高壓泵的快速零流量潤滑方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請大體涉及用于將燃料導(dǎo)軌壓力的響應(yīng)時間增加到內(nèi)燃發(fā)動機中高壓燃料泵的占空比的增量的方法的實施方式。
【背景技術(shù)】
[0002]一些車輛發(fā)動機系統(tǒng)利用直接缸內(nèi)燃料噴射和進氣道燃料噴射。燃料輸送系統(tǒng)可以包含多個燃料泵以便提供燃料壓力給燃料噴射器。作為一個示例，燃料輸送系統(tǒng)可以包含被布置在燃料箱和燃料噴射器之間的低壓燃料泵(或提升泵)和高壓(或直接噴射)燃料泵。高壓燃料泵可以被連接到燃料導(dǎo)軌的上游處的直接噴射系統(tǒng)以便提高通過直接噴射器輸送給發(fā)動機汽缸的燃料的壓力。電磁激活的入口止回閥或泄油閥可以被連接到高壓泵的上游，以調(diào)節(jié)進入泵壓縮室內(nèi)的燃料流量。但是，當高壓燃料泵被關(guān)閉時，例如當沒有燃料的直接噴射被請求時，泵持續(xù)時間可能被影響。具體地說，當高壓泵的電磁激活入口止回閥沒有被通電時，泵的潤滑和冷卻可以被減弱進而導(dǎo)致了泵劣化。因此，可以獲益的是即使在直接噴射沒有被請求時也操作高壓泵以便維持充分的潤滑。在該工況期間，高壓泵可以被調(diào)整以維持峰值壓縮室壓力，而不將燃料傳送到直接噴射燃料導(dǎo)軌內(nèi)。該類型的操作可以被稱為零流量潤滑。
[0003]在實施高壓泵的零流量潤滑的一種方法中，如Basmaji等人在US2012/0167859中所顯示的，當高壓泵的操作不被要求，閉環(huán)(或反饋)控制被用于增大高壓泵的占空比(零流量潤滑)。在該方法中，首先一定質(zhì)量的燃料可以被吸收進維持泵出口處壓力的泵內(nèi)，所述壓力處于或僅低于估計燃料導(dǎo)軌壓力。接下來，在閉環(huán)控制期間，泵的沖程量可以被間歇地增加。如果燃料導(dǎo)軌壓力沒有增加，那么沖程量可以被進一步增加直到燃料導(dǎo)軌壓力的改變(增加)被檢測到?？商鎿Q地，如果燃料導(dǎo)軌壓力響應(yīng)已增加的沖程，那么泵操作可以被減少到較低的沖程量，從而燃料導(dǎo)軌壓力不響應(yīng)泵操作。因此，Basmaji等人的方法可以通過在車載零流量潤滑方法期間獲知高壓泵操作來嘗試補償發(fā)動機間的變化性。
[0004]但是，本發(fā)明人已經(jīng)認識到US2012/0167859的方法的潛在問題。首先，雖然Basmaji等人的方法可以提供泵潤滑，但是該方法不能生成對應(yīng)于從高壓泵到燃料導(dǎo)軌內(nèi)的零流量速率的全范圍的數(shù)據(jù)。Basmaji等人的方法提供了低于或接近燃料導(dǎo)軌壓力的數(shù)據(jù)，但是一旦燃料導(dǎo)軌壓力增加，泵占空比就立即減少，以便數(shù)據(jù)僅可以在幾乎恒定的、期望的燃料導(dǎo)軌壓力附近被收集。而且，本文發(fā)明人已經(jīng)認識到了當增大泵占空比時，在基本穩(wěn)態(tài)(或穩(wěn)定)的燃料導(dǎo)軌壓力達到之前的時間可以是10秒或更長。如果在少量的時間內(nèi)期望大量的零流量數(shù)據(jù)，則等待的時間段可能很長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此在一個示例中，上述問題可以通過能夠更快地執(zhí)行零流量潤滑的方法而被至少部分地解決。在一個示例中，該方法包括:當不直接噴射燃料給發(fā)動機和當發(fā)動機處于穩(wěn)定的怠速狀況時；根據(jù)高壓燃料泵的命令占空比估計目標燃料導(dǎo)軌壓力；執(zhí)行閉環(huán)控制方案，直到燃料導(dǎo)軌壓力達到目標壓力的一定百分比；以及執(zhí)行開環(huán)控制方案，直到燃料導(dǎo)軌壓力達到目標燃料導(dǎo)軌壓力。以這種方式，開環(huán)控制和閉環(huán)控制都可以被用于加快每次泵占空比被遞增地增加時燃料導(dǎo)軌壓力的響應(yīng)時間。
[0006]而且，這種方法在此也被稱為快速零流量潤滑測試，其可以重復(fù)地執(zhí)行一個程序，首先命令高壓泵的閉環(huán)控制，直到某一燃料導(dǎo)軌壓力被達到，然后命令開環(huán)控制，直到穩(wěn)態(tài)燃料導(dǎo)軌壓力被達到。這種方法可以耗費比其他方法更少量的時間，進而增強其效用以便在較少時間內(nèi)獲得大量的零流量數(shù)據(jù)。最后，當零流量速率數(shù)據(jù)可以被標繪以便估計各種屬性，諸如燃料溫度、燃料成分和燃料密度時，這些屬性可以以比其他方法更快的速率被估
i+o
[0007]注意到泵占空比涉及到控制泵電磁激活入口止回閥(泄油閥)的關(guān)閉，其中泄油閥控制被抽入燃料導(dǎo)軌內(nèi)的燃料量。例如，如果泄油閥與發(fā)動機壓縮沖程的開始一致地關(guān)閉，則事件被稱為100%的占空比。如果泄油閥在進入壓縮沖程關(guān)閉95%，則事件被稱為5%的占空比。當5%占空比被命令時，實際上95%的替代燃料體積被泄漏并且剩余5%在泵活塞的壓縮沖程期間被壓縮。占空比等于泄油閥正時，特別是泄油閥的關(guān)閉。占空比也等于捕集體積部分或在其壓縮沖程期間高壓泵的壓縮室內(nèi)剩余的燃料量。
[0008]應(yīng)該理解的是上述
【發(fā)明內(nèi)容】
被提供以用簡化形式引入將在【具體實施方式】中被進一步描述的選擇概念。這并不意味著識別要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，所述主題的范圍由隨附的權(quán)利要求書唯一地限定。而且，要求保護的主題不限于解決上文或本公開任何部分內(nèi)指出的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0009]圖1示意性描繪了內(nèi)燃發(fā)動機的汽缸的示例實施例。
[0010]圖2示意性地描繪了可以與圖1的發(fā)動機一起使用的燃料系統(tǒng)的示例實施例。
[0011]圖3示出圖2的燃料系統(tǒng)的高壓直接噴射燃料泵的示例。
[0012]圖4示出含有閉環(huán)控制的慢速響應(yīng)程序。
[0013]圖5描繪了含有圖4的程序的重復(fù)周期的慢速零流量潤滑測試。
[0014]圖6示出含有開環(huán)控制和閉環(huán)控制的快速響應(yīng)程序。
[0015]圖7描繪了含有重復(fù)循環(huán)的圖6中的程序的迅速零流量潤滑測試。
[0016]圖8描繪了用于生成零流量數(shù)據(jù)的快速零流量潤滑測試的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]以下【具體實施方式】提供了關(guān)于高壓燃料泵的信息、其涉及的燃料和發(fā)動機系統(tǒng)以及提出的快速零流量潤滑測試和相關(guān)程序以及用于比較的較慢測試。內(nèi)燃發(fā)動機中汽缸的示例實施例在圖1中被給出，而圖2描繪了可以與圖1的發(fā)動機一起使用的燃料系統(tǒng)。被配置為給發(fā)動機提供直接燃料噴射的高壓泵的示例被詳細顯示在圖3中。慢速程序被顯示在圖4中，其增大了高壓泵占空比并且當被開環(huán)控制命令時等待響應(yīng)的燃料導(dǎo)軌壓力。重復(fù)使用慢速程序能夠被并入慢速零流量潤滑測試中，如圖5所顯示的。提出的快速程序被顯示在圖6中，其基于閉環(huán)控制和開環(huán)控制而遞增高壓泵占空比。重復(fù)使用快速程序能夠被并入快速零流量潤滑測試中，如圖7所顯示的。最后，快速零流量潤滑程序被描繪為圖8中的流程圖，該圖顯示了用于得到零流量數(shù)據(jù)的過程的每個步驟。
[0018]關(guān)于在該【具體實施方式】中所使用的術(shù)語，若干圖表被呈現(xiàn)，其中數(shù)據(jù)點被標繪在二維圖表上。術(shù)語圖表和繪圖可以被互換地用于指代整個圖表或曲線/直線本身。而且，高壓泵或者直接噴射泵可以被縮寫為DI或HP泵。相似地，低壓泵或提升泵可以被縮寫為LP泵。同樣，燃料導(dǎo)軌壓力或者直接噴射器的燃料導(dǎo)軌內(nèi)的燃料的壓力值可以被縮寫為FRP。零流量潤滑(ZFL)可以指代高壓泵操作方案，其包含基本上不將燃料泵入燃料導(dǎo)軌(可以包含直接噴射燃料導(dǎo)軌)同時將燃料導(dǎo)軌壓力維持在恒定值附近或者漸增地增加燃料導(dǎo)軌壓力。ZFL可以被用于得到零流量速率數(shù)據(jù)，正如下文進一步描述的。如在以上內(nèi)容中所描述的，泵占空比被用于參考高壓泵并且也被稱為泄油閥的關(guān)閉或者閥門正時。同樣，泄油閥等同于電磁激活入口止回閥。
[0019]圖1描繪了內(nèi)燃發(fā)動機10的燃燒室或汽缸的示例。發(fā)動機10可以至少部分地通過包含控制器12的控制系統(tǒng)和通過來自車輛操作者130經(jīng)由輸入設(shè)備132的輸入控制。在該示例中，輸入設(shè)備132包含加速踏板和用于生成成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的汽缸(在此也稱“燃燒室”)14可以包含燃燒室壁136，活塞138被定位在其內(nèi)?；钊?38可以被連接到曲軸140，從而使活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸140可以經(jīng)由變速器系統(tǒng)被連接到乘客車輛的至少一個驅(qū)動輪。進一步地，起動機馬達(未顯示)可以經(jīng)由飛輪被連接到曲軸140以使發(fā)動機10的啟動操作可用。
[0020]汽缸14能夠經(jīng)由一系列進氣空氣道142、144和146接收進氣空氣。進氣空氣道146能夠與除了汽缸14外的發(fā)動機10的其他汽缸相通。在一些示例中，一個或多個進氣道可以包含增壓設(shè)備，諸如渦輪增壓器或機械增壓器。例如，圖1顯示了配置有渦輪增壓器的發(fā)動機10，所述渦輪增壓器包含被布置在進氣道142和144之間的壓縮機174和沿著排氣道148布置的排氣渦輪176。壓縮機174可以通過排氣渦輪176經(jīng)由軸180至少部分地提供動力，其中增壓設(shè)備被配置為渦輪增壓器。但是，在其他示例中，諸如在發(fā)動機10被提供有機械增壓器的情況下，排氣渦輪176可以被可選地省略，其中壓縮機174可以由來自馬達或發(fā)動機的機械輸入提供動力。包含節(jié)流板164的節(jié)氣門162可以沿著發(fā)動機的進氣道提供，以便改變提供給發(fā)動機汽缸的進氣空氣的流動速率和/或壓力。例如，節(jié)氣門162可以被定位在壓縮機174的下游，如圖1所示，或者可替換地可以被提供在壓縮機174的上游。
[0021]排氣道148能夠從除了汽缸14外的發(fā)動機10的其他汽缸中接收排氣。排氣傳感器128被顯示為連接到排放控制設(shè)備178的上游處的排氣通道148。傳感器128可以從各種合適的傳感器中被選擇以便提供排氣空燃比的指示，各種合適的傳感器諸如是例如線性氧傳感器或UEGO(通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO(正如所描繪的)、HEG0(加熱型EGO)、N0x、HC或CO傳感器。排放控制設(shè)備178可以是三元催化劑(TWC)、N0X捕集器、各種其他的排放控制設(shè)備或其接合。
[0022]發(fā)動機10的每個汽缸可以包含一個或多個進氣門或一個或多個排氣門。例如，汽缸14被顯示為包含位于汽缸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的每個汽缸，包含汽缸14在內(nèi)，可以包含位于汽缸的上部區(qū)域的至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。
[0023]進氣閥150可以由控制器12經(jīng)由執(zhí)行器152控制。相似地，排氣閥156可以由控制器12經(jīng)由執(zhí)行器154控制。在一些狀況期間，控制器12可以改變提供給致動器152和154的信號，以控制相應(yīng)進氣門和排氣門的打開和關(guān)閉。進氣門150和排氣門156的位置可以由相應(yīng)的氣門位置傳感器(未顯示)來確定。氣門執(zhí)行器可以是電動氣門致動類型或凸輪致動類型，或者其結(jié)合。進氣門和排氣門正時可以被同時控制，或者可變進氣凸輪正時、可變排氣凸輪正時、雙可變凸輪正時或固定凸輪正時中可能的任何一種可以被使用。每種凸輪致動系統(tǒng)可以包含一個或多個凸輪并且可以利用可以被控制器12操作以改變氣門操作的凸輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或多個。例如，汽缸14可以可替換地包含經(jīng)由電動氣門致動系統(tǒng)控制的進氣門和經(jīng)由包含CPS和/或VCT的凸輪致動系統(tǒng)控制的排氣門。在其他示例中，進氣門和排氣門可以被普通氣門致動器或致動系統(tǒng)，或者可變氣門正時執(zhí)行器或致動系統(tǒng)控制。
[0024]汽缸14能夠具有壓縮比，即當活塞138處于下止點與上止點時體積的比率。在一些示例中，壓縮比處于從9:1到10:1的范圍內(nèi)。但是，在使用不同燃料的一些示例中，壓縮比可以被增加。例如，當更高辛烷值燃料或具有更高潛在蒸發(fā)焓的燃料被使用時，這種情況可能發(fā)生。如果由于直接噴射被使用，由