用于操作提升泵的系统和方法技术方案

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。

【技术实现步骤摘要】
用于操作提升泵的系统和方法
本描述总体涉及用于操作燃料提升泵的方法和系统。
技术介绍
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，本文的专利技术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。
技术实现思路
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(stepup)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(rampup)。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
技术实现思路
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。当泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：维持将燃料供应给燃料轨的提升泵关断；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。

【技术特征摘要】
2016.11.16 US 15/353,5351.一种方法，其包括：维持将燃料供应给燃料轨的提升泵关断；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提升泵通电的期望时刻，其中所述期望时刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·切恰克，J·N·阿勒瑞，R·D·普斯福尔，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US