專利名稱：燃料噴射系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明通常涉及內(nèi)燃機(jī)的雙流體燃料噴射系統(tǒng)，尤其涉及一種調(diào)節(jié)這種雙流體燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)所需要的空氣壓力的方法。本發(fā)明應(yīng)用于兩沖程和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，并且適合于用在單缸和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中。
本發(fā)明的背景技術(shù)雙流體燃料噴射系統(tǒng)在每個(gè)噴射過程期間典型地使用壓縮氣體，從而夾帶和霧化測(cè)量過的燃料量，從而輸送到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)明了這種燃料噴射系統(tǒng)，并且它的一個(gè)方案描述在本申請(qǐng)人的美國專利No.RE36768中，這個(gè)專利的細(xì)節(jié)在這里引入以作參考。通常這些燃料噴射系統(tǒng)進(jìn)行滿意地工作需要壓縮氣體源、如空氣壓縮機(jī)。這里所使用的術(shù)語“空氣”不僅指大氣，而且還指其它氣體，這些其它氣體包括空氣和廢氣或者燃料蒸氣的混合物。在工作中，這種雙流體燃料噴射系統(tǒng)典型地依賴于燃料和壓縮氣體之間存在的壓差，而該燃料被測(cè)量從而進(jìn)行后面的輸送，壓縮氣體典型地是空氣，該壓縮氣體被用來把燃料輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)中。在這方面上，下面的情況是正常的燃料壓力稍大于空氣壓力，因此以與上述美國專利No.RE36768所描述相類似的方式，使測(cè)量過的燃料進(jìn)入到壓縮氣體中。在不存在這種壓差的情況下，不會(huì)為后面的輸送而測(cè)量燃料。
典型的雙流體燃料直噴系統(tǒng)可以工作在均勻進(jìn)料模式和分層進(jìn)料模式下。均勻進(jìn)料模式是指點(diǎn)火時(shí)燃料在整個(gè)燃燒室內(nèi)基本均勻分布，而分層進(jìn)料模式是指在點(diǎn)火時(shí)燃料在整個(gè)燃燒室內(nèi)基本分層分布。
為了確保在工作條件的較寬范圍內(nèi)進(jìn)行有效工作，因此雙流體燃料噴射系統(tǒng)的燃料供給系統(tǒng)和空氣供給系統(tǒng)設(shè)置有超載和合適調(diào)節(jié)的裝置。這種超載和調(diào)節(jié)裝置確保了燃料供給系統(tǒng)在正常情況下工作在預(yù)定的最佳壓力下，同樣地確?？諝夤┙o系統(tǒng)工作在預(yù)定的最佳壓力上。調(diào)節(jié)裝置控制燃料和空氣各自在燃料和空氣供給系統(tǒng)內(nèi)的壓力，因此這些系統(tǒng)的最大壓力超過預(yù)定的最佳壓力。燃料供給壓力和空氣供給壓力典型地設(shè)置成具有預(yù)定壓差，因此公知的燃料量通過燃料供給系統(tǒng)來測(cè)量。
但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在某些工作條件下，例如當(dāng)存在不正常燃料供給條件時(shí)，燃料供給系統(tǒng)內(nèi)的燃料壓力明顯小于上面所指的標(biāo)準(zhǔn)工作壓力，因此該燃料壓力可以小于空氣供給系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力。其結(jié)果是，燃料和空氣之間所需要的壓差不存在了，因此不可能通過氣體以正常的方式來測(cè)量輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料。此外，如果燃料壓力明顯小于該系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力，那么通過空氣壓力來測(cè)量燃料的任何企圖可以導(dǎo)致空氣回流到燃料源中，這會(huì)導(dǎo)致燃料源中存在氣泡，因此進(jìn)一步導(dǎo)致燃料測(cè)量問題。
這種不正常的燃料供給情況的一個(gè)例子存在于冷環(huán)境條件下的起動(dòng)期間，其中起動(dòng)期間從電池中得到的電流引起電池的終端電壓從標(biāo)準(zhǔn)的12V-14V的范圍降低到8V或者更小。這種電池組電壓的降落可以產(chǎn)生電壓，該產(chǎn)生的電壓不足以使燃料供給系統(tǒng)的燃料泵進(jìn)行正確工作，因此該燃料以來自燃料容器中的滿意壓力供給到燃料噴射系統(tǒng)的燃料測(cè)量元件中。另一方面，它可以導(dǎo)致燃料供給系統(tǒng)中的燃料壓力以小于空氣供給系統(tǒng)中的空氣壓力的速率升高。這可以導(dǎo)致雙流體燃料噴射系統(tǒng)的空氣供給系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力大于燃料壓力，而該燃料壓力在這種冷起動(dòng)和小電池組電壓的情況下由燃料泵來提供，因此可以防止來自燃料噴射器的燃料的任何正向流動(dòng)。在許多目前的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中這是特別成問題的，而這些目前的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中當(dāng)電池組電壓降低到小于最佳值時(shí)需要發(fā)動(dòng)機(jī)在這種冷的環(huán)境條件下起動(dòng)。
根據(jù)申請(qǐng)人所發(fā)明的一些控制方法來解決由于不正常燃料供給條件所引起的這樣問題輸送的燃料壓力小于燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的普通空氣壓力，而在這些控制方法中，空氣供給系統(tǒng)在起動(dòng)時(shí)通過“泵送”順序(“pump-up”sequence)而快速增壓。這些“泵送”方法公開在本申請(qǐng)人的美國專利No.4936279和PCT專利申請(qǐng)No.WO98/01667中，這些專利和專利申請(qǐng)的內(nèi)容在這里引入以作參考。這些方法在起動(dòng)時(shí)可以在雙流體燃料噴射系統(tǒng)的空氣供給系統(tǒng)中快速形成所需要的空氣壓力。在典型的泵送順序中，燃料噴射系統(tǒng)的輸送噴射器在合適的時(shí)間打開，從而使增壓氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室流過輸送噴射器并進(jìn)入到空氣供給系統(tǒng)中，從而使空氣供給系統(tǒng)增壓。不幸的是，燃料泵所輸送的燃料壓力的升高速率落后于空氣供給系統(tǒng)中的空氣或者氣體壓力的升高速率，例如由于電池組電壓較小的原因。其結(jié)果是，起動(dòng)期間的氣體壓力有時(shí)超過輸送的燃料壓力，因此燃料不會(huì)被有效地測(cè)量，并且不會(huì)有效地輸送到燃料噴射系統(tǒng)中，如果真是這樣，那么發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)合適地起動(dòng)。
不正常的燃料供給條件還可以產(chǎn)生于其它情況的工作中，尤其產(chǎn)生于失效情況下如燃料泵失效或者調(diào)節(jié)器失效。
這些是有利的在這些情況下調(diào)節(jié)雙流體燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力，以致燃料可以輸送到燃料噴射系統(tǒng)中，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并且快速形成正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的概述因此，本發(fā)明的目的是提供一種調(diào)節(jié)雙流體燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力的方法，該方法解決了上述缺點(diǎn)。
就這個(gè)目的而言，本發(fā)明提供了一種控制雙流體燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力的方法，其中氣體被用來把測(cè)量過的燃料量輸送到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中，該方法包括探測(cè)不正常的燃料供給情況在不正常的燃料供給情況下，把燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力調(diào)節(jié)成小于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)所輸送的燃料壓力的值，因此如雙流體燃料噴射系統(tǒng)所需要的一樣輸送燃料。
優(yōu)選的是，把氣體壓力調(diào)節(jié)成小于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下時(shí)的雙流體燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)所期望的氣體壓力的值。合適地，由壓縮機(jī)、典型地由空氣壓縮機(jī)來提供氣體壓力，該壓縮機(jī)布置成在壓力作用下把空氣供給到燃料噴射系統(tǒng)中，在某些應(yīng)用中，該燃料噴射系統(tǒng)可以由發(fā)動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)上面方法的氣體壓力的這種控制特別有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，尤其在冷環(huán)境情況下更是如此，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的電池組的電壓可以下降到這樣的值上該值不足以使燃料供給系統(tǒng)的燃料泵形成滿意的燃料輸送壓力。相應(yīng)地，在這些情況下，在燃料和空氣之間不存在滿意的壓差來使燃料相對(duì)于燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的普通氣體壓力進(jìn)行測(cè)量。磨損或者燃料泵失效(該泵不能以所需要的壓力輸送燃料)也可以產(chǎn)生這些情況。可以引起不正常的較小燃料壓力的其它情況包括堵塞的或者局部堵塞的燃料過濾器、損壞的燃料管工作(如，如果機(jī)動(dòng)車在粗糙的地面上行駛并且管子工作被破壞)、由于機(jī)動(dòng)車用光了燃料或者開始用光燃料所引起的燃料壓力損失、燃料系統(tǒng)泄漏(例如，由密封O形環(huán)失效所引起)、在燃料噴射系統(tǒng)的燃料調(diào)節(jié)器內(nèi)具有臟物、及在機(jī)動(dòng)車安裝有串聯(lián)安裝的兩個(gè)分支的燃料泵(2-off fuel pumps)、其中一個(gè)分支的燃料泵失效的情況。另一方面，燃料泵輸送的燃料壓力不能以實(shí)現(xiàn)快速形成正常發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的速率升高，或者它不能以與空氣供給系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力相同的速率升高。
這些情況是不正常燃料供給情況的一些例子，如前面所提及的這些例子可以導(dǎo)致燃料供給系統(tǒng)的燃料壓力小于氣體壓縮機(jī)所輸送的氣體壓力。在本申請(qǐng)人所發(fā)明的這種雙流體燃料噴射系統(tǒng)中，這種情況可以阻礙實(shí)現(xiàn)滿意的燃料測(cè)量，并且阻止了燃料噴射系統(tǒng)進(jìn)行合適地工作。
優(yōu)選的是，通過使用至少一個(gè)壓力探測(cè)裝置可以探測(cè)到不正常的燃料系統(tǒng)情況。所述壓力探測(cè)裝置最好是差壓探測(cè)裝置，該差壓探測(cè)裝置可以探測(cè)所述燃料供給系統(tǒng)和所述空氣供給系統(tǒng)之間的相對(duì)壓力。所述壓力探測(cè)裝置還包括用來探測(cè)所述燃料壓力供給系統(tǒng)的燃料壓力的傳感器和/或空氣壓力傳感器，該空氣壓力傳感器探測(cè)所述空氣壓力供給系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力。
另一方面，由所述內(nèi)燃機(jī)、所述燃料供給系統(tǒng)或者所述空氣供給系統(tǒng)中的至少一個(gè)的公知特性曲線來確定不正常的燃料系統(tǒng)情況。優(yōu)選地，所述燃料供給系統(tǒng)的特性曲線包括至少一個(gè)所述燃料供給系統(tǒng)中的燃料壓力到達(dá)預(yù)定壓力的響應(yīng)時(shí)間，優(yōu)選地，是從公知的開始?jí)毫_(dá)到預(yù)定壓力的響應(yīng)時(shí)間。優(yōu)選地，所述公知特性曲線還包括發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況如電池組電壓、環(huán)境空氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、冷卻劑溫度和在起動(dòng)時(shí)所得到的、與電池組電壓響應(yīng)有關(guān)的電池組電流。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)電控元件所使用的電子圖，該圖是公知的特性曲線和/或發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)電子圖是整個(gè)至少一種工作情況范圍內(nèi)的至少一種公知特性曲線。例如，該圖可以作出在各種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)溫度或者各種環(huán)境空氣溫度時(shí)燃料供給系統(tǒng)內(nèi)的燃料壓力升高的圖線。從這種公知的發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)特性曲線的圖中可以知道，空氣供給系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力被調(diào)節(jié)成小于燃料供給系統(tǒng)內(nèi)的燃料壓力，直到燃料壓力達(dá)到預(yù)定壓力為止。在到達(dá)預(yù)定壓力時(shí)，依賴于標(biāo)準(zhǔn)的燃料壓力和空氣壓力調(diào)節(jié)裝置。另一方面，與所述至少一個(gè)壓力探測(cè)裝置相結(jié)合的所述公知發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線可以探測(cè)到或者估計(jì)出不正常的燃料供給情況的發(fā)生。
優(yōu)選地，根據(jù)這里所詳細(xì)描述的一個(gè)或者多個(gè)方法來控制或者調(diào)節(jié)燃料噴射系統(tǒng)的氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力增加速率，因此燃料泵所輸送的燃料壓力超過氣體壓力一個(gè)足夠量，從而在這種不正常的工作條件下如冷環(huán)境條件下使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行滿意地起動(dòng)并且使發(fā)動(dòng)機(jī)工作。
即使在不正常的燃料供給情況下，可以以許多不同的方式來實(shí)現(xiàn)氣體壓力的這種調(diào)節(jié)。在第一種方法中，雙流體燃料噴射系統(tǒng)的輸送噴射器可以被操作來控制氣體供給系統(tǒng)的壓力。例如，輸送噴射器可以在合適的時(shí)間打開，從而把氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力減少到小于輸送燃料壓力的理想值上。在這方面上，該方法共用一些與1999年8月20日提交的、本申請(qǐng)人的待審的PCT專利申請(qǐng)No.WO00/11337所公開的方法相同的類似點(diǎn)，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容在這里引入以作參考。
在合適的時(shí)間打開輸送噴射器可以導(dǎo)致燃料噴射系統(tǒng)的氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力減少，控制大小或者減少量是輸送噴射器的打開時(shí)間和/或定時(shí)的函數(shù)，另一方面，在公知的工作情況下，它可以是相對(duì)于公知的氣缸氣體壓力的、噴射器的關(guān)閉定時(shí)的函數(shù)。優(yōu)選的是，輸送噴射器的這種打開產(chǎn)生于這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間這種不正常的燃料供給情況被探測(cè)到，并且發(fā)動(dòng)機(jī)工作在例如起動(dòng)期間或者起動(dòng)后的很短時(shí)間內(nèi)。另一方面，即使不正常的燃料供給情況產(chǎn)生于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，但如所建議的一樣控制輸送噴射器，從而為發(fā)動(dòng)機(jī)提供了無力-回復(fù)原位(limp-home)的工作模式。
雙流體燃料噴射系統(tǒng)可以包括一個(gè)或者多個(gè)輸送噴射器。每個(gè)輸送噴射器布置成直接噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中，并且可以選擇一個(gè)或者多個(gè)噴射器來實(shí)現(xiàn)氣體壓力調(diào)節(jié)功能。因此，本發(fā)明可以應(yīng)用到具有一個(gè)或者多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中。
每個(gè)輸送噴射器的打開時(shí)間足夠使氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力保持在小于燃料壓力的值上。方便的是，輸送噴射器的控制可以是這樣的，從而在燃料和空氣之間重新形成理想的壓差。用來調(diào)節(jié)氣體壓力的一些或者每個(gè)輸送噴射器的打開定時(shí)可以方便地布置成產(chǎn)生于噴射器的正常燃料輸送過程之間。因此，使燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力減少的噴射器打開最好產(chǎn)生于這樣的一些定時(shí)在這些定時(shí)，輸送噴射器(另外可以稱為空氣噴射器)不能正常地打開來把燃料輸送到燃燒室中。盡管如此，在某些應(yīng)用中，用于氣體壓力調(diào)節(jié)的噴射器控制可以緊接在燃料輸送過程之前、之后，或者在某些情況下稍稍與燃料輸送過程重疊。例如，減少空氣壓力的一種可能方法是保持相同的噴射過程作為每個(gè)正常的過程，但是簡單地使輸送噴射器保持打開一個(gè)較長的時(shí)間期間，因此使氣體供給系統(tǒng)的空氣壓力減小。在這種情況下，關(guān)閉輸送噴射器、常稱為“空氣結(jié)束”(EOA)被定時(shí)成與氣缸壓力相一致，而該氣缸壓力公知為產(chǎn)生于發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的一些特殊點(diǎn)上，其結(jié)果是，氣缸壓力被用來控制空氣供給系統(tǒng)中的空氣壓力。
優(yōu)選的是，用來進(jìn)行氣體壓力調(diào)節(jié)的噴射器打開產(chǎn)生于這樣的時(shí)間點(diǎn)上在該時(shí)間點(diǎn)上，相應(yīng)氣缸內(nèi)的壓力小于燃料噴射系統(tǒng)的氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力。相應(yīng)地，噴射器打開定時(shí)及打開期間被用來控制氣體壓力調(diào)節(jié)的程度。即，使噴射器打開一個(gè)相同的時(shí)間期間，但是，例如，在氣缸壓力較小時(shí)，在氣缸循環(huán)的一點(diǎn)上，典型地可以導(dǎo)致燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力大量減少。另一方面，也可以使噴射器工作得比正常時(shí)間期間還長來得到相同的結(jié)果。
方便地，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作在四沖程循環(huán)中的情況下，控制噴射器從而在進(jìn)氣沖程的后部分、壓縮沖程的前部分和排氣沖程的某些部分期間減少氣體壓力。方便地，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作在兩沖程循環(huán)的情況下，控制噴射器，從而在排氣/進(jìn)氣沖程的后部分和/或壓縮沖程的初始部分期間減少氣體壓力。在合適的時(shí)間，在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸循環(huán)的這些范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的壓力可能小于氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的壓力(即當(dāng)需要壓力減少時(shí))，因此存在機(jī)會(huì)減少空氣供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力。
使這個(gè)原理采用另外一步，在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸循環(huán)內(nèi)的某些時(shí)間點(diǎn)上，活塞在氣缸內(nèi)向著下死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)可以在氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空或者低壓區(qū)域。然后，在氣缸內(nèi)產(chǎn)生的這種真空或者低壓區(qū)域有利于從氣體供給系統(tǒng)中減少一些氣體壓力和在某些情況下使容納在輸送噴射器內(nèi)的燃料或者從燃料測(cè)量噴射器供給到輸送噴射器的燃料進(jìn)入到氣缸中，同時(shí)輸送噴射器保持打開。這是由于在打開的輸送噴射器中產(chǎn)生了壓差的結(jié)果，該壓差使最后的流體質(zhì)量從打開的燃料測(cè)量噴射器流入到輸送噴射器中，因此進(jìn)入到氣缸中。這有利于把足夠的燃料輸送到氣缸中，從而在氣缸中維持后面的燃燒過程。后面的原理與1999.8.20日提交的、本申請(qǐng)人的待審的PCT專利申請(qǐng)No.WO00/11337所描述的方法相似，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容在這里引入以作參考。這個(gè)技術(shù)具有特殊應(yīng)用，例如在失效的情況下，即燃料泵、燃料壓力調(diào)節(jié)器或者其它控制裝置已產(chǎn)生不正常燃料供給的情況。
噴射器打開和輸送噴射器和/或燃料噴射器或者燃料測(cè)量裝置的工作通常由控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作的電控元件(ECU)來控制。使用這種ECU的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)描述在標(biāo)準(zhǔn)原文中如K.Newton，W.Steeds和T.K.Garret的“The Motor Vehicle，Twelfth Edition(1996)”，并且由美國汽車工程師學(xué)會(huì)出版。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中使用ECU對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講是公知的，因此在這里沒有進(jìn)一步詳細(xì)描述ECU。
方便地，ECU通過合適地設(shè)置的壓力傳感器可以確定燃料噴射系統(tǒng)的氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力，空氣供給系統(tǒng)包括空氣管路，該空氣管路把空氣供給到輸送噴射器中，并且壓縮氣體從空氣壓縮機(jī)中供給到該空氣管路中。例如，壓力傳感器可以設(shè)置來測(cè)量空氣管路中的空氣壓力。因此，這種空氣壓力傳感器是這樣的一種裝置通過它可以探測(cè)到燃料噴射系統(tǒng)中的氣體壓力，從而確定它大于理想值。另一方面，ECU通過公知的空氣供給系統(tǒng)特性曲線和公知的工作條件來估計(jì)空氣壓力。
ECU還可以確定氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的理想空氣壓力值，該理想空氣壓力值具有實(shí)際或者預(yù)定的電池組電壓和/或燃料壓力的標(biāo)準(zhǔn)，并且通過空氣壓力傳感器來比較實(shí)際測(cè)量的氣體壓力和預(yù)定的理想值。這種理想值是比輸送的燃料壓力小得多的壓力，從而進(jìn)行有效燃料測(cè)量，因此使燃料噴射系統(tǒng)進(jìn)行滿意地工作。使用這種方法，如果測(cè)量的氣體壓力至少基本上與理想值相同，那么ECU將不會(huì)進(jìn)一步采取行動(dòng)來調(diào)節(jié)氣體壓力。但是，如果測(cè)量的氣體壓力大于理想值，那么ECU確定輸送噴射器的理想打開定時(shí)和打開期間，從而設(shè)法使氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力向著理想值減少或者減少到理想值。在這方面上，ECU可以包括“查尋”圖或者其它合適的計(jì)算裝置，從而確定所需要的噴射器的‘空氣開始’(SOA)(打開開始)和所需要的打開時(shí)間，或者確定所需要的特殊發(fā)動(dòng)機(jī)速度的噴射器的‘空氣結(jié)束’(EOA)，因此達(dá)到了所需要的氣體壓力下降量。在EOA處，關(guān)閉了噴射器。然后確定可以打開噴射時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的下一個(gè)可行的‘最佳時(shí)間’期間，然后噴射器在那個(gè)最佳時(shí)間期間被致動(dòng)。在噴射器致動(dòng)之后，測(cè)量氣體壓力，并且上述的過程可以重復(fù)直到空氣壓力達(dá)到理想值為止。因此，在燃料噴射系統(tǒng)中使用這種空氣壓力傳感器實(shí)際上提供了燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力的閉環(huán)控制。
作為在氣體供給系統(tǒng)內(nèi)具有壓力傳感器的替換方式，本發(fā)明的方法只依賴于一些裝置來探測(cè)壓縮機(jī)所輸送的空氣壓力大于燃料泵所輸送的燃料壓力。壓差傳感器測(cè)量燃料供給系統(tǒng)內(nèi)的燃料壓力和空氣供給系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力之間的壓差，該壓差傳感器可以用來探測(cè)不正常的燃料供給情況。
在另一種方法中，ECU在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)可以探測(cè)到電池組所得到的實(shí)際電壓。另一方面，起動(dòng)時(shí)的可能電壓值可以由信息如環(huán)境溫度數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)出來。當(dāng)燃料壓力-電池組電壓特性曲線容易確定時(shí)，燃料噴射系統(tǒng)的燃料泵所輸送的可能或者實(shí)際燃料壓力可以計(jì)算出來或者由ECU探測(cè)出來，并且相應(yīng)地把空氣壓力調(diào)節(jié)成小于探測(cè)的或者預(yù)計(jì)的燃料壓力。優(yōu)選的是，與燃料壓力相比，空氣壓力足夠小以致提供了足夠的壓差，從而使燃料噴射系統(tǒng)進(jìn)行合適地工作。換句話說，空氣壓力被控制為電池組電壓或者環(huán)境溫度的函數(shù)。
本發(fā)明的方法還可以應(yīng)用到使用一個(gè)泵送方法使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作的情況下，如本申請(qǐng)人的美國專利No.4936279和/或待審的PCT專利申請(qǐng)No.WO98/01667所描述的一樣。這些專利描述了這樣的技術(shù)使用氣缸的氣體壓力把壓縮空氣供給到雙流體燃料噴射系統(tǒng)的空氣供給系統(tǒng)中。在氣缸氣體壓力大于空氣供給系統(tǒng)中的空氣壓力的位置上，在壓縮沖程時(shí)，通過打開輸送噴射器把壓縮空氣供給到燃料室中。其結(jié)果是，壓縮空氣回流到空氣供給系統(tǒng)中，并且空氣供給系統(tǒng)中的氣體壓力增加了。
如前面所提及的一樣，當(dāng)存在如前面所述的、不正常的燃料供給情況時(shí)，存在這樣的可能性氣體供給系統(tǒng)以大于這樣的速率增壓到預(yù)定值上發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料泵以該速率把預(yù)定壓力的燃料輸送到燃料噴射系統(tǒng)中。相應(yīng)地，當(dāng)采用“泵送”方法時(shí)，氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力可以調(diào)節(jié)成這樣的即使空氣壓力增加，但是在那個(gè)特殊時(shí)間點(diǎn)上它不會(huì)超過燃料泵所得到的燃料壓力。因此，測(cè)量了后面輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料。
如上述PCT專利申請(qǐng)No.WO98/01667所描述的一樣，在“泵送”順序中，在逐漸更加靠近在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞的上死點(diǎn)位置的定時(shí)處打開輸送噴射器。相應(yīng)地，如氣體供給的增壓速率一樣，在這種泵送順序中的、輸送噴射器的打開定時(shí)和打開期間被控制到確?？諝鈮毫Σ粫?huì)超過燃料壓力所需要的程度。即，當(dāng)存在不正常的燃料供給情況時(shí)，產(chǎn)生亞最佳泵送過程來減少氣體供給系統(tǒng)增壓到理想值上的速率。這個(gè)的替換方式或者與它結(jié)合在一起的方式是，泵送過程的頻率或者順序被改進(jìn)來提供氣體供給系統(tǒng)的亞最佳增壓。例如，產(chǎn)生的泵送過程常常少于每個(gè)氣缸循環(huán)，例如每兩個(gè)氣缸循環(huán)產(chǎn)生一個(gè)泵送過程，而不是每個(gè)氣缸循環(huán)產(chǎn)生一個(gè)泵送過程。
在上述方法的變形中，空氣壓力的升高速率被形成為探測(cè)的電池組電壓的升高速率的函數(shù)。當(dāng)輸送的燃料壓力是探測(cè)的電池組電壓的函數(shù)時(shí)，氣體供給裝置內(nèi)的空氣壓力的升高速率可以被控制(例如通過上述的技術(shù)來控制)成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后的電池組電壓的升高速率的函數(shù)。
作為通常在不正常的燃料供給情況下調(diào)節(jié)燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力的另一方法，ECU不容易產(chǎn)生任何泵送過程，因此氣體供給系統(tǒng)不能快速增壓。因此，使氣體壓力增加到理想值的時(shí)間增加了并且依賴于壓縮機(jī)完成許多初始工作循環(huán)所用的時(shí)間(參照上述的美國專利和PCT專利申請(qǐng))。
上面技術(shù)的相關(guān)變形是簡單地延遲產(chǎn)生泵送順序，因此可以相同的結(jié)果。在這方面上，泵送順序可以延遲，直到例如燃料泵進(jìn)行穩(wěn)定工作為止。另一方面，如果泵送順序已產(chǎn)生了，那么它可以中斷，并且在該順序中包括減壓過程，如實(shí)現(xiàn)必需控制氣體或者空氣壓力所需要的一樣。在燃料壓力和空氣壓力之間采用壓差傳感器的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力可以控制成使燃料壓力跟著改變。在這種系統(tǒng)中，ECU根據(jù)工作情況估計(jì)在起動(dòng)開始之后開始“泵送”過程的最佳起動(dòng)時(shí)間。另一方面，使用燃料壓力和空氣壓力之間的最佳壓差。然后，參照空氣壓力和燃料壓力之間的壓差的任何變化，把“泵送”過程控制成調(diào)節(jié)空氣供給系統(tǒng)的空氣壓力。因此當(dāng)壓差由于燃料的壓力上升而開始上升時(shí)，“泵送”過程開始了，并且被控制成使空氣壓力與燃料壓力一起跟蹤預(yù)定壓差。
如前文所述一樣，雙流體燃料噴射系統(tǒng)包括氣體供給裝置，該裝置用來供給作為燃料的推動(dòng)者的氣體，在所述燃料和氣體噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，該氣體有利于霧化燃料，其中這種空氣供給裝置典型地采用空氣管路元件的形式。管路元件中的氣體壓力通常需要控制到這樣的值上，該值比燃料供給系統(tǒng)所輸送的燃料壓力小得多，從而可以使燃料噴射系統(tǒng)進(jìn)行有效工作。當(dāng)輸送噴射器打開來減少減少空氣管路元件中的空氣壓力時(shí)，另外提供可控制的氣體壓力減壓閥來根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行氣體壓力控制也是可能的。這種閥可以是這樣的當(dāng)氣體壓力超過某一預(yù)定值時(shí)可以打開來降低壓力。另一方面，例如減壓閥可以在ECU的控制下進(jìn)行電磁操作。因此，如果探測(cè)的氣體壓力超過輸送的燃料壓力，那么減壓閥在ECU的控制下可以打開來使氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的壓力減少到可以接受的值。這種減壓閥的打開時(shí)間可以以與輸送噴射器相似的方式進(jìn)行控制。在另一種替換方式中，節(jié)流閥可以設(shè)置在壓縮機(jī)的進(jìn)入側(cè)上，該壓縮機(jī)用來把壓縮空氣供給到空氣供給系統(tǒng)中。當(dāng)處于不正常的燃料供給情況時(shí)，這種布置使壓縮機(jī)相對(duì)于燃料壓力變化來調(diào)節(jié)空氣壓力變化。
此外，不是在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)使氣體供給系統(tǒng)保持增壓狀態(tài)，在關(guān)閉之前使氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力減少，因此氣體供給系統(tǒng)保持不增壓或者處于較小的正壓力下，因此在冷起動(dòng)情況下防止了空氣壓力大于燃料壓力。即，在起動(dòng)時(shí)，空氣壓力已經(jīng)處于較小值上，并且不需要減少或者進(jìn)一步調(diào)節(jié)。
本方法還適合于特殊燃料泵。例如，對(duì)于給定的燃料泵而言，這些問題是公知的形成足夠大的燃料壓力直到起動(dòng)之后的某個(gè)時(shí)間過去為止。對(duì)ECU進(jìn)行相應(yīng)地編程，從而確保不會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生泵送順序，或者確保即使自動(dòng)產(chǎn)生了泵送順序，但是它們可以以這樣的方式行動(dòng)來提供亞最佳的氣體供給系統(tǒng)的增壓。這種自適應(yīng)控制在其它情況下是可能的。
用來調(diào)節(jié)燃料噴射系統(tǒng)中的氣體壓力的上述方法和/或裝置可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，或者與這些方法和/或裝置進(jìn)行任何合適的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。例如，與延遲燃料噴射系統(tǒng)的泵送順序一起，本發(fā)明可以同時(shí)控制輸送噴射器，從而減少存在于氣體供給系統(tǒng)中的氣體壓力。此外，可以根據(jù)測(cè)量的空氣壓力、測(cè)量的燃料壓力或者測(cè)量的壓差來調(diào)節(jié)氣體供給系統(tǒng)中的氣體壓力。另一方面，這種壓力可以通過公知的系統(tǒng)特性曲線和公知的工作情況如電池組電壓、環(huán)境溫度或者發(fā)動(dòng)機(jī)溫度來估計(jì)出。
實(shí)現(xiàn)上述方法的發(fā)動(dòng)機(jī)和實(shí)現(xiàn)該方法的電控元件形成了本發(fā)明的另外方面。
盡管參照不小于普通空氣壓力的燃料壓力進(jìn)行了上述描述，實(shí)際上，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)需要燃料和空氣之間的壓差足以使燃料噴射系統(tǒng)進(jìn)行有效工作。本發(fā)明的方法甚至在這些情況下可以保持這種壓差傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)典型地不能滿意地工作，并且這是本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
附圖的簡短說明參照附圖來進(jìn)一步描述本發(fā)明是方便的，這些附圖有利于描述本發(fā)明的各種可能布置。但是，本發(fā)明的其它布置也是可能，因此附圖的細(xì)節(jié)不能理解成取代了本發(fā)明的前面描述的概述。
在附圖中

圖1是內(nèi)燃機(jī)的示意性局部橫剖視圖，該內(nèi)燃機(jī)具有相對(duì)它布置成可以工作的雙流體燃料噴射系統(tǒng)；圖2是燃料測(cè)量和噴射器管路元件的一種形式的局部橫剖視圖；圖3是流程圖，它示出了本發(fā)明方法的優(yōu)選布置；圖4是雙流體燃料噴射系統(tǒng)的空氣供給系統(tǒng)內(nèi)的壓力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的圖形，對(duì)于a而言，發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)正常泵送方法來工作，而對(duì)b而言，發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)本發(fā)明的方法通過改進(jìn)后的泵送方法來進(jìn)行工作；及圖5是四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的每缸的一系列示意性壓力圖，它示出了根據(jù)本發(fā)明的方法通過(a)正常和(b)改進(jìn)過的泵送方法來使發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)相應(yīng)輸送噴射器的打開和關(guān)閉定時(shí)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1示出了包括噴射系統(tǒng)的直噴式四沖程內(nèi)燃機(jī)20，發(fā)動(dòng)機(jī)20具有進(jìn)氣系統(tǒng)22、點(diǎn)火裝置24(只示意性地示出)、燃料泵23和燃料容器28?？諝鈮嚎s機(jī)29相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)20布置成可以運(yùn)轉(zhuǎn)，并且典型地通過合適的帶(未示出)由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸33或者其它驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)。燃料和空氣管路元件(rail unit)11安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)20的缸蓋40內(nèi)。燃料泵23從燃料容器28中吸取燃料，然后通過燃料供給線55把該燃料供給到燃料和空氣管路元件11中。傳統(tǒng)的進(jìn)氣閥和排氣閥15和16與用來驅(qū)動(dòng)閥15、16的傳統(tǒng)凸輪裝置17一起以公知的方式安裝在缸蓋40內(nèi)。閥15、16布置成打開和關(guān)閉相應(yīng)的進(jìn)氣口和排氣口18和19，從而加入新鮮空氣和以公知方式從發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中排出廢氣。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，詳細(xì)地示出了燃料和空氣管路元件11，該管路元件11在設(shè)計(jì)上不同于圖1所示的，它共用所有的上述零件。燃料和空氣管路元件11包括燃料測(cè)量元件10和用于發(fā)動(dòng)機(jī)20的該或者每個(gè)氣缸中的空氣或者輸送噴射器12。燃料測(cè)量元件10在商業(yè)上以壓力時(shí)間燃料噴射器的方式得到，而壓力時(shí)間燃料噴射器在多點(diǎn)燃料噴射發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域中是公知的，在這里不需要詳細(xì)描述。設(shè)置合適的開口使燃料流過燃料測(cè)量元件10，并且設(shè)置測(cè)量噴嘴10來把燃料輸送到通道120中，并且因此而輸送到空氣噴射器12中。燃料和空氣管路元件11的主體8是擠壓成形的零件，該零件具有縱向延伸的空氣導(dǎo)管13和燃料供給導(dǎo)管14。
最好如圖1所看到的一樣，在合適的位置上，設(shè)置了使管路元件11與空氣和燃料源連通的連接器和合適導(dǎo)管空氣管線49，它使空氣導(dǎo)管13與空氣壓縮機(jī)29連通；空氣管線53，它提供空氣出口，該空氣出口使空氣返回到進(jìn)氣系統(tǒng)22；及燃料管線52，它使燃料供給導(dǎo)管14連通到燃料容器28中，而該燃料容器提供了燃料返回通道。空氣導(dǎo)管13與合適的空氣調(diào)節(jié)器27連通，該調(diào)節(jié)器27調(diào)節(jié)由空氣壓縮機(jī)29提供到空氣導(dǎo)管13中的壓縮空氣的空氣壓力。
再參照?qǐng)D2，空氣噴射器12具有殼體30，該殼體30具有從它下端突出的圓柱形插口31，插口31限制出與通道90連通的噴射口32。噴射口32包括電磁操作的、可選擇地打開提升閥34，該提升閥的工作方式與本申請(qǐng)的美國專利No.4934329中所描述的相同，該專利的內(nèi)容在這里引入以作參考。最好如圖1所看到的那樣，根據(jù)來自電控元件(ECU)100的命令使電磁線圈通電可以引起閥34打開，從而把燃料-氣體混合物輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)20的燃燒室60中，典型地，通過使燃料夾帶在氣體中。但是，不必把閥結(jié)構(gòu)限制到上面所描述的那種結(jié)構(gòu)，并且可以采用其它閥如針式閥結(jié)構(gòu)。電控元件(ECU)100典型地接受信號(hào)，該信號(hào)表示來自合適地設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中的傳感器(未示出)的曲軸速度和空氣流量。ECU100還可以接受表示其它發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、環(huán)境溫度和電池組電壓(未示出)的信號(hào)，該ECU100通過接受到的所有輸入信號(hào)確定需要輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)20的每個(gè)氣缸中的燃料量。如前文所提及的一樣，普通型的ECU是在現(xiàn)有技術(shù)的電控燃料噴射系統(tǒng)中是公知的，在這里將不再作更加詳細(xì)的描述。
每個(gè)噴射閥34的打開通過相應(yīng)的連接裝置101由ECU100控制成與發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)成定時(shí)關(guān)系，從而把來自噴射口32的燃料輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)20的燃燒室60中。根據(jù)該系統(tǒng)的兩種流體的性質(zhì)，把夾帶在氣體中的燃料輸送到氣缸中。通道90通過導(dǎo)管80與空氣導(dǎo)管13恒定連通，如圖2所示，因此，在正常工作的情況下，通道90保持基本穩(wěn)定的空氣壓力。在空氣噴射器12的電磁線圈通電時(shí)，閥34向下移動(dòng)，從而打開噴射口32，因此輸送到空氣噴射器12中的、由燃料測(cè)量元件10測(cè)量過的燃料量通過噴射口32由空氣帶到發(fā)動(dòng)機(jī)20的氣缸的燃燒室60中。
在這方面，重要的是，氣體(典型地是空氣)在通道80和空氣噴射器12內(nèi)的通道90中的壓力保持在預(yù)定壓力中，從而可以滿足把測(cè)量過的燃料量夾帶和輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)20中。此外，由燃料噴射器10噴射到通道90中的、測(cè)量過的燃料的壓力必須大于普通的空氣壓力，否則在后面的噴射中燃料噴射器10不會(huì)輸送燃料。事實(shí)上，優(yōu)選的是，在燃料和空氣之間存在一定壓力差，因此可以有效地輸送和夾帶燃料。因此，在元件11內(nèi)必須合適地調(diào)節(jié)空氣壓力。在所示的實(shí)施例中，空氣調(diào)節(jié)器27執(zhí)行一種形式的調(diào)節(jié)，該空氣調(diào)節(jié)器27確保了空氣壓力不超過預(yù)定的最大值。
典型地，空氣噴射器12設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)20的缸蓋40內(nèi)，并且直接與燃燒室60連通，而該燃燒室60由活塞61在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來限制出。如上所述，當(dāng)噴射口32打開并且通過導(dǎo)管80可以得到的空氣供給大于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的壓力時(shí)，空氣將通過通道80、通道90和噴射口32而從空氣導(dǎo)管13流到發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室60中。典型地，燃料由出來的氣體夾帶到燃燒室60中。
如上所述，在圖1和2所示的布置中，空氣壓力通過空氣調(diào)節(jié)器27調(diào)節(jié)到最大值。但是，還可以使用另一種空氣調(diào)節(jié)裝置來提供管路元件11內(nèi)的空氣壓力的必要調(diào)節(jié)。例如，本申請(qǐng)人的待審臨時(shí)專利申請(qǐng)No.PQ7526描述了壓縮機(jī)的電動(dòng)進(jìn)氣閥布置，另一方面，該電動(dòng)進(jìn)氣閥布置可以用來調(diào)節(jié)空氣導(dǎo)管13和鄰接通道內(nèi)的壓力，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容在這里引入以作參考。在這種布置中，電磁線圈控制的空氣進(jìn)入閥被操作來使供給到雙流體燃料噴射系統(tǒng)中的空氣緊密配合具體的發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件。
在上述雙流體燃料噴射系統(tǒng)中，氣體或者空氣在空氣導(dǎo)管13內(nèi)的典型空氣壓力是650KPa(盡管這個(gè)依賴于特殊發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用)。又根據(jù)特殊發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，例如在這種情況下的相應(yīng)燃料壓力是700KPa。然后，這個(gè)提供50KPa壓差，這種壓差足夠大從而通過燃料噴射器10使燃料進(jìn)行滿意地測(cè)量從而進(jìn)入到空氣噴射器12。
但是，在某種不正常燃料供給情況下，燃料泵23和燃料噴射器10可以輸送的燃料壓力可以明顯小于正常值，因此把壓差減少到不能滿意的小值或者負(fù)值(即當(dāng)燃料壓力降低到小于正常的空氣壓力值)。在這種情況下，燃料泵23和燃料噴射器10不能使任何燃料流動(dòng)，因此當(dāng)燃料泵23不能產(chǎn)生燃料噴射器10的滿意燃料測(cè)量所需要的壓力值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)20不能進(jìn)行合適地工作或者甚至可能不會(huì)被起動(dòng)。事實(shí)上，這種方案可以導(dǎo)致燃料通過燃料供給導(dǎo)管14和燃料供給管線55進(jìn)行回流。
這種情況是由較小的電池組電壓所引起的，因?yàn)樵诶涞沫h(huán)境條件下(其中燃料泵23不能以滿意的方式進(jìn)行工作)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，從電池組中得到了較大的電流。例如，在這種工作條件下，需要燃料泵23通過8.0伏的電池組電壓來工作。但是，如果在燃料噴射器10中存在650KPa的空氣背壓并因此而使燃料泵23也存在這么大的背壓，那么，當(dāng)由8.0伏工作電壓來驅(qū)動(dòng)時(shí)燃料泵23不會(huì)使任何燃料流動(dòng)。相應(yīng)地，為了使燃料泵23流出燃料，因此需要減少或者消除這種背壓(這種背壓由空氣導(dǎo)管13和鄰近通道80和90內(nèi)的空氣壓力組成)。
因此，輸送噴射器(另一方面，它被稱為空氣噴射器)12通過ECU100來控制，從而在打開和關(guān)閉位置之間進(jìn)行致動(dòng)，從而每當(dāng)燃料泵23所輸送的燃料壓力不足(例如由低電壓工作引起)時(shí)，總是調(diào)節(jié)空氣導(dǎo)管13和鄰近通道80和90內(nèi)的空氣壓力，從而使燃料噴射系統(tǒng)進(jìn)行有效工作。這種低壓工作是不正常燃料供給情況的一個(gè)例子。如前文所提及的一樣，一個(gè)或者多個(gè)空氣噴射器12可以被致動(dòng)，直到燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力被合適地降低或者減少了為止。
這些不正常的燃料供給情況可以以許多方式來探測(cè)到，例如通過使用監(jiān)測(cè)燃料供給系統(tǒng)和空氣供給系統(tǒng)之間的壓差的壓差傳感器來探測(cè)。另一方面，燃料壓力傳感器可以與空氣壓力傳感器結(jié)合使用，或者與空氣供給壓力的估計(jì)值結(jié)合使用。還可以使用燃料供給壓力的估計(jì)值。
燃料供給壓力和空氣供給壓力的這些估計(jì)值可以從燃料供給系統(tǒng)或者空氣供給系統(tǒng)對(duì)某種工作情況的公知發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線或者公知響應(yīng)特性曲線中得到。例如，在工作條件的范圍內(nèi)，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，壓力/時(shí)間分布圖或者燃料供給系統(tǒng)的其它壓力有關(guān)的特性曲線是公知的。這種工作條件可以是電池組電壓、環(huán)境溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)冷劑溫度、或者起動(dòng)時(shí)所得到的電池組電流中的一個(gè)或者多個(gè)。燃料壓力的這種估計(jì)值可以與測(cè)量到的空氣壓力結(jié)合使用，或者與空氣供給系統(tǒng)的估計(jì)空氣壓力結(jié)合使用，從而調(diào)節(jié)這種空氣壓力。使用這些圖形來控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作是公知的“開環(huán)控制”。在起動(dòng)時(shí)使用“泵送”方法的系統(tǒng)中，空氣供給系統(tǒng)中的空氣壓力參照起動(dòng)期間存在的、公知的氣缸氣壓來控制。把這些壓力再一次進(jìn)行繪圖，并且執(zhí)行開環(huán)控制系統(tǒng)，從而參照燃料供給系統(tǒng)的估計(jì)壓力或者測(cè)量壓力來調(diào)節(jié)空氣供給系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力。
參照?qǐng)D3(該圖示出了由ECU100所提供的一種可能的控制過程)，根據(jù)公知的不正常燃料供給條件(如發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)存在的、公知的不正常情況)，周期地測(cè)量燃料和空氣管路元件11內(nèi)的壓力、典型地空氣導(dǎo)管13內(nèi)的壓力(步驟120)。例如，空氣壓力可以由壓力傳感器(未示出)來測(cè)量，該壓力傳感器支撐在燃料和空氣管路元件11的合適位置上。但是，如前文所提及的一樣，可以采用用來確定燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力相對(duì)于可輸送的燃料壓力太高的其它裝置。另一方面，其它控制過程不需要知道管路元件11內(nèi)的空氣壓力值，并且可以簡單地根據(jù)其它公知因素如燃料泵23的初始工作特性曲線來設(shè)法減少空氣壓力。
在步驟121中，如果考慮到實(shí)際燃料壓力或者通過探測(cè)的電池組電壓或者公知的燃料供給系統(tǒng)的工作特性曲線所預(yù)計(jì)的燃料壓力，測(cè)量的空氣壓力基本上等于或者稍稍小于燃料噴射系統(tǒng)正確工作的理想空氣壓力，那么ECU100不會(huì)采取進(jìn)一步的行動(dòng)來調(diào)節(jié)空氣壓力，并且在下一次測(cè)量燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力(120步驟)之前，ECU100等待下一個(gè)循環(huán)或者下一種不正常的燃料供給情況的出現(xiàn)(步驟127)。
但是，如果測(cè)量的空氣壓力大于理想壓力(步驟121)(即，典型地大于燃料泵輸送的燃料壓力)，那么需要采用一些步驟來減少或者降低空氣導(dǎo)管13內(nèi)的空氣壓力值(并且因此降低或者減少通道80和90內(nèi)的空氣壓力值)。在這方面，可以確定燃料和空氣之間的壓差大小(步驟122)，從而把信息提供到ECU100中，從而調(diào)節(jié)到所需要的后面壓力值上。此外，測(cè)量目前的發(fā)動(dòng)機(jī)20的速度(步驟123)，因此ECU100可以精確地確定空氣噴射器12需要接著如何被控制。根據(jù)這個(gè)信息，ECU100打開空氣噴射器12，從而把供給到燃料和空氣管路元件11中的空氣壓力調(diào)節(jié)到合適的值上，該合適的值小于通過燃料泵23所得到的燃料壓力。
如前面所述一樣，燃料泵23所輸送的燃料的壓力可以被探測(cè)到，并且根據(jù)上面的方法可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)空氣壓力。但是，由于下面這樣的事實(shí)而可以避免這種燃料壓力探測(cè)輸送的燃料壓力可以由普通的電池組電壓來預(yù)計(jì)，因?yàn)閷?duì)于具有公知的工作特性曲線的給定燃料泵而言，容易確定燃料壓力-電池組電壓的關(guān)系。這種關(guān)系在某些情況下也是溫度的函數(shù)，因此對(duì)于給定的溫度而言，空氣壓力可以被調(diào)節(jié)成電池組電壓的函數(shù)。
因此，不采用或者采用上述的流程圖(在該圖中空氣壓力用作測(cè)量、控制的變量)，電池組電壓和/或燃料壓力可以用作測(cè)量變量，而空氣壓力被相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，不是根據(jù)測(cè)量的空氣壓力進(jìn)行工作，燃料和空氣的壓力之間的壓差可以測(cè)量，并且如果該壓差太小以致燃料測(cè)量和噴射系統(tǒng)不能有效地進(jìn)行工作，那么就相應(yīng)地調(diào)節(jié)空氣壓力。
與ECU100如何確定不正常燃料供給條件已產(chǎn)生、因此而如何確定空氣壓力需要減少或者降低無關(guān)，一旦這個(gè)確定已經(jīng)形成，那么ECU100首先確定空氣開始(start of air)(SOA)及空氣噴射器12的打開期間(步驟124)。這個(gè)信息可以從合適的空氣壓力調(diào)節(jié)查尋圖中得到，而該查尋圖設(shè)置在ECU100內(nèi)。然后確定下一個(gè)可行的最佳時(shí)間(步驟125)，在這個(gè)最佳時(shí)間期間，空氣噴射器12可以打開而不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作。這個(gè)最佳時(shí)間可以位于空氣噴射器12的相應(yīng)噴射過程之間，因此不同于在正常情況下空氣噴射器12把燃料輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)20中的定時(shí)。此外，空氣噴射器12的打開典型地產(chǎn)生于這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸循環(huán)中的點(diǎn)上氣缸壓力小于燃料噴射系統(tǒng)的空氣壓力。另一方面，可以使用空氣噴射器關(guān)閉定時(shí)、噴射器打開定時(shí)或者打開期間，這些中的任何一個(gè)可以由ECU內(nèi)的上述圖中得到。
最后，根據(jù)確定的工作準(zhǔn)則來致動(dòng)空氣噴射器12(步驟126)。在這種方法中，典型地通過存在于空氣噴射器12的開口32中的壓差使空氣壓力從燃料噴射系統(tǒng)釋放到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中。此外，如前面所提及的一樣，空氣噴射器12在下面這樣的時(shí)間點(diǎn)上打開活塞61的向下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了真空從而在開口32處吸氣。除了有利于減少空氣導(dǎo)管13內(nèi)的空氣壓力之外，根據(jù)本申請(qǐng)人的待審PCT專利申請(qǐng)No.WO00/11337所公開的方法，這種真空還可以用來把燃料吸入到燃燒室60從而接著進(jìn)行燃燒。
然后，再一次測(cè)量燃料和空氣管路元件11內(nèi)的壓力(步驟120)，并且如所要求的一樣重復(fù)該工作過程，直到空氣壓力降低到可工作的值上為止。采用這種控制方法(該方法包括輸送噴射器打開過程的循環(huán))確?？梢苑乐谷剂蠂娚湎到y(tǒng)內(nèi)的空氣壓力升高到大于期望的燃料壓力或者可以實(shí)現(xiàn)的燃料壓力。
如前面所提及的那樣，本發(fā)明的方法還可以與泵送方法結(jié)合使用，而該泵送方法可以使燃料噴射系統(tǒng)的空氣供給系統(tǒng)增壓。在這方面上，控制可以在整個(gè)燃料噴射系統(tǒng)的空氣供給系統(tǒng)的增壓速率上實(shí)現(xiàn)或者交替實(shí)現(xiàn)。在這種方法中，可以合適地處理這樣的問題不能知道燃料泵23的壓力升高速率、尤其是冷起動(dòng)期間的燃料泵的壓力升高速率并且不能“跟上”任何泵送過程，而這些泵送過程在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間實(shí)現(xiàn)從而使空氣導(dǎo)管13增壓。換句話說，例如與非常冷的環(huán)境條件相一致，燃料供給系統(tǒng)假設(shè)成總是以低速率使壓力升高，并且空氣供給系統(tǒng)被調(diào)節(jié)成與這種速率相適應(yīng)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，它示出了根據(jù)本申請(qǐng)人的待審PCT申請(qǐng)No.WO98/01667的、發(fā)動(dòng)機(jī)工作在正常起動(dòng)條件下的、空氣導(dǎo)管13內(nèi)的壓力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的數(shù)目的圖線71，PCT申請(qǐng)No.WO98/01667的內(nèi)容在這里引入以作參考。
在冷起動(dòng)條件下，如探測(cè)的或者預(yù)計(jì)的電池組電壓所確定的一樣，泵送順序可以改進(jìn)成這樣的空氣導(dǎo)管13內(nèi)的增大空氣壓力不會(huì)超過燃料壓力，該燃料壓力在起動(dòng)時(shí)的這種小電壓工作期間可以得到，如圖線73所示一樣。因此，在冷起動(dòng)條件下，特性曲線可以具有比圖線73所示的曲線更小或者相等的傾角，和/或如圖線72所示一樣可以開始得較晚。這種改進(jìn)的特性曲線可以通過簡單地延遲泵送方法的起動(dòng)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。在這種方法中，給燃料泵23一些時(shí)間來使輸送的燃料壓力升高到合適的值上。此外，在某些情況下，根本不能產(chǎn)生這種泵送順序，以致只需要燃料泵23在起動(dòng)時(shí)測(cè)量相對(duì)于燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)有壓力的燃料。相應(yīng)地，可以避免空氣壓力大于燃料壓力的位置，如陰影區(qū)域74所表示的一樣。
更加優(yōu)選的是，改進(jìn)的壓力升高速率特性曲線可以通過打開輸送噴射器12更少的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，或者在相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，以不同的、更加合適的定時(shí)來實(shí)現(xiàn)。例如，在冷的環(huán)境條件下在發(fā)動(dòng)機(jī)20起動(dòng)時(shí)探測(cè)小的電池組電壓，ECU100可以為輸送噴射器12設(shè)置打開時(shí)間，而該打開時(shí)間與空氣導(dǎo)管13內(nèi)的較小壓力升高速率相一致。即，同時(shí)空氣噴射器12仍然被控制來提供某種程度的‘泵送’或者氣體供給系統(tǒng)的增壓，并且尤其地，使用空氣導(dǎo)管13、亞最佳空氣噴射器12的過程定時(shí)，從而根據(jù)輸送的燃料壓力限制空氣壓力的升高速率。因此，當(dāng)探測(cè)的電池組電壓改變時(shí)，ECU100可以合適地確定空氣噴射器12的空氣結(jié)束(EOA)和空氣開始(SOA)過程的不同定時(shí)，因此在與有效的燃料泵23工作相一致的、最大的可能速率時(shí)，空氣壓力增加了。這些定時(shí)在圖5中用撇號(hào)來表示，同時(shí)空氣噴射器12的其它正常泵送順序定時(shí)用沒有撇號(hào)的標(biāo)號(hào)來表示。另一方面，或者進(jìn)一步說，泵送的頻率或者順序可以改進(jìn)。電池組電壓改變有利地證明了在起動(dòng)之后增大了，但是，可以產(chǎn)生電池組電壓和空氣壓力波動(dòng)，并且可以給ECU進(jìn)行合適編程從而處理這些波動(dòng)。
以亞最佳方式控制空氣開始(SOA)和空氣結(jié)束(EOA)定時(shí)的理想結(jié)果是控制空氣壓力在氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的增加速率，但是在圖4的曲線72所示的冷環(huán)境條件下，也可以使輸送燃料壓力的升高速率降低。如前面所述一樣，圖線71下方的陰影區(qū)域74示出了這樣的位置燃料和空氣之間的壓差是負(fù)值，因此在沒有任何合適空氣壓力調(diào)節(jié)的情況下，在這些位置上存在燃料噴射器10缺少燃料或者回流問題。
在不正常燃料供給過程期間使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在均勻工作模式下在某些情況下、尤其在采用泵送方法的情況下證明是有利的。均勻工作模式通常通過下面方法來實(shí)現(xiàn)在排氣沖程或者做功沖程時(shí)，測(cè)量進(jìn)入到輸送噴射器中的燃料，然后在進(jìn)氣沖程期間，驅(qū)動(dòng)輸送噴射器，因?yàn)檫@樣提供了足夠的時(shí)間使燃料在燃燒室內(nèi)進(jìn)行有效混合。在泵送方法期間，在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮沖程時(shí)、甚至在燃料已輸送到燃燒室內(nèi)時(shí)，來自燃燒室的氣體可以轉(zhuǎn)移到氣體供給系統(tǒng)中。一些小量的燃料可以輸送到氣體供給系統(tǒng)中，但是這并不被認(rèn)為是一個(gè)問題。
除了上述的控制方法外，在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)20時(shí)，使氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力減小到大氣壓力、或者減小到小的正壓力，因此燃料泵進(jìn)行有效工作的壓力障礙基本上被降低了或者在某些情況下被消除了。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的一種可能方法描述在本申請(qǐng)人的美國專利No.5730108中，該專利的內(nèi)容在這里引入以作參考。
借助于本發(fā)明，即使在不正常的燃料供給情況下如當(dāng)燃料泵不能以足夠大的壓力輸送燃料從而滿足燃料噴射系統(tǒng)的工作時(shí)，但燃料噴射系統(tǒng)可以進(jìn)行工作。即，控制空氣壓力從而使該空氣壓力保持小于當(dāng)時(shí)輸送的燃料壓力。這在冷起動(dòng)時(shí)最有利，典型與這種起動(dòng)有關(guān)的較小電池組電壓可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。但是，這種方法還可以在起動(dòng)之后進(jìn)行，例如在冷的環(huán)境條件下進(jìn)行。在這方面，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的早期循環(huán)期間通過小電壓來工作，而燃料泵23可以輸送燃料，但是可以產(chǎn)生這樣的問題氣體供給系統(tǒng)的壓力增大的速率大于輸送的燃料壓力。在這種情況下，即使在初始的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，也需要進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。此外，本發(fā)明的應(yīng)用不局限于冷起動(dòng)環(huán)境。例如，當(dāng)燃料泵磨損時(shí)，它們還可以具有較小能力來以理想的壓力輸送燃料。在這些情況下，ECU100探測(cè)到不滿意的較小燃料壓力、或者較小燃料-空氣壓差時(shí)，可以采用這里所描述的方法來確保一種‘無力-回復(fù)原位’(limp-home)模式，在該模式中，控制空氣壓力從而運(yùn)轉(zhuǎn)燃料噴射系統(tǒng)。
在它的最簡單模式中，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，以致使燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力限制成小于輸送燃料壓力的值上，因此避免了前文所述的不良結(jié)果。此外，所述的這些控制方法的任何一種或者這些方法的結(jié)合被執(zhí)行來調(diào)節(jié)燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓力。本發(fā)明同樣適用于單缸結(jié)構(gòu)和任何數(shù)目氣缸的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的方法可以應(yīng)用到具有雙流體燃料噴射系統(tǒng)的、單缸或者多缸的兩沖程和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員講是顯而見的變形和改變包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制雙流體燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力的方法，其中氣體被用來把測(cè)量過的燃料量輸送到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中，該方法包括探測(cè)不正常的燃料供給情況在不正常的燃料供給情況下，把燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力調(diào)節(jié)成小于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)所輸送的燃料壓力的值，因此如雙流體燃料噴射系統(tǒng)所需要的一樣輸送燃料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中把雙流體燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力調(diào)節(jié)成小于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下時(shí)的雙流體燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)所期望的氣體壓力的值。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的方法，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)執(zhí)行所述方法。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中在冷環(huán)境情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)執(zhí)行所述方法。
5.如前述權(quán)利要求任一所述的方法，其中雙流體燃料噴射系統(tǒng)的輸送噴射器定時(shí)工作，從而使氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力保持在小于燃料供給系統(tǒng)的輸送燃料壓力的理想值上。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力控制為所述輸送噴射器的打開時(shí)間、所述輸送噴射器的打開定時(shí)或者所述輸送噴射器的打開定時(shí)中的至少一個(gè)的函數(shù)。
7.如權(quán)利要求5或者6所述的方法，其中所述輸送噴射器的致動(dòng)被控制成在燃料和氣體之間形成理想的壓差。
8.如權(quán)利要求5-7任一所述的方法，其中所述輸送噴射器的致動(dòng)產(chǎn)生于正常燃料輸送過程之間。
9.如權(quán)利要求5-8任一所述的方法，其中所述輸送噴射器的致動(dòng)與正常燃料輸送過程重疊。
10.如前述權(quán)利要求任一所述的方法，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，在進(jìn)氣沖程的后部分、壓縮沖程的前部分和排氣沖程中的至少一個(gè)的一部分期間，所述輸送噴射器被致動(dòng)來減少氣體壓力。
11.如權(quán)利要求1-9任一所述的方法，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，在排氣/進(jìn)氣沖程的后部分和壓縮沖程的初始部分中的至少一個(gè)的一部分期間，所述輸送噴射器被致動(dòng)來控制所述氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力。
12.如前述權(quán)利要求任一所述的方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置確定氣體壓力值作為實(shí)際或者預(yù)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)電池組電壓的函數(shù)。
13.如權(quán)利要求5-12任一所述的方法，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置確定所述輸送噴射器的打開開始和打開持續(xù)時(shí)間作為至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況的函數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述控制裝置給所述輸送噴射器的打開過程循環(huán)進(jìn)行編程，從而確定每個(gè)輸送噴射器的打開開始和打開持續(xù)時(shí)間。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，當(dāng)氣體供給系統(tǒng)達(dá)到理想的氣體壓力時(shí)，確定所述循環(huán)。
16.如權(quán)利要求1-4任一所述的方法，包括在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)(a)通過傳感器來確定電池組工作電壓或者作為環(huán)境溫度的函數(shù)；(b)確定作為電池組工作電壓的函數(shù)的、所述燃料供給系統(tǒng)的輸送燃料壓力；及(c)把氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力控制成小于所述輸送燃料壓力的值。
17.如前述權(quán)利要求任一所述的方法，其中，通過泵送順序使氣體供給系統(tǒng)增壓，該泵送順序包括在氣缸壓力大于氣體供給壓力時(shí)，在至少一個(gè)泵送過程中使至少一個(gè)輸送噴射器致動(dòng)，在氣體供給系統(tǒng)增壓期間，該氣體供給壓力調(diào)節(jié)成不超過燃料壓力。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，在通過泵送順序使氣體供給系統(tǒng)增壓期間，保持燃料和氣體供給壓力之間的預(yù)定壓差。
19.如權(quán)利要求17或者18所述的方法，其中，所述輸送噴射器的打開定時(shí)和打開時(shí)間被控制成這樣的在通過泵送順序使氣體供給系統(tǒng)增壓期間，氣體供給系統(tǒng)壓力不超過輸送燃料壓力。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，用來使氣體供給系統(tǒng)增壓的輸送噴射器的打開常常在每個(gè)氣缸循環(huán)中小于一次。
21.如前述權(quán)利要求任一所述的方法，包括控制作為探測(cè)電池組電壓的函數(shù)的、氣體壓力的增加速率。
22.如權(quán)利要求17-21任一所述的方法，其中，當(dāng)處于所述的不正常燃料供給情況下時(shí)，泵送順序沒有產(chǎn)生或者被中斷。
23.如權(quán)利要求17-22任一所述的方法，其中，當(dāng)處于所述的不正常燃料供給情況下，所述泵送順序被延遲。
24.如權(quán)利要求17-23任一所述的方法，其中，在泵送順序期間，輸送噴射器打開來減少氣體供給壓力。
25.如前述權(quán)利要求任一所述的方法，其中，所述氣體供給系統(tǒng)設(shè)置有減壓閥，該減壓閥被操作來控制氣體供給系統(tǒng)壓力。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，控制減壓閥打開定時(shí)和打開時(shí)間，從而控制所述氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的壓力。
27.如前述權(quán)利要求任一所述的方法，其中，在關(guān)閉之前，減少所述氣體供給系統(tǒng)的壓力。
28.如前述權(quán)利要求任一所述的方法，包括自適應(yīng)控制，它執(zhí)行用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的特定燃料泵的所述方法。
29.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，它根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的方法進(jìn)行工作。
30.如權(quán)利要求29所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，具有至少一個(gè)氣缸。
31.如權(quán)利要求30所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，它具有至少一個(gè)氣缸。
32.一種用于權(quán)利要求29-31任一所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的電控元件，該電控元件被編程來控制所述的控制氣體氣壓的方法。
33.一種在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)操作內(nèi)燃機(jī)的方法，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有雙流體燃料噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括氣體供給系統(tǒng)，它適合于把增壓氣體供給到所述燃料噴射系統(tǒng)中；及燃料供給系統(tǒng)，它適合于把增壓燃料供給到所述燃料噴射系統(tǒng)中，所述方法包括這些步驟至少在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間確定燃料供給壓力，把所述氣體供給壓力調(diào)節(jié)成小于所述燃料供給壓力。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中，通過在所述燃料供給系統(tǒng)內(nèi)使用壓力傳感器來確定所述增壓燃料的壓力。
35.如權(quán)利要求33或者34所述的方法，其中，所述燃料壓力相對(duì)于所述增壓氣體的壓力來測(cè)量。
36.如權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述增壓燃料的壓力從至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況中估計(jì)出。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，所述至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況包括起動(dòng)時(shí)的環(huán)境溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、冷卻劑溫度、電池組電壓或者電池組電流。
38.如權(quán)利要求36或者37所述的方法，其中，所述增壓燃料的壓力從儲(chǔ)存在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的電控元件中的電子查尋圖中估計(jì)出，所述查尋圖由所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述燃料噴射系統(tǒng)、所述燃料供給系統(tǒng)或者所述氣體供給系統(tǒng)中的至少一個(gè)的特性曲線來產(chǎn)生。
39.如權(quán)利要求33-38任一所述的方法，其中，所述雙流體燃料噴射系統(tǒng)的輸送噴射器通過定時(shí)工作，從而使氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力保持在小于燃料供給系統(tǒng)的燃料壓力的理想值上。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力被控制成輸送噴射器的打開時(shí)間、輸送噴射器的打開定時(shí)或者輸送噴射器關(guān)閉定時(shí)中的至少一個(gè)的函數(shù)。
41.如權(quán)利要求39或者40所述的方法，其中所述輸送噴射器的致動(dòng)被控制成在燃料供給系統(tǒng)內(nèi)的燃料壓力和氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力之間形成理想的壓差。
42.如權(quán)利要求39-41任一所述的方法，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，在排氣沖程的后部分、進(jìn)氣沖程的后部分或者進(jìn)氣沖程的初始部分中的至少一個(gè)的一部分期間，所述輸送噴射器被致動(dòng)來控制所述氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力。
43.如權(quán)利要求33-41任一所述的方法，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，在進(jìn)氣沖程的后部分、壓縮沖程的前部分或者排氣沖程中的至少一個(gè)的一部分期間，所述輸送噴射器被致動(dòng)來減少氣體壓力。
44.如前述權(quán)利要求33-43任一所述的方法，其中，通過泵送順序使氣體供給系統(tǒng)增壓，該泵送順序包括在氣缸壓力大于氣體供給壓力時(shí)，在許多泵送過程中使輸送噴射器致動(dòng)，氣體供給系統(tǒng)中的氣體壓力調(diào)節(jié)成不超過燃料供給系統(tǒng)中的燃料壓力。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中，所述氣體供給系統(tǒng)的氣體壓力被控制成相對(duì)于所述燃料供給系統(tǒng)的燃料壓力不超過預(yù)定壓差。
46.如權(quán)利要求44或者45任一所述的方法，其中，所述泵送過程包括致動(dòng)至少一個(gè)輸送噴射器，從而把氣體從氣缸輸送到所述氣體供給系統(tǒng)中。
47.一種用來控制內(nèi)燃機(jī)工作的電控元件，該內(nèi)燃機(jī)具有雙流體燃料噴射，這種雙流體燃料噴射適合于把夾帶在氣體中的燃料供給到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中，所述電控元件適合于根據(jù)下面這些來工作確定不正常燃料供給情況存在；在所述的不正常燃料供給情況下，把燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力調(diào)節(jié)成小于燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的燃料壓力的值，因此如所述燃料噴射系統(tǒng)所需要的一樣輸送燃料。
48.如權(quán)利要求47所述的電控元件，其中所述雙流體燃料噴射系統(tǒng)包括氣體供給系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)和至少一個(gè)輸送噴射器，所述氣體供給系統(tǒng)在壓力作用下使氣體輸送到所述輸送噴射器中，所述燃料供給系統(tǒng)在壓力作用下使燃料輸送到所述輸送噴射器，致動(dòng)所述輸送噴射器來輸送已輸送到所述輸送噴射器中的所述燃料，而該燃料夾帶在已輸送到所述輸送噴射器中的所述氣體中。
49.如權(quán)利要求47或者48所述的電控元件，其中，所述氣體壓力調(diào)節(jié)成小于發(fā)動(dòng)機(jī)工作在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下時(shí)的燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)所期望的氣體壓力。
50.如權(quán)利要求47、48或者49任一所述的電控元件，該元件還適合在起動(dòng)時(shí)監(jiān)測(cè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)。從而確定所述不正常的燃料供給存在。
51.如權(quán)利要求50所述的電控元件，其中，在冷環(huán)境情況下進(jìn)行所述監(jiān)測(cè)。
52.如權(quán)利要求47-51任一所述的電控元件，該元件還適合使所述燃料噴射系統(tǒng)的輸送噴射器通過定時(shí)進(jìn)行工作，從而使氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力保持在小于燃料供給系統(tǒng)的輸送燃料壓力的理想值上。
53.如權(quán)利要求52所述的電控元件，其中，所述輸送噴射器被致動(dòng)來調(diào)節(jié)作為所述噴射器的打開時(shí)間、所述噴射器的打開定時(shí)或者所述噴射器的關(guān)閉定時(shí)中的至少一個(gè)的函數(shù)的、所述氣體供給系統(tǒng)中的氣體壓力。
54.如權(quán)利要求47-53任一所述的電控元件，其中，所述輸送噴射器的致動(dòng)被控制成在燃料壓力和氣體壓力之間形成理想的壓差。
55.如權(quán)利要求47-54任一所述的電控元件，該元件還適合接受來自測(cè)量所述燃料壓力的壓力傳感器的輸入，而所述電控元件確定不正常燃料供給情況存在。
56.如權(quán)利要求47-55任一所述的電控元件，其中，相對(duì)于所述增壓氣體的壓力來測(cè)量所述燃料壓力。
57.如權(quán)利要求47-54任一所述的電控元件，其中，所述增壓燃料的壓力從至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況中估計(jì)出，因此所述電控元件確定了不正常燃料供給情況存在。
58.如權(quán)利要求57所述的電控元件，其中，所述至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況包括起動(dòng)時(shí)的環(huán)境溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、冷卻劑溫度、電池組電壓或者電池組電流。
59.如權(quán)利要求57或者58所述的電控元件，其中，所述增壓燃料的壓力從儲(chǔ)存在所述電控元件中的電子查尋圖中估計(jì)出，所述查尋圖由所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述燃料噴射系統(tǒng)、所述燃料供給系統(tǒng)或者所述氣體供給系統(tǒng)中的至少一個(gè)的特性曲線來產(chǎn)生。
60.如權(quán)利要求47-59任一所述的電控元件，該元件還適合通過泵送順序使所述氣體供給增壓，該泵送順序包括在氣缸壓力大于氣體供給壓力時(shí)，在至少一個(gè)泵送過程中使至少一個(gè)輸送噴射器致動(dòng)。
61.如權(quán)利要求61所述的電控元件，該元件還適合通過泵送順序來控制所述氣體供給的增壓，因此氣體供給壓力調(diào)節(jié)成不超過所述燃料供給系統(tǒng)的燃料壓力。
62.如權(quán)利要求60或者61所述的電控元件，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，在使所述燃料供給系統(tǒng)增壓期間，該元件還適合于通過泵送過程的順序來調(diào)節(jié)所述氣體供給。
63.如權(quán)利要求60-62任一所述的電控元件，該元件還適合通過泵送過程的順序來調(diào)節(jié)所述氣體供給，因此在燃料壓力和氣體壓力之間保持了預(yù)定壓差。
64.一種在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)用來控制內(nèi)燃機(jī)工作的電控元件，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有雙流體燃料噴射系統(tǒng)，而該雙流體燃料噴射系統(tǒng)包括氣體供給系統(tǒng)，它適合把增壓氣體供給到所述燃料噴射系統(tǒng)中；及燃料供給系統(tǒng)，它適合把增壓燃料供給到所述燃料噴射系統(tǒng)中，所述電控元件適合于進(jìn)行工作，從而至少在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間確定燃料供給壓力，并且把所述氣體供給壓力調(diào)節(jié)成小于所述燃料供給壓力。
65.如權(quán)利要求64所述的電控元件，其中，所述電控元件適合于接受壓力信號(hào)輸入，因此所述電控元件適合于確定所述燃料供給壓力。
66.如權(quán)利要求64或者65所述的電控元件，其中，相對(duì)于所述增壓氣體的壓力來測(cè)量所述燃料壓力。
67.如權(quán)利要求64所述的電控元件，該元件還適合從至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況中確定所述增壓燃料的壓力。
68.如權(quán)利要求67所述的電控元件，其中，所述至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況包括起動(dòng)時(shí)的環(huán)境溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、冷卻劑溫度、電池組電壓或者電池組電流。
69.如權(quán)利要求67或者68所述的電控元件，其中，所述增壓燃料的壓力從儲(chǔ)存在所述電控元件中的電子查尋圖中估計(jì)出，所述查尋圖由所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述燃料噴射系統(tǒng)、所述燃料供給系統(tǒng)或者所述氣體供給系統(tǒng)中的至少一個(gè)的特性曲線來產(chǎn)生。
70.如權(quán)利要求64-69任一所述的電控元件，該元件還適合通過定時(shí)來致動(dòng)所述雙流體燃料噴射系統(tǒng)的輸送噴射器，從而使氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力保持在小于燃料供給系統(tǒng)的燃料壓力的理想值上。
71.如權(quán)利要求70所述的電控元件，該元件還適合作為輸送噴射器的打開時(shí)間、輸送噴射器的打開定時(shí)或者輸送噴射器的關(guān)閉定時(shí)中的至少一個(gè)的函數(shù)而致動(dòng)輸送噴射器，從而調(diào)節(jié)氣體供給系統(tǒng)中的氣體壓力。
72.如權(quán)利要求70或者71所述的電控元件，其中控制所述輸送噴射器的致動(dòng)，從而在燃料供給系統(tǒng)內(nèi)的燃料壓力和氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力之間形成理想的壓差。
73.如權(quán)利要求64-72任一所述的電控元件，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)是二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，所述電控元件還適合致動(dòng)所述輸送噴射器，從而在排氣沖程的后部分、進(jìn)氣沖程的后部分或者進(jìn)氣沖程的初始部分中的至少一個(gè)期間控制所述氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力。
74.如權(quán)利要求64-72任一所述的電控元件，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，所述電控元件還適合致動(dòng)所述輸送噴射器，從而在進(jìn)氣沖程的后部分、壓縮沖程的前部分或者排氣沖程中的至少一個(gè)期間減少氣體壓力。
75.如權(quán)利要求64-74任一所述的電控元件，該元件還適合致動(dòng)至少一個(gè)輸送噴射器，因此當(dāng)氣缸壓力大于氣體供給壓力時(shí)，通過至少一個(gè)泵送過程來調(diào)節(jié)氣體供給系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力，因此氣體供給系統(tǒng)中的氣體壓力不超過燃料供給系統(tǒng)中的燃料壓力。
76.如權(quán)利要求76所述的電控元件，該元件還適合把所述氣體供給系統(tǒng)的氣體壓力控制成相對(duì)于所述燃料供給系統(tǒng)的燃料壓力不超過預(yù)定壓差。
77.如權(quán)利要求75或者76所述的電控元件，其中，所述泵送過程包括致動(dòng)至少一個(gè)輸送噴射器，從而把氣體從氣缸輸送到所述氣體供給系統(tǒng)中。
全文摘要
公開了一種控制雙流體燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力的方法,其中氣體被用來把測(cè)量過的燃料量輸送到內(nèi)燃機(jī)(20)的燃燒室(60)中。在探測(cè)不正常的燃料供給情況時(shí),在不正常的燃料供給情況下,把燃料噴射系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力調(diào)節(jié)成小于發(fā)動(dòng)機(jī)(20)的燃料供給系統(tǒng)所輸送的燃料壓力的值。在這種方法中,如雙流體燃料噴射系統(tǒng)所需要的一樣輸送燃料。
文檔編號(hào)F02F1/24GK1347477SQ00806432
公開日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2000年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月19日
發(fā)明者杰弗里·R·弗拉姆, 馬克·D·阿切爾 申請(qǐng)人:軌道工程有限公司