection system, and method for determining malfunction of the same
US8539935B2 (en) Fuel injection device, fuel injection system, and method for determining malfunction of the same
CN106414993B (zh) 可变冲程直接喷射燃油泵系统和用于操作系统的计算机实施方法
CN101290262B (zh) 用于检测液压流体泄漏的系统
US7431017B2 (en) Multi-source fuel system having closed loop pressure control
US20010006049A1 (en) Method for controlling internal combustion engine valve operating mechanism
US6357421B1 (en) Common rail fuel system
CN104141542A (zh) 用于操作直接喷射燃料泵的系统和方法
CN105822448A (zh) 操作内燃发动机的方法
US9169817B2 (en) Fuel pump with metering valve
CN103221678A (zh) 用于运行内燃机的燃料系统的方法
CN104034355A (zh) 发动机气门位置感测系统和方法
US20080078362A1 (en) Variable discharge pump having single control valve
KR102203587B1 (ko) 내연 기관의 작동
US10247122B1 (en) Control system for turbocharged engine system and operating method for same
CN1757900B (zh) 用于内燃机的具有空气罐的进气歧管
US20150260061A1 (en) Fluid pump assembly for an internal combustion engine
JP5446706B2 (ja) 内燃機関の制御方法および内燃機関
US11067009B2 (en) Method for estimating cylinder pressure
WO2007139737A2 (en) Multi-source fuel system for variable pressure injection
JP2007132304A (ja) デリバリパイプ
Krieger et al. Diesel Fuel Injection Technology-An essential contribution towards an environment friendly powerful diesel engine
GB2540584A (en) Internal combustion engine comprising a fuel unit pump actuated by the crankshaft
Wilson MODELING COMMON RAIL FUEL INJECTION SYSTEM IN DIESEL ENGINES

Legal Events

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