CN111412093A - 用于燃料扫气布置的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于燃料扫气布置的方法及系统”。提供了用于包括扫气泵的燃料箱的方法及系统。在一个示例中,一种系统可以包括在扫气入口附近、主燃料输送模块的远端布置扫气泵。所述布置可以在一些车辆状况期间允许来自燃料泵的正压迫使燃料返回所述主燃料输送模块。

Description

用于燃料扫气布置的方法及系统
技术领域
本发明总体上涉及一种包括燃料扫气泵的燃料扫气布置。
背景技术
燃料箱可以包括各种形状和尺寸以存储用于燃烧的燃料。然而,随着客户对单次装满以获得更大行驶续航里程的需求不断增长,燃料箱尺寸也随之增大。因此,可以调整燃料箱的形状以增大尺寸,同时还容纳车辆上的其他车辆部件。一些示例性燃料箱形状可以包括鞍型、手提箱型和雪茄型。
在其中车辆暴露于长时间(例如,5秒或更长时间)的横向加速度的一些驾驶事件期间,燃料箱中的燃料可能会被引导远离主燃料输送模块拾取入口。利用扫气泵的当前示例性方法可能无法克服在横向加速期间产生的力以将燃料重定向回到主燃料输送模块拾取入口。这可能会导致燃料压力和发动机功率损失。
然而,发明者已经在本文中认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例,当前示例性方法仅依赖于吸力将燃料从燃料箱的其他部分抽吸到主燃料输送模块拾取入口。期间产生的吸力可能小于克服由于横向加速度而引起的燃料阻力所需的吸力,这可能导致燃料流量不足或燃料流量完全损失。
发明内容
在一个示例中,上述问题可以通过一种系统来解决,所述系统包括燃料箱,所述燃料箱包括主燃料输送模块,所述主燃料输送模块包括燃料泵以及与燃料回流导管和燃料进料导管流体地联接的燃料拾取入口,并且其中所述燃料进料导管将所述燃料泵流体地联接到紧邻扫气入口布置的扫气泵。通过这种方式,可以消除扫气泵与扫气入口之间的吸力损失,并且在具有高横向压力的车辆状况期间燃料流可以是可靠的。
作为一个示例,相对于先前示例中的布置,扫气泵与扫气入口之间的距离减小,以减小扫气泵与扫气入口之间的压力损失。通过这种方式,即使在其中横向压力相对较高的车辆状况期间,燃料也可以被吸入扫气入口并被进料到主燃料输送模块。在一个示例中,燃料可以经由通过主燃料输送模块的燃料泵产生的正压结合由扫气泵产生的吸力而被迫通过燃料回流导管。在其中横向力相对较高的车辆状况期间,这两个力可以从燃料箱的主燃料输送模块远端的体积中收集燃料以将燃料回流到主燃料输送模块。
应当理解,上述发明内容的提供是为了以简易形式引入对在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征,所述主题的范围是由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了包括在混合动力车辆中的发动机的示意图。
图2示出了包括燃料扫气泵的燃料箱的示意图。
图3示出了用于操作燃料箱的一个或多个泵的方法。
图4示出了以图形方式显示在不同车辆状况期间的各种发动机操作参数的发动机操作序列。
具体实施方式
以下描述涉及用于包括燃料扫气泵的燃料箱的系统及方法。燃料扫气泵可以被布置为增加排出到燃料箱的主燃料输送模块远端的一部分的燃料的回收。图1示出了车辆的示意图,所述车辆可以是混合动力车辆。发动机可以从与燃料轨流体地联接的燃料喷射器接收燃料,所述燃料轨从燃料箱(诸如图2中所示的燃料箱)接收燃料。
在一些车辆工况期间,燃料箱中的燃料可能会移动。这种移动可能导致燃料从燃料箱的主燃料输送模块移开,其中主燃料输送模块可以将燃料供应到燃料轨以随后被喷射到发动机的燃烧室中。用于从主燃料输送中回收燃料的装置可以是扫气泵。在燃料箱的先前示例中,扫气泵被布置在主燃料输送模块的架构内,并且其进气口被布置在燃料箱的远离主燃料输送模块的一部分中。燃料可以从入口流过导管,并经由通过扫气泵产生的吸力流向扫气泵,其中燃料进料到主燃料输送模块。然而,在具有相对较高的横向加速度的一些车辆操作(诸如转弯)期间,横向加速度的力可能会将燃料移动到燃料箱的远离主燃料输送模块的部分。如果力足够高,则扫气泵产生的吸力可能不足以将燃料吸回主燃料输送模块。通过这种方式,在一些车辆操作期间,具有布置在主燃料输送模块中的扫气泵的燃料箱装置的先前示例可能导致燃料流量减少。
图2的燃料箱可以缓解上述问题。扫气泵可以被布置在主燃料输送模块的外部。在图2的示例中,主泵可以被布置为与扫气入口相邻。通过这种方式,燃料泵可以迫使燃料进入扫气泵,这可以产生足够的压力以迫使燃料通过扫气泵。扫气泵可以具有文氏管形状,其中由扫气泵产生的吸力与由燃料泵泵送的燃料的压力一起促进了从主燃料模块移开的燃料回收。燃料可以回流到主燃料模块并输送到发动机。
图3示出了一种用于响应于其中燃料可能从主燃料模块移开的车辆状况而调整燃料泵操作的方法。图4示出了以图形方式显示包括基于变化的车辆状况对燃料箱的调整的车辆状况的发动机操作序列。
图1至图2示出了具有各种部件的相对定位的示例性配置。如果被示为直接彼此接触或直接联接,则至少在一个示例中,此类元件可以分别被称为直接接触或直接联接。类似地,至少在一个示例中,被示出为彼此邻接或相邻的元件可以分别是彼此邻接或相邻的。作为示例,彼此共面接触放置的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例,彼此间隔开地定位使得在其间仅具有一定空间而没有其他部件的元件在至少一个示例中可以被称作如此。作为另一个示例,被示出为在彼此上方/下方、在彼此相对侧或在彼此左侧/右侧的元件相对于彼此可以被称作如此。另外,如图所示,在至少一个示例中,最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”,并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于图的垂直轴而言,并且用于描述图的元件相对于彼此的定位。因此,在一个示例中,被示出为在其他元件上方的元件垂直定位在其他元件上方。作为另一个示例,图中所示的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如像圆形的、直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。另外,在至少一个示例中,被示出为相互交叉的元件可以被称为交叉元件或相互交叉。此外,在一个示例中,被示为在另一个元件内或被示为在另一个元件外部的元件可以被如此称谓。应当明白,被称为“基本上类似和/或相同”的一个或多个部件根据制造公差(例如,在1%至5%的偏差内)而彼此不同。
注意,图2示出了指示哪里存在供气体流动的空间的箭头,并且装置壁的实线示出了流动被阻挡的位置并且由于缺少由装置壁从一点横跨到另一点所产生的流体连通而无法产生连通。除了在壁中允许所述流体连通的开口之外,壁在区域之间形成间隔。
图1描绘了用于车辆的发动机系统100。车辆可以是具有与路面接触的驱动轮的道路车辆。发动机系统100包括发动机10,所述发动机包括多个气缸。图1详细描述了一种这样的气缸或燃烧室。发动机10的各个部件可以由电子发动机控制器12控制。
发动机10包括气缸体14和气缸盖16,所述气缸体14包括至少一个气缸孔,所述气缸盖16包括进气门152和排气门154。在其他示例中,在发动机10被配置为二冲程发动机的示例中,气缸盖16可以包括一个或多个进气道和/或排气道。气缸体14包括气缸壁32,活塞36位于所述气缸壁32中并连接到曲轴40。因此,当联接在一起时,气缸盖16和气缸体14可以形成一个或多个燃烧室。因此,基于活塞36的振荡来调整燃烧室30的体积。燃烧室30在本文中也可以被称为气缸30。燃烧室30被示为经由相应的进气门152和排气门154与进气歧管144和排气歧管148连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53来操作。另选地,进气门和排气门中的一者或多者可以由机电控制的阀线圈和电枢组件来操作。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55来确定。排气凸轮53的位置可以通过排气凸轮传感器57来确定。因此,当气门152和154关闭时,燃烧室30和气缸孔可以被流体密封,使得气体不会进入或离开燃烧室30。
燃烧室30可以由气缸体14的气缸壁32、活塞36和气缸盖16形成。气缸体14可以包括气缸壁32、活塞36、曲轴40等。气缸盖16可以包括一个或多个燃料喷射器(诸如燃料喷射器66)、一个或多个进气门152以及一个或多个排气门诸如(排气门154)。气缸盖16可以经由紧固件(诸如螺栓和/或螺钉)联接到气缸体14。具体地,气缸体14和气缸盖16在联接时可以经由垫圈彼此密封接触,因此气缸体14和气缸盖16可以密封燃烧室30,使得当进气门152打开时气体可以仅经由进气歧管144流入和/或流出燃烧室30,和/或当排气门154打开时仅经由排气歧管148流入和/或流出燃烧室。在一些示例中,每个燃烧室30可以包括仅一个进气门和一个排气门。然而,在其他示例中,可以在发动机10的每个燃烧室30中包括一个以上的进气门和/或一个以上的排气门。
在一些示例中,发动机10的每个气缸都可以包括用于发起燃烧的火花塞192。在选择操作模式下,点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞192向气缸14提供点火火花。然而,在一些实施例中,诸如在发动机10可以通过自动点火或通过喷射燃料来发起燃烧的情况下,可以省略火花塞192,一些柴油发动机的情况就是如此。
燃料喷射器66可以被定位成将燃料直接喷射到燃烧室30中,这被所属领域技术人员称为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过燃料系统(未示出)被输送至燃料喷射器66,所述燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料轨。从驱动器68向燃料喷射器66供应工作电流,所述驱动器对控制器12作出响应。在一些示例中,发动机10可以是汽油发动机,并且燃料箱可以包括汽油,所述汽油可以由喷射器66喷射到燃烧室30中。然而,在其他示例中,发动机10可以是柴油发动机,并且燃料箱可以包括柴油燃料,所述柴油燃料可以由喷射器66喷射到燃烧室中。此外,在发动机10被配置为柴油发动机的此类示例中,发动机10可以包括电热塞以发起燃烧室30中的燃烧。
进气歧管144被示为与节气门62连通,所述节气门62调整节流板64的位置以控制到发动机气缸30的气流。这可以包括控制来自进气增压室146的增压空气的气流。在一些实施例中,可以省略节气门62,并且可以经由联接到进气道42并位于进气增压室146上游的单个进气系统节气门(AIS节气门)82来控制进入发动机的气流。在另外的示例中,可以省略AIS节气门82,并且可以利用节气门62控制进入发动机的气流。
在一些实施例中,发动机10被配置为提供排气再循环或EGR。EGR(如果包括)可以被提供作为高压EGR和/或低压EGR。在发动机10包括低压EGR的示例中,可以从排气系统中在涡轮164下游的位置经由EGR通道135和EGR阀138在位于进气系统(AIS)节气门82下游和压缩机162上游的位置处向发动机进气系统提供低压EGR。当存在驱动流动的压力差时,EGR可以从排气系统抽吸到进气系统。通过部分地关闭AIS节气门82可以产生压力差。节流板84控制压缩机162的入口处的压力。AIS可以被电控制,并且其位置可以基于可选的位置传感器88来调整。
环境空气经由进气道42被吸入燃烧室30,所述进气道包括空气滤清器156。因此,空气首先通过空气滤清器156进入进气道42。然后,压缩机162从进气道42抽吸空气,以经由压缩机出口管(图1中未示出)向增压室146供应压缩空气。在一些示例中,进气道42可以包括具有过滤器的气箱(未示出)。在一个示例中,压缩机162可以是涡轮增压器,其中通过涡轮164从排气流抽吸压缩机162的动力。具体地,排气可以使涡轮164转动,所述涡轮经由轴161联接到压缩机162。废气门72允许排气绕过涡轮164,使得可以在不同的工况下控制增压压力。废气门72可以响应于增加的增压需求(诸如在驾驶员踩加速器踏板期间)而关闭(或者可以减小废气门的开度)。通过关闭废气门,可以增加涡轮上游的排气压力,从而提高涡轮转速和峰值动力输出。这允许升高增压压力。另外,当压缩机再循环阀部分打开时,废气门可以朝向关闭位置移动以保持所需的增压压力。在另一个示例中,废气门72可以响应于降低增压需求(诸如在驾驶员松加速器踏板期间)而打开(或者可以增大废气门的开度)。通过打开废气门,可以降低排气压力,从而降低涡轮转速和涡轮动力。这允许降低增压压力。
然而,在备选实施例中,压缩机162可以是机械增压器,其中从曲轴40抽取压缩机162的动力。因此,压缩机162可以经由诸如皮带的机械联动装置联接到曲轴40。因此,曲轴40输出的旋转能量的一部分可以传递到压缩机162以便为压缩机162提供动力。
压缩机再循环阀158(CRV)可以设置在压缩机162周围的压缩机再循环路径159中,使得空气可以从压缩机出口移动到压缩机入口,以便减小可能在压缩机162上产生的压力。增压空气冷却器157可以在增压室146中定位在压缩机162下游以冷却被输送到发动机进气口的增压充气。然而,在如图1中所示的其他示例中,增压空气冷却器157可以位于进气歧管144中的电子节气门62的下游。在一些示例中,增压空气冷却器157可以是气冷式增压空气冷却器。然而,在其他示例中,增压空气冷却器157可以是液冷式空气冷却器。
在所描绘的示例中,压缩机再循环路径159被配置为将冷却的压缩空气从增压空气冷却器157的上游再循环到压缩机入口。在备选示例中,压缩机再循环路径159可以被配置为将压缩空气从压缩机的下游和增压空气冷却器157的下游再循环到压缩机入口。CRV158可以经由来自控制器12的电子信号而打开和关闭。CRV 158可以被配置为具有默认半开位置的三态阀,所述CRV可以从所述默认半开位置移动到全开位置或全闭位置。
通用排气氧(UEGO)传感器126被示为联接到排放控制装置70上游的排气歧管148。可选地,双态排气氧传感器可以用UEGO传感器126代替。在一个示例中,排放控制装置70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中,可以使用多个排放控制装置(各自带有多个催化剂砖)。尽管所描绘的示例示出了UEGO传感器126在涡轮164上游,但是应当明白,在备选实施例中,UEGO传感器可以在排气歧管中定位在涡轮164下游和排放控制装置70上游。另外或可选地,排放控制装置70可以包括柴油氧化催化剂(DOC)和/或柴油冷起动催化剂、微粒过滤器、三元催化剂、NOx捕集器、选择性催化还原装置及其组合。在一些示例中,传感器可以被布置在排放控制装置70的上游或下游,其中传感器可以被配置为诊断排放控制装置70的状况。
控制器12在图1中被示为微计算机,所述微计算机包括:微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示为除了接收先前讨论的那些信号之外还从联接到发动机10的传感器接收各种信号,包括:来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);联接到输入装置130用于感测由车辆驾驶员132调整的输入装置踏板位置(PP)的位置传感器134;用于确定尾气点火的爆震传感器(未示出);来自联接到进气歧管144的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自联接到增压室146的压力传感器122的增压压力的测量值;来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器;从传感器120(例如,热线式空气流量计)进入发动机的空气质量的测量值;以及来自传感器58的节气门位置的测量值。(未示出的传感器)还可以感测大气压力以供控制器12处理。在本说明书的优选方面,霍尔效应传感器118在曲轴的每一转中产生预定数量的等距脉冲,根据所述预定数量的等距脉冲可以确定发动机转速(RPM)。输入装置130可以包括加速踏板和/或制动踏板。因此,来自位置传感器134的输出可以用于确定输入装置130的加速踏板和/或制动踏板的位置,因此确定所需发动机扭矩。因此,可以基于输入装置130的踏板位置来估计车辆操作员132所请求的所需发动机扭矩。
在一些示例中,车辆5可以是混合动力车辆,所述混合动力车辆具有可用于一个或多个车轮59的多个扭矩源。在其他示例中,车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示示例中,车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时,发动机10的曲轴40和电机52经由变速器54连接到车轮59。在所描绘的示例中,第一离合器56设置在曲轴40与电机52之间,而第二离合器56设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或分离离合器,以便将曲轴40与电机52和与其连接的部件连接或断开,和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以通过各种方式配置,包括被配置为并联、串联或混联式混合动力车辆。
电机52从动力电池61接收电力以向车轮59提供扭矩。例如在制动操作期间,电机52还可以充当发电机以提供电力来对电池61充电。
控制器12从图1的各种传感器接收信号,并采用图1的各种致动器以基于所接收的信号和被存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如,可以基于来自ECT传感器112的反馈来调整电机52的操作。如将在下面更详细地描述的,发动机10和电机52可以被调整使得它们的操作可以基于动力传动系统温度(可以基于来自ECT传感器112的反馈来估计)以及预期目的地与纯电动操作续航里程之间的距离中的一者或多者而被延迟。
现在转向图2,其示出了燃料箱200的实施例。燃料箱200可以被成形为容纳燃料。在一个示例中,燃料可以是液体燃料,诸如汽油。然而,应当明白,燃料箱200可以容纳除汽油以外的燃料,诸如柴油、酒精、压缩天然气等。另外或可选地,燃料箱200可以包括燃料的混合物,诸如汽油和酒精。
燃料箱200可以包括壳体202,所述壳体可以包括对燃料无害的材料。在一个示例中,壳体202是塑料的。另外或可选地,壳体202的材料可以抵抗由于温度波动而引起的膨胀和收缩。
壳体202可以被成形为围绕布置在车辆车身底部的一个或多个车辆部件布置。在图2的示例中,壳体202包括鞍形。即,壳体202可以包括凸块204。凸块204可以突出到燃料箱200的内部体积206中,所述内部体积206由壳体的表面限定。更具体地,壳体202可以包括顶表面212、底表面214、第一侧表面216和第二侧表面218。顶表面212和底表面214可以物理地联接到第一侧表面216和第二侧表面218的相对末端。凸块204可以从底表面214延伸,使得底表面214可以是壳体202的唯一非线性表面。中心轴线292可以延伸穿过凸块204的顶点。在一个示例中,凸块204可以偏向第一侧表面216或第二侧表面218中的一者使得壳体是不对称的。另外或可选地,凸块204可以不偏向第一侧表面216或第二侧表面218中的一者使得壳体202是对称的。在一些示例中,另外或可选地,壳体202可以被成形为使得燃料箱是手提箱型或雪茄型。
燃料箱200可以包括在凸块204的第一侧上的第一体积222和在凸块204的第二侧上的第二体积224。更具体地,第一体积222可以被布置在第一虚线294与第一侧表面216之间。第二体积可以被布置在第二虚线296与第二侧表面218之间。第三体积226可以被布置在第一虚线294和第二虚线296中的每一者之间。第三体积226可以小于第一体积222和第二体积224中的每一者,其中第三体积216可以进一步被布置在顶表面212与凸块204之间。
应当明白,包括第一体积222、第二体积224和第三体积226中的每一者的内部体积206可以是单个连续体积。然而,如上所述,某些车辆工况可能导致第一体积222、第二体积224和第三体积226变得更加不同使得燃料可能不容易在其间流动。这种车辆操纵的一个示例可以包括转弯,其中产生的横向力迫使燃料从第一体积222围绕凸块204流动并通过第三体积226流向第二体积224,其中横向力可以防止燃料从第二体积回流到第一体积。在图2的当前示例中,车辆可以正在转弯或在其中横向力足以将燃料移动到第二体积224的情况下执行一些其他操纵,其中第二体积224中的燃料通过曲线282示出。
压力传感器298可以固定地布置在第二侧表面218中。压力传感器298可以经由凸台或其他联接装置物理地联接到第二侧表面218。压力传感器298可以感测燃料箱202的第二体积224中由于车辆行驶、位置等导致的燃料压力。如所示,压力传感器298可以被布置在第二侧表面218的靠近底表面214且远离顶表面212的一部分处,使得可以测量较低的燃料水平压力。压力传感器298可以将反馈提供给控制器(例如,图1的控制器12),其中对燃料泵的压力的调整可以基于如下所述的反馈。
为了减少包装约束,燃料箱200可以仅包括一个主燃料输送模块230。主燃料输送模块230可以经由凸缘232悬挂在燃料箱200的内部体积206中。凸缘232可以被嵌入和/或集成到壳体202中,其中凸缘232的厚度可以大于壳体202的厚度。另外或可选地,凸缘232可以包括与壳体202的材料类似的材料。
燃料进料口234可以延伸穿过凸缘232的切口进入燃料箱200的内部体积206至主燃料模块230。燃料进料口234可以直接流体地联接到燃料泵236。燃料泵236可以被布置在主燃料输送模块230的表面内,其中所述表面包括第一侧表面242、第二侧表面244和底表面246。因此,燃料进料口234可以作为部件包括在主燃料模块230中。在一个示例中,主燃料输送模块230可以包括圆柱形状,其中圆柱体没有顶部,使得圆柱体在一个末端是敞开的。
底表面246可以包括主燃料输送模块拾取入口252。主燃料输送模块拾取入口252的可以被成形为容纳布置在底表面246与底表面214之间的燃料。
更具体地,燃料泵236可以泵送燃料(由白头箭头所示),其中燃料的一部分可以被引导通过燃料进料口234并被发送到发动机。燃料的另一部分可以被输送到燃料进料软管254,所述到燃料进料软管254可以分叉以形成第一导管256和第二导管258。第一导管256可以从燃料进料软管254接收燃料,其中燃料被引导到主燃料输送模块拾取入口泵262。主燃料输送模块拾取入口泵262可以包括文氏管特征,所述文氏管特征使得主燃料输送模块拾取入口252能够从底表面246与底表面214之间的区域抽吸燃料并将燃料输送到主燃料输送模块230以供燃料泵230泵送。然而,在图2的示例中,在底表面246与底表面214之间的区域中没有足够的燃料来供主燃料输送模块拾取入口252抽吸。
燃料的另一部分可以流过第二导管258,所述第二导管可以比底表面214更靠近顶表面212。与仅在第一体积222中的第一燃料输送模块230的边界内延伸的第一导管256不同,第二导管258远离第一燃料输送模块230的方向延伸穿过第一体积222、穿过第三体积226,并进入第二体积224。第二导管258可以具有与底表面214(包括凸块204)类似的形状。第二导管258可以将燃料从燃料泵236引导到扫气泵264。
如所示,扫气泵264被布置在主燃料输送模块230的外部。在一个示例中,扫气泵264被布置为与扫气入口266相邻。扫气入口266可以被成形为允许燃料位于燃料箱200的第二体积224中。在一个示例中,扫气泵264被布置在扫气入口266的阈值距离内。阈值距离可以基于使得扫气泵264尽可能接近扫气入口266的距离。在一个示例中,距扫气入口266的开口和/或末端的阈值距离小于十二英寸,来自第二体积224的燃料可以流过所述开口和/或末端。在另一个示例中,阈值距离距扫气入口266的开口和/或末端小于十英寸。在一个示例中,阈值距离为六英寸。在一个示例中,扫气泵264被布置在第二体积224中介于扫气入口266与燃料回流导管268之间的交叉点处。燃料回流导管268可以被布置在底表面214与第二导管258之间。
扫气泵264的形状可以类似于主燃料输送模块拾取入口泵262。因此,当燃料从燃料进料导管254流过扫气泵264并进入扫气入口266时,会产生吸力。吸力可以辅助将燃料抽吸到燃料回流导管268中。燃料回流导管268可以流体地联接到扫气入口266和扫气泵264中的每一者。另外,燃料回流导管268可以将燃料从第二体积224引导到第一体积222中的主燃料输送模块230。
来自第二导管258(可以是燃料进料导管254的延续)中的燃料的压力可以迫使燃料回流导管268中的燃料流向主燃料输送模块230。当燃料泵236迫使燃料通过燃料进料导管254时,燃料泵可以产生压力。由于燃料移动到第二体积224,燃料的压力大于填充到燃料回流导管268中的燃料的压力。因此,燃料扫气可能不再仅取决于扫气泵264处产生的吸力。因此,图2中所示的布置可以利用来自燃料泵和扫气泵的正压将燃料回流到主燃料输送模块。
在一个示例中,扫气泵264可以连续地操作以经由负压将燃料从第二体积224泵送到主燃料输送模块230。在仅将燃料布置在第一体积222中的车辆状况期间,扫气泵264可以经由负压将燃料蒸气从第二体积224引导到主燃料输送模块230。这些燃料蒸气可以从主燃料输送模块230的内部体积逸出,所述内部体积由上述主燃料输送模块230的表面限定。然而,在其中车辆操纵或道路拓扑迫使燃料流向第二体积224的状况期间,扫气泵264与燃料泵236的辅助一起开始使液体燃料从第二体积224经由正压而不是负压流向主燃料输送模块230。
现在转向图3,其示出了用于响应于车辆状况而调整燃料泵操作的方法。可以由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(诸如上面参考图1描述的传感器)接收的信号来执行用于执行方法300的指令。根据下文描述的方法,控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
方法300在302处开始,包括确定、估计和/或测量当前发动机操作参数。当前发动机操作参数可以包括节气门位置、歧管真空度、发动机转速、发动机负载、发动机温度、车速、EGR流率和空燃比中的一者或多者。
方法300进行到304,包括确定横向压力是否大于阈值压力。可以经由燃料箱的压力传感器(诸如图2的压力传感器298)来测量横向压力。另外或可选地,可以经由布置在车辆上的陀螺仪或其他装置(例如,可以将产生的横向压力与行驶的当前路线相关的导航系统)来估计横向压力。如果车辆正在转弯或在其中车辆未在平坦地面上以线性路径行驶的情况下执行另一次车辆操纵,则横向压力可能大于阈值压力。在这样的示例中,燃料箱中的燃料可以移动(例如,晃动)远离主燃料输送模块(例如,图2的主燃料输送模块230)并进入燃料箱的单独部分,使得燃料不再与主燃料输送模块接触。因此,可以依靠扫气泵将燃料吸入扫气入口,因此,由燃料泵产生的压力可以推动燃料通过燃料回流软管并返回至主燃料输送模块。
在一些示例中,另外或可选地,所述方法还可以包括确定横向压力是否将大于阈值压力持续阈值持续时间以上。在一些示例中,阈值持续时间可以大于三秒。在其他示例中,另外或可选地,阈值持续时间是五秒。在一个示例中,阈值持续时间恰好是七秒。通过这种方式,可以响应于横向压力大于阈值压力持续阈值持续时间以上而调整燃料泵的操作。
可以基于包括方向盘位置等的车辆工况来估计横向压力。另外或可选地,压力传感器可以用于将关于横向压力的反馈发送到控制器,诸如图1的控制器12。另外或可选地,GPS和/或导航装置可以用于确定车辆位置,其中车辆位置与车速的结合可以用于计算横向压力。
如果横向压力小于或等于阈值压力,则方法300进行到306,这可以包括维持当前发动机操作参数。这还可以包括不调整燃料泵操作。通过这种方式,燃料可以与主燃料输送模块接触,使得可以不依赖扫气泵来回收燃料箱中的燃料。
如果横向压力大于阈值压力,则方法300可以进行到308,这可以包括调整燃料泵压力。在一个示例中,增大燃料泵压力以克服横向压力,以辅助扫气泵将燃料从燃料箱的第二体积吸回主燃料输送模块。在一些示例中,燃料泵压力增大的量可以与横向压力和阈值压力之间的差值成比例。例如,随着横向压力与阈值压力之间的差值增大,燃料泵压力增大的量也增大。在一个示例中,调整燃料泵压力可以包括将燃料泵压力调整到大于由被布置在燃料箱中的压力传感器(例如,图2的压力传感器298)的反馈所提供的压力的压力。
方法300可以进行到310,这可以包括使来自燃料泵的燃料流过燃料进料导管,流过扫气泵,流向扫气入口,流过燃料回流导管并流向主燃料输送模块中。如上所述,与先前示例不同,来自燃料泵的正压可以驱动燃料流通过燃料回流导管并返回到主燃料输送模块。在一个示例中,扫气泵可以辅助将一定量的燃料吸入扫气入口和燃料回流导管,然而,可能不依赖扫气泵的吸力作为唯一的贡献因素来引导燃料流向主燃料输送模块。
方法300可以进行到312,这可以包括继续监控横向压力。
方法300可以进行到314以确定横向压力是否仍然大于阈值压力。如果横向压力仍大于阈值压力,则方法300可以进行到316以维持增大的燃料泵压力。燃料泵压力可以维持在增大的压力,直到横向压力不再大于阈值压力为止。
如果横向压力小于或等于阈值压力,则方法300可以进行到318以将燃料泵压力减小回到正常工作压力,其中正常工作压力对应于当横向压力小于或等于阈值压力时的燃料泵的压力。
现在转向图4,其示出了以图形方式显示发动机操作序列的曲线400,所述曲线包括显示横向压力的曲线410和示出阈值压力的虚线412、显示燃料泵压力的曲线420和示出正常燃料泵压力的虚线422以及示出燃料位置的曲线430。如上所述,正常燃料泵压力可以基本上等于当横向压力小于或等于阈值压力时使用的燃料泵压力。阈值压力可以对应于迫使燃料从主燃料输送模块移动到燃料箱的不同端的横向压力,其中不同端在主燃料输送模块的远端,使得燃料可能不再与主燃料输送模块拾取入口接触。时间从图的左侧到右侧增大。
在t1之前,横向压力(曲线410)等于小于阈值压力的压力。因此,燃料泵压力(曲线420)可以基本等于正常燃料泵压力(虚线422)。如所示,燃料泵压力可以跟踪正常燃料泵压力使得当两者基本相等时可以阻塞正常燃料泵压力。此外,燃料可以被布置在第一体积(曲线430)中,在所述第一体积中,燃料可以与主燃料输送模块拾取入口接触,其中由主燃料输送模块拾取入口泵产生的吸力可能足以将燃料吸入主燃料输送模块。在t1,横向压力可能开始增大。
在t1与t2之间,横向压力继续增大并增大到大于阈值压力的压力。随着横向压力增大,燃料可以从燃料箱的第一体积移动到燃料箱的第二体积。然而,由于主燃料输送模块仍可以包括不受横向压力影响的燃料存储,因此不能增大燃料泵压力。在t2,横向压力保持大于阈值压力。另外,主燃料输送模块中的燃料可能相对较低,使得燃料泵可能不再能够将燃料泵送到发动机的燃料轨。
在一个示例中,自从横向压力以来经过的阈值持续时间超过阈值持续时间达到t2。在阈值持续时间期间,主燃料输送模块中的燃料被消耗,然而,因为横向压力保持大于阈值压力,所以流向发动机的燃料流量减少或停止的可能性增加。通过这种方式,阈值持续时间可以基于在横向加速度超过阈值压力之前存储在主燃料输送模块中的燃料量,其中一旦经过了阈值持续时间,主燃料输送模块的燃料就可以为低或耗尽。通过在增大燃料泵压力之前等待经过阈值持续时间,可以提高车辆的燃料效率。
在t2与t3之间,燃料泵压力增大到高于正常燃料泵压力的压力。此外,当横向压力进一步增大到阈值压力以上时,燃料泵压力与横向压力成比例地增大。来自第二体积的燃料可以被引导到主燃料输送模块,使得燃料泵可以将燃料泵送到发动机的燃料轨。在t3,横向压力开始减小。
在t3与t4之间,横向压力减小到小于阈值压力的压力。因此,燃料可以移回到第一体积,并且燃料泵压力可以减小到基本等于正常燃料泵压力的压力。在t4及之后,燃料泵压力保持等于正常燃料泵压力,使得主燃料输送模块拾取入口泵可能是将燃料引导到主燃料输送模块的主要来源。
通过这种方式,燃料箱可以包括主燃料输送模块和位于主燃料输送模块的远端的扫气泵。扫气泵与主燃料输送的燃料泵结合可以迫使已经从主燃料输送模块移开的燃料流回主燃料输送模块。将扫气泵布置为远离主燃料输送模块的技术效果是将扫气泵布置在扫气入口的近端,从而可以减少压力损失。通过这样做,在其中横向压力可能较高的一些车辆状况(诸如转弯)期间,由于压力损失被最小化,主燃料输送模块远端的燃料可以被输送进入其中。
在另一种表示中,一种系统的实施例包括燃料箱,所述燃料箱包括主燃料输送模块,所述主燃料输送模块包括燃料泵以及与燃料回流导管和燃料进料导管流体地联接的燃料拾取入口,并且其中所述燃料进料导管将所述燃料泵流体地联接到紧邻扫气入口布置的扫气泵。所述系统的第一示例还包括其中所述扫气泵和所述扫气入口布置在所述主燃料输送模块的远端。所述系统的第二示例(可选地包括所述第一示例)还包括其中所述燃料进料导管分叉成与主燃料输送模块拾取入口泵流体地联接的第一导管和与所述扫气泵流体地联接的第二导管,其中所述第二导管比所述第一导管长。所述系统的第三示例(可选地包括所述第一和/或第二示例)还包括其中所述主燃料输送模块被布置为与所述燃料箱的第一侧壁相邻,并且其中所述扫气泵被布置为与所述燃料箱的第二侧壁相邻,所述第一侧壁与所述第二侧壁分开所述燃料箱的长度。所述系统的第四示例(可选地包括所述第一至第三示例中的一者或多者)还包括其中所述扫气泵和所述扫气入口位于所述燃料箱的底壁的近端。所述系统的第五示例(可选地包括所述第一至第四示例中的一者或多者)还包括其中来自所述燃料泵的燃料在进入所述扫气入口之前流过所述扫气泵。所述系统的第六示例(可选地包括所述第一至第五示例中的一者或多者)还包括其中当燃料流过所述扫气泵时,产生吸力。
在另一种方式中,一种发动机系统的实施例包括燃料箱,所述燃料箱包括被布置在所述燃料箱的第一体积中的主燃料输送模块,并且其中扫气泵和扫气入口被布置在所述燃料箱的第二体积中;以及控制器,所述控制器具有存储在其非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使得所述控制器能够响应于横向压力与阈值压力之间的比较而调整燃料泵压力。所述发动机系统的第一示例包括其中所述第一体积和所述第二体积由从所述燃料箱的底表面突出到所述燃料箱的内部体积中的凸块分开。所述发动机系统的第二示例(可选地包括所述第一示例)还包括其中所述扫气泵被布置在燃料回流导管与所述扫气入口之间的过渡部处,其中所述燃料回流导管将燃料引导到所述主燃料输送模块。所述发动机系统的第三示例(可选地包括所述第一和/或第二示例)还包括其中所述燃料回流导管中的燃料经由正压流至所述主燃料输送模块。所述发动机系统的第四示例(可选地包括所述第一至第三示例中的一者或多者)还包括其中所述主燃料输送模块包括燃料泵,所述燃料泵被配置为通过燃料进料口将燃料泵送到发动机,所述燃料泵还被配置为通过燃料进料导管泵送燃料,其中所述燃料进料导管分叉为与被布置在所述主燃料输送模块中的主燃料输送模块拾取入口泵流体地联接的第一导管和与被布置在所述主燃料输送模块外部的扫气泵流体地联接的第二导管。所述发动机系统的第五示例(可选地包括所述第一至第四示例中的一者或多者)还包括所述主燃料输送模块拾取入口泵和所述扫气泵是相同的。所述发动机系统的第六示例(可选地包括所述第一至第五示例中的一者或多者)还包括其中所述指令还使得所述控制器能够响应于所述横向压力大于所述阈值压力而增大所述燃料泵压力。所述发动机系统的第七示例(可选地包括所述第一至第六示例中的一者或多者)还包括其中所述指令响应于所述横向压力大于所述阈值压力持续阈值持续时间以上而增大所述燃料泵压力。
在另一种表示中,一种系统的另一实施例包括燃料箱,所述燃料箱包括:顶表面、底表面、第一侧表面和第二侧表面;主燃料输送模块,其经由被布置在所述顶表面中的主燃料输送模块凸缘悬挂在所述燃料箱的内部体积中,所述主燃料输送模块被布置在所述燃料箱的与所述第一侧表面相邻的体积中,其中所述主燃料输送模块包括燃料泵,所述燃料泵被成形为将燃料泵送到发动机、主燃料输送模块拾取入口泵和在所述第二侧表面附近与燃料回流导管流体地联接的扫气泵和扫气入口,其中所述扫气泵被布置在所述扫气入口与所述燃料回流导管之间的交叉点处。所述系统的第一示例还包括其中所述燃料箱为鞍形燃料箱,并且其中所述燃料箱的凸块从所述底表面延伸到所述燃料箱的介于所述第一侧表面与第二侧表面之间的内部体积中,其中所述内部体积的第一体积对应于所述燃料箱的介于所述第一侧表面与所述凸块之间的区域,并且其中所述内部体积的第二体积对应于所述燃料箱的介于所述第二侧表面与所述凸块之间的区域,并且其中第三体积被布置在所述第一体积与所述第二体积之间,所述第三体积对应于所述内部体积的介于所述凸块与所述顶表面之间的区域。所述系统的第二示例(可选地包括所述第一示例)还包括其中所述扫气泵在从所述燃料泵接收燃料之后从所述燃料箱的所述第二体积中抽取燃料。所述系统的第三示例(可选地包括所述第一和/或第二示例)还包括其中所述扫气泵经由燃料进料导管的分叉从所述燃料泵接收燃料,所述分叉的第一导管将燃料引导到所述主燃料输送模块拾取入口泵并且所述分叉的第二导管将燃料引导到所述扫气泵,其中所述第一导管中的燃料不与所述第二导管中的燃料混合。所述系统的第四示例(可选地包括所述第一至第三示例中的一者或多者)还包括其中所述第二导管横穿所述第一体积、第二体积和第三体积中的每一者。
注意,本文所包括的示例性控制和估计程序可以结合各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等等)中的一种或多种。因此,可以按照所说明的顺序执行、并行地执行或者在一些情况下省略所说明的各种动作、操作和/或功能。同样,处理顺序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述而提供。取决于正被使用的特定策略,可以重复执行所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外,所述动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中所述动作通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行。
应当理解,本文公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应当被视为具有限制含义,因为众多变型是可能的。例如,以上技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非明显的组合和子组合。
如本文所使用,除非另有指定,否则术语“约”被解释为表示范围的±5%。
以下权利要求特别指出被视为新颖的和非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”要素或“第一”要素或其等效物。此类权利要求应当被理解为包括结合一个或多个此类要素,从而既不要求也不排除两个或更多个此类要素。通过修正本权利要求或者通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明,提供了一种系统,所述系统具有燃料箱,其包括主燃料输送模块,所述主燃料输送模块包括燃料泵和燃料进料口以及与燃料回流导管和燃料进料导管流体地联接的燃料拾取入口,其中所述燃料进料导管将所述燃料泵流体地联接到紧邻扫气入口布置的扫气泵。
根据一个实施例,所述扫气泵和所述扫气入口被布置在所述主燃料输送模块的远端。
根据一个实施例,所述燃料进料导管分叉成与主燃料输送模块拾取入口泵流体地联接的第一导管和与所述扫气泵流体地联接的第二导管,其中所述第二导管比所述第一导管长。
根据一个实施例,所述主燃料输送模块被布置为与所述燃料箱的第一侧壁相邻,并且其中所述扫气泵被布置为与所述燃料箱的第二侧壁相邻,所述第一侧壁与所述第二侧壁分开所述燃料箱的长度。
根据一个实施例,所述扫气泵和所述扫气入口位于所述燃料箱的底壁的近端。
根据一个实施例,来自所述燃料泵的燃料在进入所述扫气入口之前流过所述扫气泵。
根据一个实施例,当燃料流过所述扫气泵时,产生吸力。
根据本发明,提供了一种发动机系统,所述发动机系统具有燃料箱,所述燃料箱包括被布置在所述燃料箱的第一体积中的主燃料输送模块,并且其中扫气泵和扫气入口被布置在所述燃料箱的第二体积中;以及控制器,所述控制器具有存储在其非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使得所述控制器能够响应于横向压力与阈值压力之间的比较而调整燃料泵压力。
根据一个实施例,所述第一体积和所述第二体积由从所述燃料箱的底表面突出到所述燃料箱的内部体积中的凸块分开。
根据一个实施例,所述扫气泵被布置在燃料回流导管与所述扫气入口之间的过渡部处,其中所述燃料回流导管将燃料引导到所述主燃料输送模块。
根据一个实施例,所述燃料回流导管中的燃料经由正压流至所述主燃料输送模块。
根据一个实施例,所述主燃料输送模块包括燃料泵,所述燃料泵被配置为通过燃料进料口将燃料泵送到发动机,所述燃料泵还被配置为通过燃料进料导管泵送燃料,其中所述燃料进料导管分叉为与被布置在所述主燃料输送模块中的主燃料输送模块拾取入口泵流体地联接的第一导管和与被布置在所述主燃料输送模块外部的扫气泵流体地联接的第二导管。
根据一个实施例,所述主燃料输送模块拾取入口泵和所述扫气泵是相同的。
根据一个实施例,所述指令还使得所述控制器能够响应于所述横向压力大于所述阈值压力而增大所述燃料泵压力。
根据一个实施例,本发明的特征还在于,其中所述指令响应于所述横向压力大于所述阈值压力持续阈值持续时间以上而增大所述燃料泵压力。
根据本发明,提供了一种系统,所述系统具有燃料箱,所述燃料箱包括:顶表面、底表面、第一侧表面和第二侧表面;主燃料输送模块,其经由被布置在所述顶表面中的主燃料输送模块凸缘悬挂在所述燃料箱的内部体积中,所述主燃料输送模块被布置在所述燃料箱的与所述第一侧表面相邻的体积中,其中所述主燃料输送模块包括燃料泵,所述燃料泵被成形为将燃料泵送到发动机、主燃料输送模块拾取入口泵和在所述第二侧表面附近与燃料回流导管流体地联接的扫气泵和扫气入口,其中所述扫气泵被布置在所述扫气入口与所述燃料回流导管之间的交叉点处。
根据一个实施例,所述燃料箱为鞍形燃料箱,并且其中所述燃料箱的凸块从所述底表面延伸到所述燃料箱的介于所述第一侧表面与第二侧表面之间的内部体积中,其中所述内部体积的第一体积对应于所述燃料箱的介于所述第一侧表面与所述凸块之间的区域,并且其中所述内部体积的第二体积对应于所述燃料箱的介于所述第二侧表面与所述凸块之间的区域,并且其中第三体积被布置在所述第一体积与所述第二体积之间,所述第三体积对应于所述内部体积的介于所述凸块与所述顶表面之间的区域。
根据一个实施例,所述扫气泵在从所述燃料泵接收燃料之后从所述燃料箱的所述第二体积中抽取燃料。
根据一个实施例,所述扫气泵经由燃料进料导管的分叉从所述燃料泵接收燃料,所述分叉的第一导管将燃料引导到所述主燃料输送模块拾取入口泵并且所述分叉的第二导管将燃料引导到所述扫气泵,其中所述第一导管中的燃料不与所述第二导管中的燃料混合。
根据一个实施例,所述第二导管横穿所述第一体积、第二体积和第三体积中的每一者。

Claims (15)

1.一种系统,其包括:
燃料箱,其包括主燃料输送模块,所述主燃料输送模块包括燃料泵和燃料进料口以及与燃料回流导管和燃料进料导管流体地联接的燃料拾取入口,其中所述燃料进料导管将所述燃料泵流体地联接到紧邻扫气入口布置的扫气泵。
2.如权利要求1所述的系统,其中所述扫气泵和所述扫气入口被布置在所述主燃料输送模块的远端。
3.如权利要求1所述的系统,其中所述燃料进料导管分叉成与主燃料输送模块拾取入口泵流体地联接的第一导管和与所述扫气泵流体地联接的第二导管,其中所述第二导管比所述第一导管长。
4.如权利要求1所述的系统,其中所述主燃料输送模块被布置为与所述燃料箱的第一侧壁相邻,并且其中所述扫气泵被布置为与所述燃料箱的第二侧壁相邻,所述第一侧壁与所述第二侧壁分开所述燃料箱的长度。
5.如权利要求1所述的系统,其中所述扫气泵和所述扫气入口位于所述燃料箱的底壁的近端。
6.如权利要求1所述的系统,其中来自所述燃料泵的燃料在进入所述扫气入口之前流过所述扫气泵。
7.如权利要求6所述的系统,其中当燃料流过所述扫气泵时,产生吸力。
8.一种发动机系统,其包括:
燃料箱,其包括被布置在所述燃料箱的第一体积中的主燃料输送模块,并且其中扫气泵和扫气入口被布置在所述燃料箱的第二体积中;以及
控制器,其具有存储在其非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使得所述控制器能够:
响应于横向压力与阈值压力之间的比较而调整燃料泵压力。
9.如权利要求8所述的发动机系统,其中所述第一体积和所述第二体积由从所述燃料箱的底表面突出到所述燃料箱的内部体积中的凸块分开。
10.如权利要求8所述的发动机系统,其中所述扫气泵被布置在燃料回流导管与所述扫气入口之间的过渡部处,其中所述燃料回流导管将燃料引导到所述主燃料输送模块。
11.如权利要求8所述的发动机系统,其中所述燃料回流导管中的燃料经由正压流至所述主燃料输送模块。
12.如权利要求8所述的发动机系统,其中所述主燃料输送模块包括燃料泵,所述燃料泵被配置为通过燃料进料口将燃料泵送到发动机,所述燃料泵还被配置为通过燃料进料导管泵送燃料,其中所述燃料进料导管分叉为与被布置在所述主燃料输送模块中的主燃料输送模块拾取入口泵流体地联接的第一导管和与被布置在所述主燃料输送模块外部的扫气泵流体地联接的第二导管。
13.如权利要求12所述的发动机系统,其中所述主燃料输送模块拾取入口泵和所述扫气泵是相同的。
14.如权利要求8所述的发动机系统,其中所述指令还使得所述控制器能够响应于所述横向压力大于所述阈值压力而增大所述燃料泵压力。
15.如权利要求8所述的发动机系统,其还包括其中所述指令响应于所述横向压力大于所述阈值压力持续阈值持续时间以上而增大所述燃料泵压力。
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