СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к системам транспортного средства, в частности, к системам и способам работы соленоидного клапана, присоединенного к входному клапану насоса для впрыска топлива, для регулировки электрической энергии срабатывания соленоидного клапана на основании объемной эффективности насоса для впрыска топлива.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Многие двигатели внутреннего сгорания используют непосредственный впрыск бензина (GDI) для повышения отдачи мощности и диапазона, на котором топливо может подаваться в цилиндр. Топливные форсунки GDI могут требовать топлива под высоким давлением для впрыска, чтобы создавать усиленное распыление для более эффективного сгорания. Во многих применениях GDI, топливный насос высокого давления может использоваться для повышения давления топлива, подаваемого в топливные форсунки. Топливный насос высокого давления может включать в себя «перепускной клапан» (SV) или регулятор объема топлива (FVR) с соленоидным приводом, который может приводиться в действие для регулирования потока топлива в топливный насос высокого давления. На всем протяжении работы топливного насоса высокого давления, приведение в действие SV может формировать шум/вибрацию/неплавность хода (NVH).
В традиционных системах транспортного средства, способ, известный как пониженный ток соленоида или «рекурсия» используется для уменьшения описанных выше NVH (см. например, US 7,624,720, МПК F02M 59/36, опубл. 01.12.2009). Способ рекурсии прикладывает заданный низкий уровень тока к SV, который как раз достаточен для инициирования перемещения соленоида, после чего, уровень тока, подаваемого в SV, быстро урезается до тока удержания. Более того, сложные стратегии управления с прямой связью и/или обратной связью, включающие в себя очень высокие скорости частотной обработки на основании измерения тока, подаваемого в SV, используются для измерения или определения заданного низкого уровня тока.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у этого подхода. А именно, есть опасность, что заданный низкий уровень тока в SV может претерпевать неудачу в том чтобы надежно инициировать открывание SV на диапазоне условий системы двигателя и топливной системы. Более того, оснащение модулей управления силовой передачей (PCM) схемами для сложной обработки, в том числе, очень высокими скоростями частотной обработки, на основании подаваемого тока в SV является дорогостоящим и не возможным для PCM некоторых систем транспортного средства.
Один из подходов, который по меньшей мере частично преодолевает вышеприведенные проблемы и добивается технического результата уменьшения NVH, связанных с работой SV, включает в себя систему транспортного средства, содержащую:
двигатель;
топливную систему, содержащую соленоидный клапан, присоединенный к топливному насосу, причем топливная система непосредственно впрыскивает топливо в двигатель; и
контроллер, содержащий команды, исполняемые для:
регулировки скорости изменения тока срабатывания клапана на основании эффективности топливного насоса, при этом регулировка выполняется только в ответ на объемная эффективность насоса меньше порогового объемной эффективности насоса.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер дополнительно содержит команды, исполняемые для повышения скорости изменения тока срабатывания клапана в ответ на объемную эффективность насоса меньше пороговой объемной эффективности насоса.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер дополнительно содержит команды, исполняемые для регулировки скорости изменения тока срабатывания клапана независимо от обратной связи по току срабатывания клапана и скорости изменения тока срабатывания клапана.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер дополнительно содержит команды, исполняемые для регулировки скорости изменения тока срабатывания клапана независимо от прямой связи по току срабатывания клапана и скорости изменения тока срабатывания клапана.
В одном из вариантов предложена система, в которой топливная система содержит механическую безвозвратную топливную систему.
В одном из вариантов предложена система, в которой топливная система содержит электронную безвозвратную топливную систему.
Также предложен способ работы соленоидного клапана, присоединенного к топливному насосу для непосредственного впрыска, включающий в себя этапы, на которых осуществляют регулировку электрической энергии срабатывания соленоидного клапана на основании объемной эффективности насоса для впрыска топлива. В одном из примеров, такие регулировки электрической энергии срабатывания являются независимыми от считанного тока SV. Таким образом, можно улучшать эксплуатационные качества системы посредством выдачи достаточного тока SV с обратной связью, чтобы давать возможность поддержания повышенной объемной эффективности насоса наряду с уменьшением NVH.
В еще одном аспекте, способ управления впрыском топлива в топливной системе непосредственного впрыска может содержать определение объемной эффективности насоса у насоса для впрыска топлива, присоединенного к соленоидному клапану, и в ответ на определенную объемную эффективность насоса, регулировку одного или более из профиля тока срабатывания клапана, применяемого к соленоидному клапану.
В еще одном аспекте, система транспортного средства может содержать двигатель, топливную систему, содержащую соленоидный клапан, присоединенный к топливному насосу, топливная система непосредственно впрыскивает топливо в двигатель, и контроллер, содержащий команды, исполняемые для регулировки скорости изменения тока срабатывания клапана у соленоидного клапана на основании эффективности топливного насоса, при этом регулировка выполняется только в ответ на объемную эффективность насоса меньше порогового объемной эффективности насоса.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение примерной топливной системы, присоединенной к двигателю.
Фиг. 2 показывает схематичное изображение соленоидного клапана, присоединенного к насосу для впрыска топлива высокого давления топливной системы по фиг. 1.
Фиг. 3 показывает примерную последовательность впуска и подачи насоса для впрыска топлива высокого давления топливной системы по фиг. 1.
Фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций примерного способа работы соленоидного клапана, присоединенного к насосу для впрыска топлива высокого давления.
Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций для примерного способа расчета объемной эффективности насоса.
Фиг. 6 показывает примерную временную диаграмму работы соленоидного клапана, присоединенного к насосу для впрыска топлива высокого давления.
Фиг. 7 показывает примерную временную диаграмму работы соленоидного клапана, присоединенного к насосу для впрыска топлива высокого давления.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Фиг. 1 показывает топливную систему 100 непосредственного впрыска, присоединенную к двигателю 110 внутреннего сгорания, который может быть выполнен в виде силовой установки для транспортного средства. Двигатель 110 внутреннего сгорания может содержать многочисленные камеры или цилиндры 112 сгорания. Топливо может выдаваться непосредственно в цилиндры 112 через внутрицилиндровые форсунки 120 непосредственного впрыска. Как схематично указано на фиг. 1, двигатель 110 может принимать всасываемый воздух и продукты выхлопных газов сожженного топлива. Двигатель 110 может включать в себя пригодный тип двигателя, в том числе, бензиновый или дизельный двигатель.
Топливо может выдаваться в двигатель 110 через форсунки 120 посредством топливной системы, в целом указанной под 150. В этом конкретном примере, топливная система 150 включает в себя бак 152 хранения топлива для хранения топлива на борту транспортного средства, топливный насос 130 низкого давления (например, подкачивающий топливный насос), топливный насос высокого давления или насос 140 для впрыска топлива, направляющую-распределитель 158 для топлива и различные топливные каналы 154 и 156. В примере, показанном на фиг. 1, топливный канал 154 несет топливо из насоса 130 низкого давления в насос 140 для впрыска топлива, а топливный канал 156 несет топливо из насоса 140 для впрыска топлива в направляющую-распределитель 158 для топлива.
Направляющая-распределитель 158 для топлива может распределять топливо на каждую из множества топливных форсунок 120. Каждая из множества топливных форсунок 120 может быть расположена в соответствующем цилиндре 112 двигателя 110, чтобы, при работе топливных форсунок 120, топливо впрыскивалось непосредственно в каждый соответствующий цилиндр 112. В качестве альтернативы (или в дополнение), двигатель 110 может включать в себя топливные форсунки оконного впрыска, расположенные во впускном окне каждого цилиндра, чтобы, при работе топливных форсунок, топливо подвергалось оконному впрыску во впускное окно каждого цилиндра. В проиллюстрированном варианте осуществления, двигатель 110 включает в себя четыре цилиндра. Однако, следует принимать во внимание, что двигатель может включать в себя иное количество цилиндров.
Топливный насос 130 низкого давления может эксплуатироваться контроллером 170, чтобы выдавать топливо в насос 140 для впрыска топлива через топливный канал 154. Топливный насос 130 низкого давления может быть выполнен в виде того, что может указываться ссылкой как подкачивающий топливный насос. В качестве одного из примеров, топливный насос 130 низкого давления может включать в себя электродвигатель насоса, посредством чего, повышение давления на насосе и/или объемный расход через насос могут регулироваться посредством изменения электрической мощности, выдаваемой в электродвигатель насоса, тем самым, повышая или понижая скорость вращения электродвигателя. Например, по мере того, как контроллер 170 понижает электрическую мощность, которая выдается на насос 130, объемный расход и/или повышение давления на насосе могут уменьшаться. Объемный расход и повышение давления на насосе могут увеличиваться посредством повышения электрической мощности, которая выдается на насос 130. В качестве одного из примеров, электрическая мощность, подаваемая на электродвигатель насоса низкого давления, может получаться из генератора переменного тока или другого устройства накопления энергии на борту транспортного средства (не показано), в силу чего, система управления может регулировать электрическую нагрузку, которая используется для питания насоса низкого давления. Таким образом, посредством изменения напряжения и/или тока, выдаваемых на топливный насос высокого давления, как указано позицией 182, расход и давление топлива, подаваемого в насос 140 для впрыска топлива и, в конечном счете, в направляющую-распределитель для топлива, могут регулироваться контроллером 170.
Топливный насос 130 низкого давления может быть присоединен по текучей среде к запорному клапану 104, чтобы содействовать подаче топлива и поддерживать давление в топливной магистрали. В частности, запорный клапан 104 включает в себя шариковый и пружинный механизм, который садится и плотно закрывается при заданном перепаде давления, чтобы подавать топливо ниже по потоку. В некоторых вариантах осуществления, система 150 топлива может включать в себя последовательность запорных клапанов, присоединенных по текучей среде к топливному насосу 130 низкого давления, чтобы дополнительно препятствовать утечке топлива обратно выше по потоку от клапанов. Запорный клапан 104 присоединен по текучей среде к фильтру 106. Фильтр 106 может удалять мелкие загрязнения, которые могут содержаться в топливе, которые потенциально могли бы повреждать компоненты двигателя. Топливо может подаваться из фильтра 106 в топливный насос 140 высокого давления (например, насос для впрыска топлива). Насос 140 для впрыска топлива может повышать давление топлива, подаваемого из топливного фильтра с первого уровня давления, формируемого топливным насосом 130 низкого давления до второго уровня, более высокого, чем первый уровень. Насос 140 для впрыска топлива может подавать топливо под высоким давлением в направляющую-распределитель 158 для топлива через топливную магистраль 156. Насос 140 для впрыска топлива будет подробнее обсужден ниже со ссылкой на фиг. 2. Работа насоса 140 для впрыска топлива может регулироваться на основании условий работы транспортного средства, чтобы уменьшать шум/вибрацию/неплавность хода (NVH), которые могут непосредственно восприниматься водителем транспортного средства. Способ регулировки работы насоса 140 для впрыска топлива высокого давления, чтобы уменьшать NVH, будет подробнее обсужден ниже со ссылкой на фиг. 3-5.
Насос 140 для впрыска топлива может управляться контроллером 170, чтобы выдавать топливо в направляющую-распределитель 158 для топлива через топливный канал 156. В качестве одного из неограничивающих примеров, насос 140 для впрыска топлива может использовать клапан-регулятор расхода, «перепускной клапан» (SV) или регулятор объема топлива (FVR) с соленоидным приводом, указанный под 142, чтобы давать системе управления возможность менять рабочую объемную эффективность насоса у каждого хода насоса. Насос 10 для впрыска топлива может быть с механическим приводом от двигателя 110 в противоположность топливному насосу низкого давления или подкачивающему топливному насосу 130 с приводом от электродвигателя Плунжер 144 насоса у насоса 140 для впрыска топлива может принимать механическую входную мощность с коленчатого вала или распределительного вала двигателя через кулачок 146. Таким образом, насос 140 для впрыска топлива может эксплуатироваться согласно принципу одноплунжерного насоса с кулачковым приводом.
Как изображено на фиг. 1, датчик 148 топлива расположен ниже по потоку от подкачивающего топливного насоса 130. Датчик 148 топлива может измерять состав топлива и может работать на основании емкости топлива или количества молей диэлектрической жидкости в пределах его объема считывания. Например, количество этилового спирта (например, жидкого этилового спирта) в топливе может определяться (например, когда используется смешанное спиртовое топливо) на основании емкости топлива. Датчик 148 топлива может использоваться для определения уровня испарения топлива, так как пары топлива имеют меньшее количество молей в объеме считывания, чем жидкое топливо. По существу, испарение топлива может указываться, когда емкость топлива падает. Как подробнее описано со ссылкой на фиг. 3-5, датчик 148 топлива может использоваться для определения уровня испарения топлива у топлива, чтобы контроллер 170 мог регулировать давление подкачивающего насоса, чтобы уменьшать испарение топлива внутри подкачивающего топливного насоса 130.
Кроме того, в некоторых примерах, насос 140 для впрыска топлива может эксплуатироваться в качестве датчика 148 топлива для определения уровня испарения топлива. Например, гидроцилиндр насоса 140 для впрыска топлива формирует заполненный топливом конденсатор. По существу, гидроцилиндр предоставляет насосу 140 для впрыска топлива возможность быть емкостным элементом в датчике состава топлива. В некоторых примерах, гидроцилиндр насоса 140 для впрыска топлива может быть самой горячей точкой в системе, так что пары топлива формируются там первыми. В таком примере, насос 140 для впрыска топлива может использоваться в качестве датчика для выявления испарения топлива, так как испарение топлива может происходить в гидроцилиндре до того, как оно происходит где-нибудь еще в системе.
Как показано на фиг. 1, направляющая-распределитель 158 для топлива включает в себя датчик 162 давления в направляющей-распределителе для топлива для выдачи показания давления в направляющей-распределителе для топлива в контроллер 170. Датчик 164 скорости вращения двигателя может использоваться для выдачи показания скорости вращения двигателя в контроллер 170. Показание скорости вращения двигателя может использоваться, чтобы идентифицировать скорость работы насоса 140 для впрыска топлива, поскольку насос 140 приводится в действие механически двигателем 110, например, через коленчатый вал или распределительный вал. Датчик 166 выхлопных газов может использоваться для выдачи показания состава выхлопных газов в контроллер 170. В качестве одного из примеров, датчик 166 газов может включать в себя универсальный датчик кислорода выхлопных газов (UEGO). Датчик 166 выхлопных газов может использоваться в качестве обратной связи контроллером для регулировки количества топлива, которое подается в двигатель через форсунки 120. Таким образом, контроллер 170 может регулировать топливно-воздушное соотношение, подаваемое в двигатель, предписанным установленным значением.
Более того, контроллер 170 может принимать иные сигналы параметров двигателя/выхлопных газов с других датчиков двигателя, такие как температура хладагента двигателя, скорость вращения двигателя, положение дросселя, абсолютное давление в коллекторе, температура устройства снижения токсичности выхлопных газов, и т.д. Кроме того еще, контроллер 170 может принимать сигналы с датчика 145 шума на насосе 140 для впрыска топлива или SV 142, указывающий уровни NVH, вырабатываемые работой насоса 140 для впрыска топлива. Кроме того еще, контроллер 170 может обеспечивать управление с обратной связью на основании сигналов, принятых с датчика 148 топлива, датчика 162 давления, датчика 164 скорости вращения двигателя и датчика 145 шума среди прочего. Например, контроллер 170 может отправлять сигналы для регулировки уровня тока, скорости изменения тока, продолжительности времени импульса соленоидного клапана 142 (SV) насоса 140 для впрыска топлива, и тому подобного, чтобы регулировать работу насоса 140 впрыска топлива, установленное значение давления топлива регулятора давления топлива и/или величину и/или временные характеристики впрыска топлива на основании сигналов с датчика 148 топлива, датчика 162 давления, датчика 164 скорости вращения двигателя, датчика 145 шума, и тому подобного.
Контроллер 170 может по отдельности приводить в действие каждую из форсунок 120 через формирователь 122 впрыска топлива. Контроллер 170, формирователь 122 и другие пригодные контроллеры системы двигателя могут составлять систему управления. Несмотря на то, что формирователь 122 показан внешним по отношению к контроллеру 170, в других примерах, контроллер 170 может включать в себя формирователь 122 или может быть выполнен с возможностью обеспечивать функциональные возможности формирователя 122. Контроллер 170, в этом конкретном примере, включает в себя электронный блок управления, содержащий одно или более из устройства 172 ввода/вывода, центральное процессорное устройство 174 (ЦПУ, CPU), постоянное запоминающее устройство 176 (ПЗУ, ROM), оперативное запоминающее устройство 177 (ОЗУ, RAM) 177 и энергонезависимую память 178 (ЭНП, KAM). ПЗУ 176 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими постоянные команды, исполняемые процессором 174 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.
Как показано, топливная система 100 непосредственного впрыска является безвозвратной топливной системой и может быть механической безвозвратной топливной системой (MRFS) или электронной безвозвратной топливной системой (ERFS). В случае MRFS, давление в направляющей-распределителе для топлива может регулироваться посредством регулятора давления (не показан), расположенного в топливном баке 152. В ERFS, датчик 162 давления может быть установлен на направляющей-распределителе 158 для топлива, чтобы измерять давление в направляющей-распределителе для топлива относительно давления в коллекторе. Сигнал с датчика 162 давления может подаваться обратно в контроллер 170, который управляет формирователем 122, формирователь 122 модулирует напряжение у насоса 140 для впрыска топлива для подачи правильного давления топлива и расхода топлива на форсунки.
Хотя и не показано на фиг. 1, в других примерах, топливная система 100 непосредственного впрыска может включать в себя обратную магистраль, в силу чего, избыточное топливо из двигателя возвращается через регулятор давления топлива в топливный бак посредством обратной магистрали. Регулятор давления топлива может быть соединен в ряд с обратной магистралью, чтобы регулировать топливо, подаваемое в направляющую-распределитель 158 для топлива на давлении установленного значения. Для регулирования давления топлива на установленном значении, регулятор давления топлива может возвращать избыточное топливо в топливный бак 152 через обратную магистраль. Следует принимать во внимание, что работа регулятора давления топлива может регулироваться, чтобы изменять установленное значение давления топлива для приспосабливания к условиям работы.
Фиг. 2 показывает пример насоса 140 для впрыска топлива. Насос 140 для впрыска топлива подает топливо в двигатель посредством ходов впуска и подачи насоса у топлива, подаваемого в направляющую-распределитель 118 для топлива. Когда не под током, входной клапан удерживается открытым, и накачка не может происходить. Когда под током, соленоид принимает положение, так что входной клапан 204 функционирует в качестве запорного клапана. В зависимости от временных характеристик этого события, заданная величина объемной эффективности насоса используется для выталкивания заданного объема топлива в направляющую-распределитель для топлива, таким образом, он функционирует в качестве регулятора объема топлива. По существу, угловая установка момента втягивания соленоида может регулировать действующую объемную эффективность насоса. Более того, прикладывание тока соленоида может оказывать влияние на шум насоса. SV 202 включает в себя соленоиды 206, которые могут быть электрически возбуждаться контроллером 170, чтобы вытягивать входной клапан 204 из соленоидов в направлении стопорной пластины 208, чтобы закрывать SV 202. В частности, контроллер 170 может отправлять сигнал насоса, который может модулироваться, чтобы регулировать рабочее состояние (например, открывать или запирать клапан) SV 202. Модуляция сигнала насоса может включать в себя регулировку уровня тока, скорость изменения тока, длительность импульса, рабочий цикл или другой параметр модуляции. Кроме того, входной клапан 204 может быть смещен, чтобы, при становлении соленоидов 206 обесточенными, входной клапан 204 может перемещаться в направлении соленоидов до соприкосновения с пластиной 210 входного клапана, чтобы располагаться в открытом состоянии, в котором топливо может течь в напорную камеру 212 насоса 140 для впрыска топлива. Работа плунжера 144 насоса 140 для впрыска топлива может повышать давление топлива в напорной камере 212. По достижению установленного значения давления, топливо может течь через выходной клапан 216 в направляющую-распределитель 158 для топлива.
Далее, с обращением к фиг. 3, она иллюстрирует примерную последовательность 300 работы насоса 140 для впрыска топлива. В частности, последовательность 300 показывает работу насоса 140 для впрыска топлива во время ходов впуска и подачи у топлива, подаваемого в направляющую-распределитель 158 для топлива. Каждый из проиллюстрированных моментов (например, 310, 320, 330, 340) последовательности 300 показывает события или изменения рабочего состояния насоса 140 для впрыска топлива. Временная диаграмма 302 сигналов показывает положение SV насоса, сигнал 360 прикладываемого напряжения SV для управления впуском топлива в насос 140 для впрыска топлива, и ток 370 SV, являющийся результатом сигнала 360 прикладываемого напряжения.
На 310, начиная с момента A времени, насос для впрыска топлива может начинать ход впуска, в то время как поршень 144, расположенный в верхней мертвой точке (ВМТ, TDC), выталкивается наружу из напорной камеры 212, и прикладываемое напряжение 360 SV (или прикладываемое напряжение срабатывания) находится на рабочем цикле 0% (GND), в то время как входной клапан 204 открыт, предоставляя топливу возможность поступать в напорную камеру 212. Затем, во время 320, начиная в момент B времени, плунжер 144 достигает нижней мертвой точки (НМТ, BDC) и втягивается в напорную камеру 212. В подготовке к подаче топлива, инициируется импульс 362 срабатывания прикладываемого напряжения 360 SV, чтобы закрывать входной клапан 204. В ответ на импульс 362 срабатывания, ток 370 соленоида начинает увеличиваться, закрывая входной клапан 204. Во время импульса 362 срабатывания, сигнал прикладываемого напряжения 360 SV может иметь значение рабочего цикла 100%, однако, сигнал прикладываемого напряжения 360 SV также может быть меньшим, чем рабочий цикл 100%. Более того, длительность импульса 362 срабатывания, уровень импульса рабочего цикла и профиль импульса рабочего цикла (например, прямоугольный профиль, профиль линейного изменения, и тому подобное) могут регулироваться соответствующими SV, топливной системе, условиям работы двигателя, и тому подобному, чтобы уменьшать ток и продолжительность времени срабатывания, тем самым уменьшая NVH во время впрыска топлива. Посредством управления уровнем тока срабатывания, продолжительностью времени тока срабатывания или профилем тока срабатывания, может регулироваться взаимодействие между якорем соленоида и входным клапаном 204 насоса для впрыска топлива. Также показано во время 320, некоторое количество топлива в напорной камере 212 может выталкиваться через входной клапан 204 до того, как входной клапан 204 полностью закрывается, в то время как плунжер 144 втягивается из НМТ.
В момент C времени (момент 330), входной клапан 204 полностью закрывается в ответ на импульс срабатывания прикладываемого напряжения SV и увеличение тока 370 соленоида. Более того, выходной клапан 216 открывается, предоставляя возможность для впрыска топлива из напорной камеры 212 в направляющую-распределитель 158 для топлива. После момента C времени во время 340, прикладываемое напряжение 360 срабатывания SV может быть установлен в сигнал 364 удержания рабочего цикла приблизительно 25%, чтобы давать команду тока 370 удержания соленоида, чтобы поддерживать входной клапан 204 в закрытом положении во время подачи топлива. В конце рабочего цикла тока удержания, прикладываемое напряжение SV понижается до земли (GND), снижая ток 370 соленоида и открывая входной клапан 204 (наряду с закрыванием выходного клапана 216), чтобы начинать новую фазу впуска топлива. Более того, уровень рабочего цикла и длительность сигнала у сигнала 364 удержания могут регулироваться, чтобы уменьшать ток соленоида и NVH. Кроме того еще, как описано в материалах настоящего описания, посредством понижения скорости изменения тока SV на основании объемной эффективности насоса для впрыска топлива, NVH, происходящие от работы SV, могут уменьшаться по сравнению с традиционными способами управления SV для регулирования впрыска топлива.
Далее, с обращением к фиг. 4, она иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа примерного способа 400 работы механического соленоидного клапана, присоединенного к топливному насосу высокого давления. В качестве примера, способ 400 может выполняться контроллером 170. Способ 400 начинается на этапе 410, где определяются условия работы транспортного средства, такие как состояние включения двигателя (EOC), крутящий момент (Tq), скорость транспортного средства (Vs), состояние заряда аккумуляторной батареи (SOC), скорость вращения двигателя (rpm), и тому подобное. Затем, способ 400 переходит на этап 420, где определяется объемная эффективность насоса для впрыска топлива.
Далее, с обращением к фиг. 5, она иллюстрирует примерный способ 500 для расчета объемной эффективности насоса для впрыска топлива. Способ 500 начинается расчетом теоретического объема топлива, подаваемого в направляющую-распределитель 158 для топлива. Теоретический объем топлива, подаваемый в направляющую-распределитель 158 для топлива может содержать объем топлива в направляющую-распределитель 158 для топлива при эффективности 100% насоса для впрыска топлива и может определяться согласно уравнению (1):
Объем топлива в направляющую-распределитель при эффективности 100% = (количество ходов насоса ∗ количество команд насосу ∗ полный объем за ход) (1)
С использованием уравнения (1), объем топлива в направляющую-распределитель при эффективности 100% может рассчитываться за заданный период времени, например, за заданное количество ходов насоса. Например, поскольку топливный насос непосредственного впрыска эксплуатируется циклически на высокой частоте, заданное количество ходов насоса может содержать множество ходов насоса, так что объем топлива может точно рассчитываться. Полный объем за ход может быть задан согласно конструкции насоса, типу насоса и/или работе насоса.
Затем, способ 500 переходит на этап 520, где он рассчитывает действующий объем топлива, впрыскиваемый в двигатель, согласно уравнению (2):
i
Объем впрыскиваемого топлива = Σ [(требуемая впрыскиваемая масса топлива) ∗ плотность топлива] (2)
В уравнении (2), требуемая впрыскиваемая масса топлива, умноженная на плотность топлива i, дает требуемый впрыскиваемый объем топлива, который суммируется по всем форсункам/цилиндрам, чтобы определять общий объем топлива, впрыскиваемый в двигатель. Для непротиворечивости, уравнение (2) рассчитывается за те же самые период времени или количество ходов поршня, как уравнение (1).
Способ 500 затем переходит на этап 530, где повышение давления в направляющей-распределителе для топлива, являющееся результатом топлива, накачиваемого в направляющую-распределитель 158, определяется согласно уравнению (3):
Повышение давления в направляющей-распределителе = Общий объем топлива в направляющую-распределитель ∗ Эффективный модуль (3)
В качестве альтернативы, повышение давления в направляющей-распределителе для топлива может быть выражено зависимостью, показанной в уравнении (3a):
Повышение давления в направляющей-распределителе = (изменения в объеме топлива/объем направляющей-распределителя для топлива) ∗ Объемный модуль (3a)
Здесь, общий объем топлива в направляющую-распределитель для топлива может определяться по разности между теоретическим объемом топлива, подаваемым в направляющую-распределитель для топлива, согласно уравнению (1), умноженным на объемную эффективность насоса, и объемом топлива, впрыскиваемым в двигатель, согласно уравнению (2). Эффективный модуль характеризует повышение давления в направляющей-распределителе для топлива касательно заданного объема у общего объема топлива, подаваемого в направляющую-распределитель для топлива. Эффективный модуль может зависеть от конструкции направляющей-распределителя для топлива (объема, материала конструкции, и тому подобного), состава топлива, условий топливной системы (температуры, давления, и тому подобного), и тому подобного. Например, типичный эффективный модуль может иметь значение 1,5 МПа/0,25 кубических сантиметров топлива, а типичный объемный модуль может иметь значение 1,5 МПа. Общий объем топлива в направляющую-распределитель для топлива может рассчитываться согласно уравнению (4):
Общий объем топлива в направляющую-распределитель = (объем топлива в направляющую-распределитель при 100% эффективности ∗ объемная эффективность насоса) - объем впрыскиваемого топлива (4)
Соответственно, подстановка уравнений (1) и (2) в (3) дает уравнение (5):
Повышение давления в направляющей-распределителе = ((объем топлива в направляющую-распределитель при 100% эффективности ∗ объемная эффективность насоса) - объем впрыскиваемого топлива) Общий объем топлива в направляющую-распределитель ∗ Эффективный модуль 5)
Затем, способ 500 определяет объемную эффективность насоса на этапе 540 посредством решения уравнения (5) согласно уравнениям (6) и (7):
Объемная эффективность насоса = действительный объемный впуск насоса/номинальный объемный впуск насоса (6)
Объемная эффективность насоса = ((повышение давления в направляющей-распределителе для топлива/Эффективный модуль) + Объем впрыскиваемого топлива)/(количество ходов насоса ∗ количество команд насосу ∗ полный объем за ход) (7)
Таким образом, согласно уравнению (7), объемная эффективность насоса может рассчитываться по измеренным количествам.
TH
TH
TH
Далее, возвращаясь к способу 400, после определения объемной эффективности насоса для впрыска топлива согласно способу 500 и уравнению (7), способ 400 переходит на этап 430, где он определяет, является ли объемная эффективность насоса для впрыска топлива меньшим, чем пороговый объемная эффективность насоса для впрыска топлива, Eff. Если объемная эффективность насоса для впрыска топлива меньше, чем Eff, то контроллер 170 на этапе 440 может повышать уровень электрической энергии срабатывания SV с заданной скоростью. В одном из примеров, контроллер 170 может регулировать уровень электрической энергии SV для срабатывания соленоида. Например, регулировка уровня электрической энергии может включать в себя регулировку тока срабатывания соленоида посредством регулировки уровня (например, рабочего цикла) или продолжительности времени прикладываемого напряжения срабатывания соленоида. Более того, уровень электрической энергии срабатывания для срабатывания соленоида может регулироваться с заданной скоростью только в ответ на объемную эффективность насоса для впрыска топлива, являющийся меньшим, чем Eff. Более того, электрическая энергия срабатывания SV может регулироваться на более высокий заданный уровень или более крутой профиль. Однако, регулировка электрической энергии срабатывания SV может уменьшаться или ограничиваться по сравнению с традиционными способами управления SV, чтобы уменьшать NVH при работе SV. Например, понижение рабочего цикла и/или продолжительности времени прикладываемого напряжения срабатывания соленоида может понижать скорость изменения тока срабатывания SV, чтобы скорость изменения тока изменялась меньше, чем на заданную величину за заданное количество ходов насоса, и количество и/или жесткость тиканий NVH в SV могут уменьшаться. Таким образом, стратегия управления с обратной связью может поддерживать целевую объемную эффективность насоса для впрыска топлива для достижения уменьшения NVH, связанных с работой SV, наряду с поддержанием требуемого впрыска топлива для ездовых качеств, пригодности к работы, и тому подобного транспортного средства.
Кроме того еще, посредством управления работой SV на основании рассчитанной объемной эффективности насоса, определенного по измеренным количествам согласно уравнениям (1)-(7), управление с обратной связью SV для управления впрыском топлива может выполняться без сложной обработки управления с прямой связью или обратной связью и сложных схем управления наряду с уменьшением NVH, связанных с работой SV.
TH
Возвращаясь к способу 400, если на этапе 430 объемная эффективность насоса для впрыска топлива не меньше, чем Eff, способ 400 переходит на этап 434, где электрическая энергия срабатывания SV уменьшается с заданной скоростью. В одном из примеров, контроллер 170 может регулировать уровень электрической энергии SV для срабатывания соленоида. Например, регулировка уровня электрической энергии может включать в себя регулировку тока срабатывания соленоида посредством регулировки уровня (например, рабочего цикла) или продолжительности времени прикладываемого напряжения срабатывания соленоида. Более того, электрическая энергия срабатывания SV может регулироваться для изменения тока срабатывания SV до более низкого заданного уровня или для осуществления постепенного профиля тока срабатывания. В частности, регулировка электрической энергии срабатывания SV может уменьшаться или ограничиваться по сравнению с традиционными способами управления SV, чтобы уменьшать NVH при работе SV. Например, понижение рабочего цикла и/или продолжительности времени прикладываемого напряжения срабатывания соленоида может понижать скорость изменения тока срабатывания SV, чтобы скорость изменения тока изменялась меньше, чем на заданную величину за заданное количество ходов насоса, и количество и/или жесткость тиканий NVH в SV могут уменьшаться. В еще одном примере, может уменьшаться рабочий цикл и/или продолжительность времени сигнала удержания SV. Соответственно, стратегия управления с обратной связью может поддерживать целевую объемную эффективность насоса для впрыска топлива для достижения уменьшения NVH, связанных с работой SV, наряду с поддержанием требуемого впрыска топлива для ездовых качеств, пригодности к работы, и тому подобного транспортного средства.
Кроме того еще, посредством управления работой SV на основании рассчитанной объемной эффективности насоса, определенного по измеренным количествам согласно уравнениям (1)-(7), управление с обратной связью SV для управления впрыском топлива может выполняться без сложной обработки управления с прямой связью или обратной связью и сложных схем управления наряду с уменьшением NVH, связанных с работой SV.
После 434, способ 400 переходит на этап 436, где может возобновляться стандартное управление системой впрыска топлива. После 440 и 436, способ 400 заканчивается.
Таким образом, способ работы соленоидного клапана, присоединенного к входному клапану насоса для впрыска топлива, может включать в себя этапы, на которых осуществляет регулировку электрической энергии срабатывания соленоидного клапана на основании объемной эффективности насоса для впрыска топлива. Регулировка может выполняться только в ответ на объемную эффективность насоса для впрыска топлива меньше пороговой объемной эффективности насоса для впрыска топлива. Более того, регулировка электрической энергии срабатывания может содержать повышение скорости изменения тока срабатывания соленоидного клапана в ответ на объемную эффективность насоса для впрыска топлива меньше порогового объемной эффективности насоса для впрыска топлива. Кроме того еще, регулировка электрической энергии срабатывания может содержать увеличение рабочего цикла прикладываемого напряжения срабатывания соленоидного клапана. Кроме того еще, регулировка электрической энергии срабатывания может содержать увеличение продолжительности времени прикладываемого напряжения срабатывания соленоидного клапана. Кроме того еще, регулировка может выполняться независимо от обратной связи по току соленоидного клапана. Кроме того еще, регулировка может выполняться независимо от управления с прямой связью на основании скорости изменения тока срабатывания соленоидного клапана.
Объемная эффективность насоса для впрыска топлива может рассчитываться на основании командного объема насоса, объема впрыска и изменения давления в направляющей-распределителе для топлива. Более того, объемная эффективность насоса может рассчитываться на основании суммы полезного объема топлива в направляющей-распределителе для топлива и объема впрыскиваемого топлива.
Таким образом, способ управления впрыском топлива в топливной системе непосредственного впрыска может включать в себя этапы, на которых осуществляют определение объемной эффективности насоса у насоса для впрыска топлива, присоединенного к регулятору объема топлива, и в ответ на определенный объемная эффективность насоса, регулировку профиля тока срабатывания клапана у регулятора объема топлива. Регулировка профиля тока срабатывания клапана может содержать понижение скорости изменения тока срабатывания клапана в ответ на рассчитанный объемная эффективность насоса, являющийся большим, чем пороговый объемная эффективность насоса. Более того, регулировка профиля тока срабатывания клапана может содержать повышение скорости изменения тока срабатывания клапана в ответ на рассчитанный объемная эффективность насоса меньше порогового объемной эффективности насоса. Объемная эффективность насоса может рассчитываться на основании требуемого количества топлива, накачиваемого насосом для впрыска топлива, и действующим количеством топлива, накачиваемого насосом для впрыска топлива. Более того, действующее накачиваемое топливо основано на впрыскиваемом количестве топлива и изменении давления в направляющей-распределителе для топлива за заданное количество ходов насоса.
TH
Далее, с обращением к фиг. 6, она иллюстрирует примерную временную диаграмму 600 для системы транспортного средства, включающей в себя SV или регулятор объема топлива (FVR) и контроллер для управления работой FVR на основании объемной эффективности насоса для впрыска топлива. Временная диаграмма 600 включает в себя линии тренда для объемной эффективности 610 насоса для впрыска топлива и скорость 630 изменения входного тока FVR. Временная диаграмма 600 также изображает пороговый объемная эффективность насоса, Eff на этапе 616.
TH
TH
TH
TH
TH
До t1, объемная эффективность 610 насоса для впрыска топлива больше, чем Eff, и скорость изменения входного тока FVR не регулируется контроллером 170. В t1, объемная эффективность 610 насоса для впрыска топлива падает ниже Eff 616. В ответ, контроллер 170 начинает повышать скорость 630 изменения входного тока FVR. В одном из примеров, скорость изменения входного тока может содержать скорость изменения тока срабатывания. Между t1 и t2, в ответ на повышение скорости 630 изменения входного тока FVR, объемная эффективность 610 насоса для впрыска топлива постепенно возрастает. В t2, объемная эффективность насоса для впрыска топлива переходит выше Eff 616. Соответственно, контроллер 170 понижает скорость 630 изменения входного тока FVR. Хотя не показано на фиг. 6, как описано со ссылкой на фиг. 4-5, электрическая энергия срабатывания SV также может регулироваться, когда объемная эффективность насоса больше, чем Eff. Например, когда объемная эффективность насоса больше, чем Eff, электрическая энергия срабатывания SV может регулироваться посредством уменьшения рабочего цикла или продолжительности времени срабатывания, чтобы понижать скорость изменения тока срабатывания, тем самым, уменьшая NVH, связанные с впрыском топлива.
TH
Далее, с обращением к фиг. 7, она иллюстрирует примерную временную диаграмму 700 работы соленоидного клапана, присоединенного к насосу для впрыска топлива высокого давления. Соленоидный клапан, присоединенный к насосу для впрыска топлива, может быть включен в систему транспортного средства, включающую в себя SV или регулятор объема топлива (FVR) и контроллер для управления работой FVR на основании объемной эффективности насоса для впрыска топлива. Временная диаграмма 700 включает в себя линии тренда для объемной эффективности 710 насоса для впрыска топлива, прикладываемого напряжения 720 SV, тока 730 SV и положения 740 клапана. Временная диаграмма 700 также изображает пороговый объемная эффективность насоса, Eff на этапе 716.
TH
TH
TH
Временная диаграмма 700 изображает три примерных момента работы SV: в t1, объемная эффективность насоса больше, чем Eff; в t2, объемная эффективность насоса меньше, чем Eff; а в t3, объемная эффективность насоса является приблизительно равным Eff.
TH
Соответственно, в момент t1, во время впрыска топлива, положение 740 насоса перемещается от НМТ в направлении ВМТ BDC (как показано с t1 до t1a), чтобы закрывать входной клапан 204, и уровень 722a (например, рабочий цикл) прикладываемого напряжения срабатывания SV и продолжительность времени 722b прикладываемого напряжения срабатывания SV находятся на относительно более низких уровнях. В ответ, профиль 732a (например, скорость изменения) тока срабатывания SV может быть относительно более низким, демонстрируя более медленную скорость изменения. В момент t1a времени, входной клапан 204 закрывается, а вслед за t1a, сигнал удержания может прикладываться контроллером для поддержания закрывания входного клапана 204 во время впрыска топлива. Поскольку объемная эффективность насоса больше, чем Eff, уровень 722d (например, рабочий цикл) прикладываемого напряжения удержания SV и продолжительность времени 722c прикладываемого напряжения удержания SV также могут устанавливаться на относительно более низкий уровень. В ответ SV профиль 732b тока удержания может быть относительно более низким, демонстрируя более медленную скорость изменения.
TH
TH
В момент t2 времени, в ответ на объемную эффективность насоса, являющийся меньшим, чем Eff, во время впрыска топлива, по мере того как положение 740 насоса перемещается от НМТ в направлении ВМТ (как показано с t2 до t2a), чтобы закрывать входной клапан 204, уровень 724a (например, рабочий цикл) прикладываемого напряжения срабатывания SV ) и продолжительность времени 724b прикладываемого напряжения срабатывания SV находятся на относительно более высоких уровнях. В ответ, профиль 734a (например, скорость изменения) тока срабатывания SV может быть относительно более высоким, демонстрируя более быструю скорость изменения. В момент t2a времени, входной клапан 204 закрывается, а вслед за t2a, сигнал удержания может прикладываться контроллером для поддержания закрывания входного клапана 204 во время впрыска топлива. Поскольку объемная эффективность насоса меньше, чем Eff, уровень 724d (например, рабочий цикл) прикладываемого напряжения удержания SV и продолжительность времени 724c прикладываемого напряжения удержания SV также могут устанавливаться на относительно более высокий уровень. В ответ SV профиль 734b тока удержания может быть относительно более высоким, демонстрируя более быструю скорость изменения.
TH
TH
В момент t3 времени, в ответ на объемная эффективность насоса, являющийся приблизительно равным Eff, во время впрыска топлива, по мере того как положение 740 насоса перемещается от НМТ в направлении ВМТ (как показано с t3 до t3a), чтобы закрывать входной клапан 204, уровень 726a (например, рабочий цикл) прикладываемого напряжения срабатывания SV) и продолжительность времени 726b прикладываемого напряжения срабатывания SV находятся на относительно умеренных уровнях. В ответ, профиль 736a (например, скорость изменения) тока срабатывания SV может быть относительно умеренным, демонстрируя более умеренную скорость изменения. В момент t3a времени, входной клапан 204 закрывается, а вслед за t3a, сигнал удержания может прикладываться контроллером для поддержания закрывания входного клапана 204 во время впрыска топлива. Поскольку объемная эффективность приблизительно равен Eff, уровень 726d (например, рабочий цикл) прикладываемого напряжения удержания SV и продолжительность времени 726c прикладываемого напряжения удержания SV также могут устанавливаться на относительно более умеренный уровень. В ответ, профиль 736b тока удержания SV может быть относительно умеренным, демонстрируя более умеренную скорость изменения.
На фиг. 7, хотя рабочие циклы 722a, 724a и 726a прикладываемого напряжения срабатывания SV и рабочие циклы 722d, 724d и 726d прикладываемого напряжения удержания SV показаны приблизительно соответственно равными, в некоторых примерах, рабочий цикл прикладываемого напряжения срабатывания SV может быть отличным от рабочего цикла прикладываемого напряжения удержания SV.
Таким образом, система транспортного средства может содержать двигатель, топливную систему, включающую в себя соленоидный клапан, присоединенный к топливному насосу, топливная система непосредственно впрыскивает топливо в двигатель, и контроллер, включающий в себя команды, приводимые в исполнение для регулировки скорости изменения тока срабатывания клапана у соленоидного клапана на основании эффективности топливного насоса, при этом регулировка выполняется только в ответ на объемную эффективность насоса меньше пороговой объемной эффективности насоса. Контроллер дополнительно может содержать команды, исполняемые, чтобы повышать скорость изменения тока срабатывания клапана в ответ на объемную эффективность насоса меньше пороговой объемной эффективности насоса. Более того, контроллер дополнительно может содержать команды, исполняемые, чтобы регулировать скорость изменения тока срабатывания клапана независимо от обратной связи по току срабатывания клапана и скорости изменения тока срабатывания клапана. Кроме того еще, контроллер дополнительно может содержать команды, исполняемые, чтобы регулировать скорость изменения тока срабатывания клапана независимо от прямой связи по току срабатывания клапана и скорости изменения тока срабатывания клапана. Кроме того еще, топливная система может содержать механическую безвозвратную топливную систему или электронную безвозвратную топливную систему.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящего описания, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.