本申請總體上涉及用于運轉燃料泵、特別是直接噴射燃料泵的系統(tǒng)和方法。
背景技術:
進氣道燃料直接噴射(PFDI)發(fā)動機包括燃料的進氣道噴射和直接噴射兩者并且可有利地利用每種噴射模式。例如,在較高發(fā)動機負載下,可使用直接燃料噴射將燃料噴射到發(fā)動機內用于改善發(fā)動機性能(例如,通過增加可用的扭矩和燃料經(jīng)濟性)。在較低發(fā)動機負載下并且在發(fā)動機起動期間,可使用進氣道燃料噴射將燃料噴射到發(fā)動機內以提供改善的燃料氣化而用于增強混合并且降低發(fā)動機排放。進一步地,在較低發(fā)動機負載下進氣道燃料噴射相對于直接噴射可提供改善的燃料經(jīng)濟性。又進一步地,當使用進氣道燃料噴射運轉時,可降低噪聲、振動和粗糙性(NVH)。此外,在一些情況下可使進氣道噴射器和直接噴射器兩者一起運轉以平衡兩種類型的燃料傳送的優(yōu)點或在一些情形下使燃料不同。
在PFDI發(fā)動機中,提升泵(也被稱為低壓泵)將燃料從燃料箱供應到進氣道燃料噴射器和直接噴射燃料泵(也被稱為高壓泵)兩者。直接噴射燃料泵可將較高壓力的燃料供應到直接噴射器。在一些發(fā)動機狀況期間,例如較低發(fā)動機負載期間,燃料可以不經(jīng)由直接噴射器噴射到發(fā)動機。這樣,在這些狀況下,直接噴射燃料泵可以被停用。具體地,在直接噴射燃料泵的壓縮腔的入口處的電磁啟動的止回閥可以被保持在穿過模式(pass-through mode)以允許燃料流入和流出壓縮腔。在這些狀況期間的一個潛在的問題是當穿過直接噴射燃料泵的燃料流被停止時直接噴射泵可能退化。具體地,當直接噴射泵被停用時,直接噴射泵的潤滑和冷卻可能被減少,導致直接噴射泵的退化。
一種用于在直接噴射燃料泵停用期間提供潤滑的示例途徑由Pursifull等人在US 2014/0224217中示出。在該文獻中,當經(jīng)由直接噴射器加燃料被停用時,通過控制壓縮沖程期間的壓縮腔中的壓力,在直接噴射燃料泵中產(chǎn)生壓力差。具體地,在壓縮沖程期間壓縮腔中的壓力可以被增加到高于提升泵的輸出壓力的壓力。通過在壓縮沖程期間增加壓力,直接噴射燃料泵的汽缸和泵活塞的潤滑可以被增強。
本發(fā)明的發(fā)明人已認識到以上途徑的潛在問題。作為一個示例,在直接噴射燃料泵的吸入沖程期間可能不發(fā)生直接噴射燃料泵的汽缸和泵活塞的潤滑。在此,壓縮腔可能與步進腔(step chamber)(在泵活塞的基部下方形成的腔)處于相同的壓力并且壓力差的缺乏可能導致在每個泵沖程的至少一部分期間不發(fā)生潤滑。在吸入沖程期間沒有潤滑和冷卻的情況下,泵退化可能繼續(xù)成為一個問題。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認識到上述問題并且識別出至少部分地解決上述問題的途徑。該途徑包括一種示例方法,該示例方法包括在直接噴射燃料泵中的壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間,將直接噴射燃料泵的步進腔中的壓力調節(jié)為基本恒定的壓力。以此方式,可以在直接噴射燃料泵中獲得壓力差,從而提供潤滑。
例如,連接到發(fā)動機中的直接噴射燃料泵可以包括在孔中往復的泵活塞,該泵活塞被發(fā)動機的曲軸驅動。壓縮腔可以被形成在泵活塞的第一側上,并且步進腔可以被形成在泵活塞的第二側上,其中第一側和第二側被彼此相對地定位。在一個示例中,壓縮腔被形成在泵活塞的頂表面的豎直上方,而步進腔被形成在泵活塞的底表面的豎直下方。步進腔可以流體連接至儲存器(accumulator),該儲存器儲存燃料以使步進腔的壓力能夠在直接噴射燃料泵中的壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間都被調節(jié)。該儲存器可以實現(xiàn)步進腔中基本恒定的壓力,其中該恒定的壓力高于提升泵的輸出壓力。
以此方式,在直接噴射器被停用期間,可以實現(xiàn)直接噴射燃料泵的潤滑。通過調節(jié)直接噴射燃料泵的步進腔中的壓力,可以潤滑孔(bore)和泵活塞。具體地,在直接噴射燃料泵的泵活塞兩端可以形成壓力差,其允許燃料流入泵活塞和孔之間的空隙,從而提供潤滑。因此,直接噴射燃料泵的退化可以被降低,從而允許改善直接噴射燃料泵的性能。進一步地,該途徑可以以較低成本和較低的復雜度被應用。此外,直接噴射燃料泵的耐用度可以被延長。
在另一個示例中,提供了一種方法。該方法包括在吸入沖程期間以高于提升泵的輸出壓力的壓力將燃料從高壓燃料泵的步進腔傳送到進氣道噴射燃料軌,該進氣道噴射燃料軌不直接從提升泵或高壓燃料泵的壓縮腔接收燃料。
在另一個示例中,該方法進一步包括經(jīng)由定位在步進腔下游的泄壓閥調節(jié)步進腔的壓力。
在另一個示例中,進氣道噴射燃料軌起到儲存器的作用,并且其中進氣道噴射燃料軌將燃料供應到步進腔。
在另一個示例中,在高壓燃料泵中的壓縮沖程期間,高壓燃料泵的壓縮腔中的壓力由泄壓閥調節(jié)。
在另一個示例中,當定位在高壓燃料泵的壓縮腔的入口處的電磁啟動的止回閥處于穿過模式時,在壓縮沖程期間,高壓燃料泵的壓縮腔中的壓力由泄壓閥調節(jié)。
在另一個示例中,提供了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:進氣道燃料直接噴射(PFDI)發(fā)動機;直接噴射燃料泵,其包括活塞、壓縮腔、布置在活塞的底表面下方的步進腔、用于移動活塞的凸輪以及定位在直接噴射燃料泵的壓縮腔的入口處的電磁啟動的止回閥;流體連接至直接噴射燃料泵的提升泵;在直接噴射燃料泵中的壓縮沖程期間被偏置以調節(jié)壓縮腔中的壓力的第一泄壓閥;流體連接至直接噴射泵的壓縮腔的出口處的直接噴射器燃料軌;流體連接至直接噴射燃料泵的步進腔的進氣道噴射器燃料軌,該進氣道噴射器燃料軌起到儲存器的作用;以及被偏置以調節(jié)進氣道噴射器燃料軌、直接噴射燃料泵的步進腔和壓縮腔中的每一個中的壓力的第二泄壓閥。
在另一個示例中,進氣道噴射器燃料軌不直接連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔或提升泵。
在另一個示例中,第一泄壓閥不被偏置以調節(jié)直接噴射燃料泵的步進腔中的壓力。
在另一個示例中,提升泵被電子致動,并且其中直接噴射燃料泵被PFDI發(fā)動機致動并且不被電子致動。
在另一個示例中,所述系統(tǒng)進一步包括具有存儲在非瞬態(tài)存儲器中的可執(zhí)行指令的控制器,用于在直接噴射燃料泵的壓縮沖程期間基于直接噴射器燃料軌的期望燃料軌壓力來調節(jié)電磁啟動的止回閥的位置。
應理解,上述發(fā)明內容是為了以簡化的形式介紹在具體實施例部分進一步描述的發(fā)明的選擇而提供的。不意味著指出了所要求保護的主題的核心特征或必要特征,所要求保護的主題的范圍由具體實施例之后的權利要求唯一地限定。此外,所要求保護的主題不限于解決了上文或本申請的任何部分中提到的任何缺點的實施方式。
附圖說明
圖1示出了可僅由直接噴射器提供燃料或可由直接噴射器和進氣道噴射器兩者提供燃料的示意性發(fā)動機。
圖2、圖3和圖4分別示意地示出了圖1的發(fā)動機可使用的燃料系統(tǒng)的第一示例性實施例、第二示例性實施例和第三示例性實施例。
圖5、圖6和圖7分別示出了圖2的第一示例性實施例、圖3的第二示例性實施例和圖4的第三示例性實施例中的每一個中連接的直接噴射燃料泵的示例性運轉序列。
圖8示出了燃料系統(tǒng)的第四示例性實施例。
圖9示出了燃料系統(tǒng)的第四示例性實施例的直接噴射燃料泵的示例性運轉序列。
圖10示出了包括進氣道噴射器和直接噴射器的燃料系統(tǒng)的第五示例性實施例。
圖11示出了燃料系統(tǒng)的第五示例性實施例中的直接噴射燃料泵的示例性運轉序列。
圖12、圖13和圖14分別示意性地示出了圖1的發(fā)動機中可包含的燃料系統(tǒng)的第六示例性實施例、第七示例性實施例和第八示例性實施例。
圖15、圖16和圖17分別示出了圖12的第六示例性實施例、圖13的第七示例性實施例和圖14的第八示例性實施例中包含的直接噴射燃料泵中的示例性運轉序列。
圖18為燃料系統(tǒng)的第九示例性實施例并且包含儲存器。
圖19為燃料系統(tǒng)的第九示例性實施例中包含的直接噴射燃料泵中的示例性運轉序列。
圖20和圖21分別為燃料系統(tǒng)的第十示例性實施例和第十一示例性實施例。
圖22和圖23分別示出了圖20中的燃料系統(tǒng)的第十示例性實施例以及圖21的燃料系統(tǒng)的第十一示例性實施例中包含的直接噴射燃料泵中的示例性運轉序列。
圖24呈現(xiàn)了一示例性流程圖,該示例性流程圖示出了燃料系統(tǒng)中包含的高壓泵中的電磁啟動的止回閥的控制運轉。
圖25、圖26、圖27、圖28、圖29、圖30、圖31、圖32和圖33示出了前面介紹的燃料系統(tǒng)的各個實施例中包含的高壓泵中的壓力變化的示例性流程圖。
具體實施方式
以下描述涉及用于運轉直接噴射燃料泵的方法和系統(tǒng)。直接噴射(DI)燃料泵可包含在發(fā)動機系統(tǒng)(比如圖1中示出的發(fā)動機)內。DI燃料泵可包括電子控制的溢流閥,可通過發(fā)動機的控制器基于發(fā)動機狀態(tài)將該電子控制的溢流閥調節(jié)成通電(energized)或斷電(de-energized)狀態(tài)(圖24)??赏ㄟ^包含DI燃料泵的燃料系統(tǒng)的不同實施例中示出的各種方法來增強DI燃料泵的潤滑和冷卻(以及蒸氣避免)。在一個示例中,燃料系統(tǒng)中可包含一個或多個泄壓閥(圖2、圖3和圖4)以實現(xiàn)DI燃料泵的步進腔(圖5、圖6和圖7)和/或DI燃料泵的壓縮腔中的升高的壓力。在另一示例中,壓縮腔可額外或可替代地加壓步進腔(圖8、圖9、圖10和圖11)。可替代的燃料系統(tǒng)實施例可包括使用DI燃料泵向進氣道噴射器燃料軌提供燃料。具體地,DI燃料泵的步進腔和壓縮腔中的每一個可向進氣道噴射器燃料軌提供燃料(圖12、圖13、圖13和圖14)??杉訅汗M氣道噴射器燃料軌的燃料(圖15、圖16和圖17)。在又一些其它的燃料系統(tǒng)實施例中,儲存器(圖18)或用作儲存器的進氣道噴射器燃料軌(圖20和圖21)可使DI燃料泵的步進腔保持為恒定壓力(圖19、圖22和圖23)。參考圖25、圖26、圖27、圖28、圖29、圖30、圖31、圖32和圖33描述每個實施例的壓縮腔和步進腔中的示例性壓力變化。本說明書中描述的燃料系統(tǒng)的不同實施例實現(xiàn)了DI燃料泵的增強潤滑并且將充分加壓的燃料提供到進氣道噴射器燃料軌。
應理解,在本申請中示出的示例性進氣道燃料直接噴射(PFDI)系統(tǒng)中,在不超出本申請的范圍的情況下可去掉直接噴射器。
用于發(fā)動機的燃料傳送系統(tǒng)可包括用于將需要的燃料壓力提供給燃料噴射器的多個燃料泵。作為一個示例,燃料傳送系統(tǒng)可包括設在燃料箱與燃料噴射器之間的低壓燃料泵(lower pressure fuel pump,也被稱為提升泵)和高壓(higher pressure,也被稱為高壓(high pressure)或直接噴射)燃料泵。高壓燃料泵可連接在直接噴射系統(tǒng)中的高壓燃料軌的上游以升高通過直接噴射器傳送到發(fā)動機氣缸的燃料的壓力。如下文將進一步地描述的,高壓泵還可將燃料供應到進氣道噴射器燃料軌。也被稱為電磁啟動的止回閥或溢流閥的電磁啟動的入口止回閥可連接在高壓(HP)泵中的壓縮腔的上游以將燃料流調節(jié)到高壓泵的壓縮腔內。溢流閥通常由可為用于車輛的發(fā)動機的控制系統(tǒng)的一部分的控制器來電控制。此外,控制器還可具有來自傳感器(比如角度位置傳感器)的感應輸入,該感應輸入允許控制器指令溢流閥與向高壓泵提供動力的驅動凸輪同步地啟動。
關于該具體實施例部分中使用的術語,高壓泵或直接噴射燃料泵可被分別縮寫為HP泵(可替代地,HPP)或DI燃料泵。這樣,DI燃料泵還可被寫成DI泵。相應地,HPP和DI燃料泵還可互換地使用以指代高壓直接噴射燃料泵。類似地,低壓燃料泵還可被稱為提升泵。進一步地,低壓泵可被縮寫為LP泵或LPP。進氣道燃料噴射可被縮寫成PFI而直接燃料噴射可被縮寫成DI。同時,燃料軌壓力或燃料軌內的燃料的壓力值可被縮寫成FRP。直接噴射燃料軌還可被稱為高壓燃料軌,其可被縮寫成HP燃料軌。同時,用于控制燃料流流入HP泵的壓縮腔的電磁啟動的入口止回閥可被稱為溢流閥、電磁啟動的止回閥(SACV)、電子控制器的電磁啟動的入口止回閥和電子控制的閥。進一步地,當啟動電磁啟動的入口止回閥時,HP泵被稱為以可變壓力模式運轉。進一步地,在以可變壓力模式運轉HP泵的過程中,可使電磁啟動的止回閥保持在其啟動狀態(tài)。如果電磁啟動的止回閥被停用并且HP泵依靠機械壓力調節(jié)而沒有對電子控制的溢流閥的任何指令,則HP泵被稱為以機械模式或默認壓力模式(或簡單的,默認模式)運轉。進一步地,在以默認壓力模式運轉HP泵的過程中可將電磁啟動的止回閥保持在其停用狀態(tài)。
圖1示出了內燃發(fā)動機10的燃燒室或氣缸的示例??赏ㄟ^包括控制器12的控制系統(tǒng)和來自車輛操作者12的經(jīng)由輸入裝置132的輸入來至少部分地控制發(fā)動機10。在該示例中,輸入裝置132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的氣缸14(本說明書中還被稱為燃燒室14)可包含其中設有活塞138的燃燒室壁136。活塞138可連接到曲軸140,以便將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動。曲軸140可通過變速器系統(tǒng)(未示出)連接至乘客車輛的至少一個驅動車輪。進一步地,起動馬達(未示出)可通過飛輪(未示出)連接至曲軸140以實現(xiàn)起動發(fā)動機10的運轉。
氣缸14可通過一系列進氣通道142、進氣通道144和進氣通道146接收進氣。進氣通道142、進氣通道144和進氣通道146可與發(fā)動機10的除氣缸14之外的其它氣缸連通。在一些示例中,進氣通道中的一個或多個可包括增壓裝置,比如渦輪增壓機或增壓器。例如,圖1示出了配置為具有渦輪增壓機的發(fā)動機10,該渦輪增壓機包括設在進氣通道142與進氣通道144之間的壓縮器174以及沿著排氣通道158設置的排氣渦輪176。排氣渦輪176可通過軸180對壓縮器174至少部分地提供動力,其中增壓裝置配置為渦輪增壓機。然而,在其它示例中,比如當發(fā)動機10設有增壓器時,可以可選地省略排氣渦輪176,其中可通過來自馬達或發(fā)動機的機械輸入來對壓縮器174提供動力。
包括節(jié)流板164的節(jié)氣門162可設在發(fā)動機的進氣通道144與進氣通道146之間,用于改變提供到發(fā)動機氣缸的進氣的流率和/或壓力。如圖1所示,節(jié)氣門162可設在壓縮器174的下游,或可替代地可設在壓縮器174的上游。
排氣歧管148可接收來自除了氣缸14之外的發(fā)動機10的其它氣缸的排氣。排氣傳感器128被示出為連接至排放控制裝置178上游的排氣通道158。傳感器128可選自用于提供排氣空氣/燃料比的指示的多種合適的傳感器,比如線性氧傳感器或UEGO(通用或寬范圍排氣氧)、雙態(tài)氧傳感器或EGO(如示出的)、例如HEGO、NOx、HC或CO傳感器。排放控制裝置178可為三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其它排放控制裝置、或其組合。
發(fā)動機10的每個氣缸可包括一個或多個進氣門以及一個或多個排氣門。例如,氣缸14被示出為包括位于氣缸14的上部區(qū)域的至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥156。在一些示例中,發(fā)動機10的每個氣缸(包括氣缸14)可包括位于氣缸的上部區(qū)域的至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。
可通過控制器12經(jīng)由驅動器152控制進氣門150。類似地,可通過控制器12經(jīng)由驅動器154控制排氣門156。在一些情況期間,控制器12可改變提供給驅動器152和驅動器154的信號以控制各個進氣門和排氣門的打開和關閉??赏ㄟ^各自的氣門位置傳感器(未示出)確定進氣門150和排氣門156的位置。氣門驅動器可為電子氣門驅動型或凸輪驅動型、或其組合??赏瑫r控制進氣門正時和排氣門正時,或者可使用可變進氣凸輪正時、可變排氣凸輪正時、雙獨立可變凸輪正時或固定凸輪正時中可能的任何一種。每個凸輪驅動系統(tǒng)均可包括一個或多個凸輪并且可利用可由控制器12操作以改變氣門運轉的凸輪廓線變換(CPS)系統(tǒng)、可變凸輪正時(VCT)系統(tǒng)、可變氣門正時(VVT)系統(tǒng)和/或可變氣門提升(VVL)系統(tǒng)中的一種或多種。例如,汽缸14可以可替代地包括通過電子氣門驅動控制的進氣門和通過包括CPS和/或VCT的凸輪驅動控制的排氣門。在其它示例中,可通過共用氣門驅動器或驅動系統(tǒng)、或可變氣門正時驅動器或驅動系統(tǒng)來控制進氣門和排氣門。
汽缸14可具有壓縮比,壓縮比為活塞138處于下止點位置或上止點位置時的容積的比。在一個示例中,壓縮比在9∶1至10∶1的范圍內。然而,在一些使用不同的燃料的示例中,壓縮比可增加。例如,這可在使用較高辛烷值的燃料或具有較高汽化潛焓(latent enthalpy of vaporization)的燃料時發(fā)生。如果使用直接噴射,由于其對發(fā)動機爆震的作用,還可提高壓縮比。
在一些示例中,發(fā)動機10的每個汽缸可包含用于開始燃燒的火花塞192。在選擇的運轉模式下,響應于來自控制器12的火花提前信號SA,點火系統(tǒng)190可以通過火花塞192為燃燒室14提供點火火花。然而,在一些示例中,比如當發(fā)動機10可通過自動點火或通過噴射燃料來開始燃燒時(比如一些柴油發(fā)動機的情況下),可以省略火花塞192。
在一些示例中,發(fā)動機10的每個氣缸可配置為具有用于向其提供燃料的一個或多個燃料噴射器。作為非限制性的示例,汽缸14被示出為包含燃料噴射器166。燃料噴射器166被示出為直接連接至汽缸14,用于通過電子驅動器168與從控制器12接收的信號FPW-1的脈沖寬度FPW成比例地將燃料直接噴射到氣缸14中。以這種方式,燃料噴射器166提供了所謂的向汽缸14直接噴射(下文中被稱為“DI”)燃料。盡管圖1示出了設在氣缸14的一側的噴射器166,但噴射器166可以可替代地位于活塞的頂部上方,比如靠近火花塞192的位置。當用醇基燃料運轉發(fā)動機時,由于一些醇基燃料的較低揮發(fā)性,這樣的位置可改善混合和燃燒??商娲?,噴射器可位于頂部上方并且靠近進氣門以改善混合??赏ㄟ^高壓燃料泵和燃料軌將燃料從燃料系統(tǒng)8的燃料箱傳送到燃料噴射器166。進一步地,燃料箱可具有向控制器12提供信號的壓力傳感器。
此外或可替代地,發(fā)動機10還可包括可選的燃料噴射器170(虛線示出的燃料噴射器)。燃料噴射器166和燃料噴射器170可配置為傳送接收自燃料系統(tǒng)8的燃料。如后面在具體實施例中詳細描述的,燃料系統(tǒng)8可包含一個或多個燃料箱、燃料泵和燃料軌。
可選的燃料噴射器170被示出為以進氣道噴射的方式將燃料噴射進氣缸14的進氣道上游的配置設在進氣通道146內,而不是汽缸14內??蛇x的燃料噴射器170可通過電子驅動器171與從控制器12接收的信號FPW-2的脈沖寬度成比例地噴射從燃料系統(tǒng)8接收的燃料。應注意,單個電子驅動器168或電子驅動器171可用于兩個燃料噴射系統(tǒng),或者,如示出的,可使用多個驅動器,例如對于燃料噴射器166可使用電子驅動器168并且對于可選的燃料噴射器170可使用電子驅動器171。
在可替代的示例中,燃料噴射器166和燃料噴射器170中的每一個可配置為用于將燃料直接噴射到氣缸14內的直接燃料噴射器。在另一示例中,燃料噴射器166和燃料噴射器170中的每一個可配置為用于將燃料噴射到進氣門150的上游的進氣道噴射器。在又一些其它的示例中,氣缸14可包含僅單個燃料噴射器,該單個燃料噴射器配置為從燃料系統(tǒng)接收作為燃料混合物的不同相對量的不同燃料,并且進一步配置為作為直接燃料噴射器將該燃料混合物直接噴射到氣缸內或作為進氣道燃料噴射器將燃料混合物噴射到進氣門的上游。在又另一示例中,可僅通過可選的燃料噴射器170或僅通過進氣道噴射(也被稱為進氣歧管噴射)向氣缸14提供燃料。這樣,應理解本說明書中描述的燃料系統(tǒng)不應受限于本說明書中通過示例的方式描述的特定燃料噴射器配置。
在汽缸的單次循環(huán)期間,可通過兩個噴射器將燃料傳送到汽缸。例如,每個噴射器可以傳送在汽缸14中燃燒的總燃料噴射的一部分。進一步地,比如本申請書中下文描述的,從每個噴射器傳送的燃料的分配和/或相對量可隨著工況(比如發(fā)動機負載、爆震、和排氣溫度)而改變。在進氣門打開事件、進氣門關閉事件期間(例如,大體上在進氣沖程之前)以及在進氣門開啟和關閉操作兩者期間,可以傳送進氣道噴射的燃料。類似地,例如在進氣沖程期間、以及部分地在之前的排氣沖程期間、在進氣沖程期間、以及部分地在壓縮沖程期間,可傳送直接噴射的燃料。這樣,即使對于單次燃燒事件,可在不同的正時將噴射的燃料從進氣道和直接噴射器噴射出去。此外,對于單次燃燒事件,可每個循環(huán)執(zhí)行一次傳送的燃料的多次噴射。可在壓縮沖程、進氣沖程、或其任何適當?shù)慕M合期間執(zhí)行多次噴射。
如上所述,圖1示出了多氣缸發(fā)動機的僅一個氣缸。這樣,每個氣缸可類似地包括其本身的一組進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。應理解,發(fā)動機10可包括任何合適數(shù)量的氣缸,包括2個、3個、4個、5個、6個、8個、10個、12個或更多氣缸。進一步地,這些氣缸中的每一個可包括與氣缸14相關的圖1描述和示出的多個部件中的一些或全部。
燃料噴射器166和燃料噴射器170可具有不同的特性。這些特性包括尺寸的不同,例如,一個噴射器具有比另一個更大的噴射孔。其它的不同包括但不限于,不同的噴射角度、不同的運轉溫度、不同的目標、不同的噴射正時、不同的噴灑特性、不同的位置等。此外,取決于噴射器170與噴射器166之間的噴射的燃料的分配比,可以實現(xiàn)不同的效果。
在圖1中控制器12被示出為微型計算機,包括:微處理器單元(CPU)106;輸入/輸出端口108;用于可執(zhí)行程序和校準值的、在該具體示例中被示出為非瞬態(tài)只讀存儲芯片(ROM)110的、用于存儲可執(zhí)行指令的電子存儲介質;隨機存取存儲器(RAM)112;?;畲鎯ζ?KAM)114;以及數(shù)據(jù)總線。除之前所討論的那些信號之外,控制器12還可以接收來自與發(fā)動機10連接的傳感器的各種信號,包括:來自質量空氣流量傳感器122的吸入的質量空氣流量(MAF)的測量值;來自與冷卻套管118連接的溫度傳感器116的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);來自與曲軸140連接的霍爾效應傳感器120(或其它類型)的表面點火感測信號(profile ignition pickup signal,PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及來自傳感器124的絕對歧管壓力信號(MAP)。發(fā)動機速度信號RPM可以由控制器12根據(jù)信號PIP生成。來自歧管壓力傳感器124的歧管壓力信號MAP可用于提供進氣歧管中的真空或壓力的指示。
控制器12接收來自圖1的各個傳感器的信號并且使用圖1的各個驅動器(例如,節(jié)氣門162、燃料噴射器166、可選的燃料噴射器170等)以基于接收的信號以及控制器的存儲器上存儲的指令來調節(jié)發(fā)動機運轉。
圖2示意性地示出了燃料系統(tǒng)(比如圖1的燃料系統(tǒng)8)的第一示例性實施例200??蛇\轉燃料系統(tǒng)的第一實施例200以將燃料傳送到發(fā)動機,比如圖1的發(fā)動機10。燃料系統(tǒng)的第一實施例200被示出為僅包含直接噴射器的系統(tǒng)。然而,第一實施例200僅為燃料系統(tǒng)的一個示例,并且在不超出本申請的范圍的情況下其它實施例可包含額外部件(或可包括較少部件)。
燃料系統(tǒng)的第一實施例200包含用于存儲車輛的車載燃料的存儲箱208、低壓燃料泵(LPP)212(本說明書中也被稱為燃料提升泵212)、和高壓燃料泵(HPP)214(本說明書中也被稱為直接噴射燃料泵214或DI泵214)??赏ㄟ^燃料填充通道204將燃料提供到燃料箱208。在一個示例中,LPP 212可為至少部分地設在燃料箱208內的電動低壓燃料泵。可通過控制器202(例如,類似于圖1的控制器12)運轉LPP 212以通過燃料通道218(也被稱為低壓通道218)將燃料提供到HPP 214。LPP 212可配置為可被稱為燃料提升泵或簡單的提升泵的裝置。
LPP 212可流體連接至過濾器(未示出),該過濾器可移除燃料中包含的可潛在地損害燃料處理部件的少量雜質。可促進燃料傳送并且保持燃料管線壓力的提升泵(LP)止回閥216可設在LPP 212的下游并且可流體連接至LPP 212。進一步地,LP止回閥216可允許燃料流從LPP 212流向DI燃料泵214并且可阻擋燃料流從DI燃料泵214流到LPP 212。LP止回閥216可實現(xiàn)間歇的提升泵運轉,這可減少LPP 212的電力消耗。
還可在燃料存儲箱208內設置泄壓閥(未示出)以限制低壓通道218(例如,來自提升泵212的輸出)中的燃料壓力。在一些實施例中,燃料系統(tǒng)8可包含與低壓燃料泵212流體連接的額外(例如,一系列)止回閥以阻止燃料漏回到閥的上游。這種情況下,上游流是指從第一燃料軌250朝LPP 212行進的燃料流,而下游流是指從LPP導向HPP 214并且之后到達燃料軌的標稱燃料流。
可將處于較低壓力的由LPP 212提升的燃料供應到低壓通道218內。在此之前,燃料的第一部分可流過節(jié)點224通過第一止回閥244而到達步進室通道242。之后,燃料的第一部分可流入HP泵214的步進腔226。燃料的第二部分可流過節(jié)點224進入泵通道254并且之后進入HPP 214的壓縮腔238的入口203。然后HPP 214可將至少一部分(或全部)的第二部分燃料傳送到與第一組噴射器252(本說明書中也被稱為第一噴射器組)中的一個或多個燃料噴射器連接的第一燃料軌250內。第一組噴射器252可配置為直接噴射器252。這樣,直接噴射器252可將燃料直接傳送到發(fā)動機210的氣缸內。
應注意,泵通道254中的壓力可能與低壓通道218中的壓力相同??赡懿淮嬖谌剂舷到y(tǒng)的第一實施例200中的圖2中示出的那些之外的額外部件或通道。
燃料的第一部分以及燃料的第二部分的量可基于HPP 214中的泵沖程以及發(fā)動機狀況而改變。如上所述,燃料的第一部分可流入HPP 214的步進腔226。具體地,通過低壓通道218接收的第一部分的燃料可流過節(jié)點224并且通過沿著步進室通道242流體連接的第一止回閥244而到達步進腔226(本說明書中也被稱為步進室226)。第一止回閥224被偏置以阻擋流從步進腔226流向低壓通道218但是允許流從節(jié)點224流向步進腔226。
第一泄壓閥246可流體連接在泄壓通道262中,使得第一泄壓閥246與第一止回閥244平行地設置。第一泄壓閥246可包括例如在特定壓力差下座接并且密封的球和彈簧機構。第一泄壓閥246可配置為打開并且允許流的壓力差設置點可假定多個合適的值;作為非限制性的示例,該設置點可為5巴。如定位的,當燃料流的壓力超過第一泄壓閥246的壓力設置時第一泄壓閥246可允許燃料流從步進腔226流向低壓通道218。
盡管第一燃料軌250(也被稱為直接噴射器燃料軌250)被示出為將燃料分配給第一噴射器組252的四個燃料噴射器,應理解第一燃料軌250可將燃料分配給任何合適數(shù)量的燃料噴射器。作為一個示例,對于發(fā)動機210的每個氣缸,第一燃料軌250可將燃料分配給第一噴射器組252的一個燃料噴射器。如示出地,發(fā)動機210的每個氣缸可通過第一噴射器組252的至少一個直接噴射器來接收來自第一燃料軌的較高壓力的燃料。發(fā)動機210可類似于圖1的示例性發(fā)動機10。
控制器202可通過第一噴射驅動器206獨立地驅動直接噴射器252中的每一個??刂破?02、第一噴射驅動器206以及其它合適的發(fā)動機系統(tǒng)控制器可包括控制系統(tǒng)。盡管第一噴射驅動器206被示出為在控制器202的外部,應理解在其它示例中,控制器202可包含第一噴射驅動器206或可配置為提供驅動器206的功能。控制器202可包括未示出的額外部件,比如圖1的控制器12中包括的那些部件。
HPP 214可為發(fā)動機驅動的、正排量泵。與馬達驅動的LPP 212相反,HPP214可由發(fā)動機機械地驅動。HPP 214包括泵活塞220、泵壓縮腔238(本說明書中也被稱為壓縮腔238)和步進室226(也被稱為步進腔226)。泵活塞220的活塞桿228(也被稱為活塞棒228)從發(fā)動機曲軸或凸輪軸接收驅動凸輪232產(chǎn)生的機械輸入,由此根據(jù)凸輪驅動的單氣缸泵的原理來運轉HPP。因此,可通過發(fā)動機210驅動HPP 214。傳感器(未示出)可設在凸輪232附近以能夠確定凸輪的角度位置(例如,在0與360度之間),該角度位置可被傳送到控制器202。泵活塞220包括活塞頂221和活塞底223。步進室226和壓縮腔238可包括設在泵活塞的相對側的腔體。例如,步進室226可為活塞底223(也被稱為底表面223)下部形成的腔體而壓縮腔238可為活塞頂221(也被稱為頂表面221)上方形成的腔體。
在一個示例中,驅動凸輪232可與DI泵214的活塞桿228接觸并且配置為將泵活塞220從下止點(BDC)位置驅動到上止點(TDC)位置并且反之亦然,由此產(chǎn)生將燃料泵送通過壓縮腔238需要的運動(例如,往復運動)。驅動凸輪232包括四個凸角并且對每兩次發(fā)動機曲軸旋轉完成一次旋轉。復位彈簧(未示出)使活塞桿228保持與驅動凸輪或凸輪的滾子從動件接觸??墒褂秒p彈簧系統(tǒng),其中一個彈簧使凸輪的滾子從動件保持與驅動凸輪接觸并且第二個輕很多的彈簧使泵活塞保持與滾子從動件(或推桿)接觸。
泵活塞220在DI泵214的孔234內上下往復運動以泵送燃料。當泵活塞220在減小壓縮腔238的容積的方向上行進時,DI燃料泵214處于壓縮沖程。換言之,當步進室226的容積增加時,HPP 214處于壓縮沖程。相反,當泵活塞220在增加壓縮腔238的容積的方向上行進時,DI燃料泵214處于吸入或進氣沖程。換言之,當步進室226的容積減小時,DI燃料泵214處于吸入沖程。這樣,隨著泵在DI燃料泵中的振動,DI泵經(jīng)歷了壓縮沖程(也被稱為傳送沖程)和吸入沖程(也被稱為進氣沖程)。
HPP 214利用電磁啟動的止回閥236(也被稱為燃料容積調節(jié)器、磁性電磁閥、溢流閥、數(shù)字進氣閥等)改變每個泵沖程的有效泵容積(例如,占空比)。作為一個示例,DI燃料泵占空比(也被稱為DI泵的占空比)可能是指待泵送的完全DI燃料泵容積的分量。如圖2所示,電磁啟動的止回閥236(SACV 236)設在DI泵214的壓縮腔238的入口203的上游。控制器202可配置為通過使SACV與驅動凸輪232同步地通電或斷電(基于電磁閥配置)來調節(jié)經(jīng)由SACV 236到達HPP 214的壓縮腔238的燃料流。相應地,可以以第一模式(也被稱為可變壓力模式或簡單的可變模式)運轉SACV 236,其中SACV 236阻擋(例如,限制)燃料行進通過SACV 236。具體地,可通過使SACV 236通電而處于關閉位置來阻擋燃料流行進到SACV 236的上游。在一個示例中,10%的DI燃料泵占空比可表示使電磁啟動的止回閥通電,使得10%的DI燃料泵容積可被泵送到直接噴射器(DI)燃料軌。還可以以第二模式(稱為默認模式)運轉SACV,其中有效地禁用(例如,停用)SACV 236并且燃料可行進到SACV的上游和下游兩處。具體地,可使SACV斷電,并且SACV以穿過模式(pass-through mode)起作用。此外,在當中斷到達直接噴射器燃料軌的燃料流時的壓縮沖程期間,可使SACV停用為穿過模式。
這樣,SACV 236可配置為調節(jié)直接噴射燃料泵的壓縮腔中的壓縮燃料的質量(或容積)。在一個示例中,控制器202可調節(jié)SACV的關閉正時以調節(jié)壓縮燃料的質量。例如,由于更多的從壓縮腔238轉移的燃料可在SACV 236關閉之前流動通過SACV 236,與活塞壓縮(例如,壓縮腔的容積正在減小)相關的SACV的延遲關閉可減少吸入壓縮腔238的燃料的質量。相反,由于更少的從壓縮腔238轉移的燃料可在電子控制的止回閥236關閉之前(在相反的方向上)流動通過電子控制的止回閥236,與活塞壓縮相關的SACV 236的過早關閉可增加從壓縮腔238傳送到泵出口205(并且之后到達第一燃料軌250)的燃料質量的量??蓞⒖贾苯訃娚淙剂媳玫臎_程正時來協(xié)調SACV的打開正時以及關閉正時。
提升泵燃料壓力傳感器222可沿著低壓通道218設在提升泵212與HPP 214之間。在該配置中,來自傳感器222的讀取可被解釋為提升泵212的燃料壓力(例如,提升泵的出口燃料壓力)的指示。來自傳感器222的讀取可用于訪問燃料系統(tǒng)的第一實施例200的各個部件的運轉,以確定是否充足的燃料壓力被提供給了高壓燃料泵214以便高壓燃料泵吸取液體燃料而不是燃料蒸汽,和/或減少供應給提升泵212的平均電力。這樣,可以以用于將液體燃料而不是燃料蒸汽提供給HPP 214所需要的較低電力設置運轉提升泵212。進一步地,LPP 212可將較低壓力(例如,足以克服燃料蒸汽壓力)的燃料提供到DI泵214的壓縮腔238和步進腔226中的每一個??赏ㄟ^DI泵214進一步加壓由LPP 212供應的燃料。通過以較低電力設置運轉提升泵(這提供了稍微高于燃料蒸汽壓力的燃料),可減少電力消耗并且可改善燃料經(jīng)濟性。又進一步地,如以下實施例中將描述地,DI泵可提高由LPP 212接收的燃料的壓力。這樣,在發(fā)動機運轉中可保持LPP在較低電力設置下運轉而DI泵確保需要的加壓燃料被傳送到第一燃料軌250和進氣道噴射器燃料軌(如果存在的話)。
第一燃料軌250(也被稱為直接噴射器燃料軌250或DI燃料軌)包括用于將第一燃料軌250中的燃料軌壓力(FRP)的指示提供給控制器202的第一燃料軌壓力傳感器282。發(fā)動機速度傳感器284可用于將發(fā)動機速度的指示提供給控制器202。由于DI燃料泵214是由發(fā)動機210例如通過曲軸或凸輪軸機械驅動的,發(fā)動機速度的指示可用于識別高壓燃料泵214的速度。
第一燃料軌250通過出口燃料通道278流體連接至HPP 214的泵出口205(也被稱為壓縮腔238的出口205)。出口止回閥274和出口泄壓閥272可設在HPP 214的泵出口205與第一燃料軌250之間。在示出的示例中,出口止回閥274可設在出口燃料通道278中以減少或防止燃料從第一燃料軌250回流到DI燃料泵214。此外,在旁通通道276中與出口止回閥274平行設置的出口泄壓閥272可降低在HPP 214的下游并且第一燃料軌250的上游的出口燃料通道278中的壓力。例如,出口泄壓閥272可將出口燃料通道中的壓力限制為278巴至200巴。出口止回閥274允許燃料從壓縮腔238的出口205流到第一燃料軌250同時阻擋從第一燃料軌250到泵出口205的反向流。
當?shù)谝恍箟洪y246與步進腔226之間的壓力大于預定壓力(例如,5巴)時,第一泄壓閥246允許燃料流從步進室226出來流向LPP 212。例如,在DI泵214中的吸入沖程期間,當壓力大于第一泄壓閥246的泄壓設置點時,步進室226中的燃料可被推出通過步進室通道242并且可流動通過第一泄壓閥246。相應地,在吸入沖程期間步進腔226中的壓力升高至大于第一泄壓閥246的泄壓設置點的壓力。例如,如果第一泄壓閥246具有5巴的泄壓設置,則步進腔226中的壓力變?yōu)?巴,因為5巴的泄壓設置與3巴的提升泵壓力相加。在另一示例中,提升泵的輸出壓力可為5巴。本說明書中,吸入沖程期間步進腔壓力可變?yōu)?0巴。這樣,吸入沖程期間步進腔中的壓力升高到高于提升泵212的輸出壓力。因此,第一泄壓閥246可被偏置以將步進腔226中的壓力調節(jié)為提升泵輸出壓力和第一泄壓閥246的泄壓設置的組合的調節(jié)壓力。
進一步地,特別是在DI泵的吸入沖程期間,第一泄壓閥246可將步進腔226中的壓力調節(jié)為基于第一泄壓閥246的泄壓設置(例如,5巴)的、單一的大體上恒定的壓力(例如,調節(jié)壓力+0.5巴)。具體地,在DI泵214的吸入沖程期間使與低壓泵212的輸出壓力相關的步進室226中的壓力升高。在一個示例中,在接近吸入沖程開始時(例如,在吸入沖程開始時)步進室中的壓力升高。在另一示例中,在吸入沖程的中間點之前,步進室壓力可為調節(jié)壓力。本說明書中,在吸入沖程開始時步進室的加壓可發(fā)生并且被保持直到吸入沖程結束。
因此,通過引入燃料系統(tǒng)的第一實施例中示出的第一泄壓閥246,得到自加壓的步進腔。具體地,在DI泵214中的兩個沖程(例如,壓縮沖程和吸入沖程)中的至少一個期間,步進腔可具有大于提升泵輸出壓力的壓力。這樣,在DI泵214的吸入沖程期間,步進腔226中的壓力可大于提升泵212的輸出壓力。
調節(jié)步進腔226中的壓力允許活塞頂221與活塞底223之間形成壓力差。吸入沖程期間,壓縮腔238中的壓力為低壓泵的出口的壓力(例如,3巴)而步進腔中的壓力為泄壓閥調節(jié)壓力(例如,8巴,基于5巴的第一泄壓閥246的泄壓設置)。該壓力差允許燃料通過活塞與孔之間的間隙從活塞底滲到活塞頂,由此潤滑HPP 214。進一步地,由于燃料滲過HPP 214的活塞與孔之間的間隙,HPP214中的活塞-孔界面可被冷卻。因此,至少在直接噴射燃料泵214的吸入沖程期間,向泵提供了潤滑。在壓縮沖程期間,步進室226中的壓力降低到為或約為提升泵212的輸出壓力的壓力。在燃料系統(tǒng)的第一示例性實施例200中,壓縮沖程期間壓縮腔中的壓力可基于SACV 236的位置在提升泵的輸出壓力與第一燃料軌250中需要的壓力之間變化。
當壓縮腔238與步進室226之間存在壓力差時,可發(fā)生DI泵214的潤滑。當控制器202停用電磁啟動的止回閥236時,該壓力差還可能有助于泵潤滑。這樣,當直接噴射燃料泵運轉時,通過其的燃料流確保了充足的泵潤滑和冷卻。然而,在沒有請求直接噴射燃料泵運轉的狀況期間,比如當沒有請求燃料的直接噴射時,至少在泵沖程的一部分期間(例如,在吸入沖程期間)可充分潤滑直接噴射燃料泵。
這樣,在DI泵214中的吸入沖程期間進入壓縮腔238的燃料流可包括從LPP212經(jīng)由低壓通道218、穿過節(jié)點224而進入泵通道254、通過SACV 236進入壓縮腔238的流動燃料。進一步地,在吸入沖程期間燃料可離開步進腔226,經(jīng)由步進室通道242,穿過步進節(jié)點248進入泄壓通道262,通過第一泄壓閥246進入低壓通道218。在壓縮沖程期間,來自LPP 212的燃料可流動穿過節(jié)點224經(jīng)由步進室通道242并且通過第一止回閥244而進入步進室226。進一步地,如果使SACV 236斷電而處于穿過模式,在壓縮沖程期間燃料可離開壓縮腔通過SACV 236進入泵通道254流向LPP 212。一旦使SACV通電而關閉,因為燃料離開壓縮腔238經(jīng)由出口止回閥274流向第一燃料軌250,壓縮沖程在壓縮腔238中建立了燃料壓力。
現(xiàn)在參考圖5,其示出了圖2的DI泵214的示例性運轉序列。這樣,將參考圖2示出的DI泵214來描述運轉序列500,但是應理解在不超過本申請的范圍的條件下其它系統(tǒng)也可發(fā)生類似運轉序列。
運轉序列500包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左向右增加。運轉序列500示出了曲線502處的泵活塞位置、曲線504處的溢流閥(例如,SACV236)位置、曲線506處的壓縮腔壓力、以及曲線508處的步進腔壓力。泵活塞位置可在曲線502示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線504的溢流閥的位置在圖5中被示出為打開的或關閉的。當使SACV 236斷電或停用SACV 236時,產(chǎn)生打開位置。當使SACV236通電或啟動SACV 236時,產(chǎn)生關閉位置。將理解,使用SACV的關閉位置是為了簡要,而實際上,SACV可處于止回位置(checked position)。換言之,當使SACV通電時,SACV用作阻擋燃料流從DI泵的壓縮腔流向泵通道254的止回閥。線503表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線505表示步進腔的調節(jié)壓力(其可為第一泄壓閥246的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力),并且線507表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用單獨的數(shù)字(和線)指示提升泵壓力。然而,不管是由線503還是線507表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。此外,盡管泵活塞位置的曲線502被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多振動性。應認識到驅動凸輪曲線總體上是圓形的并且因此可能不具有尖銳的頂端。出于簡要和清楚的目的,圖5中使用直線,而應理解其它曲線圖是可能的。
在t1之前,吸入沖程可能正在行進至結束。步進腔中的壓力可為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力可為t1之前提升泵的壓力和圖2中的第一泄壓閥的泄壓設置點的和。
在t1時,泵活塞可能處于BDC位置(曲線502)并且當壓縮沖程開始時使溢流閥(例如,SACV 236)斷電并且打開以允許燃料流出壓縮腔238。因此,在t1時,隨著泵活塞朝TDC運動,泵活塞開始壓縮沖程。由于溢流閥是打開的,壓縮腔中的壓力可大體上為LPP的輸出壓力(線503)。進一步地,當溢流閥打開時,可朝LPP 212噴射壓縮腔中的燃料。具體地,可通過泵活塞將燃料向后推動通過SACV 236、通過泵通道254進入低壓通道218流向提升泵212。如果不需要燃料流到達直接噴射燃料軌,則在壓縮沖程期間溢流閥可打開。在t1時步進腔中的壓力降低為提升泵的輸出壓力(線507)的壓力并且在壓縮沖程中在t1與t3之間保持為LPP壓力。
在t2時,可使溢流閥通電而處于關閉位置并且可中斷通過SACV 236的燃料流。本說明書中,可響應于需要的燃料流進入直接噴射器燃料軌的指示而使SACV通電。具體地,可將所需容積的燃料保持(trap)在DI燃料泵的壓縮腔內。隨著泵活塞繼續(xù)向TDC運動,壓縮腔壓力向燃料軌壓力急劇升高。燃料軌壓力可為DI燃料軌中的需要的燃料軌壓力。在t2時使電磁溢流閥236通電與在t3時到達TDC位置之間,將壓縮腔238中的剩余燃料(或保持的容積)加壓并且通過出口止回閥274傳送出去。在時間t2與t3時的TDC位置之間的加壓燃料的量可取決于指令的一部分保持容積。在示出的示例中,在泵活塞的壓縮沖程的一半時(BDC與TDC之間的一半時)使電磁溢流閥236通電而關閉。相應地,指令的保持容積(和占空比)可為50%。在其它示例中,保持容積可較小(例如,15%)。在又一些其它示例中,指令的占空比可能較大(例如,75%)。
在t2與t3之間,如示出的,壓縮腔與步進腔之間存在壓力差,因為步進室處于類似于提升泵壓力的壓力而壓縮腔中的壓力高于提升泵壓力。相應地,燃料可泄露穿過DI泵中的活塞-孔界面而從壓縮腔進入步進腔。進一步地,在DI泵中的壓縮沖程的一部分期間,DI泵中的活塞-孔界面的潤滑和冷卻可發(fā)生。
在t3時,當泵活塞處于TDC時壓縮沖程結束并且當泵活塞開始向BDC行進時在DI泵中的隨后的吸入沖程開始。在t3時,可使溢流閥斷電以節(jié)省電能。不管是通電還是未通電,溢流閥可打開以允許新鮮燃料進入壓縮腔。相應地,壓縮腔中的壓力降低為提升泵輸出壓力的壓力。然而,當泵活塞向BDC運動而將燃料從步進腔226經(jīng)由第一泄壓閥246排出到圖2的低壓通道218時,步進腔觀察到壓力的快速升高。如示出的,吸入沖程開始之后或在吸入沖程開始時,步進室中的壓力升高立即發(fā)生。在吸入沖程中,可將步進室加壓到單一調節(jié)壓力(線505),該單一調節(jié)壓力為第一泄壓閥246的泄壓設置點與提升泵輸出壓力的組合。應理解,本說明書中加壓指的是正壓力的升高。在吸入沖程期間壓縮腔與步進腔之間再次存在壓力差,因為壓縮腔處于提升泵的輸出壓力而步進室處于較高壓力(例如,第一泄壓閥的泄壓設置點與提升泵壓力的組合的單一調節(jié)壓力)。因此,在DI泵的吸入沖程期間,例如在t3與t4之間,燃料可沿著活塞-孔界面(例如,從步進腔到壓縮腔)泄露而提供對DI泵的潤滑和冷卻。
在t4時,當泵活塞到達BDC時吸入沖程結束并且當泵活塞從BDC向TDC行進時接下來可發(fā)生隨后的壓縮沖程。當t4與t5(曲線504)之間的壓縮沖程中溢流閥保持斷電和打開時,可以以HPP的默認模式執(zhí)行隨后的壓縮沖程。相應地,壓縮腔和步進腔中的每一個可處于類似壓力,例如,提升泵輸出壓力。在t4與t5之間的壓縮沖程期間,泵活塞兩端可能沒有可感知的壓力差。
在t5時以HPP的默認模式進行的壓縮沖程結束并且當泵活塞開始從TDC向BDC行進之后可發(fā)生吸入沖程。溢流閥打開并且壓縮腔壓力大體上保持為LPP輸出壓力(例如,與LPP輸出壓力的的差在5%內)。然而,類似于之前的吸入沖程(t3與t4之間),步進室中的壓力升高為調節(jié)壓力(線505)的壓力,該調節(jié)壓力高于LPP輸出壓力(線507)。因此,在t5與t6之間的吸入沖程期間發(fā)生活塞-孔界面的潤滑。
在吸入沖程結束時在t6時泵活塞到達BDC并且開始隨后的壓縮沖程。在t6時,可對DI泵指令100%的占空比,使得壓縮沖程開始時溢流閥通電而允許壓縮腔中大體上100%的燃料被保持并且傳送到直接噴射器燃料軌250。相應地,在t6時關閉溢流閥并且當壓縮沖程開始時壓縮腔壓力顯著升高。另一方面,當將燃料從提升泵吸入步進腔時步進室可具有較低壓力。具體地,步進室現(xiàn)在可處于與低壓泵212的輸出壓力類似的壓力。壓縮腔與步進腔之間的壓力差使得實現(xiàn)了DI泵中的活塞-孔界面的潤滑。T7之后接下來發(fā)生的吸入沖程可類似于t3與t4之間、和t5與t6之間的吸入沖程。
因此,在吸入沖程期間可向步進室提供高于提升泵輸出壓力的正壓力。如圖5所示,在吸入沖程開始時步進室中的壓力可升高至調節(jié)壓力(例如,由第一泄壓閥設置的)的壓力。通過將步進室加壓到高于提升泵的輸出壓力的壓力,可減少燃料汽化。這樣,由于提升泵的輸出壓力可能處于或稍微高于燃料蒸汽壓力,即使在較高溫度下步進室中的壓力也可高于燃料蒸汽壓力。進一步地,通過加壓步進室,在圖5中示出的吸入沖程期間,在吸入沖程期間也可發(fā)生DI泵的潤滑。
現(xiàn)在轉到圖3,其示意性地示出了燃料系統(tǒng)的第二示例性實施例300。第二示例性實施例300可類似于圖2的燃料系統(tǒng)的第一實施例200。具體地,第二實施例300可包括圖2的第一示例性實施例200中存在的多個部件。相應地,圖2中之前介紹的部件在圖3中被類似地編號并且沒有再次介紹。然而,第二實施例包括圖2中沒有包括的額外部件。
具體地,第二實施例300通過設置被偏置以調節(jié)DI泵314的壓縮腔中的壓力的第二泄壓閥326來實現(xiàn)DI泵314的壓縮腔238中的默認壓力。進一步地,當需要時,可將默認壓力的燃料提供給DI燃料軌250。
這樣,圖3的DI燃料泵314可類似于圖2的DI燃料泵214,并且主要的不同之處可在于:包括第二泄壓閥326和第二止回閥344。第二止回閥344沿著泵通道254設在SACV 236的上游。第二止回閥344可被偏置以抑制燃料流從SACV 236出來流向低壓通道218。然而,第二止回閥344允許流從低壓燃料泵212流到SACV 236。具體地,從LPP 212接收穿過節(jié)點224的燃料的第二部分可流動穿過節(jié)點324通過第二止回閥344穿過節(jié)點348而進入SACV 236,并且之后進入DI泵314的壓縮腔238的入口203。
第二止回閥344可與第二泄壓閥326平行地連接。第二泄壓閥326可流體連接至處于SACV 236的上游的位置的第二泄壓通道362。這樣,第二止回閥344和第二泄壓閥326中的每一個可流體連接至DI泵314的壓縮腔238。當?shù)诙箟洪y326與SACV 236之間的壓力高于預定壓力(例如,10巴)時,第二泄壓閥326允許燃料流從SACV 236出來流向低壓燃料泵212。預定壓力可為第二泄壓閥326的泄壓設置點。當停用SACV 236時(例如,沒有通電),使SACV 236以穿過模式運轉并且第二泄壓閥326將壓縮腔238中的壓力調節(jié)為基于第二泄壓閥326的泄壓設置的單一調節(jié)壓力。
為了詳細描述,當SACV 236處于穿過模式并且泵活塞220正在向TDC位置行進時,逆流燃料可離開壓縮腔238流向節(jié)點348。由于第二止回閥344阻擋流流向低壓通道218的燃料,逆流燃料然后可從節(jié)點348進入第二泄壓通道362。本說明書中,僅當燃料的壓力超過第二泄壓閥326的泄壓設置時,逆流燃料可流動通過第二泄壓閥326流向低壓通道218。
該調節(jié)方法的作用為將壓縮腔238與直接噴射器燃料軌250調節(jié)為約為第二泄壓閥326的泄壓設置。該調節(jié)可在壓縮沖程期間當SACV處于穿過模式時發(fā)生。因此,如果第二泄壓閥326具有10巴的泄壓設置,則壓縮腔壓力(以及第一燃料軌250中的燃料軌壓力)變?yōu)?3巴,因為第二泄壓閥326的10巴與提升泵壓力的3巴相加。因此,壓縮沖程期間壓縮腔壓力可高于提升泵壓力。以這種方式,在直接噴射燃料泵314的壓縮沖程期間可調節(jié)壓縮腔238中的燃料壓力。
應注意,在泵沖程的某些部分期間,泵通道254中的壓力可不同并且不相似于低壓通道218中的壓力。例如,在壓縮沖程期間,第二止回閥344與第二泄壓閥326的存在可產(chǎn)生不同于(例如,高于)低壓通道218中的壓力的壓力。
類似于圖2的第一實施例200,燃料系統(tǒng)的第三實施例300也包括第一泄壓閥246,第一泄壓閥246可被偏置以調節(jié)DI泵314的步進室226中的壓力。然而,第一泄壓閥246的泄壓設置可不同并且不同于第二泄壓閥326的泄壓設置。在一個示例中,第一泄壓閥246的泄壓設置可為5巴而第二泄壓閥326的泄壓設置可為10巴。在另一示例中,第一泄壓閥246的泄壓設置可為8巴而第二泄壓閥326的泄壓設置可為15巴。在不超出本申請的范圍的條件下,其它泄壓設置也是可能的。例如,第一泄壓閥246的泄壓設置可高于第二泄壓閥326的泄壓設置。
以這種方式,可通過其各自的泄壓閥對壓縮腔和步進腔中的每個加壓。具體地,可在壓縮沖程期間對壓縮腔加壓而在吸入沖程期間對步進室加壓(例如,升高正壓力)。
現(xiàn)在轉到圖6,其示出了圖3的DI泵314的示例性運轉序列600。這樣,將參考圖3中示出的DI泵314描述運轉序列600,但是應理解在不超出本申請的范圍的條件下其它系統(tǒng)可使用類似程序。
運轉序列600包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列600示出了曲線602處的泵活塞位置、曲線604處的溢流閥(例如,SACV236)位置、曲線606處的壓縮腔壓力和曲線608處的步進腔壓力。泵活塞位置可在曲線602示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,類似于圖5,曲線604的溢流閥位置在圖6中示出為打開或關閉的。當SACV 236斷電或停用時,產(chǎn)生打開位置。當SACV 236通電或啟動時,產(chǎn)生關閉位置。應理解,使用SACV的關閉位置是為了簡要,而實際上,SACV可處于止回位置。換言之,當SACV通電時,SACV用作阻擋燃料流從DI泵的壓縮腔流向泵通道254的止回閥。線603表示DI泵314的壓縮腔238的調節(jié)壓力(例如,第二泄壓閥326的泄壓設置+提升泵輸出壓力),線605表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線607表示步進室的調節(jié)壓力,例如,第一泄壓閥246的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力,并且線609表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用不同的數(shù)字(和線)指示提升泵壓力。然而,不管是線605還是線609表示的提升泵的輸出壓力都是相同的。此外,盡管泵活塞位置的曲線602被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多振動性。出于簡要的目的,圖6中使用直線,同時應理解其它曲線圖是可能的。
類似于圖5的運轉序列,圖6的運轉序列600包括三個壓縮沖程,例如,從t1到t3、從t4到t5以及從t6到t7。第一壓縮沖程(從t1到t3)包括在第一壓縮沖程的前半段使溢流閥保持打開(例如,斷電)并且在第一壓縮沖程的剩余時間在t2時將其關閉(例如,通過通電)。從t4到t5的第二壓縮沖程包括在整個第二壓縮沖程中使溢流閥保持打開(例如,斷電)而從t6到t7的第三壓縮沖程包括在完整的第三壓縮沖程中使溢流閥保持關閉(例如,通電)。在第三壓縮沖程期間可對DI泵指令100%占空比,使得在第三壓縮沖程開始時使溢流閥通電而允許壓縮腔中大體上100%的燃料被保持并且傳送到直接噴射器燃料軌250。類似于運轉序列500,運轉序列600也包括三個吸入沖程(從t3到t4、從t5到t6以及從t7直到曲線的終點)。如圖6中示出的,每個吸入沖程接著前面的對應壓縮沖程發(fā)生。
運轉序列600示出了在三個吸入沖程中的每一個期間將步進室加壓(例如,升高DI泵314的步進室中正壓力)到步進室的調節(jié)壓力(線607),比如第一泄壓閥246的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力。如示出地,步進室中的壓力升高在每個吸入沖程開始之后立即發(fā)生,并且在每個吸入沖程中可加壓步進室。在每個吸入沖程期間壓縮腔接收來自LPP 212的燃料,并且因此壓縮腔在每個吸入沖程期間都處于LPP壓力。
在第二壓縮沖程中壓縮腔中的壓力為壓縮腔的調節(jié)壓力(線603),因為在整個持續(xù)時間內溢流閥處于穿過模式。在第三壓縮沖程中,壓縮腔中的壓力高于調節(jié)壓力,因為在整個持續(xù)時間內溢流閥是關閉的。具體地,壓縮腔壓力可達到第一燃料軌250需要的燃料軌壓力。在第一壓縮沖程中,當溢流閥打開時壓縮腔壓力為調節(jié)壓力,但是一旦關閉溢流閥,壓縮腔壓力升高到高于調節(jié)(或默認)壓力。在壓縮沖程中的每一個中步進室可大體上處于提升泵壓力(例如,與提升泵的壓力差在5%內)。
因此,在包括DI泵314的燃料系統(tǒng)的第二實施例300中,在每個泵沖程(例如,每個壓縮沖程和每個吸入沖程)期間泵活塞兩端可存在壓力差。在壓縮沖程期間,壓縮腔比步進室具有更高的壓力(不管溢流閥是打開還是關閉的),并且在吸入沖程期間,步進室比壓縮腔具有更高的壓力。具體地,在DI泵中的每個壓縮沖程和吸入沖程期間,壓縮腔與步進腔之間產(chǎn)生了壓力差。泵活塞兩端的壓力差使燃料流能夠泄露到活塞-孔界面中而允許在DI泵314中的所有泵沖程中潤滑和冷卻DI泵的活塞-孔界面。進一步地,類似于第一實施例200,在每個吸入沖程期間可向步進室提供正壓力。通過將步進室加壓到高于提升泵的輸出壓力的壓力,可減少燃料汽化。又進一步地,通過使用泄壓閥(例如第一泄壓閥246)來加壓步進室,可控制(例如,限制)步進室中的壓力以減少步進室的密封處的泄露。可以以較低電力設置運轉提升泵并且可不使用提升泵來向步進室提供較高壓力。本說明書中,步進室可通過泄壓閥來自加壓。
因此,一種示例性的用于運轉發(fā)動機中的高壓燃料泵的方法可包括:在吸入沖程期間將高壓燃料泵的步進室中的壓力調節(jié)為單一壓力,該壓力高于將燃料供應到直接噴射燃料泵的低壓泵的輸出壓力??赏ㄟ^第一泄壓閥(比如,圖2和圖3的第一泄壓閥246)調節(jié)步進室中的壓力,該第一泄壓閥流體連接至步進室。該方法還可包括在高壓燃料泵中的壓縮沖程期間將高壓燃料泵的壓縮腔中壓力調節(jié)為單一壓力。本說明書中,可通過第二泄壓閥(在一個示例中,圖3的第二泄壓閥326)調節(jié)壓縮腔中的壓力,第二泄壓閥流體連接至高壓泵的壓縮腔,并且沒有流體連接至高壓燃料泵的步進腔。在吸入沖程和壓縮沖程中的每一個期間,壓縮腔與步進腔之間可產(chǎn)生壓力差。
因此,一種示例性的系統(tǒng)可包括:包含氣缸的發(fā)動機;直接噴射燃料泵,包含活塞、壓縮腔、設在活塞的底表面之下的步進腔、用于移動活塞的凸輪、和設在直接噴射燃料泵的壓縮腔的入口處的電磁啟動的止回閥(比如SACV236);流體連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔和步進腔中的每一個的提升泵;流體連接至直接噴射燃料泵的步進腔的第一泄壓閥(比如第一泄壓閥246),第一泄壓閥被偏置以調節(jié)步進腔中的壓力;設在電磁啟動的止回閥的上游并且流體連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔的的第二泄壓閥(比如圖3的第二泄壓閥326),第二泄壓閥被偏置以調節(jié)壓縮腔中的壓力;流體連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔的直接噴射器燃料軌;和將燃料提供給氣缸的直接噴射器,直接噴射器接收來自直接噴射器燃料軌的燃料。
在直接噴射燃料泵中的吸入沖程期間可加壓步進腔,其中在直接噴射燃料泵中的吸入沖程期間(例如,在運轉序列600中t3與t4之間示出的)將步進腔加壓到高于提升泵的輸出壓力的壓力。在直接噴射燃料泵中的壓縮沖程期間(例如,在運轉序列600中t4與t5之間示出的),步進腔可大體上處于提升泵的輸出壓力(例如,與提升泵的輸出壓力差在5%內)。在直接噴射燃料泵中的壓縮沖程期間可加壓壓縮腔,其中在直接噴射燃料泵中的壓縮沖程期間(例如,運轉序列600中t4與t5之間示出的),可將壓縮腔加壓到高于提升泵的輸出壓力的壓力。在壓縮沖程期間當打開和/或關閉電磁啟動的止回閥時,壓縮腔可被加壓。該示例性的系統(tǒng)還可包括具有存儲在非瞬態(tài)存儲器上的計算機可讀指令的控制器用于調節(jié)電磁啟動的止回閥的狀態(tài)以調節(jié)直接噴射器燃料軌中的壓力(比如在運轉序列600中的t2和t6時)。控制器可包括用于基于直接噴射器燃料軌中需要的燃料軌壓力關閉電磁啟動的止回閥以將直接噴射燃料泵的壓縮腔中壓力升高為高于第二泄壓閥的設置的指令(比如在運轉序列600中的t2和t6時)。
現(xiàn)在參考圖4,示出了燃料系統(tǒng)的示例性第三實施例400。第三實施例400可類似于圖3的第二實施例300,不同之處在于DI泵414的步進腔426經(jīng)歷了燃料的循環(huán)。燃料的循環(huán)允許燃料保持恒溫。相比之下,DI泵314的步進腔中的燃料可能不是恒溫的并且反而將能量消散為熱量。圖4的很多部件類似于圖2和圖3中示出的那些部件,并且被類似地編號并且不會再次介紹。
燃料系統(tǒng)的第三實施例400包括DI泵414,DI泵414可經(jīng)歷步進腔426中的燃料流的增強循環(huán)同時提供與第二實施例300的DI泵314類似的技術效果。
可通過使燃料的第一部分從LPP 212流動經(jīng)由節(jié)點224、通過連接在步進室通道442中的止回閥444而進入步進腔426來提供DI泵414的步進腔426中的循環(huán)。進一步地,然后燃料的第一部分可經(jīng)由第二步進室通道443離開步進腔426。如示出地,步進室通道442可在與第二步進室通道443與步進腔426連接的位置相對的位置處連接至步進腔426。通過確保燃料進入步進室在與燃料離開步進室的位置不同的位置處發(fā)生來提供步進腔426中的燃料的循環(huán)。
泄壓閥446可流體連接到第二步進室通道443。泄壓閥446可在圖4中示出的位置之外的其它位置處連接到第二步進室通道443。這樣,泄壓閥446可與圖2以及圖3的第一泄壓閥246相同,并且可與第一泄壓閥246具有相同的泄壓設置。如示出的,泄壓閥446可被偏置以調節(jié)步進腔426中的壓力。
在吸入沖程期間,燃料可離開步進腔426經(jīng)由第二步進室通道443通過泄壓閥446、穿過節(jié)點462而并入泵通道254。然后在繼續(xù)的吸入沖程期間從步進腔426接收而進入泵通道254的該燃料然后可流動通過SACV 236而進入DI泵414的壓縮腔238。
同時,流體連接到壓縮腔238的泄壓閥448可被偏置以在壓縮沖程期間調節(jié)壓縮腔238中的壓力。當壓縮沖程期間SACV 236處于穿過模式并且停用直接噴射器時,泄壓閥448可實現(xiàn)DI泵414中的默認壓力。這樣,泄壓閥448的泄壓設置可不同于圖3中的第二實施例300的第二泄壓閥326的泄壓設置。可替代地,泄壓閥448的泄壓設置點可類似于圖3中的第二實施例300的第二泄壓閥326的泄壓設置。
類似于DI泵314,在DI泵中的壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間,燃料系統(tǒng)的第三實施例400的DI泵414可被潤滑。應注意,在一個示例中,泄壓閥448和泄壓閥446的泄壓設置可不同。
圖7示出了燃料系統(tǒng)的第三實施例400的DI泵414的示例性運轉序列700。運轉序列700包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列700示出了在曲線702處的泵活塞位置、在曲線704處的溢流閥(例如,SACV236)位置、在曲線706處的壓縮腔壓力、和在曲線708處的步進腔壓力。泵活塞位置可在曲線702示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線704的溢流閥位置在圖7中示出為打開或關閉的,類似于圖5和圖6中的溢流閥位置。當SACV 236斷電或停用時,產(chǎn)生打開位置。當SACV 236通電或啟動時,產(chǎn)生關閉位置。SACV當被通電時可用作止回閥。具體地,當被通電時SACV阻擋燃料流從壓縮腔流向泵通道254。
線703表示DI泵414的壓縮腔238的調節(jié)壓力(例如,泄壓閥448的泄壓設置+提升泵輸出壓力),線705表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線707表示步進室的調節(jié)壓力,例如泄壓閥446的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力,并且線709表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用單獨的數(shù)字(和線)指示提升泵壓力。然而,無論是由線705或是線709表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。此外,盡管泵活塞位置702被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多的振動性。出于簡要和清楚的目的,圖7中使用直線,同時應理解其它曲線圖也是可能的。
運轉序列700可大體上類似于圖6的運轉序列600并且因此在此不詳細描述。類似于運轉序列600,在壓縮沖程期間當溢流閥打開時,在運轉序列700中將DI泵414的壓縮腔調節(jié)到單一調節(jié)壓力(線703)。進一步地,當關閉溢流閥而壓縮腔中有保持的容積的燃料時,壓縮腔壓力明顯較高。在每個壓縮沖程期間,將步進腔中的壓力降低為提升泵壓力的壓力。又進一步地,在DI泵414中的吸入沖程期間,將步進腔調節(jié)到步進腔的單一調節(jié)壓力(線707)。此外,在吸入沖程期間將壓縮腔中的壓力降低為提升泵壓力的壓力。
因此,在每個泵沖程(例如,每個壓縮沖程和每個吸入沖程)期間,DI泵414中的泵活塞兩端可存在壓力差。在壓縮沖程期間,壓縮腔比步進室具有更高壓力(不管溢流閥是打開還是關閉的),并且在吸入沖程期間,步進室比壓縮腔具有更高的壓力。因此在每個泵沖程期間,燃料可泄露穿過DI泵內的活塞-孔界面而提供冷卻和潤滑。
總體上,在燃料系統(tǒng)(和DI泵)的第二實施例和第三實施例中的每一個中,由于DI泵中的壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間泵活塞兩端存在壓力差,可確保DI泵中的活塞-孔界面的潤滑和冷卻。
當泵活塞在其向前運動方向上經(jīng)歷了大于蒸汽壓力的壓力時,可很大確保DI燃料泵的潤滑。因此,在DI泵314和DI泵414中的壓縮沖程中,泵活塞220的向前方向可包括朝向壓縮腔的方向。本說明書中,泵活塞220在在壓縮腔中(分別由于第二泄壓閥326和泄壓閥448)經(jīng)歷大于的蒸汽壓力的壓力(例如,提升泵輸出壓力)。而在吸入沖程中,泵活塞220的向前方向可朝向DI泵314的步進腔226以及DI泵414的步進腔426。在DI泵314和DI泵414的吸入沖程中,泵活塞220在壓縮腔中(分別由于DI泵314中的第一泄壓閥246和DI泵414中的泄壓閥446和泄壓閥448)經(jīng)歷了大于蒸汽壓力的壓力(例如,提升泵輸出壓力)。
另一種提供潤滑的途徑是通過使泵活塞在運動方向上而不是拖動方向(trailing direction)暴露于較高壓力。在DI泵314和DI泵414的壓縮沖程中,泵活塞220的運動方向可朝向壓縮腔238而拖動方向可朝向步進腔。本說明書中,使泵活塞220暴露于壓縮腔而不是步進腔226中的較高壓力(如運轉序列600和運轉序列700的t1與t3、t4與t5、和t6與t7之間示出的)。在吸入沖程中,泵活塞220的運動方向可朝向DI泵314中的步進腔226,并且朝向DI泵414中的步進室426。在DI泵314和DI泵414中的每一個中的吸入沖程中,泵活塞220在拖動方向上步進腔中比在壓縮腔238經(jīng)歷更高的壓力(如運轉序列600和運轉序列700中的t3與t4、t5與t6、以及t7之后直到曲線的終點之間示出的)。
現(xiàn)在轉向圖8,其示意性地示出了包括DI泵814的燃料系統(tǒng)的第四實施例800。第四實施例800的很多部件類似于燃料系統(tǒng)的第一實施例200和第二實施例300中的之前描述的那些部件。相應地,這些共用部件被類似地編號并且可能不會再次介紹。
這樣,第四實施例800與第一實施例200和第二實施例300中的每一個的不同之處在于第四實施例800包括共用泄壓閥846,共用泄壓閥846被偏置以調節(jié)DI泵814的壓縮腔238和步進腔826中的每一個中的壓力。這樣,共用泄壓閥846可為第四實施例800中使用的唯一泄壓閥。此外,在第四實施例中步進腔826流體連接至壓縮腔238。因此,在DI泵814中的壓縮沖程期間當SACV 236處于穿過狀態(tài)時,步進腔826可接收來自壓縮腔238的燃料。
共用泄壓閥846與第一止回閥246平行地連接在泄壓通道862中。進一步地,共用泄壓閥846可具有相對于第一實施例200和第二實施例300各自中的第一泄壓閥246、第二實施例300中的第二泄壓閥326、以及第三實施例400中的泄壓閥446和泄壓閥448的泄壓設置不同的泄壓設置。在一個示例中,共用泄壓閥846的泄壓設置點可為6巴。在另一示例中,共用泄壓閥846的泄壓設置點可為8巴。
在DI泵814中的壓縮沖程期間,如果SACV 236打開并且處于穿過模式,則逆流燃料可離開壓縮腔238經(jīng)由SACV 236流向泵通道254。進一步地,可使被第二止回閥344沿著泵通道254阻擋的該逆流燃料在節(jié)點866處轉向以流動通過第三止回閥844。如示出地,第三止回閥844可連接在旁通通道876中,并且可允許流從泵通道254流到泄壓通道862和/或步進室通道242。具體地,旁通通道876將泵通道254流體連接至泄壓通道862和步進室通道242中的每一個。這樣,泵通道254可經(jīng)由旁通通道876和步進室通道242流體連接至步進腔。
來自壓縮腔238的逆流燃料的一部分可經(jīng)由旁通通道876、穿過節(jié)點872和節(jié)點248并且通過步進室通道242而流入步進腔826。這樣,步進腔可能不會接收來自LPP 212穿過第一止回閥244的燃料而接收來自壓縮腔238的燃料。又進一步地,只要溢流閥(SACV 236)打開則壓縮腔可將燃料供應給步進腔。可供應處于共用泄壓閥846設置的調節(jié)壓力的燃料。進一步地,當旁通通道876中的壓力升高以克服共用泄壓閥846的泄壓設置時,逆流燃料的另一部分可流動通過旁通通道876、穿過節(jié)點872進入泄壓通道862、并且通過共用泄壓閥846流向LPP 212。如果溢流閥在壓縮沖程完成之前關閉,則步進腔可接收來自LPP212通過低壓通道218、穿過第一止回閥244、進入步進室通道242、并且之后進入步進室826的燃料。
在本說明書中應理解旁通通道876中可能不包含本實施例中描述的那些部件之外的部件。相應地,通道中可能不包含上述那些部件之外的插入部件。
共用泄壓閥846可將壓縮腔中的壓力調節(jié)為基于共用泄壓閥的泄壓設置的單一壓力。類似于圖2的第一實施例200,燃料系統(tǒng)的第四實施例800也包括通過共用泄壓閥846將步進室826加壓到高于提升泵壓力的調節(jié)壓力。在一個示例中,共用泄壓閥846的泄壓設置可為8巴。因此,壓縮沖程期間壓縮腔238中的調節(jié)壓力可為提升泵壓力與共用泄壓閥846的泄壓設置的和,例如13巴(分別,5巴+8巴)。類似地,吸入沖程期間步進腔的調節(jié)壓力可為13巴,提升泵壓力與共用泄壓閥846的泄壓設置的組合。因此,在壓縮沖程期間共用泄壓閥846可將壓縮腔調節(jié)為與吸入沖程中其對步進室所執(zhí)行的調節(jié)壓力相同的調節(jié)壓力。
因此,一種用于發(fā)動機中的直接噴射燃料泵的示例性方法可包括在直接噴射燃料泵中的泵沖程中的至少一部分期間升高直接噴射燃料泵的步進腔中的壓力,該壓力被升高至高于提升泵的輸出壓力。在一個示例中,泵沖程的該部分包括直接噴射燃料泵中的吸入沖程的一部分。例如,在吸入沖程期間在吸入沖程開始時可升高步進腔中的壓力。可替代地,可在吸入沖程剛開始之后升高步進室中的壓力。在吸入沖程的整個持續(xù)時間內,可保持吸入沖程期間步進腔中的壓力升高,使得在吸入沖程結束時步進腔中的壓力被升高。該方法包括通過第一泄壓閥(例如,圖2、圖3的泄壓閥246、圖4的泄壓閥446和圖8的泄壓閥846)升高步進腔壓力,第一泄壓閥流體連接至步進腔。在另一示例中,泵沖程的該部分包括直接噴射燃料泵中的壓縮沖程的一部分,該部分基于位于直接噴射燃料泵的壓縮腔的入口處的溢流閥保持打開的持續(xù)時間。在第四實施例800中,在壓縮沖程期間當SACV打開時也升高步進腔中的壓力??赏ㄟ^將加壓燃料從直接噴射燃料泵的壓縮腔傳送到直接噴射燃料泵的步進腔來升高步進腔中的壓力。提升泵可將燃料供應到直接噴射燃料泵,該直接噴射燃料泵是由發(fā)動機驅動的并且提升泵為電子泵。
在示例性表示中,一種示例性的系統(tǒng)可包括:包含氣缸的發(fā)動機;直接噴射燃料泵,包含活塞、壓縮腔、設在活塞的底表面之下的步進腔、用于移動活塞的凸輪、和設在直接噴射燃料泵的入口處的電磁啟動的止回閥;流體連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔和步進腔中的每個的提升泵;被偏置以調節(jié)壓縮腔和步進腔中的每一個中的壓力的泄壓閥(例如,共用泄壓閥846);流體連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔的直接噴射器燃料軌;和提供燃料給氣缸的直接噴射器,該直接噴射器連接至直接噴射器燃料軌并且接收來自直接噴射器燃料軌的燃料。
現(xiàn)在參考圖9,其示出了燃料系統(tǒng)的第四實施例800中包含的DI泵814的運轉序列900。運轉序列900包括沿橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列900示出了曲線902處的泵活塞位置、曲線904處的溢流閥(例如,SACV 236)位置、曲線906處的壓縮腔壓力、和曲線908處的步進腔壓力。泵活塞位置可在曲線902示出的上止點位置(TDC)與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線904的溢流閥位置在圖9中示出為打開或關閉的,類似于圖5和圖6中的溢流閥位置。當SACV 236斷電或停用時產(chǎn)生打開位置。當SACV236通電或啟動時產(chǎn)生關閉位置。應理解,SACV的關閉位置是為了簡要而使用的,而實際上SACV可能處于止回位置。換言之,當SACV通電時,SACV用作阻擋燃料流從DI泵的壓縮腔流向泵通道254的止回閥。
線903表示DI泵814的壓縮腔238的調節(jié)壓力(例如,共用泄壓閥846的泄壓設置+提升泵輸出壓力),線905表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP212)的輸出壓力,線907表示步進室的調節(jié)壓力,例如共用泄壓閥846的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力,并且線909表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚使用單獨的數(shù)字(和線)來指示提升泵壓力。然而,不管是由線905還是線909表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。應注意,盡管由不同的線903和線907表示,壓縮腔和步進腔中的每一個中的調節(jié)壓力可為相同的。然而,在一些情況下,如果第三止回閥844中具有故意或無意的流阻,則第三止回閥844可將壓縮腔的調節(jié)壓力(線903)升高到高于步進腔的調節(jié)壓力(線907)。此外,盡管泵活塞位置的曲線902被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多的振動性。出于簡要和清楚地目的,圖9中使用直線,同時應理解其它曲線圖是可能的。
類似于圖5的運轉序列500和圖6的運轉序列600,圖9的運轉序列900包括三個壓縮沖程,例如,從t1到t3、從t4到t5以及從t6到t7。第一壓縮沖程(從t1到t3)包括在第一壓縮沖程的前半段使溢流閥保持打開(斷電)并且在第一壓縮沖程的剩余時間在t2時將其關閉(通電)。從t4到t5的第二壓縮沖程包括在整個第二壓縮沖程中使溢流閥保持打開(例如,斷電)而從t6到t7的第三壓縮沖程包括在完整的第三壓縮沖程中使溢流閥保持關閉(通電)。在第三壓縮沖程期間可對DI泵指令100%占空比,使得在第三壓縮沖程開始時使溢流閥通電而允許壓縮腔中大體上100%的燃料被保持并且傳送到直接噴射器燃料軌250。類似于運轉序列500和運轉序列600,運轉序列900也包括三個吸入沖程(從t3到t4、從t5到t6以及從t7直到曲線的終點)。每個吸入沖程接著圖9中示出的前面的對應壓縮沖程而發(fā)生。
運轉序列900示出了在三個吸入沖程中的每一個期間將步進室加壓(例如,升高DI泵814的步進室中的正壓力)到步進室的調節(jié)壓力(線907),例如,共用泄壓閥846的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力。如示出地,步進室中的壓力升高在每個吸入沖程開始之后(如t3和t7處示出的)立即發(fā)生,并且在每個吸入沖程中可步進室可被加壓。在每個吸入沖程期間壓縮腔接收來自LPP 212的燃料,并且在每個吸入沖程期間處于LPP壓力。
由于在整個持續(xù)時間內溢流閥處于穿過模式,在第二壓縮沖程中壓縮腔中的壓力為壓縮腔的調節(jié)壓力(線903)。在第三壓縮沖程中,由于在整個持續(xù)時間內溢流閥是關閉的,壓縮腔中的壓力高于調節(jié)壓力。具體地,壓縮腔壓力可為第一燃料軌250的需要的燃料軌壓力。在第一壓縮沖程中,當溢流閥打開時壓縮腔壓力為調節(jié)壓力,但是一旦關閉溢流閥,壓縮腔壓力升高到高于調節(jié)(例如,默認)壓力。
第四實施例800還包括在壓縮沖程期間只要溢流閥處于穿過模式就對步進室加壓。在第二壓縮沖程期間,由于溢流閥是打開的并且步進腔從壓縮腔接收處于壓縮腔壓力的燃料,步進室可大體上處于調節(jié)壓力(例如,在調節(jié)壓力的5%內)。然而,在第三壓縮沖程期間,由于在第三壓縮沖程開始時溢流閥是關閉的,步進室不會接收來自壓縮腔的燃料。相應地,步進腔中的壓力降低為LPP的輸出壓力的壓力(如t6處示出的),因為在t6與t7之間步進室接收來自提升泵的燃料。在第一壓縮沖程期間,只要溢流閥是打開的就將步進室加壓到調節(jié)壓力(在t1與t2之間)并且加壓燃料從壓縮腔進入步進室。一旦溢流閥關閉(在t2時),步進室壓力降低為LPP輸出壓力的壓力(在t2與t3之間)。因此,在壓縮沖程期間通過壓縮腔對步進室加壓的持續(xù)時間可基于溢流閥保持打開的時間。相應地,當?shù)谌龎嚎s沖程開始時關閉溢流閥時,在第三壓縮沖程期間步進腔不會被加壓,而在默認模式下,在壓縮沖程(例如,第二壓縮沖程)中步進室被加壓。進一步地,僅在第一壓縮沖程的前半段期間步進室被加壓,直到使溢流閥通電而關閉。
以這種方式,在壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間圖8的第四實施例800中的步進室可被加壓。在吸入沖程期間,共用泄壓閥能夠使步進室中的壓力升高為調節(jié)壓力(例如,高于LPP壓力)。在壓縮沖程期間,只要穿過狀態(tài)下SACV為打開的,則步進室中的壓力高于LPP的輸出壓力。這樣,在壓縮沖程期間當SACV打開時壓縮腔可加壓步進腔。由于泵活塞在其運動方向上經(jīng)歷了高于的燃料蒸汽壓力的壓力,在每個泵沖程期間DI泵814的潤滑可被增強。
因此,一種用于運轉發(fā)動機中的高壓燃料泵的示例性方法可包括:在吸入期間將高壓燃料泵的步進腔中的壓力調節(jié)為單一壓力,該壓力高于供應燃料到直接噴射燃料泵的低壓泵的輸出壓力??赏ㄟ^第一泄壓閥(在一個示例中,為圖8的共用泄壓閥846)調節(jié)步進腔中的壓力,第一泄壓閥流體連接至步進腔。該方法還可包括在高壓燃料泵中的壓縮沖程期間將高壓燃料泵的壓縮腔中的壓力調節(jié)為單一壓力。本實施例中,可通過第一泄壓閥調節(jié)壓縮腔中的壓力,第一泄壓閥流體連接至壓縮腔以及高壓泵的步進腔。具體地,第一泄壓閥可被偏置以調節(jié)高壓泵的步進腔和壓縮腔中的每一個中的壓力。
圖10包括包含DI泵1014的燃料系統(tǒng)的第五示例性實施例1000。第五實施例1000的多個部件類似于燃料系統(tǒng)的第一實施例200和第二實施例300中的之前描述的那些部件。相應地,這些共用部件可被類似地編號并且可能不會再次介紹。
第五實施例1000包括流體連接至HPP 1014和LPP 212中的每一個的第二燃料軌1050。在示出的示例中,第二燃料軌1050可為供應燃料到多個進氣道噴射器1052的進氣道噴射器燃料軌1050。因此,可通過進氣道噴射器以及直接噴射器向發(fā)動機1010的氣缸提供燃料。因此,發(fā)動機1010可為PFDI發(fā)動機。
控制器202可通過第二噴射驅動器1006獨立驅動進氣道噴射器1052中的每一個??刂破?02、第二噴射驅動器1006、第一噴射驅動器206和其它合適的發(fā)動機系統(tǒng)控制器可包括控制系統(tǒng)。雖然第二噴射驅動器1006被示出為在控制器202外部,應理解在其它示例中,控制器202可包括第二噴射驅動器1006或可配置為提供第二噴射驅動器1006的功能。控制器202可包括未示出的額外部件,比如圖10的控制器202中包括的那些部件。
應注意盡管第二燃料軌1050被示出為向四個進氣道噴射器1052提供燃料,在不超出本申請的范圍的條件下進氣道噴射器燃料軌1050可向額外或更少進氣道噴射器提供燃料。
第五實施例1000包括如之前描述的實施例中的連接至泵通道254的第二止回閥344。在DI泵中的壓縮沖程期間當SACV打開時,DI泵1014中的步進腔1026可接收來自壓縮腔238經(jīng)由泵通道254、通過節(jié)點1066、并且沿著步進室通道1042的燃料。如果需要,在壓縮沖程期間可使額外燃料從提升泵212經(jīng)由低壓通道218、穿過節(jié)點324、通過第二止回閥344、穿過節(jié)點1066并且進入步進室通道1042而供應到步進腔。在壓縮沖程期間SACV 236通電而關閉之后,來自提升泵的額外燃料可由步進腔1026接收。
又進一步地,在壓縮沖程期間只要SACV 236是打開的,壓縮腔238還可將燃料供應給進氣道噴射器燃料軌1050(也被稱為PFI軌1050)。這樣,在步進腔1026被填滿并且加壓之后,可將燃料供應到第二燃料軌1050。因此,在壓縮沖程(SACV未通電)中被從壓縮腔推向PFI軌1050的燃料容積為壓縮腔排量(例如,0.25cc)與步進腔排量(例如015cc)的差。本說明書中,凈排量為0.10cc,并且因此,可將0.1cc燃料傳送到PFI軌1050。步進腔排量為活塞桿228的尺寸的函數(shù)。相應地,如果活塞桿228的直徑增加,則凈排量也可增加。
當逆流燃料離開壓縮腔238經(jīng)由SACV 236、進入泵通道254、經(jīng)由節(jié)點1066流向進氣道通道1062、穿過節(jié)點1068并且進入進氣道供應通道1064、并且之后進入進氣道噴射器燃料軌1050時,可產(chǎn)生從壓縮腔238到第二燃料軌1050的燃料流。
第三泄壓閥1046連接在泄壓通道1056中以當節(jié)點1068處的壓力大于第三泄壓閥1046的泄壓設置時允許提升泵212的方向上的燃料流。第三泄壓閥1046的泄壓設置可不同并且與之前實施例中的之前介紹的泄壓閥的泄壓設置不同。應注意第三泄壓閥1046可被偏置以調節(jié)壓縮腔238和PFI軌1050中的壓力。
在DI泵1014中的吸入沖程期間,來自步進腔的燃料可從步進室1026流動通過步進室通道1042流向節(jié)點1066。在節(jié)點1066處,可使燃料轉向SACV 236和壓縮腔238,并且燃料可能不會流入進氣道通道1062。因此,在吸入沖程期間可能不會通過第三泄壓閥1046對步進室加壓。這樣,在壓縮沖程期間當SACV打開時可能不會單獨通過壓縮腔對步進室加壓。同時,步進腔可能不會供應燃料到PFI軌1050。
現(xiàn)在轉到圖11,示出了DI燃料泵1014中的示例性運轉序列1100。運轉序列1100包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列1100示出了曲線1102處的泵活塞位置、曲線1104處的溢流閥(例如,SACV 236)位置、曲線1106處的壓縮腔壓力、曲線1108處的步進腔壓力、曲線1110處的進氣道噴射器(PFI)燃料軌的燃料軌壓力(FRP)變化、和曲線1112處的進氣道噴射。泵活塞位置可在曲線1102示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線1104的溢流閥位置在圖11中示出為打開或關閉的,類似于圖5和圖6中的溢流閥位置。當SACV 236斷電或停用時產(chǎn)生打開位置。當SACV 236通電或啟動時產(chǎn)生關閉位置。這樣,出于簡要的目的當SACV通電時SACV也被稱為關閉的。應理解當通電時SACV用作阻止燃料流從壓縮腔進入泵通道的止回閥。
線1103表示DI泵1014的壓縮腔238的調節(jié)壓力(例如,第三泄壓閥1046的泄壓設置+提升泵輸出壓力),線1105表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線1107表示步進室的調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力可類似于壓縮腔的調節(jié)壓力,例如第三泄壓閥1046的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力,并且線1109表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。線1111表示可能類似于壓縮腔的調節(jié)壓力(線1103)的PFI軌的調節(jié)壓力。線1113表示與PFI軌壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用單獨的線來指示提升泵壓力。然而,不管是由線1105、線1113或是線1109表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。應注意,盡管由不同的線1103、線1111和線1107表示,壓縮腔、PFI軌和步進腔中的每一個中的調節(jié)壓力可能為相同的。此外,盡管泵活塞位置的曲線1102被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多的振動性。出于簡要的目的,圖11中使用直線,同時應理解其它曲線圖是可能的。
圖11的運轉序列1100包括三個壓縮沖程,例如,從t1到t4、從t5到t7以及從t8到t10。第一壓縮沖程(從t1到t4)包括在第一壓縮沖程的前半段使溢流閥保持打開(例如,斷電)并且在第一壓縮沖程的剩余時間在t2時將其關閉(通電而關閉)。從t5到t7的第二壓縮沖程包括在整個第二壓縮沖程中使溢流閥保持打開(例如,斷電)而從t8到t10的第三壓縮沖程包括在完整的第三壓縮沖程中使溢流閥保持關閉(例如,通電)。在第三壓縮沖程期間可對DI泵指令100%,使得在第三壓縮沖程開始時溢流閥通電而允許壓縮腔中大體上100%的燃料被保持并且傳送到直接噴射器燃料軌250。
運轉序列1100還包括三個吸入沖程(從t4到t5、從t7到t8、以及從t10直到t11)。每個吸入沖程接著如圖11中示出的前面的對應壓縮沖程而發(fā)生。由于發(fā)動機1010被示出為四缸發(fā)動機,每個泵循環(huán)(包括一個壓縮沖程和一個吸入沖程)可包括單次進氣道噴射。相應地,進氣道噴射在第一壓縮沖程期間的進氣道噴射在t3處示出、在第二壓縮沖程期間在t6處示出、并且在第三壓縮沖程期間在t9處示出。
運轉序列1100示出了在每個壓縮沖程期間加壓步進室(例如,升高DI泵1014的步進室中的壓力)和PFI軌中的每一個。具體地,在壓縮沖程期間當溢流閥打開時,步進室和PFI軌中的每一個都可接收來自壓縮腔的燃料。因此,當SACV打開時,步進室和PFI軌中的每一個都被加壓到調節(jié)壓力。在壓縮沖程期間,只要溢流閥打開則壓縮腔、步進室和PFI軌中的每一個中的壓力都是相同的壓力。在接近壓縮沖程開始時,壓縮腔、步進室和PFI軌中的每一個中達到調節(jié)壓力。如示出地,由于壓縮腔將燃料供應給步進腔和PFI軌兩者,壓力升高可能不是即時的而可能是逐步的。一旦在t2時關閉溢流閥,則壓縮腔中的壓力急劇升高到直接噴射器軌中需要的燃料軌壓力。t2之后(一旦SACV通電),PFI軌中的壓力可保持為調節(jié)壓力而步進室中的壓力降低為提升泵壓力的壓力。進一步地,當t3時發(fā)生進氣道噴射時,PFI軌中的FRP降低至低于調節(jié)壓力。
在第二壓縮沖程期間,由于溢流閥總是打開的,在第二壓縮沖程中壓縮腔、步進室和PFI軌中的每一個可處于相同的壓力。由于壓縮腔將額外燃料供應到燃料軌并且保持調節(jié)壓力,在t6時通過進氣道噴射器的燃料噴射可能不會降低PFI中的FRP。在第三壓縮沖程中,由于可能不會接收來自壓縮腔的燃料供應,步進室壓力不會升高至調節(jié)壓力。然而,在第三壓縮沖程期間,步進室可接收來自提升泵的燃料,并且因此在第三壓縮沖程期間可能處于提升泵壓力。由于之前t6時的進氣道噴射,PFI軌可處于調節(jié)壓力。然而,由于直到隨后的壓縮沖程都可能不會接收來自壓縮腔的額外燃料,PFI的FRP響應于t9時傳送進氣道噴射而降低。
在三個吸入沖程中的每一個中,壓縮腔、步進腔和進氣道噴射器燃料軌中的壓力可能處于提升泵壓力。
以這種方式,在壓縮沖程期間如果溢流閥處于穿過模式則可通過壓縮腔加壓圖1的第五實施例1000中的步進室。同時,只要SACV是打開的,還可通過壓縮腔加壓PFI軌。在吸入沖程期間步進室和壓縮腔可處于提升泵壓力。在第五實施例100中的壓縮沖程期間可增強潤滑并且可減少燃料汽化。
現(xiàn)在轉向圖12,其示出了包含DI燃料泵1214的燃料系統(tǒng)的第六實施例1200。第六實施例1200的多個部件可類似于第五實施例1000中描述的那些部件以及燃料系統(tǒng)的第一實施例200和第二實施例300中介紹的那些部件。相應地,這些共用部件可被類似地編號并且可能不會再次介紹。
具體地,第六實施例包括PFDI發(fā)動機1010以及進氣道噴射器(PFI)軌1050。本實施例中,PFI軌1050流體連接至DI泵1214的壓縮腔238和步進腔226中的每一個。為了詳細描述,在壓縮沖程期間當SACV 236打開時PFI軌1050可接收來自壓縮腔238的燃料。本實施例中,逆流燃料可離開壓縮腔238通過SACV 236進入泵通道254,并且流動穿過節(jié)點1266進入第一進氣道導管1206,通過第四止回閥1216,穿過節(jié)點1276和節(jié)點1268,通過進氣道供應通道1064而進入PFI軌1050。在吸入沖程期間,PFI軌1050還可接收來自步進腔226的燃料。在吸入沖程期間,離開步進室226的燃料可流動通過步進室通道242,穿過節(jié)點1248進入第二進氣道導管1204,穿過第五止回閥1212,穿過節(jié)點1268,進入進氣道供應通道1064,并且之后進入PFI軌1050。第四止回閥1216和第五止回閥1212中的每一個都可分別阻擋燃料流從節(jié)點1276和節(jié)點1268分別流向節(jié)點1266和節(jié)點1248。
應注意,在DI泵1214中的壓縮沖程期間DI軌250僅接收來自壓縮腔238的燃料。
流體連接在泄壓通道1256中的第四泄壓閥1246可被偏置以調節(jié)第六實施例1200的壓縮腔238、步進腔226和PFI軌中的每一個中的壓力。第四泄壓閥1246的泄壓設置可能不同于前面實施例中的之前介紹的泄壓閥的泄壓設置。因此,當節(jié)點1276或節(jié)點1268處的壓力超過第四泄壓閥1246的泄壓設置時,燃料可流入泄壓通道1256,通過第四泄壓閥1246而流向低壓通道218(穿過節(jié)點324)。
這樣,在本實施例中第四泄壓閥1246可為共用泄壓閥,該共用泄壓閥實現(xiàn)了壓縮腔和DI燃料軌中的默認壓力以及PFI軌中的默認壓力,并且實現(xiàn)了高于提升泵壓力的步進腔中的調節(jié)壓力。具體地,PFI軌、步進室和壓縮腔中的調節(jié)壓力可為相同的。進一步地,由于步進室被第四泄壓閥1246加壓,在吸入沖程期間加壓燃料被供應到PFI軌1050。類似地,當SACV打開時,壓縮腔可被加壓到調節(jié)壓力而允許將加壓燃料供應到PFI軌1050。
在另一表示中,一種示例性的系統(tǒng)可包括:進氣道燃料直接噴射(PFDI)發(fā)動機;直接噴射燃料泵,包含活塞、壓縮腔、設在活塞的底表面之下的步進腔、用于移動活塞的凸輪、和設在直接噴射燃料泵的壓縮腔的入口處的電磁啟動的止回閥;流體連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔和步進腔中的每一個的提升泵;流體連接至直接噴射泵的壓縮腔的直接噴射器燃料軌;流體連接中直接噴射燃料泵的壓縮腔和步進腔中的每一個的進氣道噴射器燃料軌;和位于進氣道噴射器燃料軌的上游的共用泄壓閥(比如圖12中的第四泄壓閥1246),該共用泄壓閥被偏置以調節(jié)進氣道噴射器燃料軌、步進腔和壓縮腔中的每一個中的壓力。共用泄壓閥可被偏置以在直接噴射燃料泵的壓縮沖程期間當電磁啟動的止回閥處于穿過狀態(tài)時調節(jié)直接噴射燃料泵的壓縮腔中的壓力。進一步地,共用泄壓閥還可被偏置以在直接噴射燃料泵的吸入沖程期間調節(jié)步進腔中的壓力。該系統(tǒng)可包括具有存儲在非瞬態(tài)存儲器中的可執(zhí)行指令的控制器用于在直接噴射染料泵的壓縮沖程期間基于直接噴射器燃料軌的燃料軌壓力而將電磁啟動的止回閥啟動到關閉位置。
圖13包括示出了DI燃料泵1314的燃料系統(tǒng)的第七實施例1300。燃料系統(tǒng)的第七實施例1300與圖12的第六實施例1200的不同之處在于兩個方面。作為一個示例,由于循環(huán)通道1343的存在可發(fā)生步進室1326的循環(huán)。從提升泵212進入步進室的燃料可流動穿過第一止回閥244進入步進室通道1342而進入步進腔1326。在吸入沖程期間燃料可離開步進腔1326通過循環(huán)通道1343流向進氣道供應通道1064。第五止回閥1212可流體連接在循環(huán)通道1343中以允許流從步進室1326流向進氣道供應通道1064同時阻擋流從進氣道供應通道1064流向步進腔1326。第七實施例1300還可包括位于第一進氣道導管1206中的第五泄壓閥1346。第五泄壓閥1346可被偏置以調節(jié)僅壓縮腔中的壓力而如圖12所示的第四泄壓閥1246被偏置以調節(jié)壓縮腔、步進腔和PFI軌中的每一個中的壓力。在第七實施例中,可建立用于步進室1326和PFI軌1050的共用調節(jié)壓力。在一個示例中,該共用調節(jié)壓力可為9巴。進一步地,由于第四泄壓閥1246和第五泄壓閥1346兩者調節(jié)壓縮腔中的壓力,可向DI泵1314的壓縮腔238提供較高的默認壓力(調節(jié)壓力)。同時,可向DI軌250提供較高的默認壓力。作為示例,DI軌250的默認壓力可在20至40巴范圍內。
以這種方式,在燃料系統(tǒng)的第六實施例1200和第七實施例1300中的每一個中,DI燃料泵1214和DI燃料泵1314各自中的泵活塞220的兩側都用于泵送到PFI軌1050。這樣,泵送到PFI軌的DI燃料泵的泵送容積可顯著增加(例如,約兩倍)。具體地,在壓縮沖程期間當SACV 236處于穿過模式時,活塞頂221可將燃料從壓縮腔238向PFI軌1050推動。進一步地,活塞底可用于在吸入沖程期間強制燃料從DI泵1214的步進腔226流到PFI軌1050。類似地,泵活塞220的活塞底223可在吸入沖程期間強制燃料從DI泵1314的步進室1326流到PFI軌1050。此外,在壓縮沖程期間關閉SACV 236之后,活塞頂221可將燃料泵送到DI軌250。因此,可將足以使燃料霧化的壓力提供給進氣道噴射器燃料軌。又進一步地,即使在較高燃料流率下,可通過DI泵提供PFI軌壓力(以及容積)。相應地,可以以較低電力設置(例如,最小電力)運轉提升泵而提供更有效地燃料系統(tǒng)。
一種示例性的系統(tǒng)可包括:進氣道燃料直接噴射(PFDI)發(fā)動機;直接噴射燃料泵,包含活塞、壓縮腔、設在活塞的底表面之下的步進腔、用于移動活塞的凸輪、和設在直接噴射燃料泵的壓縮腔的入口處的電磁啟動的止回閥;流體連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔和步進腔中的每一個的提升泵;設在與直接噴射燃料泵的壓縮腔連接的第一管線中第一泄壓閥(例如,第五泄壓閥1346);流體連接至直接噴射泵的壓縮腔的直接噴射器燃料軌;流體連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔和步進腔中的每一個的進氣道噴射器燃料軌;和設在進氣道噴射器燃料軌的上游的第二泄壓閥(例如,第四泄壓閥1246),該第二泄壓閥被偏置以調節(jié)進氣道噴射器燃料軌、步進腔和壓縮腔中的每一個中的壓力。提升泵可為電力驅動的,并且直接噴射器燃料泵可由PFDI發(fā)動機驅動,并且可能不是電力驅動的。在壓縮沖程期間當電磁啟動的止回閥處于穿過狀態(tài)時,第一泄壓閥和第二泄壓閥中的每一個可被偏置以調節(jié)直接噴射燃料泵的壓縮腔中的壓力。然而,在直接噴射燃料泵中的吸入沖程期間,第二泄壓閥可被偏置以調節(jié)步進腔中的壓力。該系統(tǒng)可包括具有存儲在非瞬態(tài)存儲器中的可執(zhí)行指令的控制器用于在直接噴射燃料泵的壓縮沖程期間基于直接噴射器燃料軌的燃料軌壓力而將電磁啟動的止回閥啟動到關閉位置。
現(xiàn)在轉到圖15,示出了圖12的DI燃料泵1214中的示例性運轉序列1500。運轉序列1500包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列1500示出了曲線1502處的泵活塞位置、曲線1504處的溢流閥(例如,SACV236)位置、曲線1506處的壓縮腔壓力、曲線1508處的步進腔壓力、曲線1510處的進氣道噴射器(PFI)燃料軌中的燃料軌壓力(FRP)變化、和曲線1512處的進氣道噴射。泵活塞位置可在曲線1502示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線1504的溢流閥位置在圖15中示出為打開或關閉的。當SACV 236斷電或停用時產(chǎn)生打開位置。當SACV 236通電或啟動時產(chǎn)生關閉位置。
線1503表示DI泵1214的壓縮腔238的調節(jié)壓力(例如,第四泄壓閥1246的泄壓設置+提升泵輸出壓力),線1505表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線1507表示步進室的調節(jié)壓力,例如第四泄壓閥1246的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力,并且線1509表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。線1511表示可能類似于壓縮腔的調節(jié)壓力(線1503)和步進腔的調節(jié)壓力(線1507)的PFI軌的調節(jié)壓力。線1513表示與PFI軌壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用單獨的線來指示提升泵壓力。然而,不管是由線1505、線1509或是線1513表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。應注意,盡管由不同的線1503、線1507和線1511表示,壓縮腔、PFI軌和步進腔中的每一個中的調節(jié)壓力可能為相同的(例如,第四泄壓閥1246的泄壓設置與提升泵輸出壓力的組合壓力)。此外,盡管泵活塞位置的曲線1502被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多的振動性。出于簡要的目的,圖15中使用直線,同時應理解其它曲線圖是可能的。
圖15的運轉序列1500包括三個壓縮沖程,例如,從t1到t4、從t5到t7以及從t8到t10。第一壓縮沖程(從t1到t4)包括在第一壓縮沖程的前半段使溢流閥保持打開(例如,斷電)并且在第一壓縮沖程的剩余時間(例如,后半段)在t2時將其關閉(通電而關閉)。從t5到t7的第二壓縮沖程包括在整個第二壓縮沖程中使溢流閥保持打開(例如,斷電)而從t8到t10的第三壓縮沖程包括在第三壓縮沖程的持續(xù)時間內使溢流閥保持關閉(例如,通電)。在第三壓縮沖程期間可對DI泵指令100%占空比,使得在第三壓縮沖程開始時溢流閥通電而允許壓縮腔中大體上100%的燃料被保持并且傳送到直接噴射器燃料軌250。
運轉序列1500還包括三個吸入沖程(從t4到t5、從t7到t8、以及從t10直到t11)。每個吸入沖程接著圖15中示出的前面的對應壓縮沖程而發(fā)生。由于發(fā)動機1010被示出為四缸發(fā)動機,每個泵循環(huán)(包括一個壓縮沖程和一個吸入沖程)可包括單次進氣道噴射。相應地,示例性的進氣道噴射在第一壓縮沖程期間在t3處示出、在第二壓縮沖程期間在t6處示出、并且在第三壓縮沖程期間在t9處示出。
運轉序列1500示出了在每個吸入沖程期間將步進室加壓(例如,升高升高DI泵1214的步進室中的正壓力)到調節(jié)壓力(線1507)。進一步地,在每個吸入沖程期間也通過步進腔加壓(例如,供應加壓燃料)PFI軌。具體地,在DI泵1214中的每個吸入沖程期間可達到PFI軌的調節(jié)壓力。
又進一步地,在每個壓縮沖程期間,因為步進腔接收來自提升泵的燃料,步進室中的壓力降低為提升泵的壓力。在壓縮沖程期間步進腔不會將燃料供應到PFI軌。在每個壓縮沖程期間只要溢流閥是打開的(例如,斷電),則PFI軌還接收加壓燃料。然而,如果關閉溢流閥,則PFI軌不會接收來自壓縮腔的燃料(或加壓)。同時,在壓縮沖程期間PFI軌也不會接收來自步進腔的燃料。
相應地,在第一壓縮沖程期間,只要溢流閥打開,則壓縮腔和PFI軌中的每一個中的壓力可為相同的壓力(例如,各自的調節(jié)壓力)。在接近(例如,處于或剛剛在其之后)壓縮沖程開始時,壓縮腔和PFI軌中的每一個中都可達到調節(jié)壓力。如示出的,由于壓縮腔將燃料供應給PFI軌,壓縮腔中的壓力升高可能不是即時(例如,在壓縮沖程開始時)的而可能是逐步的。一旦在t2時關閉溢流閥,則壓縮腔中的壓力急劇升高為直接噴射器軌中的需要的燃料軌壓力。PFI軌中的壓力停留在調節(jié)壓力。然而,當在t3時發(fā)生進氣道噴射時,因為由于溢流閥是關閉的所以PFI軌不會接收來自壓縮腔的加壓燃料,所以PFI軌中的FRP降低至低于調節(jié)壓力(并且保持為調節(jié)壓力直到t4)。由于PFI軌接收來自步進腔的加壓燃料,t4時接下來的吸入沖程導致PFI軌的FRP(曲線1510)剛在t4之后就升高為調節(jié)壓力。
在第二壓縮沖程期間,由于溢流閥總是打開的,壓縮腔和PFI軌在第二壓縮沖程中可處于相同的壓力。由于壓縮腔將額外燃料供應到進氣道噴射器燃料軌并且保持PFI軌中的調節(jié)壓力,在t6時經(jīng)由進氣道噴射器的燃料噴射可能不會降低PFI軌中的FRP。在第三壓縮沖程開始時(在t8時),由于之前的吸入沖程(從t7到t8)所以PFI軌可處于其調節(jié)壓力。然而,因為由于溢流閥是關閉的所以PFI軌不會接收來自壓縮腔的補充燃料,所以PFI軌的FRP響應于在t9時傳送進氣道噴射而降低。由于100%的燃料被保持并且傳送到DI軌,在第三壓縮沖程期間壓縮腔中的壓力可高得多。
在三個吸入沖程中的每一個中,壓縮腔中的壓力可為提升泵壓力。在三個壓縮沖程中的每一個中,步進腔中的壓力可為提升泵壓力。
以這種方式,圖12的第六實施例1200的DI泵1214使用泵活塞的兩側而將需要的較高壓力的燃料提供給PFI軌。具體地,通過步進腔以及壓縮腔加壓PFI軌。為了詳細描述,PFI軌的FRP響應于進氣道噴射的降低可僅在壓縮沖程期間當溢流閥關閉時發(fā)生。因此,PFI軌壓力可能不會降低為提升泵壓力并且經(jīng)由進氣道噴射器傳送的燃料可被完全汽化,這提供了增強的能量和減少的排放。又進一步地,由于在每個循環(huán)中DI泵中的泵活塞兩端存在壓力差,在完全泵循環(huán)期間可良好地潤滑DI泵。
一種示例性的用于發(fā)動機的方法可包括:將燃料從直接噴射燃料泵供應給進氣道噴射器燃料軌和直接噴射器燃料軌中的每一個,在直接噴射燃料泵中的壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間將燃料供應到進氣道噴射器燃料軌并且僅在直接噴射燃料泵的壓縮沖程期間將燃料供應到直接噴射器燃料軌。本實施例中,供應到進氣道噴射器燃料軌的燃料可處于高于低壓泵的輸出壓力的壓力,低壓泵將燃料供應到直接噴射燃料泵,并且其中可通過泄壓閥來調節(jié)供應到進氣道噴射器燃料軌的燃料的壓力。在壓縮沖程期間當將電子控制的電磁閥停用為穿過模式時,燃料可被供應到進氣道噴射器燃料軌。可響應于在壓縮沖程期間中斷到達直接噴射器燃料軌的燃料流而將電子控制的電磁閥停用為穿過模式。該方法可進一步包括至少在吸入沖程期間在直接噴射燃料泵中在泵活塞的頂部與泵活塞的底部之間提供壓力差。
現(xiàn)在轉到圖16,示出了圖13的DI燃料泵1314中的示例性運轉序列1600。運轉序列1600包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列1600示出了曲線1602處的泵活塞位置、曲線1604處的溢流閥(例如,SACV236)位置、曲線1606處的壓縮腔壓力、曲線1608處的步進腔壓力、曲線1610處的進氣道噴射器(PFI)燃料軌中的燃料軌壓力(FRP)變化、和曲線1612處的進氣道噴射。泵活塞位置可在曲線1602示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線1604的溢流閥位置在圖16中示出為打開或關閉的。當SACV 236斷電或停用時產(chǎn)生打開位置。當SACV 236通電或啟動時產(chǎn)生關閉位置。
線1603表示DI泵1314的壓縮腔238的調節(jié)壓力(例如,第四泄壓閥1246的泄壓設置、第五泄壓閥1346的泄壓設置與提升泵輸出壓力的組合),線1605表示第四泄壓閥1246的泄壓設置與提升泵輸出壓力的組合,線1607表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線1609表示步進室的調節(jié)壓力,例如,第四泄壓閥1246的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力,并且線1611表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。線1613表示可能類似于壓縮腔的調節(jié)壓力(線1609)的PFI軌的調節(jié)壓力。線1615表示與PFI軌壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用單獨的線來指示提升泵壓力。然而,不管是由線1607、線1611或是線1615表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。應注意,盡管由不同的線1613和線1609(分別)表示,PFI軌和步進腔中的每一個中的調節(jié)壓力可能為相同的(例如,第四泄壓閥1246的泄壓設置與提升泵輸出壓力的組合壓力)。還應注意DI泵1314中的壓縮腔的調節(jié)壓力可高于步進腔以及PFI軌的調節(jié)壓力(由于額外的第五泄壓閥1346)。此外,盡管泵活塞位置的曲線1602被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多的振動性。出于簡要的目的,圖16中使用直線,同時應理解其它曲線圖是可能的。
圖16的運轉序列1600大體上類似于圖15的運轉序列1500,不同之處在于當SACV打開(處于穿過模式)時DI泵1314的壓縮腔中的壓力升高為比DI泵1214的壓縮腔中的調節(jié)壓力更高的調節(jié)壓力。由于第四泄壓閥1246與第五泄壓閥1346的組合壓力設置,DI泵1314的壓縮腔中可達到更高壓力。
類似于圖12的第六實施例1200中的DI泵1214,圖13的第七實施例1300的DI泵1314使用泵活塞的兩側將需要的較高壓力的燃料提供給PFI軌。具體地,通過步進腔以及壓縮腔加壓PFI軌。又進一步地,由于每個循環(huán)中DI泵的泵活塞兩端存在壓力差,在完全泵循環(huán)期間可良好地潤滑和冷卻DI泵。
現(xiàn)在參考圖14,其示出了包含DI燃料泵1414的燃料系統(tǒng)的第八實施例1400。燃料系統(tǒng)的第八實施例1400可包括圖2的第一實施例200、圖8的第四實施例800中的之前描述的多個部件以及圖12的第六實施例1200的多個部件。這些部件可被類似地編號并且可能不會再次介紹。
第八實施例1400包括:通過DI泵1414中的泵活塞220的兩側向PFI軌1050提供燃料、通過一個或多個泄壓閥加壓步進室和壓縮腔以及通過壓縮腔238向步進腔1426提供燃料的組合。在第八實施例1400中,步進腔1426可流體連接至DI泵1414中的壓縮腔238。相應地,可包含之前的實施例中可能不包含的額外的止回閥和泄壓閥。
在壓縮沖程期間當SACV 236處于穿過模式時,步進腔1426和PFI軌1050中的每一個可接收來自DI泵1414的壓縮腔238的燃料。來自壓縮腔的逆流燃料可向后離開通過SACV 236沿著泵通道254流向節(jié)點1466。在節(jié)點1466處,逆流燃料可首先經(jīng)由導管1486穿過節(jié)點1472到達節(jié)點248、并且之后進入步進室通道1442、并且進入步進腔1426而流向步進腔1426。本實施例中,如果燃料壓力低于第六泄壓閥1446的泄壓設置,則逆流燃料可流入步進腔1426。如果燃料的壓力高于第六泄壓閥1446的泄壓設置點,則流動通過導管1486的燃料可在節(jié)點1472處轉入泄壓通道1462,并且通過第六泄壓閥1446進入低壓通道218。沿著導管1486連接的第六止回閥1444可允許燃料流從節(jié)點1466和泵通道254流向節(jié)點1472和節(jié)點248、和步進室通道1442。然而,第六止回閥1444可阻礙燃料流從節(jié)點1472(和節(jié)點248以及步進室1426)流向節(jié)點1466。第六泄壓閥1446可被偏置以調節(jié)DI泵1414的壓縮腔238和步進腔1426中的每一個中的壓力。第六泄壓閥1446可被偏置以調節(jié)PFI軌1050中的壓力。
這樣,在壓縮沖程開始時,流出壓縮腔238的逆流燃料可首先流向步進腔1426。在步進腔1426大體上被填滿之后,通過SACV 236離開壓縮腔238的逆流燃料可在節(jié)點1466處進入導管1408并且流向進氣道噴射器軌1050。這樣,在步進腔1426被填滿和加壓之后,可將燃料供應給進氣道噴射器軌1050。類似于燃料系統(tǒng)的第五實施例1000,在壓縮沖程中(SACV未通電)從壓縮腔被推向PFI軌1050的燃料的容積為壓縮腔排量與步進腔排量的差。
來自泵通道254在節(jié)點1466處進入導管1408的逆流燃料可流動通過連接在導管1408中的第七止回閥1458流向節(jié)點1472并且之后進入進氣道供應通道1064而流向PFI軌1050。如果節(jié)點1472處的逆流燃料的壓力高于第七泄壓閥1436的泄壓設置,則逆流燃料可流動通過泄壓通道1412并且通過第七泄壓閥1436流向節(jié)點1470,并且通過節(jié)點1470進入導管1476而流向節(jié)點1448。一旦逆流燃料的壓力高于第六泄壓閥1446的泄壓設置,則從第七泄壓閥1436到達節(jié)點1448的逆流燃料可進入泄壓通道1462通過第六泄壓閥1446流向提升泵212。
第六泄壓閥1446和第七泄壓閥1436的泄壓設置點可被加入以調節(jié)圖14的實施例中的壓力。在一個示例中,第六泄壓閥1446的泄壓設置點可高于第七泄壓閥1436的泄壓設置點。又進一步地,第七泄壓閥1436可被偏置以調節(jié)DI泵1414的PFI軌、步進腔和壓縮腔中的每一個中的壓力。
如果在步進腔被填滿之前關閉溢流閥,則步進腔1426可接收來自提升泵212通過第一止回閥244、穿過節(jié)點248和節(jié)點1448而沿著步進室通道1442的額外燃料。
在吸入沖程期間,泵活塞220的向下運動可通過步進室通道1442將燃料排出步進腔1426。如果燃料的壓力低于第六泄壓閥1446的泄壓設置,則離開步進腔1426的燃料可流動通過節(jié)點1448進入導管1476、穿過節(jié)點1470、并且之后穿過第八止回閥1450進入進氣道供應通道1064、并且之后進入PFI軌1050。具體地,在吸入沖程期間步進室1426可向PFI軌1050提供燃料。第八止回閥1450阻擋燃料流從進氣道供應通道1064流到導管1476。高于第七泄壓閥1436的泄壓設置的壓力的燃料可離開進氣道供應通道1064通過泄壓通道1412并且通過第七泄壓閥1436返回通過導管1476而流向步進室通道1442.
如果節(jié)點1448處的燃料壓力(直接離開步進腔1426的燃料或從第七泄壓閥1436接收的燃料)高于第六泄壓閥1446的泄壓設置,則燃料可流動通過節(jié)點248、進入導管1486、穿過節(jié)點1472進入泄壓通道1462、并且通過第六泄壓閥1446進入低壓通道218。
現(xiàn)在參考圖17的運轉序列1700,運轉序列1700示出了圖14的第八實施例1400中的DI泵1414的示例性運轉序列。運轉序列1700包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列1700示出了曲線1702處的泵活塞位置、曲線1704處的溢流閥(例如,SACV 236)位置、曲線1706處的壓縮腔壓力、曲線1708處的步進腔壓力、曲線1710處的進氣道噴射器(PFI)燃料軌中的燃料軌壓力(FRP)變化、和曲線1712處的進氣道噴射。泵活塞位置可在曲線1702示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線1704的溢流閥位置在圖17中示出為打開或關閉的。當SACV 236斷電或停用時產(chǎn)生打開位置。當SACV 236通電或啟動時產(chǎn)生關閉位置。如之前的運轉序列中提到的,當SACV通電時其用作阻止燃料流從DI泵的壓縮腔通過SACV流向泵通道的止回閥。然而,為了簡要,運轉序列將該位置示出關閉的(代替“止回”)。
線1703表示DI泵1414的壓縮腔238的調節(jié)壓力(例如,第六泄壓閥1446的泄壓設置、第七泄壓閥1436的泄壓設置和提升泵輸出壓力的組合),線1705表示第七泄壓閥1436的泄壓設置和提升泵輸出壓力的組合(提供線1705用于比較)、線1707表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線1709表示步進室的調節(jié)壓力,例如第六泄壓閥1446的泄壓設置、第七泄壓閥1436的泄壓設置與提升泵壓力的組合壓力,線1711表示第七泄壓閥1436的泄壓設置與提升泵壓力的組合,并且線1713表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。類似于線1705和線1711,線1715表示可能為第七泄壓閥1436的泄壓設置與提升泵壓力的組合的PFI軌的調節(jié)壓力。線1717表示與PFI軌壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用單獨的線來指示提升泵壓力。然而,不管是由線1707、線1713或是線1717表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。應注意,DI泵1414中的壓縮腔的調節(jié)壓力可高于PFI軌的調節(jié)壓力。此外,盡管泵活塞位置的曲線1702被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多的振動性。出于簡要的目的,圖17中使用直線,同時應理解其它曲線圖是可能的。
圖17的運轉序列1700包括三個壓縮沖程,例如,從t1到t4、從t5到t7以及從t8到t10。第一壓縮沖程(從t1到t4)包括在第一壓縮沖程的前半段使溢流閥保持打開(例如,斷電)并且在第一壓縮沖程的剩余時間在t2時將其關閉(例如,通電而關閉)。從t5到t7的第二壓縮沖程包括在整個第二壓縮沖程中使溢流閥保持打開(例如,斷電)而從t8到t10的第三壓縮沖程包括在第三壓縮沖程的持續(xù)時間內使溢流閥保持關閉(例如,通電)。在第三壓縮沖程期間可對DI泵指令100%占空比,使得在第三壓縮沖程開始時溢流閥通電而允許壓縮腔中大體上100%的燃料被保持并且傳送到直接噴射器燃料軌250。
運轉序列1700還包括三個吸入沖程(從t4到t5、從t7到t8、以及從t10直到t11)。每個吸入沖程接著如圖17中示出的前面的對應壓縮沖程發(fā)生。由于發(fā)動機1010被示出為四缸發(fā)動機,每個泵循環(huán)(包括一個壓縮沖程和一個吸入沖程)可包括單次進氣道噴射。相應地,示例性的進氣道噴射在第一壓縮沖程期間在t3處示出、在第二壓縮沖程期間在t6處示出、并且在第三壓縮沖程期間在t9處示出。
運轉序列1700示出了吸入沖程中的每一個期間步進腔的加壓(例如,將壓力升高為調節(jié)壓力)。在壓縮沖程期間當溢流閥打開時,步進腔也被加壓。這是因為當SACV打開時步進腔接收了來自壓縮腔的加壓燃料。因此,在第一壓縮沖程中,當溢流閥打開時,步進室中的壓力升高為線1709的調節(jié)壓力(類似于線1703表示的調節(jié)壓力)。在t2時,當溢流閥通電而關閉時,由于沒有接收來自壓縮腔的加壓燃料,步進室中的壓力降低至為第七泄壓閥1436的泄壓設置與提升泵壓力的組合壓力的壓力。然而,在接下來的吸入沖程期間,步進室壓力升高為線1709的調節(jié)壓力。
在第二壓縮沖程中,步進腔中的壓力在第二壓縮沖程中保持為較高調節(jié)壓力,該較高調節(jié)壓力為第六泄壓閥1446的泄壓設置、第七泄壓閥1436的泄壓設置與提升泵輸出壓力的組合壓力。這是因為由于溢流閥是打開的所以步進腔接收了來自壓縮腔的加壓燃料。在第三壓縮沖程期間,由于在第三壓縮沖程開始時溢流閥是關閉的,步進室中的壓力開始降低為第七泄壓閥1436的泄壓設置與提升泵壓力(線1711)的組合壓力并且如果接收來自提升泵的燃料則可進一步降低為提升泵壓力。
如之前的運轉序列中描述的,壓縮腔中的壓力在壓縮沖程期間處于或高于壓縮腔的調節(jié)壓力,并且在吸入沖程期間處于LPP壓力。同時,當FPI軌接收了來自壓縮腔或步進腔的燃料時,F(xiàn)PI軌中的FRP可為FPI軌的調節(jié)壓力(例如,第七泄壓閥1436的泄壓設置與提升泵壓力的組合壓力)。這是因為第七泄壓閥1436被偏置以調節(jié)FPI軌中的壓力。由于在第一壓縮沖程期間溢流閥在t2時關閉之后來自壓縮腔的額外燃料可能不會被接收,在t3時FPI軌中的FRP響應于進氣道噴射而降低。接下來的吸入沖程在PFI軌中補充燃料并且就在t4時吸入沖程開始后不久FRP升高為調節(jié)壓力。由于經(jīng)由打開的溢流閥供應來自壓縮腔的燃料,在t6時的進氣道噴射可能不會導致FRP的降低。在第三壓縮沖程期間,由于壓縮腔在溢流閥關閉時可能不會供應補充燃料到FPI軌,在t9時的進氣道噴射再次導致FPI軌中的FRP的降低。
以這種方式,由于通過泄壓閥以及接收來自壓縮腔的加壓燃料將步進腔被加壓至高于提升泵壓力,圖14的第八實施例1400在泵的整個循環(huán)期間可具有充足的潤滑。進一步地,PFI軌還接收來自DI泵1414的壓縮腔和步進腔兩者的加壓燃料(例如,實現(xiàn)較高壓力進氣道噴射)。
因此,一種用于發(fā)動機的示例性方法可包括將加壓燃料從直接噴射燃料泵的壓縮腔和直接噴射燃料泵的步進腔中的每一個傳送到進氣道噴射器燃料軌。在一個示例中,通過泄壓閥調節(jié)加壓燃料的壓力,其中加壓燃料的壓力高于提升泵的輸出壓力。這樣,提升泵可為電子泵。進一步地,提升泵可將燃料供應給直接噴射泵的壓縮腔和步進腔中的每一個。又進一步的,可以以較低電力設置運轉提升泵。該方法可進一步包括將加壓燃料僅從直接噴射燃料泵的壓縮腔傳送到直接噴射燃料軌。本實施例中,可通過電磁啟動的止回閥調節(jié)傳送到直接噴射器燃料軌的加壓燃料的壓力。此外,當使電磁啟動的止回閥通電而完全關閉時,可將加壓燃料從直接噴射燃料泵的壓縮腔傳送到直接噴射器燃料軌。當電磁啟動的止回閥處于穿過模式時,可將加壓燃料從直接噴射燃料泵的壓縮腔傳送到進氣道噴射器燃料軌。直接噴射燃料泵是由發(fā)動機運轉的。
現(xiàn)在轉到圖18,其示出了包含DI泵1814的燃料系統(tǒng)的第九實施例1800。燃料系統(tǒng)的第九實施例1800的DI泵的多個部件可類似于燃料系統(tǒng)的圖2的第一實施例200中介紹的那些部件。相應地,這些共用部件可被類似地編號并且將不會再次介紹。應注意燃料系統(tǒng)的第九實施例1800連接至如圖2所示的DI發(fā)動機210。進一步地,燃料系統(tǒng)的第九實施例1800包括利用儲存器以供應燃料到DI泵1814的步進腔。
在吸入沖程期間提升泵212可將燃料供應到DI泵1814的壓縮腔238,其中來自LPP 212的燃料流動經(jīng)由低壓通道218通過第二止回閥344進入泵通道254、穿過節(jié)點1866并且之后經(jīng)由SACV 236進入壓縮腔238。進一步地,在吸入沖程期間,可將燃料從步進腔1826排入通道1843而流向儲存器1832。這樣,由于連接在步進室通道1842中的第九止回閥1844阻擋燃料流從步進腔1826流向節(jié)點1866,來自步進腔1826的燃料可能不會進入步進室通道1842。然而,第九止回閥1844可允許燃料從節(jié)點1866流向步進腔1826。
在吸入沖程期間從步進腔1826排出的燃料可進入儲存器1832的儲存器腔1834并且可存儲在其中。如示出地,儲存器1832設在步進腔1826的下游,并且可經(jīng)由通道1843而流體連接至步進腔1826。離開步進腔1826的燃料沿著通道1843流向節(jié)點1830,并且在節(jié)點1830處,燃料可進入儲存器1832。這樣,隨著儲存器腔1834內存儲的燃料量的增加,儲存器1832內的彈簧可被壓縮。盡管儲存器1832可能不是預加載的,可替代的示例可包括預加載的儲存器。位于儲存器1832的下游的第八泄壓閥1836可建立存儲器壓力上限。這樣,當儲存器1832被填充至其最大限度(例如,最大填充量)時,存儲器中的壓力可大體上類似于第八泄壓閥1836的泄壓設置(例如,在第八泄壓閥1836的泄壓設置的5%內)。如果儲存器1832具有較低燃料填充量,則存儲器壓力可低于第八泄壓閥1836的泄壓設置點。
作為非限制性的示例,第八泄壓閥的泄壓設置點可為5巴。如定位的,當?shù)诎诵箟洪y1836與儲存器1832之間(泄壓通道1862中)的壓力大于預定壓力(例如,5巴)時,第八泄壓閥1836可允許燃料從儲存器1832流向低壓通道218。如示出地,第八泄壓閥1836可經(jīng)由泄壓通道1862連接至儲存器1832。
因此,在吸入沖程期間,如果離開步進腔1826的燃料填滿了儲存器腔1834,則一旦燃料壓力高于第八泄壓閥1836的泄壓設置則過量的燃料可離開通過泄壓通道1862而流向低壓通道218。具體地,儲存器1832可在燃料經(jīng)由泄壓通道1862離開之前被填滿。第八泄壓閥1836可被偏置以調節(jié)壓縮腔238和步進腔1826中的每一個中的壓力。如在之前的示例中的,壓縮腔和吸入腔中的調節(jié)壓力可基于第八泄壓閥1836的泄壓設置和提升泵壓力。因此,如果第八泄壓閥1836的泄壓設置為5巴,在一個示例中,壓縮腔238和步進腔1826中的調節(jié)壓力可為8巴(第八泄壓閥1836的泄壓設置5巴與提升泵壓力3巴的和)。
在壓縮沖程期間,如果溢流閥236是打開的,則由于第二止回閥344阻擋流從節(jié)點1866流向低壓通道218所以離開壓縮腔238通過溢流閥236進入泵通道254的燃料可在節(jié)點1866處轉向步進室通道1842。因此,當SACV 236打開時,步進室1826可被來自壓縮腔238的逆流燃料填充(和加壓)。由于第八泄壓閥1836的存在,可發(fā)生燃料的壓力的升高。一旦在壓縮沖程期間關閉溢流閥,則步進腔1826可被來自儲存器1832的燃料填充。燃料可處于基于儲存器壓力以及第八泄壓閥1836的泄壓設置的大體上恒定的壓力(例如,5%的變化)。
因此,在圖18的第九實施例1800中,在壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間,可將步進室1826調節(jié)為大體上恒定的壓力,例如,在5%變化范圍內。具體地,步進腔的調節(jié)壓力可高于提升泵壓力。將參考下面的運轉序列1900描述進一步的細節(jié)。在吸入沖程期間,隨著燃料流出步進室進入儲存器,步進室被加壓,并且在壓縮沖程期間,可通過壓縮腔(當溢流閥打開時)或儲存器(當關閉溢流閥時)向步進室提供燃料。
現(xiàn)在參考圖19,其示出了燃料系統(tǒng)的第九實施例1800中的DI泵1814的示例性運轉序列。運轉序列1900包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列1900示出了曲線1902處的泵活塞位置、曲線1904處的溢流閥(例如,SACV 236)位置、曲線1906處的壓縮腔壓力、和曲線1908處的步進腔壓力。泵活塞位置可在曲線1902示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線1904的溢流閥位置在圖19中被示出為打開或關閉的。當SACV 236斷電或停用時產(chǎn)生打開位置。當SACV236通電或啟動時產(chǎn)生關閉位置。如之前的運轉序列中提到的,當SACV通電時,SACV用作阻止燃料流從DI泵的壓縮腔經(jīng)由SACV流向泵通道的止回閥。然而,為了簡要,運轉序列將該位置繪示為關閉的(代替“止回”)。
線1903表示DI泵1814的壓縮腔238的調節(jié)壓力(例如,第八泄壓閥1836的泄壓設置+提升泵輸出壓力),線1905表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線1907表示步進室的調節(jié)壓力,例如第八泄壓閥1836的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力,線1909表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用單獨的數(shù)字(和線)來指示提升泵壓力。然而,不管是由線1905或是線1909表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。應注意,盡管由不同的線1903和線1907表示,壓縮腔和步進腔中的每一個中的調節(jié)壓力可能是相同的。此外,盡管泵活塞位置的曲線1902被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多的振動性。出于簡要和清楚的目的,圖19中使用直線,同時應理解其它曲線圖是可能的。
類似于圖5的運轉序列(比如運轉序列500),圖19的運轉序列1900包括三個壓縮沖程,例如,從t1到t3、從t4到t5以及從t6到t7。第一壓縮沖程(從t1到t3)包括在第一壓縮沖程的前半段使溢流閥保持打開(例如,斷電)并且在第一壓縮沖程的剩余時間在t2時將其關閉。從t4到t5的第二壓縮沖程包括在整個第二壓縮沖程中使溢流閥保持打開(例如,斷電)而從t6到t7的第三壓縮沖程包括在完整的第三壓縮沖程中使溢流閥保持關閉(例如,通電)。在第三壓縮沖程期間可對DI泵指令100%占空比,使得在第三壓縮沖程開始時使溢流閥通電而允許壓縮腔中大體上100%的燃料被保持并且傳送到直接噴射器燃料軌250。類似于運轉序列500,運轉序列1900也包括三個吸入沖程(從t3到t4、從t5到t6以及從t7直到曲線的終點)。每個吸入沖程接著圖9中示出的前面的對應壓縮沖程而發(fā)生。
運轉序列1900示出了在三個壓縮沖程和三個吸入沖程中的每一個期間將步進室調節(jié)(例如,保持)為步進室的調節(jié)壓力(線1907),比如第八泄壓閥1836的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力。如示出地,在每個泵沖程中可使步進室中的壓力保持為高于提升泵輸出壓力的調節(jié)壓力。
由于第一壓縮沖程在t1時開始,當溢流閥打開時壓縮腔升高至調節(jié)壓力。本實施例中,燃料離開壓縮腔經(jīng)由溢流閥并且進入步進室。如果步進室被填滿,則過量燃料可存儲在儲存器中和/或可在流動通過第八泄壓閥1836之后返回低壓通道218。由于步進腔接收來自壓縮腔的加壓燃料,步進腔壓力還可為調節(jié)壓力。
當在t2時使溢流閥通電而關閉(例如,用作止回閥)時,壓縮腔中保持的燃料被傳送到DI燃料軌并且壓縮腔壓力顯著升高。步進室壓力可稍微下降并且在第一壓縮沖程的剩余時間中在溢流閥關閉之后(特別是如果步進腔沒有被填滿)保持低于調節(jié)壓力(線1907)。一旦溢流閥關閉,則通過來自儲存器的存儲燃料補充步進室并且步進室中的壓力保持稍微低于調節(jié)壓力。在接下來的t3時開始的吸入沖程期間,隨著燃料被推出步進室進入儲存器并且然后通過第八泄壓閥,步進室中的壓力升高為步進室的調節(jié)壓力。在t3與t4之間步進腔壓力可為第八泄壓閥1836設置的調節(jié)壓力。
進一步地,在t3與t4之間(第一吸入沖程),當通過提升泵將燃料供應到壓縮腔時,壓縮腔壓力降低為提升泵輸出壓力的壓力。當?shù)诙嚎s沖程的整個持續(xù)時間內溢流閥保持打開時,在第二壓縮沖程中壓縮腔可升高至調節(jié)壓力并且保持為調節(jié)壓力。如上所述的,由于步進室接收來自壓縮腔的燃料,在第二壓縮沖程中步進腔壓力也保持恒定為調節(jié)壓力。在第三壓縮沖程中,在第三壓縮沖程開始時在t6時使溢流閥通電而關閉。由于可能不會從壓縮腔接收燃料,如1917所指示的,步進腔可經(jīng)歷壓力下降。然而,隨著儲存器對步進腔補充燃料,步進室壓力回到調節(jié)壓力。在隨后的吸入沖程(第三吸入沖程)期間,當壓縮腔降低為提升泵壓力時,步進室保持為調節(jié)壓力。
以這種方式,在DI泵1814的壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間,通過儲存器將步進腔中的壓力調節(jié)為大體上恒定的壓力。大體上恒定的壓力可為運轉序列1900的線1907表示的調節(jié)壓力(例如,第八泄壓閥1836的泄壓設置與提升泵壓力的組合壓力)。因此,可將步進腔調節(jié)為可能高于提升泵輸出壓力的大體上恒定的壓力。
現(xiàn)在轉向包括HPP 2014的燃料系統(tǒng)的第十實施例2000。第十實施例2000與第九實施例的類似之處可在于儲存器供應燃料到步進腔1826。進一步地,在泵循環(huán)中可使步進腔保持為大體上恒定的壓力。然而,可通過進氣道燃料噴射器(PFI)燃料軌2050來執(zhí)行儲存器的功能。例如,PFI軌2050可由存儲燃料的兼容材料形成。在一個示例中,PFI軌2050可由薄不銹鋼(例如,1mm厚度)材料形成。在另一示例中,PFI軌還可具有多邊形截面。在又另一示例中,PFI燃料軌可具有較薄的壁和非圓形的截面。這樣,在燃料系統(tǒng)的第十實施例2000中,PFI軌2050在PFI壓力下可彎曲。
進一步地,PFI軌2050可通過進氣道導管2038流體連接至步進腔2026。因此,PFI軌直接從步進室2026接收燃料,并且可能不會直接從提升泵212或壓縮腔238接收燃料。
第十實施例2000包括由進氣道噴射器1052和直接噴射器252提供燃料的PFDI發(fā)動機1010。如第九實施例中的,在吸入沖程期間提升泵212將燃料傳送到壓縮腔238??墒笵I泵2014的步進腔1826中的燃料通過導管2043排出而流向節(jié)點2034。這樣,第九止回閥1844阻擋燃料流從步進腔1826沿著步進室通道1842流向節(jié)點1866。
在節(jié)點2034處,如果燃料壓力低于第九泄壓閥2036,則燃料可從節(jié)點2034經(jīng)由導管2038流向PFI軌2050。然而,如果燃料壓力高于第九泄壓閥2036的泄壓設置,則燃料可從節(jié)點2034沿著泄壓導管2032流向第九泄壓閥2036。第九泄壓閥2036的泄壓設置可與圖18中的第八泄壓閥1836的泄壓設置相同。
如圖18的第九實施例1800,第九泄壓閥2036可被偏置以調節(jié)壓縮腔、步進腔以及為PFI軌2050的儲存器中的每一個中的壓力。因此,從步進腔流出而流向PFI軌2050的燃料可處于由第九泄壓閥2036設置的調節(jié)壓力。因此,在吸入沖程期間PFI軌接收來自步進腔的處于高于提升泵壓力的壓力(例如,提升泵壓力和第九泄壓閥2036的泄壓設置的組合壓力)的燃料。
在壓縮沖程中,類似于第九實施例1800,如果溢流閥236是打開的,則來自壓縮腔238的逆流燃料可流動通過SACV 236,并且在節(jié)點1866處進入步進室通道1842。該逆流燃料可流動通過第九止回閥1844進入步進腔2026。一旦步進室被填滿,則過量的燃料可通過進氣道導管2038流入儲存器PFI軌2050。同時,如果逆流燃料的壓力高于第九泄壓閥2036的泄壓設置,則燃料可從節(jié)點2034沿著泄壓導管2032流向第九泄壓閥2036。一旦在壓縮沖程期間關閉SACV236,則可通過儲存器PFI軌2050對步進室供應燃料。本實施例中,燃料可從PFI軌2050沿著進氣道導管2038流向節(jié)點2034。來自節(jié)點2034的待補充步進室的燃料可流動通過導管2034而進入步進室1826。
因此,一種示例性的方法可包括:在吸入沖程期間將來自高壓燃料泵的步進腔的燃料傳送到處于高于提升泵的輸出壓力的壓力的進氣道噴射燃料軌,進氣道噴射軌不會直接從高壓燃料泵的提升泵或壓縮腔直接接收燃料。該方法可進一步包括:通過設在步進腔的下游的泄壓閥來調節(jié)步進腔的壓力。本實施例中,進氣道噴射燃料軌可用作儲存器。進一步地,比如在壓縮沖程期間當關閉溢流閥時,進氣道噴射燃料軌可將燃料供應到步進腔。在高壓燃料泵中的壓縮沖程期間,可通過泄壓閥調節(jié)高壓燃料泵的壓縮腔中的壓力。此外,在壓縮沖程期間當設在高壓泵的壓縮腔的入口處的電磁啟動的止回閥處于穿過模式時,可通過泄壓閥調節(jié)高壓燃料泵的壓縮腔中的壓力。
圖21示出了類似于圖20的第十實施例2000的具有DI泵2114的燃料系統(tǒng)的第十一實施例2100。然而,第十一實施例2100包括被偏置以僅調節(jié)壓縮腔2138中的壓力的額外泄壓閥。因此,第十一實施例2100中包含第十泄壓閥2148以在壓縮沖程期間當溢流閥打開時升高壓縮腔(和DI軌250)中的默認壓力。第十泄壓閥2148流體連接至步進室通道2142并且設在節(jié)點2166與步進腔2126之間。當泵通道254中的壓力高于第十泄壓閥2148的泄壓設置時,燃料可流動通過第十泄壓閥2148。因此,可通過第九泄壓閥2036和第十泄壓閥2148中的每一個來加壓壓縮腔2138。第十泄壓閥2148的泄壓設置可不同于第九泄壓閥2036的泄壓設置。可替代地,第十泄壓閥2148的泄壓設置可類似于第九泄壓閥2036的泄壓設置。
應注意,燃料系統(tǒng)的第十實施例2000和第十一實施例2100可包括前面的實施例中示出的一些部件(例如,控制器202、用于噴射器的驅動器等),盡管出于簡要的目的這些部件未在圖20和圖21中示出。
因此,一種示例性的系統(tǒng)可包括:進氣道燃料直接噴射(PFDI)發(fā)動機;直接噴射燃料泵,包含活塞、壓縮腔、設在活塞的底表面之下的步進腔、用于移動活塞的凸輪、和設在直接噴射燃料泵的壓縮腔的入口處的電磁啟動的止回閥;流體連接至直接噴射燃料泵的提升泵;在直接噴射燃料泵中的壓縮沖程期間(例如,當SACV 236打開時)被偏置以調節(jié)壓縮腔中的壓力的第一泄壓閥(例如,圖21的第十泄壓閥2148);流體連接至直接噴射泵的壓縮腔的出口的直接噴射器燃料軌;流體連接至直接噴射燃料泵的步進腔的進氣道噴射器燃料軌;用作儲存器的進氣道噴射器燃料軌;和第二泄壓閥(比如圖21的第九泄壓閥2036),第二泄壓閥被偏置以調節(jié)直接噴射燃料泵的進氣道噴射器燃料軌、步進腔和壓縮腔中的每一個中的壓力(例如,在壓縮沖程期間當SACV 236打開時)。進氣道噴射器燃料軌可不直接連接至直接噴射燃料泵的壓縮腔或提升泵??刹黄玫谝恍箟洪y(例如,圖21的第十泄壓閥2148)來調節(jié)直接噴射燃料泵的步進腔中的壓力。進一步地,可不偏置第一泄壓閥(例如,圖21的第十泄壓閥2148)來調節(jié)進氣道噴射器燃料軌中的壓力。
現(xiàn)在參考圖22,其示出了燃料系統(tǒng)的第十實施例2000的DI泵2014的示例性運轉序列2200。這樣,DI泵2014的運轉序列2200可類似于圖19的運轉序列1900,不同之處在于運轉序列1900可能不包括進氣道噴射。
運轉序列2200包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列2200示出了曲線2202處的泵活塞位置、曲線2204處的溢流閥(例如,SACV 236)位置、曲線2206處的壓縮腔壓力、曲線2208處的步進腔壓力、曲線2210處的進氣道噴射器(PFI)燃料軌中的燃料軌壓力(FRP)變化、和曲線2212處的進氣道噴射。泵活塞位置可在曲線2202示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線2204的溢流閥位置在圖22中示出為打開或關閉的。當SACV 236斷電或停用時產(chǎn)生打開位置。當SACV 236通電或啟動時產(chǎn)生關閉位置。當SACV通電時,SACV用作阻止燃料流從DI泵的壓縮腔通過SACV流向泵通道的止回閥。然而,為了簡要,運轉序列將該位置繪示為關閉的(代替“止回”)。
線2203表示DI泵2014的壓縮腔238的調節(jié)壓力(例如,第九泄壓閥2036的泄壓設置+提升泵輸出壓力),線2205表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線2207表示步進室的調節(jié)壓力,例如第九泄壓閥2036的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力,并且線2209表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。線2211表示PFI軌的調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力可類似于壓縮腔的調節(jié)壓力(線2203)和步進腔的調節(jié)壓力(線2207)。線2213表示與PFI軌壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用單獨的數(shù)字(和線)來指示提升泵壓力。然而,不管是由線2205、線2209或是線2213表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。應注意,盡管由不同的線2203、線2207和線2211表示,壓縮腔、PFI軌和步進腔中的每一個中的調節(jié)壓力可能是相同的。此外,盡管泵活塞位置的曲線2202被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多的振動性。出于簡要的目的,圖22中使用直線,同時應理解其它曲線圖是可能的。
圖22的運轉序列2200包括三個壓縮沖程,例如,從t1到t4、從t5到t7以及從t8到t10。第一壓縮沖程(從t1到t4)包括在第一壓縮沖程的前半段使溢流閥保持打開(例如,斷電)并且在第一壓縮沖程的剩余時間在t2時將其關閉(例如,通電而關閉)。從t5到t7的第二壓縮沖程包括在整個第二壓縮沖程中使溢流閥保持打開(例如,斷電)而從t8到t10的第三壓縮沖程包括在完整的第三壓縮沖程中使溢流閥保持關閉(例如,通電)。在第三壓縮沖程期間可對DI泵指令100%占空比,使得在第三壓縮沖程開始時使溢流閥通電而允許壓縮腔中大體上100%的燃料被保持并且傳送到直接噴射器燃料軌250。
運轉序列2200還包括三個吸入沖程(從t4到t5、從t7到t8、以及從t10直到t11)。每個吸入沖程接著圖22中示出的前面的對應壓縮沖程發(fā)生。由于發(fā)動機1010被示出為四缸發(fā)動機,每個泵循環(huán)(包括一個壓縮沖程和一個吸入沖程)可包括單次進氣道噴射。相應地,進氣道噴射在第一壓縮沖程期間在t3處示出、在第二壓縮沖程期間在t6處示出、并且在第三壓縮沖程期間在t9處示出。
運轉序列2200示出了:在三個壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間將步進室調節(jié)為單一的、大體上恒定的壓力,例如線2207表示的調節(jié)壓力,比如第九泄壓閥2036的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力。如示出地,在每個泵沖程中可將步進室中的壓力保持為調節(jié)壓力。在壓縮沖程期間(如t2與t4之間、以及t8與t10之間示出的)當關閉溢流而用作儲存器的PFI軌可再次填充步進腔閥時,步進室中的壓力可稍微降低。相應地,步進腔中的壓力稍微降低至低于步進腔的調節(jié)壓力(線2207)。然而,在接下來發(fā)生的吸入沖程中步進室壓力可回到調節(jié)壓力。
由于在壓縮沖程(只要溢流閥打開并且步進腔被填滿)和吸入沖程中的每一個期間PFI軌可接收來自步進腔的燃料,還可使PFI軌中的壓力保持為線2211的調節(jié)壓力。然而,由于在t2與t4之間的第一壓縮沖程期間溢流閥是關閉的,所以t3時的進氣道噴射降低了FRP,并且PFI軌將燃料傳送給步進腔(在2215處)以保持步進腔中的調節(jié)壓力。因為由于溢流閥打開所以進氣道噴射器燃料軌可接收來自壓縮腔的燃料(通過步進腔),所以t6時的進氣道噴射可能不會降低FRP。類似于t3時的進氣道噴射,t9時的進氣道噴射導致FRP降低。這是因為沒有接收來自壓縮腔的燃料時,在第三壓縮沖程期間步進腔可接收來自儲存器PFI軌的燃料。又進一步地,PFI軌可能不會接收來自步進腔的燃料。因為步進腔再次填充儲存器PFI軌,在接下來的吸入沖程中PFI軌中的FRP可能不會回到調節(jié)壓力。
因此,一種示例性的方法可包括在直接噴射燃料泵中的壓縮沖程和吸入沖程中的每一個期間將直接噴射燃料泵的步進腔中的壓力調節(jié)為大體上恒定的壓力。本實施例中,步進腔中的大體上恒定的壓力可高于提升泵的輸出壓力,提升泵供應燃料到直接噴射泵??赏ㄟ^設在步進腔的下游的儲存器來保持步進腔中的大體上恒定的壓力。在一個示例中,比如在第十實施例和第十一實施例中,儲存器還可用作進氣道噴射器燃料軌。換言之,進氣道噴射器燃料軌可用作儲存器。該方法還可包括通過位于儲存器的下游的泄壓閥調節(jié)儲存器的壓力。該泄壓閥可被偏置以調節(jié)不僅是儲存器并且還有DI泵的步進腔和壓縮腔中的壓力。在直接噴射泵中的壓縮沖程期間,步進腔可接收來自直接噴射燃料泵的壓縮腔的燃料。在壓縮沖程期間當設在直接噴射泵的壓縮腔的入口處的電磁啟動的止回閥處于穿過模式時,步進腔可接收來自壓縮腔的燃料。在壓縮沖程期間當關閉設在直接噴射泵的入口處的電磁啟動的止回閥時,步進腔可接收來自儲存器的燃料。
現(xiàn)在參考圖23,其示出了燃料系統(tǒng)的第十一實施例2100的DI泵2114的示例性運轉序列2300。這樣,DI泵2114的運轉序列2300可類似于圖22的運轉序列2200,不同之處在于DI泵2114中的壓縮腔238具有高于DI泵2014的壓縮腔238的調節(jié)壓力的調節(jié)壓力。
運轉序列2300包括沿著橫軸繪制的時間并且時間從橫軸的左至右增加。運轉序列2300示出了曲線2302處的泵活塞位置、曲線2304處的溢流閥(例如,SACV 236)位置、曲線2306處的壓縮腔壓力、曲線2308處的步進腔壓力、曲線2310處的進氣道噴射器(PFI)燃料軌中的燃料軌壓力(FRP)變化、曲線2312處的進氣道噴射。泵活塞位置可在曲線2302示出的泵活塞220的上止點(TDC)位置與下止點(BDC)位置之間變化。出于簡要的目的,曲線2304的溢流閥位置在圖23中示出為打開或關閉的。當SACV 236斷電或停用時產(chǎn)生打開位置。當SACV 236通電或啟動時產(chǎn)生關閉位置。當SACV通電時,SACV用作阻止燃料流從DI泵的壓縮腔通過SACV流向泵通道的止回閥。然而,為了簡要,運轉序列將該位置繪示為關閉的(代替“止回”)。
線2203表示DI泵2114的壓縮腔2138的調節(jié)壓力(例如,第九泄壓閥2036的泄壓設置、第十泄壓閥2148的泄壓設置與提升泵輸出壓力的組合壓力),線2305表示第九泄壓閥2036的泄壓設置與提升泵壓力的組合壓力(提供用于比較),線2307表示與壓縮腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力,線2309表示步進室的調節(jié)壓力,例如第九泄壓閥2036的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力,并且線2311表示與步進腔壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。線2313表示可能類似于步進腔的調節(jié)壓力(線2309)的PFI軌的調節(jié)壓力。線2315表示與FPI軌壓力相關的提升泵(例如,LPP 212)的輸出壓力。這樣,為了能夠清楚,使用單獨的數(shù)字(和線)來指示提升泵壓力。然而,不管是由線2307、線2311或是線2315表示,提升泵的輸出壓力都是相同的。應注意,盡管由不同的線2309和線2313表示,PFI軌和步進腔中的每一個中的調節(jié)壓力可能是相同的。又進一步地,DI泵2114的壓縮腔2138的調節(jié)壓力可高于PFI軌以及步進腔中的每一個中的調節(jié)壓力中的每一個。此外,盡管泵活塞位置的曲線2302被示出為直線,該曲線可呈現(xiàn)更多的振動性。出于簡要和清楚的目的,圖23中使用直線,同時應理解其它曲線圖是可能的。
圖23的運轉序列2300非常類似于圖22的運轉序列2200并且主要的不同之處在于壓縮腔的調節(jié)壓力(線2303)高于圖22中的壓縮腔的調節(jié)壓力。這樣,第十一實施例中包含第十泄壓閥2148實現(xiàn)了壓縮腔2138中的較高默認(例如,調節(jié))壓力以及DI軌250中的較高默認壓力。因此,在從t1至t4的第一壓縮沖程的前半段中,當溢流閥打開(例如,斷電)時,壓縮腔中的壓力達到較高調節(jié)壓力。一旦在t2時溢流閥通電而關閉,壓縮腔升高至高于線2303的壓力直到t4。在從t5至t7的第二壓縮沖程期間,由于在整個第二壓縮沖程中溢流閥是打開的(例如,斷電),在第二壓縮沖程中壓縮腔壓力處于調節(jié)壓力(線2303)。在從t8到t10的第三壓縮沖程中為直接噴射器燃料軌2050需要的壓力的壓縮腔壓力可高于調節(jié)壓力。
在三個壓縮沖程和三個吸入沖程中的每一個期間,可將第十一實施例中的步進室調節(jié)為單一的、大體上恒定的壓力,例如,線2309表示的調節(jié)壓力,比如第九泄壓閥2306的泄壓設置點與提升泵壓力的組合壓力。當關閉溢流閥時步進室中的壓力可稍微降低(例如,5%)至低于調節(jié)壓力(如運轉序列2300中t2與t4之間以及t8與t10之間示出的),但是一旦使溢流閥通電則儲存器PFI軌可填充步進腔。相應地,步進腔中的壓力稍微降低至低于步進腔的調節(jié)壓力(線2309)。進一步地,在接下來的吸入沖程中步進室中的壓力可回到調節(jié)壓力。
由于在壓縮沖程(只要溢流閥打開并且步進室被填滿,則來自壓縮腔)和吸入沖程中的每一個期間PFI軌可接收來自步進腔的燃料,PFI軌中的壓力還可保持為線2313的調節(jié)壓力。然而,由于在t2與t4之間的第一壓縮沖程期間溢流閥是關閉的并且PFI軌將燃料傳送到步進腔以保持步進腔中的調節(jié)壓力,所以t3時的進氣道噴射降低了FRP。因為由于溢流閥總是打開的所以進氣道噴射器燃料軌可接收來自壓縮腔的燃料(通過步進腔),所以t6時的進氣道噴射可能不會降低FRP。類似于t3時的進氣道噴射,t9時的進氣道噴射導致FRP降低。這是因為當沒有從壓縮腔接收燃料時,在第三壓縮沖程期間步進腔可接收來自儲存器PFI軌的燃料。因為步進腔再次填充了儲存器PFI軌,在接下來的吸入沖程中PFI軌中的FRP可回到調節(jié)壓力。
以這種方式,上述燃料系統(tǒng)的實施例(圖2、圖3、圖4、圖8、圖10、圖12、圖13、圖14、圖18、圖20和圖21)實現(xiàn)了DI泵的加壓步進腔??赏ㄟ^包含被偏置以調節(jié)步進腔中的壓力的一個或多個泄壓閥和/或通過接收來自壓縮腔的加壓燃料來加壓步進腔。這樣,可將步進腔加壓到高于提升泵壓力的壓力。換言之,由于調節(jié)壓力可為提升泵壓力與泄壓閥的泄壓設置的組合壓力,所以調節(jié)壓力可高于提升泵輸出壓力,該泄壓閥被偏置以調節(jié)步進腔以及一些情況下壓縮腔中的壓力。通過使用與泄壓閥一起流體連接至步進室的儲存器,可使步進腔保持在高于提升泵壓力的大體上恒定的壓力。相應地,可增強泵的潤滑,可降低燃料的過熱,并且可改善泵的耐久性。又進一步地,一些實施例包括將步進腔連接到PFI軌,使得在DI泵中的吸入沖程期間進氣道噴射器接收來自步進腔的加壓燃料(由于步進腔處于調節(jié)壓力)。這樣,當SACV打開時PFI軌可接收來自壓縮腔的加壓燃料。
現(xiàn)在轉到圖24,其示出了示例性的程序2400,程序2400示出了可變壓力模式和默認壓力模式下DI燃料泵運轉的示例性控制。用于進行程序2400的指令可由控制器(比如圖1的控制器12或圖2的控制器202)基于存儲在控制器的存儲器上的指令結合接收自發(fā)動機系統(tǒng)的傳感器(比如前面參考圖1描述的傳感器)的信號來執(zhí)行。根據(jù)以下描述的方法,控制器可使用發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機驅動器調節(jié)發(fā)動機運轉。
在2402處,可估算和/或測量發(fā)動機工況。例如,可確定發(fā)動機條件,比如發(fā)動機速度、發(fā)動機燃料需求、增壓、駕駛員需求的扭矩、發(fā)動機溫度、進氣等。在2404處,程序2400確定是否可以以默認壓力模式運轉HPP(例如,各個實施例的DI燃料泵)。在一個示例中,如果發(fā)動機正處于怠速,則可以以默認壓力模式運轉HPP。在另一示例中,如果車輛正在減速則HPP可以以默認壓力模式運作。如果確定可以以默認壓力模式運轉DI燃料泵,則程序2400前進到2420以使電磁啟動的止回閥(比如前面描述的DI泵的SACV 236)停用和斷電。為了詳細描述,可使SACV內的電磁閥斷電為穿過狀態(tài),使得燃料可從SACV的上游流動通過SACV以及流動通過SACV而到達SACV的下游。
然而,如果在2404處確定不能以默認壓力模式運轉HPP,則程序2400繼續(xù)至2406以以可變壓力模式運轉HPP。在一個示例中,在非怠速情況期間可使用HPP運轉的可變壓力模式。在另一示例中,當扭矩需求較大(比如在車輛加速期間)時,可使用可變壓力模式。如前面提到的,可變壓力模式可包括:通過基于需要的占空比而驅動和通電電磁啟動的止回閥來電力控制HPP運轉。
接下來,在2408處,程序2400確定當前扭矩需求(和燃料需求)是否包括完全泵沖程的需求。完全泵沖程可包括以100%占空比運轉DI燃料泵,其中將大體上大部分的燃料傳送到DI燃料軌。各個DI泵的示例性100%占空比運轉在前面示出的示例性運轉序列的每個第三壓縮沖程中示出。
如果確認需要完全泵沖程(例如,100%占空比),則程序2400繼續(xù)至2410,其中可使SACV通電用于整個泵沖程。這樣,在整個壓縮沖程中可使SACV通電(和關閉)。因此,在2412處,在壓縮沖程開始時(比如在前面描述的運轉序列中的第三壓縮沖程開始時)可使SACV通電并且關閉。
另一方面,如果在2408處確定不需要完全泵沖程(或100%占空比運轉),則程序2400前進到2414以以減少的泵沖程或以小于100%的占空比來運轉DI泵。接下來,在2416處,控制器可在壓縮沖程中在BDC位置與TDC位置之間的時間使SACV通電和關閉。例如,可以以20%的占空比運轉DI泵,其中當完成壓縮沖程的80%以泵送DI泵的約20%容積時使SACV通電而關閉。在另一示例中,可以以60%的占空比運轉DI泵,其中當完成壓縮沖程的40%時可關閉SACV。本實施例中,可將DI泵容積的60%泵送到DI燃料軌。之前參考時間t2時關閉SACV的每個運轉序列中的第一壓縮沖程描述了HPP泵的減少的泵沖程或小于100%占空比運轉(還被稱為減少占空比的運轉)的示例。
現(xiàn)在轉到圖25,其示出了示例性程序2500,程序2500描述了當對DI泵指令100%占空比時DI泵的壓縮腔和步進腔中的每一個中的壓力變化。具體地,程序2500描述了當步進腔沒有流體連接至壓縮腔或儲存器時的壓力變化。
應注意控制器(比如圖1的控制器12)可能既不指令也不執(zhí)行程序2500。程序2500僅示出了由于燃料系統(tǒng)的各個實施例中的硬件(比如泄壓閥、管道和止回閥等)導致的DI泵中的壓力改變。類似地,控制器(比如圖1的控制器12)可能既不指令也不執(zhí)行圖26、圖27、圖28、圖29、圖30、圖31、圖32和圖33中描述的程序。圖26、圖27、圖28、圖29、圖30、圖31、圖32和圖33中描述的程序僅示出了由于燃料系統(tǒng)的特定實施例中的硬件(比如泄壓閥、管道和泄壓閥等)導致的DI泵中的壓力改變。
在2502處,程序2500設立以可變模式運轉DI泵。在2504處,可確定是否指令了100%占空比。如果是,則在2510處確定在DI泵中的壓縮沖程開始時可使SACV通電而關閉。如果否,則程序2500繼續(xù)至2506以設立以小于100%占空比的模式運轉DI泵。進一步地,在2508處,程序繼續(xù)至圖28的程序2800并且程序2500結束。
在2512處,程序2500確認DI泵是否包含向步進室提供燃料的儲存器(比如圖18、圖20和圖21的燃料系統(tǒng)實施例中的)。如果是,則在2514處,程序2500繼續(xù)至圖27的程序2700,并且程序2500結束。如果否,則程序2500繼續(xù)至2516以確定DI燃料泵中的步進腔是否流體連接至壓縮腔(比如,圖8、圖10和圖14中示出的實施例中的)。如果是,則程序2500繼續(xù)至2518以繼續(xù)至圖26的程序2600。如果否,則程序2500繼續(xù)至2520。在2520處,程序2500確認PFI軌是否流體連接至步進腔而使得PFI軌接收來自步進腔的燃料。如果否,則程序2500繼續(xù)至2522。因此,下述實施例包括圖2、圖3和圖4中示出的實施例,這些實施例可包括步進腔沒有流體連接至PFI軌或儲存器、或壓縮腔的燃料系統(tǒng)。
在2522處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2524處,在DI泵中的壓縮沖程期間,可使壓縮腔中的壓力升高至DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。進一步地,步進室中的壓力可處于提升泵壓力而實現(xiàn)了DI泵中的壓力差和接下來的潤滑。在2526處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2528處,可使步進室中的壓力升高為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室中的壓力的一個或多個泄壓閥的存在。因為壓縮腔壓力被降低至低于提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間,在DI泵中可發(fā)生潤滑。
如果在2520處確定PFI軌流體連接至步進室,則程序2500前進至2530。因此,下述實施例可包括步進腔流體連接至PFI軌而不是儲存器并且其中步進室沒有接收來自壓縮腔的燃料的那些燃料系統(tǒng),比如圖12和圖13中示出的實施例。
在2530處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2532處,在DI泵中的壓縮沖程期間,可使壓縮腔中的壓力升高為DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。進一步地,步進室中的壓力可處于提升泵壓力而實現(xiàn)DI泵中的壓力差和接下來的潤滑。又進一步地,可能不會由壓縮腔(由于溢流閥是關閉的)或步進室向PFI軌提供燃料。因此,該階段期間的任何進氣道噴射可導致FRP降低。
在2534處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2536處,可使步進室中的壓力升高至調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室中的壓力的一個或多個泄壓閥的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間,在DI泵中可發(fā)生潤滑。又進一步地,通過步進室向PFI軌提供燃料。相應地,如果PFI軌中的FRP已經(jīng)由于溢流閥關閉時之前的進氣道噴射而降低,則在接下來的吸入沖程中可將FRP恢復為PFI軌的調節(jié)壓力。因此,當指令100%占空比時,在吸入沖程期間PFI軌可接收來自步進室的燃料。
現(xiàn)在轉到圖26的程序2600,其描述了步進腔流體連接至壓縮腔的DI泵實施例中100%占空比期間的壓力變化。這樣,在壓縮沖程期間當溢流閥打開時步進室可接收來自壓縮腔的燃料。
在2602處,程序2600設立以具有指令的100%占空比的可變模式運轉DI泵。進一步地,步進室可流體連接至壓縮腔。接下來在2604處,程序2600確定PFI軌是否與步進腔流體連通。如果否,則程序2600繼續(xù)至2606。因此,下述壓力變化可應用于其中步進腔流體連接至壓縮腔而沒有流體連接至PFI軌或儲存器的燃料系統(tǒng)的那些實施例,比如圖8中示出的實施例。
在2606處,描述了上述實施例(圖8)的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2608處,在DI泵中的壓縮沖程期間,可使壓縮腔中的壓力升高為DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。這樣,可將處于該需要的壓力的燃料傳送到DI燃料軌。進一步地,步進室中的壓力可處于提升泵壓力而實現(xiàn)DI泵中的壓力差和接下來的潤滑。在2610處,描述了圖8的實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2612處,可使步進室中的壓力升高為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室(當溢流閥打開時,和壓縮腔)中的壓力的泄壓閥(例如,共用泄壓閥846)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間當指令了100%占空比時,DI泵中可發(fā)生潤滑。
如果在2604處確定PFI軌流體連接至步進室,則程序2600前進至2614。因此,下述壓力變化可包括步進腔流體連接至PFI軌而不是存儲器并且步進室還流體連接至壓縮腔的實施例(比如圖14中示出的實施例)中的那些壓力變化。圖10中示出的實施例中的PFI軌可能不會接收來自DI泵1014的步進腔的燃料。然而,除非具體指出,下述壓力變化可應用于圖10的實施例。
在2614處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2616處,在DI泵中的壓縮沖程期間,可使壓縮腔中的壓力升高為DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。進一步地,可使步進室中的壓力降低為提升泵壓力或PFI軌的調節(jié)壓力的壓力而實現(xiàn)DI泵中的壓力差和接下來的潤滑。又進一步地,圖10和圖14的壓縮腔(由于溢流閥是關閉的)或步進室可能都不會向PFI軌提供燃料。相應地,該階段期間的任何進氣道噴射可導致FRP降低。
在2618處,描述了圖10和圖14的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2620處,可使步進室中的壓力升高為步進室的調節(jié)壓力(圖14中的),該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室中的壓力的一個或多個泄壓閥的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。然而,在圖10的實施例中,步進室中的壓力可能處于提升泵的壓力。因此,在兩個泵沖程期間,在圖14的DI泵(而不是圖10的DI泵)中可發(fā)生潤滑。
又進一步地,在圖14的實施例中在吸入沖程期間單獨由步進室向PFI軌提供燃料。在圖10的實施例中,在吸入沖程期間PFI軌可能不會接收來自步進室的燃料。因此,當指令100%占空比時,僅在圖14中示出的實施例中,在吸入沖程期間PFI軌可接收來自步進室的燃料。然而,在圖10的實施例中,在吸入沖程期間PFI軌可能不會接收來自步進室的燃料,而在吸入沖程期間DI泵1014的壓縮腔可接收來自步進室的燃料。
現(xiàn)在轉到圖27的程序2700,其示出了步進腔流體連接至儲存器(或用作儲存器的PFI軌)的DI泵實施例中100%占空比期間的壓力變化。這樣,步進室可接收來自儲存器的燃料并且可將燃料供應到儲存器(或用作儲存器的PFI軌)。
在2702處,程序2700設立以具有指令的100%占空比的可變模式運轉DI泵。進一步地,步進室可流體連接至儲存器。接下來在2704處,程序2700確定PFI軌是否與步進腔流體連通。如果否,則程序2700繼續(xù)至2706。因此,下述壓力變化可應用于步進腔流體連接至儲存器而沒有流體連接至PFI軌的燃料系統(tǒng)的那些實施例,比如圖18中示出的實施例。步進室還可流體連接至壓縮腔。
在2706處,描述了上述實施例(圖18)的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2708處,在DI泵中的壓縮沖程期間,可使壓縮腔中的壓力升高至DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。這樣,可將處于該需要的壓力的燃料傳送給DI燃料軌。由于溢流閥是關閉的,儲存器可將燃料供應到步進室以使步進室保持為大體上恒定的壓力。這樣,由于,因為步進室接收了來自儲存器的燃料,步進室中的壓力可能稍微低于(例如,5%內)恒定的調節(jié)壓力。因為步進室可大體上處于基于泄壓閥(比如第八泄壓閥1836)的泄壓設置的調節(jié)壓力,泵中可出現(xiàn)壓力差。
在2710處,描述了圖18的實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2712處,步進室中的壓力可處于調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室(當溢流閥打開時,和壓縮腔)中的壓力的泄壓閥的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間當指令100%占空比時,DI泵中可發(fā)生潤滑。
如果在2704處確定PFI軌流體連接至步進室,則程序2700前進至2714。本實施例中,PFI軌可用作儲存器。因此,下述壓力變化可包括步進室流體連接至儲存器PFI軌并且步進室還流體連接至壓縮腔的實施例(比如圖20和圖21中示出的實施例)中的那些壓力變化。
在2714處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2716處,在DI泵中的壓縮沖程期間,可使壓縮腔中的壓力升高為DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。進一步地,可使步進室中的壓力大體上保持為基于第九泄壓閥2036的泄壓設置的步進室的調節(jié)壓力而實現(xiàn)DI泵中的壓力差和接下來的潤滑。步進室可接收來自儲存器PFI軌的燃料并且可使步進室壓力大體上保持恒定為其調節(jié)壓力。DI泵在步進室與壓縮腔之間可具有壓力差。又進一步地,可能不會通過步進室向PFI軌提供燃料。相應地,該階段期間任何進氣道噴射可導致FRP降低(例如,運轉序列2200中的t3時)。
在2718處,描述了圖20和圖21的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2720處,可使步進室中的壓力升高為步進室的調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室(和PFI軌)中的壓力的第九泄壓閥的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間在DI泵中可發(fā)生潤滑。又進一步地,通過步進室對PFI軌提供燃料。這樣,由于由步進室提供燃料,PFI軌中的FRP可恢復為PFI的調節(jié)壓力。因此,當指令了100%占空比時,在吸入沖程期間PFI軌可接收來自步進室的燃料,并且反過來,在壓縮沖程期間PFI軌可將燃料供應到步進室。這實現(xiàn)了步進腔中的大體上恒定的壓力。
現(xiàn)在轉向圖28,其示出了程序2800,程序2800示出了對DI泵指令小于100%的占空比時DI泵的壓縮腔和步進腔中的每一個中的壓力變化。具體地,程序2800表示當步進腔沒有流體連接至壓縮腔或儲存器時的壓力變化。
在2802處,程序2800設立以可變模式(其中在壓縮沖程的整個持續(xù)時間內SACV沒有處于穿過模式)運轉DI泵并且指令小于100%的占空比。因此,在泵活塞的BDC位置與TDC位置之間可使SACV通電而關閉。接下來在2804處,程序2800確認燃料系統(tǒng)是否包含將燃料供應到步進腔的儲存器,例如,比如圖18、圖20和圖21中示出的實施例中的。如果是,則程序2800繼續(xù)至2806以繼續(xù)至圖30的程序3000并且然后程序2500結束。如果否,則程序2800前進至2808以檢查DI泵中的步進室是否流體連接至壓縮腔。如果是,則在2810處,程序2800繼續(xù)至圖29的程序2900,并且然后結束。
如果否,則程序2800繼續(xù)至2812以確定DI泵是否將燃料從步進腔供應到PFI軌。本實施例中,可確認步進腔是否流體連接至PFI軌。如果確定PFI軌沒有連接到步進室,則程序2800繼續(xù)至2814。因此,下述實施例可包括步進腔沒有流體連接至PFI軌或儲存器并且步進室沒有流體連接至壓縮腔的那些燃料系統(tǒng),比如圖2、圖3和圖4中示出的實施例。
在2814處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2816處,在DI泵的壓縮沖程期間,當溢流閥處于穿過模式時可使壓縮腔中的壓力升高為壓縮腔的調節(jié)壓力(例如,默認壓力)。該調節(jié)壓力可基于被偏置以調節(jié)壓縮腔中的壓力的泄壓閥(比如圖3和圖4中的第二泄壓閥326)的泄壓設置。如果如圖2中的調節(jié)壓縮腔中的壓力的泄壓閥不存在,則壓縮腔壓力可處于提升泵壓力。一旦溢流閥在BDC與TDC之間關閉,則壓縮腔中的壓力升高至高于基于DI燃料軌需要的壓力的調節(jié)壓力,并且燃料可被傳送到DI軌。進一步地,步進室中的壓力可處于提升泵壓力而實現(xiàn)DI泵中的壓力差并且實現(xiàn)潤滑。在2818處,描述了上述實施例(例如,圖2、圖3、圖4)的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2820處,可使步進室中的壓力升高為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室中的壓力的一個或多個泄壓閥(例如,圖2和圖3的第一泄壓閥246以及圖4的泄壓閥448和泄壓閥446)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可存在壓力差。因此,在壓縮沖程和吸入沖程兩者期間當DI泵具有小于100%的占空比時,DI泵中可發(fā)生潤滑。
如果在2812處,確定PFI軌流體連接到步進室,則程序2800前進到2822。因此,下述實施例可包括步進腔流體連接至PFI軌而不是儲存器并且步進室沒有流體連接至壓縮腔(并且不會接收來自壓縮腔的燃料)的那些燃料系統(tǒng),比如圖12和圖13中示出的實施例。這樣,PFI軌也可流體連接至壓縮腔。
在2822處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2824處,在DI泵中的壓縮沖程期間,當SACV處于穿過模式時壓縮腔壓力升高為基于一個或多個泄壓閥(例如,圖12中的單獨的第四泄壓閥1246、和圖13中的第四泄壓閥1246和第五泄壓閥1346)的壓縮腔的調節(jié)壓力。當SACV處于穿過狀態(tài)時,PFI軌可接收來自壓縮腔的處于PFI軌的調節(jié)壓力的燃料。然而,步進室可處于提升泵壓力,實現(xiàn)了DI泵中的壓力差。又進一步地,在壓縮沖程期間沒有通過步進室向PFI軌提供燃料。一旦基于需要的占空比(小于100%)使SACV通電而關閉,則壓縮腔中的壓力升高為DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。這樣,可將該燃料單獨從壓縮腔傳送到DI燃料軌。進一步地,可能不會通過壓縮腔(由于溢流閥是關閉的)或步進室向PFI軌提供燃料。相應地,該階段期間(關閉溢流閥之后)任何進氣道噴射可導致PFI軌的FRP降低(例如,在運轉序列1500中的t3時)。
在2826處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2828處,可使步進室中的壓力可升高為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室中的壓力的一個或多個泄壓閥(例如,圖12和圖13中的第四泄壓閥1246)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間DI泵中都可發(fā)生潤滑。又進一步地,PFI軌可接收來自步進室的燃料。這樣,由于來自步進室的燃料已經(jīng)被加壓,PFI軌中的FRP可回到其默認壓力。因此,當指令小于100%的占空比時,在吸入沖程期間PFI軌可接收來自步進室的加壓燃料并且當SACV打開時還可接收來自壓縮腔的加壓燃料。因此DI泵的泵送容積大約加倍。
現(xiàn)在參考圖29,其表示了程序2900,程序2900描述了步進腔流體連接至壓縮腔的DI泵實施例中小于100%的占空比期間的壓力變化。這樣,在壓縮沖程期間當溢流閥打開時,步進室可接收來自壓縮腔的燃料。
在2902處,程序2900設立以可變模式運轉DI泵并且占空比小于100%。進一步地,步進室可流體連接至壓縮腔。接下來在2904處,程序2900確定PFI軌是否與步進腔流體連通。如果否,則程序2900繼續(xù)至2906。因此,下述壓力變化可應用于步進腔流體連接至壓縮腔而沒有流體連接至PFI軌或儲存器的燃料系統(tǒng)的那些實施例,比如圖8中示出的實施例。
在2906處,描述了上述實施例(圖8)的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2908處,在DI泵中的壓縮沖程期間,當SACV處于穿過模式時壓縮腔中的壓力可升高至基于共用泄壓閥846的泄壓設置的調節(jié)壓力。該調節(jié)壓力可為壓縮腔以及DI軌中的默認壓力。當SACV打開時,來自壓縮腔的燃料可流入步進腔并且將步進腔加壓至壓縮腔的調節(jié)壓力。一旦關閉SACV,步進室中的壓力降低為提升泵壓力的壓力。進一步地,壓縮腔壓力可升高為DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。因此,關閉SACV之后,DI泵中可形成壓力差。然而,因為在SACV關閉之前步進室中的壓力可高于蒸汽壓力所以在壓縮沖程中可發(fā)生DI泵的潤滑,并且在SACV關閉之后壓力差進一步實現(xiàn)了潤滑。在2910處,描述了圖8的實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2912處,可使步進室中的壓力升高為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室(當溢流閥打開時,和壓縮腔)中的壓力的泄壓閥(例如,共用泄壓閥846)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間,DI泵中可發(fā)生潤滑。
如果在2904處確定PFI軌流體連接至步進室,則程序2900前進至2914。因此,下述壓力變化可包括步進腔流體連接至PFI軌而不是儲存器并且步進室還流體連接至壓縮腔的實施例(比如圖14中示出的實施例)中的那些壓力變化。圖10中示出的實施例中的PFI軌可能不會接收來自DI泵1014的步進腔的燃料。然而,除非具體指出,下述壓力變化可應用于圖10的實施例。
在2914處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在2916處,在DI泵中的壓縮沖程期間,當SACV處于穿過模式時可使壓縮腔中的壓力升高為基于一個或多個泄壓閥(例如,圖10的第三泄壓閥1046、圖14的第六泄壓閥1446和第七泄壓閥1436)的調節(jié)壓力。當SACV打開時步進腔可接收加壓燃料(處于壓縮腔的調節(jié)壓力)。進一步地,當SACV打開時PFI軌還可接收加壓燃料(處于壓縮腔的調節(jié)壓力)。
一旦關閉SACV,則壓縮腔壓力可升高為DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力,并且可將燃料從壓縮腔傳送到DI軌。進一步地,可使步進室中的壓力降低為PFI軌的調節(jié)壓力或提升泵壓力的壓力而實現(xiàn)DI泵中的壓力差和接下來的潤滑。又進一步地,可能沒有通過圖10和圖14的壓縮腔(由于溢流閥是關閉的)或步進室向PFI軌提供燃料。相應地,該階段期間(比如運轉序列1700中的t3時)的任何進氣道噴射可導致FRP降低。
在2918處,描述了圖10和圖14的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在2920處,可使步進室中的壓力升高為步進室的調節(jié)壓力(僅圖14中),該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室中的壓力的一個或多個泄壓閥(例如,圖14的第六泄壓閥1446和第七泄壓閥1436)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。然而,在圖10的實施例中,在吸入沖程期間步進室中的壓力可能處于提升泵的壓力。因此,在兩個泵沖程期間,圖14的DI泵(而不是圖10的DI泵)中可發(fā)生潤滑。又進一步地,在圖14的實施例中單獨由步進室向PFI軌提供燃料。PFI軌接收來自步進室的加壓燃料。在圖10的實施例中,PFI軌可能不會接收來自步進室的燃料。因此,當指令小于100%的占空比時,在圖14中的吸入沖程期間PFI軌可接收來自步進室的燃料。然而,在圖10的實施例中,在吸入沖程期間PFI軌可能不會接收來自步進室的燃料而DI泵1014的壓縮腔可接收來自步進室的燃料。
現(xiàn)在轉向圖30的程序3000,其描述了其中當指令小于100%的占空比給DI泵時步進腔流體連接至儲存器(或用作儲存器的PFI軌)的DI泵實施例中的壓力變化。這樣,步進室可接收來自儲存器的燃料并且還可將燃料供應到儲存器(或用作儲存器的PFI軌)。
在3002處,程序3000設立以可變模式運轉DI泵并且指令小于100%的占空比。又進一步地,步進室可流體連接至儲存器。接下來在3004處,程序3000確定PFI軌是否與步進腔流體連通。如果否,則程序3000繼續(xù)至3006。因此,下述壓力變化可應用于步進腔流體連接至儲存器而沒有流體連接至PFI軌的燃料系統(tǒng)的那些實施例,比如圖18中示出的實施例。步進室還可流體連接至壓縮腔。
在3006處,描述了上述實施例(圖18)的DI燃料泵的壓縮沖程期間的壓力變化。在3008處,在DI泵中的壓縮沖程期間,當SACV打開時壓縮腔中的壓力可升高至調節(jié)壓力。壓縮腔的調節(jié)壓力可基于泄壓閥(比如圖18中的第八泄壓閥1836)的泄壓設置。由于當SACV處于穿過模式時步進室接收來自壓縮腔的燃料,步進室可被加壓至壓縮腔的調節(jié)壓力。
一旦SACV在BDC位置與TDC位置之間關閉,則壓縮腔壓力可升高為DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。這樣,處于該需要的壓力的燃料可被傳送到DI燃料軌。由于溢流閥是關閉的并且步進腔不再接收來自壓縮腔的燃料,如果在SACV關閉之后步進室經(jīng)歷了壓力降低(如圖22的2215處所示)則儲存器可將燃料供應到步進室以使步進室保持為恒定壓力。該恒定壓力可為基于圖18中的第八泄壓閥1836的泄壓設置的調節(jié)壓力。因為在SACV關閉之前步進室處于高于燃料的蒸汽壓力的調節(jié)壓力所以可發(fā)生DI泵的潤滑,并且在SACV關閉之后壓縮腔與步進室之間形成了壓力差。
在3010處,描述了圖18的實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在3012處,可使步進室中的壓力升高為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室(當溢流閥打開時,和壓縮腔)中的壓力的泄壓閥(例如,第八泄壓閥1846)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間當指令了小于100%的占空比時,DI泵中可發(fā)生潤滑。
如果在3004處確定PFI軌流體連接至步進室,則程序3000前進至3014。本實施例中,PFI軌可用作儲存器。因此,下述壓力變化可包括步進腔流體連接至儲存器PFI軌并且步進室還流體連接至壓縮腔的實施例(比如圖20和圖21中示出的實施例)中的那些壓力變化。
在3014處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在3016處,在DI泵中的壓縮沖程期間,當SACV打開時壓縮腔中的壓力可升高為調節(jié)壓力。壓縮腔的調節(jié)壓力可基于泄壓閥(比如圖20中的單獨的第九泄壓閥2036、以及圖21中的第九泄壓閥2036與第十泄壓閥2148一起)的泄壓設置。由于當SACV處于穿過模式時步進室接收來自壓縮腔的燃料,步進室可被加壓為步進腔的調節(jié)壓力。如果步進室被充滿,則當燃料壓力低于第九泄壓閥2306的泄壓設置時過量燃料可流到PFI軌。
一旦SACV關閉,則可使壓縮腔中的壓力升高為DI燃料軌需要的壓力,DI燃料軌需要的壓力高于壓縮腔的調節(jié)壓力。進一步地,如果步進室沒有被完全充滿則步進室可接收來自儲存器PFI軌的燃料,而允許步進室壓力大體上保持恒定為其調節(jié)壓力。進一步地,可使步進室中的壓力大體上保持為基于第九泄壓閥2036的泄壓設置點的步進室的調節(jié)壓力而實現(xiàn)DI泵中的壓力差和接下來的潤滑。又進一步地,一旦SACV關閉則可能不會通過步進室向PFI軌提供燃料。這樣,PFI軌可能必須供應燃料到步進腔。相應地,在該階段期間任何進氣道噴射(例如,運轉序列2200中的t3時)可導致FRP降低。
在3018處,描述了圖20和圖21的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在3020處,可使步進室中的壓力升高為步進室的調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室(和PFI軌)中的壓力的第九泄壓閥2036的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。又進一步地,通過步進室向PFI軌提供燃料。這樣,由于從步進室接收的燃料(例如,加壓的),PFI軌中的FRP可回到PFI軌的調節(jié)壓力。因此,當指令了小于100%的占空比時,在吸入沖程期間PFI軌可接收來自步進室的燃料,并且反過來,在壓縮沖程期間在SACV關閉之后PFI軌可將燃料供應到步進室。此外,因為基于泵活塞運動的向前方向可具有高于提升泵壓力(和燃料蒸汽壓力)的壓力,在兩個泵沖程期間DI泵中可發(fā)生潤滑。
現(xiàn)在轉向圖31,其示出了程序3100,程序3100示出了當對DI泵指令默認模式時DI泵的壓縮腔和步進腔中的每一個中的壓力變化。具體地,程序3100表示當步進腔沒有流體連接至壓縮腔或儲存器時的壓力變化。
在3102處,程序3100設立以默認模式(其中在壓縮沖程的整個持續(xù)時間內SACV處于穿過模式)運轉DI泵。因此,在傳送沖程期間在泵活塞的BDC位置與TDC位置之間可使SACV斷電并且打開。這樣,當停用直接噴射器時,可以以默認壓力運轉DI泵并且DI泵將處于默認壓力的燃料供應到DI軌。接下來在3104處,程序3100確認燃料系統(tǒng)是否包含供應燃料到步進腔的儲存器(例如,比如圖18、圖20和圖21中示出的實施例中的)。如果是,則程序3100繼續(xù)至3106以繼續(xù)至圖33的程序3300并且然后程序3100結束。如果否,則程序3100前進至3108以檢查DI泵中的步進室是否流體連接至壓縮腔。如果是,則程序3100移動至3110,其中程序繼續(xù)至圖32的程序3200,并且然后結束。
如果否,則程序3100繼續(xù)至3112以確定DI泵是否將燃料從步進腔供應到PFI軌。本實施例中,可確認步進腔是否流體連接到PFI軌。如果確定PFI軌沒有連接至步進室,則程序3100繼續(xù)至3114。因此,下述實施例可包括步進腔沒有流體連接至PFI軌或儲存器并且步進室沒有流體連接至壓縮腔的那些燃料系統(tǒng),比如圖2、圖3和圖4中示出的實施例。
在3114處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在3116處,在DI泵中的壓縮沖程期間,由于溢流閥處于穿過模式,可使壓縮腔中的壓力升高為壓縮腔的調節(jié)壓力(例如,默認壓力)。調節(jié)壓力可基于被偏置以調節(jié)壓縮腔中的壓力的泄壓閥(比如圖3中的第二泄壓閥326)的泄壓設置。如果不存在調節(jié)壓縮腔中的壓力的泄壓閥(如圖2中的),則壓縮腔壓力可處于提升泵壓力。進一步地,步進室中的壓力可處于提升泵壓力而實現(xiàn)DI泵中的壓力差并且實現(xiàn)潤滑。在3118處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在3120處,可使步進室中的壓力升高為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室中的壓力的一個或多個泄壓閥(例如,圖2和圖3的第一泄壓閥246、以及圖4的泄壓閥448和泄壓閥446)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可存在壓力差。因此,在壓縮沖程和吸入沖程兩者期間DI泵具有小于100%的占空比時,DI泵中可發(fā)生潤滑。在圖2的實施例中,由于壓縮腔和步進腔兩者都處于提升泵壓力,在壓縮沖程中在默認模式期間潤滑可減少。
如果在3112處確定PFI軌流體連接至步進室,則程序3100前進到3112。因此,下述實施例可包括步進腔流體連接至PFI軌而不是儲存器并且步進室沒有流體連接到壓縮腔(并且不會接收來自壓縮腔的燃料)的那些燃料系統(tǒng),比如圖12和圖13中示出的實施例。這樣,PFI軌也可流體連接到壓縮腔。
在3122處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在3124處,在DI泵中的壓縮沖程期間,當SACV處于穿過模式時壓縮腔壓力升高為基于一個或多個泄壓閥(例如,圖12中的單獨的第四泄壓閥1246、和圖13中的第四泄壓閥1246和第五泄壓閥1346)的壓縮腔的調節(jié)壓力。在整個壓縮沖程中因為SACV總是打開的所以PFI軌可接收來自壓縮腔的處于PFI軌的調節(jié)壓力的燃料。相應地,該階段期間(當溢流閥打開時)的任何進氣道噴射可能不會導致PFI軌的FRP降低。然而,步進室可能處于提升泵壓力,實現(xiàn)了DI泵中的壓力差。又進一步地,在壓縮沖程期間沒有通過步進室向PFI軌提供燃料。
在3126處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在3128處,可使步進室中的壓力升高為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室中的壓力的一個或多個泄壓閥(例如,圖12和圖13中的第四泄壓閥1246)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間,DI泵中可發(fā)生潤滑。又進一步地,PFI軌可接收來自步進室的燃料。這樣,在泵運轉的默認模式下在壓縮沖程和吸入沖程兩者中,PFI軌中的FRP可處于其默認壓力。因此,當指令默認模式時,在整個泵循環(huán)中PFI軌可接收加壓燃料:在吸入沖程期間來自步進室的加壓燃料并且在壓縮沖程期間來自壓縮腔的加壓燃料。
現(xiàn)在參考圖32,其顯示了程序3200,程序3200描述了步進腔流體連接至壓縮腔的DI實施例中的默認模式期間的壓力變化。這樣,在壓縮沖程期間當溢流閥打開時步進室可接收來自壓縮腔的燃料。
在3202處,程序3200設立以默認模式運轉DI泵并且在整個壓縮沖程中SACV處于穿過狀態(tài)。又進一步地,步進室可流體連接至壓縮腔。接下來在3204處,程序3200確定PFI軌是否與步進腔流體連通。如果否,則程序3200繼續(xù)至3206。因此,下述壓力變化可應用于步進腔流體連接至壓縮腔而沒有流體連接至PFI軌或儲存器的燃料系統(tǒng)的那些實施例,比如圖8中示出的實施例。
在3206處,描述了上述實施例(圖8)的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在3208處,在DI泵中的壓縮沖程期間,壓縮腔中的壓力可升高至調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力可基于共用泄壓閥846的泄壓設置。這樣,在壓縮沖程中當SACV處于穿過模式時,可使壓縮腔壓力保持為調節(jié)壓力(例如,共用泄壓閥846的泄壓設置+提升泵壓力)。該調節(jié)壓力可為壓縮腔以及DI軌中的默認壓力。當SACV打開時,來自壓縮腔的燃料可流入步進腔并且將步進腔加壓至壓縮腔的調節(jié)壓力。因此,步進腔壓力可大體上類似于壓縮腔壓力(例如,在壓縮腔壓力的5%內)。盡管DI泵中可能不存在壓力差,但是因為步進室中的壓力可能高于蒸汽壓力所以在壓縮沖程中可發(fā)生DI泵的潤滑。在3210處,描述了圖8的實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在3212處,可使步進室中的壓力繼續(xù)處于調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室(當溢流閥打開時,和壓縮腔)中的壓力的泄壓閥(例如,共用泄壓閥846)的存在。因為在吸入沖程期間壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間,DI泵中可發(fā)生潤滑。
如果在3204處確定PFI軌流體連接至步進室,則程序3200前進至3214。因此,下述壓力變化可包括步進腔流體連接至PFI軌而不是儲存器并且步進室還流體連接至壓縮腔的實施例(比如圖14中示出的實施例)中的那些壓力變化。圖10中示出的實施例中的PFI軌可能不會接收來自DI泵1014的步進腔的燃料。然而,除非具體指出,下述壓力變化可應用于圖10的實施例。
在3214處,描述了上述實施例的DI燃料泵的壓縮沖程期間的壓力變化。在3216處,在DI泵中的壓縮沖程期間,當SACV處于穿過模式時壓縮腔中的壓力可升高為基于一個或多個泄壓閥(例如,圖10的第三泄壓閥1046、或圖14的第六泄壓閥1446和第七泄壓閥1436)的壓縮腔的調節(jié)壓力。因為壓縮沖程在中是SACV打開的,在壓縮沖程中步進腔可接收加壓燃料(處于壓縮腔的調節(jié)壓力)。進一步地,由于SACV是打開的,在壓縮沖程中PFI軌也可接收加壓燃料(處于PFI軌的調節(jié)壓力)。相應地,在默認模式下在壓縮沖程期間任何進氣道噴射(比如運轉序列1700中的t6時或運轉序列1100中的t6時)可能不會導致FRP降低。
在3218處,描述了圖10和圖14的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在3220處,步進室中的壓力可升高為步進室的調節(jié)壓力(僅在圖14的實施例中),該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室中的壓力的一個或多個泄壓閥(例如,圖14的第六泄壓閥1446和第七泄壓閥1436)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在DI泵1414中步進室與壓縮腔之間可存在壓力差。因此,在兩個泵沖程期間,DI泵1414中都可發(fā)生潤滑。然而,在吸入沖程期間圖10的步進室中的壓力可處于提升泵壓力。因此,在吸入沖程期間DI泵1014的步進室與壓縮腔可能處于相同的壓力。
又進一步地,在圖14的實施例中單獨通過步進室向PFI軌提供燃料。PFI軌接收來自步進室的加壓燃料。在圖10的實施例中,PFI軌可能不會接收來自步進室的燃料。因此,在默認模式運轉期間,在圖14的吸入沖程期間PFI軌可接收來自步進室的燃料。然而,在圖10的實施例中,在吸入沖程期間PFI軌可能不會接收來自步進室的燃料。然而,在吸入沖程期間圖10中的DI泵1014的壓縮腔可接收來自步進室的燃料。此外,在整個壓縮沖程期間當DI泵處于默認運轉模式時可向PFI軌提供燃料。
現(xiàn)在轉向圖33的程序3300,其示出了當對DI泵指令默認模式時步進腔流體連接至儲存器(或用作儲存器的PFI軌)的DI實施例中的壓力變化。這樣,步進室可接收來自儲存器的燃料并且還可將燃料供應到儲存器(或用作儲存器的PFI軌)。
在3302處,程序3300設立以默認模式運轉DI泵。這樣,在整個壓縮沖程中可指令SACV處于穿過模式。進一步地,在3302處可設立步進室可流體連接至儲存器。接下來在3304處,程序3300確定PFI軌是否與步進腔流體連通。如果否,則程序3300繼續(xù)至3306。因此,下述壓力變化還可應用步進腔流體連接至儲存器而沒有流體連接至PFI軌的燃料系統(tǒng)的那些實施例,比如圖18中示出的實施例。步進室還可流體連接至壓縮腔。
在3306處,描述了上述實施例(圖18)的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在3308處,在DI泵中的壓縮沖程期間,當SACV打開時壓縮腔中的壓力可升高至調節(jié)壓力(例如,默認壓力)。壓縮腔的調節(jié)壓力可基于泄壓閥(比如圖18中的第八泄壓閥1836)的泄壓設置。由于SACV處于穿過模式時步進室接收來自壓縮腔的燃料,步進室可被加壓至壓縮腔的調節(jié)壓力。在整個壓縮沖程中壓縮腔和步進腔中的每一個中的壓力可為類似的,例如,處于上述調節(jié)壓力。由于在沖程中溢流閥是打開的并且步進腔接收來自壓縮腔的加壓燃料,在壓縮沖程中儲存器可能不會將燃料供應到步進室。如果步進室被填滿,則如果燃料壓力低于第八泄壓閥1836的泄壓設置則過量燃料可流到儲存器。如果壓力高于第八泄壓閥1836的泄壓設置,則燃料可流動通過過第八泄壓閥1836進入低壓通道218。
在3310處,描述了圖18的實施例的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在3312處,步進室中的壓力可升高為調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室(當溢流閥打開時,和壓縮腔)中的壓力的泄壓閥(例如,第八泄壓閥1846)的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。因為在吸入沖程期間步進室處于高于燃料的蒸汽壓力的調節(jié)壓力并且在壓縮沖程期間壓縮腔處于高于蒸汽壓力的壓力,所以在默認模式下在兩個泵沖程期間都可發(fā)生DI泵的潤滑。
如果在3304處確定PFI軌流體連接至步進室,則程序3300前進至3314。本實施例中,PFI軌可用作儲存器。因此,下述壓力變化可包括步進腔流體連接至儲存器PFI軌并且步進室還流體連接至壓縮腔的實施例(比如,圖20和圖21中示出的實施例)中的那些壓力變化。
在3314處,描述了上述實施例的DI燃料泵中的壓縮沖程期間的壓力變化。在3316處,在DI泵中的壓縮沖程期間,壓縮腔中的壓力可升高至調節(jié)壓力并且在壓縮沖程中處于調節(jié)壓力。壓縮腔的調節(jié)壓力可基于泄壓閥(比如,圖20中的單獨的第九泄壓閥2036、以及圖21中的第九泄壓閥2036與第十泄壓閥2148一起)的泄壓設置。由于當SACV處于穿過模式時步進室接收來自壓縮腔的燃料,步進室還可被加壓(至步進腔的調節(jié)壓力)。本實施例中,因為步進室壓力可能通過從壓縮腔接收的燃料而大體上保持恒定在其調節(jié)壓力,所以步進室可能不會接收來自儲存器PFI軌的燃料。
如果步進室被充滿,則當燃料壓力低于第九泄壓閥2036的泄壓設置時過量燃料可流到PFI軌。相應地,默認運轉期間的任何進氣道噴射(例如,運轉序列2200中的t6時或運轉序列2300中的t6時)可能不會導致FRP降低。如果燃料壓力高于第九泄壓閥2036的泄壓設置,則燃料可流動通過第九泄壓閥2036而進入低壓通道218。
在3318處,描述了圖20和圖21的DI燃料泵中的吸入沖程期間的壓力變化。在3320處,步進室中的壓力可升高為步進室的調節(jié)壓力,該調節(jié)壓力基于被偏置以調節(jié)步進室(和PFI軌)中的壓力的第九泄壓閥2036的存在。因為壓縮腔壓力被降低為提升泵輸出壓力的壓力,在步進室與壓縮腔之間可能存在壓力差。又進一步地,通過步進室對PFI軌提供燃料。這樣,由于在壓縮沖程和吸入沖程中從步進室接收的燃料(例如,加壓的),PFI軌中的FRP可繼續(xù)處于PFI軌的調節(jié)壓力。進一步地,如前面提到的,在默認運轉期間儲存器PFI軌可能不會將燃料供應到步進室。此外,因為基于泵活塞運動的向前方向可具有高于提升泵壓力(和燃料蒸汽壓力)的壓力,所以在兩個泵沖程期間DI泵中可發(fā)生潤滑。
以這種方式,可增強直接噴射(DI)燃料泵的潤滑。在一些示例中,可通過實現(xiàn)DI燃料泵中的壓力差來增強潤滑和冷卻。在其它示例中,可通過加壓DI燃料泵的步進腔來增強潤滑。具體地,可將步進腔加壓至高于燃料蒸汽壓力(例如,提升泵輸出壓力)的壓力。通過將步進室加壓至高于燃料蒸汽壓力,可減少燃料汽化。增強潤滑的技術效果可延長DI燃料泵的耐久性。進一步地,在通過DI燃料泵的步進腔和壓縮腔中的每一個來向進氣道噴射器燃料軌提供燃料的實施例中,即使在較大燃料流率下也可提供高壓進氣道燃料噴射。加壓步進室可實現(xiàn)進氣道噴射器燃料軌中的較高壓力。通過提高進氣道噴射器燃料軌中的壓力,可適當霧化燃料噴射,實現(xiàn)提高的功率和減少的排放。
上述實施例在壓縮沖程期間通過加壓壓縮腔以及在吸入沖程期間通過加壓步進室可提供DI泵的潤滑。在怠速情況或當停用直接噴射燃料噴射器的情況期間可將默認壓力提供給DI燃料軌。在一些實施例中,在步進室中可發(fā)生燃料的流通而減少了步進室中的燃料的過熱。進一步地,上述一些實施例包括DI泵,該DI泵通過用泵活塞的兩側泵送燃料到PFI軌而向PFI軌提供提高的燃料流率。
應注意,本說明書中包括的示例性控制和估算程序可用于多種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置。可將本說明書中公開的方法和程序存儲為非瞬態(tài)存儲器中的可執(zhí)行指令并且可通過包括控制器與各種傳感器、驅動器和其它發(fā)動機硬件的組合的控制系統(tǒng)來進行。本說明書中描述的具體程序可表示任何數(shù)量的處理策略(比如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等)中的一個或多個。這樣,所示的各種動作、操作或功能可以以所示的序列執(zhí)行、并行地執(zhí)行、或者在一些情況下可以省去。類似地,處理順序不是實現(xiàn)本說明書中描述的示例性實施例的特征和優(yōu)點所必要的,而是為了便于示例和描述而提供的。所示的動作、運轉和/或功能中的一個或多個可以取決于使用的特定策略而重復地執(zhí)行。進一步地,所描述的動作、運轉和/或功能可以圖形地表示待被編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質的非瞬態(tài)存儲器中的代碼,其中通過執(zhí)行包括各種發(fā)動機硬件部件與電子控制器的組合的系統(tǒng)中的指令來進行描述的動作。
應理解,本說明書中公開的配置和程序在本質上是示例性的,并且這些具體實施例不應被認為具體限制的意義,因為多個變型是可能的。例如,上述技術可應用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4和其他發(fā)動機類型。本申請的主題包括本說明書中描述的各種系統(tǒng)和配置、以及其它特征、功能、和/或屬性的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合。
所附權利要求特別地指出了被認為是新穎且非顯而易見的一些組合和子組合。這些權利要求可能涉及“一”元件或“第一”元件或其等同稱謂。這種權利要求應被理解為包括一個或多個這種元件的結合,既不必須是兩個或更多這種元件,也不排除是兩個或更多這種元件。通過對當前權利要求的修改或者通過在本申請或相關申請中提出新的權利要求,可對所公開的特征、功能、元件和/或屬性的組合和子組合要求保護。這種無論與原始權利要求相比在范圍上是更寬、更窄、相同或是不同的權利要求也被認為包括在本申請的主題內。