專利名稱：燃料軌壓控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，尤其地涉及燃料軌壓控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在此提供的背景說明是為了總體上介紹本發(fā)明的背景。當(dāng)前署名的發(fā)明人的一部分工作在背景技術(shù)部分中被描述，這部分內(nèi)容以及在提交申請(qǐng)時(shí)該描述中不另構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的方面，既不明確也不暗示地被承認(rèn)是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。用于火花點(diǎn)火直噴式(SIDI)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料系統(tǒng)可包括低壓燃料泵和高壓燃料泵。 低壓燃料泵將燃料從燃料箱泵送至低壓燃料管線。高壓燃料泵將燃料從低壓燃料管線泵送至高壓燃料管線和/或燃料軌。SIDI發(fā)動(dòng)機(jī)上的燃料噴射器從燃料軌接收處于高壓的燃料。燃料噴射器將燃料直接噴射到SIDI發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的燃燒室中。這與傳統(tǒng)的多點(diǎn)燃料噴射的不同之處在于還包括將燃料噴射到進(jìn)氣道或氣缸端口中。直接噴射使得分層供送燃料的燃燒成為可能，這能在正常的發(fā)動(dòng)機(jī)操作溫度(例如大約90°C)期間提供改善的燃料效率、降低的排放和提高的功率輸出。當(dāng)以正常的發(fā)動(dòng)機(jī)操作溫度操作時(shí)，SIDI發(fā)動(dòng)機(jī)的排放輸出一般在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間較高。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)期間(例如低于大約50°C的發(fā)動(dòng)機(jī)操作溫度)，燃料被噴射到燃燒室內(nèi)并且撞擊在活塞的頂表面上和氣缸壁上。由于活塞頂部上和氣缸壁上的燃料在點(diǎn)火的沖程期間可能沒有被完全點(diǎn)燃，所以這可能會(huì)阻礙所噴射的燃料的完全燃燒。結(jié)果，可能在燃燒循環(huán)期間產(chǎn)生并且從SIDI發(fā)動(dòng)機(jī)向排氣系統(tǒng)排出增加的顆粒量。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種燃料控制系統(tǒng)，并且該燃料控制系統(tǒng)包括目標(biāo)軌壓模塊。目標(biāo)軌壓模塊確定直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料軌的目標(biāo)燃料軌壓。偏移模塊基于直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定偏移值。修正器模塊基于直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度確定修正器值。軌壓控制模塊基于目標(biāo)燃料軌壓、偏移值和修正器值來調(diào)節(jié)燃料軌當(dāng)前的燃料軌壓。在其他特征中，提供了一種燃料控制方法。該方法包括基于直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料軌的目標(biāo)燃料軌壓?；诎l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定偏移值?；谥眹娛桨l(fā)動(dòng)機(jī)的溫度來確定修正器值?；谀繕?biāo)燃料軌壓、偏移值和修正器值來調(diào)節(jié)燃料軌當(dāng)前的燃料軌壓。本發(fā)明還包括以下方案I.一種燃料控制系統(tǒng)，包括
目標(biāo)軌壓模塊，其確定直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料軌的目標(biāo)燃料軌壓；
偏移模塊，其基于所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定偏移值；
修正器模塊，其基于所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度來確定修正器值；以及軌壓控制模塊，其基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述燃料軌的當(dāng)前的燃料軌壓。2.根據(jù)方案I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中
當(dāng)以第一模式操作時(shí)，所述軌壓控制模塊基于所述目標(biāo)燃料軌壓來調(diào)節(jié)所述當(dāng)前的燃料軌壓；以及
當(dāng)以第二模式操作時(shí)，所述軌壓控制模塊基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述當(dāng)前的燃料軌壓。3.根據(jù)方案2所述的燃料控制系統(tǒng)，其中當(dāng)以所述第一模式操作時(shí)，所述軌壓控制模塊不基于所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述當(dāng)前的燃料軌壓。4.根據(jù)方案3所述的燃料控制系統(tǒng)，其中
所述第一模式是第一壓力模式，并且所述第二模式是第二壓力模式；以及所述目標(biāo)燃料軌壓在所述第二壓力模式期間比在所述第一壓力模式期間大。5.根據(jù)方案I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述軌壓控制模塊基于所述偏移值與所述修正器值的乘積來調(diào)節(jié)所述目標(biāo)燃料軌壓，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)。6.根據(jù)方案I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述軌壓控制模塊基于所述偏移值與所述修正器值的乘積和所述目標(biāo)燃料軌壓的和來調(diào)節(jié)所述目標(biāo)燃料軌壓，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)。7.根據(jù)方案I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述修正器值大于或等于O并且小于或等于I。8.根據(jù)方案I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中
所述軌壓控制模塊基于所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述目標(biāo)燃料軌壓，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)；以及
所述燃料控制系統(tǒng)還包括燃料噴射器控制模塊，所述燃料噴射器控制模塊基于所述調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)來調(diào)節(jié)燃料噴射器信號(hào)。9.根據(jù)方案I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述軌壓控制模塊基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值來產(chǎn)生閥信號(hào)，以調(diào)節(jié)燃料泵組件中的閥的接通時(shí)間。10.根據(jù)方案I所述的燃料控制系統(tǒng)，還包括
第一燃料泵，其將燃料從燃料箱泵送至燃料管線，其中所述燃料管線中的壓力處于第一壓力；以及
燃料泵組件，其包括
第二燃料泵，其將燃料從所述燃料管線泵送至所述燃料軌，其中所述燃料軌中的壓力處于第二壓力，并且其中所述第二壓力大于所述燃料管線中的所述第一壓力；以及閥，其基于閥信號(hào)調(diào)節(jié)所述燃料軌中的壓力；
其中所述軌壓控制模塊基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值產(chǎn)生所述閥信號(hào)。11.根據(jù)方案I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述目標(biāo)軌壓模塊基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和所述每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定所述目標(biāo)燃料軌壓。12.根據(jù)方案I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中
所述目標(biāo)軌壓模塊利用第一表來確定所述目標(biāo)燃料軌壓，所述第一表使目標(biāo)燃料軌壓與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量的值中的至少一個(gè)以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)；
所述偏移模塊利用第二表來確定所述偏移值，所述第二表使偏移值與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量的值中的至少一個(gè)以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)；以及
所述修正器模塊利用第三表來確定所述修正器值，所述第三表使修正器值與發(fā)動(dòng)機(jī)溫度相關(guān)。13. 一種燃料控制方法，包括
基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料軌的目標(biāo)燃料軌壓；
基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和所述每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定偏移值；
基于所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度來確定修正器值；以及
基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述燃料軌當(dāng)前的燃料軌壓。14.根據(jù)方案13所述的燃料控制方法，其中
當(dāng)以第一模式操作時(shí)，對(duì)所述當(dāng)前的燃料軌壓的調(diào)節(jié)是基于所述目標(biāo)燃料軌壓；以及當(dāng)以第二模式操作時(shí)，對(duì)所述當(dāng)前的燃料軌壓的調(diào)節(jié)是基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值。15.根據(jù)方案14所述的燃料控制方法，其中當(dāng)以所述第一模式操作時(shí)，不基于所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述當(dāng)前的燃料軌壓。16.根據(jù)方案15所述的燃料控制方法，其中
所述第一模式是第一壓力模式，并且所述第二模式是第二壓力模式；以及所述目標(biāo)燃料軌壓在所述第二壓力模式期間比在所述第一壓力模式期間大。17.根據(jù)方案13所述的燃料控制方法，還包括基于所述偏移值與所述修正器值的乘積和所述目標(biāo)燃料軌壓的和來調(diào)節(jié)所述目標(biāo)燃料軌壓，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)，
其中所述修正器值大于或等于O并且小于或等于I。18.根據(jù)方案13所述的燃料控制方法，還包括
基于所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述目標(biāo)燃料軌壓信號(hào)，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)；以及
基于所述調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)調(diào)節(jié)燃料噴射器信號(hào)。19.根據(jù)方案13所述的燃料控制方法，其中基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值產(chǎn)生閥信號(hào)，以調(diào)節(jié)燃料泵組件中的閥的接通時(shí)間。20.根據(jù)方案13所述的燃料控制方法，還包括
將燃料從燃料箱泵送至燃料管線，其中所述燃料管線中的壓力處于第一壓力；
將燃料從所述燃料管線泵送至所述燃料軌，其中所述燃料軌中的壓力處于第二壓力，并且其中所述第二壓力大于所述燃料管線中的所述第一壓力；
基于閥信號(hào)來調(diào)節(jié)所述燃料軌中的壓力；以及基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值產(chǎn)生所述閥信號(hào)。本發(fā)明的適用性的其它領(lǐng)域?qū)⑼ㄟ^以下提供的詳細(xì)說明而變得明顯。應(yīng)理解的是，詳細(xì)說明和具體的示例僅旨在用于例證的目的，而不旨在用于限制本發(fā)明的范圍。


從詳細(xì)說明和附圖將能夠更充分地理解本發(fā)明，附圖中
圖I是包括有根據(jù)本發(fā)明的燃料控制系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖2是圖I的包括有根據(jù)本發(fā)明的燃料軌壓控制系統(tǒng)的燃料控制系統(tǒng)的功能框圖3是圖2的燃料軌壓控制系統(tǒng)的功能框圖4是根據(jù)本發(fā)明的燃料控制方法；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的高壓閥信號(hào)和燃料噴射器信號(hào)的圖形。
具體實(shí)施例方式以下說明本質(zhì)上僅是說明性的，并且決不旨在用于限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。為了清楚，相同的附圖標(biāo)記在附圖中用于標(biāo)識(shí)相似的元件。如在此所使用地，短語“A、B、和C 中的至少一個(gè)”應(yīng)解釋為表示利用了非排它性邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)理解的是， 在不改變本發(fā)明原理的情況下，可以以不同的順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。如在此所使用地，術(shù)語模塊可指的是以下各項(xiàng)的一部分或包括以下各項(xiàng)專用集成電路(ASIC);電子電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的(共用、專用、或分組的)處理器；提供所述功能性的其他合適部件；或者上述各項(xiàng)中的一些或全部的組合，例如在片上系統(tǒng)中。術(shù)語“模塊”可包括存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的代碼的(共用、專用、或分組的)存儲(chǔ)器。如以上所使用地，術(shù)語“代碼”可包括軟件、固件和/或微碼，并且可指的是程序、 例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。如以上所使用地，術(shù)語“共用(或共享)”意指可利用單個(gè)(共用) 處理器執(zhí)行來自多個(gè)模塊的一些或所有代碼。另外，來自多個(gè)模塊的一些或所有代碼可由單個(gè)(共用)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。如以上所使用地，術(shù)語“分組”意指可利用一組處理器執(zhí)行來自單個(gè)模塊的一些或所有代碼。另外，可利用一組存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來自單個(gè)模塊的一些或所有代碼。在此描述的設(shè)備和方法可以通過由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)程序包括存儲(chǔ)在非暫時(shí)性的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可包括存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。非暫時(shí)性的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例為非易失性存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器?，F(xiàn)在參考圖I，其示出了發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)10。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12 和燃料控制系統(tǒng)14。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是火花點(diǎn)火直噴式(SIDI)發(fā)動(dòng)機(jī)。燃料控制系統(tǒng)14 控制到發(fā)動(dòng)機(jī)12的氣缸16的燃料供應(yīng)。燃料控制系統(tǒng)14包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 18， 發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 18繼而包括燃料控制模塊(FCM) 20。FCM 20控制向氣缸16中的每個(gè)氣缸的燃料噴射器22提供的燃料的壓力。FCM 20例如基于發(fā)動(dòng)機(jī)12的溫度調(diào)節(jié)至燃料噴射器22的燃料壓力。
發(fā)動(dòng)機(jī)12包括進(jìn)氣歧管30、具有燃料噴射器22的燃料噴射系統(tǒng)32、排氣系統(tǒng)34， 并且可包括渦輪增壓器36。盡管示出了六個(gè)氣缸，但發(fā)動(dòng)機(jī)12在各種構(gòu)造中可包括任意數(shù)量的氣缸。盡管設(shè)想了利用直接噴射的汽油供能的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，但本發(fā)明還可適用于柴油或代用燃料源。在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，空氣通過由發(fā)動(dòng)機(jī)12的進(jìn)氣沖程所產(chǎn)生的入口真空被吸入進(jìn)氣歧管30中。空氣從進(jìn)氣歧管30被吸入氣缸16中，并在氣缸16中被壓縮。燃料通過燃料噴射系統(tǒng)32被噴射到氣缸16中，并與氣缸16中的空氣混合，以形成空氣/燃料混合物。空氣/燃料混合物被壓縮，并且壓縮熱和/或電能(例如經(jīng)由火花塞)點(diǎn)燃該空氣/燃料混合物。廢氣通過排氣導(dǎo)管38從氣缸16被排出。廢氣可驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器36的渦輪葉片40，渦輪增壓器36繼而驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉片(未示出)。壓縮機(jī)葉片可將額外的空氣輸送(增壓)至進(jìn)氣歧管30，并輸送到氣缸16中用于燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)10和/或燃料控制系統(tǒng)14可包括歧管絕對(duì)壓力(MAP)傳感器50、 空氣質(zhì)量流量(MAF)傳感器52、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器54、進(jìn)氣歧管溫度傳感器56、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器58(示出了一個(gè))、以及其他各種發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器。MAP傳感器50位于進(jìn)氣歧管30上， 并基于進(jìn)氣歧管30中的壓力來提供歧管壓力信號(hào)MAP。MAF傳感器52位于空氣入口內(nèi)，并基于流入進(jìn)氣歧管30的空氣的質(zhì)量提供空氣質(zhì)量流量信號(hào)MAF15FCM 20基于空氣質(zhì)量流量信號(hào)MAF來控制向發(fā)動(dòng)機(jī)12供應(yīng)的燃料(包括燃料的壓力)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器54例如可以是曲軸位置傳感器，并產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM。進(jìn)氣歧管溫度傳感器56產(chǎn)生進(jìn)入空氣溫度信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器58可監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)12的冷卻劑和/或油的溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器58例如可產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信號(hào)Teng、冷卻劑溫度信號(hào)Tcool和/或油溫信號(hào)Toil。排氣導(dǎo)管38可包括排氣再循環(huán)(EGR)閥60。EGR閥60可再循環(huán)排氣的一部分。 ECM 18可控制EGR閥60，以實(shí)現(xiàn)期望的EGR率。燃料噴射系統(tǒng)32還可包括高壓泵組件70，高壓泵組件70以高壓(即大于預(yù)定壓力的壓力)向高壓燃料管線和/或燃料軌72提供燃料。高壓泵組件70基于來自FCM 20的高壓泵信號(hào)HIGH (73)調(diào)節(jié)向燃料軌供應(yīng)的燃料的壓力。燃料軌72連接至燃料噴射器22。 高度加壓的燃料經(jīng)由燃料噴射器22從燃料軌72供應(yīng)至氣缸16?，F(xiàn)在還參考圖2，其示出了燃料控制系統(tǒng)14，并且燃料控制系統(tǒng)14包括燃料軌壓控制系統(tǒng)100。燃料控制系統(tǒng)14包括ECM 18,FCM 20、低壓燃料泵102、和具有高壓燃料泵 104的高壓泵組件70。低壓燃料泵102將燃料從燃料箱106泵送至低壓燃料管線108。低壓燃料管線108 中的燃料壓力大于第一預(yù)定壓力并且小于或等于第二預(yù)定壓力。高壓燃料泵將104燃料從低壓燃料管線108泵送至高壓燃料管線110和/或燃料軌72。燃料軌72中的燃料壓力大于第二預(yù)定壓力和/或大于第三預(yù)定壓力。第三預(yù)定壓力可大于第二預(yù)定壓力。由燃料噴射器22在高壓下接收燃料軌72中的燃料。燃料噴射器22將燃料直接噴射到氣缸16的燃燒室中。高壓泵組件70包括高壓燃料泵104和高壓閥120。高壓泵組件70通過低壓燃料管線108接收低壓燃料，提高燃料的壓力，并向燃料軌72提供高壓燃料。高壓燃料泵104 可包括各種類型的設(shè)計(jì)，包括利用了凸輪的設(shè)計(jì)，所述凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而移動(dòng)泵送構(gòu)件以提高燃料的壓力。可基于高壓閥的打開時(shí)間來調(diào)節(jié)燃料軌72中的燃料壓力。例如，高壓閥120打開越長，則燃料軌72中的壓力越高。同樣地，F(xiàn)CM 20可通過控制高壓閥120的操作(包括高壓閥120的打開時(shí)間和/或高壓閥120打開的程度)來控制燃料軌72中的燃料的壓力。 高壓閥120打開的程度指的是高壓閥120的打開位置和/或與高壓閥120的打開位置相關(guān)聯(lián)的開度的大小。還關(guān)于圖3-5描述了該控制的示例。燃料軌壓控制系統(tǒng)100可包括低壓傳感器122和高壓傳感器124。低壓傳感器122 檢測(cè)低壓燃料管線108中的壓力，并產(chǎn)生低壓傳感器信號(hào)126。高壓傳感器124檢測(cè)燃料軌72中的壓力，并產(chǎn)生高壓傳感器信號(hào)128。ECM 18和/或FCM 20可通過基于低壓傳感器信號(hào)和/或高壓傳感器信號(hào)128產(chǎn)生低壓泵信號(hào)LOW (129)、高壓泵信號(hào)HIGH、和/或燃料噴射器信號(hào)INJ (130)，來調(diào)節(jié)低壓燃料泵102、高壓燃料泵104、高壓閥120和/或燃料噴射器22的操作?，F(xiàn)在還參考圖3，其示出了燃料軌壓控制系統(tǒng)100。燃料軌壓控制系統(tǒng)100包括 ECM 18,FCM 20、燃料噴射器22、高壓泵組件70和存儲(chǔ)器150。存儲(chǔ)器150可作為ECM 18、 FCM 20的一部分被包括，或者如所示的那樣可與ECM 18不同。ECM 18包括每氣缸空氣量 (APC)模塊152、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載模塊154和FCM 20。FCM 20包括模式確定模塊156、目標(biāo)軌壓模塊158、偏移模塊160、修正器模塊162、軌壓控制模塊164和燃料噴射器控制模塊166。模式確定模塊156確定ECM 18、FCM 20和/或燃料軌壓控制系統(tǒng)100的操作模式。不同的操作模式可包括正常壓力(或第一壓力)模式、高壓(或第二壓力)模式、和/或連續(xù)壓力調(diào)節(jié)(或第三壓力)模式。模式確定模塊156產(chǎn)生指示了操作模式的模式信號(hào)MODE (157)。正常壓力模式可包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的溫度大于預(yù)定溫度時(shí)和/或處于正常操作溫度(例如90°C)時(shí)以正常操作壓力來提供燃料軌72中的燃料。正常操作壓力可指的是與處在正常操作溫度和/或在正常操作溫度范圍內(nèi)操作發(fā)動(dòng)機(jī)12相關(guān)聯(lián)的壓力或壓力范圍。正常操作溫度和壓力可指的是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12例如處于穩(wěn)態(tài)升溫狀況時(shí)經(jīng)歷的溫度和壓力。高壓模式可包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的溫度小于預(yù)定溫度(例如50°C)時(shí)以提高的壓力來提供燃料軌72中的燃料。在高壓模式期間使用的燃料壓力可大于在正常壓力模式期間使用的燃料壓力。例如，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)12的燃料需求和/或裝填情況，在高壓模式期間使用的最低燃料壓力可大于或等于在正常壓力模式期間使用的最高燃料壓力。連續(xù)壓力調(diào)節(jié)模式可包括基于例如發(fā)動(dòng)機(jī)12的每氣缸空氣量、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度等中的一個(gè)或多個(gè)周期性地和/或連續(xù)地調(diào)節(jié)燃料軌72中的燃料的壓力。連續(xù)壓力調(diào)節(jié)模式可包括關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)12的任意操作溫度來調(diào)節(jié)燃料軌72中的燃料壓力。這可以包括在發(fā)動(dòng)機(jī)12的冷起動(dòng)期間所經(jīng)歷的溫度。示例的冷起動(dòng)溫度范圍是10°C -500C0以下結(jié)合圖4的方法來進(jìn)一步描述模塊152-166?，F(xiàn)在主要參考圖3和圖4，其示出了燃料控制方法?？衫迷S多方法來操作燃料控制系統(tǒng)4和燃料軌壓控制系統(tǒng)100，示例的方法由圖4的方法提供。在圖4中，示出了燃料控制方法的示例。盡管主要關(guān)于圖1-3 中的實(shí)施方式來描述以下的任務(wù)，但這些任務(wù)可以很容易地被修改以適用于本發(fā)明其他實(shí)施方式。這些任務(wù)可被反復(fù)地執(zhí)行。該方法可基于算法并可開始于200。在202處，ECM 18和/或FCM 20收集諸如上述傳感器信號(hào)之類的傳感器信號(hào)，并確定發(fā)動(dòng)機(jī)12的對(duì)應(yīng)狀態(tài)。傳感器信號(hào)例如可包括空氣質(zhì)量流量信號(hào)MAF (190)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM (191)、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信號(hào)Teng (192)、冷卻劑溫度信號(hào)Tcool (193)和/或油溫信號(hào)Toil (194)。所述狀態(tài)可包括當(dāng)前的空氣質(zhì)量流率、當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、當(dāng)前的冷卻劑溫度、當(dāng)前的油溫等等。在204處，基于和/或作為由空氣質(zhì)量流量信號(hào)MAF和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM指示的空氣質(zhì)量流率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)，APC模塊152確定發(fā)動(dòng)機(jī)12的每氣缸空氣量的值，和 /或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載模塊154確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。APC模塊152產(chǎn)生每氣缸空氣量信號(hào)APC(206) 和/或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載模塊154產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)Leng(207)，每氣缸空氣量信號(hào)APC(206) 和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)Leng (207)分別指不了發(fā)動(dòng)機(jī)12的每氣缸空氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。在一個(gè)實(shí)施方式中，每氣缸空氣量信號(hào)APC用于表不和/或替換發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)Leng。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)Leng可基于每氣缸空氣量信號(hào)APC產(chǎn)生和/或可被設(shè)定成等于每氣缸空氣量信號(hào)APC。燃料軌壓控制系統(tǒng)100可包括APC模塊152和/或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載模塊154。在212處，基于和/或作為當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前的APC和/或當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(如通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM、每氣缸空氣量信號(hào)APCjP /或基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)Leng 指示的那樣)的函數(shù)，目標(biāo)軌壓模塊158確定目標(biāo)燃料軌壓Ptarg。目標(biāo)燃料軌壓Ptarg指的是FCM 20試圖實(shí)現(xiàn)的燃料軌72的燃料壓力。在一個(gè)實(shí)施方式中，利用使目標(biāo)燃料軌壓值與當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前的APC值和/或當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載相關(guān)的目標(biāo)燃料軌壓表(第一表)213來確定(查找)目標(biāo)燃料軌壓Ptarg。目標(biāo)燃料軌壓表213可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器150中。 目標(biāo)燃料軌壓Ptarg可與當(dāng)前的燃料軌壓相同或不同。目標(biāo)軌壓模塊158產(chǎn)生指示了目標(biāo)燃料軌壓Ptarg的目標(biāo)燃料軌壓信號(hào)213。在214處，F(xiàn)CM 20和/或模式確定模塊156確定燃料軌壓控制系統(tǒng)100的操作模式，并產(chǎn)生模式信號(hào)MODE。操作模式例如可基于發(fā)動(dòng)機(jī)12的一個(gè)或多個(gè)溫度來確定。操作模式可基于溫度信號(hào)Teng、Tcool、Toil。模式確定模塊156可選擇正常壓力模式、高壓模式和/或連續(xù)壓力調(diào)節(jié)模式中的一種。任務(wù)214用于確定是啟動(dòng)正常壓力模式還是高壓模式。任務(wù)214可在方法開始時(shí)執(zhí)行，例如在任務(wù)204之前執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的一個(gè)或多個(gè)溫度(例如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度Teng、冷卻劑溫度Tcool和/或油溫Toil)大于預(yù)定溫度(例如50°C)時(shí)，執(zhí)行任務(wù)216-218。當(dāng)執(zhí)行任務(wù)216-218時(shí)，燃料軌壓控制系統(tǒng)100以正常壓力模式操作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的溫度小于或等于預(yù)定的溫度時(shí)，執(zhí)行任務(wù)220-228。當(dāng)執(zhí)行任務(wù)214和220-228時(shí)，燃料軌壓控制系統(tǒng) 100以高壓模式操作。在另一示例的實(shí)施方式中，不執(zhí)行任務(wù)214、216和218，并且在任務(wù)212之后執(zhí)行任務(wù)220-228。當(dāng)執(zhí)行任務(wù)220-228并且不執(zhí)行任務(wù)214、216和218時(shí)，燃料軌壓控制系統(tǒng) 100可以以連續(xù)壓力調(diào)節(jié)模式操作。在216處，F(xiàn)CM 20和/或軌壓控制模塊164基于目標(biāo)燃料軌壓Ptarg和模式信號(hào) MODE調(diào)節(jié)當(dāng)前的燃料軌壓。軌壓控制模塊164基于在212處確定的目標(biāo)燃料軌壓Ptarg來產(chǎn)生高壓泵信號(hào)HIGH和/或高壓閥信號(hào)。高壓閥信號(hào)可被提供至高壓泵組件70，以便例如控制高壓閥120的螺線管。高壓閥信號(hào)可被包括在高壓泵信號(hào)中，并且可用于調(diào)節(jié)所述閥打開的打開時(shí)間和/或程度。在218處，基于模式信號(hào)MODE以及基于和/或作為目標(biāo)燃料軌壓Ptarg和/或當(dāng)前的燃料軌壓的函數(shù)，F(xiàn)CM 20和/或燃料噴射器控制模塊166可調(diào)節(jié)燃料噴射器信號(hào)INJ。 例如，如果目標(biāo)燃料軌壓Ptarg小于當(dāng)前的燃料軌壓，則要降低燃料軌72中的燃料軌壓，并且可增加噴射器接通(或打開)時(shí)間。這可以被實(shí)現(xiàn)，以維持供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)12的氣缸16的燃料的當(dāng)前量(燃料供應(yīng)率)。通過調(diào)節(jié)被提供至高壓閥和燃料噴射器的信號(hào)INJ的相應(yīng)的接通(ON)時(shí)間脈沖寬度、頻率和/或占空比，可降低軌壓，并可增加噴射器接通時(shí)間。高壓泵信號(hào)可包括高壓閥信號(hào)。如圖5所示，高壓閥信號(hào)和燃料噴射器信號(hào)可以是脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)。在220處，基于和/或作為當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前的APC和/或當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(如通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM、每氣缸空氣量信號(hào)APCjP /或基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)Leng 指示的那樣)的函數(shù)，偏移模塊160確定偏移值OFFSET。偏移模塊160產(chǎn)生指示了偏移值 OFFSET的偏移信號(hào)219。在一個(gè)實(shí)施方式中，利用使偏移值與當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前的 APC和/或當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載相關(guān)的偏移表(第二表)221來確定(查找)偏移值。偏移表221 可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器150中。偏移值OFFSET用于任務(wù)224，以便使在212處確定的目標(biāo)燃料軌壓Ptarg偏移。在222處，基于發(fā)動(dòng)機(jī)12的一個(gè)或多個(gè)溫度(例如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度Teng、冷卻劑溫度 Tcool和/或油溫Toil)，修正器模塊162確定修正器值(或修正值)MOD。修正器模塊162產(chǎn)生指示了修正器值的修正器信號(hào)225。修正器值MOD用于在任務(wù)224處修正偏移值OFFSET。 修正器值可以是大于或等于零(0)并且小于或等于一(I)的值。在一個(gè)實(shí)施方式中，利用使修正器值與發(fā)動(dòng)機(jī)12的溫度相關(guān)的修正器表(第三表)223來確定(查找)修正器值。修正器表223可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器150中。在224處，F(xiàn)CM 20和/或軌壓控制模塊164基于偏移值OFFSET和修正器值MOD調(diào)節(jié)在212處確定的目標(biāo)軌壓Ptarg，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的目標(biāo)燃料軌壓Padj (227)(在圖3中示出)。例如，可利用方程I來確定調(diào)節(jié)的燃料軌壓Padj。Padj=Ptarg+0FFSET*M0D(I)
在226處，F(xiàn)CM 20和/或軌壓控制模塊164基于調(diào)節(jié)的目標(biāo)燃料軌壓和模式信號(hào)MODE 調(diào)節(jié)當(dāng)前的燃料軌壓。軌壓控制模塊164基于在224處確定的調(diào)節(jié)的目標(biāo)燃料軌壓，產(chǎn)生高壓泵信號(hào)HIGH和/或高壓閥信號(hào)。高壓閥信號(hào)可被提供至高壓泵組件70，以便例如控制高壓閥120的螺線管。高壓閥信號(hào)可用于調(diào)節(jié)高壓閥120打開的打開時(shí)間和/或程度。在228處，基于模式信號(hào)MODE以及基于和/或作為調(diào)節(jié)的目標(biāo)燃料軌壓和/或當(dāng)前的燃料軌壓的函數(shù)，F(xiàn)CM 20和/或燃料噴射器控制模塊166可調(diào)節(jié)燃料噴射器信號(hào)INJ。 例如，如果調(diào)節(jié)的目標(biāo)燃料軌壓大于當(dāng)前的軌壓，則要提高燃料軌72中的燃料軌壓，并可減小噴射器接通(或打開)時(shí)間。這可實(shí)現(xiàn)，以維持被供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)12的氣缸16的燃料的當(dāng)前量(燃料供應(yīng)率)。通過調(diào)節(jié)被提供至高壓閥和燃料噴射器22的信號(hào)的相應(yīng)的接通時(shí)間脈沖寬度、頻率和/或占空比，可提高軌壓，并可減小噴射器接通時(shí)間。在圖5中示出了示例的PWM信號(hào)。所述方法可終止于230。在圖5中，示出了高壓閥信號(hào)250和燃料噴射器信號(hào)252的圖形。高壓閥信號(hào)250 和燃料噴射器信號(hào)252圖示了當(dāng)提高燃料軌壓并且減小燃料噴射器接通時(shí)間時(shí)的示例。這可在例如從高壓模式切換至正常壓力模式時(shí)發(fā)生。這還可在以連續(xù)壓力調(diào)節(jié)模式操作時(shí)發(fā)生。高壓閥信號(hào)250和燃料噴射器信號(hào)252包括兩種操作狀態(tài)。虛線254指的是第一與第二狀態(tài)之間的過渡轉(zhuǎn)變。在第一狀態(tài)期間，高壓閥信號(hào)250具有第一接通時(shí)間脈沖寬
1度PW1，并且燃料噴射器信號(hào)252具有第二接通時(shí)間脈沖寬度PW2。在第二狀態(tài)期間，高壓閥信號(hào)250具有第三接通時(shí)間脈沖寬度PW3，并且燃料噴射器信號(hào)具有第四接通時(shí)間脈沖寬度PW4。盡管在圖5的示例中調(diào)節(jié)接通時(shí)間脈沖寬度、頻率和占空比，但可通過改變接通時(shí)間脈沖寬度、頻率和/或占空比來調(diào)節(jié)燃料軌壓。上述任務(wù)應(yīng)是說明性的示例；這些任務(wù)可取決于應(yīng)用從而順次、同步、同時(shí)、連續(xù)、 在重疊的時(shí)間周期期間或者以不同的順序執(zhí)行。上述實(shí)施方式允許基于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度來修正關(guān)于SIDI系統(tǒng)上的高壓燃料軌的設(shè)定點(diǎn)。這可減少發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒輸出。例如，在冷起動(dòng)期間可提高燃料軌壓，以改善氣缸的分層燃料供送，這阻止燃料撞擊在活塞和氣缸壁表面上。這改善了噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的燃料的燃燒，并減輕了顆粒排放。能以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明寬廣的教導(dǎo)。因此，盡管本發(fā)明包括特定的示例，但由于通過對(duì)附圖、說明書、和所附權(quán)利要求的研究，其它的變型對(duì)熟練的從業(yè)者而言將變得顯而易見，所以本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)如此受限制。
權(quán)利要求
1.一種燃料控制系統(tǒng)，包括目標(biāo)軌壓模塊，其確定直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料軌的目標(biāo)燃料軌壓；偏移模塊，其基于所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定偏移值；修正器模塊，其基于所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度來確定修正器值；以及軌壓控制模塊，其基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述燃料軌的當(dāng)前的燃料軌壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中當(dāng)以第一模式操作時(shí)，所述軌壓控制模塊基于所述目標(biāo)燃料軌壓來調(diào)節(jié)所述當(dāng)前的燃料軌壓；以及當(dāng)以第二模式操作時(shí)，所述軌壓控制模塊基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述當(dāng)前的燃料軌壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料控制系統(tǒng)，其中當(dāng)以所述第一模式操作時(shí)，所述軌壓控制模塊不基于所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述當(dāng)前的燃料軌壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述第一模式是第一壓力模式，并且所述第二模式是第二壓力模式；以及所述目標(biāo)燃料軌壓在所述第二壓力模式期間比在所述第一壓力模式期間大。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述軌壓控制模塊基于所述偏移值與所述修正器值的乘積來調(diào)節(jié)所述目標(biāo)燃料軌壓，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述軌壓控制模塊基于所述偏移值與所述修正器值的乘積和所述目標(biāo)燃料軌壓的和來調(diào)節(jié)所述目標(biāo)燃料軌壓，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述修正器值大于或等于O并且小于或等于I。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述軌壓控制模塊基于所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述目標(biāo)燃料軌壓，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)；以及所述燃料控制系統(tǒng)還包括燃料噴射器控制模塊，所述燃料噴射器控制模塊基于所述調(diào)節(jié)的燃料軌壓信號(hào)來調(diào)節(jié)燃料噴射器信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃料控制系統(tǒng)，其中所述軌壓控制模塊基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值來產(chǎn)生閥信號(hào)，以調(diào)節(jié)燃料泵組件中的閥的接通時(shí)間。
10.一種燃料控制方法，包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料軌的目標(biāo)燃料軌壓；基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和所述每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來確定偏移值；基于所述直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度來確定修正器值；以及基于所述目標(biāo)燃料軌壓、所述偏移值和所述修正器值來調(diào)節(jié)所述燃料軌當(dāng)前的燃料軌壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃料軌壓控制系統(tǒng)和方法。具體地，提供了一種燃料控制系統(tǒng)，其包括目標(biāo)軌壓模塊。目標(biāo)軌壓模塊確定直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料軌的目標(biāo)燃料軌壓。偏移模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和每氣缸空氣量中的至少一個(gè)和直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定偏移值。修正器模塊基于直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度確定修正器值。軌壓控制模塊基于目標(biāo)燃料軌壓、偏移值和修正器值調(diào)節(jié)燃料軌當(dāng)前的燃料軌壓。
文檔編號(hào)F02D41/04GK102606324SQ20121001705
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者D.P.索馬可, D.薩巴蒂爾, J.D.考吉爾, J.T.施巴塔 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司