CN108071509B - 用于操作提升泵的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请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，该方法包括假定提升泵保持关断，预测燃料轨压力何时将减小到阈值以下。该方法进一步包括在燃料轨压力减小到阈值以下之前使提升泵通电，以防止燃料轨压力减小到阈值以下。

Description

用于操作提升泵的系统和方法
技术领域
本描述总体涉及用于操作燃料提升泵的方法和系统。
背景技术
发动机燃料可通过提升泵被泵送出燃料箱。在通过燃料喷射器喷射燃料之前，提升泵将燃料推向燃料轨。止回阀可被包括在提升泵与燃料轨之间，以维持燃料轨压力并防止燃料轨中的燃料朝向提升泵回流。通常由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对提升泵的操作进行反馈控制。控制器试图通过基于期望的燃料压力与从压力传感器获得的测量的燃料压力之间的差异或误差调整供应给提升泵的电功率量，将燃料轨中的压力维持在期望的压力。
因此，提升泵替换燃料轨中因喷射而损失的燃料。因此，随着燃料喷射速率减少，燃料轨的燃料再供应需求相应地减少，并且控制器减小供应给提升泵的电功率。因此，提升泵的能量需求可基本上与燃料喷射速速率成比例。在一些示例中，诸如在发动机怠速和/或减速燃料切断(DFSO)期间，供应给提升泵的电功率量可下降得足够低，使得以低燃料流量模式操作提升泵可以更节能。在低燃料流量模式中，提升泵没有被连续供电，也没有如同脉冲宽度调制(PWM)一样经由占空比电压来供电。相反，提升泵可保持关闭，并且然后仅在需要时可被通电。例如，美国专利第7,640,916号描述了一种方法，其中在低发动机负荷下，提升泵保持关闭，并且仅被通电以再填充蓄积器/蓄电池(accumulator)。
然而，本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，在提升泵功率调整与观察到的燃料轨压力变化之间可能存在延迟。也就是说，在提升泵功率的变化反映在燃料轨压力中之前可能花费一定量的时间(假设基本上恒定的燃料喷射速率)。例如，当使提升泵通电时，提升泵将不开始向燃料轨增加压力，直到定位于提升泵与燃料轨之间的止回阀的上游的压力超过止回阀下游的压力。因此，当提升泵通电时，提升泵可能不立即开始向燃料轨增加压力。在此类示例中，如果当燃料轨压力减小到最小阈值时使提升泵通电，则当提升泵在止回阀上游建立压力时，燃料轨压力可能继续减少到最低可接受的水平以下。因此，此类提升泵延迟可能导致燃料轨压力下冲和/或过冲，这可能导致会引起驾驶性能问题和鲁棒性问题的燃料供给误差。
发明内容
作为一个示例，可以通过一种方法来至少部分地解决上述问题中的至少一些，该方法包括：维持将燃料供应给燃料轨的提升泵关断；假设提升泵被维持关断，基于燃料喷射速率来预测燃料轨压力何时将减小到阈值以下；以及在燃料轨压力减小到阈值以下之前使提升泵通电，使得实际燃料轨压力不减小到阈值以下。通过在燃料轨压力减小到阈值以下之前使提升泵通电，可以减少燃料轨压力下冲。
在另一示例中，一种方法包括：预测燃料轨压力何时将减小到阈值以下；基于提升泵延迟时段计算使提升泵通电的期望时刻，其中所述期望时刻领先于预测燃料轨压力减小到阈值以下的时间；在期望时刻使供应给提升泵的电压从零升高(step up)到第一水平；以及在期望时刻之后，使供应给提升泵的电压从第一水平斜升(ramp up)。
在又一示例中，一种系统包括：提升泵；燃料管线，其耦接到提升泵并且包括燃料轨，燃料轨包括一个或多个燃料喷射器，燃料管线将燃料从提升泵递送到燃料喷射器；止回阀，其在燃料管线中定位在提升泵与燃料轨之间以用于维持止回阀下游的在止回阀与燃料喷射器之间的燃料压力；以及控制器，其与提升泵电连通，该控制器包括存储在非瞬态存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：在提升泵关断时，预测用于止回阀下游的燃料压力的衰减分布图；基于衰减分布图和提升泵的延迟时段来确定使提升泵通电的时刻，使得止回阀下游的燃料压力不减小到阈值以下；以及在止回阀下游的燃料压力达到阈值之前，在所确定的时刻使提升泵通电。
以此方式，可以减小燃料轨压力下冲。具体地，通过预测提升泵开始向燃料轨增加压力将花费多长时间并且预示未来燃料喷射速率，可以安排提升泵激活以防止燃料轨压力减小到不期望的低水平。如此一来，提升泵可以保持关断，从而增加燃料节省，并且然后可以在适当的时间通电，以防止发动机性能和转矩递送的损失。
应当理解，提供上述发明内容是为了以简化形式引入将在具体实施例中进一步描述的概念选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或本公开中任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出根据本公开的实施例包括燃料系统的示例发动机系统的示意图，该燃料系统可包括直接喷射和进气道喷射中的一个或多个。
图2示出根据本公开的实施例可被包括在图1的发动机系统中的示例燃料系统的框图。
图3A示出根据本公开的实施例用于以连续的第一模式以及以间歇的第二模式操作燃料提升泵(诸如，图2的提升泵)的第一示例程序的流程图。
图3B示出根据本公开的实施例描绘在变化的燃料流速下的提升泵(诸如，图2的提升泵)的效率的示例变化的图表。
图4示出根据本公开的实施例用于以连续的第一模式操作燃料提升泵(诸如，图2的提升泵)的第二示例程序的流程图。
图5示出根据本公开的实施例用于以间歇的第二模式操作燃料提升泵(诸如，图2的提升泵)的第三示例程序。
图6A示出根据本公开的实施例用于在间歇的第二模式期间给提升泵供电时确定向提升泵(诸如，图2的提升泵)供应多少功率的第四示例程序。
图6B示出根据本公开的实施例描绘在间歇的第二模式期间给提升泵供电时提升泵的示例控制的图表。
图7示出根据本公开的实施例描绘在不同的发动机工况下的示例燃料提升泵操作的图线。
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。提升泵可被包括在发动机系统(诸如，图1所示的发动机系统)的燃料系统中。如图2的示例燃料系统所示，提升泵将燃料从存储燃料的燃料箱泵送到一个或多个燃料轨，在燃料轨处由燃料喷射器喷射燃料。在一些示例中，燃料系统可以是直接喷射(DI)系统，并且燃料可从直接喷射燃料轨被直接喷射到一个或多个发动机汽缸中。在此类示例中，直接喷射泵可被定位在提升泵与直接喷射燃料轨之间，以在将燃料喷射到一个或多个发动机汽缸中之前进一步对燃料加压。然而，在其他示例中，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。在此类示例中，可以由提升泵将燃料直接供应到进气道喷射燃料轨。在更进一步的示例中，燃料系统可包括进气道燃料喷射和直接喷射两者，并且因此可被称为进气道燃料直接喷射(PFDI)。
如图2的示例燃料系统所示，可以由发动机控制器基于燃料轨压力传感器所提供的燃料轨处的燃料压力对提升泵的操作进行反馈控制。提升泵将燃料供应到燃料轨，以经由一个或多个燃料喷射器来替换离开燃料轨的燃料。因此，随着燃料喷射速率增加，可将更多的燃料泵送到燃料轨以补偿从燃料轨到喷射的增加的燃料损失。为了增加供应给燃料轨的燃料量，可增加提升泵的功率。因此，供应给提升泵的功率可以与燃料喷射速率大约成比例。
然而，提升泵的效率可能在较低的功率水平和/或离开泵的燃料流速下减少。在图3B的图表中示出了使泵效率与燃料流速相关联的示例曲线图。如此，如图3A的示例方法所描述，取决于发动机工况，可以以不同的模式操作提升泵。例如，当泵效率增加到阈值以上时，如图4的示例方法所描述，可以以连续的第一模式操作提升泵。当泵效率减少到阈值以下时，如图5的示例方法所描述，可以以间歇的第二模式操作提升泵。在间歇的第二模式中，泵可保持关闭，并且然后只有当希望燃料轨压力减少到阈值以下时才可被通电。图6A示出了用于在间歇的第二模式期间使提升泵通电时确定向提升泵供应多少功率的示例方法。
重要的是应当注意，可以基于一个或多个发动机工况(诸如，发动机转速、燃料轨压力、燃料喷射速率、驾驶员要求的扭矩、进气歧管压力、增压压力等)来选择提升泵的期望的操作模式。在连续的第一模式中，可以基于燃料轨压力对供应给提升泵的功率量进行闭环反馈控制，其中燃料轨压力受到燃料喷射速率的影响。因此，供应给提升泵的功率可以受到燃料喷射速率的影响，其中可以基于驾驶员要求的扭矩、进气歧管压力、发动机转速、节气门位置等中的一个或多个来确定燃料喷射速率。因此，供应给提升泵的功率量可以直接和/或间接地受到上述发动机工况的影响，这是因为燃料喷射速率取决于上述发动机工况。由于提升泵的效率取决于供应给泵的功率量(并且因此取决于离开泵的燃料流速)，所以确定以何种模式操作提升泵也可以取决于上述发动机工况中的一个或多个。例如，图7中的图表示出了在变化的发动机工况下可以如何以不同模式操作提升泵。
关于在整个具体实施方式中使用的术语，较高压力泵或直接喷射燃料泵可以分别缩写为HP泵(另选地，HPP)或DI燃料泵。如此一来，DI燃料泵也可以被称为DI泵。因此，HPP和DI燃料泵可以互换地使用以指代较高压力直接喷射燃料泵。类似地，提升泵也可以被称为较低压力泵。进一步地，较低压力泵可以缩写为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。此外，包括进气道燃料喷射和直接喷射两者的燃料系统在本文中可以被称为进气道燃料直接喷射，并且可以缩写为PFDI。此外，燃料轨压力、或燃料轨内的燃料的压力值可以缩写为FRP。直接喷射燃料轨也可以被称为较高压力燃料轨，其可以缩写为HP燃料轨。进一步地，进气道燃料喷射轨也可以被称为较低压力燃料轨，其可以缩写为LP燃料轨。
应当了解，在本公开所示的示例进气道燃料直接喷射(PFDI)系统中，在不脱离本公开的范围的情况下，可以去除直接喷射器或进气道喷射器。
图1描绘了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和经由输入装置132来自车辆操作者130的输入进行控制。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。图1中的虚线表示控制器12与各种发动机传感器和致动器之间的电连接。因此，被示为通过图1中的虚线连接的部件彼此电耦合。
发动机10的汽缸14(在本文也被称为燃烧室14)可以包括燃烧室壁136，其中活塞138定位在该燃烧室壁中。活塞138可以耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统(未示出)耦接到客运车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动器马达(未示出)可以经由飞轮(未示出)耦接到曲轴140，以启用发动机10的起动操作。诸如霍尔效应传感器120的位置传感器可以耦接到曲轴140，以便向控制器12指示曲轴位置。特别地，控制器12可以基于从霍尔效应传感器120接收的输出来估计曲轴位置(例如，曲柄角)。
汽缸14可以经由一系列的进气通道142、144和146接收进气。质量气流传感器122可以定位在进气中(例如，定位在如图1所示的空气通道142中)，以提供流到汽缸14的空气量的指示。特别地，控制器12可以基于从质量气流传感器122接收的输出来估计进入汽缸14的质量气流速率。除了汽缸14之外，进气通道142、144和146还可以与发动机10的其他汽缸连通。在一些示例中，进气通道中的一个或多个可以包括增压装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)。例如，图1示出了配置有涡轮增压器的发动机10，该涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿排气通道158布置的排气涡轮机176。可以由排气涡轮机176通过轴180至少部分地给压缩机174提供动力，其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其他示例中，诸如在发动机10设置有机械增压器的示例中，可任选地可以省略排气涡轮机176，其中可以通过来自马达或发动机的机械输入给压缩机174提供动力。在进一步的示例中，可以省略压缩机174。因此，压缩机174可以增加从进气通道142接收并递送到进气通道144的进气空气的压力。因此，与进气通道142中的空气相比，进气通道144中的空气可以处于更高的压力。然后节气门162可以调节从进气通道144递送到进气通道146的增压空气量。进气通道146在本文中也可以被称为进气歧管146。
包括节流板164的节气门162可以布置在发动机的进气通道144与146之间，以用于改变提供给发动机汽缸的进气的流速和/或压力。如图1所示，节气门162可以定位在压缩机174的下游，或者可替代地可设置在压缩机174的上游。进气歧管146可以包括用于指示歧管绝对压力(MAP)的压力传感器124。因此，控制器12可以基于从压力传感器124接收的输出来估计进气歧管压力。在发动机10中包括压缩机174的示例中，压力传感器124可以定位在压缩机174的下游，并且因此还可以指示由压缩机174提供的增压压力。
除了汽缸14之外，排气歧管148还可以从发动机10的其他汽缸接收排气。排气传感器128被示为在排放控制装置178上游耦接到排气通道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，线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、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。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它们的组合。
发动机10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸14被示为包括位于汽缸14的上部区域的至少一个进气门150和至少一个排气门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的至少两个进气门和至少两个排气门。
可以由控制器12通过致动器152来控制进气门150。类似地，可以由控制器12通过致动器154来控制排气门156。在一些状况期间，控制器12可以改变提供给致动器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的位置可以由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。可以同时控制进气门正时和排气门正时，或者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的任何可能性。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。例如，汽缸14可以可替代包括经由电动气门致动控制的进气门以及经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共用的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，该压缩比是当活塞138处于下止点位置或上止点位置时的体积的比率。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。这可以例如在使用较高辛烷值的燃料或具有较高汽化潜热/潜焓(latent enthalpy)的燃料时发生。如果使用直接喷射，则由于直接喷射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启动燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，点火系统190能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可省略火花塞192，诸如在发动机10可通过自动点火或通过喷射燃料来启动燃烧的情况下，一些柴油发动机可以是这种情况。
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其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，汽缸14被示为包括第一燃料喷射器166。燃料喷射器166被示为直接耦接到汽缸14，以便与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例地在汽缸14中直接喷射燃料。以此方式，燃料喷射器166向汽缸14提供所谓的燃料的直接喷射(在下文中被称为“DI”)。因此，第一燃料喷射器166在本文中也可以被称为DI燃料喷射器166。尽管图1示出了定位到汽缸14的一侧的喷射器166，但该喷射器可以可替代地位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的挥发性较低，所以此类位置可以改善当使用醇基燃料操作发动机时的混合和燃烧。可替代地，喷射器可以位于顶部并且靠近进气门以改善混合。可以经由较高压力燃料泵73和燃料轨将燃料从燃料系统8的燃料箱递送到燃料喷射器166。此外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。
此外或可替代地，发动机10可以包括第二燃料喷射器170。燃料喷射器166和170可以被配置为递送从燃料系统8接收的燃料。具体地，可以经由较低压力燃料泵75和燃料轨将燃料从燃料系统8的燃料箱递送到燃料喷射器170。如稍后在具体实施例中详细描述，燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。
燃料系统8可以包括一个燃料箱或多个燃料箱。在燃料系统8包括多个燃料箱的实施例中，燃料箱可以保持具有相同燃料质量的燃料，或者可以保持具有不同燃料质量(诸如，不同燃料成分)的燃料。这些差异可以包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的汽化热、不同的燃料共混物、和/或它们的组合等。在一个示例中，具有不同醇含量的燃料可以包括汽油、乙醇、甲醇或醇的共混物，诸如E85(其为大约85％的乙醇和15％的汽油)或M85(其为大约85％的甲醇和15％的汽油)。其他含醇的燃料可以是醇和水的混合物，醇、水和汽油的混合物等。在一些示例中，燃料系统8可以包括保持液体燃料(诸如，汽油)的燃料箱，并且还包括保持气体燃料(诸如，CNG)的燃料箱。
燃料喷射器166和170可以被配置为喷射来自相同的燃料箱、来自不同的燃料箱、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可以包括较低压力燃料泵75(诸如，提升泵)和较高压力燃料泵73。较低压力燃料泵75可以是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的提升泵。如以下参考图2的燃料系统所详述的，提供给第一燃料喷射器166的燃料可以由较高压力燃料泵73进一步加压。因此，较低压力燃料泵75可以将燃料直接提供给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可以将燃料递送到直接喷射燃料轨。
燃料喷射器170被示为布置在进气通道146中而不是布置在汽缸14中，处于向汽缸14上游的进气道提供所谓的燃料进气道喷射的配置中。第二燃料喷射器170可以与经由电子驱动器171从控制器12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收的燃料。应当注意，单个电子驱动器168或171可以用于两个燃料喷射系统，或者如所描绘，可以使用多个驱动器，例如，用于燃料喷射器166的电子驱动器168和用于任选的燃料喷射器170的电子驱动器171。
在可替代的示例中，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在进气门150上游喷射燃料的进气道燃料喷射器。在其他示例中，汽缸14可以仅包括单个燃料喷射器，该单个燃料喷射器被配置为以变化的相对量从燃料系统接收不同燃料作为燃料混合物，并且进一步被配置为将这种燃料混合物直接喷射到汽缸中(作为直接燃料喷射器)或者将这种燃料混合物喷射到进气门上游(作为进气道燃料喷射器)。在又一示例中，气缸14可以仅由任选的燃料喷射器170供给燃料，或者仅由进气道喷射(也被称为进气歧管喷射)供给燃料。如此，应当了解，本文所述的燃料系统不应受限于本文以示例方式描述的特定燃料喷射器配置。
燃料可以在汽缸的单个循环期间由两个喷射器递送到汽缸。例如，每个喷射器可以递送在汽缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。进一步地，从每个喷射器递送的燃料的分配和/或相对量可以随着诸如在下文中描述的工况(诸如发动机负荷、爆震和排气温度)而变化。在打开进气门事件、闭合进气门事件期间(例如，实质上在进气冲程之前)，以及在打开进气门操作和闭合进气门操作两者期间，可以递送进气道喷射的燃料。类似地，例如，在进气冲程期间以及部分地在前一排气冲程期间、在进气冲程期间以及部分地在压缩冲程期间，可以递送直接喷射的燃料。如此一来，即使对于单个燃烧事件，也可以以不同的正时从进气道与直接喷射器喷射所喷射的燃料。此外，对于单个燃烧事件，每个循环可以执行所递送的燃料的多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当的组合期间执行多次喷射。
如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸。因此，每个汽缸可以类似地包括它自身的一组进气/排气门、(多个)燃料喷射器、火花塞等。应当了解，发动机10可以包括任何合适数量的汽缸，包括2、3、4、5、6、8、10、12个或更多个汽缸。此外，这些汽缸中的每个可以包括参考汽缸14由图1描述并描绘的各种部件中的一些或全部。
燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些差异包括尺寸差异，例如，一个喷射器可以比另一个喷射器具有更大的喷射孔。其他差异包括但不限于不同的喷洒角度、不同的操作温度、不同的定向目标、不同的喷射正时、不同的喷洒特性、不同的位置等。此外，取决于燃料喷射器170和喷射器166之间的被喷射燃料的分配比，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，其包括微处理器单元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(在此特定示例中示出为用于存储可执行指令的非瞬态只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、不失效存储器114以及数据总线。控制器12可以从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，除先前讨论的那些信号之外，所述信号还包括：来自质量空气流量传感器122的引入质量空气流量(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(或其他类型)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RPM可以由控制器12根据信号PIP生成。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基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图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)来调整发动机操作。具体地，如以下参考图2更详细描述，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。
图2示意性地描绘了燃料系统200的示例实施例，燃料系统200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以将燃料递送到发动机(诸如图1的发动机10)。燃料系统200可以由控制器222操作，以执行下文参考图3A和图4-图7的流程图描述的操作的一些或全部，其中控制器222可以与上文参考图1描述的控制器12相同或类似。
燃料系统200包括燃料箱210、提升泵212、止回阀213、一个或多个燃料轨、在泵212与一个或多个燃料轨之间提供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在本文中也可以被称为较低压力泵(LPP)212。
如图2的示例所描绘，燃料系统200可以被配置为进气道燃料直接喷射(PFDI)系统，该系统包括直接喷射(DI)燃料轨250和进气道燃料喷射(PFI)燃料轨260两者。然而，在其他示例中，燃料系统200可以被配置为PFI系统，并且可以不包括DI燃料轨250。提升泵212可以由控制器222操作，以经由低压通道218将燃料从燃料箱210朝向DI燃料轨250和PFI燃料轨260中的一个或多个泵送。特别地，控制器222经由有线或无线连接与提升泵212电连通，并且将信号发送到提升泵212以调整提升泵212的操作。特别地，控制器222调整供应给提升泵212的电功率量(例如，电压)。通过调整供应给提升泵212的电功率量，控制器222可以由此调节朝向燃料轨250和260中的一个或多个泵送出提升泵212的燃料量。
止回阀213可以定位在低压通道218中，与燃料轨250和260相比更接近燃料泵212，以方便燃料递送并且维持通道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。然而，在其他示例中，止回阀213可以定位在燃料箱210外部，在燃料箱与燃料轨250和260之间。可以包含靠近提升泵212的出口251的止回阀213。如此一来，低压通道218中的流可以从提升泵212朝向燃料轨250和260是单向的。换言之，止回阀213可以防止通道218中的双向燃料流，这是因为燃料不会穿过止回阀213朝向提升泵212并且远离燃料轨250和260回流。因此，燃料仅可以远离提升泵212朝向燃料系统200中的燃料轨250和260中的一个或多个流动。因此，在本文对燃料系统200的描述中，上游流是指从燃料轨250、260朝向LPP 212行进的燃料流，而下游流是指从LPP朝向HPP 214并且之后到燃料轨的标称燃料流方向。
第一压力传感器231可以被包括在提升泵212与止回阀213之间，以便指示止回阀213上游的低压通道218中的压力。第一压力传感器231可以经由有线或无线连接与控制器222电连通，以便将止回阀231上游的压力传送到控制器222。因此，控制器222可以基于从第一压力传感器231接收的输出来估计止回阀213上游的通道218中的压力。
在一些示例中，控制器222可以仅基于来自第一压力传感器231的输出对提升泵的操作进行闭环反馈控制。例如，当在间歇的第二操作模式期间控制器给提升泵供电时，控制器222可以仅基于来自第一压力传感器231的输出对提升泵的操作进行闭环反馈控制，以使止回阀213上游的通道218中的压力达到与止回阀213下游的压力大约相同的压力。特别地，当在间歇的第二模式期间最初使提升泵通电时，控制器222可以向提升泵供应电压，该电压足以使止回阀213上游的压力增加到止回阀213下游的压力。
然而，在其他示例中，控制器222可以仅基于来自一个或多个燃料轨压力传感器248和258的输出对提升泵的操作进行闭环反馈控制。例如，在连续供电的第一模式期间，控制器222可以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对提升泵的操作进行闭环反馈控制。然而，在进一步的示例中，控制器222可以基于来自燃料轨压力传感器248和258中的一个或多个以及第一压力传感器231的输出对提升泵的操作进行闭环反馈控制。
在更进一步的示例中，控制器可以操作提升泵开环(不基于来自压力传感器的反馈)。例如，当在间歇的第二模式期间给提升泵供电(例如，向提升泵提供非零电压)时，控制器可以将供应给提升泵的电压调整到预定水平和/或在预定的持续时间内调整该电压。
在燃料被提升泵212泵送出燃料箱210之后，燃料可以沿着通道218流到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，燃料可以被DI泵214进一步加压。DI泵214在本文的描述中也可以被称为较高压力泵(HPP)214。泵214可以在由直接喷射器252将燃料直接喷射到一个或多个发动机汽缸264中之前增加燃料的压力。因此，由DI泵214加压的燃料可以通过DI供应管线278流到DI燃料轨250，在此处燃料可等待由直接喷射器252直接喷射到发动机汽缸264中。直接喷射器252可以与上文参考图1描述的燃料喷射器166相同或类似。进一步地，直接喷射器252在本文的描述中也可以被称为直接喷射器252。DI燃料轨250可以包括用于提供燃料轨250中的燃料压力的指示的第一燃料轨压力传感器248。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，流到PFI燃料轨260的燃料在被提升泵212泵出燃料箱210之后可以不被进一步加压。然而，在其他示例中，流到PFI燃料轨260的燃料在到达PFI燃料轨260之前可以由DI泵214进一步加压。因此，燃料在经由进气道喷射器262喷射到发动机汽缸264上游的进气道中之前可以从提升泵212流到PFI燃料轨260。具体地，在到达PFI燃料轨260之前，燃料可以流动通过低压通道218并且然后流到进气道喷射供应管线288。进气道喷射器262可以与上文参考图1描述的喷射器170相同或类似。此外，进气道喷射器262在本文的描述中也可以被称为进气道喷射器262。PFI燃料轨260可以包括用于提供燃料轨260中的燃料压力的指示的第二燃料轨压力传感器258。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。
尽管燃料系统200在图2中被描绘为PFDI系统，但应当了解，燃料系统200也可以被配置为DI系统或者PFI系统。当被配置为DI系统时，燃料系统200可以不包括PFI燃料轨260、进气道喷射器262、压力传感器258和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，由提升泵212从燃料箱210泵送的基本上所有燃料都可以流到DI泵214并通到DI燃料轨250。如此一来，DI燃料轨250可以接收由提升泵212从燃料箱210泵送的大约所有燃料。
此外，还应当了解，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和直接喷射器252可以不被包括在燃料系统200中。因此，在燃料系统200被配置为PFI燃料系统的示例中，由提升泵212从燃料箱210泵送的基本上所有燃料都可以流到PFI燃料轨260。因此，PFI燃料轨260可以接收由提升泵212从燃料箱210泵送的大约所有燃料。
继续对燃料系统200的描述，燃料箱210存储在车辆上的燃料。可以经由燃料填充通道204向燃料箱210提供燃料。LPP 212可以至少部分地设置在燃料箱210内，并且可以是电动燃料泵。可以由控制器222(例如，图1的控制器12)操作LPP 212以经由低压通道218向HPP 214提供燃料。作为一个示例，LPP 212可以是包括电动(例如，DC)泵马达的涡轮泵(例如，离心泵)，由此可以通过改变提供给泵马达的电功率来控制泵两端的压力增加和/或通过泵的体积流速，从而增加或减小马达转速。例如，控制器222可以向提升泵212和/或提升泵212的电源发送信号，以减小提供给提升泵212的电功率。通过减小提供给提升泵212的电功率，可以减小体积流速和/或提升泵两端的压力增加。相反地，可以通过增加提供给提升泵212的电功率来增加体积流速和/或提升泵两端的压力增加。
作为一个示例，可以从交流发电机或其他储能装置(诸如车载的车辆电池(未示出))获得由控制器222供应给较低压力泵电动机的电功率，由此控制系统能够控制用于给较低压力泵供电的电负荷。因此，通过改变提供给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速和压力被调整。
过滤器217可以设置在提升泵212的下游，并且可以移除燃料中包含的可潜在地损坏燃料处理部件的小杂质。在一些示例中，过滤器217可以定位在止回阀213的下游。然而，在其他示例中，过滤器217可以定位在止回阀213的上游，在燃料泵212与止回阀213之间。此外，可以采用泄压阀219来限制低压通道218中的燃料压力(例如，来自提升泵212的输出)。例如，泄压阀219可以包括以特定的压差来安置(seat)和密封的球与弹簧机构。
可以以较低的压力将由LPP 212提升的燃料供应到低压通道218中。燃料可以从低压通道218流到HPP 214的入口203。更具体地，在图2所描绘的示例中，供应管线288可以在第一端上耦接到止回阀234的下游、接近或处于DI泵214的出口203，并且在第二端上耦接到PFI燃料轨260以在其间提供流体连通。如此一来，由提升泵212从箱210泵送出的基本上所有燃料可以在到达燃料轨250和260中的任一者之前被HPP 214进一步加压。在此类示例中，可以操作HPP 214以使递送到燃料轨250和260中的每个的燃料的压力升高到提升泵压力以上，其中耦接到直接喷射器252的DI燃料轨250可以以可变高压来操作，而耦接到进气道喷射器262的PFI燃料轨260可以以固定高压来操作。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与直接喷射。
在此类示例中，供应管线288可以包括阀244和242。在DI泵214的活塞228的压缩冲程期间，阀244和242可以协同工作以使PFI燃料轨260保持加压到阈值压力(例如，15巴)。泄压阀242可以限制由于燃料的热膨胀而可能在燃料轨260中建立的压力。在一些示例中，当阀242与PFI燃料轨260之间的压力增加到阈值(例如，15巴)以上时，泄压阀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。
可替代地，燃料可以从低压通道218直接流到PFI燃料轨260，而不穿过DI泵214和/或被DI泵214加压。在此类示例中，供应管线288可以直接耦接到止回阀234上游的低压通道218。也就是说，供应管线288可以在一端上耦接到止回阀234的上游和止回阀213的下游，并且在相反端上耦接到PFI燃料轨260，以便在其间提供流体连通。因此，在提升泵212与PFI燃料轨260之间不会发生额外的燃料泵送和/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，并且可以仅对供应给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，但供应管线288可以可替代地耦接到止回阀234的上游。
如此一来，可以以比DI燃料轨250更低的压力向PFI燃料轨260供应燃料。具体地，可以以与提升泵212的出口处的燃料压力大约相同的压力向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分别经由供应管线218和288进入轨250和260的质量燃料流速，以及分别经由喷射器248和258离开轨250和260的质量燃料流速。例如，当进入燃料轨的质量流速大于离开燃料轨的质量流速时，燃料轨压力可以增加。类似地，当离开燃料轨的质量流速大于进入燃料轨的质量流速时，压力可以减少。因此，当喷射器关闭并且燃料未离开燃料轨时，只要燃料泵出口处的压力大于燃料轨中的压力，燃料轨压力就可以在提升泵212打开并旋转时增加，并且燃料泵212因此将燃料推入燃料轨中。
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喷射器252、262的四个燃料喷射器，但应当了解，每个燃料轨250和260可以将燃料分配到任何合适数量的燃料喷射器。作为一个示例，DI燃料轨250可以将燃料分配到用于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可以将燃料分配到用于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单独致动进气道喷射器262中的每一个，并且经由直接喷射驱动器238致动直接喷射器252中的每一个。控制器222、驱动器237和238以及其他合适的发动机系统控制器可以包括控制系统。虽然驱动器237、238被示为在控制器222的外部，但应当了解，在其他示例中，控制器222可以包括驱动器237、238，或者可以被配置成提供驱动器237、238的功能。控制器222可以包括未示出的额外部件，诸如包括在图1的控制器12中的那些部件。
控制器222可以是比例积分(PI)或比例积分微分(PID)控制器。如上所述，控制器222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。控制器222可以另外从压力传感器231接收止回阀213上游的燃料管线压力的指示。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的输出来估计一个或多个DI燃料轨250中的燃料轨压力，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与由压力传感器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异，控制器222可以计算误差。因此，该误差可以表示期望的燃料轨压力与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异。该误差可以乘以比例增益因数(Kp)以获得比例项。进一步地，在一定的持续时间内的误差总和可以乘以积分增益因数(Ki)以获得积分项。在控制器222被配置为PID控制器的示例中，控制器可以进一步基于误差变化率和微分增益因数(Kd)来计算微分项。
然后，比例项、积分项和微分项中的一个或多个可以被并入从控制器222发送到泵212和/或向泵212提供功率的电源的输出信号(例如，电压)中，以调整供应给泵212的功率量。具体地，可以由控制器222基于比例项、积分项和微分项中的一个或多个来调整供应给泵212的电压和/或电流，以使燃料轨压力与期望的燃料轨压力匹配。电子耦接到控制器222的驱动器(未示出)可以用于根据需要向提升泵212发送控制信号，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与期望的燃料轨压力之间的差异，控制器222可以调整供应给泵212的电功率量，以使实际燃料轨压力与期望燃料轨压力更紧密地匹配。通常，控制器222因此可以在燃料轨压力比期望值小时增加对泵212的功率供应，并且可以在燃料轨压力比期望值大时减小对泵212的功率供应。此控制方案在本文中可以被称为闭环或反馈控制，其中控制器222基于从压力传感器248和258中的一个或多个接收的输入调整其输出。然而，在一些示例中，如下文参考图4所描述，控制器222可以在某些发动机工况下开环操作。
在开环控制期间，控制器222可以不基于从压力传感器231、248和258中的一个或多个接收的信号来调整控制器的输出和/或供应给泵212的电功率。因此，在开环控制期间，控制器222可以仅基于期望的燃料轨压力调整泵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在开环控制期间可以不计算积分项。
在另一示例中，控制器222可以以间歇模式操作提升泵212，其中提升泵212被断电，使得控制器222在燃料轨压力保持在阈值以上时基本上不向提升泵212供应电功率(例如，为0)，并且仅在预期燃料轨压力在未来时段(horizon)内减少到阈值以下时或响应于燃料轨压力降低到阈值以下，才使提升泵212通电。提升泵可以在短持续时间内通电以防止燃料轨压力降低到阈值以下，然后可以再次断电并且可以保持关闭直到需要燃料轨压力增加。以下在图3A和图4-图7中描述的示例方法提供了关于在间歇模式中提升泵212的示例操作的更多细节。
HPP 214可以是发动机驱动的正排量泵。作为一个非限制性示例，HPP 214可以是BOSCH HDP5高压泵。HPP 214可以利用电磁激活的控制阀(例如，燃料体积调节器、磁性电磁阀等)236来改变每个泵冲程的有效泵体积。HPP的出口止回阀由外部控制器机械控制而不是电子控制。与马达驱动的LPP 212对比，HPP 214可以由发动机机械驱动。HPP 214包括泵活塞228、泵压缩室205(在本文也被称为压缩室)和阶梯空间(step-room)227。泵活塞228从发动机曲轴或经由凸轮230从凸轮轴接收机械输入，从而根据凸轮驱动的单缸泵的原理操作HPP。传感器(图2中未示出)可以靠近凸轮230定位，以便能够确定可被中继到控制器222的凸轮的角位置(例如，在0度与360度之间)。
继续对燃料系统200的描述，燃料系统200可任选地进一步包括蓄积器215。当被包括时，蓄积器215可以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，并且可以被配置为保持一定体积的燃料，其降低燃料泵212与214之间的燃料压力增加或减少的速率。例如，蓄积器215可以如图所示耦接在低压通道218中，或者耦接在将低压通道218耦接到HPP 214的阶梯空间227的旁通通道211中。蓄积器215的体积可以被设定大小，以使得发动机能够在较低压力燃料泵212的操作间隔之间在预定的时间段内以怠速状态操作。在其他实施例中，蓄积器215可以固有地存在于燃料过滤器217和低压通道218的顺应性中，并且因此可以不作为独特元件存在。
发动机转速传感器233可以用于向控制器222提供发动机转速的指示。发动机转速的指示可以用于识别较高压力燃料泵214的速度，这是因为可以通过发动机202例如经由曲轴或凸轮轴来机械地驱动泵214。
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，在HPP 214被配置成对供应给PFI燃料轨260的燃料加压的示例中，PFI燃料轨260可以经由进气道喷射供应管线288耦接到HPP 214的入口203。在其他示例中，PFI燃料轨260可以不耦接到HPP214的入口203，并且相反可以直接耦接到止回阀234上游的通道218。止回阀274和/或泄压阀272可以定位在HPP 214的出口208与DI燃料轨250之间。泄压阀272可以与止回阀274并联布置在旁通通道279中，并且可以限制位于HPP 214下游和DI燃料轨250上游的DI供应管线278中的压力。例如，泄压阀272可以将DI供应管线278中的压力限制到上阈值压力(例如，200巴)。如此一来，泄压阀272可以对否则在控制阀236(有意地或无意地)打开并且高压燃料泵214正在泵送的情况下可能在DI供应管线278中生成的压力进行限制。
一个或多个止回阀和泄压阀也可以耦接到在LPP 212下游和HPP 214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。此外，泄压阀232可以被设置在旁通通道中，定位成与止回阀234并联。泄压阀232可以将止回阀234下游的压力限制到比止回阀234上游的压力更高的阈值量(例如，10巴)。换言之，当泄压阀232两端的压力增加大于阈值(例如，10巴)时，泄压阀232可允许燃料向上游围绕止回阀234并朝向LPP 212流动。
控制器222可以被配置成通过与驱动凸轮同步地使控制阀236通电或断电(基于电磁阀配置)来调节穿过控制阀236进入HPP 214的燃料流。因此，电磁激活的(solenoidactivated)控制阀236可以以第一模式操作，在第一模式中阀236被定位在HPP入口203内以限制(例如，抑制)行进穿过电磁激活的控制阀236的燃料量。取决于电磁阀致动的正时，可以使转移到燃料轨250的体积变化。控制阀236还可以以第二模式操作，在第二模式中电磁激活的控制阀236被有效地禁用，并且燃料可以行进到阀的上游和下游，并进出HPP 214。
如此一来，电磁激活的控制阀236可以被配置成调节压缩到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被压缩的燃料的质量。例如，迟的压力控制阀闭合可以减少吸入压缩室205中的燃料质量的量。可以相对于直接喷射燃料泵的冲程正时来协调电磁激活的止回阀打开正时和闭合正时。
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，以调整递送到DI燃料轨250的燃料的量、压力、流速等。作为一个示例，控制器222可以改变燃料泵的压力设定、泵冲程量、泵占空比命令和/或燃料流速，以将燃料递送到燃料系统的不同位置。电子耦接到控制器222的驱动器(未示出)可用于根据需要向低压泵发送控制信号，以调整低压泵的输出(例如，速度)。在一些示例中，电磁阀可以被配置成使得高压燃料泵214将燃料仅递送到DI燃料轨250，并且在此配置中，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递送的燃料的分配和/或相对量，该分配和/或相对量可以随着工况(诸如发动机负荷、进气歧管压力、进气质量气流速率、爆震和排气温度)而变化。具体地，控制器222可以通过向进气道燃料喷射驱动器237和直接喷射驱动器238发送适当的信号来调整直接喷射燃料比，这些驱动器进而可以以期望的脉冲宽度致动相应的进气道燃料喷射器262和直接喷射器252以便实现期望的喷射比。此外，控制器222可以基于每个轨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。以下参考图3A和图4-图7示出了控制器222的示例控制方案。
转到图3A和图4-图7，它们示出了用于操作燃料提升泵(例如，上文在图2中描述的提升泵212)的示例方法的流程图。控制器(诸如，上文在图1中描述的控制器12和/或上文在图2中描述的控制器222)可以包括存储在非瞬态存储器中的用于执行图3A和图4-图7中描述的方法的指令。特别地，控制器可以调整提升泵的操作(例如，供应给提升泵的电功率量)。可以以连续功率第一模式和间歇功率第二模式给提升泵供电，该连续功率第一模式可以包括按占空比变化的(duty-cycled)电压，并且在该间歇功率第二模式中泵可以被断电以及然后定期通电以将燃料轨压力维持在阈值以上。当与间歇功率第二模式相比连续功率第一模式在能量上更有利时，提升泵可以被切换到连续功率第一模式。例如，在低燃料流速期间，与以连续功率第一模式操作提升泵相比，以间歇功率第二模式操作提升泵可能消耗更少的电能。然而，随着燃料喷射量增加，在以间歇功率第二模式操作时，对泵进行通电的频率可能增加。当燃料喷射量足够高时，与仅使泵处于打开状态(如在连续功率第一模式中)相比，在打开与关闭之间来回切换泵实际上可能消耗更多的电能。因此，当来自提升泵的燃料流需求增加到阈值以上时，控制器可以切换到以连续功率第一模式操作提升泵。
关注图3A，其示出了用于确定何时以连续功率第一模式操作提升泵以及何时以间歇功率第二模式操作提升泵的示例方法300。方法300在302处开始，302包括估计和/或测量发动机工况。发动机工况可以包括以下各项中的一个或多个：发动机转速、进气歧管压力、燃料喷射量、燃料轨压力、驾驶员要求的扭矩、节气门位置、曲柄角等。控制器可以从各种发动机传感器接收多个输出，并且控制器可以基于从传感器接收的信号来估计发动机工况。例如，可以基于来自歧管绝对压力传感器(例如，上文在图1中描述的压力传感器124)的输出来估计进气歧管压力，可以基于来自曲轴位置传感器(例如，上文在图1中描述的霍尔效应传感器120)的输出来估计曲柄角和/或发动机转速，可以基于来自燃料轨压力传感器(例如，上文在图2中描述的第二燃料轨压力传感器258)的输出来估计燃料轨压力，可以基于加速器踏板的位置(例如，如基于上文在图1中描述的踏板位置传感器134的输出估计的上文在图1中描述的输入装置132的位置)来估计驾驶员要求的扭矩，并且可以基于命令的燃料喷射量来估计燃料喷射。
所命令的燃料喷射量可以是由控制器发送到一个或多个燃料喷射器(例如，上文在图2中描述的进气道燃料喷射器262)的脉冲宽度调制(PWM)信号，从而对燃料喷射器要喷射的期望燃料喷射量进行编码。可以由控制器基于以下各项中的一个或多个来确定并生成发送给一个或多个燃料喷射器的PWM信号：进气歧管压力、驾驶员要求的扭矩、期望的空燃比、进气质量气流、节气门位置、增压压力、燃料轨压力等。因此，基于喷射器孔口两端的压力差和将要喷射以实现期望空燃比的期望燃料量，控制器可以确定打开喷射器的量和/或持续时间以实现期望的空燃比。
方法300然后从302继续到306，306包括确定是以连续功率第一模式操作提升泵更节能还是以间歇功率第二模式操作提升泵更节能。提升泵的效率在此被定义为由泵提供的液压功率与提供给泵的电功率的比率。在较低的燃料喷射速率、发动机负荷、发动机转速等状况下，以第二模式操作提升泵可以更节能，其中如果以连续功率第一模式(例如，闭环反馈控制)操作提升泵，将供应给提升泵的电功率量小于阈值。因此，当燃料流需求较低而使得闭环反馈控制将命令由提升泵泵送小于阈值的燃料量时，以第二模式操作提升泵可以更节能。
例如，图3B示出图表350，图表350描述离开提升泵的燃料流速与提升泵的效率之间的示例关系。具体地，图表350示出使离开提升泵的燃料流速与提升泵的能量效率相关联的曲线图352。沿x轴示出离开提升泵的燃料流速，并且沿y轴示出泵效率。以cc/s为单位示出示例燃料流速。以百分比示出示例泵效率。当离开提升泵的燃料流速降低到阈值354以下(图3B所示)时，与在第一模式中相比，在第二模式中提升泵效率可以更高。尽管阈值354在图3B的示例中被示为大约10cc/s，但应当了解，在其他示例中，阈值354可以大于或小于10cc/s。可以在校准和/或制造商测试期间确定阈值354，和/或可以在发动机操作期间基于发动机工况调整阈值354。因此，当燃料流速大于阈值354时，控制器可以以第一模式操作提升泵；并且当燃料流速小于阈值354时，控制器可以切换到以第二模式操作提升泵。
返回到图3A的方法300，在306处，如上文在图2的描述中所解释，由于离开提升泵的燃料流速可以与供应给提升泵的电功率量成正比，所以提升泵的效率通常可以与供应给提升泵的电功率量成比例。也就是说，提升泵的效率可能由于供应给提升泵的电功率量的增加而增加，并且反之亦然。
基于测量燃料轨压力与期望燃料轨压力之间的差异，对在连续功率第一模式中供应给提升泵的电功率量进行反馈控制。由于离开燃料轨的燃料量增加，所以这种差异可以随着燃料喷射速率的增加而增加。因此，在连续功率第一模式中供应给提升泵的电功率量可以与燃料喷射速率近似成比例。由于基于一个或多个发动机工况(诸如：进气质量气流、节气门位置、增压压力和发动机转速)来确定期望的燃料喷射速率以维持期望的空燃比，所以供应给提升泵的电功率量也可以取决于用于计算期望的燃料喷射速率的一个或多个发动机工况。例如，当发动机转速增加到阈值以上时，期望的燃料喷射速率可以增加得足够高，使得离开提升泵的燃料流速可以增加到阈值354以上，并且因此以连续功率第一模式操作提升泵可以变得更节能。
因此，提升泵的效率可以取决于一个或多个发动机工况。如此一来，控制器可以基于一个或多个发动机工况来确定是以第一模式操作提升泵更节能还是以第二模式操作提升泵更节能。例如，当发动机转速小于速度阈值时，控制器可以确定以第二模式操作比以第一模式操作更有效。在另一示例中，当所命令的燃料喷射量小于喷射阈值时，控制器可以确定以第二模式操作比以第一模式操作更有效。在又一示例中，当驾驶员要求的扭矩小于扭矩阈值时，控制器可以确定以第二模式操作比以第一模式操作更有效。在又一示例中，当进气质量气流小于气流阈值时，控制器可以确定以第二模式操作比以第一模式操作更有效。在进一步的示例中，基于命令的燃料喷射量、进气质量气流、发动机转速、驾驶员要求的扭矩、离开泵的燃料流、泵电压等的任何一个或多个组合相对于它们相应的阈值，控制器可以确定以第二模式操作比以第一模式操作更有效。因此，当发动机工况的阈值量已经降低到它们相应的阈值以下时，控制器可以确定以第二模式操作提升泵比以第一模式操作提升泵更有效。
除了基于当前的发动机工况估计当前的提升泵效率之外，在306处，方法300可以包括基于未来的发动机工况来预测未来的提升泵效率。可以基于由GPS或其他地图软件提供的即将到来的道路信息、驾驶员习惯、发动机历史记录、天气、交通信息等中的一个或多个来估计未来的发动机工况(诸如未来的燃料喷射量、发动机负载、提升泵功率、发动机转速、进气质量气流等)。只有当预测到在至少即将到来的阈值持续时间内第一模式将保持更节能的操作模式时，控制器才可能从以第二模式操作泵切换到以第一模式操作泵。可以以与用于当前的泵效率的方式相同或类似的方式来估计提升泵的未来效率：通过基于未来的燃料喷射速率并因此基于燃料流需求进行估计。因此，通过只有当预测到至少在即将到来的阈值持续时间内第一模式将保持更节能的操作模式时才切换到第一模式，可以减少第一模式与第二模式之间的过度切换。当在第一模式与第二模式之间切换时，提升泵可以在接通与关断之间切换，并且因此减少第一模式与第二模式之间的切换减少了可使泵通电和断电的频率，从而减少功率消耗。如果在306处确定以第一模式操作提升泵将比以第二模式操作提升泵更有效，则方法300可以继续到308，308包括以第一模式操作提升泵并且基于来自(多个)燃料轨压力传感器的输出对提升泵进行反馈控制，这在下文参考图4更详细地描述。因此，在306处，方法300可以包括基于期望燃料轨压力与根据来自(多个)压力传感器的输出估计的测量燃料轨压力之间的差异来调整供应给提升泵的电功率量。当期望的燃料轨压力小于实际测量的燃料轨压力时，提升泵可以被供电以将止回阀上游的压力保持到阈值，这在下文参考图4中包括的方法更详细地描述。方法300然后返回。
然而，如果在306处确定以第二模式操作提升泵将比以第一模式操作提升泵更有效，则方法300可以继续到310，310包括以第二模式操作提升泵并且间歇地给提升泵供电，这在下文参考图5更详细地描述。因此，在310处，方法300可以包括使提升泵维持关断，并且仅在充分短的持续时间内使提升泵通电，以防止燃料轨压力降低到阈值以下。方法300然后返回。
现在转向图4，其示出用于以连续功率第一模式操作提升泵的示例方法400。因此，方法400可以被包括作为方法300的子程序，并且可以在方法300的308处执行，如上文参考图3A所描述。方法400可以在404处开始，404包括基于发动机工况来确定期望的燃料轨压力。例如，可以基于进气歧管压力来确定期望的燃料轨压力。特别地，期望的燃料轨压力可以由于进气歧管压力的增加而增加。可以另外基于其他发动机工况(诸如：燃料温度、燃料蒸汽压力、最小燃料脉冲宽度、燃料成分、燃料挥发性、进气质量气流、增压压力和未来的发动机工况)来确定期望的燃料轨压力。在其他示例中，期望的燃料轨压力可以是预设的固定压力。
在404处确定期望的燃料轨压力之后，方法400可以继续到406，406包括经由燃料轨压力传感器来测量燃料轨压力。因此，控制器可以从压力传感器接收输出，并且可以基于所接收的输出来估计当前的燃料轨压力。这种压力在此也可以被称为测量的燃料轨压力。
方法400然后可以从406行进到408，408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异来确定要供应给提升泵的期望电功率量。如上文参考图2所描述，要供应给提升泵的期望电功率量可以是来自PI或PID控制器的输出。因此，在408处，该方法可以包括计算比例项、积分项和微分项中的一个或多个，以及生成对应于要供应给提升泵的电功率量的输出信号。因此，要供应给提升泵的电功率量通常可以与期望燃料轨压力和估计燃料轨压力之间的差异成比例，使得当估计的燃料轨压力小于期望的燃料轨压力时，供应给提升泵的电功率量可以由于压力之间的差异的增加而增加，并且反之亦然。
因此，当期望的燃料轨压力小于测量的燃料轨压力时，提升泵电压可以减小到零，以使提升泵停止向燃料轨增加压力。然而，在一些示例中，当期望的燃料轨压力小于测量的燃料轨压力时，提升泵电压可以减小到大于零。特别地，提升泵电压可以减小到将止回阀上游的压力维持到刚好低于期望的燃料轨压力的水平。控制器可以包括使提升泵电压与止回阀上游的压力相关联的查找表。因此，控制器可以具有查找表，假设止回阀不使燃料流动(例如，止回阀下游的压力大于止回阀上游的期望压力)，该查找表决定向提升泵供应多少功率以实现止回阀上游的期望压力。在其他示例中，提升泵电压可以减小到将止回阀上游的压力维持到刚好低于最小阈值燃料轨压力的水平(例如，5V)。以此方式，当测量的燃料轨压力由于喷射而减少到期望的燃料轨压力以下时，提升泵可以更即时地(immediately)开始向燃料轨增加压力，从而增加燃料系统的响应性。
在一些示例中，要供应给提升泵的电功率(例如，功率、电压、电流)可以包括占空比信号，其中占空比表示供应给提升泵的电压为非零量的时间的百分比。因此，占空比可以表示信号接通占一个完整的接通和关断循环的百分比。因此，控制器可以通过调整占空比来调整供应给提升泵的电功率量。具体地，控制器可以通过增加信号的占空比来增加供应给提升泵的电功率量。在一些示例中，可以调整供应给提升泵的电压的量值。例如，控制器可以向提升泵供应连续(例如，100％占空比)的电功率流，并且可以通过调整电压水平来调整供应给提升泵的电功率量。在进一步的示例中，控制器可以调整信号的电压水平和占空比两者，以调整供应给提升泵的电功率量。
方法400然后从408继续到410，410包括维持提升泵接通并且向提升泵提供连续功率。在本文的描述中，连续功率也可以用于指代并且包括占空比信号，这是因为占空比信号在给定其切换循环的高频率的情况下是有效连续的电功率流。在410处，方法400可以包括根据基于期望燃料轨压力和测量燃料轨压力之间的差异所确定的期望电功率的变化来继续调整供应给提升泵的电功率量。方法400然后返回。
继续到图5，其示出用于以间歇功率第二模式操作提升泵的方法500。因此，方法500可以被包括作为方法300的子程序，并且可以在方法300的310处执行，如上文参考图3A所描述。方法500在502处开始，502包括监测燃料轨压力变化并且存储在最近经过的持续时间内的燃料轨压力历史记录。因此，在502处，方法500可以包括在非瞬态存储器中存储来自燃料轨压力传感器的在最近持续时间内的燃料轨压力测量值。所存储的燃料轨压力测量值在此可以被称为燃料轨压力历史记录。
方法500从502继续到504，504包括基于燃料轨压力历史记录和发动机工况来预测未来时段内的燃料轨压力分布图。因此，基于在最近经过的持续时间内的燃料轨压力测量值的最近趋势，并且基于当前和/或未来预测的发动机工况中的一个或多个，控制器可以预测燃料轨压力在未来时段内将是多少。未来时段(horizon)可以包括从当前时间延伸到未来时间的持续时间。例如，当提升泵保持关断并且不将燃料泵送到燃料轨时，只要燃料喷射不保持关断并且一些燃料离开燃料轨，就可以预测燃料轨压力在未来时段内减少。因此，控制器可以基于预测的燃料喷射速率来预测未来时段内的燃料轨压力，预测的燃料喷射速率进而可以基于未来扭矩需求、发动机转速、进气质量气流速率等来预测。如上文参考图3A所述，可以基于GPS或其他导航软件、驾驶员习惯、即将到来的道路信息和交通信息、发动机历史记录等估计未来发动机工况。特别地，燃料轨压力在较高的未来预测的燃料喷射速率下可能更快地减少，其中所预测的燃料喷射速率可能由于预测的扭矩需求、发动机转速、进气质量气流速率等中的一个或多个的增加而增加。
在一些示例中，在504处，提升泵可以关断，并且可以假设泵在未来时段内将保持关断。因此，假设泵将保持关断并且没有另外的燃料将被泵送到燃料轨，可以进行未来时段内的燃料轨压力的计算。因此，可以基于燃料喷射速率和流体顺应性或刚度来估计燃料轨压力的计算。然而，在其他示例中，泵可以不关断，并且控制器可以基于泵功率、燃料喷射以及流体顺应性或刚度来预测燃料轨压力在未来时段内将是多少。
在504处预测未来燃料轨压力分布图之后，方法500然后可以继续到508，508包括确定在未来时段内燃料轨压力是否将减少到最小压力阈值以下。最小压力阈值可以是预设阈值。例如，最小压力阈值可以表示最小可接受的燃料轨压力，在燃料喷射期间低于该最小可接受的燃料轨压力可能导致燃料计量误差。可以基于避免管线中的燃料蒸汽、喷射器雾化、最小脉冲宽度和DI泵体积效率来设定该阈值。方法500包括在发动机操作期间将燃料轨压力维持在该阈值以上。
如果没有预测到燃料轨压力在未来时段内减少到最小压力阈值以下，则方法500可以从508继续到510，510包括维持提升泵关断并且继续监测并预测燃料轨压力变化。因此，当预测燃料轨压力在未来时段内保持在最小压力阈值以上时，在间歇功率第二模式中提升泵可以保持关断。维持提升泵关断包括不向提升泵供应电功率。因此，维持提升泵关断可以包括向提升泵供应零电压。方法500然后返回。
然而，如果在508处确定燃料轨压力将在未来时段内减少，则方法500可从508继续到512，512包括估计如果在当前时间使提升泵通电则最小燃料轨压力将是多少。因此，如果控制器使提升泵通电，则控制器可以在512处估计燃料轨压力将减少多少，直到提升泵开始向燃料轨增加压力。当提升泵通电时，泵可以不立即开始向燃料轨增加压力。也就是说，在提升泵通电的时刻与提升泵实际上开始向燃料轨增加压力的时刻之间可以存在延迟。在该延迟期间，假设一些燃料正由喷射器喷射，则燃料轨压力可能继续减少。泵开始向燃料轨增加压力时的燃料轨压力包括最小燃料轨压力。可以基于离开燃料轨的燃料体积(例如，燃料喷射速率)、燃料可压缩性和泵旋转加速持续时间来计算最小燃料轨压力。
特别地，离开燃料管线(例如，上文在图2中描述的通道218)的燃料体积可以是离开燃料管线用以喷射的燃料的燃料体积速率(例如，cc/sec)。例如，在DI燃料系统中，离开管线的燃料体积可以等于经过DI泵(上文在图2中描述的泵214)的燃料流量，该燃料流量可以是发动机转速、DI泵命令和DI泵体积的函数。在燃料系统被配置为PFI系统的示例中，离开管线的燃料体积可以等于燃料喷射体积速率。在燃料系统被配置为PFDI系统的示例中，离开管线的燃料体积可以是以上经过DI泵的燃料流量和进气道喷射燃料轨(例如，上文在图2中描述的燃料轨260)的燃料喷射体积速率的总和。
可以通过在提升泵保持关断时监测燃料轨压力变化(例如，经由来自燃料轨压力传感器的输出)以及确定由燃料轨(例如，上文在图2中描述的燃料轨260)的燃料喷射器(例如，上文在图2中描述的燃料喷射器262)所喷射的燃料的量(例如，质量或体积)，计算燃料可压缩性(例如，燃料管线刚度)。特别地，可以通过将在一定的持续时间内的燃料轨压力变化除以由燃料喷射器在该持续时间期间所喷射的燃料量(ΔP/ΔV，其中ΔP表示燃料轨压力变化，并且ΔV表示在该持续时间期间喷射的总燃料体积)，计算燃料可压缩性。因此，燃料可压缩性例如可以以kPa/cc为单位进行表示。如此一来，通过ΔP/ΔV描述燃料刚度，其中燃料刚度由于ΔP/ΔV的增加而增加。基于燃料喷射器保持打开以喷射燃料的时间量以及使喷射器打开持续时间与燃料喷射量相关联的传递函数，可以估计在持续时间期间喷射的燃料量。在更进一步的示例中，由喷射器喷射的燃料量可以另外基于喷射器孔口两端的压降来确定，该压降可以基于燃料轨压力(燃料轨压力基于来自燃料轨压力传感器的输出来估计)和进气岐管压力(进气岐管压力可基于来自MAP传感器(上文在图1中描述的压力传感器124)的输出来估计)来确定。
在一些示例中，方法500可以另外包括当燃料管线刚度增加到阈值刚度以上和/或燃料管线刚度增加超过阈值增加速率时检测到有故障(例如，被卡在打开位置)或泄漏的止回阀。例如，当止回阀被卡在打开位置而允许燃料朝向提升泵回流时，燃料轨压力可以由于燃料通过止回阀回流而大大减少。因此，压力变化(ΔP)可以增加，从而导致所计算的燃料管线刚度增加。因此，当所计算的燃料管线刚度大于阈值刚度时和/或当燃料管线刚度增加超过阈值增加速率时，可以检测到泄漏的止回阀。
泵旋转加速持续时间可以是从泵被通电的时刻(instance)延伸到泵满足当前燃料管线压力的时刻的持续时间。因此，泵旋转加速持续时间可以包括例如以秒为单位测量的时间量。当前的燃料管线压力可以是定位在提升泵与一个或多个燃料轨之间的止回阀(例如，上文在图2中描述的止回阀213)下游的压力。可以通过当燃料管线压力接近阈值时提升泵的先前测试来确定泵旋转加速持续时间。因此，在提升泵测试期间，可以保持燃料管线压力接近上文在508处描述的压力阈值，并且可使泵通电，并且可以测量泵开始向燃料管线增加压力所花费的时间量。
然而，在其他示例中，可以基于在最初使提升泵通电以满足当前燃料管线压力时要供应给提升泵的电功率量，以及当前燃料管线压力、预测的喷射流速和预测的燃料管线刚度中的一个或多个，估计泵旋转加速持续时间。例如，泵旋转加速持续时间可以由于在最初使提升泵通电时要供应给提升泵的电功率量的减少而增加，这是因为当在较低电压下供电时，泵可能花费较长时间来达到燃料管线压力。作为另一示例，泵旋转加速持续时间可以由于止回阀上游的压力与止回阀下游的压力之间的较大差异而增加，这是因为当止回阀上游的压力在较大程度上小于止回阀下游的压力时，泵可能花费较长时间来达到止回阀下游的燃料管线压力。作为另一示例，如果预测燃料喷射流速减少，则泵旋转加速持续时间可以增加。如果预测燃料喷射流速减少，则离开燃料管线的燃料量将更少，并且因此止回阀下游的燃料压力将以较低速率减少，从而导致止回阀下游的压力高于在燃料喷射速率保持基本上恒定的情况下通常具有的压力。因此，与预测燃料喷射速率保持基本上恒定的情况相比，如果预测燃料喷射速率减少，则泵旋转加速时间将更长。
可以通过将泵旋转加速持续时间、燃料管线刚度以及离开燃料管线的燃料体积速率相乘，并且从当前燃料轨压力中减去该所得压力，计算出最小燃料轨压力。因此，将泵旋转加速持续时间、燃料管线刚度以及离开燃料管线的燃料体积速率相乘可以提供表示被预测在泵旋转加速持续时间期间发生的燃料轨压力变化(例如，压力减小或下降)的压力。从当前燃料轨压力中减去预期压力减小可以提供最小未来燃料轨压力，其中最小未来燃料轨压力是当提升泵开始向燃料轨增加压力时预期达到的燃料轨压力。如此一来，预期的压降可以由于燃料喷射速率(离开燃料管线的燃料体积速率)、燃料管线刚度和泵旋转加速持续时间中的一个或多个的增加而增加。因此，最小未来燃料轨压力可以由于燃料喷射速率(离开燃料管线的燃料体积速率)、燃料管线刚度和泵旋转加速持续时间中的一个或多个的增加而减少。
方法500然后从512继续到514，514包括确定何时使提升泵通电以使得在512处计算的未来最小燃料轨压力不减小到阈值以下。未来最小燃料轨压力是如果在当前时刻使提升泵通电则将达到的最小燃料轨压力。也就是说，未来最小燃料轨压力是如果在当前时刻使提升泵通电则止回阀下游的压力将达到止回阀上游的压力时的燃料轨压力。因此，未来最小燃料轨压力是如果在当前时间使提升泵通电则提升泵将开始向燃料轨增加压力的压力。在一些示例中，未来最小燃料轨压力可以与阈值压力大约相同。例如，在间歇功率模式期间使提升泵通电时，提升泵电压可以被设定为使止回阀上游的压力达到阈值压力的水平。如此一来，燃料轨压力可以不减小到阈值以下，这是因为止回阀上游的压力可以保持处于阈值压力或在阈值压力以上。
在514处，提升泵可以关断并且燃料轨压力可以由于燃料离开燃料轨进行喷射而减少。当在间歇功率第二模式中燃料轨压力正在减少并且提升泵断电时，在燃料轨压力达到阈值压力之前，提升泵可以重新通电以防止燃料轨减少到阈值以下。因此，控制器可以连续地或定期地计算如果在当前时刻使提升泵通电则最低燃料轨压力将是多少。当最小燃料轨压力达到阈值压力或在阈值压力的阈值范围以内时，控制器可以使提升泵通电以防止燃料轨压力减少到阈值以下。因此，当在当前时间使提升泵通电导致最小压力等于阈值压力或在阈值压力以上的阈值以内时，可能期望使提升泵通电。因此，响应于最小燃料轨压力达到阈值压力或减少到阈值压力以上的阈值差以内，控制器可以以间歇功率第二模式使提升泵通电。以此方式，可以减小燃料轨压力的下冲，并且因此可以最小化可导致发动机性能降低的燃料计量误差。
在另一示例中，在燃料轨压力达到阈值之前，提升泵可以在预定持续时间内被通电。因此，控制器可以预测期望燃料轨压力达到阈值的第一时刻，并且可以在第一时刻之前的预定持续时间期间在第二时刻(第二时刻在第一时刻之前)使提升泵通电。在第一时刻之前，预定持续时间可以足够长，使得泵可以增加止回阀上游的压力，以在止回阀下游的压力减少到阈值以下之前匹配止回阀下游的压力。
方法500然后可以从514继续到任选步骤516，步骤516包括确定在即将到来的提升泵激活时段期间用于提升泵的期望压力分布图和/或电功率分布图，这在下文在图7的示例方法中更详细地描述。特别地，在响应于在514处确定期望使提升泵通电而使提升泵通电时或在此之前，控制器可以确定向提升泵供应多少功率和/或确定向提升泵供应电功率多久。也就是说，可以确定期望的电功率分布图和/或燃料轨压力分布图，使得当以间歇功率第二模式使提升泵通电时，可以根据预定的电压分布图对提升泵电压进行开环控制，或者可以根据预定的期望燃料轨压力分布图对提升泵电压进行闭环控制，或者可以进行开环控制和闭环控制的组合。期望的电功率分布图和/或期望的燃料轨压力分布图可以是存储在控制器的非瞬态存储器中的预设分布图。然而，在其他示例中，可以基于一个或多个当前和/或未来的发动机工况(诸如燃料喷射速率、燃料管线刚度、进气歧管压力、发动机转速等)确定期望的电功率分布图和/或期望的燃料轨压力分布图。
在一些示例中，在以第二模式使提升泵通电时或在此之前，可以根据当前的发动机工况和/或预测的发动机工况来确定期望的压力分布图和/或电功率分布图。然而，在其他示例中，可以在提升泵通电时基于发动机工况来调整期望的压力分布图和/或电功率分布图。也就是说，控制器可以实时地调整期望的压力分布图和/或电功率分布图中的一个或多个，以考虑发动机工况与在生成初始压力和/或电功率分布图期间预测的工况的偏差。
方法500然后可以从516继续到518，518包括确定是否期望使提升泵通电。如上文在514中所描述，当燃料轨压力达到或减少到阈值压力时，可能期望使提升泵通电。如果当前燃料轨压力大于阈值压力或仍然大于阈值压力，则泵可以保持关断而不经历低于阈值的燃料轨压力下降，并且因此可能不期望使提升泵通电。如果还不到使提升泵通电的时间，则方法500从518继续到520，520包括等待使提升泵通电直到期望的激活时刻为止。期望的激活时刻可以是燃料轨压力确实达到阈值压力的未来时间。
因此，应该强调的是，在其中预测燃料轨压力的未来时段包括比泵旋转加速持续时间更长的持续时间。如果在未来时段期间的某个时刻预测到燃料轨压力将减小到阈值以下，则控制器开始计算最小燃料轨压力。随着时间推移进入未来时段并且更接近期望燃料轨压力达到阈值的时刻，继续计算最小燃料轨压力，该最小燃料轨压力是在泵旋转加速持续时间结束时的燃料轨压力。然而，控制器可以在需要使泵通电以防止燃料轨压力减小到阈值以下之前开始计算最小燃料轨压力。因此，在518和520处，方法500包括继续执行最小燃料轨压力计算并且等待使提升泵通电，直到最小燃料轨压力计算结果达到压力阈值或减小到阈值压力的阈值以内。
当达到期望的激活时刻并且期望使提升泵通电时，方法500可以从518继续到522，522包括在激活时段期间使提升泵通电。激活时段可以包括提升泵通电的持续时间。也就是说，激活时段包括在间歇功率第二模式期间的持续时间，在此期间提升泵通电并且然后再次断电。因此，激活时段可以包括以第二模式使提升泵通电的单个循环。如上文关于516所描述，可以预先设定电功率分布图，该电功率分布图包括在激活时段内将要供应给提升泵的电功率的量和持续时间。重要的是应当注意，当在522处给提升泵供电时，可以在开环控制下操作提升泵。在开环控制中，可以通过调整期望的压力来调整供应给提升泵的电功率量。如上文在图2中解释，当处于开环控制时，基于期望的压力而不是基于期望压力与测量压力之间的差异来调整供应给提升泵的电功率量。因此，当以开环控制操作时，控制器可以包括查找表，该查找表例如将期望的压力与命令的提升泵电压相关联。
在一些示例中，可移基于当前和/或未来的发动机工况来确定电功率分布图。在进一步的示例中，如图7所描述，在激活时段期间，可以基于发动机工况的变化来调整电功率分布图和/或期望压力分布图。
具体地，在522处，方法500可以包括在524处将电功率从较低的第一水平(例如，0V)升高到较低的中间第二水平。如以上所解释，可以通过增加期望的压力在开环控制中实现使电功率升高。由于在开环控制期间，供应给提升泵的命令的电压可以仅取决于期望的压力(例如，设定点)而不取决于来自一个或多个压力传感器的反馈，所以供应给提升泵的电功率直接取决于期望的压力。具体地，期望的压力可以升高到中间第二压力水平。中间第二压力水平可以与止回阀下游的压力基本上相同。然而，在其他示例中，中间第二压力水平可以大于或小于止回阀下游的压力。在进一步的示例中，中间第二压力水平可以与最小阈值压力大约相同。以此方式，可以将止回阀上游的燃料压力至少维持在最小阈值压力，以防止燃料轨压力减小到最小阈值压力以下。因此，一旦燃料轨压力达到最小阈值压力，燃料就可以开始流过止回阀，并且可以增加提升泵功率以开始增加燃料轨压力。
使电功率从较低的第一水平升高可以包括使提升泵从断电到通电直到较低的中间第二水平。较低的中间第二水平是小于提升泵的最大电压水平的电压水平。在一个示例中，较低的中间第二水平可以是提升泵的最大电压水平的大约一半。然而，在其他示例中，较低的中间第二水平可以大于或小于提升泵的最大电压水平的一半。
然而，在另一示例中，使提升泵的电功率升高可以通过基于来自定位在提升泵与止回阀之间的压力传感器的输出对提升泵进行闭环控制来实现。因此，控制器可以将期望的压力设定到中间第二压力水平，并且可以基于来自止回阀上游的压力传感器的压力输出对提升泵进行闭环控制。以此方式，控制器可以将止回阀上游的压力增加到止回阀下游的压力或刚好低于止回阀下游的压力。以此方式，提升泵可以在需要时更快地开始向燃料轨增加压力。
在一些示例中，一旦提升泵电压和/或期望的压力已经升高到较低的中间第二水平，控制器就可以在530处开始将提升泵电压斜升(ramp up)到超过较高的中间第三水平。可以通过对提升泵进行开环控制并且以期望的速率简单地增加期望的压力来实现斜升，或者当所测量的燃料轨压力达到期望的燃料轨压力时，可以通过基于来自燃料轨压力传感器的输出对提升泵进行闭合控制并且以指定量或指定速率增加期望的燃料轨压力来实现斜升。因此，可以通过递增地增加期望的燃料轨压力来实现斜升，其中在期望的燃料轨压力的每一次增加中，控制器等待再次增加期望的燃料轨压力，直到提升泵已经将燃料轨压力增加到当前期望的燃料轨压力。
然而，在其他示例中，在526处可以在第一持续时间内将提升泵电压保持在较低的中间第二水平。在一些示例中，在526处的第一持续时间可以是预设的持续时间。然而，在其他示例中，可以基于止回阀上游的压力与止回阀下游的压力之间的差异来计算该持续时间。在进一步的示例中，该持续时间可以取决于提升泵将止回阀上游的压力提高到止回阀下游的压力所花费的时间。因此，控制器可以将提升泵电压维持在较低的中间第二水平，直到止回阀上游的压力增加到低于止回阀下游的压力的阈值差以内，或直到止回阀上游的压力达到止回阀下游的压力和/或增加到止回阀下游的压力以上。
然后，在第一持续时间之后，在528处可以使提升泵电压从中间第二水平升高到较高的中间第三水平，或者在530处可以使提升泵电压从中间第二水平斜升到较高的中间第三水平以上。因此，响应于止回阀上游的压力达到止回阀下游的压力或增加到止回阀下游的压力的阈值差以内，控制器可以将提升泵电压增加到中间第二水平以上，以开始向止回阀下游的燃料管线增加压力。在528处，可以与在524处将提升泵电压升高到中间较低第二水平时所描述的方式相同或类似的方式使提升泵电压从中间第二水平升高到较高的中间第三水平。因此，可以由控制器通过开环控制来升高提升泵电压，或者可以通过使期望的燃料轨压力从中间第二压力水平升高到较高的中间第三压力水平并且基于来自燃料轨压力传感器的输出对提升泵进行闭环操作来增加提升泵电压。
在提升泵电压从较低的中间第二水平升高到较高的中间第三水平的示例中，控制器然后可以在使提升泵电压升高到较高的中间第三水平之后使提升泵电压斜升。因此，在一些示例中，控制器可以在执行528之后执行530。图6A和图6B提供了当在间歇功率第二模式期间使提升泵通电时的示例提升泵操作的更详细描述。
当激活时段已经终止时，方法500可以从522继续到532，532包括在激活时段结束时和/或当已经达到期望的燃料轨压力阈值时使提升泵断电。因此，响应于提升泵激活时段的持续时间终止和/或当已经达到期望的燃料轨压力阈值时，控制器可以使提升泵断电。期望的燃料轨压力阈值是高于508处描述的阈值压力的燃料轨压力。在一些示例中，可以预设期望的燃料轨压力阈值。然而，在其他示例中，可以基于发动机工况(诸如，进气歧管压力)来确定期望的燃料轨压力。方法500然后返回。
继续图6A，其示出用于在间歇功率第二模式期间给提升泵供电时确定用于提升泵的期望压力分布图(并且因此确定期望的电功率分布图)的方法600。因此，方法600可以被包括作为方法500的子程序，并且可以在上文参考图5描述的方法500的516处执行。重要的是应当注意，方法600被执行以用于提升泵的开环控制。因此，方法600描述了用于确定当在间歇的第二模式期间开环操作提升泵时期望的压力分布图应当是什么样的方法。如此一来，调整供应给提升泵的电功率通过调整期望压力来实现，这是因为在开环控制期间，通过基于期望压力而不是基于来自压力传感器的输出进行控制来调整供应给提升泵的电功率。因此，在本文对图6A的描述中，电功率分布图和期望压力分布图可以互换地使用，这是因为期望压力分布图决定了电功率分布图将是怎样的。
方法600在602处开始，602包括在使提升泵通电时确定最初向提升泵供应多少电功率。更具体地，在602处，方法600可以包括确定使期望压力升高多少。因此，在602处，方法600可以包括确定上文在图5中的方法500的524处描述的中间第二水平的压力和/或电功率水平。在一些示例中，可以预设期望压力升高的量。预设的电功率水平(例如，功率、电压、电流等)可以是将止回阀上游的压力维持在上文在图5的508处描述的阈值压力或刚好低于该阈值压力的功率。因此，可以将提升泵的电功率维持在足以将止回阀上游的燃料压力保持在最小可接受的燃料轨压力或刚好低于该最小可接受的燃料轨压力的水平。以此方式，燃料轨压力可以保持在阈值以上。然而，在其他示例中，可以基于当前的工况来确定期望压力的阶跃增加(step increase)。例如，期望压力的阶跃增加可能由于预测的燃料轨压力减少速率的增加、预测的燃料喷射速率的增加等因素中的一个或多个而增加。
方法600然后可以从602继续到604，604包括确定将提供给提升泵的电功率维持在中间第二水平多久，并且确定何时启动提升泵功率的斜升增加。如上文在图5中所描述，可以在预设的持续时间内将期望压力维持在中间第二水平。可以基于供应给提升泵的提升泵电压、止回阀下游的压力以及预测的止回阀下游的压力变化来计算该预设的持续时间。然而，在其他示例中，可以将期望压力维持在中间第二水平，直到止回阀上游的压力达到止回阀下游的压力或增加到止回阀下游的压力的阈值差以内。
方法600然后可以从604继续到606，606包括在启动期望压力的斜升增加之前确定希望期望压力升高。当期望的燃料轨压力增加更即时时，在启动斜升增加之前可能希望期望压力升高。因此，在启动斜升之前，期望压力可以从中间第二水平升高到较高的第三水平，以增加提升泵的响应性。如果在斜升之前希望从中间第二水平升高到第三水平，则方法600从606继续到608，608包括在启动斜升增加之前确定使供应给提升泵的电功率升高多少。因此，在608处，方法600可以包括确定将第三水平(例如，上文在图5中的方法500的528中描述的第三水平)设定为多大压力。在一些示例中，在608处期望压力被升高的量可以被预设。然而，在其他示例中，在608处期望压力被升高的量可以基于当前和/或预测的燃料轨压力减少速率来确定。例如，如果在将期望压力维持在第二水平时燃料喷射增加超过预期，并且因此燃料轨压力比在602处设定第二水平时所预期的更快地减少，则可以增加第三水平以防止燃料轨压力减少到阈值以下。因此，当实际燃料轨压力比例如在图5中的方法500的步骤512处所预期或预测的更快地减少时，期望燃料轨压力从第二水平升高到第三水平的量可以增加。
方法600然后可以从606(如果不期望在斜升增加之前升高)或从608继续到610，其中在610处，方法600包括确定斜升增加的持续时间和速率。在一些示例中，可以预设期望压力增加的持续时间和/或速率。执行斜升增加的持续时间可以是预设的持续时间(例如，时间量、发动机循环数量等)。然而，在其他示例中，持续时间可以取决于一个或多个发动机工况(诸如，燃料轨压力)。例如，响应于燃料轨压力增加到较高阈值以上，控制器可以终止斜升增加并且使提升泵断电，该较高阈值是比触发使提升泵通电的较低阈值(如上文在图5中的方法500的508处所述)所表示的压力更高的压力。在一些示例中，该较高阈值可以是预设阈值。然而，在其他示例中，可以通过控制器基于发动机工况(诸如，进气歧管压力)来调整该较高阈值。
在一些示例中，可以预设斜升增加的速率。然而，在其他示例中，可以基于发动机工况来调整斜升增加的速率。斜升增加速率可以与歧管压力增加的最大速率大约相同或小于该最大速率，其中歧管压力变化的速率可以被表示为压力相对于曲柄角的变化速率。然而，在其他示例中，可以基于歧管压力的变化来调整期望压力斜升的速率。例如，期望压力斜升的速率可以由于歧管压力的增加而增加。因此，如果在控制器使期望压力斜升时歧管压力增加，则控制器可以增加斜升速率以将燃料轨压力维持在歧管压力以上。方法600然后返回。
因此，一种方法可以包括当在间歇功率模式期间给提升泵供电时以预定义方式给提升泵供电，其中在间歇功率模式期间提升泵保持关闭，除非如果提升泵不通电则燃料轨压力将减小到较低阈值以下。可以在使提升泵通电之前确定在激活时段(在间歇第二模式期间使提升泵通电的时段)期间给提升泵供电的预定义方式。例如，预定义方式可以包括所安排的电功率分布图。然后，控制器在激活时段期间根据所安排的电功率分布图将电功率递送到提升泵。在一些示例中，可以预设电功率分布图。然而，在其他示例中，控制器可以基于在生成电功率分布图时存在的发动机工况来确定电功率分布图。进一步地，在一些示例中，当在激活时段期间以间歇第二模式给提升泵供电时，控制器可以基于发动机工况的变化来调整电功率分布图。
继续到图6B，其示出可以通过执行上文在图6A中描述的方法600生成的示例期望压力分布图。具体地，图6B示出描绘当在间歇的第二功率模式期间对提升泵进行开环控制时对提升泵的期望压力(例如，设定点)的示例调整的图表650。具体地，图表650示出描绘燃料轨压力的变化的第一曲线图652和描绘期望压力的变化的第二曲线图654。沿着x轴示出时间，并且沿着y轴示出压力。以kPa为单位示出示例压力，然而其他压力水平是可能的。
在t1之前，提升泵可以是关断的，并且因此期望压力被设定为0(曲线图654)。在t1处，可以确定希望使提升泵通电。特别地，可以在t1处确定如果在当前时间使提升泵通电，则燃料轨的最小压力将等于较低的第一阈值压力656或在较低的第一阈值压力656以上的阈值差以内。因此，在t1处，控制器可以使提升泵通电，以防止燃料轨压力减少到第一阈值压力656以下。第一阈值压力656可以与上文参考图5中的方法500的508讨论的最小阈值压力相同。
如上文在图6A的602和604处所述，在t1处，控制器可以确定使期望压力升高多少和/或使期望压力升高多久。在图6B的示例中，在t1处期望压力可以升高到刚好低于在提升泵开始向燃料轨增加压力之前预期燃料轨达到的最小压力。然而，在其他示例中，在t1处压力可以升高到刚好低于当前的燃料轨压力。因此，可以给提升泵充分供电以使止回阀上游的燃料压力达到大约最小阈值压力，使得当燃料轨压力达到最小阈值压力时，提升泵可以立即开始向燃料轨增加压力。
可以在t1与t2之间将期望压力保持在第二水平，并且然后在t2处，响应于止回阀上游的压力基本上达到止回阀下游的压力，控制器可以使期望压力从第二水平升高到第三水平。可以以图6的608处所描述的方式来确定控制器在t2处使期望压力升高的量。通过在启动斜升增加之前在t2处使期望压力升高，可以增加提升泵的响应性。
在t2与t3之间，燃料轨压力可以继续减少。由于以下原因中的一个或多个，燃料轨压力可以继续减少：止回阀上游的压力仍然小于止回阀下游的压力；或者如果止回阀上游的压力已经达到止回阀下游的压力，从提升泵到燃料轨的燃料递送可能存在延迟；和/或燃料喷射速率可能仍然超过将燃料递送到燃料轨的速率。可以以上文在图6的610处所描述的方式来确定t2与t4之间的期望燃料轨压力的增加速率。在t3处，燃料轨压力可以达到最小燃料轨压力并且可以开始增加。因此，在t3处，提升泵可以开始向燃料轨增加压力。
t2与t4之间的期望燃料轨压力的斜升增加可以是预设的持续时间。因此，在持续时间在t4处已经终止之后，提升泵可以断电，并且期望压力可以返回到0。然而，在其他示例中，响应于燃料轨压力增加到较高的第二阈值，在t4处，提升泵可以断电。
现在转向图7，其示出描绘了在变化的发动机工况下的提升泵(例如，图2所示的提升泵212)的示例操作的图700。可以通过发动机控制器(例如，图2所示的控制器222)调整供应给提升泵的功率，并且因此调整流出泵的燃料量。当来自一个或多个燃料喷射器(例如，图2所示的喷射器252和262)的燃料喷射大于阈值时，可以由控制器基于来自定位在燃料轨(例如，上文在图2中描述的燃料轨260)中的压力传感器(例如，图2所示的压力传感器248和258)的输出对提升泵进行反馈控制。然而，当燃料喷射小于阈值时，控制器可以使提升泵断电，并且可以仅使提升泵在短暂的持续时间内通电以将燃料轨压力维持在阈值以上。
图700在曲线图702处示出了燃料喷射质量流速的变化。在曲线图704处示出了穿过定位在提升泵与燃料轨之间的止回阀(例如，上文在图2中描述的止回阀213)的流速的变化。可以基于喷射流速、燃料管线中的压力变化速率和燃料温度中的一个或多个来推断穿过止回阀的流速。在进一步的示例中，可以基于如经由定位在止回阀上游的第一压力传感器(例如，上文在图2中描述的压力传感器231)估计的止回阀上游的压力以及如经由定位在止回阀下游的第二压力传感器(例如，上文在图2中描述的压力传感器258)估计的止回阀下游的压力来确定穿过止回阀的流速。因此，当止回阀下游的压力大于止回阀上游的压力时，穿过止回阀的流量可以为零。然而，当止回阀上游的压力超过止回阀下游的压力时，燃料可以开始穿过止回阀朝向燃料轨流动。因此，可以基于止回阀两端的压力差来估计穿过止回阀的流速，其中穿过止回阀的流速随着止回阀两端的压力差的增加而增加。
止回阀可以定位在提升泵的出口附近，并且可以限制和/或防止朝向提升泵的回流。在曲线图706处示出了通过控制器向提升泵供应的电功率量(例如，电压和/或电流)。在曲线图708处示出了在开环控制或闭环控制中的提升泵的操作。在提升泵的闭环控制期间，基于期望的燃料轨压力与实际测量的燃料轨压力之间的差异来调整到提升泵的功率。因此，当所测量的燃料轨压力大于期望的燃料轨压力时，到提升泵的功率可以大大减小和/或达到零。因此，当提升泵关闭或处于足够低的电压以使得提升泵不向燃料轨增加压力(提升泵可以通电，但仅达到某一水平，在该水平下，止回阀上游的压力被保持在燃料轨压力以下)时，燃料可以不流过止回阀。相反地，当所测量的燃料轨压力小于期望的燃料轨压力时，提升泵可以通电以使实际的燃料轨压力增加到期望的燃料轨压力，并且因此燃料可以流过止回阀(假设泵旋转加速没有延迟)。因此，通过给提升泵供电以使得止回阀上游的压力维持在最小燃料轨压力或刚好低于最小燃料轨压力，可以改善泵的响应性。也就是说，泵可以通过将止回阀上游的压力保持到最小燃料轨压力或刚好低于最小燃料轨压力来更快地开始向燃料轨增加压力。因此，通过“填装(priming)”止回阀上游的燃料管线，一旦燃料轨达到止回阀上游的压力，泵就可以开始向燃料轨增加压力。
在t1之前开始，燃料喷射可以小于阈值(曲线图702)，并且提升泵可以断电。因此，燃料可以不流过止回阀。在t1处，燃料喷射可以增加到阈值以上，并且提升泵可以在闭环反馈控制中通电。因此，在t1与t2之间，控制器可以基于来自燃料轨压力传感器的输出来调整供应给提升泵的功率量。
然后在t2处，燃料喷射速率可以减少到较低阈值(例如，上文在图6B中描述的阈值656)以下，并且提升泵可以断电。因此，控制器可以在t2处切换到以间歇的第二模式操作提升泵。在t3处，可以预测燃料轨压力将减少到阈值以下，除非提升泵在当前时间通电，并且因此提升泵在t3处通电。具体地，提升泵功率可以从较低的第一水平(例如，0V)升高到中间第二水平。然后，提升泵功率可以在t3与t4之间斜升。在t4处，提升泵可以断电，并且可以保持断电直到t5。在t2与t5之间，燃料喷射保持在阈值以下。然而，在t5处，燃料喷射增加到阈值以上，并且因此提升泵在t5处通电。因此，在t5处，控制器切换到以连续功率第一模式操作提升泵。在t5与t6之间控制器基于来自燃料轨压力传感器的输出来调整供应给提升泵的功率量。
在t6处，燃料喷射速率减少到阈值以下，并且提升泵被切换到间歇的第二操作模式并且断电。在t7处，确定燃料轨压力将减少到阈值以下，除非提升泵在当前时间通电，并且因此提升泵在t7处通电。具体地，提升泵功率可以从较低的第一水平(例如，0V)升高到中间第二水平。在t7与t8之间，提升泵功率可以保持在中间第二水平，同时止回阀上游的压力保持在止回阀下游的压力以下。在t8处，止回阀上游的压力可以达到止回阀下游的压力，并且燃料可以开始穿过止回阀朝向燃料轨流动。控制器可以在t8与t9之间使到提升泵的功率斜升(例如，单调地增加)，并且向燃料轨增加压力。在t9处，提升泵可以断电。在t9与t10之间，燃料喷射速率保持在阈值以下，并且因此提升泵保持关断。然而，燃料轨压力可以继续减少，并且在t10处，确定燃料轨压力将减少到阈值以下，除非提升泵在当前时间通电，并且因此提升泵在t10处通电。具体地，提升泵功率可以从较低的第一水平(例如，0V)升高到中间第二水平。提升泵功率在t10与t11之间保持在中间第二水平，并且然后响应于燃料开始流过止回阀，控制器可以在t11与t12之间使供应给提升泵的电功率斜升。然而，控制器可以使供应给提升泵的电功率斜升到最大提升泵功率水平，并且然后在一定的持续时间内将提升泵功率保持在最大水平。然后在t12处，提升泵断电。
在t12与t13之间，燃料喷射速率保持在阈值以下，并且因此提升泵保持关闭。然而，燃料轨压力可以继续减少，并且在t13处，确定燃料轨压力将减少到阈值以下，除非提升泵在当前时间通电，并且因此提升泵在t13处通电。具体地，提升泵功率可以从较低的第一水平(例如0V)升高到中间第二水平。提升泵功率在t13与t14之间保持在中间第二水平，并且然后响应于燃料开始流过止回阀，控制器可以在t14与t15之间使供应给提升泵的电功率斜升。然而，在控制器可以在斜升期间达到要供应给提升泵的最大电压之前，在t15处，燃料喷射速率可以增加到阈值以上。因此，控制器可以退出间歇的第二模式，并且可以在t15处响应于燃料喷射速率增加到阈值以上而切换到以连续功率第一模式操作提升泵。在t15之后，燃料喷射速率可以保持在阀值以上，并且控制器可以继续以连续功率第一模式对提升泵功率进行闭环控制。
在一种表达方式中，一种方法包括：维持将燃料供应给燃料轨的提升泵关断；假设提升泵被维持关断，基于燃料喷射速率来预测燃料轨压力何时将减少到阈值以下；以及在燃料轨压力减小到阈值以下之前使提升泵通电，使得实际燃料轨压力不减小到阈值以下。在该方法的第一示例中，该方法进一步包括：基于燃料管线刚度、燃料喷射速率和提升泵旋转加速时段中的一个或多个，估计如果在当前情况下使提升泵通电则最小未来燃料轨压力将是多少，其中最小未来燃料轨压力是提升泵将开始向燃料轨增加压力时的燃料轨压力。该方法的第二示例任选地包括所述第一示例并且进一步包括：其中响应于最小未来燃料轨压力减小到阈值的阈值差以内，启动使提升泵通电，使得未来燃料轨压力不减小到阈值以下。该方法的第三示例任选地包括第一和第二示例中的一个或多个并且进一步包括：基于预测的燃料轨压力分布图以及在使提升泵通电时要供应给提升泵的电功率量中的一个或多个，估计提升泵旋转加速时段。该方法的第四示例任选地包括第一、第二和第三中的一个或多个并且进一步包括：最小未来燃料轨压力由于燃料管线刚度、燃料喷射速率和提升泵旋转加速时段中的一个或多个的增加而减少。该方法的第五示例任选地包括第一、第二、第三和第四示例中的一个或多个并且进一步包括：在燃料轨压力达到最小燃料轨压力之前，将供应给提升泵的电压维持在较低的第一水平，以及响应于燃料轨压力达到最小燃料轨压力，增加供应给提升泵的电压。该方法的第六示例任选地包括第一、第二、第三、第四和第五示例中的一个或多个并且进一步包括：增加供应给提升泵的电压包括首先使电压从较低的第一水平升高到中间第二水平，并且然后在一定的持续时间内使电压从中间第二水平斜升到较高的第三水平。该方法的第七示例任选地包括第一、第二、第三、第四、第五和第六示例中的一个或多个并且进一步包括：增加供应给提升泵的电压包括在一定的持续时间内使电压从较低的第一水平斜升到较高的第二水平。该方法的第八示例任选地包括第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七示例中的一个或多个并且进一步包括：使提升泵通电包括在一定的持续时间内给提升泵供电，并且其中该方法进一步包括在该持续时间之后使提升泵断电。该方法的第九示例任选地包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八示例中的一个或多个并且进一步包括：使提升泵通电包括给提升泵供电，直到燃料轨压力增加到较高的第二阈值，并且其中该方法进一步包括响应于燃料轨压力增加到较高的第二阈值以上使提升泵断电。
在另一表达方式中，一种方法包括：预测燃料轨压力何时将减小到阈值以下；基于提升泵延迟时段来计算使提升泵通电的期望时刻，其中期望时刻领先于预测燃料轨压力减小到阈值以下的时间；在期望时刻使供应给提升泵的电压从零升高到第一水平；以及在期望时刻之后，使供应给提升泵的电压从第一水平斜升。在该方法的第一示例中，基于燃料管线刚度和燃料喷射速率中的一个或多个来确定预测燃料轨压力何时将减小到阈值以下。该方法的第二示例任选地包括第一示例并且进一步包括：在使电压斜升之前，在一定的持续时间内将供应给提升泵的电压维持在第一水平。该方法的第三示例任选地包括第一和第二示例中的一个或多个并且进一步包括：提升泵延迟时段包括从提升泵通电的时刻到提升泵开始向燃料轨增加压力的时刻经过的持续时间。该方法的第四示例任选地包括第一、第二和第三示例中的一个或多个并且进一步包括：通过在使提升泵通电时将燃料轨压力维持在阈值并且记录提升泵开始向燃料轨增加压力花费多长时间来确定提升泵延迟时段。该方法的第五示例任选地包括第一、第二、第三和第四示例中的一个或多个并且进一步包括：计算使提升泵通电的期望时刻另外基于燃料可压缩性和燃料喷射速率中的一个或多个。该方法的第六示例任选地包括第一、第二、第三、第四和第五示例中的一个或多个并且进一步包括：当燃料可压缩性增加超过阈值速率时，检测到有故障的止回阀。
在另一表达方式中，一种系统包括：提升泵；燃料管线，其耦接到提升泵并且包括燃料轨，燃料轨包括一个或多个燃料喷射器，燃料管线将燃料从提升泵递送到燃料喷射器；止回阀，其在燃料管线中定位在提升泵与燃料轨之间以用于维持止回阀下游的在止回阀与燃料喷射器之间的燃料压力；以及控制器，其与提升泵电连通，该控制器包括存储在非瞬态存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：在提升泵关断时，预测止回阀下游的燃料压力的衰减分布图；基于衰减分布图和提升泵的延迟时段来确定使提升泵通电的时刻，以使得止回阀下游的燃料压力不减少到阈值以下；以及在止回阀下游的燃料压力达到阈值之前，在所确定的时刻使提升泵通电。在该系统的第一示例中，燃料轨包括进气道燃料喷射轨，并且其中燃料喷射器将燃料喷射到一个或多个发动机汽缸上游的进气歧管中。该系统的第二示例任选地包括第一示例并且进一步包括：该控制器进一步包括存储在非瞬态存储器中的指令，所述指令用于：以足以将止回阀上游的燃料管线压力增加到阈值的电压给提升泵供电，以及然后响应于燃料轨压力减小到阈值以上的阈值差以内，根据需要增加供应给提升泵的电压。
在又一表达方式中，一种方法包括：基于燃料管线刚度和燃料喷射速率中的一个或多个来预测燃料轨在未来时段内的压力分布图；基于在使提升泵通电时要供应给提升泵的初始提升泵电压来计算燃料泵延迟；基于燃料泵延迟和压力分布图来确定使提升泵通电的期望时间，使得燃料轨中的燃料压力在未来时段内不减小到阈值以下；以及在期望时间向提升泵供应初始提升泵电压，其中初始提升泵电压是小于提升泵的最大电压的电压。
在又一表达方式中，一种方法包括：基于燃料管线刚度、离开燃料轨的燃料体积率和提升泵延迟时段中的一个或多个来计算使提升泵通电的期望时间；在期望时间使供应给提升泵的电压升高到第一水平；以及在期望时间之后，使供应给提升泵的电压从第一水平斜升。
以此方式，通过在燃料轨压力减小到足够低而导致不充足的燃料递送的水平之前使提升泵通电，实现了减小燃料轨压力下冲的技术效果。因此，通过预测在未来时段内的燃料轨压力衰减并且然后在燃料轨压力达到不期望的低水平之前使提升泵通电，可以将燃料轨压力维持到期望水平，同时增加能量效率。因此，通过仅在预期燃料轨压力减小到阈值以下时才使提升泵供电，可以减小至提升泵的电功率，从而节约燃料成本。同时，通过在燃料轨压力达到不期望的水平之前经由使提升泵通电来确保燃料轨压力保持得足够高，可以实现燃料节省而不牺牲发动机性能。
应当注意，本文包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非瞬态存储器中，并且可由包括控制器和各种传感器、致动器和其他发动机硬件的控制系统实施。本文描述的具体程序可表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可按照所说明的顺序执行、同时执行，或在一些情况下被省略。同样地，处理顺序并非是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必须的，而是为易于说明和描述而提供。可取决于正使用的特定策略，重复地执行所示动作、操作和/或功能中的一个或多个。进一步地，所述动作、操作和/或功能可用图形表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非瞬态存储器中的代码，其中通过执行包括各种发动机硬件部件和电子控制器的系统中指令来实施所述动作。
应当了解，因为可有许多变化，所以本文所公开的配置和程序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。例如，上述技术可以应用于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配置以及其他特征、功能和/或性质的所以新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的并入，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。可通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合。此类权利要求，无论比原始权利要求的范围更宽、更窄、相等或者不同，仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于操作提升泵的方法，其包括：
维持将燃料供应给燃料轨的所述提升泵关断；
假设所述提升泵被维持关断，基于燃料喷射速率预测燃料轨压力何时将减小到阈值以下；以及
在所述燃料轨压力减小到所述阈值以下之前使所述提升泵通电，使得实际燃料轨压力不减小到所述阈值以下。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括基于燃料管线刚度、燃料喷射速率和提升泵旋转加速时段中的一个或多个，估计如果在当前情况下使所述提升泵通电则最小未来燃料轨压力将是多少，其中所述最小未来燃料轨压力是所述提升泵将开始向所述燃料轨增加压力时的燃料轨压力。
3.根据权利要求2所述的方法，其中响应于所述最小未来燃料轨压力减小到所述阈值的阈值差以内，启动使所述提升泵通电，使得未来燃料轨压力不减小到所述阈值以下。
4.根据权利要求2所述的方法，其中基于预测的燃料轨压力分布图以及在使所述提升泵通电时要供应给所述提升泵的电功率量中的一个或多个，估计所述提升泵旋转加速时段。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述最小未来燃料轨压力由于所述燃料管线刚度、燃料喷射速率和提升泵旋转加速时段中的一个或多个的增加而减小。
6.根据权利要求2所述的方法，所述方法进一步包括在所述燃料轨压力达到所述最小未来燃料轨压力之前，将供应给所述提升泵的电压维持在较低的第一水平，以及响应于所述燃料轨压力达到所述最小未来燃料轨压力，增加供应给所述提升泵的电压。
7.根据权利要求6所述的方法，其中增加供应给所述提升泵的电压包括首先使所述电压从所述较低的第一水平升高到中间第二水平，并且然后在一定的持续时间内使所述电压从所述中间第二水平斜升到较高的第三水平。
8.根据权利要求6所述的方法，其中增加供应给所述提升泵的电压包括在一定的持续时间内使所述电压从所述较低的第一水平斜升到较高的第二水平。
9.根据权利要求1所述的方法，其中使所述提升泵通电包括在一定的持续时间内给所述提升泵供电，并且其中所述方法进一步包括在所述持续时间之后使所述提升泵断电。
10.根据权利要求1所述的方法，其中使所述提升泵通电包括给所述提升泵供电，直到所述燃料轨压力增加到较高的第二阈值，并且其中所述方法进一步包括响应于所述燃料轨压力增加到所述较高的第二阈值以上，使所述提升泵断电。
11.一种用于操作提升泵的方法，其包括：
预测燃料轨压力何时将减小到阈值以下；
基于提升泵延迟时段计算使所述提升泵通电的期望时刻，其中所述期望时刻领先于预测所述燃料轨压力减少到所述阈值以下的时间；
在所述期望时刻使供应给所述提升泵的电压从零升高到第一水平；以及
在所述期望时刻之后，使供应给所述提升泵的电压从所述第一水平斜升。
12.根据权利要求11所述的方法，其中基于燃料管线刚度和燃料喷射速率中的一个或多个确定预测所述燃料轨压力何时将减小到所述阈值以下。
13.根据权利要求11所述的方法，所述方法进一步包括在使所述电压斜升之前，在一定的持续时间内将供应给所述提升泵的电压维持在所述第一水平。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述提升泵延迟时段包括从所述提升泵通电的时刻到所述提升泵开始向所述燃料轨增加压力的时刻经过的持续时间。
15.根据权利要求11所述的方法，其中通过在使所述提升泵通电时将所述燃料轨压力维持在所述阈值并且记录所述提升泵开始向所述燃料轨增加压力花费多长时间来确定所述提升泵延迟时段。
16.根据权利要求11所述的方法，其中计算使所述提升泵通电的所述期望时刻另外地基于燃料可压缩性和燃料喷射速率中的一个或多个。
17.根据权利要求11所述的方法，所述方法进一步包括当燃料可压缩性增加超过阈值速率时，检测到有故障的止回阀。
18.一种用于操作提升泵的系统，其包括：
所述提升泵；
燃料管线，其耦接到所述提升泵并且包括燃料轨，所述燃料轨包括一个或多个燃料喷射器，所述燃料管线将燃料从所述提升泵递送到所述燃料喷射器；
止回阀，其在所述燃料管线中定位在所述提升泵与所述燃料轨之间以用于维持所述止回阀下游的在所述止回阀与所述燃料喷射器之间的燃料压力；以及
控制器，其与所述提升泵电连通，所述控制器包括存储在非瞬态存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：
在所述提升泵关断时，预测用于所述止回阀下游的所述燃料压力的衰减分布图；
基于所述衰减分布图和所述提升泵的延迟时段来确定使提升泵通电的时刻，使得所述止回阀下游的燃料压力不减小到阈值以下；以及
在所述止回阀下游的燃料压力达到所述阈值之前，在所确定的时刻使所述提升泵通电。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述燃料轨包括进气道燃料喷射轨，并且其中所述燃料喷射器将燃料喷射到一个或多个发动机汽缸上游的进气歧管中。
20.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制器进一步包括存储在非瞬态存储器中的指令，所述指令用于：以足以将所述止回阀上游的燃料管线压力增加到所述阈值的电压给所述提升泵供电，并且然后响应于所述燃料轨压力减小到所述阈值以上的阈值差以内，根据需要增加供应给所述提升泵的电压。
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