CN113494400A - 用于直接喷射燃料泵控制的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于直接喷射燃料泵控制的系统和方法”。提供了用于车辆直接喷射燃料泵控制的方法和系统。在一个示例中,一种方法可包括在凸轮驱动的直接喷射燃料泵的输出冲程的总持续时间的至少一半内减小来自所述燃料泵的燃料的流动速度。驱动所述燃料泵的凸轮可在所述输出冲程的主要部分期间以第一速率减小所述流动速度,并且所述凸轮可在所述输出冲程的结束斜坡部分期间以第二速率减小所述流动速度。

Description

用于直接喷射燃料泵控制的系统和方法
技术领域
本说明书总体上涉及用于车辆直接喷射燃料泵控制的方法和系统。
背景技术
一些车辆发动机系统利用汽油直接喷射(GDI)来提高燃料可以输送到气缸的功率效率和范围。GDI燃料喷射器可能需要处于较高压力的燃料来进行直接喷射以产生增强的雾化,从而提供更有效的燃烧。在一个示例中,GDI系统可以利用相应地沿着燃料通道串联地布置在燃料箱与燃料喷射器之间的电驱动的低压泵(也被称为燃料提升泵)和机械驱动的高压泵(也被称为直接喷射燃料泵)。在许多GDI应用中,高压燃料泵可以用于增加输送到燃料喷射器的燃料的压力。高压燃料泵可以包括电磁阀,所述电磁阀可以被控制来控制流入和流出高压燃料泵的燃料流。
存在各种控制策略用于操作高压泵以确保有效的燃料系统和发动机操作。通常,直接喷射燃料泵被配置为在各种不同的发动机工况下,诸如在高发动机负荷的状况期间以及在低发动机负荷的状况期间以同样高的速度向发动机提供燃料。对于此类燃料泵,在泵的每个输出冲程的一大部分中,燃料速度通常是相对恒定的,使得对于每个输出冲程,燃料都以相对恒定的速率输送到发动机。
然而,本文的发明人已认识到以上策略的潜在问题。作为一个示例,针对较高的发动机负荷和较低的发动机负荷两者以同样高的速度将燃料输送到发动机可能会在较低的发动机负荷下以及较低的燃料需求的状况期间产生过多的噪声。恒定的燃料速度可能会导致燃料泵在不同的发动机负荷下产生相同量的噪声,并且在较低的发动机负荷下,由燃料泵产生的噪声量可能是由发动机产生的噪声总量的相当大的一部分。
发明内容
在一个示例中,可以通过一种方法解决上文描述的问题,所述方法包括:在发动机的凸轮驱动的直接喷射燃料泵的输出冲程期间,维持所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的驱动速度,同时在所述输出冲程的总持续时间的至少一半内连续地减小来自所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度。以此方式,在输出冲程的至少一半内的减小的流动速度可以减少因在不同的发动机负荷下进行燃料泵操作所致的噪声量。
作为一个示例,所述燃料泵的所述输出冲程可以包括主要部分和结束斜坡部分。来自所述燃料泵的燃料流的速度可以在所述主要部分期间以第一恒定速率减小,并且所述流的所述速度可以在所述结束斜坡部分期间以第二恒定速率减小。可以调整燃料泵螺线管的通电正时,以控制输送到所述发动机的燃料量。在较低的负荷(较小的燃料量)下,可能会在泵送冲程中较晚地出现通电时间。如果柱塞的速度在该螺线管关闭以将燃料引导到发动机时减小,则可以减少与燃料泵的操作相关联的噪声。
应当理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求限定。另外,所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示出了包括发动机的车辆的燃料系统的示意图。
图2示出了车辆燃料系统的直接喷射燃料泵的电磁阀的示意图。
图3示出了用于车辆燃料系统的直接喷射燃料泵的控制策略。
图4示出了具有曲线图的图表,所述曲线图示出了车辆燃料系统的直接喷射燃料泵的凸轮的柱塞升程量与凸轮角度的关系。
图5示出了具有曲线图的图表,所述曲线图示出了直接喷射燃料泵的常规的柱塞升程量与凸轮角度的关系。
图6示出了包括图4至图5的曲线图的图表。
图7示出了具有曲线图的图表,所述曲线图示出了由凸轮驱动的具有图4的柱塞升程量与凸轮角度的关系的直接喷射燃料泵的柱塞的速度。
图8示出了具有曲线图的图表,所述曲线图示出了由凸轮驱动的具有图5的常规的柱塞升程量与凸轮角度的关系的直接喷射燃料泵的柱塞的速度。
图9示出了包括图7至图8的曲线图的图表。
图10示出了具有曲线图的图表,所述曲线图示出了由凸轮驱动的具有图4的柱塞升程量与凸轮角度的关系的直接喷射燃料泵的柱塞速度与凸轮角度的关系。
图11示出了具有曲线图的图表,所述曲线图示出了由凸轮驱动的具有图5的常规的柱塞升程量与凸轮角度的关系的直接喷射燃料泵的柱塞速度与凸轮角度的关系。
图12示出了包括图10至图11的曲线图的图表。
具体实施方式
以下描述涉及用于车辆直接喷射燃料泵控制的系统和方法。车辆的发动机的燃料系统(诸如图1所示的燃料系统)包括凸轮驱动的直接喷射燃料泵。如图2所示,燃料泵包括电磁阀,并且被配置为将燃料从燃料系统的燃料通道泵送到燃料轨。如图3所示,在燃料泵的柱塞由凸轮驱动来将燃料从燃料通道泵送到燃料轨时,可以对电磁阀进行通电或断电。常规地,直接喷射燃料泵的凸轮可以驱动泵的柱塞完成进气冲程和输出冲程,其中如图5所示,进气冲程的升程廓线与输出冲程的升程廓线是对称的。然而,根据本公开,凸轮被配置为驱动直接喷射燃料泵的柱塞完成进气冲程和输出冲程,其中如图4和图6所示,输出冲程期间的柱塞的升程廓线相对于进气冲程期间的柱塞的升程廓线是不对称的。另外,根据本公开的由凸轮驱动的燃料泵的柱塞的速度如由图7和图9所示在输出冲程的主要部分期间以恒定速率减小,而常规示例的柱塞的速度如由图8所示不以恒定速率减小。由于柱塞的速度在主要部分期间以恒定速率减小,因此柱塞的对应速度根据本公开在主要部分期间也以恒定速率减小(如图10和图12所示),而常规示例的柱塞的速度不以恒定速率减小(如图11所示)。通过根据本公开配置直接喷射燃料泵,可以在较低的发动机负荷下通过在进行燃料泵的螺线管的通电时提供柱塞的较低速度和速率而减少发动机的噪声、振动和/或粗糙性(NVH)。
用于直接喷射发动机的常规高压燃料喷射系统往往会产生噪声。在直接喷射燃料泵从将燃料返回到低压供应转变为将燃料供应到高压燃料轨时,由于内部燃料压力的突然变化可能会产生一部分噪声。在此转变期间,直接喷射燃料泵内的燃料压力可能会从较低的入口压力迅速地增加到较高的出口压力。由于直接喷射燃料泵常规包括在泵的每个输出冲程的一大部分中以相对恒定的速度行进的柱塞,因此即使在不同量的发动机负荷(例如,不同的发动机转速或不同的发动机扭矩需求量)下,因泵的操作所致的噪声可能也是高的。例如,对于较低的发动机转速和较高的发动机转速两者,在燃料泵从将燃料返回到低压供应转变为将燃料供应到高压燃料轨时,常规的直接喷射燃料泵的柱塞可能具有相同的速度,并且在较低的发动机转速下,由转变产生的噪声可能会更加明显。
然而,本公开的系统被配置为在燃料泵从将燃料返回到低压供应转变为将燃料供应到高压燃料轨时经由减小的柱塞速度在较低的发动机负荷下以减少的NVH提供直接喷射。被配置为驱动直接喷射燃料泵的柱塞的凸轮在某一凸轮旋转范围内减小柱塞的速度,其中在凸轮旋转通过所述范围时转变为将燃料输送到燃料轨。因此,尤其是在较低的发动机转速(例如,怠速和/或巡航转速)下减少了由泵产生的噪声。
本文描述的直接喷射(DI)燃料泵可以是活塞泵(例如,柱塞泵),所述活塞泵被配置为在包括进气冲程和输出冲程的每个循环中输出对应于其全部排量体积的部分的燃料量。可以根据凸轮的角度位置来对电磁阀进行通电,所述凸轮被配置为驱动燃料泵以控制由燃料泵泵送的燃料的体积。可以在凸轮的某些角度位置处对电磁阀进行断电,以减少电能消耗和发热。如本文所述,短语“进气冲程”指代凸轮的旋转范围,其中直接喷射燃料泵的柱塞相对于泵的压力室在向外的方向上受到驱动,使得燃料可以经由低压入口源(例如,流体地联接到设置在燃料箱内的低压燃料泵的燃料通道)流动到泵中。短语“输出冲程”指代凸轮的旋转范围,其中柱塞在相对于压力室的向内的方向上受到驱动,取决于泵的电磁阀的通电正时,这可能会导致燃料从直接喷射燃料泵流动到高压出口(例如,燃料轨)。然而,应当理解,燃料从直接喷射燃料泵流动到高压出口可能不会在整个输出冲程中发生,而是可能在输出冲程的仅一部分中发生。例如,如下文将进一步解释的,相对于电磁阀在较高的发动机转速下的通电正时,在较低的发动机转速下,可能会以不同的正时(例如,在输出冲程期间的凸轮的不同的旋转位置)进行对电磁阀的通电。
驱动本文描述的直接喷射(DI)燃料泵的凸轮(其在本文中可以被称为高压燃料泵,或HPFP)可以联接到发动机的凸轮轴,其中凸轮轴通过发动机驱动(例如,旋转)来使凸轮旋转。凸轮可以与HPFP的柱塞接合,并且凸轮的旋转可以驱动(例如,提升)燃料泵内的柱塞(例如,调整柱塞在燃料泵内的位置)。在一些示例中,凸轮可以包括多个凸角,诸如三个凸角、四个凸角等。通过控制HPFP的输出,DI轨道压力可以被控制为目标压力,所述目标压力的范围为从布置在直接喷射燃料泵的上游的低压燃料泵的供应压力(例如,55-90psi)到较高的系统压力(例如,2900psi或更大)。通过使每个泵冲程的排出体积转向到DI燃料轨或燃料供应管线(例如,将燃料从低压燃料泵供应到直接喷射燃料泵的管线)来控制HPFP的输出。在DI轨道压力小于燃料供应管线压力的状况期间,HPFP可以用作单向阀,以降低燃料从DI轨道流动到燃料供应管线的可能性。
关于在整个具体实施方式中使用的术语,高压燃料泵或直接喷射燃料泵(其将加压燃料提供给直接燃料喷射器)可以被简称为DI或HP泵。类似地,低压泵(提供通常低于DI燃料泵的燃料压力)或提升泵(其将来自燃料箱的加压燃料提供给DI燃料泵)可以被简称为LP泵。螺线管致动的溢流阀(其可以被电子地通电以关闭并且断电以打开(反之亦然))也可以被称为电磁阀(SV)、溢流阀、燃料体积调节器、磁电磁阀(MSV)、螺线管致动的止回阀(SACV)以及数字进给阀等等。取决于电磁阀在DI燃料泵的操作期间何时通电,一定量的燃料可能会在输出冲程期间被DI燃料泵捕集并压缩,其中燃料量可以被称为捕集体积分数(如果表达为分数或小数)、燃料体积排量或泵送燃料质量以及其他术语。
参考图1,示出了燃料系统150,所述燃料系统150包括联接到内燃发动机110的直接喷射(DI)燃料泵140。作为一个非限制性示例,具有燃料系统150的发动机110可以被包括作为乘用车辆的推进系统的一部分。发动机110可以至少部分地通过包括控制器170的控制系统和来自车辆操作者(未示出)的经由输入装置186实现的输入来控制。在此示例中,输入装置186包括加速踏板和踏板位置传感器(未示出)以用于产生比例踏板位置信号PP。
内燃发动机110可以包括多个气缸112(也被称为燃烧室)。燃料可以经由缸内直接燃料喷射器120直接提供给气缸112。因此,每个气缸112可以从相应的直接燃料喷射器120接收燃料。如图1示意性地所指示,发动机110可以接收进气并且排出燃烧的燃料的排气产物。发动机110被配置为燃烧经由燃料系统150提供给汽缸112的燃料,诸如汽油或柴油燃料。
燃料可以通过燃料系统150经由直接燃料喷射器120而提供给发动机110。燃料系统150可以包括燃料储存箱152,所述燃料储存箱152用于将燃料储存在车辆上;以及低压燃料泵130(例如,燃料提升泵),所述低压燃料泵130被配置为使燃料从燃料储存箱152流动到直接喷射(DI)燃料泵140。燃料系统150还包括燃料轨158,以及将直接喷射燃料泵140流体地联接到直接燃料喷射器120的各种燃料通道(例如,燃料通道154和燃料通道156)。燃料通道154可以将燃料从低压燃料泵130载送到DI燃料泵140,并且燃料通道156可以将燃料从DI燃料泵140载送到燃料轨158。因此,燃料通道154可以是低压通道(或低压燃料管线),而燃料通道156可以是高压通道。燃料轨158可以是将直接喷射燃料泵140的出口流体地联接到直接燃料喷射器120的高压燃料轨。
燃料轨158可以将燃料分配到多个直接燃料喷射器120中的每一个。多个直接燃料喷射器120中的每一个可以定位在发动机110的对应气缸112中,使得在直接燃料喷射器120的操作期间,燃料被直接喷射到每个对应的气缸112中。替代性地(或此外),发动机110可以包括定位在每个气缸的进气道处的燃料喷射器,使得在燃料喷射器的操作期间,燃料可以被喷射到每个气缸的进气道。在所示的实施例中,发动机110包括四个气缸。然而,应当了解,在不脱离本公开的范围的情况下,发动机可以包括不同数量的气缸。
低压燃料泵130可以如182处所指示由控制器170操作,以经由燃料通道154将燃料提供给DI燃料泵140。低压燃料泵130可以被配置为可以被称为提升泵的泵。作为一个示例,低压燃料泵130可以包括电动泵马达,由此可以通过改变提供给泵马达的电力来控制整个低压燃料泵上的压力增加和/或通过低压燃料泵的体积流速,从而增加或减小马达速度。例如,在控制器170减小提供给低压燃料泵130的电力时,可以减小整个泵上的体积流速和/或压力增加。可以通过增加提供给低压燃料泵130的电力来增加整个泵上的体积流速和/或压力增加。作为一个示例,可以从交流发电机或其他车载能量存储装置(未示出)获得供应给低压泵马达的电力,由此控制系统可以控制用于为低压燃料泵供电的电气负载。因此,通过改变提供给低压燃料泵的电压和/或电流,可以由控制器170调整提供给DI燃料泵140并最终提供给燃料轨158的燃料的流速和压力。
低压燃料泵130可以流体地联接到止回阀104,以有助于燃料输送并且维持燃料管线压力。特别地,止回阀104可以包括以指定压差安置和密封以向下游输送燃料的滚珠和弹簧机构。在一些实施例中,燃料系统150可以包括一系列止回阀,该系列止回阀流体地联接到低压燃料泵130,以进一步阻止燃料从阀的上游泄漏回来。止回阀104流体地联接到过滤器106,所述过滤器106可以去除燃料中所包含的可能会潜在地损坏发动机部件的小杂质。燃料可以从过滤器106输送到高压燃料泵(例如,DI燃料泵)140。DI燃料泵140可以使从过滤器106接收的燃料的压力从由低压燃料泵130产生的第一压力水平增加到高于第一压力水平的第二压力水平。DI燃料泵140可以经由燃料通道156(也被称为燃料管线)将高压燃料输送到燃料轨158。下文将参考图2进一步详细地论述DI燃料泵140。
DI燃料泵140可以由控制器170控制,以经由燃料通道156将燃料提供给燃料轨158。作为一个非限制性示例,如184处所指示,DI燃料泵140可以利用电磁阀202(其在本文中可以被称为流量控制阀或螺线管致动的溢流阀)来使得控制系统能够改变每个泵冲程的有效泵体积。电磁阀(SV)202可以与DI燃料泵140分开或者为所述DI燃料泵的一部分(例如,与所述燃料泵整体地形成)。DI燃料泵140可以由发动机110机械地驱动,而低压燃料泵130可以是由电动马达驱动的泵(例如,如上所述)。DI燃料泵140的柱塞144(其在本文中可以被称为泵活塞)可以经由发动机凸轮轴从凸轮146接收机械输入。以此方式,DI燃料泵140可以操作为凸轮驱动的单气缸泵。另外,可以通过位于凸轮146附近的位置传感器(未示出)来估计或确定凸轮146的角度位置。如所示,凸轮可以经由电子连接185与控制器170通信。特别地,传感器可以根据凸轮146的旋转位置以从0到360度不等的度数测量凸轮146的角度。
燃料轨158包括燃料轨压力传感器162,以向控制器170提供燃料轨压力的指示。发动机转速传感器164可以用于向控制器170提供发动机转速的指示。发动机转速的指示可以用于估计和/或测量DI燃料泵140的速度,因为DI燃料泵140由发动机110机械地驱动(例如,经由凸轮轴通过凸轮146驱动)。排气传感器166可以用于向控制器170提供排气成分的指示。作为一个示例,排气传感器166可以包括通用排气传感器(UEGO)。排气传感器166可以向控制器提供反馈以调整经由直接燃料喷射器120输送到发动机的燃料量。以此方式,控制器170可以将输送到发动机的空气/燃料比控制为规定的设定点。
控制器170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而采用图1的各种致动器来调整发动机操作。例如,控制器170可以从发动机传感器接收发动机/排气参数信号,诸如根据传感器估计发动机冷却剂温度、发动机转速、节气门位置、绝对歧管压力、排放控制装置温度等。更进一步地,控制器170可以基于从燃料成分传感器148、燃料轨压力传感器162和发动机转速传感器164等等接收的信号而提供反馈控制。例如,控制器170可以经由连接184发送调整电流电平、电流斜坡速率、DI燃料泵140的电磁阀(SV)202的脉冲宽度等等的信号以调整DI燃料泵140的操作。另外,控制器170可以基于来自燃料轨压力传感器162、发动机转速传感器164等等的信号而发送调整燃料压力调节器的燃料压力设定点和/或燃料喷射量和/或正时的信号。
控制器170可以经由燃料喷射驱动器122单独地致动直接燃料喷射器120中的每一个。控制器170、驱动器122和其他合适的发动机系统控制器可以被统称为控制系统。虽然驱动器122被示出为在控制器170的外部,但是在其他示例中,控制器170可以包括驱动器122,或者可以被配置为提供驱动器122的功能。在该特定示例中,控制器170包括电子控制单元,所述电子控制单元包括输入/输出装置172、中央处理单元(CPU)174、只读存储器(ROM)176、随机存取存储器(RAM)177和保活存储器(KAM)178中的一者或多者。存储介质ROM176可以用表示非暂时性指令的计算机可读数据来编程,所述非暂时性指令可由处理器174执行来执行下文描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型。
如所示,燃料系统150为非回流燃料系统,并且可以是机械非回流燃料系统(MRFS)或电子非回流燃料系统(ERFS)。在MRFS的情况下,燃料轨压力可以经由定位在燃料储存箱152处的压力调节器(未示出)来控制。在ERFS中,安装在燃料轨158处的燃料轨压力传感器162可以相对于歧管压力测量燃料轨压力。来自燃料轨压力传感器162的信号可以被反馈回控制器170,所述控制器控制驱动器122,驱动器122调节前往DI燃料泵140的电压以向喷射器供应正确的压力和燃料流速。
在一些示例中,燃料系统150可以包括返回管线,由此来自发动机的过量燃料经由燃料压力调节器通过返回管线返回到燃料箱。燃料压力调节器可以与返回管线串联联接,以调整在设定点压力下输送到燃料轨158的燃料。为了调整设定点处的燃料压力,燃料压力调节器可以经由返回管线将过量燃料返回到燃料储存箱152。应当了解,可以调整燃料压力调节器的操作以将燃料压力设定点改变为适应工况。
如上所述,DI燃料泵140是活塞泵,所述活塞泵被控制来通过改变螺线管溢流阀的关闭正时而压缩其全部排量的一部分。因此,取决于电磁阀202何时通电和断电,可以将全部范围的泵送体积部分提供给直接喷射燃料轨和直接燃料喷射器。例如,可以通过在DI燃料泵中的输出冲程的大致中途处对SV 202的螺线管206(由图2示出)通电来提供50%的泵送体积(或50%的占空比)。因此,DI燃料泵体积的大致50%可以被加压并且泵送到燃料轨158。上止点位置可以指代柱塞达到最大高度(例如,深度_在泵压力室中(例如,对应于泵的压力室的最小体积的位置))。在此处,即使SV 202被断电,压力室212内的较高压力(在柱塞144接近TDC位置时)也可以将入口阀208保持在其关闭位置,使得燃料可能无法从压力室212离开朝向燃料通道154流动。更进一步地,由于压力室212内的压力较高,因此即使螺线管206被断电,燃料可能也无法通过入口阀208进入压力室212。压力室212在本文中可以被称为压缩室。
参考图2,示出了DI燃料泵140的放大图。DI燃料泵140吸入燃料并且通过将燃料泵送到燃料轨158(由图1示出)而将燃料输送到发动机。DI燃料泵140包括出口219,所述出口219流体地联接到直接喷射燃料轨158。如可见的,DI燃料泵包括柱塞144,所述柱塞144被配置为线性地移动以使DI燃料泵吸入、压缩并喷射(例如,输送)燃料。SV 202流体地联接到直接喷射燃料泵的入口。更进一步地,低压燃料泵130可以如图1所示经由燃料通道154流体地联接到SV202。
SV 202包括可以由控制器170通电的螺线管206。如本文所述,SV 202的通电指代SV 202的螺线管206的通电。通过对螺线管206进行通电,可以使柱塞204远离入口阀208朝向螺线管206并朝向板210牵引。SV 202可以是常开的螺线管致动的溢流阀,使得在SV 202未通电的状况期间,SV 202的入口阀208保持打开,并且SV 202不会将燃料泵送到燃料轨158。然而,在SV 202通电的状况期间,入口阀208用作止回阀,使得燃料可以从燃料通道154通过入口阀208流动到压力室212,但是燃料不会从压力室212流过入口阀208。取决于SV202的通电的正时,可以使用SV 202的给定量的泵排量来将给定的燃料体积推入燃料轨158中。因此,SV 202可以用作燃料体积调节器。SV 202的通电的角度正时(例如,对SV 202进行通电所在的凸轮角度)可以控制有效的泵排量。
经由螺线管206的通电使柱塞204朝向螺线管206和板210移动会导致入口阀208如上所述用作止回阀,其中燃料可以流动到压力室212中,并且燃料可能被阻止从压力室212流出。例如,在SV 202通电的状况期间,入口阀208在一个方向上关闭,使得燃料可以通过入口阀208仅朝向压力室212流动,而在SV 202未通电的状况期间,入口阀208被打开,使得流体可以通过入口阀208流动到压力室212和/或从压力室212流动。因此,泵可以维持泵送功能(例如,泵可以使燃料流动到燃料轨158),而入口阀208不会使燃料流动到燃料通道154。另外,控制器170可以发送泵信号,所述泵信号可以被调制来调整SV 202的操作状态(例如,打开或关闭)。泵信号的调制可以包括调整SV 202的螺线管206的电流电平、电流斜坡速率、电脉冲宽度、占空比或另一个调制参数。更进一步地,柱塞204可以由偏置构件(例如,弹簧,诸如弹簧209)偏置,使得在螺线管206断电时,柱塞204可以离开螺线管206朝向打开位置移动。因此,SV 202可以被置于打开状态,从而允许燃料流入和流出DI燃料泵140的压力室212。如将参考图3所描述的,在DI燃料泵140的压力室212内的压力(例如,燃料压力)高于燃料通道154内的燃料的压力时,即使螺线管206被断电,SV 202也可以保持处于关闭状态。当SV 202关闭时,DI燃料泵140的柱塞144的操作可以增加压力室212中的燃料的压力。在达到压力设定点(例如,足以通过压缩偏置构件,诸如弹簧217来打开出口阀216的阈值压力,否则所述偏置构件将出口阀216维持在关闭位置)之后,燃料可以通过出口阀216流动到燃料轨158。
参考图3,示出了DI燃料泵140的示例操作序列,这示出了第一控制策略300,其中在柱塞到达TDC位置之前,对螺线管致动的溢流阀进行断电。特别地,第一控制策略300示出了DI燃料泵140在供应到燃料轨158的燃料的进气和输送冲程期间的操作。输送冲程在本文中可以被称为压缩冲程和/或输出冲程。第一控制策略300的所示的泵工况(例如,第一状况310、第二状况320、第三状况330和第四状况340)中的每一者都示出了DI燃料泵140的事件或操作状态的变化。在所示的状况内的虚线箭头指示燃料流。信号时序图302示出了因施加到DI燃料泵140(例如,施加到DI燃料泵140的螺线管206)的电压所致的泵位置350和螺线管电流370。时间沿着x轴线绘制,其中时间在x轴线上从左向右增加。
在时间A处,在柱塞144从上止点(TDC)位置由压力室212向外推动(例如,柱塞144的升程量减小)时,DI燃料泵可以启动进气冲程。SV施加电压360(例如,引入的施加电压)维持在0%的占空比(GND),使得SV 202的入口阀208维持在打开位置,从而允许燃料从燃料通道154流动到压力室212。第一状况310示出了在进气冲程期间SV 202被断电的时刻。在时间B处,柱塞144到达下止点(BDC)位置。在此位置处,在紧接在进气冲程之后的输出冲程之前,柱塞144从压力室212缩回,其中进气冲程和输出冲程形成DI燃料泵的单个循环。
柱塞144的上止点位置指代柱塞144在DI燃料泵140的压力室212内的最远位置。在TDC位置中,相对于柱塞144处于BDC位置的状况,压力室的排量体积是最低的体积量。柱塞144的下止点位置指代以下这样的位置:柱塞144从压力室212最远地缩回(例如,移动成最远离压力室212的壁221),使得相对于柱塞144处于TDC位置的状况,压力室的排量体积处于最高量。第二状况320示出了在紧接在上文参考第一状况310描述的进气冲程之后的输出冲程开始时的时刻。在第二状况320中,SV 202保持断电,并且燃料可以如由虚线箭头所示流入和流出压力室212。在柱塞144朝向TDC位置行进时,在入口阀208完全关闭之前,压力室212中的燃料的一部分可以经过入口阀208被推出来。
在燃料输送之前,在时间S1处启动SV施加电压360的引入脉冲362以关闭SV 202(例如,使得入口阀208用作止回阀)。响应于引入脉冲362,螺线管电流370开始增加。因此,SV 202可以在时间S1处通电,并且SV 202的通电可以指代将引入脉冲362施加到SV 202的状况。在引入脉冲362期间,SV施加电压360信号可以是100%的占空比,但是SV施加电压360信号也可以小于100%的占空比。另外,可以将引入脉冲362的持续时间、占空比脉冲电平、和占空比脉冲轮廓(例如,方形轮廓、斜坡轮廓等等)调整为对应于SV、燃料系统、发动机工况等等。通过控制引入电流电平、引入电流持续时间或引入电流分布,可以控制螺线管电枢与柱塞204之间的相互作用。
在时间C处(并且如由所示的第三状况330所示),SV 202可以继续通电,并且可以响应于SV施加电压引入脉冲和增加的螺线管电流370而完全关闭。因此,在时间C处,入口阀208用作止回阀以阻止燃料流出压力室212。在时间C处,在输出冲程期间吸入压力室内的燃料总量的大致50%可能会被捕集在泵内以接受加压并且输送到燃料轨158。另外,在时间C处,出口阀216打开,从而允许燃料流从压力室212流动到燃料轨158中。
在时间C之后并在时间D之前,可以将SV引入的施加电压360设定为大致25%的占空比的保持信号364,以命令保持螺线管电流370,以便在燃料输送期间将入口阀208维持在关闭位置。在与时间A1相一致的保持电流占空比结束时,将SV施加电压调整为接地(GND),从而使螺线管电流370降低。因此,在柱塞144到达TDC位置之前,SV 202的螺线管206可以在时间A1处断电。即使SV 202的螺线管206可以在A1处断电,但是由于压力室212内的增加的压力,在随后的进气冲程开始之前,入口阀208仍可以保持关闭。在此处,可能不会发生从燃料通道154流入压力室212中的燃料流,并且也可能会阻碍从压力室212流向燃料通道154的燃料流。如果压力室212内的压力较高,则入口阀208的停用柱塞弹簧力可能无法克服压力室212的压力。然而,如由所示的第四状况340所示,燃料可以继续经由出口阀216从压力室212朝向燃料轨158流动。
在时间D处完成输送冲程之后(例如,其中柱塞144处于TDC位置),柱塞144开始随后的进气冲程(例如,紧接在如上所述的时间B与时间D之间的输出冲程之后的进气冲程)。随着压力室212内的压力减小,入口阀208可以打开。因此,SV 202的入口阀208可以从时间C开始一直保持在关闭位置,直到(例如,在时间D处)达到TDC为止。因此,当压力室内的燃料捕集量相当大时,即使螺线管206可能在(例如,在时间C与时间D之间的)较早时间被断电,DI燃料泵的压力室内的压缩压力(例如,燃料压力)也可以将入口阀208保持关闭,直到柱塞144到达TDC位置为止。
应当了解,时间C可以出现在以下两者之间的任何位置:时间B,此时柱塞144到达BDC位置;以及时间D,此时柱塞144到达TDC位置,以完成泵的一个循环并且开始下一个循环(例如,其中每个循环包括紧接在一个进气冲程之后的一个输出冲程,中间没有其他冲程,使得进气冲程和输出冲程一起形成一个循环)。特别地,SV 202以及因此入口阀208可以在柱塞144的BDC位置与TDC位置之间的任何时刻完全关闭,从而控制由DI燃料泵140泵送的燃料量。如先前所提及,燃料量可以被称为捕集体积分数或泵送排量分数,这可以被表示为小数或百分数。例如,当螺线管溢流阀被通电到与直接喷射燃料泵的活塞的输出冲程的开始相一致的关闭位置时,捕集体积分数为100%。
对SV 202的螺线管206进行通电和断电可以由控制器170基于经由连接185(其中由图1示出并在上文描述了控制器170和连接185)接收的凸轮146的角度位置来控制。换句话说,可以与凸轮146的角度位置同步地控制(例如,激活和停用)SV 202。凸轮146的角度位置可以对应于柱塞144的线性位置,即,当柱塞144处于TDC或BDC,或者在其之间的任何其他位置时的位置。以此方式,施加到SV 202以打开或关闭入口的施加电压(例如,通电)可能发生在柱塞144的BDC与TDC之间。如本文所述,施加到SV 202以将燃料输送到燃料轨的施加电压可能发生在柱塞144的速度和速率以恒定速率减小的状况期间。例如,对于较低的发动机负荷(例如,巡航转速)的状况,SV 202的螺线管206的通电可能发生在输出冲程的主要部分期间,其中在整个主要部分中,柱塞的速度以恒定速率减小。
如上所述,直接喷射燃料泵的柱塞的位置可以在TDC位置与BDC位置之间变化。电磁阀位置可以基于施加到电磁阀的电压和电流而打开或关闭。例如,打开位置可以发生在没有电压被施加到SV202并且SV 202被断电或停用(例如,电磁阀可以是常开电磁阀)的状况期间。当电压被施加到SV 202并且SV 202被通电或激活时,可能会发生SV 202的关闭位置。凸轮的角度位置可以由位置传感器来测量。在凸轮旋转通过完整的旋转循环时,凸轮可以旋转到连续多个位置(例如,15度、30度、70度等)中的任何位置。在一些示例,诸如下文参考图4所描述的示例中,凸轮可以配置有四个凸角,并且凸轮的完整循环可以在凸轮的90度旋转内发生(例如,使得凸轮的每次完整旋转都发生四个完整循环,其中凸轮的完整旋转是360度旋转)。然而,在其他示例中,凸轮可以配置有不同数量的凸角(例如,两个凸角),并且凸轮的完整循环可以在凸轮的不同度数的旋转(例如,180度旋转)内发生。如本文所提及的,最小角度持续时间可以对应于SV202的激活(和停用)所基于的凸轮146(和所连接的发动机凸轮轴)的旋转度数。在一些示例中,凸轮146的完整循环可以对应于如图3所示的由一个进气冲程和一个输出冲程组成的完整DI燃料泵循环。
参考图4,根据本公开示出了图表400,所述图表400具有车辆燃料系统的直接喷射燃料泵的凸轮的柱塞升程量与凸轮角度关系的曲线图402。在一些示例中,本文参考图表400描述的柱塞、凸轮、直接喷射燃料泵和车辆燃料系统可以与上文参考图1描述的柱塞144、凸轮146、直接喷射燃料泵140和车辆燃料系统150相似(或相同)。图表400的水平轴线示出了凸轮角度(例如,凸轮的旋转位置),并且图表400的竖直轴线示出了柱塞升程(例如,柱塞在直接喷射燃料泵内的位置)。如上所述,可以通过位置传感器来测量凸轮角度,并且凸轮的旋转位置可以是相对于凸轮的预定的初始旋转位置(例如,0度旋转)而言的。可以相对于柱塞的预定位置来测量柱塞升程量。例如,如由图表400所示的0毫米的柱塞升程可对应于柱塞的BDC位置(例如,柱塞从燃料泵的压力室最远地缩回的位置,所述压力室类似于上文参考图2描述的压力室212)。
由直接喷射燃料泵输出的总燃料量(例如,泵排量体积)是柱塞的移动量的函数。例如,在柱塞在单个循环期间从BDC移动到TDC时,由燃料泵在单个循环期间输出的燃料量可能会增加,这取决于燃料泵的电磁阀在单个循环的输出冲程期间的通电正时。另外,在对燃料泵的螺线管进行通电的状况期间,来自燃料泵的燃料流的速度可以是柱塞速度(例如,每一凸轮角度或凸轮旋转量的柱塞升程量)的函数。例如,在输出冲程中较早地(例如,在较小的凸轮角度量,诸如55度下)发生螺线管的通电的状况期间,由燃料泵输出的燃料的流动速度可能会相对较高,并且在输出冲程中较晚地(例如,在较大的凸轮角度量,诸如70度下)发生螺线管的通电的状况期间,由燃料泵输出的燃料的流动速度可能会相对较低。然而,对于每一种发动机工况(例如,发动机转速),如下文进一步描述的,在每个输出冲程的至少一半期间减小燃料泵的柱塞速度,使得通过燃料泵(例如,到达燃料轨和/或返回到燃料通道)的总燃料流的速度在每个输出冲程的至少一半期间类似地减小。
曲线图402示出了与发动机转速无关的(例如,对于较低的发动机转速和较高的发动机转速两者)柱塞升程与凸轮角度的关系。特别地,随着发动机的运转转速改变(例如,增加或减小),由曲线图402所示的柱塞升程与凸轮角度的关系不会变化。尽管凸轮可能会因为凸轮轴被发动机更快地驱动(例如,旋转)而以更高的发动机转速更快地驱动(例如,旋转),但是柱塞升程对应地会随凸轮旋转速度(例如,凸轮旋转速率)而变化,使得对于每个不同的发动机转速都能维持由曲线图402所示的柱塞升程与凸轮角度的关系(例如,维持相同)。车辆燃料系统的控制器(诸如上文参考图1描述的控制器170)可以类似于上文描述的示例来调整直接喷射燃料泵的操作(例如,控制器可以调整直接喷射燃料泵的电磁阀的通电正时,以便控制由燃料泵输送到燃料轨(诸如上文参考图1描述的燃料轨158)的燃料量)。
图4所示的曲线图402对应于根据本公开的直接喷射燃料泵的单个循环,其中所述单个循环包括进气冲程和紧接在进气冲程之后的输出冲程。特别地,曲线图402的包括较高密度的第一点画阴影的部分对应于进气冲程,并且曲线图402的包括较低密度的第二点画阴影的部分对应于输出冲程。在图4所示的示例中,对应于进气冲程的开始的柱塞的TDC位置发生在由标记412指示的凸轮角度处,其中标记412沿着水平轴线定位并且与竖直轴线406相交。对应于进气冲程的结束以及输出冲程的开始的柱塞的BDC位置(例如,0mm的柱塞升程)发生在由标记404指示的凸轮角度处,其中标记404沿着水平轴线定位并且与轴线408相交。对应于输出冲程的结束的柱塞的TDC位置发生在由标记414指示的凸轮角度处,其中标记414沿着水平轴线定位并且与竖直轴线410相交。
如图4所示,曲线图402在进气冲程部分处的形状相对于曲线图402在输出冲程部分处的形状是不对称的。特别地,曲线图402在进气冲程部分处的斜率420比曲线图402在输出冲程部分处的斜率422陡,使得进气冲程部分处的柱塞升程相对于凸轮角度的变化率(例如,柱塞速度)大于输出冲程部分处的柱塞升程相对于凸轮角度的变化率。进气冲程部分发生在第一量411的凸轮旋转(例如,第一范围的凸轮角度)内,并且输出冲程部分发生在第二量413的凸轮旋转(例如,第二范围的凸轮角度)内,其中第二量413大于第一量411(例如,第二量413包括比第一量411更大的凸轮旋转量或更大的凸轮角度量)。在进气冲程期间,柱塞移动完成一定的升程量416,并且在输出冲程期间,柱塞移动完成一定的升程量418,其中升程量416是与升程量418相同的升程量(例如,相同的长度)。在一些示例中,升程量416和升程量418可以是在4至4.5毫米的范围内(例如,4.2毫米、4.3毫米等)。由于柱塞在进气冲程期间从TDC位置移动到BDC位置,并且由于柱塞在输出冲程期间从BDC位置移动到TDC位置,因此柱塞在进气冲程和输出冲程中的每一者期间行进了相同的长度量(例如,相对于输出冲程,柱塞在进气冲程期间移动通过了相同量的柱塞升程)。然而,由于输出冲程相对于进气冲程发生在更大量的凸轮旋转(例如,上文描述的第二量413的凸轮旋转)内,因此针对给定的凸轮旋转速率,相对于对应的进气冲程,输出冲程可以在更长的持续时间(例如,更长的时间量)内发生。凸轮的一个或多个凸角可以被成形为相对于进气冲程期间的增加的柱塞速度在输出冲程期间提供减小的柱塞速度。例如,尽管凸轮可以基于发动机的运转转速的速率旋转(例如,这归因于凸轮通过由发动机驱动的凸轮轴旋转),但是凸轮廓线(例如,凸轮的形状)被配置为提供由图4的图表400的曲线图402所示的柱塞升程与凸轮角度的关系。
在所示的示例中,组合的第一量411和第二量413一起等于90度凸轮旋转,使得凸轮在每个完整循环内(例如,在包括紧接在进气冲程之后的输出冲程的类似于图2所示的示例的每个循环内)旋转90度。在此示例中,凸轮可以包括四个凸角,使得在凸轮的每次完整旋转(例如,360度旋转)内,发生四个完整循环。然而,在其他示例中,取决于凸轮的凸角的数量,组合的第一量411和第二量413可以一起等于不同量的凸轮旋转(例如,180度,120度等)。作为一个示例,凸轮可以包括单个凸角,其中组合的第一量411和第二量413一起等于360度凸轮旋转(例如,凸轮的每次完整旋转都会导致包括一个进气冲程和一个输出冲程的一个循环)。作为另一个示例,凸轮可以包括两个凸角,其中组合的第一量411和第二量413一起等于180度凸轮旋转(例如,凸轮的每次完整旋转都会导致两个循环,其中每个循环包括一个进气冲程和一个输出冲程)。其他示例是可能的。
参考图5,示出了具有曲线图502的图表500,所述曲线图502示出了车辆燃料系统的直接喷射燃料泵的凸轮的常规的柱塞升程量与凸轮角度的关系。在图5所示的常规示例中,直接喷射燃料泵的凸轮被配置为针对进气冲程和输出冲程提供对称的柱塞升程与凸轮角度的关系。特别地,曲线图502的包括较高密度的第一点画阴影的部分对应于进气冲程,并且曲线图502的包括较低密度的第二点画阴影的部分对应于输出冲程。在图5所示的示例中,对应于进气冲程的开始的柱塞的TDC位置发生在由标记512指示的凸轮角度处,其中标记512沿着水平轴线定位并且与竖直轴线506相交。对应于进气冲程的结束以及输出冲程的开始的柱塞的BDC位置(例如,0mm的柱塞升程)发生在由标记504指示的凸轮角度处,其中标记504沿着水平轴线定位并且与轴线508相交。对应于输出冲程的结束的柱塞的TDC位置发生在由标记514指示的凸轮角度处,其中标记514沿着水平轴线定位并且与竖直轴线510相交。
如图5所示,曲线图502在进气冲程部分处的形状相对于曲线图502在输出冲程部分处的形状是对称的。特别地,曲线图502在进气冲程部分处的斜率520具有与曲线图502在输出冲程部分处的斜率522相同程度的陡度,使得进气冲程部分处的柱塞升程相对于凸轮角度的变化率(例如,柱塞速度)具有与输出冲程部分处的柱塞升程相对于凸轮角度的变化率相同的量值。进气冲程部分发生在第一量511的凸轮旋转(例如,第一范围的凸轮角度)内,并且输出冲程部分发生在第二量513的凸轮旋转(例如,第二范围的凸轮角度)内,其中第二量513是与第一量511相同的凸轮旋转量。在进气冲程期间,柱塞移动完成一定的升程量530,并且在输出冲程期间,柱塞移动完成一定的升程量532,其中升程量530是与升程量532相同的升程量(例如,相同的长度)。在所示的示例中,曲线图502的形状关于轴线508对称,使得柱塞在进气冲程部分期间回缩的速率(例如,柱塞升程每一凸轮角度减小的速率)具有与柱塞在输出冲程部分期间上升的速率相同的量值。如上所述,进气冲程部分发生在第一量511的凸轮旋转内,并且输出冲程部分发生在第二量513的凸轮旋转内,其中第二量513是与第一量511相同的凸轮旋转量。组合的第一量511和第二量513一起等于90度凸轮旋转(例如,其中第一量511和第二量513各自都是45度凸轮旋转),使得凸轮在每个完整循环内(例如,在包括紧接在进气冲程之后的输出冲程的每个循环内)旋转90度。凸轮可以包括四个凸角,使得在凸轮的每次完整旋转(例如,360度旋转)内,发生四个完整循环。由于输出冲程相对于进气冲程发生在相同量的凸轮旋转内(例如,对于进气冲程是45度凸轮旋转,并且对于紧接在进气冲程之后的输出冲程是45度旋转),因此针对给定的凸轮旋转速率,相对于对应的进气冲程,输出冲程在相等的持续时间(例如,相等的时间量)内发生。
参考图6,图表600包括图4所示和上文描述的曲线图402,以及图5所示和上文描述的曲线图502。出于比较目的,曲线图402和曲线图502被图表600所包括。图表600包括上文参考图4描述并以与图4相同的布置示出的轴线406、轴线408、轴线410、标记412、标记404以及标记414。图表600另外包括上文参考图5描述并以与图5相同的布置示出的轴线506、轴线508、轴线510、标记512、标记504以及标记514。
如由与标记412相交的轴线406和与标记512相交的轴线506之间的长度602,以及与标记414相交的轴线410和与标记514相交的轴线510之间的长度604所示,曲线图402相对于曲线图502存在偏移(例如,异相)。然而,将曲线图402和曲线图502示出为彼此偏移是为了方便图示,并且在一些示例中,曲线图402相对于曲线图502可以被示出为是同相的。在所示的示例中,如由曲线图402所表示的进气冲程开始时的柱塞的TDC位置相对于常规示例(例如,如由曲线图502所表示的进气冲程开始时的柱塞的TDC位置)异相地发生。特别地,长度602表示由曲线图402指示的TDC位置相对于由曲线图502指示的TDC位置偏移的凸轮旋转量(例如,凸轮角度)。另外,如由曲线图402所表示的输出冲程结束时的柱塞的TDC位置相对于常规示例(例如,如由曲线图502所表示的输出冲程结束时的柱塞的TDC位置)异相地发生。长度602和长度604是相同的长度量。然而,尽管曲线图402如上所述在x轴线的方向上相对于曲线图502存在偏移(例如,偏移等于长度602或长度604的量,其中长度602和长度604是相同的长度量),但是与标记504相交的轴线508和与标记404相交的轴线408之间的长度606不是与长度602或长度604相同的长度量。在所示的示例中,长度606小于长度602和长度604中的每一者(例如,较小的凸轮旋转量)。在此配置中,即使曲线图402和曲线图502同相,使得由曲线图402表示的进气冲程的TDC位置发生在与由曲线图502表示的常规示例的进气冲程的TDC位置相同的凸轮角度处,本公开的由曲线图402表示的进气冲程相对于常规示例的进气冲程也发生在较小量的凸轮旋转(例如,图4所示和上文描述的第一量411)内,并且本公开的由曲线图402表示的输出冲程相对于常规示例的输出冲程也发生在较大量的凸轮旋转(例如,图4所示和上文描述的第二量413)内。因此,本公开的由曲线图402表示的输出冲程可以通过经由柱塞从BDC位置调整到TDC位置的减小的速率来减少燃料泵内的内部燃料压力的突然变化而减少与直接喷射燃料泵的操作相关联的NVH。
参考图7,根据本公开示出了具有曲线图702的图表700,所述曲线图702示出了上文参考图4描述的车辆燃料系统的直接喷射燃料泵的凸轮的柱塞速度与凸轮角度的关系。图表700的水平轴线指示凸轮角度(例如,凸轮旋转量),并且图表700的竖直轴线指示柱塞速度(例如,燃料泵的柱塞在进入燃料泵的压力室或从燃料泵的压力室缩回的方向上的移动速率,这相应地取决于速度为正还是为负)。水平轴线706指示柱塞速度的方向的变化,其中曲线图702在轴线706竖直上方的部分指示柱塞在朝向柱塞的TDC位置的方向上的移动,并且曲线图702在轴线706竖直下方的部分指示柱塞在朝向BDC位置的方向上的移动。例如,曲线图702的包括较高密度的第一点画阴影的部分对应于如上所述的柱塞从TDC位置朝向BDC位置移动的进气冲程,并且曲线图702的包括较低密度的第二点画阴影的部分对应于如上所述的柱塞从BDC位置朝向TDC位置移动的输出冲程。布置在轴线706与竖直轴线704的交点处的标记720指示柱塞的移动从第一方向(例如,在进气冲程期间远离压力室)转变为第二方向(例如,在输出冲程期间朝向压力室)的位置。标记722沿着水平轴线定位在与轴线704相交的位置处,并且对应于与由图4所示的标记404指示的凸轮角度相同的凸轮角度。
曲线图702的布置在轴线706竖直上方的指示直接喷射燃料泵的单个循环的输出冲程的部分包括开始斜坡部分709、结束斜坡部分713和主要部分711。开始斜坡部分709对应于柱塞在朝向TDC的方向上的增加的速度,结束斜坡部分713对应于柱塞在朝向TDC的方向上的减小的速度,并且主要部分711对应于柱塞在朝向TDC的方向上的在开始斜坡部分709与结束斜坡部分713之间的凸轮角度内的减小的速度。通过燃料泵的总燃料流相对于凸轮角度的速度是柱塞速度(例如,柱塞升程量相对于凸轮角度或凸轮旋转量)的函数。例如,在柱塞以较大的正速度(例如,处于沿着水平轴线的对应于轴线726的位置的凸轮角度)移动的状况期间,通过燃料泵的燃料的流动速度(例如,返回到燃料通道或流动到燃料轨)可能会相对较高,并且在柱塞以较小的正速度(例如,处于沿着水平轴线的对应于轴线728的位置的凸轮角度)移动的状况期间,通过燃料泵的燃料的流动速度可能会相对较低。作为一个示例,由燃料泵输出的燃料的流动速度(例如,输出到燃料轨和/或流体地联接到燃料泵的入口的燃料通道,取决于燃料泵的电磁阀是通电还是断电)在输出冲程的主要部分711期间可能比在输出冲程的结束斜坡部分713期间的流动速度更高。
曲线图702示出了与发动机转速无关的柱塞速度与凸轮角度的关系。特别地,随着发动机的运转转速改变(例如,增加或减小),由曲线图702所示的柱塞速度与凸轮角度的关系不会变化。尽管凸轮可能会因为凸轮轴被发动机更快地驱动(例如,旋转)而以更高的发动机转速更快地驱动(例如,旋转),但是柱塞速度对应地会随凸轮旋转速度(例如,凸轮旋转速率)而变化,使得对于每个不同的发动机转速都能维持由曲线图702所示的柱塞速度与凸轮角度的关系(例如,维持相同)。
作为直接喷射燃料泵的一个示例操作,可以维持直接喷射燃料泵的驱动速度(例如,凸轮可以恒定速度旋转以驱动燃料泵的柱塞),同时在输出冲程的总持续时间(例如,总长度743)的至少一半内连续地减小通过直接喷射燃料泵(例如,返回到燃料通道和/或流动到燃料轨)的总燃料流的流动速度。特别地,通过直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度在主要部分711处以第一恒定速率减小(例如,在柱塞速度以第一恒定速率减小时),并且通过直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度在结束斜坡部分713处以第二恒定速率减小(例如,在柱塞速度以第二恒定速率减小时)。
第二恒定速率大于第一恒定速率(例如,第二恒定速率的量值大于第一恒定速率的量值),如由轴线712与轴线714之间的角度718所指示(例如,其中在结束斜坡部分713处对准的轴线714相对于在主要部分711处对准的轴线712形成更陡的角度)。在一些示例中,柱塞速度可以从主要部分711的开始处(例如,在轴线726处)每度凸轮角度0.14毫米减小到主要部分711的结束处(例如,在轴线728处)每度凸轮角度0.10毫米,其中主要部分711的开始和主要部分711的结束可以隔开大致20度的凸轮角度(例如,对应于长度730的凸轮旋转)。因此,在所示的示例中,第一恒定速率可以具有每平方度0.002毫米的量值。另外,柱塞速度可以从结束斜坡部分713的开始处(例如,在轴线733处)每度凸轮角度0.09毫米减小到结束斜坡部分713的结束处(例如,在轴线744处)每度凸轮角度0毫米,其中结束斜坡部分713的开始和结束斜坡部分713的结束可以隔开大致11度的凸轮角度。因此,在所示的示例中,第二恒定速率可以具有每平方度0.008毫米的量值。随着柱塞速度减小,通过直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度也相应地减小。
如上所述,柱塞速度在整个主要部分711中以第一恒定速率连续地减小,并且柱塞速度在整个结束斜坡部分713中以第二恒定速率连续地减小。因此,通过直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度在整个主要部分711中以第一恒定速率连续地减小,并且流动速度在整个结束斜坡部分713中以第二恒定速率连续地减小。尽管通过直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度在主要部分711期间以第一恒定速率连续地减小,并且在结束斜坡部分713期间以第二恒定速率连续地减小,但是流动速度在主要部分711和结束斜坡部分713中的任一者期间都不是恒定的(例如,流动速度连续地减小并且不维持在相同的恒定量,因为柱塞速度连续地减小并且不维持在相同的恒定速率)。
在发生在主要部分711与结束斜坡部分713之间的结束转变部分735期间(其中结束转变部分735直接在主要部分711之后发生,而没有其他部分在这两者之间,并且其中结束转变部分735直接在结束斜坡部分713之前发生,而没有其他部分在这两者之间),柱塞速度从以第一恒定速率减小转变为以第二恒定速率减小。特别地,在整个结束转变部分735中(例如,在曲线图702的布置在轴线728与轴线733之间的部分处,由长度737指示),柱塞速度以非恒定速率逐渐地减小。然而,非恒定速率使得柱塞速度在整个结束转变部分735中都不会减小到低于结束斜坡部分713处的柱塞速度。另外,非恒定速率使得柱塞速度在整个结束转变部分735中都不会增加到高于主要部分711处的柱塞速度。替代地,如由曲线图702所示的柱塞速度从主要部分711的结束(在所述主要部分中,柱塞速度以第一恒定速率连续地减小)到结束斜坡部分713的开始(在所述结束斜坡部分中,柱塞速度以第二恒定速率连续地减小)经由结束转变部分735处的非恒定速率以平滑曲率减小。
在开始斜坡部分709处的通过燃料泵的总燃料流的流动速度以第三速率增加(例如,如由轴线708所指示)。在一些示例中,第三速率可以是恒定速率,并且在其他示例中,第三速率可以是非恒定速率。在一些示例中,第三速率的量值(或在第三速率是非恒定速率的示例中为第三速率的平均值的量值)可以大于第二恒定速率的量值。例如,在开始斜坡部分709的开始处(例如,在轴线704处),柱塞速度可以是每度凸轮角度0毫米,并且在开始斜坡部分709的结束处(例如,在轴线726处),柱塞速度可以是每度凸轮角度0.14毫米,其中开始斜坡部分709的开始和开始斜坡部分709的结束隔开大致13度的凸轮角度。因此,第三速率可以具有每平方度0.011毫米的量值。
通过直接喷射燃料泵的总燃料流(例如,由直接喷射燃料泵输出且不流动到直接喷射燃料泵中)可以包括引导到燃料轨的流以及在燃料泵的入口处引导到燃料通道的流,这取决于燃料泵的电磁阀是通电还是断电。例如,在电磁阀通电的状况期间,总燃料流可以完全引导到燃料轨,而在电磁阀断电的状况期间,总燃料流可以完全引导到燃料通道(例如,返回到燃料通道)。然而,总燃料流的流动速度是基于柱塞的移动而不是流动的方向。例如,在总燃料流在输出冲程的给定部分(例如,主要部分711)中引导到燃料轨的状况期间,燃料的速度(例如,每秒泵送的燃料体积)可以与输出冲程的给定部分中的在总燃料流引导到燃料通道(例如,返回到燃料通道)的状况期间的燃料的速度相同。
开始斜坡部分709被示出为与轴线708大致一致,结束斜坡部分713被示出为与轴线714大致一致,并且主要部分711被示出为与轴线712大致一致。轴线712不与水平轴线平行,并且因此,主要部分711不指示柱塞的恒定速度的状况。替代地,在输出冲程的开始斜坡部分709与结束斜坡部分713之间的主要部分711处,柱塞的速度逐渐地减小。例如,轴线712被示出为相对于轴线708以第一角度716布置,并且轴线712被示出为相对于轴线714以第二角度718布置,其中第二角度718相对于第一角度716而言是更大的(例如,更大的角度量)。
示出了开始斜坡部分709的长度740(例如,持续时间),其中开始斜坡部分709的长度740大于轴线733与轴线744之间的结束斜坡部分713的长度742(例如,对应于更大的凸轮旋转量的更长的持续时间)。示出了在竖直轴线726与竖直轴线728之间的主要部分711的长度730(其中竖直轴线726和竖直轴线728各自平行于图表700的指示柱塞速度的竖直轴线),其中长度730指示在其中发生输出冲程的由主要部分711指示的部分的凸轮角度(例如,凸轮旋转)量。如下文参考图9进一步所描述的,长度730被配置为是比常规示例更大的长度量。特别地,长度730和长度742的组合大于输出冲程的总长度743的至少一半(例如,以凸轮旋转度数计的输出冲程的总持续时间)。相对于柱塞的速度不减小的常规示例,如由主要部分711所指示的柱塞的减小的速度可能会导致在燃料泵的电磁阀在主要部分711期间通电的状况期间燃料泵内的内部燃料压力的突然变化的衰减。类似于上文描述的示例(例如,参考图4),所产生的衰减可以减少由从将燃料返回到燃料通道到将燃料输送到燃料轨的转变所产生的噪声。
参考图8,示出了具有曲线图802的图表800,所述曲线图802示出了上文参考图5描述的车辆燃料系统的直接喷射燃料泵的凸轮的常规示例的柱塞速度与凸轮角度的关系。图表800的水平轴线指示凸轮角度(例如,凸轮旋转量),并且图表800的竖直轴线指示柱塞速度(例如,燃料泵的柱塞每一凸轮角度在进入燃料泵的压力室或从燃料泵的压力室缩回的方向上的移动速率,这相应地取决于柱塞速度为正还是为负)。水平轴线806指示柱塞速度的方向的变化,其中曲线图802在轴线806竖直上方的部分指示柱塞在朝向柱塞的TDC位置的方向上的移动,并且曲线图802在轴线806竖直下方的部分指示柱塞在朝向BDC位置的方向上的移动。曲线图802的包括较高密度的第一点画阴影的部分对应于柱塞从TDC位置朝向BDC位置移动的进气冲程,并且曲线图802的包括较低密度的第二点画阴影的部分对应于柱塞从BDC位置朝向TDC位置移动的输出冲程。布置在轴线806与竖直轴线804的交点处的标记820指示柱塞的移动从第一方向(例如,在进气冲程期间远离压力室)转变为第二方向(例如,在输出冲程期间朝向压力室)的位置。标记822沿着水平轴线定位在与轴线804相交的位置处,并且对应于与由图5所示的标记504指示的凸轮角度相同的凸轮角度。
根据常规示例的曲线图802的布置在轴线806竖直上方的指示直接喷射燃料泵的单个循环的输出冲程的部分包括第一斜坡部分809、第二斜坡部分813和平坦中心部分811。第一斜坡部分809对应于柱塞在朝向TDC的方向上的增加的速度,第二斜坡部分813对应于柱塞在朝向TDC的方向上的减小的速度,并且中心部分811对应于柱塞在朝向TDC的方向上的在第一斜坡部分809与第二斜坡部分813之间的凸轮角度内的恒定速度。示出了第一斜坡部分809的长度840(例如,持续时间),其中第一斜坡部分809的长度840小于轴线830与轴线844之间的第二结束斜坡部分813的长度842(例如,对应于更小的凸轮旋转量的更短的持续时间),或与所述长度842大致相同。
第一斜坡部分809被示出为与轴线812大致一致,第二斜坡部分813被示出为与轴线814大致一致,并且中心部分811被示出为与轴线810大致一致。轴线810与图表800的水平轴线平行,并且因此,中心部分811指示柱塞相对于凸轮角度的恒定速度的状况。例如,轴线810被示出为相对于轴线812以第一角度816布置,并且轴线810被示出为相对于轴线814以第二角度818布置,其中第一角度816和第二角度818是大致相同的角度量(例如,轴线812与轴线814大致是对称的)。示出了在竖直轴线828与竖直轴线830之间的中心部分811的长度826(其中竖直轴线828和竖直轴线830平行于图表800的指示柱塞速度的竖直轴线),其中长度826指示在其中发生输出冲程的由中心部分811指示的部分的凸轮角度(例如,凸轮旋转)量。
参考图9,图表900包括图7所示和上文描述的曲线图702,以及图8所示和上文描述的曲线图802。出于比较目的,曲线图702和曲线图802被图表900所包括。图表900包括上文参考图7描述并以与图7相同的布置示出的轴线704、轴线706、轴线708、轴线712、轴线714、标记720、标记722、竖直轴线726以及竖直轴线728。图表900另外包括上文参考图8描述并以与图8相同的布置示出的轴线804、轴线806、轴线810、轴线812、轴线814、竖直轴线828、竖直轴线830、标记820以及标记822。
类似于上文参考图6描述的曲线图402与曲线图502之间的比较,曲线图702和曲线图802由图9示出为彼此偏移(例如,相对于彼此异相)。例如,竖直轴线704和竖直轴线804彼此偏移长度908,其中竖直轴线704与标记720相交,从而指示由曲线图702表示的柱塞速度根据本公开改变方向所在的凸轮角度,并且竖直轴线804与标记820相交,从而指示由曲线图802表示的柱塞速度根据常规示例改变方向所在的凸轮角度。
图表900另外示出了曲线图702的主要部分711的长度730以及曲线图802的中心部分811的长度826,以进行相对比较。如所示,长度730是比长度826更大的长度量(例如,对应于更大的凸轮角度或凸轮旋转量)。另外,如由与中心部分811一致的轴线810和与主要部分711一致的轴线712之间的角度902所指示,曲线图702的主要部分711被示出为相对于曲线图802的中心部分811成角度。曲线图702的较大长度730以及主要部分711相对于常规示例的中心部分811的角度902会导致根据本发明的输出冲程期间柱塞速度的更平缓的减小(例如,如由曲线图702所表示)。作为另一个示例,图表900示出了曲线图702的结束斜坡部分713的长度906以及曲线图802的第二斜坡部分813的长度904。由于曲线图702的主要部分711的角度,长度906是小于长度904的长度量,而曲线图802的中心部分811不成角度(例如,中心部分811与水平轴线平行地延伸,从而指示恒定速度)。根据本公开的如由曲线图702所表示的柱塞速度的更平缓的减小可以在螺线管在较低的发动机转速(例如,较低的发动机转速,诸如在600与1000RPM之间的怠速转速)下通电时带来减小的柱塞速度,这可以减少由燃料泵产生的噪声。
例如,在较高的发动机转速(例如,5000RPM)下,燃料泵的螺线管的通电可能会在输出冲程中较早地发生(例如,在大致55度的凸轮角度处),并且在较低的发动机转速(例如,1000RPM)下,燃料泵的螺线管的通电可能会在输出冲程中较晚地发生(例如,在大致75度的凸轮角度处)。相对于在输出冲程中较晚地对螺线管进行通电,在输出冲程中较早地对螺线管进行通电可能会导致更大体积的燃料流动到燃料轨(例如,以适应更高的发动机负荷)。虽然较高的发动机转速可能会导致发动机的可能会使燃料泵的噪声模糊的增加的总噪声,但是在较低的发动机转速下,燃料泵的噪声可能会更加明显。然而,通过将柱塞的速度在与较低的发动机转速的较晚的螺线管通电正时相关联的凸轮角度处配置为较低速度,减少了燃料泵的所产生的噪声,并且可以增加操作者舒适度。
参考图10,包括曲线图1002和曲线图1004的图表1000示出了根据本公开的上文参考图4和图7描述的车辆燃料系统的直接喷射燃料泵的凸轮的柱塞速度与凸轮角度的关系。曲线图1002对应于直接喷射燃料泵的进气冲程,并且曲线图1004对应于直接喷射燃料泵的同一个循环的输出冲程,其中曲线图1002和曲线图1004彼此不对称。
流入燃料泵中并由燃料泵输出的燃料流的速度是柱塞速度和凸轮角度的函数。例如,在柱塞在燃料泵的输出冲程期间以较高速度移动的状况期间,由燃料泵输出的燃料的流动速度可能会相对较高(例如,返回到燃料通道和/或流动到燃料轨),并且在柱塞在输出冲程期间以较低速度移动的状况期间,由燃料泵输出的燃料的流动速度可能会相对较低。作为一个示例,由燃料泵输出的燃料的流动速度(例如,输出到燃料轨和/或流体地联接到燃料泵的入口的燃料通道,取决于燃料泵的电磁阀是通电还是断电)在输出冲程的主要部分1005期间可能比在输出冲程的结束斜坡部分1009期间的流动速度更高。
曲线图1004示出了与发动机转速无关的柱塞速度与凸轮角度的关系。特别地,随着发动机的运转转速改变(例如,增加或减小),由曲线图1004所示的柱塞速度与凸轮角度的关系不会变化。尽管凸轮可能会因为凸轮轴被发动机更快地驱动(例如,旋转)而以更高的发动机转速更快地驱动(例如,旋转),但是柱塞速度对应地会随凸轮旋转速度(例如,凸轮旋转速率)而变化,使得对于每个不同的发动机转速都能维持由曲线图1004所示的柱塞速度与凸轮角度的关系(例如,维持相同)。作为直接喷射燃料泵的一个示例操作,可以维持直接喷射燃料泵的驱动速度(例如,凸轮可以恒定速度旋转以驱动燃料泵的柱塞),同时在输出冲程的总持续时间(例如,总长度1013)的至少一半内连续地减小来自直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度。特别地,来自直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度在主要部分1005处以第一速率减小(例如,在柱塞速度以第一速率减小时),并且来自直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度在结束斜坡部分1009处以第二速率减小(例如,在柱塞速度以第二速率减小时)。如由轴线1014相对于轴线1012所指示,第二速率大于第一速率(例如,其中在结束斜坡部分1009处对准的轴线1014相对于在主要部分1005处对准的轴线1012形成更陡的角度,其中轴线1012和轴线1014处于与图7所示和上文描述的轴线712和轴线714相同的相对布置)。
标记1008指示柱塞处于进气冲程的TDC位置的凸轮角度,标记1006指示柱塞在进气冲程结束和输出冲程开始时处于BDC位置的凸轮角度,并且标记1010指示柱塞在输出冲程结束时处于TDC位置的凸轮角度。参考图7,曲线图702的被示出为在轴线706竖直下方的部分由图表1000的曲线图1002表示,并且曲线图702的被示出为在轴线706竖直上方的部分由图表1000的曲线图1004表示。例如,曲线图1002示出了根据本公开的柱塞速度与凸轮角度的关系,而没有示出柱塞的移动方向,而图7的曲线图702另外经由速度的方向分量示出了柱塞的移动方向(例如,不管曲线图702的部分是在轴线706竖直上方还是竖直下方示出)。因此,由图表1000所示的若干轴线和其他元件处于与图7和图9所示以及上文描述的轴线和其他元件的布置相同的相对布置中。例如,图表1000包括轴线1007、轴线1012以及轴线1014,这分别类似于轴线708、轴线712以及轴线714,并且处于与上文参考图7和图9描述的轴线708、轴线712以及轴线714相同的相对布置中。图表1000另外包括轴线1020、轴线1022、轴线1024、轴线1033、轴线1026、长度1028、长度1030、长度1032以及长度1037,这分别类似于上文描述的轴线704、轴线726、轴线728、轴线733、轴线744、长度740、长度730、长度742以及长度737。
图表1000示出了进气冲程的进气部分1055的长度1056,其中长度1056布置在竖直轴线1052与竖直轴线1054之间。在竖直轴线1050与竖直轴线1020之间示出了进气冲程的总长度1058,其中进气部分的总长度1058小于输出冲程的总长度1013(例如,长度1028、长度1030和长度1032的组合)。另外,长度1030和长度1032的组合(例如,长度1030和长度1032的组合长度)大于输出冲程的总长度1013的一半(如上文参考图7关于长度730、长度742和总长度743所描述)。进气冲程的进气部分1055处的柱塞速度大于输出冲程的主要部分1005处的柱塞速度。特别地,由于进气部分1055处的柱塞速度不以恒定速率减小,并且主要部分1005处的柱塞速度以第一恒定速率减小,并且由于通过直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度是基于柱塞速度(例如,由于柱塞速度减小而减小,并且由于柱塞速度增加而增加),因此整个进气部分1055中的总燃料流的流动速度高于整个主要部分1005中的总燃料流的流动速度。由于图7所示的图表700示出了柱塞速度与凸轮角度的关系,并且图表1000示出了柱塞速度与凸轮角度的关系,因此图7所示的输出冲程的总长度743与图10所示的输出冲程的总长度1013相同。图10所示的长度1028、长度1030和长度1032分别与图7所示的长度740、长度730和长度742相同。
参考图11,包括曲线图1102和曲线图1104的图表1100示出了上文参考图5和图8描述的车辆燃料系统的直接喷射燃料泵的凸轮的常规示例的柱塞速度与凸轮角度的关系。曲线图1102对应于直接喷射燃料泵的进气冲程,并且曲线图1104对应于直接喷射燃料泵的同一个循环的输出冲程,其中曲线图1102和曲线图1104彼此对称。标记1108指示根据常规示例的柱塞处于进气冲程的TDC位置的凸轮角度,标记1106指示根据常规示例的柱塞在进气冲程结束和输出冲程开始时处于BDC位置的凸轮角度,并且标记1110指示根据常规示例的柱塞在输出冲程结束时处于TDC位置的凸轮角度。参考图8,曲线图802的被示出为在轴线806竖直下方的部分由图表1100的曲线图1102表示,并且曲线图802的被示出为在轴线806竖直上方的部分由图表1100的曲线图1104表示。例如,曲线图1104示出了根据常规示例的柱塞速度与凸轮角度的关系,而没有示出柱塞的移动方向,而图8的曲线图802另外经由速度的方向分量示出了柱塞的移动方向(例如,不管曲线图802的部分是在轴线806竖直上方还是竖直下方示出)。由图表1100所示的若干轴线处于与图8和图9所示以及上文描述的轴线的布置相同的相对布置中。例如,图表1100包括轴线1111、轴线1112以及轴线1114,这分别类似于轴线810、轴线812以及轴线814,并且处于与上文参考图8和图9描述的轴线810、轴线812以及轴线814相同的相对布置中。图表1100另外包括轴线1120、轴线1122、轴线1124、轴线1126、长度1128、长度1130以及长度1132,这分别类似于上文描述的轴线804、轴线828、轴线830、轴线844、长度840、长度826以及长度830。
图表1100示出了进气冲程的进气部分1160的长度1150,其中长度1150布置在竖直轴线1156与竖直轴线1158之间。在竖直轴线1154与竖直轴线1120之间示出了进气冲程的总长度1152,其中进气部分的总长度1152是与输出冲程的总长度(例如,长度1128、长度1130和长度1132的组合)大致相同的长度量。
参考图12,图表1200包括图10所示和上文描述的曲线图1002和曲线图1004,以及图11所示和上文描述的曲线图1102和曲线图1104。出于比较目的,根据本公开的曲线图1002和曲线图1004以及常规示例的曲线图1102和曲线图1104被图表1200所包括。图表1200包括上文参考图10描述并以与图10相同的布置示出的标记1006、标记1008、标记1010、轴线1007、轴线1012以及轴线1014。图表1200另外包括上文参考图11描述并以与图11相同的布置示出的标记1106、标记1108、标记1110、轴线1111、轴线1112以及轴线1114。如上所述,根据本公开的柱塞速度在输出冲程的主要部分和结束斜坡部分期间减小,而柱塞速度在常规示例的主要部分期间保持恒定(例如,不减小)。
以此方式,通过将直接喷射燃料泵配置为在主要部分和结束斜坡部分期间以减小的柱塞速度操作,可以在柱塞速度在较低的发动机转速下减小时进行对电磁阀的通电。因此,相对于柱塞速度不减小的示例,可以减少燃料泵内的燃料压力的突然变化,并且可以减少与燃料泵的操作相关联的噪声、振动和/或粗糙性,这可以增加操作者舒适度。
在输出冲程期间减小直接喷射燃料泵的柱塞速度的技术效果是:减少在电磁阀从断电状况调整到通电状况时因直接喷射燃料泵内的燃料压力的突然变化所致的噪声。
在一个实施例中,一种方法包括:在发动机的凸轮驱动的直接喷射燃料泵的输出冲程期间,维持所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的驱动速度,同时在所述输出冲程的总持续时间的至少一半内连续地减小来自所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度。在所述方法的第一示例中,连续地减小所述总燃料流的所述流动速度包括在所述输出冲程的主要部分期间以第一恒定速率减小所述流动速度并且在所述输出冲程的结束斜坡部分期间转变为以第二恒定速率减小所述流动速度。所述方法的第二示例任选地包括第一示例,并且还包括其中所述输出冲程包括开始斜坡部分,其中所述主要部分出现在所述开始斜坡部分与所述结束斜坡部分之间,并且其中所述开始斜坡部分的持续时间长于所述结束斜坡部分的持续时间。所述方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者,并且还包括其中所述第二恒定速率的量值大于所述第一恒定速率的量值,并且其中转变为以所述第二恒定速率减小所述流动速度包括在所述主要部分与所述结束斜坡部分之间的结束转变部分中以非恒定速率减小所述流动速度。所述方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或每一者,并且还包括在所述输出冲程期间在所述开始斜坡部分处增加来自所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的所述总燃料流的所述流动速度。所述方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者或每一者,并且还包括从在所述输出冲程期间在所述开始斜坡部分处增加来自所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的所述总燃料流的所述流动速度直接转变为在所述主要部分期间以所述第一恒定速率减小所述流动速度。所述方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一者或多者或每一者,并且还包括在所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的单个循环的进气冲程期间使燃料流动到所述凸轮驱动的直接喷射泵,其中所述单个循环仅包括所述进气冲程和所述输出冲程,并且所述输出冲程的所述总持续时间长于所述进气冲程的总持续时间。所述方法的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一者或多者或每一者,并且还包括其中在所述输出冲程的主要部分期间来自所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的所述总燃料流的所述流动速度小于在所述进气冲程的进气部分期间流动到所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的所述燃料的流动速度。所述方法的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一者或多者或每一者,并且还包括在所述输出冲程的所述总持续时间的至少一部分内将所述总燃料流从所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵引导到所述发动机的燃料轨。所述方法的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一者或多者或每一者,并且还包括其中将所述总燃料流从所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵引导到所述燃料轨包括在所述输出冲程的所述总持续时间的整个所述部分中对所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的螺线管进行通电,其中所述总持续时间的所述部分的长度是基于所述燃料的所述流动速度。
在另一个实施例中,一种方法包括:经由凸轮轴的凸轮来驱动发动机的直接喷射燃料泵的柱塞;以及在所述直接喷射燃料泵的输出冲程期间驱动所述柱塞时,在所述输出冲程的主要部分和结束斜坡部分两者处减小所述柱塞的速度,同时维持所述凸轮的旋转速率。在所述方法的第一示例中,所述主要部分和所述结束斜坡部分两者处减小所述柱塞的所述速度包括减小来自所述直接喷射燃料泵的总燃料流速。所述方法的第二示例任选地包括第一示例,并且还包括基于所述柱塞的所述速度而控制所述直接喷射燃料泵的电磁阀的通电正时。所述方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者,并且还包括其中控制所述通电正时包括调整所述电磁阀的占空比。所述方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或每一者,并且还包括其中所述输出冲程完全发生在所述凸轮通过第一角度量的旋转期间,并且所述主要部分和所述结束斜坡部分发生在所述凸轮通过所述第一角度量的所述旋转的至少一半中。所述方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者或每一者,并且还包括其中所述主要部分发生在所述凸轮通过第二角度量的整个旋转中,并且所述结束斜坡部分发生在所述凸轮通过第三角度量的整个旋转中,其中所述第二角度量和所述第三角度量各自是所述第一角度量的部分,并且其中所述第三角度量小于所述第二角度量。所述方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一者或多者或每一者,并且还包括其中在所述输出冲程的所述主要部分和所述结束斜坡部分两者处减小所述柱塞的所述速度,同时维持所述凸轮的所述旋转速率包括在整个所述主要部分中将所述速度减小第一量并且在所述结束斜坡部分处将所述速度减小第二量。
在一个实施例中,一种系统包括:直接喷射燃料泵,所述直接喷射燃料泵包括电磁阀;凸轮,所述凸轮由凸轮轴驱动并且与所述直接喷射燃料泵的柱塞接合;燃料轨,所述燃料轨将所述直接喷射燃料泵流体地联接到燃料喷射器;以及控制器,所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的指令,所述指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作:在所述柱塞通过所述凸轮的旋转驱动时,响应于所述柱塞的速度而调整所述电磁阀的占空比,并且所述柱塞的所述速度在所述直接喷射燃料泵的每个输出冲程的至少一半内减小。在所述系统的第一示例中,所述系统还包括存储在所述控制器的所述非暂时性存储器中的指令,所述指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作:响应于增加的发动机转速,在所述柱塞的所述速度减小时增加所述电磁阀的所述占空比;以及响应于减小的发动机转速,在所述柱塞的所述速度减小时减小所述电磁阀的所述占空比。在所述系统的第二示例中,所述系统还包括存储在所述控制器的所述非暂时性存储器中的指令,所述指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作:维持所述凸轮的旋转速度,同时在所述柱塞的所述速度在所述直接喷射燃料泵的每个输出冲程的至少一半内减小时,响应于所述柱塞的所述速度而调整所述电磁阀的所述占空比。
应当注意,本文所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实施。本文描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)中的一种或多种。因此,所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行,或者在一些情况下被省略。同样地,处理次序不一定是实现本文描述的示例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的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略而重复地执行。另外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示将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,其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施。
应当了解,本文公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些特定的实施例不应被视为具有限制意义,因为众多变化是可能的。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且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“大致”被解释为表示所述范围的±5%。
所附权利要求特别地指出被视为新颖的且非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可能会提及“一个”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应当理解为包括一个或多个此类要素的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可以通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比在范围上无论是更宽、更窄、等同还是不同都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种方法,所述方法包括:
在发动机的凸轮驱动的直接喷射燃料泵的输出冲程期间,
维持所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的驱动速度,同时在所述输出冲程的总持续时间的至少一半内连续地减小来自所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的总燃料流的流动速度。
2.如权利要求1所述的方法,其中连续地减小所述总燃料流的所述流动速度包括在所述输出冲程的主要部分期间以第一恒定速率减小所述流动速度并且在所述输出冲程的结束斜坡部分期间转变为以第二恒定速率减小所述流动速度。
3.如权利要求2所述的方法,其中所述输出冲程包括开始斜坡部分,其中所述主要部分出现在所述开始斜坡部分与所述结束斜坡部分之间,并且其中所述开始斜坡部分的持续时间长于所述结束斜坡部分的持续时间。
4.如权利要求3所述的方法,其中所述第二恒定速率的量值大于所述第一恒定速率的量值,并且其中转变为以所述第二恒定速率减小所述流动速度包括在所述主要部分与所述结束斜坡部分之间的结束转变部分中以非恒定速率减小所述流动速度。
5.如权利要求4所述的方法,所述方法还包括在所述输出冲程期间在所述开始斜坡部分处增加来自所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的所述总燃料流的所述流动速度。
6.如权利要求5所述的方法,所述方法还包括从在所述输出冲程期间在所述开始斜坡部分处增加来自所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的所述总燃料流的所述流动速度直接转变为在所述主要部分期间以所述第一恒定速率减小所述流动速度。
7.如权利要求1所述的方法,所述方法还包括:
在所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的单个循环的进气冲程期间使燃料流动到所述凸轮驱动的直接喷射泵,其中所述单个循环仅包括所述进气冲程和所述输出冲程,并且所述输出冲程的所述总持续时间长于所述进气冲程的总持续时间。
8.如权利要求7所述的方法,其中在所述输出冲程的主要部分期间来自所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的所述总燃料流的所述流动速度小于在所述进气冲程的进气部分期间流动到所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的所述燃料的流动速度。
9.如权利要求1所述的方法,所述方法还包括在所述输出冲程的所述总持续时间的至少一部分内将所述总燃料流从所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵引导到所述发动机的燃料轨。
10.如权利要求9所述的方法,其中将所述总燃料流从所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵引导到所述燃料轨包括在所述输出冲程的所述总持续时间的整个所述部分中对所述凸轮驱动的直接喷射燃料泵的螺线管进行通电,其中所述总持续时间的所述部分的长度是基于所述燃料的所述流动速度。
11.一种系统,所述系统包括:
直接喷射燃料泵,所述直接喷射燃料泵包括电磁阀;
凸轮,所述凸轮由凸轮轴驱动并且与所述直接喷射燃料泵的柱塞接合;
燃料轨,所述燃料轨将所述直接喷射燃料泵流体地联接到燃料喷射器;以及
控制器,所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的指令,所述指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作:
在所述柱塞通过所述凸轮的旋转驱动时,响应于所述柱塞的速度而调整所述电磁阀的占空比,并且所述柱塞的所述速度在所述直接喷射燃料泵的每个输出冲程的至少一半内减小。
12.如权利要求11所述的系统,所述系统还包括存储在所述控制器的所述非暂时性存储器中的指令,所述指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作:
响应于增加的发动机转速,在所述柱塞的所述速度减小时增加所述电磁阀的所述占空比;以及
响应于减小的发动机转速,在所述柱塞的所述速度减小时减小所述电磁阀的所述占空比。
13.如权利要求11所述的系统,所述系统还包括存储在所述控制器的所述非暂时性存储器中的指令,所述指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作:
维持所述凸轮的旋转速度,同时在所述柱塞的所述速度在所述直接喷射燃料泵的每个输出冲程的至少一半内减小时,响应于所述柱塞的所述速度而调整所述电磁阀的所述占空比。
14.如权利要求11所述的系统,所述系统还包括存储在所述控制器的所述非暂时性存储器中的指令,所述指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作:
在所述直接喷射燃料泵的单个循环的进气冲程期间使燃料流动到所述直接喷射燃料泵,其中所述单个循环仅包括所述进气冲程和输出冲程,并且所述输出冲程的总持续时间长于所述进气冲程的总持续时间。
15.如权利要求14所述的系统,所述系统还包括存储在所述控制器的所述非暂时性存储器中的指令,所述指令在被执行时致使所述控制器进行以下操作:
在所述输出冲程的所述总持续时间的至少一部分内将总燃料流从所述直接喷射燃料泵引导到所述燃料轨,同时在所述输出冲程的所述总持续时间的整个所述部分中对所述电磁阀进行通电,其中所述总持续时间的所述部分的长度是基于所述燃料的流动速度。
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