CN106988938A - 用于燃料压力控制的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于燃料压力控制的系统和方法。提供用于操作发动机燃料系统的提升泵的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：基于期望的燃料轨压力和估计的燃料轨压力之间的差值闭环操作燃料系统的提升泵，以及响应于在燃料轨的方向上通过定位在所述提升泵和所述燃料轨之间的止回阀的燃料流率降低到阈值，将所述提升泵开环操作至所述期望的燃料轨压力。因此，当流动到所述燃料轨的燃料的量降低至阈值时，可以不将来自燃料轨压力传感器的输出用于调整提升泵操作。

Description

用于燃料压力控制的系统和方法
技术领域
本发明总体涉及用于操作燃料提升泵的方法和系统。
背景技术
发动机燃料可以通过提升泵被泵送出燃料箱。提升泵在燃料被燃料喷射器喷射之前朝向燃料轨推进燃料。止回阀可以被包含在提升泵和燃料轨之间以维持燃料轨压力并且防止燃料轨中的燃料朝向提升泵回流。提升泵的操作通常通过发动机控制器基于来自耦接在燃料轨中的压力传感器的输出来反馈控制。控制器试图通过以下操作将燃料轨中的压力维持到期望压力：基于期望的燃料压力和从压力传感器获得的测量的燃料压力之间的差值或误差来调整供应到提升泵的功率的量。
然而，发明人在此已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，当燃料喷射器被断开时，诸如在减速燃料切断(DFSO)期间，可以减少到提升泵的功率。断开燃料喷射器可以使得燃料轨压力在提升泵接通且自转时增加。因此，可以减少到提升泵的功率并且因此降低提升泵速度，以试图减小燃料轨压力。然而，因为通过止回阀防止燃料回流，所以减少到燃料泵的功率可以对包含在止回阀与燃料轨之间的燃料的燃料压力没有影响。另外，当命令重新恢复燃料喷射时，燃料泵可能需要时间来自转。由于燃料泵自转时间的延迟和/或控制器的积分器饱和，当退出DFSO时，可以出现瞬时燃料压力下降，从而引起燃料计量误差，所述误差可以降低发动机热效率并且增加受管制的排放。
另外，在燃料轨压力可变的示例中，当燃料喷射不足以在期望速率下降低燃料轨压力时，提升泵的闭环控制可以命令提升泵电压的降低。然而，因为降低提升泵电压对燃料轨压力可能具有很小影响或没有影响，所以这种提升泵的闭环控制可以引起积分项的饱和以及瞬时压力下冲。
发明内容
作为一个示例，上文描述的问题可以通过一种方法来解决，该方法包括：基于期望的燃料轨压力和估计的燃料轨压力之间的差值闭环操作燃料系统的提升泵，以及响应于在燃料轨的方向上通过定位在提升泵和燃料轨之间的止回阀的燃料流率降低到阈值，将提升泵开环操作至期望的燃料轨压力。
在闭环操作提升泵期间，可以基于来自耦接在燃料轨中的压力传感器的输出来调整供应到提升泵的功率的量。具体地，闭环操作提升泵可以包括：基于比例项、积分项以及微分项中的一个或多个来调整供应到提升泵的功率的量。更新并计算比例项和积分项可以包括：基于期望的燃料轨压力和从压力传感器获得的最近估计的燃料轨压力之间的当前差值来计算误差。然而，开环操作提升泵可以包括：仅基于期望的燃料轨压力而非基于来自压力传感器的输出来调整供应到提升泵的功率的量。具体地，开环操作提升泵可以包括冻结(freeze)积分项并且将比例项削减为非负值。
在另一示例中，用于发动机的方法可以包括：基于燃料轨的期望的燃料轨压力和估计的燃料轨压力之间的差值来调整供应到燃料系统的提升泵的功率的量，以及响应于在燃料轨的方向上通过定位在提升泵和燃料轨之间的止回阀的燃料流率降低到阈值，基于期望的提升泵出口压力来调节供应到提升泵的功率的量。
在又一示例中，发动机系统可以包括：提升泵；燃料轨，其包含用于喷射液体燃料的一个或多个燃料喷射器；止回阀，其定位在提升泵和燃料轨之间；压力传感器，其耦接到燃料轨；以及控制器，其包含具有用于以下操作的指令的非临时性存储器：响应于通过止回阀的燃料流率降低至阈值，从提升泵的闭环控制切换到开环控制；以及响应于通过止回阀的燃料流率增加至阈值之上，恢复提升泵的闭环控制。
以此方式，可以减少燃料轨中的瞬时压力下降。具体地，通过在DFSO期间开环操作提升泵，可以将提升泵速度维持在比在DFSO期间在闭环控制下的速度更高的水平。因此，可以减少在退出DFSO时的提升泵自转时间，并且可以减少燃料轨中的压力下降。因此，可以减少燃料轨压力的波动并且可以增加燃料轨压力一致性。
应当理解，提供以上本发明内容是为了以简化的形式介绍一系列概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。另外，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示出包含燃料系统的示例发动机系统的示意图，该燃料系统可以包括直接喷射和进气道喷射中的一个或多个。
图2示出可以包含在图1的发动机系统中的燃料系统的第一示例实施例的框图。
图3示出可以被图2的燃料系统的控制器使用的示例控制系统的示意图。
图4示出用于操作图2的燃料系统的燃料提升泵的第一示例例程的流程图。
图5示出描绘在不同的发动机工况下的示例燃料提升泵操作的第一曲线图。
图6示出可以包含在图1的发动机系统中的燃料系统的第二示例实施例的框图。
图7示出用于操作图6的燃料系统的燃料提升泵的第二示例例程的流程图。
具体实施方式
以下描述涉及用于操作提升泵的系统和方法。提升泵可以被包含在发动机系统(诸如图1中示出的发动机系统)的燃料系统中。如图2的示例燃料系统所示，提升泵将燃料从储存燃料的燃料箱泵送到通过燃料喷射器喷射燃料的燃料轨。在一些示例中，燃料系统可以是直接喷射(DI)系统，并且燃料可以从直接喷射燃料轨被直接地喷射到一个或多个发动机汽缸中。在这种示例中，直接喷射泵可以被定位在提升泵和直接喷射燃料轨之间，以在燃料喷射到一个或多个发动机汽缸中之前对燃料进一步加压。然而，在其它示例中，燃料系统可以是进气道燃料喷射(PFI)系统，并且燃料可以通过进气道喷射燃料轨被喷射到发动机汽缸上游的进气道中。在这种示例中，燃料可以通过提升泵被直接地供应到进气道喷射燃料轨。在又一些示例中，燃料系统可以包含进气道燃料喷射和直接喷射两者，并且由此可以被称为进气道燃料直接喷射(PFDI)。提升泵的操作可以通过发动机控制器基于由燃料轨压力传感器提供的在燃料轨处的燃料压力来反馈控制，如图3的示例燃料控制系统所示。因此，可以调整供应到提升泵的功率以维持期望的燃料轨压力。
燃料轨中的燃料的体积以及因此燃料轨压力可以通过进入燃料轨的燃料的量、经由一个或多个燃料喷射器离开燃料轨的燃料的量以及燃料的温度来确定。因此，燃料轨压力可以随提升泵速度增加以及因此到燃料轨中的燃料流率增加而增加。另外，燃料轨压力可以随燃料喷射速率降低以及包含在燃料轨中的燃料的燃料温度增加而增加。在一些示例中，当喷射流率较低或接近零时，燃料温度可以以较高速率增加。当燃料喷射速率高且燃料轨压力大于期望的燃料轨压力时，所施加的提升泵功率的减少可以引起期望的燃料轨压力下降。
然而，当燃料喷射最小和/或断开时，诸如在减速燃料切断(DFSO)期间，减少到提升泵的功率可能对降低燃料轨压力无效。也就是说，为了使燃料轨压力降低，燃料经由喷射器离开轨道的速率可能需要超过燃料从提升泵进入燃料轨的速率。然而，当喷射器断开时，燃料经由喷射器离开燃料轨的速率可以近似为零。因此，为了使燃料轨压力降低，燃料系统中的燃料流必须反向并且从燃料轨流动到燃料泵。然而，因为燃料系统可以包含防止燃料从燃料轨流动到燃料泵的止回阀，所以当燃料喷射器断开时，到燃料泵的功率的量的减少不会导致燃料轨压力的减小。当退出DFSO且期望燃料轨压力的增加时，可以存在传递燃料轨压力的期望增加的延迟。例如，提升泵可能需要时间来自转至足以传递期望压力的速度。发动机控制器的积分器饱和可以进一步加剧延迟。
因此，在DFSO期间的提升泵的闭环反馈控制可以引起在某些发动机工况下(诸如当退出DFSO时)在燃料轨处的压力下降。因此，在某些发动机工况下，诸如当燃料离开燃料轨的速率降低至阈值之下时，提升泵可以不被反馈控制并且可以替代地被开环控制，如图4的示例例程所示。图5示出在不同的发动机工况下的示例闭环和开环提升泵操作。通过在燃料喷射最小和/或断开时(诸如在减速燃料切断(DFSO)期间)开环操作提升泵，可以将提升泵速度维持在比在闭环反馈控制期间可以另外将速度调整至的水平更高的水平。以此方式，可以减少提升泵自转时间，并且可以减少在退出DFSO时的燃料轨中的压力下降。因此，可以减少燃料轨压力的波动并且可以增加燃料轨压力一致性。
在其它示例中，当燃料系统包含靠近提升泵的出口的第二压力传感器时，诸如在图6中示出的示例燃料系统中，提升泵可以基于来自第二压力的输出来反馈控制而非被开环控制。因此，当燃料喷射接通时，提升泵可以基于来自燃料轨压力传感器的输出而被闭环反馈控制，因为相比于第二压力传感器，燃料轨压力传感器可以提供对实际的燃料轨压力更加准确的估计。随后，在某些发动机工况下，诸如当从提升泵到燃料轨的燃料流率降低至阈值之下时，提升泵可以切换至基于来自第二压力传感器的输出而被反馈控制，如图7的示例例程所示。
因此，在第二压力传感器被包含在燃料系统的示例中，提升泵可以被连续地反馈控制并且可以不参与开环控制和/或进入开环控制。在这种示例中，可以基于来自第二压力传感器的输出来调整提升泵的操作。第一压力传感器和第二压力传感器之间的压力下降可以基于来自第一压力传感器和第二压力传感器的输出来学习，并且学习的压力下降可以用于校正提升泵操作。
关于贯穿具体实施方式使用的术语，较高压力泵或直接喷射燃料泵可以相应地缩写为HP泵(替代地，HPP)或DI燃料泵。因此，DI燃料泵还可以被称为DI泵。因此，HPP和DI燃料泵可以可互换地用于指代较高压力的直接喷射燃料泵。类似地，提升泵还可以被称为较低压力泵。另外，较低压力泵可以被缩写为LP泵或LPP。进气道燃料喷射可以缩写为PFI，而直接喷射可以缩写为DI。另外，包含进气道燃料喷射和直接喷射两者的燃料系统可以在本文中被称为进气道燃料直接喷射并且可以缩写为PFDI。另外，燃料轨压力或燃料轨内的燃料的压力的值可以缩写为FRP。直接喷射燃料轨还可以被称为较高压力燃料轨，其可以缩写为HP燃料轨。另外，进气道燃料喷射轨还可以被称为较低压力燃料轨，其可一缩写为LP燃料轨。
应当认识到，在本公开中示出的示例进气道燃料直接喷射(PFDI)系统中，在不脱离本发明的范围的情况下，可以删除直接喷射器或进气道喷射器。
图1描绘内燃发动机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130来自车辆操作者132的输入控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室14(本文中也称为燃烧室14)可以包含其中定位有活塞138的燃烧室壁136。活塞138可以耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统(未示出)耦接至乘客车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达(未示出)可以经由飞轮(未示出)耦接至曲轴140，以实现发动机10的起动操作。
汽缸14可以经由一系列进气通道142、144以及146接收进气。进气通道142、144以及146可以与发动机10的除汽缸14外的其它汽缸连通。在一些示例中，进气通道中的一个或多个可以包含增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出配置有涡轮增压器的发动机10，该涡轮增压器包含布置在进气通道142和144之间的压缩机174，以及沿着排气通道158布置的排气涡轮176。压缩机174可以至少部分地由排气涡轮176经由轴180提供动力，其中增压装置配置为涡轮增压器。然而，在其它示例中，诸如当发动机10具有机械增压器时，排气涡轮176可以可选地被省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。
包含节流板164的节气门162可以被布置在发动机的进气通道144和146之间，用于改变提供给发动机汽缸的进气的流率和/或压力。如图1所示，节气门162可以被定位在压缩机174的下游，或替代地可以设置在压缩机174的上游。
排气歧管148可以从发动机10的除汽缸14外的其它汽缸接收排气。排气传感器128被示为耦接到排放控制装置178上游的排气通道158。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，例如，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽范围排气氧)、双态氧传感器或EGO(如所描绘的)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器等。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或其组合。
发动机10的每个汽缸可以包含一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸14被示为包含位于汽缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，发动机10的每个汽缸(包含汽缸14)可以包含位于汽缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可以通过控制器12经由致动器152来控制。类似地，排气门156可以通过控制器12经由致动器154来控制。在一些条件期间，控制器12可以改变提供到致动器152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和闭合。进气门150和排气门156的位置可以通过相应的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电动气门致动类型或凸轮致动类型或其组合。进气门正时和排气门正时可以同时被控制，或可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时中可能的任一个。每个凸轮致动系统可以包含一个或多个凸轮，并且可以利用可以通过控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。例如，汽缸14可以替代地包含经由电动气门致动控制的进气门和经由凸轮致动控制的排气门，该凸轮致动包含CPS和/或VCT。在其它实施例中，进气门和排气门可以通过共用气门致动器或致动系统、或者可变气门正时致动器或致动系统来控制。
汽缸14可以具有压缩比，其为在活塞138处于下止点位置时与处于上止点位置时的容积的比。在一个示例中，压缩比在9:1到10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以增加。例如，当使用具有较高潜在汽化焓的较高辛烷值的燃料时，这种情况可能发生。在使用直接喷射的情况下，由于其对发动机爆震的影响，压缩比也可以增加。
在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以包含用于开始燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，响应于来自控制器12的点火提前信号SA，点火系统190可以经由火花塞192将点火火花提供到燃烧室14。然而，在一些实施例中，火花塞192可以被省略，诸如在发动机10可以通过自动点火或通过燃料的喷射来开始燃烧的情况下，正如一些柴油发动机的情况。
在一些示例中，发动机10中的每个汽缸可以配置有一个或多个燃料喷射器，用于将燃料提供到其。作为非限制性示例，汽缸14被示为包含第一燃料喷射器166。燃料喷射器166被示为直接地耦接到汽缸14，用于与经由电子驱动器168从控制器12接收到的信号FPW-1的脉冲宽度成比例来直接地将燃料喷射到其中。以此方式，燃料喷射器166提供被称为燃料到汽缸14中的直接喷射(下文也称为“DI”)。因此，第一燃料喷射器166还可以在本文中被称为DI燃料喷射器166。尽管图1示出喷射器166被定位在汽缸14的一侧，但是该喷射器也可以替代地位于活塞的头顶，诸如靠近火花塞192的位置。当以醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，该位置可以改进混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于头顶并且靠近进气门以改进混合。燃料可以经由较高压力燃料泵73和燃料轨从燃料系统8的燃料箱被传递到燃料喷射器166。另外，燃料箱可以具有将信号提供到控制器12的压力换能器。
附加地或替代地，发动机10可以包含第二燃料喷射器170。燃料喷射器166和170可以经配置以传递从燃料系统8接收到的燃料。具体地，燃料可以经由较低压力燃料泵75和燃料轨从燃料系统8的燃料箱被传递到燃料喷射器170。如稍后在具体实施方式中详述的，燃料系统8可以包含一个或多个燃料箱、燃料泵以及燃料轨。
燃料系统8可以包含一个燃料箱或多个燃料箱。在燃料系统8包含多个燃料箱的实施例中，燃料箱可以保持具有相同的燃料质量的燃料，或可以保持具有不同的燃料质量(诸如不同的燃料成分)的燃料。这些不同可以包含不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的混合燃料和/或其组合等。在一个示例中，具有不同的醇含量的燃料可以包含汽油、乙醇、甲醇或混合醇，诸如E85(其为近似85％的乙醇和15％的汽油)或M85(其为近似85％的甲醇和15％的汽油)。其它含醇燃料可以为醇和水的混合物、醇的混合物、水和汽油等。在一些示例中，燃料系统8可以包含保持液体燃料(诸如汽油)的燃料箱，并且还包含保持气体燃料(诸如CNG)的燃料箱。
燃料喷射器166和170可以经配置以喷射来自同一燃料箱、来自不同燃料箱、来自多个相同的燃料箱或来自一组重叠的燃料箱的燃料。燃料系统8可以包含较低压力燃料泵75(诸如提升泵)以及较高压力燃料泵73。较低压力燃料泵75可以为提升泵，其朝向一个或多个喷射器166和170将燃料泵送出一个或多个燃料箱。如下文参考图2的燃料系统详述的，提供到第一燃料喷射器166的燃料可以通过较高压力燃料泵73进一步加压。因此，较低压力燃料泵75可以将燃料直接地提供到进气道喷射燃料轨和较高压力燃料泵73中的一个或多个，而较高压力燃料泵73可以将燃料传递到直接喷射燃料轨。
燃料喷射器170被示为以一种配置被布置在进气通道146中而非布置在汽缸14中，该配置提供被称为燃料到汽缸14上游的进气道中的进气道喷射。第二燃料喷射器170可以与经由电子驱动器171从控制器12接收到的信号FPW-2的脉冲宽度成比例来喷射从燃料系统8接收到的燃料。注意，可以将单一电子驱动器168或171用于两个燃料喷射系统，或可以使用多个驱动器，例如，电子驱动器168用于燃料喷射器166并且电子驱动器171用于可选的燃料喷射器170，如所描绘的。
在替代示例中，燃料喷射器166和170中的每个可以被配置为用于将燃料直接地喷射到汽缸14中的直接燃料喷射器。在另一示例中，燃料喷射器166和170中的每个可以被配置为用于将燃料喷射到进气门150的上游的进气道燃料喷射器。在又一示例中，汽缸14可以包含仅单一燃料喷射器，其经配置以从燃料系统接收不同的相对量的不同燃料以作为燃料混合物，并且进一步经配置以作为直接燃料喷射器将该燃料混合物直接喷射到汽缸中或作为进气道燃料喷射器将该燃料混合物喷射到进气门的上游。在又一示例中，汽缸14可以仅通过可选的燃料喷射器170来加燃料，或仅通过进气道喷射(也称为进气歧管喷射)来加燃料。因此，应当认识到，本文中描述的燃料系统不应受本文中作为示例描述的特定燃料喷射器配置限制。
在汽缸的单一循环期间，燃料可以通过两个喷射器被传递到汽缸。例如，每个喷射器可以传递在汽缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。另外，从每个喷射器传递的燃料的分配和/或相对量可以随诸如下文描述的工况(诸如发动机负载、爆震以及排气温度)而变化。进气道喷射的燃料可以在打开的进气门事件、闭合的进气门事件期间(例如，基本上在进气冲程之前)以及在打开的进气门操作和闭合的进气门操作两者期间被传递。类似地，直接喷射的燃料可以例如在进气冲程期间以及部分在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间以及部分在压缩冲程期间被传递。因此，即使对于单一燃烧事件，喷射的燃料也可以在不同的正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射。此外，对于单一燃烧事件，每个循环可以执行传递的燃料的多次喷射。在压缩冲程、进气冲程或其任何适当组合期间，可以执行多次喷射。
如上文描述的，图1示出多缸发动机的仅一个汽缸。因此，每个汽缸可以似地包含其自身的一组进气门/排气门、(多个)燃料喷射器、火花塞等。应当认识到，发动机10可以包含任何合适数目的汽缸，包含2、3、4、5、6、8、10、12或更多个汽缸。另外，这些汽缸中的每个可以包含通过图1参考汽缸14描述和描绘的各种组件中的一些或全部。
燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些不同的特性包含大小的不同，例如，一个喷射器可以具有比另一个喷射器更大的喷射孔。其它不同包含但不限于不同的喷雾角、不同的操作温度、不同的目标、不同的喷射正时、不同的喷雾特性、不同的方位等。此外，根据燃料喷射器170和166中的喷射燃料的分配比，可以实现不同的效果。
控制器12在图1中被示为微型计算机，其包含微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质-在该特定示例中被示为用于存储可执行指令的非临时性只读存储器芯片110、随机存取存储器112、不失效存储器114以及数据总线。除先前论述的那些信号外，控制器12还可以从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，包含：来自质量空气流量传感器122的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)。发动机速度信号RPM可以通过控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器124的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。
控制器12从图1的各种传感器接收信号并且采用图1的各种致动器(例如，节气门162、燃料喷射器166、燃料喷射器170、较高压力燃料泵73、较低压力燃料泵75等)以基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。具体地，控制器12可以基于期望的燃料喷射量和/或燃料轨的压力来调整较低压力燃料泵75的操作，如下文参考图2更加详细描述的。
图2示意性地描绘燃料系统200的示例实施例，该燃料系统可以与图1的燃料系统8相同或类似。因此，可以操作燃料系统200以将燃料传递到发动机，诸如图1的发动机10。燃料系统200可以通过控制器222操作，该控制器可以与上文参考图1描述的控制器12相同或类似，以执行下文参考图4和图7的流程图的操作中的一些或全部。
燃料系统200包含燃料箱210、提升泵212、止回阀213、一个或多个燃料轨、提供在泵212和一个或多个燃料轨之间的流体连通的低压通道218、燃料喷射器、一个或多个燃料轨压力传感器以及发动机缸体202。提升泵212还可以在本文中被称为较低压力泵(LPP)212。
如在图2的示例中所描绘的，燃料系统200可以被配置为进气道燃料直接喷射(PFDI)系统，其包含直接喷射(DI)燃料轨250和进气道燃料喷射(PFI)燃料轨260。提升泵212可以通过控制器222操作以经由低压通道218从燃料箱210朝向DI燃料轨250和PFI燃料轨260中的一个或多个泵送燃料。止回阀213可以被定位在低压通道218中，比燃料轨250和260更加接近燃料泵212，以促进燃料传递并且维持通道218中的燃料管线压力。具体地，在一些示例中，止回阀213可以被包含在燃料箱210中。止回阀213可以被包含在提升泵212的出口251的近处。因此，低压通道218中的流动可以为单向的-从提升泵212朝向燃料轨250和260。换句话说，止回阀213可以防止通道218中的双向燃料流动，因为燃料不通过止回阀213朝向提升泵212回流并且远离燃料轨250和260。因此，燃料可以仅朝向燃料系统200中的燃料轨250和260中的一个或多个流动远离提升泵212。在本文的燃料系统200的描述中，上游流因此指代从燃料轨250、260朝向LPP 212行进的燃料流，而下游流指代从LPP朝向HPP 214并且从其上到燃料轨的标称燃料流方向。
在被提升泵212泵送出燃料箱210之后，燃料可以沿着通道218流向DI燃料轨250或PFI燃料轨260。因此，通道218可以分支成DI供应管线278和进气道喷射供应管线288，其中DI供应管线278提供与DI燃料轨250的流体连通，并且进气道喷射供应管线288提供与PFI燃料轨260的流体连通。在经由低压通道218到达DI燃料轨250之前，燃料可以通过DI泵214被进一步加压。DI泵214还可以在本文的描述中被称为较高压力泵(HPP)214。泵214可以在燃料通过直接喷射器252直接喷射到一个或多个发动机汽缸264之前增加燃料的压力。因此，通过DI泵214加压的燃料可以通过DI供应管线278流动到DI燃料轨250，其中该燃料可以等待经由直接喷射器252直接喷射到发动机汽缸264。直接喷射器252可以与上文参考图1所描述的燃料喷射器166相同或类似。另外，直接喷射器252还可以在本文的描述中被称为直接喷射器252。DI燃料轨250可以包含第一燃料轨压力传感器248，其用于提供燃料轨250中的燃料压力的指示。因此，控制器222可以基于从第一燃料轨压力传感器248接收的输出来估计和/或确定DI燃料轨250的燃料轨压力(FRP)。
在一些示例中，流动到PFI燃料轨260的燃料可以在被提升泵212泵送出燃料箱210后不被进一步加压。然而，在其它示例中，流动到PFI燃料轨260的燃料可以在到达PFI燃料轨260之前通过DI泵214进一步加压。因此，在经由进气道喷射器262将燃料喷射到发动机汽缸264上游的进气道中之前，燃料可以从提升泵212流动到PFI燃料轨260。具体地，燃料可以流经低压通道218，并且随后在到达PFI燃料轨260之前流动到进气道喷射供应管线288上。进气道喷射器262可以与上文参考图1所描述的喷射器170相同或类似。另外，进气道喷射器262还可以在本文的描述中被称为进气道喷射器262。PFI燃料轨260可以包含第二燃料轨压力传感器258，其用于提供燃料轨260中的燃料压力的指示。因此，控制器222可以基于从第二燃料轨压力传感器258接收的输出来估计和/或确定PFI燃料轨260的FRP。
尽管在图2中描绘为PFDI系统，但是应当认识到，燃料系统200还可以被配置为DI系统或PFI系统。当被配置为DI系统时，燃料系统200可以不包含PFI燃料轨260、进气道喷射器262、压力传感器258以及进气道喷射供应管线288。因此，在燃料系统200被配置为DI燃料系统的示例中，通过提升泵212从燃料箱210泵送的基本上所有燃料可以在流动到DI燃料轨250的途中流动到DI泵214。因此，DI燃料轨250可以接收通过提升泵212从燃料箱210泵送的近似所有燃料。
另外，应当认识到，在燃料系统200被配置为PFI系统的示例中，DI泵214、DI供应管线278、DI燃料轨250、压力传感器248以及直接喷射器252可以不被包含在燃料系统200中。因此，在燃料系统200被配置为PFI系统的示例中，通过提升泵212从燃料箱210泵送的基本上所有燃料可以流动到PFI燃料轨260。因此，PFI燃料轨260可以接收通过提升泵212从燃料箱210泵送的近似所有燃料。
继续对燃料系统200进行描述，燃料箱210将燃料储存在车辆上。燃料可以经由燃料加注通道204被提供到燃料箱210。LPP 212可以至少部分地安置在燃料箱210内，并且可以为电动燃料泵。LPP 212可以通过控制器222(例如，图1的控制器12)操作以经由低压通道218将燃料提供到HPP 214。作为一个示例，LPP 212可以为包含电动(例如，DC)泵马达的涡轮(例如，离心)泵，由此泵两端的压力增加和/或通过泵的体积流率可以通过改变提供到泵马达的电功率来控制，从而增加或降低马达速度。例如，如同控制器222可以将信号发送到提升泵212和/或发送到提升泵212的电源，以减少提供到提升泵212的电功率。通过减少提供到提升泵212的电功率，可以减少体积流率和/或提升泵两端的压力增加。相反，体积流率和/或提升泵两端的压力增加可以通过增加提供到提升泵212的电功率来增加。
作为一个示例，供应到较低压力泵马达的电功率可以从交流发电机或车辆上的其它储能装置(未示出)获得，由此控制系统可以控制用于给较低压力泵提供动力的电力负载。因此，通过改变提供到较低压力燃料泵的电压和/或电流，在较高压力燃料泵214的入口处提供的燃料的流率和压力被调整。
过滤器217可以被安置在提升泵212下游，并且可以去除燃料中含有的小杂质，该小杂质可能损害燃料处理组件。在一些示例中，过滤器217可以被定位在止回阀213下游。然而，在其它示例中，过滤器217可以被定位在止回阀213上游，在燃料泵212和止回阀213之间。此外，压力释放阀219可以用于限制低压通道218中的燃料压力(例如，来自提升泵212的输出)。释放阀219可以包含例如在指定压差下安放并密封的滚珠和弹簧机构。释放阀219可以经配置以打开的压差设定点可以采用各种合适的值；作为非限制性示例，该设定点可以设定为6.4巴与5巴(g)之间的任何值。孔口223可以用于允许空气和/或燃料蒸气从提升泵212排出。孔口223处的这种排放还可以用于给射流泵提供动力，该射流泵用于将燃料从一个方位传送到箱210内的另一方位。在一个示例中，孔口止回阀(未示出)可以与孔口223串联放置。在一些实施例中，燃料系统200可以包含一个或多个(例如，一系列)止回阀，其流体地耦接到低压燃料泵212以阻碍燃料泄漏回阀的上游。
通过LPP 212提升的燃料可以以较低压力供应到低压通道218中。燃料可从低压通道218流动到HPP 214的入口203。更具体地，在图2描绘的示例中，供应管线288可以在第一末端耦接到止回阀234的下游，接近于DI泵214的出口203或在该出口处，并且在第二末端耦接到PFI燃料轨260以提供其间的流体连通。因此，通过提升泵212泵送出箱210的基本上所有燃料可以在到达燃料轨250或260之前通过HPP 214被进一步加压。在这种示例中，可以操作HPP 214以将传递到燃料轨250和260中的每个的燃料的压力升高至提升泵压力之上，其中耦接到直接喷射器252的DI燃料轨250可以以可变高压操作，而耦接到进气道喷射器262的PFI燃料轨260可以以固定高压操作。因此，高压燃料泵214可以与燃料轨260和燃料轨250中的每个连通。因此，可以启用高压进气道喷射和直接喷射。
在这种示例中，供应管线288可以包含阀244和242。阀244和242可以联合工作以在DI泵214的活塞228的压缩冲程期间保持PFI燃料轨260被加压至阈值压力(例如，15巴)。压力释放阀242可以限制可以由于燃料的热膨胀而在燃料轨260中累积的压力。在一些示例中，当阀242和PFI燃料轨260之间的压力增加至阈值之上(例如，15巴)时，压力释放阀242可以打开并允许燃料从燃料轨260朝向通道218向上游流动。
替代地，燃料可以从低压通道218直接地流动到PFI燃料轨260，而不经过DI泵214和/或由DI泵214加压。在这种示例中，供应管线288可以直接地耦接到止回阀234上游的低压通道218。也就是说，供应管线288可以在一个末端耦接到止回阀234的上游和止回阀213的下游，并且在相对的末端耦接到PFI燃料轨260，用于提供其间的流体连通。因此，在提升泵212和PFI燃料轨260之间不发生燃料的附加泵送和/或加压。因此，在一些示例中，DI泵214可以仅与DI燃料轨250连通，并且可以仅对供应到DI泵214的燃料加压。因此，尽管PFI燃料轨260在图2中被描绘为经由供应管线288耦接到止回阀234的下游，但是供应管线288可以替代地耦接到止回阀234的上游。
因此，相比于DI燃料轨250，可以以更低的压力向PFI燃料轨260供应燃料。具体地，可以以与在提升泵212的出口处的燃料压力近似相同的压力向PFI燃料轨260供应燃料。
燃料轨250和260中的每个的压力可以取决于经由供应管线218和288分别到轨道250和260中的质量燃料流率，以及经由喷射器248和258分别离开轨道250和260的质量燃料流率。例如，当到燃料轨中的质量流率大于离开燃料轨的质量流率时，燃料轨压力可以增加。类似地，当离开燃料轨的质量流率大于到燃料轨中的质量流率时，该压力可以减小。因此，当喷射器断开且燃料未离开燃料轨时，燃料轨压力可以增加，同时只要在提升泵的出口处的压力大于燃料轨中的压力，提升泵212就接通且自转，并且提升泵212因此将燃料推动到燃料轨中。
尽管DI燃料轨250和PFI燃料轨260中的每个被示为将燃料分配到相应的喷射器252、262中的四个燃料喷射器，但是应当认识到，每个燃料轨250和260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，DI燃料轨250可以将燃料分配到发动机的每个汽缸的第一喷射器252中的一个燃料喷射器，而PFI燃料轨260可以将燃料分配到发动机的每个汽缸的第二喷射器262中的一个燃料喷射器。
控制器222可以经由进气道喷射驱动器237单独地致动进气道喷射器262中的每个，并且经由直接喷射驱动器238致动直接喷射器252中的每个。控制器222、驱动器237和238以及其它合适的发动机系统控制器可以包括控制系统。尽管驱动器237、238被示为在控制器222外部，但是应当认识到，在其它示例中，控制器222可以包含驱动器237、238或可以经配置以提供驱动器237、238的功能性。控制器222可以包含未示出的附加组件，诸如包含在图1的控制器12中的那些组件。
控制器222可以是比例积分(PI)或比例积分微分(PID)控制器。如上文所描述的，控制器22可以经由第一燃料轨压力传感器248和第二燃料轨压力传感器258中的一个或多个接收燃料轨压力的指示。更具体地，控制器222可以基于来自第一燃料轨压力传感器248的输出来估计DI燃料轨250中的一个或多个的燃料轨压力，并且基于来自第二燃料轨压力传感器258的输出来估计PFI燃料轨260中的燃料轨压力。基于期望的燃料轨压力和通过压力传感器248和258中的一个或多个提供的实际测量的燃料轨压力之间的差值，控制器222可以计算误差。因此，误差可以表示期望的燃料轨压力和基于来自一个或多个压力传感器248和258的输出估计的燃料轨压力之间的当前差值。误差可以乘以比例增益因子(Kp)以获得比例项。另外，在某一持续时间期间的误差的总和可以乘以积分增益因子(Ki)以获得积分项。在控制器222被配置为PID控制器的示例中，控制器可以基于误差的变化率和微分增益因子(Kd)来进一步计算微分项。
比例项、积分项以及微分项中的一个或多个随后可以并入从控制器222发送到泵212和/或从提供功率的功率源发送到泵212的(输出信号例如，电压)中，以调整供应到泵212的功率的量。具体地，供应到泵212的电压和/或电流可以通过控制器222来调整，以基于比例项、积分项以及微分项中的一个或多个使燃料轨压力与期望的燃料轨压力相匹配。电耦接到控制器222的驱动器(未示出)可以用于根据需要将控制信号发送到提升泵212，以调整提升泵212的输出(例如，速度)。因此，基于从压力传感器248和258中的一个或多个获得的估计的燃料轨压力和期望的燃料轨压力之间的差值，控制器222可以调整供应到泵212的电功率的量，以使实际燃料轨压力与期望的燃料轨压力更密切地匹配。一般地，控制器222可以因此在燃料轨压力小于期望的燃料轨压力时增加到泵212的功率供应，并且可以在燃料轨压力大于期望的燃料轨压力时减小到泵212的功率供应。控制器222基于从压力传感器248和258中的一个或多个接收到的输入来调整其输出的这种控制方案可以在本文中被称为闭环或反馈控制。然而，在一些示例中，如下文参考图4所描述的，控制器222可以在某些发动机工况下以开环操作。
在开环控制期间，控制器222可以不基于从压力传感器248和258中的一个或多个接收到的信号来调整其输出或供应到泵212的电功率。因此，在开环控制期间，控制器222可以仅基于期望燃料轨压力来调整泵212的操作。具体地，
控制器222可以在开环控制期间停止更新或冻结积分项。因此，控制器222可以在开环控制期间不计算积分项。附加地或替代地，控制器222可以防止比例项降低至阈值之下。在一些示例中，阈值可以为零。然而，在其它示例中，阈值可以大于或小于零。换句话说，控制器222可以将比例项削减至仅正值。因此，每当比例项下降到阈值之下时，可以将比例项设定成阈值(例如，零)。在另一些示例中，控制器222可以附加地在开环控制期间停止更新和/或冻结比例项。因此，在一些示例中，控制器222可以在开环控制期间不计算比例项。
HPP 214可以是发动机驱动的容积式泵。作为一个非限制性示例，HPP 214可以为BOSCH HDP5HIGH PRESSURE PUMP。HPP 214可以利用电磁激活的控制阀(例如，燃料体积调节器、电磁阀等)236以改变每个泵冲程的有效泵容量。HPP的出口止回阀通过外部控制器机械地控制而非电子地控制。与马达驱动的LPP 212相比，HPP 214可以通过发动机机械地驱动。HPP 214包含泵活塞228、泵压缩室205(在本文中也被称为压缩室)以及步进室227。泵活塞228经由凸轮230从发动机曲轴或凸轮轴接收机械输入，由此根据凸轮驱动的单汽缸泵的原理来操作HPP。传感器(未在图2中示出)可以靠近凸轮230定位以使得能够确定凸轮的角位置(例如，在0和360度之间)，该角位置可以被转发到控制器222。
继续对燃料系统200进行描述，其可以可选地进一步包含储蓄器215。当被包含时，储蓄器215可以被定位在较低压力燃料泵212的下游和较高压力燃料泵214的上游，并且可以经配置以保持减少燃料泵212和214之间的燃料压力增加或降低的速率的燃料体积。例如，储蓄器215可以耦接在低压通道218中，如图所示，或耦接在旁路通道211中，该旁路通道将低压通道218耦接到HPP 214的步进室227。可以设定储蓄器215的容积的大小，使得发动机可以在较低压力燃料泵212的操作间隔之间的预定时间周期在空转条件下操作。例如，可以设定储蓄器215的大小，使得当发动机空转时，需要一分钟或多分钟来使储蓄器中的压力减小至较高压力燃料泵214不能够维持用于燃料喷射器252、262的足够高的燃料压力的水平。因此，储蓄器215可以启用较低压力燃料泵212的间歇操作模式(或脉冲模式)。通过减小LPP操作的频率，可以减少功率消耗。在其它实施例中，储蓄器215可以固有地存在于过滤器217和低压通道218的延伸部分(compliance)中，并且因此可以不作为独立元件而存在。替代地，可以将储蓄器的大小设定为近似泵排量的大小。换句话说，当流体在腔室227或205上游排出时，该流体可以在储蓄器215中聚集，同时最小化管线218、211和/或203中的压力变化。
发动机速度传感器233可以用于将发动机速度的指示提供到控制器222。发动机速度的指示可以用于识别较高压力燃料泵214的速度，因为泵214可以通过发动机202(例如，经由曲轴或凸轮轴)被机械地驱动。
DI燃料轨250沿着DI供应管线278耦接到HPP 214的出口208。相比之下，PFI燃料轨260可以经由示例中的进气道喷射供应管线288耦接到HPP 214的入口203，其中HPP 214经配置以对供应到PFI燃料轨260的燃料加压。在其它示例中，PFI燃料轨260可以不耦接到HPP214的入口203，并且可以替代地直接地耦接到止回阀234的上游的通道218。止回阀274和/或压力释放阀272可以被定位在HPP 214的出口208和DI燃料轨250之间。压力释放阀272可以与旁路通道279中的止回阀274平行布置，并且可以限制位于HPP 214的下游和DI燃料轨250的上游的DI供应管线278中的压力。例如，压力释放阀272可以将DI供应管线278中的压力限制到上限压力(例如，200巴)。因此，压力释放阀272可以限制在控制阀236(有意地或无意地)打开并且高压燃料泵214在泵送时将在DI供应管线278中另外产生的压力。
一个或多个止回阀和压力释放阀还可以耦接到LPP 212的下游和HPP 214的上游的低压通道218。例如，止回阀234可以被设置在低压通道218中以减少或防止燃料从高压泵214回流到低压泵212和燃料箱210。另外，压力释放阀232可以被设置在旁路通道中，与止回阀234平行定位。压力释放阀232可以将止回阀234下游的压力限制到高于止回阀234上游的压力的阈值量(例如，10巴)。换句话说，当释放阀232两端的压力增加大于阈值(例如，10巴)时，压力释放阀232可以允许燃料向上游流动、围绕止回阀234并且朝向LPP 212。
控制器222可以经配置以通过与驱动凸轮同步来激励或去激励控制阀236(基于电磁阀配置)来调节通过控制阀236到HPP 214中的燃料流。因此，电磁激活的控制阀236可以在第一模式下操作，其中阀236被定位在HPP入口203内以限制(例如，抑制)行进通过电磁激活的控制阀236的燃料的量。根据电磁阀致动的正时，可以改变传送到燃料轨250的体积。控制阀236还可以在第二模式下操作，其中电磁激活的控制阀236被有效地禁用，并且燃料可以向阀的上游和下游行进以及进出HPP 214。
因此，电磁激活的控制阀236可以经配置以调节压缩到DI泵214中的燃料的质量(或体积)。在一个示例中，控制器222可以调整电磁压力控制止回阀的闭合正时以调节压缩的燃料的质量。例如，延迟的压力控制阀闭合可以减小摄入到压缩室205中的燃料质量的量。电磁激活的止回阀打开和闭合正时可以关于直接喷射燃料泵的冲程正时协调。
活塞228可以上下往复运动。当活塞228在减小压缩室205的体积的方向上行进时，HPP 214处于压缩冲程。当活塞228在增加压缩室205的体积的方向上行进时，HPP 214处于吸气冲程。
控制器222还可以控制DI泵214的操作以调整传递到DI燃料轨250的燃料的量、压力、流率等。作为一个示例，控制器222可以改变压力设定、泵冲程量、泵占空比命令和/或燃料泵的燃料流率以将燃料传递到燃料系统的不同方位。电耦接到控制器222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，以调整低压泵的输出(例如，速度)。在一些示例中，电磁阀可以经配置，使得高压燃料泵214仅将燃料传递到DI燃料轨250，并且在这种配置中，可以以提升泵212的较低出口压力向PFI燃料轨260供应燃料。
控制器222可以控制喷射器252和262中的每个的操作。例如，控制器222可以控制从每个喷射器传递的燃料的分配和/或相对量，其可以随工况(例如，发动机负载、爆震以及排气温度)而变化。具体地，控制器222可以通过将适合的信号发送到进气道燃料喷射驱动器237和直接喷射驱动器238来调整直接喷射燃料比，该进气道燃料喷射驱动器237和直接喷射驱动器238可以转而以用于实现期望喷射比的期望脉冲宽度来致动相应的进气道燃料喷射器262和直接喷射器252。另外，控制器222可以基于每个轨道内的燃料压力选择性地启用和禁用(即，激活或停用)喷射器252和262中的一个或多个。下文参考图3示出控制器222的示例控制方案。
现在转到图3，其示出示例PID控制方案300，该方案可以通过控制器(例如，图2中示出的控制器222和图1中示出的控制器12)实施以调节燃料系统(例如，图2中示出的燃料系统200)中的燃料轨压力。因此，图3中示出的控制方案300可以用于图2中示出的控制器222和/或可以并入到该控制器中，以调节在PFI燃料轨(例如，图2中示出的PFI燃料轨260)和DI燃料轨(例如，图2中示出的DI燃料轨250)中的一个或多个中的燃料压力。应当认识到，在本文的描述中，信号可以指代电信号(诸如电流)，并且信号的修改可以指代电流的电压的变化。
压力调度器308可以首先基于进气歧管压力、燃料喷射速率、燃料挥发性302、发动机速度304以及燃料温度306来确定期望的燃料轨压力，其可以为期望的PFI燃料轨的压力和/或期望的DI燃料轨的压力。因此，作为输入，压力调度器208可以接收对应于燃料挥发性的第一信号302、对应于发动机速度304的第二信号以及对应于燃料温度的第三信号306。然而，压力调度器308可以基于附加发动机工况来确定期望的燃料轨压力，该附加发动机工况诸如发动机节气门(例如，图1中示出的节气门162)的位置、发动机负载、交流发电机扭矩、排气压力、涡轮增压器(例如，图1中示出的压缩机174)的速度、进气温度、进气压力等。压力调度器可以基于接收到的信号来确定期望的燃料轨压力，并且将对应于期望的燃料轨压力的第四信号310发送到减法器312和前馈调度器318中的一个或多个。燃料轨压力可以为绝对压力、表压力或轨道和进气歧管压力之间的压差。
前馈调度器318可以将对应于喷射器流率的第五信号316接收为输入。基于经由第五信号316接收到的喷射器流率，前馈调度器318可以将期望的燃料轨压力修改成校正的期望的燃料轨压力，并且将第六信号320发送到求和器334。因此，前馈调度器318可以基于喷射器流率来校正期望的燃料轨压力，并且可以将第五信号316发送到求和器334，其中第五信号316可以表示校正的期望的燃料轨压力。
减法器312可以经由从压力传感器340发送到减法器312的第六信号342将期望的燃料轨压力和对来自压力传感器340的实际的燃料轨压力的估计接收为输入。因此，减法器312可以基于从压力传感器340接收到的输出来确定实际的燃料轨压力的估计。压力传感器340可以与图2中示出的压力传感器248和258相同或相似。减法器312可以计算经由第四信号310接收到的期望的燃料轨压力和从第六信号342接收到的估计的燃料轨压力之间的差值。基于该差值，减法器312可以计算误差，该误差通过图2中的第七信号322表示。在一些示例中，该误差可以大致与期望的燃料轨压力和估计的燃料轨压力之间的差值相同。因此，对应于误差的第七信号322通过减法器312产生。第七信号322可以通过比例增益(Kp)328以及通过积分器324和积分增益(Ki)326两者来单独地处理和/或修改。因此，第七信号322通过比例增益(Kp)328来修改以产生比例项，该比例项经由第八信号330作为输入发送到求和器334。另外，对应于误差的第七信号322可以通过积分器块324同时通过比例增益(Kp)的修改积分。积分后的误差信号随后可以通过积分增益(Ki)326修改以产生积分项。因此，第七信号322可以通过积分器块324和比例增益(Kp)单独地处理。换句话说，表示比例项的第八信号330和对应于积分项的第九信号332可以被用作求和器334的输入。
总之，求和器334可以经由信号(例如，电压)330接收比例项、经由信号332接收积分项，并且经由第五信号320接收前馈项。基于接收到的信号，求和器334可以将电压或第十信号336输出到提升泵338(例如，图2中示出的提升泵212)。第十信号336可以被发送到提升泵338以调整提升泵操作。具体地，第十信号可以对应于待供应到提升泵338的功率。以此方式，供应到泵338的功率可以基于第十信号336的变化来调整。然而，需要注意的是，供应到泵338的电压、电流、占空比和/或速度或扭矩命令中的一个或多个可以基于第十信号336的变化来调整。
在闭环或反馈控制期间，压力传感器可以继续监视燃料轨中的压力并且将对燃料轨压力的估计发送到减法器312。因此，比例项和积分项可以受来自压力传感器340的输出的影响，因为通过减法器312计算的误差可以随估计的燃料轨压力变化而波动。因此，在闭环或反馈控制期间，通过求和器334产生的输出或第十信号336可以通过来自压力传感器340的输出来修改和/或受该输出影响。以此方式，供应到提升泵338的功率可以基于来自压力传感器340的输出来调整。
然而，如下文参考图4更详细描述的，控制器可以周期地切换到提升泵338的开环控制。在开环控制期间，通过求和器334产生的输出336以及因此供应到提升泵338的功率可以基于来自压力传感器340的输出不被调整。具体地，在一些示例中，积分项可以被冻结和/或不更新。因此，在闭环控制期间获得的最近的积分项可以继续用作求和器334的输入。然而，在其它示例中，通过求和器334输出的第十信号336可以基于对应于积分项的信号332不被修改和/或调整。更简单地，积分项可以不被求和器334用作输入，并且到提升泵338的输出信号336可以不受积分项影响。因此，信号332可以不被用于修改和/或调整通过求和器334输出的信号336。在又一些示例中，求和块334可以仅基于从前馈调度器318接收到的输入320产生输出336。附加地或替代地，在开环控制期间，比例项可以被削减到零。因此，在开环控制期间，比例项可以不下降至零之下。在零之下的比例项的任何值可以因此被设定为零。然而，在其它示例中，对应于比例项的信号330可以不被用于修改和/或调整通过求和器334输出的信号336。因此，在产生信号336时，求和块334可以不将信号330用作输入。
现在转到图4，其示出用于调整发动机燃料系统(例如，图2中示出的燃料系统200)的提升泵(例如，图2中示出的提升泵212)的操作的示例方法400的流程图。在发动机操作期间，可以调整供应到提升泵的功率的量以实现燃料轨(例如，图2中示出的燃料轨250和260)中的期望的燃料压力。因此，提升泵可以基于来自定位在燃料轨中的压力传感器(例如，图2中示出的压力传感器248和258)的输出通过发动机控制器(例如，图2中示出的控制器222)闭环反馈控制。然而，响应于通过定位在提升泵和燃料轨之间的止回阀(例如，图2中示出的止回阀213)的燃料流量降低至阈值之下，控制器可以切换到提升泵的开环控制。
用于执行方法400的指令可以存储在控制器的存储器中。因此，方法400可以通过控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1到图2所描述的传感器)接收到的信号来执行。控制器可以将信号发送到提升泵和/或发送到对提升泵供应功率的功率源，以调整供应到提升泵的功率的量，并且因此调整提升泵的输出。
方法400在包括估计和/或测量发动机工况的402处开始。发动机工况可以包含燃料轨压力、当前提升泵速度、发动机速度、节气门位置、发动机负载、操作者命令的扭矩、进气质量气流、燃料喷射量或流率等。
在402处估计和/或测量发动机工况后，方法400可以继续到404，在404处，该方法包括基于发动机工况确定期望的燃料轨压力。例如，如上文参考图3所描述的，期望的燃料轨压力可以基于估计的燃料挥发性、燃料温度以及发动机速度中的一个或多个来确定。然而，期望的燃料轨压力可以附加地基于发动机负载、交流发电机扭矩、燃料喷射流率、提升泵速度等来确定。期望的燃料轨压力可以基于燃料挥发性、燃料温度以及发动机速度中的一个或多个从存储在控制器的存储器中的查找表确定。
方法400随后可以前进到406，在406处，该方法包括确定通过止回阀的当前燃料流率。止回阀可以被定位成比燃料轨更接近提升泵的出口，如上文在图2中针对止回阀213所描绘的。通过止回阀的当前燃料流率可以基于当前喷射流率、在将提升泵耦接到燃料轨的燃料管线(例如，图2中示出的通道218)中的压力增加的速率，以及已知或估计的燃料密度来计算。具体地，流率可以根据以下等式来计算：
在上述等式中，F(i)可以表示体积喷射流率或流经PFI燃料系统中的一个或多个喷射器(例如，图2中示出的喷射器252和262)的燃料的质量流率。在DI燃料系统中，F(i)可以表示通过高压泵(例如，图2中示出的HPP 214)的燃料流率。在PFDI燃料系统中，F(i)可以表示喷射流率和HPP流率的总和。因此，F(i)可以表示离开一个或多个燃料轨的燃料的质量流率。
项可以表示燃料管线中的压力的变化率、k表示依从性并且ρ是燃料密度。燃料管线压力可以通过对燃料管线压力传感器(例如，图2中示出的压力传感器248和258)进行采样的发动机控制器(例如，图2中示出的控制器222)获得。燃料管线压力的变化率可以通过关于时间对燃料管线压力求微分来获得。发动机控制器可以通过计算连续样本的燃料管线压力中的差值并且除以样本间的时间来执行这种任务。然而，可以使用更加复杂的处理(诸如使用Savitzky-Golay滤波器)以实现增加的准确性。
燃料管线依从性可以通过在燃料管线体积的已知降低之后观察燃料管线的压力的变化来获得。当命令提升泵断开(例如，0V、0W、Nm等)时，包含在提升泵和燃料轨之间的止回阀(例如，图2中示出的止回阀213)防止燃料离开燃料管线进入到燃料箱中。因此，燃料管线的体积的变化可以仅由于F(i)，即离开燃料管线的燃料的流率导致。发动机控制器可以在已知的时间跨度期间对F(i)求积分以获得体积。在同一时间跨度期间，发动机控制器还可以使用燃料管线压力传感器来计算燃料管线的初始和最终压力。发动机控制器可以使用压力和体积的这种变化来推断燃料管线的依从性。需要注意的是，该程序可以在发动机操作的稳态时期执行以实现一致的更加准确的测量结果。例如，该程序可以不在DFSO操作期间执行以便避免由于加热导致的燃料管线体积的变化。当燃料被喷射到运转的发动机中时，这种影响可以是可忽略的。
因此，通过止回阀的流率可以受提升泵的出口和燃料轨之间的压差以及离开燃料轨的燃料的喷射流率的影响。然而，在一些示例中，流率可以附加地基于燃料的温度来调整。具体地，燃料轨中的压力可以由于燃料轨中包含的燃料的温度的变化而变化。燃料轨中的压力可以随燃料温度的增加而增加，因为燃料的密度可以降低，并且因此燃料的体积可以随燃料温度的增加而增加。例如，温度每增加1℃，燃料密度可以降低0.095％。在406处估计通过止回阀的当前燃料流率后，方法400可以前进到408，在408处，该方法包括确定燃料流率是否小于阈值流率。在一些示例中，阈值流率可以近似为零。然而，在其它示例中，阈值流率可以大于或小于零。如果通过止回阀的流率大于阈值流率，则方法400可以从408继续到410，在410处，该方法包括基于来自定位在燃料轨中的压力传感器的输出来继续反馈控制提升泵。在其它示例中，方法400在408处可以附加地或替代地包括确定燃料喷射流率是否小于阈值。在一些示例中，燃料喷射流率阈值可以为零。然而，在其它示例中，燃料喷射流率阈值可以大于零。因此，在一些示例中，方法400在408处可以包括确定减速燃料切断(DFSO)条件是否退出。如果确定DFSO条件不存在并且燃料通过燃料喷射器喷射和/或燃料喷射流率大于阈值，则方法400可以从408继续到410。
在410处，控制器可以基于期望的燃料轨压力和从压力传感器的输出获得的估计的燃料轨压力之间的差值来计算误差，如上文参考图2和图3所描述的。因此，来自压力传感器的输出可以用于估计当前燃料轨压力。基于当前燃料轨压力和期望的燃料轨压力之间的差值，控制器可以调整供应到提升泵的功率的量以使实际的燃料轨压力与期望的燃料轨压力更加密切地一致。具体地，控制器可以基于误差来计算和/或更新比例项和积分项。在一些示例中，控制器可以基于误差附加地计算和/或更新微分项。比例项和积分项以及在一些示例中的微分项可以用于调整通过控制器输出的电压，并且因此调整供应到提升泵的功率的量。一般地，控制器可以在估计的燃料轨压力超过期望的燃料轨压力时发送信号通知提升泵功率的减少，以试图减少燃料轨压力，并且可以在期望的燃料轨压力超过估计的燃料轨压力时发送信号通知提升泵功率的增加，以增加燃料轨压力。方法400随后返回。
然而，如果在408处确定以下各项中的一个或多个：通过止回阀的燃料流率小于阈值、喷射流率小于喷射流率阈值和/或DFSO条件不存在并且燃料未被燃料喷射器喷射，则方法400可以从408前进到可选的步骤411，在411处，该方法包括确定燃料轨压力误差是否小于零。当燃料轨压力误差小于零时，根据来自定位在燃料轨中的压力传感器的最近输出获得的当前/瞬时估计的燃料轨压力可大于期望的燃料轨压力，因此发送信号通知燃料轨压力的降低和/或提升泵功率、电压、电流等的降低。如果燃料轨压力误差不小于零(例如，测量的燃料轨压力不大于期望的燃料轨压力)，则方法400可以从411继续到410并且基于来自燃料轨压力传感器的输出继续反馈控制提升泵。然而，如果在411处燃料轨压力误差小于零，则方法400可以从411前进到412，在412处，该方法包括基于期望的燃料轨压力来开环操作燃料提升泵。因此，在一些示例中，当通过止回阀的燃料流率小于阈值并且当前燃料轨压力大于期望的燃料轨压力(例如，燃料轨压力小于零)时，控制器可以仅切换到燃料提升泵的开环控制。
然而，在一些示例中，方法400可以直接地从408前进到412，并且可以不执行411。因此，在其它示例中，每当在408处通过止回阀的燃料流率小于阈值时，控制器都可以切换到开环操作提升泵。方法400在412处可以包括不基于来自压力传感器的输出来调整供应到提升泵的功率。换句话说，供应到提升泵的功率可以仅基于期望的燃料压力来调整，并且可以不基于燃料轨中估计的压力来调整。在一些示例中，该方法在412处可以因此包括将供应到提升泵的功率维持在近似恒定的水平处。因此，提升泵速度可以保持大致不变。
更具体地，方法400在412处可以包含在414处冻结积分项和/或在416处将比例项削减到非负值的附加步骤。因此，开环操作提升泵可以包括在416处冻结和/或不更新积分项。因此，积分项可以不用于调整提升泵操作。然而，在一些示例中，冻结积分项可以包括不更新积分项，而是使用积分项的最近计算出的值用于继续的提升泵控制。附加地或替代地，方法400可以附加地包括在416处将比例项削减至非负值。因此，该方法在416处可以包括阻止比例项降低至阈值(例如，0)之下。在一些示例中，该方法在416处可以包括不更新和/或冻结比例项。因此，在提升泵的开环操作期间可以不计算和/或更新比例项，并且可以不将比例项用于调整提升泵操作。
方法400随后可以从412继续到418，在418处，该方法包括以与在408处描述的方式相同或相似的方式确定燃料流率是否大于阈值。如果DFSO条件中的一个或多个仍存在、燃料喷射流率小于阈值和/或通过止回阀的流率小于阈值，则方法400可以返回到412并且可以继续开环操作燃料提升泵。然而，如果确定燃料喷射中的一个或多个已经接通、喷射流率已经增加至阈值之上和/或通过止回阀的流率已经增加至阈值之上，则方法400可以继续到420，在420处，该方法包括基于来自定位在燃料轨中的压力传感器的输出来恢复提升泵的闭环反馈控制。
因此，在420处，控制器可以基于来自压力传感器的输出来重新调整供应到提升泵的功率的量。因此，控制器可以更新积分项和比例项，并且可以允许比例项变成负值。更简单地，控制器可以以与在410处描述的方式相同或相似的闭环方式来操作提升泵。在一些示例中，方法400在420处可以包含可选的步骤422，在步骤422处，该方法可以包括在恢复与上文在410处所描述的相同的闭环控制之前，将提升泵闭环控制至小于期望压力的设定点达一持续时间，并且随后使设定点逐渐地达到期望压力。
因此，当退出DFSO时或当通过止回阀的流率增加至阈值之上时，控制器可以基于估计的燃料轨压力和小于期望的燃料轨压力的燃料轨压力之间的差值来计算误差。换句话说，当退出DFSO时和/或当通过止回阀的流率增加至阈值之上时，与估计的燃料轨压力比较的设定点可以被设定为低于期望的燃料轨压力。以此方式，可以减少燃料轨压力的过冲。具体地说，当重新恢复燃料喷射时，燃料轨压力可以大大降低。因此，由于控制器试图增加燃料轨压力以补偿在退出DFSO时出现的降低，直接地切换回闭环控制可以导致燃料轨压力的过冲。因此，当退出DFSO时和/或当通过止回阀的流率增加至阈值之上时，控制器可以将提升泵闭环控制至小于期望压力的设定点达第一持续时间，并且随后可以在第二持续时间期间使设定点逐渐地达到期望压力。在第二持续时间后，控制器可以将提升泵闭环控制至期望的燃料轨压力。然而，应当认识到，在其它示例中，当DFSO结束和/或通过止回阀的燃料流率增加至阈值之上时，控制器可以不执行422，并且可以切换到提升泵的闭环反馈控制以实现期望的燃料轨压力。方法400随后可以返回。
现在转到图5，其示出描绘在不同的发动机工况下的提升泵(例如，在图2中示出的提升泵212)的示例操作的曲线图500。供应到提升泵的功率以及因此提升泵速度可以通过发动机控制器(例如，图2中示出的控制器222)来调整。当燃料通过一个或多个燃料喷射器(例如，图2中示出的喷射器252和262)喷射时，提升泵可以通过控制器基于来自定位在燃料轨中的压力传感器(例如，图2中示出的压力传感器248和258)的输出来反馈控制。因此，提升泵操作可以基于从压力传感器推断出的燃料轨(例如，图2中示出的燃料轨250和260)中的燃料压力而被闭环反馈控制。然而，在DFSO期间和/或当通过定位在提升泵和燃料轨之间的燃料管线(例如，图2中示出的通道218)中的止回阀(例如，图2中示出的止回阀213)的流量降低至阈值之下时，控制器可以切换到开环操作提升泵。
曲线图500在曲线502处示出燃料喷射质量流率的变化。燃料喷射质量流率可以基于来自控制器的命令的燃料喷射量来确定。通过止回阀的流率的变化在曲线504处示出。通过止回阀的流率可以基于以下各项中的一个或多个来推断出：喷射流率、燃料管线中的压力的变化率以及燃料的温度，如上文参考图4中的步骤408更详细描述的。止回阀可以被定位成靠近提升泵的出口，并且可以限制和/或阻止朝向提升泵流回。当提升泵的出口处的压力大于止回阀下游(例如，在燃料轨处)的压力时，燃料可以在燃料轨的方向上流经止回阀。然而，当提升泵的出口处的压力小于止回阀下游的压力时，止回阀可以限制燃料通过止回阀朝向提升泵流回。因此，当燃料轨中的压力大于提升泵的出口处的压力时，止回阀可以有效地维持燃料轨压力。
第一阈值505可以表示通过止回阀的基本上零流量。因此，阈值505可以表示燃料轨中的压力与在提升泵的出口处的压力大致相同时的条件。因此，通过止回阀的流量可以不降低至阈值之下，因为阈值之下的流率可以表示相反的流动方向和朝向提升泵流动，这被止回阀阻止。然而，在其它示例中，阈值505可以表示通过止回阀的流率大于零。燃料轨压力在曲线506处示出，并且可以基于来自压力传感器的输出来估计。第二阈值507表示与在提升泵的出口处的压力基本上相同的燃料轨压力水平。因此，对于阈值之上的燃料轨压力，燃料轨可以处于比提升泵的出口更高的压力下。在这种情况下，止回阀可以阻止燃料朝向提升泵流回。另外，对于阈值之下的燃料轨压力，燃料轨可以处于比提升泵的出口更低的压力下，并且燃料可以从提升泵朝向燃料轨流动。需要注意的是，第二阈值507取决于在提升泵的出口处的压力。因此，尽管在图5中描绘为恒定的，但是阈值507可以随提升泵速度波动而波动。例如，在较大的提升泵速度以及因此较大的提升泵出口压力下，第二阈值507可以比在较低的提升泵速度和/或提升泵出口压力下更高。在一些示例中，如下文参考图6和图7示出的，在提升泵的出口处的压力可以基于来自定位在提升泵出口处的压力传感器的输出来估计。供应到提升泵的功率的量的变化在曲线508处示出。通过控制器以开环或闭环控制的提升泵的控制在曲线510处示出。
在t1前开始，燃料喷射可以接通(曲线502)，并且燃料喷射器可以喷射燃料。燃料可以通过止回阀从提升泵朝向燃料轨流动(曲线504)以将燃料轨压力(曲线506)维持在期望压力处。然而，燃料轨压力在阈值507之下。另外，在t1之前，提升泵的操作可以通过控制器基于来自压力传感器的输出闭环控制(曲线510)。因此，可以提供给提升泵足够多的功率以将燃料轨压力维持在期望压力处，该期望压力在t1之前可以在较高的第一水平P1左右(曲线508)。
在t1处，燃料喷射可以断开，并且燃料喷射器可以停止喷射燃料。然而，燃料可以仍流经止回阀，因为燃料泵的出口处的压力可以仍大于燃料轨压力。然而，通过止回阀的流率可以在t1处开始降低，并且可以继续降低直到燃料轨处的压力达到提升泵出口压力。由于燃料喷射器的关闭，燃料轨压力可以在t1处开始增加。到提升泵的功率可以在t1处减少，因为提升泵可以继续被闭环操作。响应于燃料轨压力的增加，提升泵的闭环操作可以发送信号通知供应到提升泵的功率的降低。
在t1和t2之间，燃料喷射保持断开、燃料轨压力继续增加并且通过止回阀的流率继续降低。因此，到提升泵的功率继续减少，因为提升泵继续通过控制器以闭环反馈控制的方式操作。
在t2处，燃料轨压力可以达到提升泵出口压力，并且通过止回阀的流量可以达到阈值505(例如，零)。因此，燃料轨压力可以达到阈值507，并且通过止回阀的流可以基本上停止。响应于通过止回阀的流量在t2处达到阈值505，控制器可以切换到开环操作提升泵。因此，提升泵的闭环控制可以在t2处停止。因此，到提升泵的功率可以基于期望的燃料轨压力来调整，该期望的燃料轨压力可以取决于燃料喷射速率、发动机速度等，如上文参考图3和图4所说明的。
在t2和t3之间，燃料喷射可以保持断开，燃料可以继续不流经止回阀，并且提升泵可以继续基于期望的燃料轨压力来操作。因为燃料喷射可以在t2和t3之间保持断开，所以到提升泵的功率可以继续近似恒定地保持在较低的第二水平P2处。由于燃料轨中的燃料的加热，燃料轨压力可以在t2和t3之间继续增加。
在t3处，燃料喷射器可以重新接通，燃料可以开始流出燃料轨。因此，燃料轨压力可以开始降低。然而，因为燃料轨压力可以仍高于提升泵出口压力，所以燃料可以不流经止回阀，并且因此通过止回阀的流率可以保持在阈值505处。在一些示例中，提升泵在t3处可以继续通过控制器开环操作，因为通过止回阀的流率仍在阈值505处。因此，到提升泵的功率可以以较低的第二水平P2左右被供应。
在t3和t4之间，燃料轨压力可以随燃料喷射保持接通而继续降低。然而，燃料轨压力可以保持在提升泵出口压力之上，并且因此燃料可以不流经止回阀。因此，提升泵可以继续被开环控制，并且供应到提升泵的功率可以仅基于期望的燃料轨压力而非基于估计的燃料轨压力来调整。
然而，在t4处，燃料可以继续通过燃料喷射器喷射，并且燃料轨压力可以降低至在提升泵的出口处的压力之下。因此，燃料可以开始流经止回阀，并且通过止回阀的流率可以增加至阈值505之上。响应于在提升泵的出口处的压力增加至在燃料轨处的压力之上和/或通过止回阀的流率增加至阈值505之上中的一个或多个，控制器可以在t4处切换回到提升泵的闭环控制。由于在t4处燃料轨压力降低，提升泵的闭环控制可以发送信号通知提升泵功率的增加以使燃料轨压力与期望的燃料轨压力相匹配。
在t4和t5之间，提升泵可以继续被闭环控制，并且到提升泵的功率可以根据期望的燃料轨压力和估计的燃料轨压力之间的差值来变化。燃料喷射保持接通，并且燃料轨压力可以保持低于阈值507。因此，燃料可以继续流经止回阀，并且通过止回阀的流率可以继续在阈值505之上波动。
在t5处，燃料喷射可以被断开，并且因此DFSO条件可以在t5处恢复，与在时间t1处类似。尽管通过止回阀的流率可以在t5处保持在阈值505之上，但是控制器可以切换到提升泵的开环操作。因此，在一些示例中，响应于通过止回阀的流率达到阈值505，控制器可以切换到提升泵的开环操作，如在t2处示出的。然而，在其它示例中，响应于燃料喷射器被断开和/或DFSO的开始，控制器可以切换到开环操作提升泵。在又一些示例中，控制器可以切换到开环操作提升泵，以响应于以下各项中的任一个首先发生：燃料喷射器被断开或通过止回阀的流量达到阈值505。燃料轨压力可以在t5处开始增加，因为燃料喷射器断开。另外，到提升泵的功率可以由于提升泵的开环控制而减少以近似P2左右的先前水平。
在t5和t6期间，燃料喷射可以保持断开，并且提升泵可以继续通过控制器开环操作。因此，到提升泵的功率可以根据期望的燃料轨压力的变化而围绕P2波动。燃料轨压力可以保持在阈值507之上。由于燃料轨压力保持在阈值507之上，通过止回阀的流率可以保持在阈值505左右。
在t6处，燃料喷射可以恢复，并且燃料可以离开燃料轨。响应于在t6处退出DFSO条件，控制器可以恢复提升泵的闭环操作。因此，响应于由于燃料喷射器重新接通导致的在t6处燃料轨压力的下降，到提升泵的功率可以在t6处增加。燃料轨压力可以在t6处开始降低，但是可以保持在阈值507之上，并且因此燃料流量可以保持在阈值505处。
然而，在t6之后，燃料轨压力可以降低至阈值507之下，并且通过止回阀的流率可以增加至阈值505之上。燃料喷射可以保持接通，并且到提升泵的功率可以继续基于来自压力传感器的输出以闭环方式调整。
移动到图6，其示出可以与图2的燃料系统200相同或类似的示例燃料系统600，除燃料系统600可以包含在提升泵的出口处的附加压力传感器外。因此，燃料系统600可以包含与图2中示出的燃料系统200相同的组件，并且可以在图6中类似地标号。因此，燃料系统600的已经在图2中描述的组件可以不在本文的图6的描述中重新介绍或再次描述。
如上文所描述的，燃料系统600可以与燃料系统200相同。然而，燃料系统600可以包含在提升泵212和止回阀213之间的压力传感器631。因此，压力传感器631可以经配置以测量包含在提升泵212和止回阀213之间的燃料的压力。换句话说，来自压力传感器631的输出可以用于估计在提升泵212的出口251处的压力。在某些发动机工况下，控制器222可以基于来自压力传感器631的输出来调整供应到提升泵212的功率的量，如下文参考图6所描述的。因此，控制器222可以在以下操作之间切换：基于来自压力传感器631的输出调整供应到提升泵212的功率，以及基于来自燃料轨压力传感器248和258中的一个或多个的输出来调整供应到提升泵212的功率。然而，在其它示例中，控制器222可以在以下操作之间切换：基于来自压力传感器631以及燃料轨压力传感器248和258中的一个或多个的输出来调整供应到提升泵212的功率，以及仅基于来自燃料轨压力传感器248和258中的一个或多个的输出来调整供应到提升泵212的功率。
现在转到图7，其示出用于操作发动机燃料系统(例如，图2中示出的燃料系统200)的提升泵(例如，图2和图6中示出的提升泵212)的示例方法700，该提升泵包含在提升泵出口处或接近提升泵出口且在任何止回阀(例如，图2和图6中示出的止回阀213)上游的压力传感器(例如，图6中示出的压力传感器631)。图7中示出的方法700描述一种系统，其中在低燃料流率(例如，喷射流率)下，来自定位在提升泵的出口处的压力传感器的输出可以用于提升泵的反馈控制操作。另外，在较高的流率期间，提升泵操作可以基于来自定位在燃料轨(例如，图2和图6中示出的燃料轨250和260)中的压力传感器(例如，图2和图6中示出的压力传感器248)的输出而被反馈控制。
方法700可以因此与上文参考图4所描述的方法400相同或类似，除了以下情况外：当燃料流率降低至阈值下时，方法700可以包括基于来自提升泵出口压力传感器(例如，图6中示出的压力传感器631)的输出闭环操作提升泵，而非如图4中在412处所描述来开环操作提升泵。因此，在较高的喷射燃料流率期间，可以调整供应到提升泵的功率的量以实现燃料轨(例如，图2中示出的燃料轨250和260)中的期望的燃料压力。因此，提升泵可以通过发动机控制器(例如，图2和图6中示出的控制器222)基于来自定位在燃料轨中的一个或多个燃料轨压力传感器(例如，图2和图6中示出的压力传感器248和258)的输出来闭环反馈控制。然而，响应于通过定位在提升泵和燃料轨之间的止回阀(例如，图2和图6中示出的止回阀213)的燃料流量降低至阈值之下，控制器可以基于来自提升泵出口压力的输出切换到提升泵的闭环控制。
用于执行方法700的指令可以存储在控制器的存储器中。因此，方法700可以通过控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1-2和图6所描述的传感器)接收到的信号来执行。控制器可以将信号发送到提升泵和/或发送到对提升泵供应功率的功率源，以调整供应到提升泵的功率的量，并且因此调整提升泵的输出。
方法700在702处开始，在702处，该方法包括以与上文参考图4中的402所描述的方式相同或类似的方式来估计和/或测量发动机工况。
在702处估计和/或测量发动机工况后，方法700可以继续到704，在704处，该方法包括与上文参考图4中的404所描述的方式相同或类似的方式基于发动机工况来确定期望的燃料轨压力。
方法700随后可以前进到706，在706处，该方法包括以与上文参考图4中的406所描述的方式相同或类似的方式确定通过止回阀的当前燃料流率。
在706处估计通过止回阀的当前燃料流率后，方法700可以前进到708，在708处，该方法包括以与上文参考图4中的408所描述的方式相同或类似的方式确定燃料流率是否小于阈值流率。
如果发生以下各项中的一个或多个：通过止回阀的流率大于阈值流率和/或确定DFSO条件不存在并且燃料通过燃料喷射器喷射和/或燃料喷射流率大于阈值，则方法700可以从708继续到710。
在710处，控制器可以继续以与上文参考图4中的410所描述的方式相同或类似的方式基于期望的燃料轨压力和从燃料轨压力传感器的输出获得的估计的燃料轨压力之间的差值来计算误差。
然而，如果在708处确定以下各项中的一个或多个：通过止回阀的燃料流率小于阈值、喷射流率小于喷射流率阈值和/或DFSO条件不存在并且燃料未被燃料喷射器喷射，则方法700可以从708前进到711，在711处，该方法包括以与上文参考图4中的411所描述的方式相同或类似的方式确定燃料轨压力误差是否小于零。如果燃料轨压力大于期望的燃料轨压力并且燃料轨压力误差因此小于零，则方法700可以从708继续到712，其中方法700在712处包括确定包含在提升泵和止回阀之间的体积中的期望的燃料压力。因此，在一些示例中，方法700可以仅在通过止回阀的燃料流率小于阈值并且燃料轨压力误差小于零时才前进到712。然而，在其它示例中，如果通过止回阀的燃料流率小于阈值，则方法700可以不执行711并且可以直接从708前进到712。
方法700在712处可以包括确定期望的提升泵出口压力。在一些示例中，期望的提升泵出口压力可以为低于在704处确定的期望的燃料轨压力和/或经由来自燃料轨压力传感器的输出测量的燃料轨压力的预设或阈值量。在一些示例中，期望的提升泵出口压力可以比期望的燃料轨压力和/或估计的燃料轨压力低5kPA。然而，在其它示例中，期望的提升泵出口压力可以基于发动机工况来确定，该发动机工况诸如燃料喷射量、通过定位在提升泵和燃料轨之间的一个或多个止回阀的流率、燃料轨压力、期望的燃料轨压力等。例如，当燃料喷射器接通并且燃料正以较高速率流出燃料轨时，期望的提升泵出口压力可以大于在燃料轨处的期望压力。具体地，期望的提升泵出口压力可以比期望的燃料轨压力大20kPa，以促进燃料从提升泵流动到燃料轨。然而，当燃料喷射流率较低时和/或当燃料喷射断开并且燃料轨压力超过期望的燃料轨压力时，期望的提升泵出口压力可以略小于燃料轨压力(例如，比燃料轨压力小1至10kPa)，以减少和/或防止任何压力被添加到燃料轨。
因此，当在708处通过止回阀的燃料流量小于阈值和/或燃料轨压力大于期望的燃料轨压力时，提升泵出口压力可以保持为刚好在燃料轨压力之下，使得基本上没有附加燃料从提升泵流动到燃料轨。以此方式，基本上没有附加压力可以通过提升泵添加到燃料轨，同时提升泵的速度可以相对于在来自燃料轨压力传感器的反馈控制下的速度增加。因此，当通过止回阀的燃料流率小于阈值并且燃料轨压力大于期望的燃料轨压力时，提升泵可以保持接通并且泵的速度保持足够高以将提升泵出口压力维持在近似处于燃料轨压力处或刚好在燃料轨压力之下。
在712处确定期望的提升泵出口压力后，方法700可以从712继续到714，在714处，该方法包括基于来自提升泵出口压力传感器的输出来闭环反馈控制提升泵，以实现期望的提升泵出口压力。在一些示例中，诸如期望的提升泵出口压力基于期望的燃料轨压力来确定，而与从燃料轨压力传感器获得的估计的燃料轨压力无关，方法700在714处可以包括不基于燃料轨压力传感器来调整提升泵操作。也就是说，方法700在714处可以包括仅基于来自提升泵出口压力传感器的输出而非基于来自燃料轨压力传感器的输出来闭环操作提升泵，以将提升泵出口压力维持在期望的提升泵出口压力处。因此，可以调整供应到提升泵的功率以将包含在提升泵和止回阀之间的燃料的燃料压力维持至期望的燃料轨压力的阈值差。
然而，在其它示例中，诸如期望的提升泵出口压力基于估计的燃料轨压力来确定，方法700在714处可以包括基于燃料轨压力传感器和提升泵出口压力传感器两者来调整提升泵操作。更具体地，控制器可以调整供应到提升泵的功率以将包含在提升泵和止回阀之间的燃料的燃料压力维持至估计的燃料轨压力的阈值差内。基于从燃料轨压力传感器获得的估计的燃料轨压力和从提升泵出口压力传感器获得的提升泵出口压力之间的差值，控制器可以调整供应到提升泵的功率的量以维持期望的提升泵出口压力。因此，响应于提升泵出口压力以超过阈值量降低至估计的燃料轨压力之下，控制器可以增加供应到提升泵的功率的量。在其它示例中，响应于提升泵出口压力增加，控制器可以降低供应到提升泵的功率的量，使得提升泵出口压力和估计的燃料轨压力之间的差值小于阈值量。
方法700随后可以从714继续到716，在716处，该方法包括以与上文参考图4中的418所描述的方式相同或类似的方式确定燃料流率是否大于阈值。如果DFSO条件中的一个或多个仍存在、燃料喷射流率小于阈值和/或通过止回阀的流率小于阈值，则方法700可以返回到714并且可以继续基于提升泵出口压力传感器来调整提升泵操作。然而，如果确定以下各项中的一个或多个：燃料喷射已经接通、喷射流率已增加至阈值之上和/或通过止回阀的流率已经增加至阈值之上，则方法700可以继续到718，在718处，该方法包括以与上文参考图4中的420所描述的方式相同或类似的方式基于来自燃料轨压力传感器的输出恢复提升泵的闭环反馈控制。方法700随后返回。
应当认识到，在其它示例中，在710和718处，提升泵可以基于来自提升泵出口压力传感器(例如，图6中示出的压力传感器631)的输出而被闭环反馈控制，而非基于来自燃料轨压力传感器的输出被控制。因此，在一些示例中，提升泵可以在所有发动机工况下基于提升泵出口压力传感器而被闭环反馈控制，而非基于来自燃料轨压力传感器的输出被反馈控制。在这种示例中，可以基于来自提升泵出口压力传感器和燃料轨压力传感器的输出之间的差值来学习用于期望的提升泵出口压力的缓慢的自适应校正因子。因此，可以基于来自提升泵出口压力传感器和燃料轨压力传感器的输出之间的差值来随时间校正期望的提升泵出口压力。在一些示例中，这种校正因子可以与燃料流率(例如，喷射流率)高度相关。
以此方式，减少燃料轨中的压力下降的频率和强度的技术效果可以通过响应于通过耦接在提升泵和燃料轨之间的止回阀的燃料流率降低至阈值、进入DFSO以及喷射流率降低至阈值之下中的一个或多个开环操作提升泵来减少。具体地，通过在DFSO期间开环操作提升泵，可以将提升泵速度维持在比在DFSO期间在闭环控制下的速度更高的水平。因此，可以减少在退出DFSO时的提升泵自转时间，并且可以减少燃料轨中的压力下降。因此，可以减少燃料轨压力的波动并且可以增加燃料轨压力的一致性。
注意，包括在本文中的示例控制和估计例程能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以存储为非临时性存储器中的可执行指令，并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其它发动机硬件的控制系统执行。本文描述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种行为、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行地执行或在一些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现本文面描述的实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述提供。根据使用的特定策略，所示的行为、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复地执行。此外，所述的行为、操作和/或功能可以图形化地被程序化到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存储器之内的代码，其中所述的行为通过执行包括各种发动机硬件组件与电子控制器的系统中的指令而被执行。
应当认识到，本文所公开的构造和例程在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上述技术可以使用到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所公开的各种系统和配置和其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附的权利要求具体指出被认为新颖的和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这样的元件的组合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。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通过修改本申请的权利要求或通过在本申请或相关的申请中提出新权利要求被要求保护。这样的权利要求，无论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)

1.一种方法，其包括：
基于期望的燃料轨压力与估计的燃料轨压力之间的差值闭环操作燃料系统的提升泵；以及
响应于在燃料轨的方向上通过定位在所述提升泵和所述燃料轨之间的止回阀的燃料流率降低到阈值，将所述提升泵开环操作至所述期望的燃料轨压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计的燃料轨压力基于来自定位在所述止回阀下游的压力传感器的输出确定。
3.根据权利要求2所述的方法，其中闭环操作所述提升泵包括：基于比例项、积分项以及微分项中的一个或多个调整供应到所述提升泵的功率的量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中闭环操作所述提升泵进一步包括更新并且计算所述比例项和所述积分项，并且其中更新并且计算所述比例项和所述积分项包括：基于所述期望的燃料轨压力和最近估计的燃料轨压力之间的当前差值计算误差。
5.根据权利要求1所述的方法，其中开环操作所述提升泵包括：仅基于所述期望的燃料轨压力而不基于所述期望的燃料轨压力和所述估计的燃料轨压力之间的差值调整供应到所述提升泵的功率的量。
6.根据权利要求1所述的方法，其中开环操作所述提升泵包括不更新积分项以及将比例项削减为非负值中的一个或多个。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值表示通过所述止回阀的近似零燃料流。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料系统是直接喷射即DI、进气道燃料喷射即PFI以及进气道燃料直接喷射即PFDI中的一个或多个。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于减速燃料切断即DFSO事件，将所述提升泵开环操作至所述期望的燃料轨压力。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于燃料喷射量降低至阈值之下，将所述提升泵开环操作至所述期望的燃料轨压力。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述提升泵和所述止回阀包含在燃料箱内，并且所述止回阀定位成比所述燃料轨更接近所述提升泵。
12.根据权利要求1所述的方法，其中闭环操作所述提升泵包括：调整供应到所述提升泵的功率的量以使所述估计的燃料轨压力与所述期望的燃料轨压力匹配。
13.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述止回阀的所述燃料流率基于燃料喷射量、燃料压力变化率、所述估计的燃料轨压力、在所述提升泵的出口处的燃料压力、燃料密度以及燃料温度中的一个或多个来估计。
14.一种用于发动机的方法，其包括：
基于燃料轨的期望的燃料轨压力与估计的燃料轨压力之间的差值调整供应到燃料系统的提升泵的功率的量；以及
响应于在所述燃料轨的方向上通过定位在所述提升泵和所述燃料轨之间的止回阀的燃料流率降低到阈值，基于期望的提升泵出口压力调节供应到所述提升泵的所述功率的量。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述估计的燃料轨压力基于来自定位在所述燃料轨中的第一压力传感器的输出确定，并且其中所述估计的提升泵出口压力基于来自定位在所述提升泵和所述止回阀之间的接近所述提升泵的出口的第二压力传感器的输出确定。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括响应于通过所述止回阀的所述燃料流率增加至所述阈值之上，基于来自所述第一压力传感器而非所述第二压力传感器的输出调整供应到所述提升泵的所述功率的量。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述期望的提升泵出口压力基于所述估计的燃料轨压力确定，并且其中所述期望的提升泵出口压力是小于所述估计的燃料轨压力的阈值量。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括响应于通过所述止回阀的所述燃料流率增加至所述阈值之上，仅基于来自所述第一压力传感器的输出调整供应到所述提升泵的所述功率的量。
19.一种发动机系统，其包括：
提升泵；
燃料轨，其包含用于喷射液体燃料的一个或多个燃料喷射器；
止回阀，其定位在所述提升泵和所述燃料轨之间；
压力传感器，其耦接到所述燃料轨；以及
控制器，其包含具有用于以下操作的指令的非临时性存储器：
响应于通过所述止回阀的燃料流率降低至阈值，从所述提升泵的闭环控制切换到开环控制；以及
响应于通过所述止回阀的所述燃料流率增加至所述阈值之上，恢复所述提升泵的闭环控制。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述控制器是比例积分微分即PID控制器，并且其中所述提升泵的闭环控制包括基于来自所述压力传感器的输出调整供应到所述提升泵的电功率的量，并且其中所述提升泵的开环控制包括基于期望的燃料轨压力而非基于来自所述压力传感器的输出调整供应到所述提升泵的所述电功率的量。
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