Область техники, к которой относится изобретение
Область изобретения относится к работе топливного насоса.
Уровень техники
Системы управления топливоподкачивающим насосом могут использоваться в разных целях, в том числе для управления парами, управления давлением впрыска, управления температурой и смазки. В одном примере топливоподкачивающий насос подает топливо в топливный насос высокого давления, обеспечивающий высокое давление впрыска для инжекторов непосредственного впрыска в двигателе внутреннего сгорания. Топливный насос повышенного давления может обеспечивать высокое давление впрыска путем подачи топлива под высоким давлением в топливную рампу, с которой соединены инжекторы непосредственного впрыска. В топливной рампе может быть установлен датчик давления топлива для измерения давления в топливной рампе, на чем могут базироваться различные аспекты работы двигателя, такие как впрыск топлива.
В патенте США №7,640,916 раскрываются системы и способы для работы топливной системы, в которой топливоподкачивающий насос задействуется периодически, а не постоянно. Периодическое приведение в действие топливоподкачивающего насоса позволяет уменьшить энергию, расходуемую на работу топливоподкачивающего насоса, при этом сохраняя достаточное давление топлива, подаваемого на насос повышенного давления ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса. В некоторых примерах приведение в действие топливоподкачивающего насоса может инициироваться для поддержания давления на впуске топливного насоса повышенного давления на уровне выше давления паров топлива, тем самым поддерживая производительность топливного насоса повышенного давления на требуемом уровне. Наоборот, работа топливоподкачивающего насоса может прекращаться, как только давление на впуске топливоподкачивающего насоса превышает заранее заданное пороговое значение.
Авторы настоящего изобретения выявили недостаток, связанный с вышеуказанным подходом. В связи с тем, что время начала и прекращения работы топливоподкачивающего насоса может основываться на требуемом давлении на впуске топливоподкачивающего насоса, продолжительность работы топливоподкачивающего насоса может оказаться чрезмерной и приводящей к ненужному расходу энергии. Например, объем топлива, перекачиваемого в результате работы топливоподкачивающего насоса в течение периода времени, заранее заданного таким способом, может превышать объем топлива, требуемый для работы двигателя.
Сущность изобретения
К одному подходу, по меньшей мере, частично устраняющему вышеуказанные недостатки, относится способ приведения в действие топливного насоса, предусматривающий во время периодической работы топливного насоса, включающей в себя подачу множества импульсов напряжения на топливный насос, причем так, что частота вращения топливного насоса падает до нуля между импульсами напряжения; итерационное уменьшение продолжительности включения каждого импульса напряжения до тех пор, пока пиковое давление на выпуске топливного насоса не уменьшится с пикового давления на выпуске, соответствующего предыдущему импульсу напряжения, для определения минимальной продолжительности импульса; подачи импульса напряжения с минимальной продолжительностью импульса на топливный насос; во время непрерывной работы топливного насоса, включающей в себя подачу множества импульсов напряжения на топливный насос, причем так, что топливный насос вращается непрерывно без остановки между импульсами напряжения; и подачу переменного коэффициента заполнения на топливный насос.
В более конкретном примере подача импульса напряжения с минимальной продолжительностью на топливный насос приводит к тому, что топливный насос перекачивает требуемый объем топлива, при этом топливный насос подает топливо в накопитель, расположенный ниже по потоку от топливного насоса.
В другом примере продолжительность включения каждого импульса напряжения итерационно уменьшают до тех пор, пока продолжительность времени, при котором топливный насос выдает пиковое давление на выпуске, не снизится ниже порогового значения.
В другом примере подача импульса напряжения с минимальной продолжительностью импульса на топливный насос включает в себя подачу импульса напряжения с минимальной продолжительностью импульса на топливный насос, пока значение одного или обоих из таких параметров, как нагрузка двигателя или частота вращения двигателя, ниже соответствующих пороговых значений, причем периодическая работа топливного насоса включает в себя чередующиеся периоды включенного состояния насоса и периоды выключенного состояния насоса, при этом продолжительность включения представляет собой продолжительность периодов включенного состояния насоса.
В другом примере непрерывная работа топливного насоса происходит, пока значение одного или обоих из таких параметров, как нагрузка двигателя и частота вращения двигателя, равно или превышает соответствующие пороговые значения, причем частота вращения топливного насоса падает до нуля во время периодов выключенного состояния насоса.
В другом примере импульс напряжения с минимальной продолжительностью импульса подают на топливный насос в ответ на падение давления на выпуске топливного насоса до нижнего порогового давления, причем коэффициент заполнения зависит от частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя, при этом частота вращения топливного насоса падает до нуля во время периодов выключенного состояния насоса.
В другом примере импульс напряжения с минимальной продолжительностью импульса подают на топливоподкачивающий насос в ответ на объем топлива, перекачиваемый топливным насосом высокого давления, расположенным ниже по потоку от топливного насоса.
В другом примере топливный насос представляет собой топливоподкачивающий насос, при этом объем топлива меньше требуемого объема топлива, который при перекачивании с помощью топливоподкачивающего насоса приводит к тому, что давление на впуске топливного насоса высокого давления падает практически до давления паров топлива.
В другом примере способ дополнительно содержит следующие этапы: привязку минимальной продолжительности импульса к температуре топлива; и сохранение минимальной продолжительности импульса, связанной с температурой топлива, в структуре данных, содержащей множество значений минимальной продолжительности импульса, каждое из которых связано с соответствующим значением температуры топлива.
В другом примере продолжительность включения итерационно уменьшают в ответ на пороговое изменение температуры топлива.
Другой подход заключается в способе функционирования топливного насоса, содержащем, при первом наборе условий, периодическое приведение в действие топливного насоса с помощью подачи импульса напряжения два или более раз; и итерационное уменьшение продолжительности каждого импульса напряжения до тех пор, пока объем топлива, перекачиваемого в результате подачи уменьшенного импульса напряжения, не уменьшится для определения минимальной продолжительности; а при втором наборе условий, периодическое приведение топливного насоса в действие с помощью импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени, причем периодическое приведение топливного насоса в действие включает в себя повторяемую подачу импульса напряжения на топливный насос, причем каждый импульс напряжения отделен от соседнего импульса напряжения межимпульсной продолжительностью времени, в которой топливный насос выключен, а частота вращения насоса подает до нуля.
В более конкретном примере указанный способ дополнительно содержит, при первом наборе условий, приведение топливного насоса в действие с помощью импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени, два или более раз; привязку объема топлива, перекачиваемого с каждой подачей импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени; и определение межимпульсного объема топлива менее требуемого объема топлива; а, при втором наборе условий, приведение в действие топливного насоса с помощью импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени, непосредственно после перекачивания межимпульсного объема топлива.
В другом примере приведение топливного насоса в действие с помощью импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени, непосредственно после перекачивания межимпульсного объема топлива поддерживает давление на выпуске топливного насоса выше давления паров топлива.
В другом примере перед уменьшением объема топлива, объем топлива, перекачанного в результате подачи указанного импульса напряжения, представляет собой требуемый объем топлива на каждой уменьшенной итерации.
В другом примере первый набор условий включает в себя возникновение порогового изменения температуры топлива, при этом способ дополнительно содержит, когда частота вращения двигателя или нагрузка двигателя превышает соответствующее пороговое значение, непрерывное функционирование топливного насоса с помощью подачи коэффициента заполнения на топливный насос, причем указанный коэффициент заполнения зависит от частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя, при этом непрерывное функционирование топливного насоса включает в себя подачу множества импульсов напряжения на топливный насос, причем так, что топливный насос вращается непрерывно без остановки между импульсами напряжения.
В другом примере второй набор условий включает в себя нахождение одного или обоих из таких параметров, как частота вращения двигателя и нагрузка двигателя, ниже соответствующих пороговых значений, причем топливный насос представляет собой топливоподкачивающий насос, подающий топливо в накопитель, расположенный между топливоподкачивающим насосом и расположенным ниже по потоку топливным насосом высокого давления.
Другой подход заключается в способе функционирования топливного насоса, содержащем, во время первого условия, итерационное уменьшение продолжительности импульса включения топливного насоса до тех пор, пока давление на выпуске топливного насоса остается на уровне пикового давления на выпуске в течение продолжительности времени меньше пороговой продолжительности времени, чтобы определить требуемую продолжительность импульса, причем топливный насос перекачивает топливо во время указанного импульса; повторяемую подачу импульса в течение требуемой продолжительности импульса на топливный насос в ответ на условия подачи топлива, причем каждый импульс отделен от последующих импульсов межимпульсной продолжительностью времени; и регулирование межимпульсной продолжительности времени между последовательными импульсами в зависимости от минимального значения перекачиваемого топлива для повторяемой подачи импульсов в течение требуемой продолжительности импульса, причем частота вращения топливного насоса падает до нуля во время межимпульсной продолжительности времени; а, во время второго условия, непрерывную подачу коэффициента заполнения на топливный насос, причем коэффициент заполнения зависит от частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя.
В более конкретном примере указанного способа подача импульса в течение требуемой продолжительности импульса приводит к перекачиванию требуемого количества топлива, причем указанное минимальное количество перекачиваемого топлива меньше требуемого количества перекачиваемого топлива, причем первое условие включает в себя частоту вращения двигателя или нагрузку двигателя ниже соответствующих пороговых значений, при этом второе условие включает в себя частоту вращения двигателя или нагрузку двигателя выше соответствующих пороговых значений.
В другом примере способ дополнительно содержит сохранение требуемой продолжительности импульса и требуемого количества перекачиваемого топлива в виде функции от температуры топлива, при этом топливный насос представляет собой топливоподкачивающий насос, расположенный выше по потоку от топливного насоса высокого давления.
В другом примере условия подачи топлива включают в себя перекачивание требуемого количества перекачиваемого топлива, причем топливный насос подает топливо в накопитель, расположенный ниже по потоку от топливного насоса.
Таким образом, возможна минимизация расхода энергии топливным насосом, при этом позволяя топливному насосу обеспечивать подачу достаточного объема топлива для двигателя. Следовательно, эти действия обеспечивают достижение технического результата.
Преимущества, изложенные выше, а также другие преимущества настоящего изобретения станут очевидны из последующего подробного описания, взятого отдельно или в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что вышеуказанное краткое описание приведено лишь для упрощенного представления концепций, которые далее раскрываются более подробно. Оно не предназначено для определения ключевых или основных отличительных признаков предмета настоящего изобретения, объем которого определяется только пунктами формулы изобретения, приведенными после подробного описания.
Более того, заявленный предмет изобретения не ограничивается вариантами осуществления, устраняющими какие-либо недостатки, отмеченные выше или в какой-либо части настоящего описания изобретения. Наконец, в вышеуказанном разъяснении не рассматривается какая-либо хорошо известная информация или недостатки.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее пример двигателя.
На ФИГ. 2 проиллюстрирована система двигателя с непосредственным впрыском.
На ФИГ. 3 проиллюстрирована схема процесса со способом работы топливоподкачивающего насоса,
На ФИГ. 4А и 4В проиллюстрирована схема процесса со способом выполнения импульсной калибровки.
На ФИГ. 5 проиллюстрирован график с импульсной калибровкой для топливоподкачивающего насоса.
Раскрытие изобретения
Предлагаются различные способы работы топливного насоса. К одному из примеров относится способ приведения в действие топливного насоса, предусматривающий итерационное уменьшение продолжительности импульса включения топливного насоса низкого давления, до тех пор, пока пиковое давление на выпуске топливного насоса не уменьшится с пикового давления на выпуске, соответствующего предыдущему импульсу, для определения минимальной продолжительности импульса, и подача импульса с минимальной продолжительностью на топливный насос. На ФИГ. 1 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее пример двигателя, на ФИГ. 2 проиллюстрирована система двигателя с непосредственным впрыском, на ФИГ. 3 проиллюстрирована схема процесса со способом работы топливоподкачивающего насоса, на ФИГ. 4А и 4В проиллюстрирована схема процесса со способом выполнения импульсной калибровки, и на ФИГ. 5 проиллюстрирован график с импульсной калибровкой для топливоподкачивающего насоса. Двигатели, представленные на ФИГ. 1 и 2, содержат контроллер, выполненный с возможностью осуществления способов, проиллюстрированных на ФИГ. 3-4В.
На ФИГ. 1 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее пример двигателя 10, который может быть использован как часть двигательной установки автомобиля. Двигатель 10 показан с четырьмя цилиндрами 30. Тем не менее, в соответствии с данным раскрытием может быть использовано другое количество цилиндров. Двигателем 10 можно управлять, по меньшей мере частично, системой управления, содержащей контроллер 12, и с помощью входных данных от водителя 132 автомобиля через устройство ввода 130. В этом примере устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для создания пропорционального сигнала положения педали (ПП). Каждая камера сгорания (например, цилиндр) 30 двигателя 10 может включать в себя стенки камеры сгорания с расположенным внутри нее поршнем (не показан). Поршни могут быть соединены с коленчатым валом 40 с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен по меньшей мере с одним приводным колесом автомобиля через промежуточную трансмиссионную систему (не показана). Дополнительно, мотор стартера может быть соединен с коленчатым валом 40 через маховик для возможности пуска двигателя 10.
В камеры 30 сгорания может поступать приточный воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42, а отработавшие газы, выделяющиеся при горении, могут выходить через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 46 могут селективно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускные клапаны и выпускные клапаны (не показаны). В соответствии с некоторыми вариантами осуществления камера 30 сгорания может предусматривать два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.
Топливные форсунки 50 показаны в прямом соединении с камерой 30 сгорания для непосредственного впрыска в нее топлива пропорционально ширине импульса сигнала импульса впрыска топлива (ИВТ), полученного от контроллера 12.
Таким образом, топливные форсунки 50 обеспечивают так называемый непосредственный впрыск топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка может быть установлена, например, в боковой стороне камеры сгорания или в верхней стороне камеры сгорания.
Топливо могут подавать в топливную форсунку 50 с помощью топливной системы (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и топливную рампу. Пример топливной системы, которую можно вместе с двигателем 10 описан ниже со ссылкой на ФИГ. 2В соответствии с некоторыми вариантами осуществления камеры 30 сгорания могут, альтернативно или дополнительно, включать в себя топливную форсунку во впускном коллекторе 44 в конфигурации, обеспечивающей то, что известно как впрыск топлива во впускные каналы выше по потоку от каждой камеры 30 сгорания.
Впускной канал 42 может содержать дроссели 21 и 23, имеющие дроссельные заслонки 22 и 24 соответственно. В этом конкретном примере положение дроссельных заслонок 22 и 24 можно изменять с помощью контроллера 12 посредством сигналов, подаваемых на исполнительный орган, относящийся к дросселям 21 и 23. В одном примере приводы могут представлять собой электрические приводы (например, электродвигатели) в конфигурации, обычно называемой электронным управлением дросселем (ЭУД). Таким образом, дроссели 21 и 23 могут быть приведены в действие для изменения подачи приточного воздуха в камеру 30 сгорания между другими цилиндрами двигателя. Данные о положении дроссельных заслонок 22 и 24 могут быть переданы в контроллер 12 посредством сигнала положения дросселя (ПД). Впускной канал 42 может дополнительно содержать датчик 120 массового расхода воздуха, датчик 122 давления воздуха в коллекторе и датчик 123 давления на впуске дросселя для подачи соответствующих сигналов МРВ (массовый расход воздуха), ДВК (давление воздуха в коллекторе) контроллеру 12.
В выпускной канал 48 из цилиндров 30 могут поступать отработавшие газы. Датчик 128 отработавших газов показан в соединении с выпускным каналом 48 выше по потоку от турбины 62 и устройства 78 контроля выбросов. Датчик 128 может быть выбран из различных подходящих датчиков для обеспечения показания воздушно-топливного отношения в отработавших газах, таких как, например, линейный датчик кислорода или УДКОГ (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик кислорода или ДКОГ (датчик кислорода в отработавших газах), датчики оксидов азота (NOx), углеводородов (НС) или монооксида углерода (СО). Устройство 78 контроля выбросов может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор (ТКН), уловитель оксидов азота (NOx), различные прочие устройства контроля выбросов или их сочетания.
Температуру отработавших газов можно измерять с помощью одного или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 48. Альтернативно, температуру отработавших газов можно определять на основе рабочих параметров двигателя, таких как частота вращения, нагрузка, воздушно-топливное отношение (ВТО), запаздывание зажигания и т.д.
Контроллер 12 показан на ФИГ. 1 в виде микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорное устройство 102, порты 104 ввода-вывода, электронный носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в данном конкретном примере в виде чипа 106 постоянного запоминающего устройства, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110 и шину данных. Контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к описанным выше сигналам, в том числе показания массового расхода забранного воздуха (МРВ) от датчика 120 массового расхода воздуха; показания температуры хладагента двигателя (ТХД) от датчика 112 температуры, показанного схематически в одном месте внутри двигателя 10; сигнал профиля зажигания (ПЗ) от датчика 118 Холла (или другого типа), соединенного с коленчатым валом 40; данные о положении дросселя (ПД) от датчика положения дросселя, как указано выше; и сигнал абсолютного давления воздуха в коллекторе (ДВК) от датчика 122, как указано выше. На основе сигнала ПЗ контроллер 12 может генерировать сигнал частоты вращения двигателя (ЧВД). Сигнал давления в коллекторе ДВК от датчика давления в коллекторе может использоваться для индикации разряжения или повышенного давления во впускном коллекторе 44. Следует обратить внимание на возможность использования указанных выше датчиков в различных сочетаниях, таких как датчик МРВ без датчика ДВК или наоборот. Во время работы на стехиометрической смеси датчик ДВК может выдавать показания крутящего момента двигателя. Дополнительно, этот датчик вместе с измеренной частотой вращения двигателя может предоставлять оценочные данные о количестве смеси (включая воздух), подаваемой в цилиндр. В одном примере датчик 118, который также используется в качестве датчика частоты вращения двигателя, может генерировать заранее заданное количество равноудаленных импульсов на каждый оборот коленчатого вала 40. В некоторых примерах постоянное запоминающее устройство 106 электронного носителя может быть запрограммировано с помощью машиночитаемых данных, представляющих собой инструкции, выполняемые процессором 102 для осуществления способов, раскрываемых ниже, а также других вариантов, предусмотренных, но конкретно не перечисленных.
Двигатель 10 может дополнительно содержать компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или турбокомпрессор, включающий в себя по меньшей мере компрессор 60, установленный на впускном коллекторе 44. В случае с турбокомпрессором компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 62 посредством, например, вала или другого соединительного приспособления. Турбина 62 может быть установлена на выпускном канале 48 и может сообщаться с протекающими через него отработавшими газами. Компрессор может приводиться в действие различными средствами. В случае с турбокомпрессором компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие двигателем и/или электрической машиной и может не содержать турбину. Таким образом уровень наддува воздуха, подаваемого к одному или более цилиндрам двигателя посредством нагнетателя или турбокомпрессора, может регулироваться контроллером 12. В некоторых случаях турбина 62 может приводить в действие, например электрический генератор 64, для обеспечения питания аккумуляторной батареи 66 посредством турбопривода 68. Питание от аккумуляторной батареи 66 затем могут использовать для приведение в действие компрессора 60 посредством двигателя 70. Дополнительно, во впускном коллекторе 44 может быть расположен датчик 123 для передачи в контроллер 12 сигнала НАДДУВ.
Дополнительно, выпускной канал 48 может включать в себя регулятор давления наддува 26 для отвода отработавших газов от турбины 62. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, регулятор давления наддува 26 может быть многоступенчатым, например двухступенчатой перепускной заслонкой, где первая ступень выполнена с возможностью управления давлением наддува, а вторая ступень выполнена с возможностью увеличения теплового потока в устройство 78 контроля выбросов. Перепускная заслонка 26 может приводиться в действие приводом 150, который может представлять собой электрический привод, такой как, например, электродвигатель, хотя также могут рассматриваться и пневматические приводы. Впускной канал 42 может содержать перепускной клапан 27 компрессора, выполненный с возможностью отвода приточного воздуха вокруг компрессора 60. Перепускной заслонкой 26 и/или перепускным клапаном 27 компрессора можно управлять с помощью контроллера 12 посредством приводов (например, привода 150), которые откроют клапан/заслонку, когда, например, необходимо уменьшить давление наддува.
Впускной канал 42 может дополнительно включать в себя охладитель 80 наддувочного воздуха (ОНВ) (например, интеркулер) для понижения температуры нагнетаемых при турбонаддуве или наддуве впускных газов. В некоторых вариантах осуществления охладитель 80 наддувочного воздуха может представлять собой воздухо-воздушный теплообменник. В соответствии с другими вариантами осуществления охладитель 80 наддувочного воздуха может представлять собой жидкостный теплообменник.
Дополнительно, в соответствии с раскрываемыми вариантами осуществления система рециркуляции отработавших газов (РОГ) может направлять требуемую часть отработавших газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 через канал 140 РОГ. Объем РОГ, подаваемый во впускной канал 42, может регулироваться контроллером 12 при помощи клапана 142 РОГ. Дополнительно, в канале РОГ может быть установлен датчик РОГ, обеспечивающий указание на одно или более из давления, температуры и концентрации отработавших газов. Альтернативно, РОГ можно управлять с помощью вычисленной величины на основе сигналов от датчика МРВ (выше по потоку), ДВК (впускной коллектор), ТГК (температура газа в коллекторе) и датчика скорости коленчатого вала. Более того, управление РОГ может осуществляться на основе датчика кислорода O2 в отработавших газах и/или датчика кислорода во впускном воздухе (во впускном коллекторе). При некоторых условиях систему РОГ можно использовать для регулирования температуры воздушно-топливной смеси в камере сгорания. На ФИГ. 1 показана система РОГ высокого давления, в которой поток РОГ направляют из точки выше по потоку от турбины турбонагнетателя в точку ниже по потоку от компрессора турбонагнетателя. В соответствии с другими вариантами осуществления двигатель может дополнительно или альтернативно включать в себя систему РОГ низкого давления, в которой поток РОГ направляют из точки ниже по потоку относительно турбины турбонагнетателя в точку выше по потоку относительно компрессора турбонагнетателя.
На ФИГ. 2 проиллюстрирована система 200 двигателя с непосредственным впрыском, которая может быть выполнена в качестве двигательной установки для автомобиля. Система 200 двигателя содержит двигатель 202 внутреннего сгорания, имеющий множество камер сгорания или цилиндров 204.
Двигатель 202, например, может представлять собой двигатель 10, показанный на ФИГ. 1. Топливо могут подавать напрямую в цилиндры 204 посредством цилиндровых инжекторов 206 непосредственного впрыска. Как схематически показано на ФИГ. 2, в двигатель 202 могут поступать приточный воздух и отработавшие продукты сгоревшего топлива. Двигатель 202 может представлять собой двигатель любого подходящего типа, включая бензиновый или дизельный двигатель.
Топливо в двигатель 202 могут подавать посредством инжекторов 206 с помощью топливной системы, имеющей общее позиционное обозначение 208. В этом конкретном примере топливная система 208 содержит топливный бак 210 для хранения топлива на транспортном средстве, топливный насос 212 пониженного давления (например, топливоподкачивающий насос), топливный насос 214 повышенного давления, аккумулятор 215, топливную рампу 216 и различные топливные каналы 218 и 220. В примере, показанном на ФИГ. 2, по топливному каналу 218 топливо передают из насоса 212 пониженного давления в насос 214 повышенного давления, а по топливному каналу 220 топливо передают из насоса 214 повышенного давления в топливную рампу 216.
Топливный насос 212 пониженного давления могут приводить в действие посредством контроллера топливоподкачивающего насоса 222 (например, контроллера 12, показанного на ФИГ. 1) для подачи топлива в топливный насос 214 повышенного давления через топливный канал 218. Топливный насос 212 пониженного давления может представлять собой так называемый топливоподкачивающий насос. В качестве одного примера, топливный насос 212 пониженного давления может представлять собой турбинный (например, центробежный) насос, содержащий электрический двигатель (например, постоянного тока) насоса, причем увеличением давления на насосе и/или объемным расходом насоса могут управлять путем изменения электрической мощности, подаваемой на двигатель насоса, в результате чего уменьшается или увеличивается частота вращения двигателя. Например, объемный расход и/или увеличение давления на насосе 212 может уменьшаться путем снижения контроллером 222 электрической мощности, подаваемой на насос. Объемный расход и/или увеличение давления на насосе 212 можно повышать путем повышения электрической мощности, передаваемой на насос. В одном примере электрическую мощность, подаваемую на двигатель насоса пониженного давления, могут получать от генератора или другого устройства накопления энергии на борту автомобиля (не показано), в результате чего система управления может регулировать электрическую нагрузку, используемую для обеспечения питания насоса пониженного давления.
Таким образом, путем изменения напряжения и/или тока, подаваемых на топливный насос пониженного давления, как показано позиционным обозначением 224, контроллер 222 может регулировать расход и давление топлива, относящихся к топливному насосу 214 повышенного давления и, в конечном счете, к топливной рампе 216. Дополнительно к обеспечению давления впрыска для инжекторов 206 непосредственного впрыска насос 212 может обеспечивать давление впрыска для одного или более топливных инжекторов непосредственного впрыска (не показаны на ФИГ. 2) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Однако в соответствии с изображением на ФИГ. 2 топливоподкачивающий насос 212 создает давление для насоса 214 повышенного давления, который создает повышенное давление для впрыска.
Топливный насос 212 низкого давления может находиться в гидравлическом сообщении с фильтром 217, выполненным с возможностью удаления мелких загрязнений, которые могут содержаться в топливе, что может привести к повреждению компонентов, взаимодействующих с топливом. Выше по потоку от фильтра 217 может быть расположен в гидравлическом сообщении обратный клапан 213, который может способствовать подаче топлива и поддержанию давления в топливной линии. С обратным клапаном 213 выше по потоку от фильтра 217 податливость канала 218 низкого давления может быть увеличена, так как фильтр может иметь большой физический объем. Кроме того, для ограничения давления топлива в канале 218 низкого давления может быть использован предохранительный клапан 219 (например, касательно производительности топливоподкачивающего насоса 212). Предохранительный клапан 219 может, например, содержать шаровой пружинный механизм, фиксирующийся и герметизирующий при определенном перепаде давления. Установка контрольной точки перепада давления, при котором предохранительный клапан 219 может быть переведен в открытое состояние, может допускать различные подходящие значения; в качестве неограничивающего примера, контрольная точка может составлять 6,4 бар изб. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления последовательно с дросселем 223 может быть размещен дроссельный обратный клапан (не показано на ФИГ. 2) для обеспечения возможности стравливания воздуха и/или топливных паров из топливоподкачивающего насоса 212. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления топливная система 208 может содержать один или более (например, последовательность) обратных клапанов, гидравлически соединенных с топливным насосом 212 низкого давления с целью предотвращения обратного затекания топлива выше по потоку от клапанов.
В связи с этим, восходящим потоком называется поток топлива, перемещающийся от топливной рампы 216 к насосу 212 низкого давления, а нисходящим потоком называется номинальный поток топлива, направленный от насоса низкого давления к топливной рампе.
Контролер 222 может управлять топливным насосом 214 повышенного давления для подачи топлива в топливную рампу 216 через топливный канал 220. 8 качестве одного неограничивающего примера, топливный насос 214 повышенного давления может представлять собой НАСОС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ HDP5 КОМПАНИИ BOSCH, в котором используется регулирующий клапан (например, регулятор расхода топлива, электромагнитный клапан и др.) 226 для обеспечения возможности изменения полезного объема насоса при каждом ходе насоса посредством системы управления, как показано позиционным обозначением 227. Однако специалистам в данной области понятно, что могут быть использованы другие подходящие топливные насосы повышенного давления. Топливный насос 214 повышенного давления может приводиться в действие механически двигателем 202 в отличие от топливного насоса 212 пониженного давления, приводимого в действие другим двигателем. Насосный поршень 228 топливного насоса 214 повышенного давления может получать механическое входное воздействие от коленчатого вала двигателя или распределительного вала посредством кулачка 230. Таким образом, насос 214 высокого давления могут приводить в действие в соответствии с принципом работы одноцилиндрового насоса с кулачковым управлением. Рядом с кулачком 230 может быть расположен датчик (не показан на ФИГ. 2) для обеспечения возможности определения углового положения кулачка (например, от 0 до 360 градусов), данные о котором могут быть отправлены в контроллер 222. В некоторых примерах топливный насос 214 повышенного давления может подавать топливо в инжекторы 206 под достаточно высоким давлением. Поскольку инжекторы 206 могут быть выполнены в виде топливных инжекторов непосредственного впрыска, топливный насос 214 повышенного давления может называться топливным насосом непосредственного впрыска (НВ).
На ФИГ. 2 проиллюстрировано факультативное включение в состав накопителя 215, упомянутого выше. Будучи включенным в состав, накопитель 215 может быть расположен ниже по потоку от топливного насоса 212 пониженного давления и выше по потоку от топливного насоса 214 повышенного давления и может быть выполнен с возможностью удержания объема топлива, уменьшающего темп увеличения или уменьшения давления топлива между топливными насосами 212 и 214. Объем накопителя 215 может быть выполнен таким, чтобы двигатель 202 мог работать в режиме холостого хода в течение заранее заданного периода времени между рабочими интервалами топливного насоса 212 пониженного давления.
Изменения объемов накопителя, как правило, не превышают 10 куб. см, например. Например, размеры накопителя 215 могут быть выполнены такими, чтобы при работе двигателя 202 в режиме холостого хода снижение давления в накопителе до уровня, при котором топливный насос 214 повышенного давления не может поддерживать достаточно высокое давление топлива для топливных инжекторов 206, длилось одну или более минут. Накопитель 215, таким образом, может предоставлять возможность использования периодического режима работы топливного насоса 212 пониженного давления, описанного ниже. В соответствии с другими вариантами осуществления накопитель 215 может по существу представлять собой часть топливного фильтра 217 и топливной линии 218 и, таким образом, может не быть отдельным элементом.
Контроллер 222 может по отдельности приводить в действие каждый из инжекторов 206 посредством привода 236 впрыска топлива. Контроллер 222, привод 236 и другие подходящие контроллеры системы двигателя могут содержать систему управления. Хотя показано, что привод 236 находится снаружи контроллера 222, следует понимать, что в других примерах контроллер 222 может содержать привод 236 или может быть выполнен с возможностью обеспечения функциональности привода 236. Контроллер 222 может содержать дополнительные компоненты, которые не показаны, такие как те, что содержатся в контроллере 12, показанном на ФИГ. 1.
Топливная система 208 содержит датчик 231 давления топлива низкого давления (НД), расположенного на топливном канале 218 между топливоподкачивающим насосом 212 и топливным насосом 214 повышенного давления. В этой конфигурации показания датчика 231 могут быть интерпретированы как данные о давлении топлива топливоподкачивающего насоса 212 (например, о давлении топлива на выпуске топливоподкачивающего насоса) и/или о давлении на впуске топливного насоса 214 повышенного давления. Датчик 231 давления топлива НД также можно использовать для определения, достаточное ли давление топлива обеспечивается для топливного насоса 214 повышенного давления, чтобы топливный насос повышенного давления засасывал жидкое топливо, а не топливные пары, и/или для минимизации средней электрической мощности, подаваемой на топливоподкачивающий насос 212. Понятно, что в соответствии с другими вариантами осуществления, где используют систему предварительного впрыска, а не систему непосредственного впрыска датчик 231 давления топлива НД может измерять как давление топливоподкачивающего насоса, так и впрыск топлива.
Дополнительно, хотя показано, что датчик 231 давления топлива НД расположен выше по потоку от накопителя 215, в соответствии с другими вариантами осуществления датчик НД может быть расположен ниже по потоку от накопителя.
Как показано на ФИГ. 2, топливная рампа 216 содержит датчик 232 давления в топливной рампе для передачи в контроллер 222 данных о давлении в топливной рампе. Для передачи в контроллер 222 данных о частоте вращения двигателя может быть использован датчик 234 частоты вращения двигателя. Данные о частоте вращения двигателя могут быть использованы для определения скорости топливного насоса 214 повышенного давления, так как насос 214 приводится в действие механически двигателем 202, например посредством коленчатого вала или распределительного вала.
Как сказано выше, включение в состав топливной системы 208 накопителя 215 может обеспечить возможность периодической работы топливоподкачивающего насоса 212 по меньшей мере при выбранных параметрах. Периодическая работа топливоподкачивающего насоса 212 может предусматривать включение и выключение насоса, причем, например во время периодов выключения скорость насоса снижается до нуля. Периодическая работа топливоподкачивающего насоса может использоваться для поддержания соответствующего кпд топливоподкачивающего насоса 212 и топливного насоса 214 повышенного давления на требуемых уровнях, при этом снижая потребление энергии топливоподкачивающим насосом 212, при этом все равно обеспечивая перекачивание требуемого объема топлива в двигатель 202. Полный объемный кпд топливного насоса 214 повышенного давления обеспечивается достаточным давлением топлива на впуске. Давление на впуске топливного насоса 214 повышенного давления можно определять с помощью датчика 231 давления топлива НД или можно получить на основе различных эксплуатационных параметров. Возможен расчет кпд насоса 214 на основе расхода топлива двигателем 202, давления топлива в топливной рампе 216, команды перекачивания и частоты вращения двигателя.
В соответствии с вышеуказанным описанием периодическая работа топливоподкачивающего насоса 212 может включать в себя включение топливоподкачивающего насоса после выключения топливоподкачивающего насоса. Включение и выключение топливоподкачивающего насоса 212 может выполняться итерационно, таким образом, чтобы в режиме периодической работы топливоподкачивающий насос приводился в действие последовательными импульсами напряжения, отделенными друг от друга.
В некоторых примерах продолжительность импульсов может определяться в режиме реального времени во время работы двигателя. Например, требуемая продолжительность импульса может определяться в режиме реального времени как часть калибровочной последовательности, раскрываемой далее, и применяться ко всем импульсам до следующего выполнения калибровочной последовательности. Аналогично, требуемая продолжительность между импульсами может определяться в режиме реального времени как часть калибровочной последовательности, раскрываемой далее, и применяться между всеми импульсами, таким образом, чтобы каждая пара последовательных импульсов разделялась требуемой продолжительностью между импульсами. Таким образом, в некоторых сценариях для всех импульсов может использоваться одна и та же продолжительность импульсов, при этом разделяя последовательные импульсы с использованием продолжительности между импульсами в течение данного периода времени периодической работы. Оптимизация продолжительности импульсов или продолжительности между импульсами может привести к возможным преимуществам режима периодической работы: минимизация энергии, расходуемой топливоподкачивающим насосом 212, при этом сохраняя подачу требуемого объема топлива в двигатель 202. Возможно достижение дополнительной экономии энергии путем оптимизации продолжительности импульсов и продолжительности между импульсами относительно других подходов, в которых топливоподкачивающий насос работает в режиме периодического действия, но продолжительность импульсов и продолжительность между импульсами не оптимизирована.
В некоторых примерах определение продолжительности импульсов и продолжительности между импульсами может выполняться во время выбранных рабочих условий. Например, в соответствии с выбранными рабочими условиями импульсная калибровка может выполняться, только если значение одного из таких параметров как частота вращения и нагрузка двигателя 202 или обоих этих параметров находится ниже соответствующих пороговых значений. «Импульсная калибровка» в данном документе может относится к определению как продолжительности импульса, так и к определению продолжительности между импульсами. В некоторых примерах импульсная калибровка может выполняться, только если значение одного из таких параметров как частота вращения и нагрузка двигателя 202 или обоих этих параметров относительно низкое. Возможно использование этих условий так, чтобы изменения работы топливоподкачивающего насоса 212 как часть импульсной калибровки не мешали работе двигателя 202 и не приводили к ухудшению дорожных характеристик автомобиля в рабочих областях с большей восприимчивостью к изменениям подачи топлива в двигатель - например, при относительно высокой частоте вращения/нагрузке двигателя.
Выбранные рабочие условия могут в качестве альтернативы или дополнительно устанавливать, что импульсная калибровка не выполняется во время холостого режима работы двигателя 202, поскольку во время холостой работы шум, вибрация и жесткость (ШВЖ), возникающие в связи с выполнением калибровки, могут ощущаться водителем автомобиля и приводить к ухудшению дорожных характеристик автомобиля.
Если соблюдаются выбранные рабочие условия, возможно начало импульсной калибровки путем прекращения подачи питания на топливоподкачивающий насос 212. В некоторых примерах это может включать в себя прекращение работы топливоподкачивающего насоса 212 в соответствии с режимом непрерывной работы, как указано далее. С деактивированным топливоподкачивающим насосом 212 осуществляется отслеживание давления на впуске топливного насоса 214 повышенного давления (например, с помощью датчика 231 давления топлива НД) до тех пор, пока не определяется, что это давление достигло уровня давления паров топлива. Давление топливных паров является минимальным давлением в топливной системе 208 вследствие присутствия топлива; давление топливных паров может быть достигнуто, например когда топливный насос 214 повышенного давления начинает засасывать пары или когда топливные инжекторы 206 впрыскивают топливо до образования свободного пространства. Для достижения давления топливных паров топливоподкачивающий насос 212 может быть деактивирован на подходящий промежуток времени, пока топливный насос 214 повышенного давления набирает определенный объем топлива (например, 4 куб.см). Объем топлива можно определять на основе податливости топливного трубопровода пониженного давления, исходного давления топлива в топливной системе 208 и ожидаемого давления топливных паров, которые могут быть определены, например по температуре топлива.
Как только давление на впуске топливного насоса 214 повышенного давления достигло давления паров топлива, на топливоподкачивающий насос 212 подают импульс в течение первоначального периода времени. Затем, определяют получаемый объем топлива, который перекачивается вследствие подачи импульса на топливоподкачивающий насос 212 в течение первоначального периода времени, и сравнивают с требуемым объемом топлива. Выбор первоначальной продолжительности - это первоначальная попытка определения минимальной продолжительности импульса, подача которого на топливоподкачивающий насос 212 приводит к перекачиванию требуемого объема топлива. Таким образом, импульсная калибровка может включать в себя рекурсивное уменьшение продолжительности импульса с первоначальной продолжительности и наблюдение за объемом топлива, перекачиваемого в результате подачи импульса с каждой отдельной продолжительностью. Продолжительность импульса может уменьшаться до тех пор, пока не будет достигнута такая продолжительность, при которой не происходит перекачивание требуемого объема топлива. Продолжительность импульса может уменьшаться с использованием различных подходящих шагов (например, 10 мс, 50 мс, 100 мс, различные процентные значения, такие как 10%, 50% и т.д.), зависящих от топливной системы 208. Как только определена продолжительность импульса, при которой происходит перекачивание недостаточного объема топлива, последняя и наименьшая продолжительность импульса, которая приводит к перекачиванию требуемого объема топлива, может выбираться в качестве продолжительности импульса, используемой для работы топливоподкачивающего насоса 212 в периодическом режиме до выполнения очередной калибровки. В некоторых примерах выбор первоначальной продолжительности импульса может основываться на заранее известной информации о зависимости между продолжительностью импульса и перекачиваемом объеме топлива, получаемом от этого импульса - например, при выборе может использоваться информация, полученная от одной или более предыдущих калибровок импульса и/или информация, хранимая в подходящей структуре данных (например, в справочной таблице), связывающая объемы перекачиваемого топлива со значениями продолжительности импульсов в зависимости от температуры топлива.
Различные подходящие объемы топлива могут выбираться в качестве требуемого объема топлива. Например, требуемый объем топлива может быть максимальным объемом топлива, потребляемым двигателем 202 (например, при пиковой нагрузке). При выборе максимального объема топлива в качестве требуемого объема топлива импульсная калибровка обеспечивает, что подача импульса с оптимизированной продолжительностью приводит к подаче максимального объема топлива, когда этого требует двигатель 202.
Следует понимать, что приведение топливоподкачивающего насоса 212 в действие с помощью импульсов может включать в себя подачу различного подходящего напряжения на топливоподкачивающий насос (например, электродвигатель топливоподкачивающего насоса). В некоторых примерах подача каждого импульса на топливоподкачивающий насос 212 может включать в себя приведение в действие топливоподкачивающего насоса с использованием единственного значения напряжения (например, 10 В). Например, единственным значением напряжения может быть максимальное напряжение, которое может подаваться на топливоподкачивающий насос 212.
Определив минимальную продолжительность импульса, при подаче которого осуществляется перекачивание требуемого объема топлива, в ходе импульсной калибровки затем может определяться оптимизированная продолжительность периода времени между импульсами - т.е., продолжительность, которая разделяет каждую последовательную пару импульсов. Определение продолжительности между импульсами может включать в себя приведение в действие топливоподкачивающего насоса 212 с минимальной продолжительностью импульса каждый раз, когда давление на впуске топливного насоса 214 повышенного давления падает до уровня давления паров топлива. Это может осуществляться итерационно, с подходящим количеством раз, с отслеживанием объема топлива, перекачиваемого между импульсами (например, при каждой итерации). В некоторых сценариях возможно отслеживание распределения перекачиваемых объемов топлива вокруг требуемого объема топлива; в качестве неограничивающего примера для семи импульсов соответствующие объемы перекачиваемого топлива могут составлять 4,1; 4,2; 4,1; 3,9; 3,8; 4,0 и 4,0 куб.см. Выбранный объем топлива (например, 3,8 куб.см) менее требуемого объема топлива может выбираться в качестве параметра, на который реагирует топливоподкачивающий насос 212. Т.е. возможна подача импульса на топливоподкачивающий насос 212 каждый раз, когда определяется, что выбранный объем топлива подан насосом, при этом в других подходах, наоборот, импульсы подают на топливоподкачивающий насос в периодическом режиме в ответ на объемный кпд и/или давление на впуске топливного насоса повышенного давления ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса. Подача импульсов на топливоподкачивающий насос 212 в ответ на выбранный объем топлива может осуществляться, например, по схеме управления с разомкнутым контуром. Выбор объема топлива меньше требуемого объема топлива может привести к подаче импульсов на топливоподкачивающий насос 212 до того как давление на впуске топливного насоса 214 повышенного давления достигнет давления паров топлива и ухудшится работа топливного насоса повышенного давления в качестве относительно высокого объема топлива (например, 4,1 куб.см) может привести к тому, что давление на впуске топливного насоса повышенного давления будет падать до давления паров топлива с нежелательной частотой. Таким образом, объемный кпд топливного насоса 214 повышенного давления может поддерживаться на требуемом уровне. С другой стороны, выбранный объем топлива также может выбираться для максимизации продолжительности между импульсами, при этом позволяя поддерживать давление на впуске топливного насоса 214 повышенного давления на уровне давления паров топлива.
Таким образом, частота подачи импульсов на топливоподкачивающий насос 212 минимизируется, максимизируя экономию энергии.
Следует понимать, что работа топливной системы 208 может зависеть от температуры топлива. Таким образом, импульсная калибровка может выполняться для одного или более диапазонов температуры топлива, чтобы обеспечить возможность изучения оптимизированной продолжительности импульсов и продолжительности между импульсами для одного или более диапазонов. Например, оптимизированная продолжительность импульсов и продолжительность между импульсами может быть изучена для первого диапазона температуры топлива. Возможно определение, что температура топлива изменилась на пороговое количество, перейдя во второй диапазон температуры топлива, отличный от первого диапазона. Это определение может запросить выполнение импульсной калибровки для второго диапазона температуры топлива, поскольку использование продолжительности импульсов и продолжительности между импульсами, оптимизированной для первого диапазона температуры во втором диапазоне температуры может привести к нежелательной работе топливной системы 208 - например, ненужное потребление энергии топливным насосом 212, перекачивание чрезмерного объема топлива, недопустимый объемный кпд топливного насоса 214 повышенного давления и т.д. Изученная и/или сохраненная (например, заранее определенная и запрограммированная в контроллер) продолжительность импульсов и продолжительность между импульсами может быть связана с соответствующими значениями температуры топлива и храниться в доступной структуре данных, содержащей множество значений продолжительности импульса и/или продолжительности между импульсами, и связанными значениями температуры топлива, например, в справочной таблице.
В соответствии с вышеуказанным описанием топливоподкачивающий насос 212 может работать избирательно в соответствии с режимом периодической работы или режимом непрерывной работы. В соответствии с некоторыми вариантами реализации режим работы топливоподкачивающего насоса 212 можно выбирать в зависимости от мгновенной частоты вращения и/или нагрузки двигателя 202. Данные о рабочих режимах могут храниться в подходящей структуре данных, такой как таблица преобразования, к которой может быть осуществлен доступ путем использования частоты вращения и/или нагрузки двигателя в качестве указателей в структуре данных, например которая может храниться в контроллере 222 и к которой может иметь доступ контролер 222. Периодический режим работы, в частности, может быть выбран для относительно низких частот вращения и/или нагрузок двигателя.
При этих параметрах поток топлива в двигатель 202 относительно низок, и топливоподкачивающий насос 212 может подавать топливо со скоростью, которая выше скорости потребления топлива двигателя. Следовательно, топливоподкачивающий насос 212 может наполнять накопитель 215 и затем отключаться, в то время как двигатель 202 продолжает работать (например, сжигая топливовоздушные смеси) в течение некоторого периода времени, пока не будет возобновлена работа топливоподкачивающего насоса. Возобновление работы топливоподкачивающего насоса 212 приводит к пополнению топлива в накопителе 215, из которого топливо подавалось в двигатель 202, пока топливоподкачивающий насос не работал.
При относительно повышенных частотах вращения и/или нагрузках двигателя топливоподкачивающий насос 212 могут приводить в действие для непрерывной работы. В соответствии с одним вариантом осуществления топливоподкачивающий насос 212 работает непрерывно, когда топливоподкачивающий насос не может превысить расход топлива двигателя на некоторое количество (например, 25%), когда насос работает в цикле заполнения «включен» (например, 75%) в течение некоторого периода времени (например, 1,5 минуты). Однако при необходимости уровень цикла заполнения «включен», запускающий непрерывную работу топливоподкачивающего насоса, может быть установлен на различные процентные отношения (например, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70% и др.).
В непрерывном режиме работы топливоподкачивающий насос 212 могут приводить в действие для работы при по существу постоянном напряжении (например, 10 В +/- 0,2 В), или напряжение питания могут модулировать так, чтобы скоростью насоса можно было управлять для подачи требуемого давления на впуск топливного насоса 214 повышенного давления. При модулировании напряжения питания для топливоподкачивающего насоса 212 топливоподкачивающий насос работает непрерывно, без остановок в паузах между импульсами напряжения. Подача последовательности импульсов напряжения с малой скважностью позволяет контроллеру 222 управлять расходом насоса так, чтобы расход топливоподкачивающего насоса по существу соответствовал количеству топлива, впрыскиваемого в двигатель 202. Это действие может быть осуществлено, например путем задания цикла заполнения топливоподкачивающего насоса как функции частоты вращения и нагрузки двигателя. Альтернативно, среднее напряжение питания для топливоподкачивающего насоса 212 в модулированном напряжении можно регулировать в зависимости от количества топлива, подаваемого в двигатель 202. В соответствии с другими вариантами осуществления для подачи тока в топливоподкачивающий насос 212 можно использовать выход с регулируемым током.
Количество тока, подаваемого в топливоподкачивающий насос 212 можно регулировать, например в зависимости от частоты вращения и нагрузки двигателя.
Что касается ФИГ. 3, проиллюстрирована схема процесса со способом 300 работы топливоподкачивающего насоса. Способ 300 может использоваться для работы топливоподкачивающего насоса 212 топливной системы 208, например. В некоторых примерах способ 300 может включать в себя определение, использовать ли топливоподкачивающий насос в режиме периодической работы или непрерывной работы, и, дополнительно, определение, использовать ли калибровку импульса. Если выбирается режим периодической работы и импульсная калибровка, возможна работа топливоподкачивающего насоса в режиме периодической работы в соответствии с продолжительностью импульсов и продолжительностью между импульсами, определенной с помощью импульсной калибровки.
На шаге 302 способа 300 определяется, подходят ли различные рабочие условия для работы топливоподкачивающего насоса в соответствии с режимом периодической работы. В некоторых примерах подходящие рабочие условия могут включать в себя один из таких параметров как частота вращения и нагрузка двигателя или оба этих параметра, значения которых ниже соответствующих пороговых значений. Например, режим периодической работы может выбираться, если значение одного из таких параметров как частота вращения и нагрузка двигателя или обоих этих параметров относительно низкие. Такие условия могут выбираться, таким образом, чтобы режим периодической работы не приводил к недопустимому нарушению или ухудшению рабочих характеристик двигателя; определение этих условий может привести к ситуации, например, когда в двигатель подается топливо в большем объеме, чем потребляется двигателем. Если определяется, что различные рабочие условия не подходят для работы топливоподкачивающего насоса в периодическом режиме (НЕТ), способ 302 переходит к шагу 312 - например, если значение одно из параметров, таких как частота вращения и нагрузка двигателя или обоих этих параметров равны или превышают соответствующие пороговые значения. Если определено, что различные рабочие условия подходят для работы топливоподкачивающего насоса в периодическом режиме (ДА), способ 302 переходит к шагу 304.
На шаге 304 способа 300 определяют, выполнять ли калибровку импульсов. В соответствии с вышеуказанным описанием режим периодической работы может включать в себя подключение топливоподкачивающего насоса путем подачи импульсов напряжения, отделенных друг от друга, таким образом, чтобы импульсы активировали топливоподкачивающий насос, и во время периодов (например, между импульсами) между импульсами топливоподкачивающий насос не активировался (например, деактивировался). Продолжительность импульсов и продолжительность периода между импульсами может оптимизироваться как часть импульсной калибровки для минимизации расхода энергии топливоподкачивающим насосом, при этом обеспечивая требуемую производительность топливной системы в целом - например, обеспечивая требуемый объемный кпд топливного насоса повышенного давления ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса, обеспечивая подачу требуемых объемов топлива в двигатель, и т.д. Работа топливоподкачивающего насоса и топливной системы может меняться в зависимости от температуры топлива в топливной системе. Так использование продолжительности импульсов и продолжительности периода между импульсами может привести к разным результатам при различных температурах; значения продолжительности, оптимизированные для одного диапазона температуры могут оказаться неоптимальными для другого диапазона температуры. Соответственно, определение, выполнять ли импульсную калибровку, может включать в себя определение, произошло ли пороговое изменение температуры топлива, и, если оно произошло, возможно выполнение калибровки. В других случаях, или дополнительно, определение, выполнять ли импульсную калибровку, может включать в себя оценку структуры данных (например, справочная таблица), в которой хранятся значения продолжительности импульса и периода между импульсами в зависимости от температуры топлива, для оценки, имеются ли подходящие значения продолжительности для мгновенной температуры топлива; если такие условия отсутствуют, возможно выполнение импульсной калибровки. В других случаях, или дополнительно, определение, выполнять ли импульсную калибровку, может включать в себя определение, функционирует ли двигатель в холостом режиме; если двигатель работает в холостом режиме, не разрешается выполнение импульсной калибровки, чтоб предотвратить повышение ШВЖ в связи с калибровкой, которые могут быть особо заметными и воспринимаемыми водителем автомобиля, когда двигатель работает в холостом режиме.
Если по результатам определения не выполняется импульсная калибровка (НЕТ), способ 300 переходит к шагу 308, где топливоподкачивающий насос функционирует на основе сохраненных значений продолжительности импульсов и периодов между импульсами. Сохраненные значения продолжительности могут быть получены в результате предыдущих калибровок импульса и/или заранее заданы и запрограммированы в контроллер двигателя, например. Импульсы можно подавать на топливоподкачивающий насос в ответ на различные условия (которые могут зависеть от предыдущего импульса), включая, но не ограничиваясь, давление на выпуске топливоподкачивающего насоса ниже порогового значения давления на выпуске (например, немного выше давления паров топлива), требуемый объем топлива, который необходимо перекачивать, истечение продолжительности периода между импульсами и т.д. После шага 308 способ 300 возвращается к шагу 302 таким образом, чтобы обеспечить возможность постоянной оценки пригодности различных рабочих условий для использования режима периодической работы во время функционирования двигателя, позволяя выбирать режим непрерывной работы в случае необходимости. Если определяются условия выполнения импульсной калибровки (ДА), способ 300 переходит к шагу 306 с выполнением импульсной калибровки.
На ФИГ. 4А проиллюстрирована схема процесса со способом 400 выполнения импульсной калибровки. Способ 400 может выполняться для оптимизации продолжительности импульсов и периода между импульсами, используемыми для работы топливоподкачивающего насоса 212 в периодическом режиме, как показано, например, на ФИГ. 2. В некоторых примерах определение продолжительности импульса может зависеть от давления топлива на впуске топливного насоса повышенного давления (например, насос 214 на ФИГ. 2) ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса.
На шаге 402 способа 400 прекращается подача питания на топливоподкачивающий насос (например, на электродвигатель топливоподкачивающего насоса), если до этого питание подавалось на топливоподкачивающий насос. Например, топливоподкачивающий насос работал в соответствии с режимом непрерывной работы до начала импульсной калибровки; таким образом, возможно прекращение подачи питания на топливоподкачивающий насос, что приводит к выходу из режима периодической работы. Однако в других примерах топливоподкачивающий насос может работать в соответствии с режимом периодической работы, когда начинается импульсная калибровка, и, таким образом, возможен пропуск шага 402.
На шаге 404 способа 400 определяется продолжительность импульсов, подаваемых на топливоподкачивающий насос в режиме периодической работы. Определение продолжительности импульсов на шаге 406 включает в себя определение, находится ли давление на впуске топливного насоса повышенного давления на уровне давления паров топлива. Давление топлива на впуске топливного насоса повышенного давления может определяться с помощью датчика давления топлива, расположенного между топливоподкачивающим насосом и топливным насосом повышенного давления (например, датчик 231 давления топлива НД на ФИГ. 2). Давление паров топлива может определяться, например, на основе температуры топлива. Если определяется, что давление на впуске топливного насоса повышенного давления не находится на уровне давления паров топлива (НЕТ), способ 400 возвращается к шагу 406, таким образом, чтобы дальнейшие действия не выполнялись до тех пор, пока давление на впуске топливного насоса повышенного давления не упадет до уровня давления паров топлива. Если определяется, что давление на впуске топливного насоса повышенного давления находится на уровне давления паров топлива (ДА), способ 400 переходит к шагу 408.
На шаге 408 способа 400 на топливоподкачивающий насос подают импульсы в течение определенных периодов времени. При первом исполнении шага 408 возможен выбор первоначальной продолжительности. Выбор первоначальной продолжительности - это первоначальная попытка определения минимальной продолжительности импульса, подача которого на топливоподкачивающий насос приводит к перекачиванию требуемого объема топлива, которая в некоторых примерах может быть максимальным объемом топлива, потребляемым двигателем с пиковой нагрузкой. В некоторых примерах выбор первоначальной продолжительности импульса может основываться на заранее известной информации о зависимости между продолжительностью импульса и перекачиваемом объеме топлива, получаемом от этого импульса - например, при выборе может использоваться информация, полученная от одной или более предыдущих калибровок импульса и/или информация, хранимая в подходящей структуре данных (например, в справочной таблице), связывающая объемы перекачиваемого топлива со значениями продолжительности импульсов в зависимости от температуры топлива.
На шаге 410 способа 400 определяется, перекачан ли требуемый объем топлива в результате подачи импульса на топливоподкачивающий насос в течение периода. Если определяется, что требуемый объем топлива перекачан (ДА), способ 400 переходит к шагу 412, на котором выполняется уменьшение продолжительности. В данном случае продолжительность уменьшается для определения минимальной продолжительности импульса, использование которой приводит к перекачиванию требуемого объема топлива.
Продолжительность импульса может уменьшаться до тех пор, пока не будет определена такая продолжительность, при которой не происходит перекачивание требуемого объема топлива (например, относительно малый объем топлива). Продолжительность импульса может уменьшаться с использованием различных подходящих шагов (например, 10 мс, 50 мс, 100 мс, различные процентные значения, такие как 10%, 50% и т.д.), зависящих от топливной системы 208. В некоторых примерах продолжительность каждого импульса может уменьшаться на одну и ту же величину, при том в других примерах различные способы уменьшения могут использоваться между различными парами импульсов. После шага 412 способ 400 возвращается к шагу 406 для рекурсивного уменьшения продолжительности импульса. Если определяется, что требуемый объем топлива не был перекачан (НЕТ), способ 400 переходит к шагу 414, на котором выбирается минимальная продолжительность импульса, которая привела к перекачиванию требуемого количества топлива. В некоторых примерах минимальной продолжительностью импульса может быть предпоследняя продолжительность из значений, используемых для проверки. Однако следует понимать, что определение минимальной продолжительности импульса может включать в себя как уменьшение, так и увеличение продолжительности импульса; в этом примере минимальной продолжительностью импульса не может быть предпоследняя продолжительность из значений, используемых для проверки.
Что касается ФИГ. 4В, на шаге 416 способа 400 определяется продолжительность периода между импульсами. Определение продолжительности периода между импульсами включает в себя на шаге 418 определение, находится ли давление на впуске топливного насоса повышенного давления на уровне давления паров топлива. Если определяется, что давление на впуске топливного насоса повышенного давления не находится на уровне давления паров топлива (НЕТ), способ 400 возвращается к шагу 418. Если определяется, что давление на впуске топливного насоса повышенного давления находится на уровне давления паров топлива (ДА), способ 400 переходит к шагу 420.
На шаге 420 способа 400 топливоподкачивающий насос приводится в действие импульсом с минимальной продолжительностью, выбранной на шаге 414.
На шаге 422 способа 400 регистрируется получаемый объем топлива, перекачиваемый в результате работы топливоподкачивающего насоса, приводимого в действие импульсом с минимальной продолжительностью.
На шаге 424 способа 400 определяется, приводился ли топливоподкачивающий насос в действие требуемое количество раз (например, приводился ли топливоподкачивающий насос в действие с использованием требуемого количества импульсов). Требуемое количество раз или импульсов может быть любым подходящим значением и может выбираться для получения требуемого размера выборки импульсов и конечных объемов топлива, перекачиваемых насосом при выборе оптимального периода времени между импульсами. Если определяется, что топливоподкачивающий насос не приводился в действие требуемое количество раз (НЕТ), способ 400 возвращается к шагу 418. Если определяется, что топливоподкачивающий насос приводился в действие требуемое количество раз (ДА), способ 400 переходит к шагу 426.
На шаге 426 способа 400 выбирается период времени между импульсами, соответствующий перекачанному объему топлива, зарегистрированному на шаге 422, меньше требуемого объема топлива. Выбор объема топлива меньше требуемого объема топлива может привести к подаче импульсов на топливоподкачивающий насос до того как давление на впуске топливного насоса повышенного давления достигнет давления паров топлива и ухудшится работа топливного насоса повышенного давления в качестве относительно высокого объема топлива может привести к тому, что давление на впуске топливного насоса повышенного давления будет падать до давления паров топлива с нежелательной частотой. Таким образом, объемный кпд топливного насоса повышенного давления может поддерживаться на требуемом уровне. С другой стороны, выбранный объем топлива также может выбираться для максимизации продолжительности между импульсами, при этом позволяя поддерживать давление на впуске топливного насоса повышенного давления на уровне давления паров топлива. Таким образом, частота подачи импульсов на топливоподкачивающий насос минимизируется, максимизируя экономию энергии. В соответствии с дальнейшим более подробным раскрытием далее со ссылкой на ФИГ. 5 топливоподкачивающий насос может приводится в действие импульсами в соответствии с периодом времени между импульсами (например, по истечении этого периода) и/или соответствующим объемом топлива между импульсами (например, полное перекачивание).
На шаге 428 способ 400 калиброванный импульс (например, минимальная продолжительность импульса) и период времени между импульсами (например, выбранный период времени между импульсами) сохраняются с учетом зависимости от температуры топлива.
Таким образом, возможна активация получения периода времени между импульсами, а также импульсная калибровка.
Возвращаясь к ФИГ. 3, после шага 306, способ 300 переходит к шагу 310, на котором топливоподкачивающий насос функционирует на основе калиброванного импульса и интервалов между импульсами. Работа топливного насоса на основе калиброванного импульса и периодов времени между импульсами может включать в себя подачу импульса с продолжительностью калиброванного импульса на топливоподкачивающий насос каждый раз, когда истекает период времени между импульсами. Следует понимать, что подача импульсов на топливоподкачивающий насос может контролироваться временно, в соответствии с калиброванным периодом времени между импульсами. В других вариантах осуществления подача импульсов на топливоподкачивающий насос может контролироваться на основе объема перекачиваемого топлива; на топливоподкачивающий насос можно подавать импульсы при обнаружении состояния, когда перекачивается объем топлива, соответствующий калиброванному периоду времени между импульсами. Генерация импульса, в качестве альтернативного варианта или дополнительно, может происходить в ответ на другие условия, включая, без ограничения, давление на выпуске топливоподкачивающего насоса ниже порогового значения давления на выпуске. После шага 310 способ 300 возвращается к шагу 302.
Если на шаге 302 определили, что различные рабочие условия не подходят для работы топливного насоса в соответствии с режимом периодической работы (НЕТ), способ 300 переходит к шагу 312, на котором топливоподкачивающий насос функционирует в соответствии с режимом непрерывной работы. В некоторых примерах режим непрерывной работы может включать в себя режим, не достигающий 100%.
На ФИГ. 5 проиллюстрирован график 500 с импульсной калибровкой для топливоподкачивающего насоса. График 500 может графически проиллюстрировать калибровку продолжительности импульса и периода времени между импульсами в соответствии со способом 400 для топливоподкачивающего насоса 212 на ФИГ. 2 в качестве примера.
График 500 включает в себя график 502 напряжения (в вольтах), подаваемого на топливоподкачивающий насос в зависимости от времени, и график 504 давления топлива (бар) на выпуске топливоподкачивающего насоса в зависимости от впрыскиваемого объема топлива (например, в двигатель).
В некоторых примерах давление на выпуске топливоподкачивающего насоса может соответствовать давлению на впуске топливного насоса повышенного давления ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса.
С начала графиков до времени 506 выполняется конкретная калибровка продолжительности импульса (например, продолжительность импульса включения, при котором топливоподкачивающий насос активен). В этом периоде времени выбирается первоначальная продолжительность импульса (300 мс), и импульс подается на топливоподкачивающий насос в течение первоначального периода времени. Объем топлива, равный 4 куб.см, перекачивается в результате применения первоначального импульса и он соотносится с первоначальным импульсом; в этом примере объем топлива - это объем топлива, который требуется перекачать в результате применения импульса с оптимизированной продолжительностью. Первоначальная продолжительность импульса итерационно уменьшается, создавая три дополнительных проверочных импульса с соответствующей продолжительностью 200 мс, 100 мс и 50 мс. Использование импульсов с продолжительностью 200 и 100 мс приводит к требуемому объему топлива, при этом использование импульса с продолжительностью 50 мс приводит к объему 2 куб см, т.е. меньше требуемого объема топлива. Таким образом, значение 100 мс определяется в качестве минимально продолжительности 508 импульса, подача которого приводит к требуемому объему топлива. В этом примере импульсы могут подаваться на топливоподкачивающий насос в ответ на давление на выпуске топливоподкачивающего насоса (или давление на впуске топливного насоса повышенного давления ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса) на уровне давления 509 паров топлива во время импульсной калибровки.
Цель, которую стремятся достичь при применении импульса напряжения состоит в том, чтобы довести давление на выпуске топливоподкачивающего насоса до точки сброса давления (например, давление, при котором клапан сброса, такой как клапан 219 на ФИГ. 2, выполненный с возможностью открытия и ограничения давления на выпуске топливоподкачивающего насоса до точки сброса давления) и затем прекратить подачу импульса напряжения. В некоторых примерах мгновенное прекращение подачи импульса требуется после того как давление на выпуске топливоподкачивающего насоса достигает точки сброса давления, таким образом, чтобы давление на выпуске существовало максимально непродолжительно в точке сброса давления. Следует отметить, что, когда продолжительность импульса составляла 300 мс и 200 мс, профиль давления на выпуске топливоподкачивающего насоса включал в себя плоскую верхнюю часть, указывая на то, что продолжительность импульса была больше необходимой. Однако, когда продолжительность импульса составляла 50 мс, пиковое давление на выпуске не повышалось до точки сброса давления.
Таким образом, такая продолжительность импульса была короче оптимальной продолжительности. В этом случае 100 мс - это оптимальная продолжительность импульса. Продолжительность импульса, таким образом, может изменяться с целью поиска и нахождения оптимальной продолжительности.
Начиная со времени 506 до конца графиков выполняется калибровка периода времени между импульсами. Поскольку соответствующий объем топлива может перекачиваться во время периода времени между импульсами, калибровка периода времени между импульсами может относиться к калибровке объема топлива, перекачиваемого между последовательными импульсами. В течение этого периода импульс с минимальной продолжительностью используется четыре раза, при этом регистрируются получаемые объемы перекачиваемого топлива. Возможно наблюдение за распределением вокруг требуемого объема топлива. На изображенном примере 5 куб.см топлива перекачивается после подачи первого импульса в области калибровки периода времени между импульсами (например, после времени 506). Этот объем топлива может определяться как чрезмерный на основе падения давления топлива в зависимости от объема топлива после прекращения импульса, который вызвал перекачивание этого объема топлива. Требуемая скорость снижения давления топлива может определяться для топливной системы (например, топливной системы 208 на ФИГ. 2), содержащей топливоподкачивающий насос периодического действия, и сравниваться со скоростью периодического давления топлива, возникающего при перекачивании объема топлива (например, в течение периода времени между импульсами) для определения пригодности объема топлива (и/или периода времени между импульсами). На изображенном примере требуемая скорость уменьшения давления топлива составляет 1 бар/куб.см, представленная линией 510. Однако в направлении к завершению перекачивания объема топлива, составляющего 5 куб.см, действительная скорость снижения давления топлива опускается ниже требуемой скорости снижения давления топлива (например, до уровня 0,88 бар/куб.см), уменьшенная скорость снижения давления топлива представлена линией 512. Таким образом, 5 куб.см - это объем, определяемый в качестве неподходящего (например, чрезмерный) объема топлива между импульсами.
3 куб.см - это объем топлива, перекачиваемого между импульсами, в результате следующего импульса. В соответствии с ФИГ. 5, однако, давление топлива не достигло уровня давления 509 паров топлива перед началом последующего импульса (например, снизилось до приблизительно 5 бар).
В этом примере выбор объема топлива, перекачиваемого между импульсами, может зависеть от того, достигнут ли нижний предел давления топлива при полном перекачивании объема топлива, в других случаях или в дополнение к скорости снижения давления топлива. Нижним пределом может быть давление 509 паров топлива или давление, незначительно его превышающее, в качестве примера.
3.8 куб.см - это объем топлива, перекачиваемого между импульсами, в результате следующего импульса. Выбор этого объема топлива, перекачиваемого между импульсами, приводит скорости снижения давления топлива, равной требуемой скорости снижения давления топлива, и достижению давления 509 паров топлива при полном перекачивании объема топлива. Таким образом, 3,8 куб.см - это объем, который может выбираться в качестве объема топлива, перекачиваемого между импульсами, с учетом соответствующей продолжительности периода 514 времени между импульсами.
3.9 куб.см - это объем топлива, перекачиваемый между импульсами, в результате следующего и последнего импульса, подаваемого во время калибровки объема топлива, перекачиваемого между импульсами. Этот объем топлива приводит к достижению требуемой скорости снижения давления топлива, и достижению давления 509 паров топлива при полном перекачивании объема топлива. В некоторых примерах может потребоваться максимизация объема топлива между импульсами, пока удовлетворяются условия скорости снижения давления топлива и достижения нижнего предела давления топлива. В этом случае 3,9 куб.см, а не 3,8 куб.см - это объем, который может выбираться в качестве объема топлива, перекачиваемого между импульсами, с учетом соответствующей продолжительности периода времени между импульсами.
В соответствии с вышеуказанным описанием выбор условий, в которых импульс подают на топливоподкачивающий насос, и, следовательно, выбор объема топлива между импульсами может зависеть от объемного кпд топливного насоса повышенного давления ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса - например, импульс могут подавать, когда определяется, что этот объемный кпд понизился до нижнего предела. Возникновение недопустимо низкого объемного кпд топливного насоса повышенного давления можно избежать путем подачи импульсов на топливоподкачивающий насос при определении падения давления на выпуске топливоподкачивающего насоса до нижнего предела давления топлива выше давления 509 паров топлива, поскольку недопустимо низкий объемный кпд топливного насоса повышенного давления может произойти, когда достигается давление паров топлива.
В некоторых примерах объем топлива между импульсами может быть меньше требуемого объема топлива, который необходимо перекачать в двигатель во время периода времени между импульсами. Например, требуемым объемом топлива может быть объем топлива, необходимый для работы двигателя в выбранных условиях (например, максимальная нагрузка). В качестве неограничивающего примера требуемым объемом топлива может быть 4 куб.см. Таким образом, в некоторых примерах период времени между импульсами может регулироваться на основе минимального значения перекачиваемого топлива. Функционирование топливоподкачивающего насоса в соответствии с истечением периода 514 времени между импульсами и/или перекачиванием соответствующего объема топлива между импульсами может обеспечить поддержание объемного кпд топливного насоса повышенного давления на требуемом уровне. В соответствии с вышеуказанным описанием импульсы, например, могут подавать на топливоподкачивающий насос в ответ на один или более условий подачи топлива, в ответ на давление на выпуске топливоподкачивающего насоса ниже порогового уровня давления (например, давление, незначительно превышающее давление паров топлива). Импульсы могут периодически и непрерывно подавать на топливоподкачивающий насос, пока удовлетворяется одно или более условий.
Следует понимать, что давление паров топлива может меняться в зависимости от различных рабочих условий двигателя, таких как температура топлива. Таким образом, объем топлива между импульсами и/или продолжительность периода времени между импульсами можно калибровать в ответ на изменения температуры топлива для поддержания оптимального объема топлива между импульсами и/или продолжительности для мгновенной температуры топлива.
ФИГ. 5 иллюстрирует регулировку импульсов и продолжительности периода времени между импульсами в ответ на изменения других параметров. Как показано на фигуре, итерационное уменьшение продолжительности импульсов включения приводит к тому, что период времени, в течение которого давление на выпуске топливоподкачивающего насоса остается на пиковом уровне на выпуске топливоподкачивающего насоса (в этом примере - 8 бар). Таким образом, в некоторых примерах требуемая продолжительность включения может выбираться путем определения продолжительности периода времени включения, в течение которого давление на выпуске топливоподкачивающего насоса остается на уровне пикового давления на выпуске в течение периода времени меньше порогового периода времени - в качестве примера, может выбираться период 508 времени, поскольку от приводит к тому, что давление на выпуске топливоподкачивающего насоса остается на пиковом уровне в течение периода времени меньше порогового периода времени.
В других случаях, или дополнительно, требуемую продолжительность включения могут выбирать путем итерационного уменьшения продолжительности включения импульсов до тех пор, пока объем топлива, перекачиваемого топливоподкачивающим насосом под воздействием импульса, не уменьшится. На изображенном примере период 508 времени может выбираться в качестве следующей продолжительности (например, 50 мс), которая приводит к перекачиванию уменьшенного объема топлива (например, 2 куб.см) относительно предыдущих объемов топлива (например, 4 куб.см).
Различные критерии, раскрытые выше, можно использовать для выбора объемов топлива, перекачиваемого между импульсами, и для продолжительности импульса. Например, объем топлива между импульсами можно максимизировать, пока соответствующая скорость снижения давления топлива не опускается ниже требуемой скорости снижения давления топлива и/или нижнее пороговое давление топлива достигается при полном перекачивании объема топлива.
Следует понимать, что график 500 предлагается в качестве примера и не носит ограничительного характера. Амплитуда, продолжительность и функциональные формы, представленные на графике 500, приводятся в качестве наглядных примеров. В частности, следует понимать, что объемы топлива, перекачиваемого до времени 506, могут варьироваться, отклоняясь в большую или меньшую сторону от иллюстрируемых значений.
Следует отметить, что примеры алгоритмов управления и оценки, указанные в данном документе, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или автомобиля. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых команд в долговременной памяти и могут выполняться посредством системы управления, включающей в себя контроллер в комбинации с различными датчиками, исполнительными механизмами и другими аппаратными средствами двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и подобные. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут опускаться.
Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут представлять код в графическом виде, который должен быть запрограммирован в долговременную память машиночитаемого носителя в системе управления двигателем, где описанные действия выполняются посредством исполнения инструкций в системе, включая различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и последовательности по своей сути являются лишь примерами, и что данные конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны разнообразные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с конфигурацией цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «какой-либо» элемент или «первый» элемент или эквивалент такого элемента. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСОМ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА ТОПЛИВА (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2708570C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ДВОЙНОГО ВПРЫСКА ТОПЛИВА | 2016 |
|
RU2717863C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА С ПОСТОЯННЫМ И ПЕРЕМЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ | 2015 |
|
RU2710442C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА ПРИ ПОСТОЯННОМ И ПЕРЕМЕННОМ ДАВЛЕНИИ | 2015 |
|
RU2706872C2 |
| СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ УХУДШЕНИЯ РАБОТЫ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ (ВАРИАНТЫ) | 2015 |
|
RU2692601C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМОЙ | 2015 |
|
RU2706853C2 |
| Способ (варианты) и система для управления системой впрыска топлива | 2016 |
|
RU2723641C2 |
| Система и способ (варианты) для эксплуатации топливоподкачивающего насоса | 2017 |
|
RU2689241C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩЕГО НАСОСА | 2017 |
|
RU2699158C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩИМ НАСОСОМ | 2015 |
|
RU2697583C2 |
Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Предлагаются различные способы работы топливного насоса. В одном из примеров предложен способ приведения в действие топливного насоса, предусматривающий итерационное уменьшение продолжительности импульса включения топливного насоса низкого давления, до тех пор, пока пиковое давление на выпуске топливного насоса не уменьшится с пикового давления на выпуске, соответствующего предыдущему импульсу, для определения минимальной продолжительности импульса и подача импульса с минимальной продолжительностью на топливный насос. Изобретение позволяет минимизировать расход энергии топливным насосом при сохранении подачи достаточного объема топлива к двигателю. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.
1. Способ функционирования топливного насоса, содержащий:
во время периодической работы топливного насоса, включающей в себя подачу множества импульсов напряжения на топливный насос, причем так, что частота вращения топливного насоса падает до нуля между импульсами напряжения:
итерационное уменьшение продолжительности включения каждого импульса напряжения до тех пор, пока пиковое давление на выпуске топливного насоса не уменьшится с пикового давления на выпуске, соответствующего предыдущему импульсу напряжения, для определения минимальной продолжительности импульса; и
подачу импульса напряжения с минимальной продолжительностью импульса на топливный насос; и
во время непрерывной работы топливного насоса, включающей в себя подачу множества импульсов напряжения на топливный насос, причем так, что топливный насос вращается непрерывно без остановки между импульсами напряжения:
подачу переменного коэффициента заполнения на топливный насос.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подача импульса напряжения с минимальной продолжительностью импульса на топливный насос приводит к тому, что топливный насос перекачивает требуемый объем топлива, при этом топливный насос подает топливо в накопитель, расположенный ниже по потоку от топливного насоса.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность включения каждого импульса напряжения итерационно уменьшают до тех пор, пока продолжительность времени, при котором топливный насос выдает пиковое давление на выпуске, не снизится ниже порогового значения.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подача импульса напряжения с минимальной продолжительностью импульса на топливный насос включает в себя подачу импульса напряжения с минимальной продолжительностью импульса на топливный насос, пока значение одного или обоих из таких параметров, как нагрузка двигателя или частота вращения двигателя, ниже соответствующих пороговых значений, причем периодическая работа топливного насоса включает в себя чередующиеся периоды включенного состояния насоса и периоды выключенного состояния насоса, при этом продолжительность включения представляет собой продолжительность периодов включенного состояния насоса.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что непрерывная работа топливного насоса происходит, пока значение одного или обоих из таких параметров, как нагрузка двигателя и частота вращения двигателя, равно или превышает соответствующие пороговые значения, причем частота вращения топливного насоса падает до нуля во время периодов выключенного состояния насоса.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что импульс напряжения с минимальной продолжительностью импульса подают на топливный насос в ответ на падение давления на выпуске топливного насоса до нижнего порогового давления, причем коэффициент заполнения зависит от частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя, при этом частота вращения топливного насоса падает до нуля во время периодов выключенного состояния насоса.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что импульс напряжения с минимальной продолжительностью импульса подают на топливоподкачивающий насос в ответ на объем топлива, перекачиваемый топливным насосом высокого давления, расположенным ниже по потоку от топливного насоса.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что топливный насос представляет собой топливоподкачивающий насос, при этом объем топлива меньше требуемого объема топлива, который при перекачивании с помощью топливоподкачивающего насоса приводит к тому, что давление на впуске топливного насоса высокого давления падает практически до давления паров топлива.
9. Способ по п. 1, дополнительно содержащий следующие этапы:
привязку минимальной продолжительности импульса к температуре топлива; и
сохранение минимальной продолжительности импульса, связанной с температурой топлива, в структуре данных, содержащей множество значений минимальной продолжительности импульса, каждое из которых связано с соответствующим значением температуры топлива.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность включения итерационно уменьшают в ответ на пороговое изменение температуры топлива.
11. Способ функционирования топливного насоса, содержащий:
при первом наборе условий,
периодическое приведение в действие топливного насоса с помощью подачи импульса напряжения два или более раз; и
итерационное уменьшение продолжительности каждого импульса напряжения до тех пор, пока объем топлива, перекачиваемого в результате подачи уменьшенного импульса напряжения, не уменьшится для определения минимальной продолжительности;
и при втором наборе условий,
периодическое приведение топливного насоса в действие с помощью импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени,
причем периодическое приведение топливного насоса в действие включает в себя повторяемую подачу импульса напряжения на топливный насос, причем каждый импульс напряжения отделен от соседнего импульса напряжения межимпульсной продолжительностью времени, в которой топливный насос выключен, а частота вращения насоса подает до нуля.
12. Способ по п. 11, дополнительно содержащий:
при первом наборе условий,
приведение топливного насоса в действие с помощью импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени, два или более раз;
привязку объема топлива, перекачиваемого с каждой подачей импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени; и
определение межимпульсного объема топлива менее требуемого объема топлива; и
при втором наборе условий,
приведение в действие топливного насоса с помощью импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени, непосредственно после перекачивания межимпульсного объема топлива.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что приведение топливного насоса в действие с помощью импульса напряжения, длящегося минимальную продолжительность времени, непосредственно после перекачивания межимпульсного объема топлива поддерживает давление на выпуске топливного насоса выше давления паров топлива.
14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что перед уменьшением объема топлива, объем топлива, перекачанного в результате подачи указанного импульса напряжения, представляет собой требуемый объем топлива на каждой уменьшенной итерации.
15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что первый набор условий включает в себя возникновение порогового изменения температуры топлива, при этом способ дополнительно содержит, когда частота вращения двигателя или нагрузка двигателя превышает соответствующее пороговое значение, непрерывное функционирование топливного насоса с помощью подачи коэффициента заполнения на топливный насос, причем указанный коэффициент заполнения зависит от частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя, при этом непрерывное функционирование топливного насоса включает в себя подачу множества импульсов напряжения на топливный насос, причем так, что топливный насос вращается непрерывно без остановки между импульсами напряжения.
16. Способ по п. 11, отличающийся тем, что второй набор условий включает в себя нахождение одного или обоих из таких параметров, как частота вращения двигателя и нагрузка двигателя, ниже соответствующих пороговых значений, причем топливный насос представляет собой топливоподкачивающий насос, подающий топливо в накопитель, расположенный между топливоподкачивающим насосом и расположенным ниже по потоку топливным насосом высокого давления.
17. Способ функционирования топливного насоса, содержащий:
во время первого условия:
итерационное уменьшение продолжительности импульса включения топливного насоса до тех пор, пока давление на выпуске топливного насоса остается на уровне пикового давления на выпуске в течение продолжительности времени меньше пороговой продолжительности времени, чтобы определить требуемую продолжительность импульса, причем топливный насос перекачивает топливо во время указанного импульса;
повторяемую подачу импульса в течение требуемой продолжительности импульса на топливный насос в ответ на условия подачи топлива, причем каждый импульс отделен от последующих импульсов межимпульсной продолжительностью времени; и
регулирование межимпульсной продолжительности времени между последовательными импульсами в зависимости от минимального значения перекачиваемого топлива для повторяемой подачи импульсов в течение требуемой продолжительности импульса, причем частота вращения топливного насоса падает до нуля во время межимпульсной продолжительности времени; и
во время второго условия:
непрерывную подачу коэффициента заполнения на топливный насос, причем коэффициент заполнения зависит от частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что подача импульса в течение требуемой продолжительности импульса приводит к перекачиванию требуемого количества топлива, причем указанное минимальное количество перекачиваемого топлива меньше требуемого количества перекачиваемого топлива, причем первое условие включает в себя частоту вращения двигателя или нагрузку двигателя ниже соответствующих пороговых значений, при этом второе условие включает в себя частоту вращения двигателя или нагрузку двигателя выше соответствующих пороговых значений.
19. Способ по п. 18, дополнительно содержащий сохранение требуемой продолжительности импульса и требуемого количества перекачиваемого топлива в виде функции от температуры топлива, при этом топливный насос представляет собой топливоподкачивающий насос, расположенный выше по потоку от топливного насоса высокого давления.
20. Способ по п. 17, отличающийся тем, что условия подачи топлива включают в себя перекачивание требуемого количества перекачиваемого топлива, причем топливный насос подает топливо в накопитель, расположенный ниже по потоку от топливного насоса.
| US 5542395 A1, 06.08.1996 | |||
| US 20140227107 A1, 14.08.2014 | |||
| ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЕ | 2006 |
|
RU2299342C1 |
