ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка в целом относится к схеме управления для топливного насоса непосредственного впрыска двигателя внутреннего сгорания, которая включает в себя ограничение команд в пределах областей предопределенными командами.
СУЩНОСТЬ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Некоторые системы двигателя транспортного средства, использующие непосредственный впрыск топлива в цилиндре, включают в себя систему подачи топлива, которая имеет многочисленные топливные насосы для выдачи пригодного давления топлива на топливные форсунки. Этот тип топливной системы, непосредственный бензиновый впрыск (GDI), используется для повышения отдачи мощности и диапазона, на котором топливо может подаваться в цилиндр. Топливные форсунки GDI могут требовать топлива под высоким давлением для впрыска, чтобы создавать усиленное распыление для более эффективного сгорания. В качестве одного из примеров, система GDI может использовать насос более низкого давления с электроприводом (то есть, топливоподкачивающий насос) и насос более высокого давления с механическим приводом (то есть, насос непосредственного впрыска), скомпонованный последовательно непосредственно между топливным баком и топливными форсунками вдоль топливного канала. В многих применениях GDI, топливный насос высокого давления или непосредственного впрыска может использоваться для повышения давления топлива, подаваемого в топливные форсунки. Топливный насос высокого давления может включать в себя «перепускной клапан» (SV) или регулятор объема топлива (FVR) с соленоидным приводом, который может приводиться в действие для регулирования потока топлива в топливный насос высокого давления. Существуют различные стратегии управления для осуществления работы насосов более высокого и более низкого давления для обеспечения эффективной работы топливной системы и двигателя.
В одном из подходов к управлению топливным насосом непосредственного впрыска, показанном Цинпинским и Ли в U.S. 7950371, модуль диагностики управляет модулем топливного насоса для осуществления работы топливного насоса, который выдает топливо в направляющую-распределитель топлива. Модуль диагностики определяет предопределенное количество топлива для направления в направляющую-распределитель топлива, определяет оцененное повышение давления в направляющей-распределителе топлива на основании предопределенного количества топлива и сравнивает реальное повышение давления с оцененным повышением давления. На основании сравнения, модуль управления топливным насосом избирательно управляет топливным насосом. В примерной схеме управления для осуществления работы топливного насоса высокого давления (непосредственного впрыска), несколько этапов выполняются для компенсации давления в направляющей-распределителе топлива, для того чтобы приводить реальное повышение давления в направляющей-распределителе топлива ближе к оцененному повышению давления в направляющей-распределителе. Несколько этапов включают в себя измерение давления в направляющей-распределителе и сравнение значения такового с пороговым значением, по которому контролируется командное повышение давления через работу топливного насоса.
Однако, изобретатели в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальные проблемы у подхода из U.S. 7950371. Прежде всего, несмотря на то, что способ управления по Цинпинскому и Ли может обеспечивать управление топливным насосом непосредственного впрыска для поддержания работы около требуемого порогового давления, способ не принимает мер в ответ на несколько проблем, которые могут возникать при более низких рабочих объемах насоса. Более низкие рабочие объемы насоса могут находиться в диапазоне приблизительно от 0% и 40% в зависимости от конкретной топливной системы, при этом, процентное отношение относится к процентному отношению от полного рабочего объема насоса, сжимаемого и направляемого в присоединенную направляющую-распределитель топлива. При более низких рабочих объемах, управление насосом непосредственного впрыска (с помощью перепускного клапана) может быть неточным и неустойчивым. Поэтому, количество топлива, накачиваемого в направляющую-распределитель топлива, может быть неизвестным наряду с выдачей команды более низких рабочих объемов с низкой точностью. По существу, функции диагностики и управления могут не выполняться надлежащим образом вследствие неустойчивости управления насосом.
Таким образом, в одном из примеров, вышеприведенные проблемы могут быть по меньшей мере частично препоручены способу для топливного насоса непосредственного впрыска, содержащему этапы, на которых:
в ответ на определение, что рассчитанная команда насоса находится между 0% и командой смазки при нулевом потоке, осуществляют работу соленоидного перепускного клапана топливного насоса непосредственного впрыска по команде смазки при нулевом потоке;
в ответ на определение, что рассчитанная команда насоса находится между командой смазки при нулевом потоке и пороговой командой, осуществляют работу соленоидного перепускного клапана по пороговой команде; и
в ответ на определение, что рассчитанная команда насоса является большей, чем пороговая команда, осуществляют работу соленоидного перепускного клапана по рассчитанной команде насоса,
при этом способ включает в себя:
осуществление работы по рассчитанной команде насоса между 0% и командой смазки при нулевом потоке, осуществление работы по рассчитанной команде насоса между командой смазки при нулевом потоке и пороговой командой и осуществление работы по рассчитанной команде насоса большей, чем пороговая команда.
Таким образом, насос непосредственного впрыска работает вне областей, где возникают имеющие низкую точность и неустойчивые команды насоса. Вследствие этого, насос может работать только в областях и с командами, где более вероятно должно происходить управление с высокой точностью и повторяемостью. Поскольку топливные системы и системы двигателя меняются между транспортными средствами, способ управления может быть отрегулирован, чтобы изучать, какими являются команда смазки при нулевом потоке и пороговая команда для конкретной конфигурации. Выдача команды смазки при нулевом потоке может достигать требуемого результата отсутствия переноса топлива в направляющую-распределитель топлива наряду с созданием перепада давления на поршне насоса, который проталкивает топливо в контактную поверхность поршень-цилиндр, тем самым, смазывая контактную поверхность поршень-цилиндр.
В одном варианте реализации способа пороговая команда и команда смазки при нулевом потоке соответствуют рабочим объемам топлива, прокачиваемого в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска топливным насосом непосредственного впрыска во время хода подачи, и при этом способ дополнительно содержит расчет рассчитываемой команды насоса на основе требуемого давления в направляющей-распределителе топлива и измеренного давления в направляющей-распределителе топлива.
В другом варианте рабочими объемами управляют синхронизацией включения соленоидного перепускного клапана, гидравлически подсоединенного выше по потоку от входа камеры сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, и при этом требуемое давление в направляющей-распределителе топлива основано на потребности двигателя и рабочих характеристиках топливных форсунок.
В еще одном варианте осуществление работы соленоидного перепускного клапана по команде смазки при нулевом потоке включает в себя этап, на котором поддерживают повышенное давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска по существу без повышения давления в направляющей-распределителе топлива, и при этом осуществлении работы соленоидного перепускного клапана по пороговой команде топливо подают топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска, соединенную с выходом топливного насоса непосредственного впрыска.
Повышенное давление может проталкивать топливо мимо поверхности контакта поршень-цилиндр топливного насоса непосредственного впрыска, чтобы смазывать и охлаждать топливный насос непосредственного впрыска, и при этом пороговая команда основана на границе между командами насоса более низкой точности и командами насоса более высокой точности.
В одном варианте реализации способа во время работы соленоидного перепускного клапана по команде смазки при нулевом потоке, топливо не прокачивается топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска.
В еще одном варианте осуществление работы соленоидного перепускного клапана по рассчитанной команде насоса включает в себя этап, на котором указывают командой рабочие объемы топливного насоса непосредственного впрыска на основании требуемого давления в направляющей-распределителе топлива, измеренного давления в направляющей-распределителе топлива и объемного расхода впрыска топлива, при этом рабочий объем, соответствующий команде смазки при нулевом потоке, меньше, чем рабочий объем, соответствующий пороговой команде, и при этом рабочий объем, соответствующий пороговой команде, меньше, чем рабочий объем, соответствующий рассчитанной команде насоса.
Еще один вариант реализации дополнительно содержит этап, на котором осуществляют работу соленоидного перепускного клапана по команде смазки при нулевом потоке, когда измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является большим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива, требуемое давление в направляющей-распределителе топлива основано на расчетах из контроллера, который выдает команды на соленоидный перепускной клапан, и при этом осуществление работы соленоидного перепускного клапана включает в себя отправку электрического сигнала, соответствующего команде смазки при нулевом потоке, пороговой команде или рассчитанной команде насоса, на соленоидный перепускной клапан, электрический сигнал запитывает соленоидный перепускной клапан при объемной производительности насоса, соответствующей команде, при этом запитывание закрывает соленоидный перепускной клапан.
В еще одном примере, выданные команды насоса непосредственного впрыска зависят от того, является или нет измеренное давление в направляющей-распределителе топлива меньшим, чем или большим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива. Если измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является меньшим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива, то выдаваемые команды насоса определяются, как описано выше. В качестве альтернативы, если измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является большим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива, то топливный насос непосредственного впрыска работает по команде смазки при нулевом потоке. Как подробнее пояснено позже, команда смазки при нулевом потоке может соответствовать запитанному током периоду времени соленоидного перепускного клапана, который определяет границу между прокачиваемым объемом топлива 0 и большим, чем 0 прокачиваемым объемом топлива. Команды насоса побуждают происходить специфичные объемы захвата насоса. Объем захвата насоса, или рабочий или прокачиваемый объем, является показателем того, сколько топлива сжимается и выталкивается в направляющую-распределитель топлива топливным насосом непосредственного впрыска.
Таким образом, предлагается способ для топливного насоса непосредственного впрыска, содержащий этапы, на которых:
когда измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является меньшим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива:
рассчитывают команду топливного насоса непосредственного впрыска на основе измеренного давления в направляющей-распределителе топлива и требуемого давления в направляющей-распределителе,
в ответ на то, что рассчитанная команда насоса находится между 0% и командой смазки при нулевом потоке, большей чем 0%, осуществляют работу топливного насоса непосредственного впрыска по команде смазки при нулевом потоке;
в ответ на то, что рассчитанная команда насоса находится между командой смазки при нулевом потоке и большей пороговой командой, осуществляют работу топливного насоса непосредственного впрыска по пороговой команде; и
в ответ на то, что рассчитанная команда насоса находится между пороговой командой и 100%, осуществляют работу топливного насоса непосредственного впрыска по рассчитанной команде насоса; и
когда измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является большим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива, осуществляют работу топливного насоса непосредственного впрыска по команде смазки при нулевом потоке,
при этом способ включает в себя:
осуществление работы с измеренным давлением в направляющей-распределителе топлива меньшим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива, и по рассчитанной команде насоса между 0% и командой смазки при нулевом потоке большим, чем 0%, по рассчитанной команде насоса между командой смазки при нулевом потоке и большей пороговой командой, и по рассчитанной команде насоса между пороговой командой и 100%, и осуществление работы с измеренным давлением в направляющей-распределителе топлива большим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива.
В варианте реализации способа требуемое давление в направляющей-распределителе топлива основано на потребности двигателя и рабочих характеристиках топливной форсунки как определено контроллером, и при этом осуществление работы топливного насоса непосредственного впрыска включает в себя закрытие соленоидного перепускного клапана запитыванием соленоидного перепускного клапана посредством электрического сигнала.
В другом варианте измеренное давление в направляющей-распределителе топлива измеряют датчиком давления, расположенным в направляющей-распределителе топлива непосредственного впрыска, которая гидравлически соединена с выходом топливного насоса непосредственного впрыска, и при этом пороговая команда основана на границе между командами насоса более низкой точности и командами насоса более высокой точности.
В еще одном варианте работа по команде смазки при нулевом потоке включает в себя этап, на котором поддерживают повышенное давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска по существу без оказания влияния на давление в направляющей-распределителе топлива, при этом команда смазки при нулевом потоке соответствует первому рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска, а пороговая команда соответствует второму рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска.
Повышенное давление проталкивает топливо мимо поверхности контакта поршень-цилиндр топливного насоса непосредственного впрыска, чтобы смазывать и охлаждать топливный насос непосредственного впрыска, и при этом первый рабочий объем меньше, чем второй рабочий объем.
В еще одном варианте во время работы по команде смазки при нулевом потоке, топливо по существу не прокачивается топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска, подсоединенную к выходу топливного насоса непосредственного впрыска, при этом рассчитанная команда насоса соответствует третьему рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска, при этом второй рабочий объем меньше, чем третий рабочий объем, и при этом во время работы соленоидного перепускного клапана по пороговой команде топливо подают топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска.
В одно из примерных стратегий управления, пороговая команда выбирается, из условия чтобы, если предварительная команда насоса DI находится между командой ZFL и пороговой командой, выдавалась пороговая команда. Несмотря на то, что эта стратегия управления добавляет большее количество топлива в направляющую-распределитель топлива, чем требуется в ином случае, прокачиваемое количество топлива увеличивается до в меньшей степени неустойчивого уровня. По существу, стратегия управления эффективно формирует минимальный объем, прокачиваемый в направляющую-распределитель топлива. Получение предсказуемого прокачиваемого количества топлива может быть благотворным для управления давлением в направляющей-распределителе топлива и содействия выявлению паров на входе топливного насоса DI. Содействие выявлению паров топлива может быть результатом повышения давления в направляющей-распределителе, становящегося измеримым, когда оно достаточно велико, то есть, посредством ограничения команд насоса пороговой командой. В качестве процента от значения, небольшие объемы насоса могут быть высоко неустойчивы, а потому, небольшие объемы насоса (то есть, ходы насоса) могут быть нежелательны.
Объектом изобретения является также топливная система, содержащая:
топливный насос непосредственного впрыска, расположенный выше по потоку от направляющей-распределителя топлива непосредственного впрыска и гидравлически соединенный с направляющей-распределителем топлива непосредственного впрыска, которая соединена с множеством форсунок, причем топливный насос непосредственного впрыска включает в себя соленоидный перепускной клапан, расположенный на входе топливного насоса непосредственного впрыска, при этом соленоидный перепускной клапан включается и отключается между закрытым и открытым положениями соответственно;
подкачивающий насос, гидравлически подсоединенный выше по потоку от топливного насоса непосредственного впрыска, причем подкачивающий насос выдает топливо на вход топливного насоса непосредственного впрыска; и
контроллер с машинно-читаемыми командами, хранимыми в некратковременной памяти, для:
ограничения рассчитанной команды насоса до первой пороговой команды, когда рассчитанная команда насоса находится в пределах первой области, и ограничения рассчитанной команды насоса до второй пороговой команды, когда рассчитанная команда насоса находится в пределах второй области,
при этом первая пороговая команда соответствует первому рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска, при этом вторая пороговая команда соответствует второму рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска, и при этом первый рабочий объем меньше, чем второй рабочий объем.
В варианте реализации системы, первая область находится в диапазоне от 0% до первой пороговой команды, а вторая область находится в диапазоне от первой пороговой команды до второй пороговой команды, и при этом контроллер дополнительно содержит инструкции для: выдачи ограниченной рассчитанной команды насоса в топливный насос непосредственного впрыска, когда рассчитанная команда насоса находится в пределах первой или второй области, и выдачи рассчитанной команды насоса в топливный насос непосредственного впрыска, когда рассчитанная команда насоса не находится в пределах первой или второй области.
В другом варианте, первая пороговая команда является командой смазки при нулевом потоке, а вторая пороговая команда основана на границе между командами насоса более низкой точности и командами насоса более высокой точности, и при этом контроллер дополнительно содержит инструкции для расчета рассчитанной команды насоса на основе требуемого давления в направляющей-распределителе топлива и измеренного давления в направляющей-распределителе топлива.
В еще одном варианте, ограничение рассчитанной команды насоса, когда рассчитанная команда насоса находится в первой или второй областях, управляет рабочими объемами топливного насоса непосредственного впрыска вне первой и второй областей, при этом выдача ограниченной рассчитанной команды насоса включает в себя запитывание соленоидного перепускного клапана для закрытия соленоидного перепускного клапана при угловой синхронизации, соответствующей ограниченной рассчитанной команде насоса, и при этом во время выдачи второй пороговой команды на соленоидный перепускной клапан топливо подается топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска.
В еще одном варианте, закрытое положение соленоидного перепускного клапана включает в себя по существу препятствование течению топлива вверх по потоку от камеры сжатия топливного насоса непосредственного впрыска в направлении подкачивающего насоса.
В другом варианте, открытое положение соленоидного перепускного клапана включает в себя предоставление топливу возможности течь вверх по потоку и вниз по потоку через соленоидный перепускной клапан, и при этом сжатое топливо в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска течет вверх по потоку через соленоидный перепускной клапан.
Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает принципиальную схему примерной топливной системы, соединенной с двигателем.
Фиг. 2 показывает топливный насос непосредственного впрыска и связанные компоненты, включенные в топливную систему по фиг. 1.
Фиг. 3 показывает модель топливного насоса непосредственного впрыска с несколькими обведенными областями и командой смазки при нулевом потоке.
Фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций способа для осуществления работы топливного насоса непосредственного впрыска, который включает в себя ограничение некоторых команд насоса предопределенными командами.
Фиг. 5 показывает графическое представление того, каким образом колеблется давление в направляющей-распределителе топлива на основании рассчитанных и ограниченных команд насоса согласно способу по фиг. 4.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Последующее подробное описание дает информацию касательно топливного насоса непосредственного впрыска, его связанных топливной системы и системы двигателя, и стратегии управления для регулирования объема и давления топлива, выдаваемых топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива и топливные форсунки непосредственного впрыска. Принципиальная схема примерной топливной системы и двигателя непосредственного впрыска показана на фиг. 1 наряду с тем, что фиг. 2 показывает детализированный вид топливного насоса непосредственного впрыска по фиг. 1 и ассоциативно связанных компонентов. Фиг. 3 показывает графическую модель топливного насоса непосредственного впрыска с несколькими обведенными признаками. Фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций способа, которая иллюстрирует способ для осуществления работы топливного насоса непосредственного впрыска, наряду с тем, что фиг. 5 показывает графическое представление того, каким образом способ по фиг. 4 оказывает влияние на давление в направляющей-распределителе топлива во время работы двигателя.
Что касается терминологии, используемой на всем протяжении этого подробного описания, топливный насос более высокого давления или топливный насос непосредственного впрыска, который выдает топливо под давлением в присоединенные к направляющей-распределителю топлива непосредственного впрыска форсунки, может сокращенно использоваться в качестве насоса DI или HP. Подобным образом, насос более низкого давления (сжимающий топливо под давлениями, в целом более низкими, чем у насоса DI) или подкачивающий насос, который выдает топливо под давлением из топливного бака в насос DI, может сокращенно использоваться в качестве насоса LP. Смазка при нулевом потоке (ZFL) может относиться к схемам работы насоса непосредственного впрыска, которые включают в себя по существу отсутствие прокачивания топлива, тем самым, внося вклад в низкую величину давления топлива или отсутствие давления топлива у направляющей-распределителя топлива. Соленоидный перепускной клапан, который может с помощью электронных устройств запитываться током, чтобы обеспечивать работу запорного клапана, и обесточиваться, чтобы открываться (или наоборот), также может упоминаться как регулятор объема топлива, магнитный соленоидный клапан и цифровой входной клапан, в числе других наименований. В зависимости от того, когда перепускной клапан запитывается током во время работы насоса DI, количество топлива может захватываться и сжиматься насосом DI во время хода подачи для отправки в направляющую-распределитель топлива и топливные форсунки. Количество топлива, сжимаемого насосом DI, может упоминаться как относительный объем захвата, рабочий объем топлива, объем подачи насоса или прокачиваемая масса топлива, в числе других терминов. Относительный объем захвата может численно выражаться в качестве доли, десятичной дроби или процента. Несмотря на то, что команда насоса может быть требуемым относительным объемом захвата, реальный объем захвата может быть отличным от команды насоса.
Фиг. 1 показывает топливную систему 150 непосредственного впрыска, соединенную с двигателем 110 внутреннего сгорания, который может быть сконфигурирован в качестве силовой установки для транспортного средства. Двигатель 110 внутреннего сгорания может содержать многочисленные камеры или цилиндры 112 сгорания. Топливо может выдаваться непосредственно в цилиндры 112 через форсунки 120 непосредственного впрыска в цилиндр. Как схематически указано на фиг. 1, двигатель 110 может принимать всасываемый воздух и продукты отработавших газов сожженного топлива. Для простоты, системы впуска и выпуска не показаны на фиг. 1. Двигатель 110 может включать в себя пригодный тип двигателя, в том числе, бензиновый или дизельный двигатель.
Топливо может выдаваться в двигатель 110 через форсунки 120 посредством топливной системы непосредственного впрыска, в целом указанной под 150. В этом конкретном примере, топливная система 150 включает в себя бак 152 для хранения топлива для хранения топлива на борту транспортного средства, топливный насос 130 низкого давления (например, топливоподкачивающий насос), топливный насос высокого давления или насос 140 непосредственного впрыска (DI), направляющую-распределитель 158 топлива и различные топливные каналы 154 и 156. В примере, показанном на фиг. 1, топливный канал 154 несет топливо из насоса 130 низкого давления в насос 140 DI, а топливный канал 156 несет топливо из насоса 140 DI в направляющую-распределитель 158 топлива. Вследствие расположений топливных каналов, канал 154 может упоминаться как топливный канал низкого давления наряду с тем, что канал 156 может упоминаться как топливный канал высокого давления. По существу, топливо в канале 156 может демонстрировать более высокое давление, чем топливо в канале 154. В некоторых примерах, топливная система 150 может включать в себя больше, чем один бак для хранения топлива, и дополнительные каналы, клапаны и другие устройства для обеспечения дополнительных функциональных возможностей для топливной системы 150 непосредственного впрыска.
В данном примере по фиг. 1, направляющая-распределитель 158 топлива может распределять топливо в каждую из множества топливных форсунок 120 непосредственного впрыска. Каждая из множества топливных форсунок 120 может быть расположена в соответствующем цилиндре 112 двигателя 110, из условия чтобы, во время работы топливных форсунок 120, топливо впрыскивалось непосредственно в каждый соответствующий цилиндр 112. В качестве альтернативы (или в дополнение), двигатель 110 может включать в себя топливные форсунки оконного впрыска, расположенные возле или во впускном окне каждого цилиндра, из условия чтобы, во время работы топливных форсунок, топливо впрыскивалось с наддувочным воздухом в одно или более впускных окон каждого цилиндра. Эта конфигурация форсунок может быть частью системы оконного впрыска топлива, которая может быть включена в топливную систему 150. В проиллюстрированном варианте осуществления, двигатель 110 включает в себя четыре цилиндра, которые снабжаются топливом только с помощью непосредственного впрыска. Однако, будет принято во внимание, что двигатель может включать в себя иное количество цилиндров.
Топливный насос 130 низкого давления может управляться контроллером 170, чтобы выдавать топливо в насос 140 DI через топливный канал 154 низкого давления. Топливный насос 130 низкого давления может быть сконфигурирован в качестве того, что может относиться к подкачивающему топливному насосу. В качестве одного из примеров, топливный насос 130 низкого давления может включать в себя электродвигатель насоса, посредством чего, повышение давления на насосе и/или объемный расход через насос могут регулироваться посредством изменения электрической мощности, выдаваемой в электродвигатель насоса, тем самым, повышая или понижая частоту вращения электродвигателя. Например, по мере того, как контроллер 170 понижает электрическую мощность, которая выдается на насос 130 LP, объемный расход и/или повышение давления на насосе могут уменьшаться. В качестве альтернативы, повышение объемного расхода и давления на насосе может увеличиваться посредством повышения электрической мощности, которая выдается на насос 130. В качестве одного из примеров, электрическая мощность, подаваемая на электродвигатель насоса низкого давления, может получаться из генератора переменного тока или другого устройства накопления энергии на борту транспортного средства (не показано), в силу чего, система управления, предусмотренная контроллером 170, может регулировать электрическую нагрузку, которая используется для питания насоса низкого давления. Таким образом, посредством изменения напряжения и/или тока, выдаваемых на топливный насос 130 низкого давления, как указано под 182, интенсивность потока и давление топлива, подаваемого в насос 140 DI и, в конечном счете, в направляющую-распределитель 158 топлива, могут регулироваться контроллером 170.
Топливный насос 130 низкого давления может быть соединен по текучей среде с фильтром 106, который может удалять мелкие включения, которые могут содержаться в топливе, которые потенциально могли бы повреждать компоненты обращения с топливом. Фильтр 106 может быть соединен по текучей среде с запорным клапаном 104 через канал 154 низкого давления. Запорный клапан 104 может содействовать подаче топлива и поддерживать давление в топливной магистрали. В частности, запорный клапан 104 включает в себя шариковый и пружинный механизм, который садится и плотно закрывается при заданном перепаде давления, чтобы подавать топливо вниз по потоку по каналу 154 низкого давления в расположенные ниже по потоку компоненты. В некоторых вариантах осуществления, система 150 топлива может включать в себя последовательность запорных клапанов, соединенных по текучей среде с топливным насосом 130 низкого давления, чтобы дополнительно препятствовать утечке топлива обратно выше по потоку от клапанов.
Затем, топливо может подаваться из запорного клапана 104 в топливный насос 140 высокого давления (например, насос DI). Насос 140 DI может повышать давление топлива, подаваемого из запорного клапана 104 с первого уровня давления, формируемого топливным насосом 130 низкого давления до второго уровня, более высокого, чем первый уровень. Насос 140 DI может подавать топливо под высоким давлением в направляющую-распределитель 158 топлива через топливную магистраль 156 высокого давления. Работа насоса 140 DI может регулироваться на основании условий работы транспортного средства, для того чтобы давать более эффективную работу топливной системы и двигателя. Компоненты и работа насоса 140 DI высокого давления будут обсуждены подробнее ниже со ссылкой на фиг. 2-5.
Насос 140 DI может управляться контроллером 170, чтобы выдавать топливо в направляющую-распределитель 158 топлива через топливный канал 156 высокого давления. В качестве одного из неограничивающих примеров, насос 140 DI может использовать клапан-регулятор потока, «перепускной клапан» (SV) или регулятор объема топлива (FVR) с соленоидным приводом, чтобы давать системе управления возможность менять рабочую объемную производительность насоса у каждого хода насоса. Перепускной клапан, описанный подробнее на фиг. 2, может быть отдельным от или частью (то есть, сформированным как целая часть) насоса 140 DI. Насос 10 DI может быть с механическим приводом от двигателя 110 в противоположность топливному насосу низкого давления или подкачивающему топливному насосу 130 с приводом от электродвигателя Поршень насоса у насоса 140 DI может принимать механическую входную мощность с коленчатого вала или распределительного вала двигателя через кулачок 146. Таким образом, насос 140 DI может работать согласно принципу одноплунжерного насоса с кулачковым приводом. Более того, угловое положение кулачка 146 может оцениваться (то есть, определяться) датчиком, расположенным возле кулачка 146, поддерживающим связь с контроллером 170 через соединение 185. В частности, датчик может измерять угол кулачка 146 измеряемый в градусах, находящийся в диапазоне от 0 до 360 градусов, согласно круговому движению кулачка 146. Несмотря на то, что кулачок 146 показан вне насоса 140 DI на фиг. 1, понятно, что кулачок 146 может быть включен в систему насоса 140 DI.
Как изображено на фиг. 1, датчик 148 топлива расположен ниже по потоку от подкачивающего топливного насоса 130. Датчик 148 топлива может измерять состав топлива и может работать на основании емкости топлива или количества молей диэлектрической жидкости в пределах его объема считывания. Например, количество этилового спирта (например, жидкого этилового спирта) в топливе может определяться (например, когда используется смешанное спиртовое топливо) на основании емкости топлива. Датчик 148 топлива может быть соединен с контроллером 170 через соединения 149 и использоваться для определения уровня испарения топлива, так как пары топлива имеют меньшее количество молей в объеме считывания, чем жидкое топливо. По существу, испарение топлива может указываться, когда емкость топлива падает. В некоторых рабочих схемах, датчик 148 топлива может использоваться для определения уровня испарения топлива у топлива, из условия чтобы контроллер 170 мог регулировать давление подкачивающего насоса, для того чтобы уменьшать испарение топлива внутри подкачивающего топливного насоса 130. Хотя и не показано на фиг. 1, датчик давления топлива может быть расположен в канале 154 низкого давления между подкачивающим насосом 130 и насосом 140 DI. В таком местоположении, датчик может относиться к датчику давления, может относиться к датчику давления подкачивающего насоса или датчику низкого давления.
Кроме того, в некоторых примерах, насос 140 DI может работать в качестве датчика 148 топлива для определения уровня испарения топлива. Например, гидроцилиндр насоса 140 DI формирует заполненный топливом конденсатор. По существу, гидроцилиндр предоставляет насосу 140 DI возможность быть емкостным элементом в датчике состава топлива. В некоторых примерах, гидроцилиндр насоса 140 DI может быть самой горячей точкой в системе, так что пары топлива формируются там первыми. В таком примере, насос 140 DI может использоваться в качестве датчика для выявления испарения топлива, так как испарение топлива может происходить в гидроцилиндре до того, как оно происходит где-нибудь еще в системе. Другие конфигурации датчика топлива могут быть возможны, тем временем, относясь к объему настоящего раскрытия.
Как показано на фиг. 1, направляющая-распределитель 158 топлива включает в себя датчик 162 давления в направляющей-распределителе топлива для выдачи показания давления в направляющей-распределителе топлива в контроллер 170. Датчик 164 числа оборотов двигателя может использоваться для выдачи показания числа оборотов двигателя в контроллер 170. Показание числа оборотов двигателя может использоваться, чтобы идентифицировать скорость работы насоса 140 DI, поскольку насос 140 приводится в действие механически двигателем 110, например, через коленчатый вал или распределительный вал. Датчик 166 отработавших газов может использоваться для выдачи показания состава отработавших газов в контроллер 170. В качестве одного из примеров, датчик 166 газов может включать в себя универсальный датчик кислорода отработавших газов (UEGO). Датчик 166 отработавших газов может использоваться в качестве обратной связи контроллером 170 для регулирования количества топлива, которое подается в двигатель 110 через форсунки 120. Таким образом, контроллер 170 может регулировать топливо/воздушное соотношение, подаваемое в двигатель, предписанным заданным значением.
Более того, контроллер 170 может принимать иные сигналы параметров двигателя/отработавших газов с других датчиков двигателя, такие как температура охлаждающей жидкости двигателя, число оборотов двигателя, положение дросселя, абсолютное давление в коллекторе, температура устройства снижения токсичности выбросов, и т. д. Кроме того еще, контроллер 170 может обеспечивать управление с обратной связью на основании сигналов, принимаемых с датчика 148 топлива, датчика 162 давления и датчика 164 числа оборотов двигателя, в числе прочих. Например, контроллер 170 может отправлять сигналы для регулирования уровня тока, скорости линейного нарастания тока, длительности импульса соленоидного клапана (SV) насоса 140 DI, и тому подобного, через соединение 184, чтобы регулировать работу насоса 140 DI. К тому же, контроллер 170 может отправлять сигналы для регулирования заданного значения давления топлива регулятора давления топлива и/или величины и/или синхронизации впрыска топлива на основании сигналов с датчика 148 топлива, датчика 162 давления, датчика 164 числа оборотов двигателя, и тому подобного. Другие датчики, не показанные на фиг. 1, могут быть расположены повсюду на двигателе 110 и топливной системе 150.
Контроллер 170 может по отдельности приводить в действие каждую из форсунок 120 через формирователь 122 впрыска топлива. Контроллер 170, формирователь 122 и другие пригодные контроллеры системы двигателя могут составлять систему управления. Несмотря на то, что формирователь 122 показан внешним по отношению к контроллеру 170, в других примерах, контроллер 170 может включать в себя формирователь 122 или может быть выполнен с возможностью обеспечивать функциональные возможности формирователя 122. Контроллер 170, в этом конкретном примере, включает в себя электронный блок управления, содержащий одно или более из устройства 172 ввода/вывода, центральное процессорное устройство 174 (ЦПУ, CPU), постоянное запоминающее устройство 176 (ПЗУ, ROM), оперативное запоминающее устройство 177 (ОЗУ, RAM) 177 и дежурную память 178 (KAM). ПЗУ 176 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими некратковременные инструкции, исполняемые процессором 174 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Например, контроллер 170 может содержать в себе хранимые команды для приведения в исполнение различных схем управления насоса 140 DI и насоса 130 LP на основании некоторых измеренных условий работы с вышеупомянутых датчиков.
Как показано на фиг. 1, топливная система 150 непосредственного впрыска является безвозвратной топливной системой и может быть механической безвозвратной топливной системой (MRFS) или электронной безвозвратной топливной системой (ERFS). В случае MRFS, давление в направляющей-распределителе топлива может регулироваться с помощью регулятора давления (не показан), расположенного в топливном баке 152. В ERFS, датчик 162 давления может быть установлен на направляющей-распределителе 158 топлива, чтобы измерять давление в направляющей-распределителе топлива относительно давления в коллекторе. Сигнал с датчика 162 давления может подаваться обратно в контроллер 170, который управляет формирователем 122, формирователь 122 модулирует напряжение у насоса 140 DI для подачи правильных давления и интенсивности потока топлива на форсунки.
Хотя и не показано на фиг. 1, в других примерах, топливная система 150 непосредственного впрыска может включать в себя обратную магистраль, в силу чего, избыточное топливо из двигателя возвращается через регулятор давления топлива в топливный бак с помощью обратной магистрали. Регулятор давления топлива может быть присоединен расположенным в одну линию с обратной магистралью, чтобы регулировать топливо, подаваемое в направляющую-распределитель 158 топлива на давлении заданного значения. Для регулирования давления топлива на заданном значении, регулятор давления топлива может возвращать избыточное топливо в топливный бак 152 через обратную магистраль по достижению давлением в направляющей-распределителе топлива заданного значения. Будет принято во внимание, что работа регулятора давления топлива может регулироваться, чтобы изменять заданное значение давления топлива для приспосабливания к условиям работы.
Фиг. 2 показывает насос 140 DI по фиг. 1 подробнее. Насос 140 DI забирает топливо из канала 154 низкого давления во время хода впуска и подает топливо в двигатель через канал 156 высокого давления во время хода подачи. Насос 140 DI включает в себя вход 203 камеры сжатия в сообщении по текучей среде с камерой 208 сжатия, которая может питаться топливом через топливный насос 130 низкого давления, как показано на фиг. 1. Топливо может быть находящимся под давлением по его прохождению через топливный насос 140 непосредственного впрыска и подаваться в направляющую-распределитель 158 топлива (и форсунки 120 непосредственного впрыска) через выход 204 насоса. В изображенном примере, насос 140 непосредственного впрыска может быть поршневым насосом с механическим приводом, который включает в себя поршень 206 насоса и шток 220 поршня, камеру 208 сжатия насоса и ступенчатое пространство 218. Канал, который соединяет ступенчатое пространство 218 к входу 299 насоса, может включать в себя аккумулятор 209, при этом, канал предоставляет топливу из ступенчатого пространство 218 возможность повторно поступать в магистраль низкого давления, ближайшую к входу 299. Поршень 206 также включает в себя верхнюю часть 205 и нижнюю часть 207. Ступенчатое пространство 218 и камера 208 сжатия могут включать в себя полости, расположенные по противоположные стороны от поршня насоса. В одном из примеров, контроллер 170 двигателя может быть выполнен с возможностью приводить в движение поршень 206 в насосе 140 непосредственного впрыска посредством ведущего кулачка 146. В одном из примеров, кулачок 146 включает в себя четыре рабочих выступа и выполняет один оборот за каждые два оборота коленчатого вала двигателя.
Вход 299 насоса DI допускает топливо в перепускной клапан 212, расположенный вдоль канала 235. Перепускной клапан 212 находится в сообщении по текучей среде с топливным насосом 130 низкого давления и топливным насосом 140 высокого давления. Поршень 206 совершает возвратно-поступательное движение вверх и вниз в пределах камеры 208 сжатия согласно ходам впуска и подачи/сжатия. Топливный насос 140 DI находится в ходе подачи/сжатия, когда поршень 206 движется в направлении, которое уменьшает объем камеры 208 сжатия. В качестве альтернативы, топливный насос 140 DI находится в ходе впуска/всасывания, когда поршень 206 движется в направлении, которое увеличивает объем камеры 208 сжатия. Выходной запорный клапан 216 прямого потока может быть присоединен ниже по потоку от выхода 204 камеры 208 сжатия. Выходной запорный клапан 216 открывается, чтобы предоставлять топливу возможность течь из выхода 204 камеры сжатия в направляющую-распределитель 158 топлива, только когда давление на выходе топливного насоса 140 непосредственного впрыска (например, давление на выходе камеры сжатия) находится выше, чем давление в направляющей-распределителе топлива. Работа насоса 140 DI может повышать давление топлива в камере 208 сжатия и, по достижению заданного значения давления, топливо может течь через выходной клапан 216 в направляющую-распределитель 158 топлива. Клапан 214 сброса давления может быть размещен параллельно с запорным клапаном 216. Клапан 214 может быть несимметричным, чтобы препятствовать течению топлива вниз по потоку в направляющую-распределитель 158 топлива, но может предоставлять топливу возможность вытекать из направляющей-распределителя 158 топлива DI в направлении выхода 204 насоса, когда давление в направляющей-распределителе топлива является большим, чем предопределенное давление (то есть, регулировка давления клапана 214).
Соленоидный перепускной клапан 212 может быть присоединен к входу 203 камеры сжатия. Как представлено выше, топливные насосы непосредственного впрыска или высокого давления, такие как насос 140, могут быть поршневыми насосами, которые управляются, чтобы сжимать долю своего полного рабочего объема посредством изменения синхронизации закрывания соленоидного перепускного клапана. По существу, весь диапазон объемных долей прокачки может выдаваться в направляющую-распределитель 158 топлива непосредственного впрыска и форсунки 120 непосредственного впрыска в зависимости от того, когда перепускной клапан 212 запитывается током и обесточивается. В частности, контроллер 170 может отправлять сигнал насоса, который может модулироваться, чтобы регулировать рабочее состояние (например, открытый или закрытый запорный клапан) SV 212. Модуляция сигнала насоса может включать в себя регулировку уровня тока, скорость изменения тока, длительность импульса, относительную длительность включения или другой параметр модуляции. Выше упомянуто, что контроллер 170 может быть выполнен с возможностью регулировать поток топлива через перепускной клапан 212 посредством запитывания током или обесточенного соленоида (на основании конфигурации соленоидного клапана) синхронно с ведущим кулачком 146. Соответственно, соленоидный перепускной клапан 212 может работать в двух режимах. В первом режиме, соленоидный перепускной клапан 212 не запитан током (выведен из работы или деактивирован) около открытого положения, чтобы предоставлять топливу возможность перемещаться вверх и вниз по потоку от запорного клапана, содержащегося в соленоидном клапане 212. Во время этого режима, прокачивание топливо в канал 156 не может происходить, так как топливо прокачивается вверх по потоку через обесточенный открытый перепускной клапан 212 вместо из выхода запорного клапана 216.
В качестве альтернативы, во втором режиме, перепускной клапан 212 запитан током (включен) контроллером 170 у закрытого положения, из условия чтобы сообщение по текучей среде через клапан было разорвано, чтобы ограничивать (например, сдерживать) количество топлива, проходящего вверх по потоку через соленоидный перепускной клапан 212. Во втором режиме, перепускной клапан 212 может действовать в качестве запорного клапана, который предоставляет топливу возможность поступать в камеру 208 по достижению заданного перепада давления на клапане 212, но по существу предотвращает течение топлива обратно из камеры 208 в канал 235. В зависимости от синхронизации запитывания током и обесточивания перепускного клапана 212, заданная величина рабочего объема насоса используется для выталкивания заданного объема топлива в направляющую-распределитель 158 топлива, таким образом, предоставляя перепускному клапану 212 возможность функционировать в качестве регулятора объема тока. По существу, синхронизацией соленоидного клапана 212 можно управлять действительной объемной производительностью насоса. Контроллер 170 по фиг. 1 включен в фиг. 2 для осуществления работы соленоидного перепускного клапана 212 через соединение 184. Более того, соединение 185 для измерения углового положения кулачка 146 показано на фиг. 2. В некоторых схемах управления, угловое положение (то есть, синхронизация) кулачка 146 может использоваться для определения временных характеристик открывания и закрывания перепускного клапана 212.
По существу, перепускной клапан 212 с соленоидным приводом может быть выполнен с возможностью регулировать массу (или объем) топлива, сжимаемого в топливном насосе непосредственного впрыска. В одном из примеров, контроллер 170 может регулировать синхронизацию закрывания соленоидного перепускного клапана для регулирования массы сжимаемого топлива. Например, позднее закрывание перепускного клапана 212 может снижать величину массы топлива, засасываемого в камеру 208 сжатия. Синхронизации открывания и закрывания соленоидного перепускного клапана могут координироваться относительно синхронизации хода топливного насоса непосредственного впрыска.
Во время условий, когда работа топливного насоса непосредственного впрыска не запрошена, контроллер 170 может включать и отключать соленоидный перепускной клапан 212 для регулирования потока и давления топлива в камере 208 сжатия единым, по существу постоянным давлением во время большей части хода сжатия (подачи). Управление насосом 140 DI таким образом может быть включено в способы смазки при нулевом потоке (ZFL). Во время такой работы ZFL, в ходе впуска, давление в камере 208 сжатия падает до давления около давления подкачивающего насоса 130. Впоследствии, давление в насосе поднимается до давления около давления в направляющей-распределителе топлива в конце хода подачи (сжатия). Если давление в камере сжатия (насосе) остается ниже давления в направляющей-распределителе топлива, получается нулевой поток топлива. Когда давление в камере сжатия находится слегка ниже давления в направляющей-распределителе топлива, рабочая точка ZFL была достигнута. Другими словами, рабочая точка ZFL является наивысшим давлением в камере сжатия, которое дает в результате нулевую интенсивность потока (то есть, по существу отсутствие топлива, направляемого в направляющую-распределитель 158 топлива). Смазка насоса 140 DI может происходить, когда давление в камере 208 сжатия превышает давление в ступенчатом пространстве 218. Этот перепад давлений также может вносить вклад в смазку насоса, когда контроллер 170 выводит из работы соленоидный перепускной клапан 212. Вывод из работы перепускного клапана 212 также может понижать шум, вырабатываемый клапаном 212. Говоря иначе, даже если соленоидный клапан 212 обесточен, если выходной запорный клапан 216 не открыт, то насос 140 может вырабатывать меньший шум, чем во время других рабочих схем. Один из результатов этого способа регулирования состоит в том, что направляющая-распределитель топлива регулируется по давлению в зависимости от того, когда соленоидный перепускной клапан запитывается током во время хода подачи. Более точно, давление топлива в камере 208 сжатия регулируется во время хода сжатия (подачи) топливного насоса 140 непосредственного впрыска. Таким образом, во время по меньшей мере хода сжатия топливного насоса 140 непосредственного впрыска, смазка обеспечивается для насоса. Когда насос DI попадает в ход всасывания, давление топлива в камере сжатия может снижаться наряду с тем, что некоторый уровень смазки по-прежнему может обеспечиваться, пока остается перепад давления.
В качестве примера, стратегия смазки при нулевом потоке может указываться командой, когда непосредственный впрыск топлива не требуется (например, не запрошен контроллером 170). Когда непосредственный впрыск прекращается, давлению в направляющей-распределителе 158 топлива желательно оставаться на почти постоянном уровне. По существу, перепускной клапан 212 может выводиться из работы в открытое положение, чтобы предоставлять топливу возможность свободно входить и выходить из камеры 208 сжатия насоса, поэтому, топливо не прокачивается в направляющую-распределитель 158 топлива. Всегда выведенный из работы перепускной клапан соответствует 0% объема захвата, то есть, захватываемому объему 0 или рабочему объему 0. По существу, смазка и охлаждение насоса DI могут уменьшаться, в то время как топливо не сжимается, тем самым, приводя к ухудшению характеристик насоса. Поэтому, согласно способам ZFL, может быть полезно запитывать током перепускной клапан 212 для прокачки небольшого количества топлива, когда непосредственный впрыск топлива не запрошен. По существу, работа насоса 140 DI может регулироваться, чтобы поддерживать давление на выходе насоса DI на или ниже давления в направляющей-распределителе топлива у направляющей-распределителя 158 топлива непосредственного впрыска, тем самым, проталкивая топливо за контактную поверхность поршень-цилиндр насоса DI. Посредством поддержания выходного давления насоса DI чуть-чуть ниже давления в направляющей-распределителе топлива, и не предоставляя топливу возможность вытекать из выхода насоса DI в направляющую-распределитель топлива, насос DI может поддерживаться смазываемым, тем самым, уменьшая ухудшение характеристик насоса. Эта обычная работа может относиться к смазке при нулевом потоке (ZFL).
Здесь отмечено, что насос 140 DI по фиг. 2 представлен в качестве иллюстративного упрощенного примера одной из возможных конфигураций для насоса DI. Компоненты, показанные на фиг. 2, могут быть удалены и/или изменены наряду с тем, что дополнительные компоненты, не показанные на данный момент, могут быть добавлены в насос 140, тем временем, по-прежнему сохраняя способность подавать топливо высокого давления в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска. Более того, способы, представленные в дальнейшем, могут применяться к различным конфигурациям насоса 140 наряду с различными конфигурациями топливной системы 150 по фиг. 1. В частности, способы смазки при нулевом потоке, описанные выше, могут быть реализованы в различных конфигурациях насоса 140 DI, не оказывая неблагоприятное влияние на нормальную работу насоса 140.
Бензиновые насосы непосредственного впрыска, такие как насос 140, обычно являются поршневыми насосами прямого вытеснения с переменным рабочим объемом, так как управляются соленоидным клапаном, таким как SV 212. Основное назначение таких насосов состоит в том, чтобы выдавать переменное регулируемое давление топлива в направляющую-распределитель топлива. Для многих топливных систем и систем двигателя, может быть полезным прокачивать известное количество топлива в направляющую-распределитель топлива для высококачественного управления давления в направляющей-распределителе топлива. Когда топливо, прокачиваемое в направляющую-распределитель топлива, имеет точность, более высокую, чем у других систем, могут делаться возможными некоторые функции. Эти функции могут включать в себя предоставление пониженному току в соленоидный клапан возможность уменьшать тикающий шум, вырабатываемый насосом высокого давления. Еще одна функция может включать в себя более точное выявление паров топлива на входе насоса высокого давления, которое может быть полезным для своевременного выявления и ослабления проблем, ассоциативно связанных с формированием паров. В заключение, более точное управление насосом может предоставлять возможность выявляться (то есть, измеряться) модулю объемной упругости топлива, параметру, который полезен для контроля рабочих характеристик топливной системы и системы двигателя.
Изобретатели в материалах настоящей заявки осознали, что, для небольших командных объемов прокачки, то есть, запитывания током SV 212 около положения верхней мертвой точки поршня 206, чтобы сжимать небольшое количество топлива для направления в направляющую-распределитель 158 топлива, масса прокачиваемого топлива может быть относительно неточной. Другими словам, для единой небольшой команды насоса, такой как 9%, количество топлива, направляемого в направляющую-распределитель 158 топлива может значительно меняться между последующими насосными циклами насоса 140 DI. Эта неустойчивость между прокачиваемыми объемами для небольших команд понижает точность насоса DI, что может не позволять проявляться вышеупомянутым требуемым функциональным возможностям.
В качестве примера, для иллюстрации того, насколько нежелательны небольшие объемы прокачки, команда насоса выдается для прокачивания 2% полного объема прокачки. Таким образом, контроллер 170 дает команду количества ZFL (например, 8%) плюс команду 2% ради суммы в 10%. Однако, поскольку команды насоса DI могут иметь неустойчивость ±4% полного объема насоса, реальная величина объема прокачиваемого топлива может иметь значение 2% ±4% полного объема насоса. Количественно, неопределенность, в худшем случае, имеет значение ошибки 200 процентов от значения. В качестве альтернативы, если запрошено минимальное значение 40%, то реальный прокачиваемый объем имеет значение 40% ±4% полного объема. Количественно, неопределенность, в худшем случае, имеет значение ошибки 10 процентов от значения. Отмечено, что, для выполнения запроса объема 40%, выдаваемая команда имеет значение 40%+8% ZFL=48% действующей команды с учетом рабочей точки ZFL. Значение ZFL является смещением между требуемой долей в процентах полного объема и действующим командным объемом. Таким образом, может быть видно, что меньшие команды насоса могут быть нежелательны вследствие возможных более высоких неточностей по сравнению с более низкими неточностями больших команд насоса (относительно меньших команд насоса).
По мере того, как команда насоса возрастает, к примеру, выше 20%, подача массы топлива становится более точной и повторяемой относительно ожидаемой величины подачи топлива (в качестве процента от значения). В этом контексте, повторяемость насоса 140 DI может относиться к прокачиванию по существу идентичной массы топлива в последующих циклах насоса наряду с поддержанием по существу одинаковой команды насоса. Отмечено, что более высокая или более низкая точности имеют значение относительно друг друга. Изобретатели в материалах настоящей заявки осознали, что общая тенденция состоит в том, что точность возрастает по мере того, как возрастает команда насоса (от 0%-100%).
Фиг. 3 показывает график 300 работы насоса 140 DI по мере того, как меняется команда насоса. График 300 может быть моделью насоса 140 DI, при этом, одно или более уравнений и переменных могут использоваться для создания линий, показанных на графике 300. Горизонтальная ось является командой насоса DI, которая также может быть известна в качестве командной относительной длительности включения, командного относительного прокачиваемого объема жидкого топлива или командного объема захвата. Термин объем захвата относиться к количеству топлива, которое захватывается внутри камеры 208 сжатия, когда SV 212 закрывается (запитывается током), при этом, захваченный объем топлива сжимается поршнем 206 и направляется в направляющую-распределитель 158 топлива. Значения горизонтальной оси представлены в качестве процентов, но они, взамен, равным образом могут быть показаны в качестве долей, находящихся в диапазоне от 0 до 1. Вертикальная ось по графику 300 является реальным относительным объемом прокачиваемого топлива или измеренным относительным количеством топлива, сжатым насосом 140 DI и направленным в направляющую-распределитель 158 топлива. Значения вертикальной оси находятся в диапазоне от 0 до 1, поскольку относительный прокачиваемый объем показан на графике 300. В качестве альтернативы, реальный прокачиваемый объем (не относительный) может быть показан по вертикальной оси, при этом, единицами измерения могут быть кубические сантиметры (см3), а максимальное значение 1 заменено на 0,25 см3, полный рабочий объем типичного насоса DI. Как видно на фиг. 3, многочисленные линии присутствуют на графике 300, при этом, каждая линия соответствует давлению в направляющей-распределителе топлива. В идеале, линейная зависимость существовала бы между командным относительным прокачиваемым объемом и реальным относительным прокачиваемым объемом, представленная линией, проходящей через начало координат. Однако, вследствие различных факторов, прокачивается не столько топлива, сколько указывается командой. В представленном примере, линия 305 может соответствовать давлению в направляющей-распределителе топлива (FRP) в 2 МПа наряду с тем, что линия 315 может соответствовать FRP в 7 МПа, а линия 325 может соответствовать FRP в 12 МПа. Другие линии могут быть включены в график 300, но, ради простоты, показаны только три линии.
На основании испытания и измеренной неустойчивости между прокачиваемыми объемами следующих один за другим циклов насоса, несколько качественных зон могут быть установлены для проведения различия, где присутствует относительно наиболее и наименее точное управление насосом DI. Некоторые из этих зон представлены на графике 300, который соответствует линии 315, где FRP=7 МПа. Понятно, что зоны точности могут меняться в зависимости от различных факторов, таких как FRP и конкретные топливная система и система двигателя. Относительно наиболее точная работа насоса может происходить в области 354 высокой точности, где команды насоса находятся в диапазоне приблизительно от 40% до 100% для этого конкретного примера. Наивысшая точность может наблюдаться, когда команда насоса имеет значение 100%, которое иначе известно как полные ходы подачи. Область 353 низкой точности расположена слева от области 354 высокой точности, при этом, команды насоса области 353 низкой точности могут находиться в диапазоне приблизительно от 17% до 40%. В этой области, большая неустойчивость объема топлива может проявляться по сравнению с неустойчивостью области 354 высокой точности.
Самая левая зона, называемая областью 351 нулевого потока характеризуется выдачей команды насоса, но топливо не покачивается в направляющую-распределитель 158 топлива. В этом примере, область 351 нулевого поток может соответствовать командам насоса, находящимся в диапазоне от 0% до приблизительно 17%, при этом, линия 315 лежит вдоль горизонтальной оси. При выдаче команд насоса смазки при нулевом потоке, как упомянуто ранее, желательно поддерживать давление на выходе 204 насоса 140 DI на или ниже давления в направляющей-распределителе топлива у направляющей-распределителя 150 топлива DI, тем самым, проталкивая топливо за контактную поверхность поршень-цилиндр насоса 140 DI для смазки насоса. Команда насоса, которая может добиваться этого результата, может наблюдаться на команде, когда любое повышение команды вызывало бы увеличение прокачиваемого объема от 0 до измеримой величины. В данном примере линии 315, соответствующей FRP в 7 МПа, это событие может происходить в точке 352, или на команде 352 смазки при нулевом потоке. В этом примере, точка 352 соответствует команде насоса 17% (требуемому рабочему объему), при этом, происходит переход из области 351 нулевого потока и области 353 низкой точности. Физически, точка 352 находится там, где повышение команды насоса побуждает возникать ненулевой прокачиваемый объем топлива. По графику 300, может быть видно, что управление FRP и насосом DI является наиболее точным, когда большие, а не меньшие объемы прокачки указываются командой. Указание командой, в этом смысле, например, может относиться к синхронизации запитывания током SV 212, в качестве управляемого контроллером 170 через соединение 184.
Для управления топливным насосом 140 DI с помощью включения SV 212, контроллер 170 может содержать в себе модуль давления в направляющей-распределителе топлива. Модуль может определять требуемое FRP из расчета, основанного на параметрах, таких как требования топливных форсунок и потребление двигателя. По существу, входные сигналы в модуль FRP могут включать в себя требуемое FRP, действующее FRP и текущую скорость впрыска топлива. В некоторых примерах, требуемое FRP основано на потреблении двигателя и рабочих характеристиках топливных форсунок, как определено контроллером 170. Действующее FRP может быть измеренной величиной с датчика 162 FRP наряду с тем, что текущая скорость впрыска топлива может приниматься из формирователя 122 впрыска топлива. По этим входным сигналам, командный объем насоса DI может вычисляться и отправляться на SV 212. В примерной схеме работы насоса DI, на всем протяжении данного цикла насоса DI, на основании количества топлива, впрыснутого форсунками 120, контроллер 170 или другой пригодный контроллер дает команду определенного объема насоса. Затем, контроллер определяет, находится ли действующее FRP выше или ниже, чем требуемое FRP. На основании сравнения, объем топлива может прибавляться к или вычитаться из команды насоса DI. По существу, два объема топлива прибавляются или вычитаются, будучи объемом, необходимым для поддержки форсунок 120 питаемыми топливо, а FRP почти постоянным, и объемом, необходимым для повышения или понижения FRP.
Изобретатели в материалах настоящей заявки предложили способ управления насосом DI, который включает в себя ограничение (то есть, модифицирование) команд насоса DI, для того чтобы обеспечивать лучший контроль над неустойчивостью малых команд. Другими словами, по расчету нескольких переменных, как описано ниже, могут выдаваться команды насоса, которые осуществляют работу насоса 140 DI вне области 353 низкой точности и области 351 нулевого потока по фиг. 3. Более того, в зависимости от переменных, предложенный способ управления по-прежнему может предусматривать диапазон команд, которые соответствуют диапазону рабочих объемов насоса. По существу, зона неустойчивых или неточных импульсов или команд насоса может избегаться. Таким образом, различные способы диагностики и выявления контроллера 170 могут выполняться лучше посредством использования получающихся в результате повторяемых и точных объемов прокачки DI. Предложенный способ включает в себя ввод рассчитанных команд насоса DI и вывод модифицированных команд на основании ряда переменных, как подробнее пояснено ниже.
Фиг. 4 показывает примерный способ 400 управления для осуществления работы топливного насоса непосредственного впрыска, такого как насос 140 по фиг. 1. Способ 400 управления, как упомянутый выше, может быть заключен в контроллере 170 в качестве выполняемых последовательностей машинно-читаемых команд для ввода и вывода различных переменных и/или команд. В этом контексте, команды насоса DI реализуются в качестве угловой синхронизации электрического питания, подаваемого на соленоидный клапан 212 через соединение 184. Например, команда насоса DI 100% заставляет входной запорный клапан 212 активироваться к положению нижней мертвой точки поршня 206, наряду с тем, что команда 50% заставляет входной запорный клапан активироваться на полпути между положениями нижней мертвой точки и верхней мертвой точки поршня. На всем протяжении описания способа 400 управления, будет делаться ссылка на фиг. 3 и графическое представление команды насоса DI в зависимости от давления в направляющей-распределителе топлива.
Прежде всего, на 401, способ включает в себя определение некоторого количества условий работы двигателя. Эти условия могут меняться в зависимости от конфигураций двигателя и топливной системы, и, например, могут включать в себя число оборотов двигателя, требуемое FRP, действующее FRP, состав и температуру топлива, потребление топлива двигателем, требуемый водителем крутящий момент, пороговую команду насоса DI, команду ZFL и температуру двигателя. Команда ZFL, как пояснено со ссылкой на фиг. 3, может быть предопределенной на основании специфичных топливной системы и системы двигателя. Например, текущая команда ZFL могла бы иметь значение 17%. Пороговая команда может быть определена в качестве команды между зоной 353 низкой точности и зоной 354 высокой точности по фиг. 3. Например, как видно на фиг. 3, пороговая команда (требуемый рабочий объем) может иметь значение 40%. Затем, на 402, контроллер 170 принимает некоторое количество входных параметров. Как очерчено выше, входные параметры (то есть, переменные) могут включать в себя требуемое FRP, действующее FRP, текущая скорость впрыска и текущий прокачиваемый объем топлива. По этим параметрам и/или другим параметрам, на 403, способ включает в себя расчет команды насоса DI. Например, если текущий прокачиваемый объем топлива известен в данный момент времени в течение цикла насоса DI, то текущий прокачиваемый объем топлива устанавливается таким же, как первый рабочий объем насоса. Более того, если действующее FRP находится ниже, чем требуемое FRP, то второй рабочий объем прибавляется к первому рабочему объему насоса. Контроллер 170 может иметь последовательность калибровочных таблиц, которые соотносят реакции давления в направляющей-распределителе топлива с рядом рабочих объемом насоса. По существу, второй рабочий объем может выбираться на основании разности между действующим и требуемым давлениями в направляющей-распределителе топлива. С первым и вторым объемами, может определяться рассчитанный рабочий объем. В заключение, рассчитанный рабочий объем может преобразовываться в рассчитанную команду насоса DI. Поскольку команда насоса DI выражается в качестве процента или доли полного рабочего объема насоса DI, корреляция между рассчитанными объемом и командой может меняться в зависимости от размера насоса и рабочего объема. Рассчитанная команда насоса DI может меняться между 0% и 100%.
Затем, на 404, способ включает в себя определение, является ли рассчитанная команда насоса DI меньшей, чем команда ZFL. Этот этап включает в себя определение, лежит ли рассчитанная команда насоса DI в области нулевого потока, такой как область 351 нулевого потока по фиг. 3. Если рассчитанная команда насоса DI является меньшей, чем команда ZFL, то, на 405, способ включает в себя выдачу команды ZFL. По существу, любая рассчитанная команда насоса DI, которая находится ниже команды ZFL, ограничивается вплоть до команды ZFL, которая может иметь значение относительно меньшего рабочего объема, такого как 17%, как показано на фиг. 3. В качестве альтернативы, если рассчитанная команда насоса DI является большей, чем команда ZFL, то, на 406, способ включает в себя определение, находится ли рассчитанная команда насоса DI ниже пороговой команды. Поскольку пороговая команда является большей, чем команда ZFL, такая как 40% на фиг. 3, способ на 406 определяет, лежит ли рассчитанная команда насоса DI в области низкой точности, такой как область 353 низкой точности по фиг. 3. Если рассчитанная команда насоса DI является меньшей, чем пороговая команда, то, на 407, способ включает в себя выдачу пороговой команды. По существу, любая рассчитанная команда насоса DI, которая находится между командой ZFL и пороговой командой, ограничивается вплоть до пороговой команды. В качестве альтернативы, если рассчитанная команда насоса DI является большей, чем пороговая команда, то, на 408, способ включает в себя выдачу рассчитанной команды насоса DI, которая была рассчитана на этапе 403. По существу, любая рассчитанная команда насоса DI, которая лежит в области высокой точности, такой как область 354 высокой точности по фиг. 3, не ограничивается, и выдается рассчитанная команда насоса DI. В этом контексте, выдача команды насоса может относиться к отправке надлежащего электронного сигнала для запитывания током соленоидного клапана 212.
В качестве примера, с использованием областей и значений по фиг. 3, любая рассчитанная команда насоса, находящаяся в диапазоне от 0% до 17% (области 351 нулевого потока), повышается, чтобы равняться команде 352 ZFL, которая определена точкой, в которой любое дальнейшее повышение команды давало бы в результате реагирующий прокачиваемый объем топлива. Более того, любая рассчитанная команда насоса, находящаяся в диапазоне от 17% до пороговой команды 40% (области 353 низкой точности), повышается, чтобы равняться пороговой команде. Пороговая команда может быть определена в качестве качественной точки, в которой любая большая команда насоса, является точной и повторяемой. В заключение, любая рассчитанная команда насоса, находящаяся в диапазоне от 40% до 100% (области 354 высокой точности), остается неизменной, и рассчитанная команда насоса выдается на соленоидный клапан 212. Как видно, способ 400 повышает рассчитанную команду насоса DI до определенных значений (команды ZFL и пороговой команды), когда рассчитанные команды низки и находятся в области низкой точности, которая характеризуется неточными и крайне неустойчивыми командами насоса. В некоторых примерах, пороговая команда может устанавливаться в более высокие значения, такие как 100%.
В еще одном примере, способ 400 может выполняться, когда измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является меньшим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива: Во время такого состояния, может приводиться в исполнение способ 400, который включает в себя осуществление работы топливного насоса непосредственного впрыска по команде смазки при нулевом потоке, когда рассчитанная команда насоса у насоса DI находится между 0% и командой ZFL, большей, чем 0%. В качестве альтернативы, насос DI работает по пороговой команде, когда рассчитанная команда насоса находится между командой смазки при нулевом потоке и большей, пороговой командой. В качестве альтернативы, топливный насос насоса DI работает по рассчитанной команде насоса, когда рассчитанная команда насоса находится между пороговой командой и 100%. Когда измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является большим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива, то топливный насос DI может работать на команде ZFL, тем самым, используя только этап 405 способа 400.
Фиг. 5 показывает несколько графиков переменных насоса DI по мере того, как они изменяются на основании друг друга на всем протяжении периода времени. График 510 показывает давление в направляющей-распределителе топлива по вертикальной оси, и оно изменяется на всем протяжении времени, которое показано по горизонтальной оси. Как видно, давление в направляющей-распределителе топлива может флуктуировать в зависимости от различных факторов, таких как потребление двигателя и как часто работают форсунки 120 непосредственного впрыска. График 520 показывает рассчитанную команду насоса DI по вертикальной оси по мере того, как она изменяется на всем протяжении времени, также показанного вдоль горизонтальной оси. Наконец, график 530 показывает ограниченную команду насоса DI по вертикальной оси по мере того, как она изменяется на всем протяжении времени, также показанного вдоль горизонтальной оси. Рассчитанная и ограниченная команды насоса DI являются такими же, как те выражения, которые описаны со ссылкой на способ 400 по фиг. 4. Фиг. 5 - графическое представление способа 400, повторенного несколько раз во время работы насоса 140 DI. Отмечено, что формы графиков 510, 520 и 530 понимаются примерными по природе и могут быть разными в зависимости от конкретных топливной системы и системы двигателя.
Со ссылкой на фиг. 5, давление 505 в направляющей-распределителе топлива может быть требуемым давлением в направляющей-распределителе топлива во время периода времени между моментами t1 и t6 времени. Требуемое FRP может зависеть от различных условий работы и изменяться на всем протяжении работы двигателя, но, в представленном примере, требуемое FRP остается постоянным от момента t1 времени до момента t6 времени. Более того, пороговая команда 542 показана в качестве горизонтальной линии от края до края графиков 520 и 530. Команда 544 ZFL также показана в качестве второй горизонтальной линии от края до края графиков 520 и 530, где команда 544 ZFL является меньшей, чем пороговая команда 542. Например, пороговая команда 542 может иметь значение 40% наряду с те, что команда ZFL может иметь значение 17%. Отмечено, что, несмотря на то, что числовые значения приведены ниже для легкости понимания, понятно, что любые конкретные значения могут использоваться, тем временем, по-прежнему относясь к способу 400 и его графическому представлению, показанному на фиг. 5. Более того, несмотря на то, что команды 542 и 544, определяющие переходы между зонами низкой точности, ZFL и высокой точности для конкретного FRP, показаны в качестве горизонтальных линий, они могут флуктуировать при меняющемся FRP. Однако, ради простоты, предполагается, что диапазон флуктуации давлений в направляющей-распределителе топлива, показанных на графике 510, соответствует приблизительно тем же самым пороговой команде 542 и команде 544 ZFL. В реальности, команды слегка изменяются в зависимости от FRP, как показано на фиг. 3.
Графики по фиг. 5 показывают пример того, как FRP, рассчитанная и ограниченная команды насоса DI изменяются на всем протяжении периода времени. В начальной стадии, FRP 510 находится ниже требуемого FRP 505, как видно между моментами t0 и t1 времени. Датчики, расположенные в топливной системе и системе двигателя, такие как датчик 162, могут выявлять давление в направляющей-распределителе 158 топлива. По выявлению более низкого, чем требуемое, давления, контроллер 170 может выдавать повышенную рассчитанную команду насоса DI, которая соответствует запитыванию током соленоидного клапана 212 раньше в течение хода подачи, чем предыдущая команда насоса DI, присутствующая от момента t0 времени до t1. Поскольку повышенная команда насоса, показанная между моментами t1 и t2 времени, находится выше пороговой команды 542, ограниченная команда насоса DI идентична рассчитанной команде насоса DI. Отмечено, что рассчитанная команда насоса DI может определяться, затем ограничиваться, и ограниченная команда выдается на соленоидный клапан 212. От момента t1 до момента t2 времени, в ответ на повышенную команду насоса, FRP возрастает до тех пор, пока оно не достигает требуемого FRP 505 в момент t2 времени. Для поддержания требуемого FRP 505 наряду с тем, что объем топлива впрыскивается в цилиндры 112 из направляющей-распределителя 158 топлива, рассчитанная команда насоса снижается до значения, такого как 30%, ниже, чем пороговая команда 542 (40%). По существу, согласно способу 400, команда ограничивается, чтобы быть равной пороговой команде 40%, как видно на фиг. 5 между моментами t2 и t3 времени.
Затем, в момент t3 времени, давление в направляющей-распределителе топлива вновь может начинать возрастать сверх требуемого FRP 505. FRP может возрастать по ряду причин, в том числе, пониженного потребления двигателя, так что, запрашивается более низкая скорость впрыска, тем самым, предоставляя возможность нарастать большему давлению в направляющей-распределителе 158 топлива. По существу, между моментами t3 и t4 времени, давление в направляющей-распределителе топлива может возрастать. В течение этого времени, выдаваемая (ограниченная) команда насоса остается на одной и той же пороговой команде. В момент t4 времени, в ответ на давление в направляющей-распределителе топлива, превышающее верхнее пороговое значение или другое подобное управление безопасности, контроллер 170 может рассчитывать низкую команду насоса DI, такую как 5%. Как видно в области 353 низкой точности по фиг. 3, низкая команда насоса, такая как 5%, в реальности может приводить к отсутствию прокачиваемого объема. Отсутствие прокачиваемого объема требуется в этой ситуации, поскольку прокачивание дополнительного топлива в направляющую-распределитель 158 топлива может нежелательно повышать давление в направляющей-распределителе топлива. Согласно способу 400, рассчитанная команда 5% (или другого значения) ограничивается командой 544 ZFL (17%). Наряду с обеспечение смазки для контактной поверхности поршень-цилиндр насоса DI, команда ZFL, к тому же, не прокачивает топливо в направляющую-распределитель 158 топлива, тем самым, достигая цели рабочего объема 0. От момента t4 до момента t5 времени, в ответ на рабочий объем и по продолженному непосредственному впрыску, давление в направляющей-распределителе топлива может убывать ниже требуемого FRP 505. По выявлению падения давления в направляющей-распределителе топлива ниже нижнего порогового значения, контроллер 170 может рассчитывать повышенную команду насоса DI, такую как 75%. Поскольку 75% находится выше пороговой команды 542 (40%), то ограниченная команда также имеет значение 75%. От момента t5 до момента t6 времени, повышенная команда насоса удерживается на 75% до тех пор, пока давление в направляющей-распределителе топлива на достигает FRP 505. Впоследствии, для поддержания требуемого FRP, контроллер 170 может рассчитывать команду 15%, которая затем ограничивается командой 544 ZFL (17%). По существу, смазка при нулевом потоке может происходить наряду с отсутствием прокачивания топлива в направляющую-распределитель 158 топлива.
Подводя итог вышесказанному, способ 400 управления (графически показанный на фиг. 5) включает в себя работу насоса 140 DI за пределами меньших команд насоса, по-прежнему, наряду с предоставлением насосу возможности добиваться большого диапазона рабочих объемов от пороговой команды до 100%, который соответствует большому диапазону прокачиваемых объемов топлива в направляющую-распределитель 158 топлива. Таким образом, области неточных и неустойчивых объемов прокачки избегаются, тем самым, предоставляя контроллеру 170 возможность выполнять дополнительную диагностику и функции, которые зависят от точных объемов прокачки. Например, с точными объемами прокачки, выявление паров на входе 299 насоса 140 DI может делаться более эффективным. Способ выявления паров может включать в себя обращение внимания на количество топлива, которое указано командой для поступления в направляющую-распределитель топлива, и сравнение такого значения с реальным повышением FRP. Неточность прокачки может присутствовать, если небольшие количества топлива указываются командой, и также может быть неточность, когда измерены небольшие повышения давления. Поэтому, большие команды прокачки могут давать возможность надежного выявления паров топлива, так как, как реальное количество топлива, поступающего в направляющую-распределитель топлива измеряется с более высокой точностью, так и повышение давления топлива измеряется с большей точностью. В этом примере, точность может относиться скорее к проценту от значения, нежели к проценту от полной шкалы. В еще одном примере, точное выявление модуля объемной упругости топлива зависит от точных команд насоса. Наряду с созданием возможности этих функций, способ 400 управления также предоставляет возможность для эффективного управления давлением в направляющей-распределителе топлива, которое может иметь такое же качество, как другие способы управления насосом DI.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут храниться в качестве исполняемых команд в некратковременной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в некратковременную память машинно-читаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Будет принято во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут относиться к элементу в единственном числе, либо «первому» элементу или его эквиваленту. Должно быть понятно, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ДЛЯ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ И ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) | 2015 |
|
RU2681554C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2675421C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2675961C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2660738C2 |
| СПОСОБЫ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ИЗНОСА ЦИЛИНДРА НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ | 2015 |
|
RU2684047C2 |
| СПОСОБ РАБОТЫ ТОПЛИВНОГО НАСОСА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА, ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ТОПЛИВНОГО НАСОСА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА | 2015 |
|
RU2685435C2 |
| НАДЕЖНАЯ СИСТЕМА ТОПЛИВНОГО НАСОСА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА | 2015 |
|
RU2669427C2 |
| СПОСОБ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ | 2014 |
|
RU2656174C2 |
| СПОСОБЫ ДОЗАПРАВКИ ТОПЛИВОМ, СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА И ГАЗОВОГО ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ | 2015 |
|
RU2680449C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ (ВАРИАНТЫ) И ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА | 2015 |
|
RU2710450C2 |
Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Предусмотрены способы для управления топливным насосом непосредственного впрыска, в которых соленоидный перепускной клапан запитывается током и обесточивается согласно определенным условиям. Стратегия управления необходима для осуществления работы топливного насоса непосредственного впрыска вне областей, где работа насоса может быть неустойчивой и неточной, где области могут характеризоваться меньшими командами насоса, а также меньшими рабочими объемами. Для поддержания подходящего диапазона команд насоса и рабочих объемов наряду с работой вне областей низкой точности предложен способ, который включает в себя ограничение рассчитанных команд насоса, когда рассчитанные команды насоса лежат в пределах областей низкой точности. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Способ для топливного насоса непосредственного впрыска, содержащий этапы, на которых:
в ответ на определение, что рассчитанная команда насоса находится между 0% и командой смазки при нулевом потоке, осуществляют работу соленоидного перепускного клапана топливного насоса непосредственного впрыска по команде смазки при нулевом потоке;
в ответ на определение, что рассчитанная команда насоса находится между командой смазки при нулевом потоке и пороговой командой, осуществляют работу соленоидного перепускного клапана по пороговой команде; и
в ответ на определение, что рассчитанная команда насоса является большей, чем пороговая команда, осуществляют работу соленоидного перепускного клапана по рассчитанной команде насоса,
при этом способ включает в себя:
осуществление работы по рассчитанной команде насоса между 0% и командой смазки при нулевом потоке, осуществление работы по рассчитанной команде насоса между командой смазки при нулевом потоке и пороговой командой и осуществление работы по рассчитанной команде насоса большей, чем пороговая команда.
2. Способ по п. 1, в котором пороговая команда и команда смазки при нулевом потоке соответствуют рабочим объемам топлива, прокачиваемого в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска топливным насосом непосредственного впрыска во время хода подачи, и при этом способ дополнительно содержит расчет рассчитываемой команды насоса на основе требуемого давления в направляющей-распределителе топлива и измеренного давления в направляющей-распределителе топлива.
3. Способ по п. 2, в котором рабочими объемами управляют синхронизацией включения соленоидного перепускного клапана, гидравлически подсоединенного выше по потоку от входа камеры сжатия топливного насоса непосредственного впрыска, и при этом требуемое давление в направляющей-распределителе топлива основано на потребности двигателя и рабочих характеристиках топливных форсунок.
4. Способ по п. 1, в котором осуществление работы соленоидного перепускного клапана по команде смазки при нулевом потоке включает в себя этап, на котором поддерживают повышенное давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска без повышения давления в направляющей-распределителе топлива, и при этом при осуществлении работы соленоидного перепускного клапана по пороговой команде топливо подают топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска, соединенную с выходом топливного насоса непосредственного впрыска.
5. Способ по п. 4, в котором повышенное давление проталкивает топливо мимо поверхности контакта поршень-цилиндр топливного насоса непосредственного впрыска, чтобы смазывать и охлаждать топливный насос непосредственного впрыска, и при этом пороговая команда основана на границе между командами насоса более низкой точности и командами насоса более высокой точности.
6. Способ по п. 4, в котором во время работы соленоидного перепускного клапана по команде смазки при нулевом потоке топливо не прокачивается топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска.
7. Способ по п. 2, в котором осуществление работы соленоидного перепускного клапана по рассчитанной команде насоса включает в себя этап, на котором указывают командой рабочие объемы топливного насоса непосредственного впрыска на основании требуемого давления в направляющей-распределителе топлива, измеренного давления в направляющей-распределителе топлива и объемного расхода впрыска топлива, при этом рабочий объем, соответствующий команде смазки при нулевом потоке, меньше, чем рабочий объем, соответствующий пороговой команде, и при этом рабочий объем, соответствующий пороговой команде, меньше, чем рабочий объем, соответствующий рассчитанной команде насоса.
8. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором осуществляют работу соленоидного перепускного клапана по команде смазки при нулевом потоке, когда измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является большим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива, требуемое давление в направляющей-распределителе топлива основано на расчетах из контроллера, который выдает команды на соленоидный перепускной клапан, и при этом осуществление работы соленоидного перепускного клапана включает в себя отправку электрического сигнала, соответствующего команде смазки при нулевом потоке, пороговой команде или рассчитанной команде насоса, на соленоидный перепускной клапан, электрический сигнал запитывает соленоидный перепускной клапан при объемной производительности насоса, соответствующей команде, при этом запитывание закрывает соленоидный перепускной клапан.
9. Способ для топливного насоса непосредственного впрыска, содержащий этапы, на которых:
когда измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является меньшим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива:
рассчитывают команду топливного насоса непосредственного впрыска на основе измеренного давления в направляющей-распределителе топлива и требуемого давления в направляющей-распределителе,
в ответ на то, что рассчитанная команда насоса находится между 0% и командой смазки при нулевом потоке, большей чем 0%, осуществляют работу топливного насоса непосредственного впрыска по команде смазки при нулевом потоке;
в ответ на то, что рассчитанная команда насоса находится между командой смазки при нулевом потоке и большей пороговой командой, осуществляют работу топливного насоса непосредственного впрыска по пороговой команде; и
в ответ на то, что рассчитанная команда насоса находится между пороговой командой и 100%, осуществляют работу топливного насоса непосредственного впрыска по рассчитанной команде насоса; и
когда измеренное давление в направляющей-распределителе топлива является большим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива, осуществляют работу топливного насоса непосредственного впрыска по команде смазки при нулевом потоке,
при этом способ включает в себя:
осуществление работы с измеренным давлением в направляющей-распределителе топлива меньшим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива, и по рассчитанной команде насоса между 0% и командой смазки при нулевом потоке большим, чем 0%, по рассчитанной команде насоса между командой смазки при нулевом потоке и большей пороговой командой, и по рассчитанной команде насоса между пороговой командой и 100%, и осуществление работы с измеренным давлением в направляющей-распределителе топлива большим, чем требуемое давление в направляющей-распределителе топлива.
10. Способ по п. 9, в котором требуемое давление в направляющей-распределителе топлива основано на потребности двигателя и рабочих характеристиках топливной форсунки как определено контроллером, и при этом осуществление работы топливного насоса непосредственного впрыска включает в себя закрытие соленоидного перепускного клапана запитыванием соленоидного перепускного клапана посредством электрического сигнала.
11. Способ по п. 9, в котором измеренное давление в направляющей-распределителе топлива измеряют датчиком давления, расположенным в направляющей-распределителе топлива непосредственного впрыска, которая гидравлически соединена с выходом топливного насоса непосредственного впрыска, и при этом пороговая команда основана на границе между командами насоса более низкой точности и командами насоса более высокой точности.
12. Способ по п. 9, в котором работа по команде смазки при нулевом потоке включает в себя этап, на котором поддерживают повышенное давление в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска по существу без оказания влияния на давление в направляющей-распределителе топлива, при этом команда смазки при нулевом потоке соответствует первому рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска, а пороговая команда соответствует второму рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска.
13. Способ по п. 12, в котором повышенное давление проталкивает топливо мимо поверхности контакта поршень-цилиндр топливного насоса непосредственного впрыска, чтобы смазывать и охлаждать топливный насос непосредственного впрыска, и при этом первый рабочий объем меньше, чем второй рабочий объем.
14. Способ по п. 13, в котором во время работы по команде смазки при нулевом потоке топливо по существу не прокачивается топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска, подсоединенную к выходу топливного насоса непосредственного впрыска, при этом рассчитанная команда насоса соответствует третьему рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска, при этом второй рабочий объем меньше, чем третий рабочий объем, и при этом во время работы соленоидного перепускного клапана по пороговой команде топливо подают топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска.
15. Топливная система, содержащая:
топливный насос непосредственного впрыска, расположенный выше по потоку от направляющей-распределителя топлива непосредственного впрыска и гидравлически соединенный с направляющей-распределителем топлива непосредственного впрыска, которая соединена с множеством форсунок, причем топливный насос непосредственного впрыска включает в себя соленоидный перепускной клапан, расположенный на входе топливного насоса непосредственного впрыска, при этом соленоидный перепускной клапан включается и отключается между закрытым и открытым положениями соответственно;
подкачивающий насос, гидравлически подсоединенный выше по потоку от топливного насоса непосредственного впрыска, причем подкачивающий насос выдает топливо на вход топливного насоса непосредственного впрыска; и
контроллер с машинно-читаемыми командами, хранимыми в некратковременной памяти, для:
ограничения рассчитанной команды насоса до первой пороговой команды, когда рассчитанная команда насоса находится в пределах первой области, и ограничения рассчитанной команды насоса до второй пороговой команды, когда рассчитанная команда насоса находится в пределах второй области,
при этом первая пороговая команда соответствует первому рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска, при этом вторая пороговая команда соответствует второму рабочему объему топливного насоса непосредственного впрыска, и при этом первый рабочий объем меньше, чем второй рабочий объем.
16. Система по п. 15, в которой первая область находится в диапазоне от 0% до первой пороговой команды, а вторая область находится в диапазоне от первой пороговой команды до второй пороговой команды, и при этом контроллер дополнительно содержит инструкции для: выдачи ограниченной рассчитанной команды насоса в топливный насос непосредственного впрыска, когда рассчитанная команда насоса находится в пределах первой или второй области, и выдачи рассчитанной команды насоса в топливный насос непосредственного впрыска, когда рассчитанная команда насоса не находится в пределах первой или второй области.
17. Система по п. 16, в которой первая пороговая команда является командой смазки при нулевом потоке, а вторая пороговая команда основана на границе между командами насоса более низкой точности и командами насоса более высокой точности, и при этом контроллер дополнительно содержит инструкции для расчета рассчитанной команды насоса на основе требуемого давления в направляющей-распределителе топлива и измеренного давления в направляющей-распределителе топлива.
18. Система по п. 16, в которой ограничение рассчитанной команды насоса, когда рассчитанная команда насоса находится в первой или второй областях, управляет рабочими объемами топливного насоса непосредственного впрыска вне первой и второй областей, при этом выдача ограниченной рассчитанной команды насоса включает в себя запитывание соленоидного перепускного клапана для закрытия соленоидного перепускного клапана при угловой синхронизации, соответствующей ограниченной рассчитанной команде насоса, и при этом во время выдачи второй пороговой команды на соленоидный перепускной клапан топливо подается топливным насосом непосредственного впрыска в направляющую-распределитель топлива непосредственного впрыска.
19. Система по п. 15, в которой закрытое положение соленоидного перепускного клапана включает в себя по существу препятствование течению топлива вверх по потоку от камеры сжатия топливного насоса непосредственного впрыска в направлении подкачивающего насоса.
20. Система по п. 15, в которой открытое положение соленоидного перепускного клапана включает в себя предоставление топливу возможности течь вверх по потоку и вниз по потоку через соленоидный перепускной клапан, и при этом сжатое топливо в камере сжатия топливного насоса непосредственного впрыска течет вверх по потоку через соленоидный перепускной клапан.
| US 20120167859 A1, 05.07.2012 | |||
| US 20120328452 A1, 27.12.2012 | |||
| Искробезопасный, высокочастотный датчик для дистанционного контроля | 1961 |
|
SU141839A1 |
