專利名稱：電子噴射燃料供給系統(tǒng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子噴射燃料供給系統(tǒng)的控制方法。
本發(fā)明有利地應(yīng)用于摩托車用低功率內(nèi)燃機(jī)，在不失一般性的情況 下在以下描述中將具體參照該摩托車用低功率內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
為了遵守由新近防污染標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的越來越低的排放限制，代替?zhèn)鹘y(tǒng) 汽化器供給的電子噴射供給也必須用于摩托車用低功率內(nèi)燃機(jī)(也包括
僅50cc)中。
在用于低功率內(nèi)燃機(jī)的電子噴射燃料供給系統(tǒng)中，電動(dòng)燃料泵在大 氣壓下從燃料箱中汲取燃料并將燃料本身供給至噴射器；當(dāng)內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn) 時(shí)燃料泵必須具有與由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力相容的非常低的電力消耗。
噴射器噴射的燃料量取決于噴射時(shí)間(即噴射器保持打開的時(shí)間 段)和燃料供給壓力。因此，當(dāng)使用電子噴射供給時(shí)，燃料供給壓力必 須保證恒定且等于預(yù)定設(shè)計(jì)值。
在已知的低功率內(nèi)燃機(jī)中，定流量且高效率燃料泵(以保持低電力 消耗)與壓力調(diào)節(jié)器結(jié)合使用，所述壓力調(diào)節(jié)器使燃料供給壓力保持恒 定且等于預(yù)定設(shè)計(jì)值。因此，燃料泵總是向噴射器供給恒定的燃料流量 而與發(fā)動(dòng)機(jī)速率無關(guān)，并且壓力調(diào)節(jié)器使過量燃料再循環(huán)回到燃料箱以 使燃料供給壓力保持恒定且等于預(yù)定設(shè)計(jì)值。
換句話說，燃料泵的尺寸設(shè)計(jì)為使得在所有操作條件下均供給超過 實(shí)際消耗量的燃料量，并且壓力調(diào)節(jié)器設(shè)在燃料泵下游，所述壓力調(diào)節(jié) 器通過將過量燃料排入再循環(huán)通道而使燃料供給壓力值保持恒定且等 于預(yù)定設(shè)計(jì)值，其中所述再循環(huán)通道將過量燃料本身重新引回到燃料箱 中。在這種情況下，燃料泵的尺寸必須設(shè)計(jì)為能夠供給等于最大可能消 耗量的燃料量；然而，這種最大可能消耗的狀態(tài)極少發(fā)生，在所有其余操作狀態(tài)下，燃料泵供給的燃料量比實(shí)際消耗量大得多，因此相當(dāng)量的 這種燃料將通過壓力調(diào)節(jié)器排至燃料箱。
顯而易見，由燃料泵執(zhí)行的用于泵送隨后由壓力調(diào)節(jié)器排放的燃料 的工作是"非必要，，工作，因而電子噴射供給系統(tǒng)總體上具有非常低的 能量效率。而且，壓力調(diào)節(jié)器和連接至所述壓力調(diào)節(jié)器的再循環(huán)通道相 當(dāng)笨重，且增加了電子噴射供給系統(tǒng)的總成本。
為了解決上述缺陷，已經(jīng)提出了使用這樣的燃料泵，該燃料泵設(shè)有 變?nèi)萘勘盟褪?；單向吸入閥；單向輸送閥；可動(dòng)活塞，所述活塞在其中 集成有吸入閥并且聯(lián)接至泵送室以周期性地改變泵送室本身的容積；以 及致動(dòng)裝置，所述致動(dòng)裝置為活塞提供往復(fù)運(yùn)動(dòng)并且具有用以在輸送階 段中致動(dòng)活塞的電磁致動(dòng)器。
JP58117351A公開了 一種燃料泵驅(qū)動(dòng)電路，其適合于通過接通/關(guān)閉 燃料泵以及控制與需求量相對應(yīng)的接通時(shí)間來節(jié)約電力。
WO2007031463A1公開了 一種用于操作燃料泵以便引導(dǎo)來自內(nèi)燃 機(jī)燃料容器的燃料的方法，其中，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)需求的燃料，將脈沖形式 的電能周期性地引導(dǎo)至燃料泵，并且控制脈沖的持續(xù)時(shí)間。脈沖頻率以 這樣的方式控制，即在燃料泵的泵送能力低的情況下，將頻率控制為比 泵送能力高時(shí)要高的水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是獲得一種電子噴射燃料供給系統(tǒng)的控制方法，所述 控制方法容易實(shí)施且成本低，能夠非常精確地調(diào)節(jié)燃料供給壓力，并具 有非常高的能量效率(即電能消耗低)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電子噴射燃料供給系統(tǒng)的控制方法，所述 電子噴射燃料供給系統(tǒng)用于內(nèi)燃機(jī)且包括至少一個(gè)噴射器和包括由致 動(dòng)裝置致動(dòng)的非連續(xù)流量燃料泵；所述控制方法包括以下步驟
確定在所述內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)循環(huán)中必須噴射的期望燃料量；
以取決于所述內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的噴射頻率驅(qū)動(dòng)所述噴射器，以便 噴射所述內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)循環(huán)的期望燃料量；
7根據(jù)在所述內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)循環(huán)中必須噴射的所述期望燃料量來確
定所述燃料泵的致動(dòng)裝置的最佳泵頻率；并且
以所述最佳泵頻率致動(dòng)所述燃料泵的致動(dòng)裝置；
所述控制方法的特征在于其包括進(jìn)一步的步驟
在設(shè)計(jì)階段中確定下閾值和上閾值；
將所述期望燃料量與所述兩個(gè)閾值進(jìn)行比較；
當(dāng)所述期望燃料量低于所述下閾值時(shí)或者當(dāng)所述期望燃料量高于 所述上閾值時(shí)，為所述最佳泵頻率指定與所述噴射頻率無關(guān)的值，以便 以與所述噴射器的驅(qū)動(dòng)異步的方式驅(qū)動(dòng)所述燃料泵；并且
當(dāng)所述期望燃料量處于所述兩個(gè)閾值之間時(shí)，為所述最佳泵頻率指 定與所述噴射頻率相同的值，以便以與所述噴射器的驅(qū)動(dòng)同步的方式驅(qū) 動(dòng)所述燃料泵。


下面將參照公開了本發(fā)明非限制性實(shí)施方式的附圖描述本發(fā)明，在 所述附圖中
圖l是設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的控制方法工作的電子噴射燃料供給系統(tǒng)的 內(nèi)燃機(jī)的示意圖2是圖1中的供給系統(tǒng)的燃料泵為清楚起見而拆卸了部分部件的 截面圖3是圖2中的燃料泵的驅(qū)動(dòng)裝置的配線圖4是示意性地示出圖3中的驅(qū)動(dòng)裝置的一些電氣量值隨時(shí)間變化 的圖表。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，標(biāo)記1總體表示設(shè)有汽缸2的內(nèi)燃機(jī)，所述汽缸2借助 于至少一個(gè)進(jìn)氣門4連接至進(jìn)氣歧管3,并借助于至少一個(gè)排氣門6連接至排氣歧管5。
進(jìn)氣歧管3通過由蝶形閥8調(diào)節(jié)的供給管7接收新鮮空氣(即來自 外部環(huán)境的空氣)，并借助于由進(jìn)氣門4調(diào)節(jié)的進(jìn)氣管9連接至汽缸2。 類似地，排氣歧管5借助于由排氣門6調(diào)節(jié)的排氣管10連接至汽缸2; 排放管ll起始于排氣歧管5，終止于消音器(公知而未圖示)，以將由 燃燒產(chǎn)生的氣體排放至大氣中。
借助于電子噴射供給系統(tǒng)12將燃料(通常是汽油)供給至汽缸2， 所述電子噴射供給系統(tǒng)12包括噴射器13,所述噴射器13靠近進(jìn)氣門4 布置以將燃料本身噴入進(jìn)氣管9中。根據(jù)不同的實(shí)施方式(未圖示)， 噴射器13布置為使得能夠?qū)⑷剂蠂娙肫?中。供給系統(tǒng)12進(jìn)一步包 括非連續(xù)流量燃料泵14，所述燃料泵14在大氣壓下從燃料箱15汲取燃 料并將燃料本身供給至噴射器13。燃料泵14借助于連接管16液壓地連 接至噴射器13，所述連接管16構(gòu)成彈性增壓室。優(yōu)選地，連接管16 包括由彈性材料(橡膠等)制成的管體組成的至少一個(gè)部分，所述部分
限定彈性增壓室；可替代地，連接管16可以完全由剛性材料制成，并 可以包括獨(dú)立的彈性增壓室。
電子控制單元17調(diào)節(jié)供給系統(tǒng)12的操作，具體地，驅(qū)動(dòng)噴射器13 以便在活塞的吸入階段中周期性地噴射燃料，并驅(qū)動(dòng)燃料泵14以便以 恒定的預(yù)定壓力將燃料供給至噴射器13。
如圖2所示，燃料泵14包括圓筒形管狀殼體18，具有中心供給通 道19，其在一側(cè)連接至燃料箱15并在相反側(cè)借助于連接管16連接至噴 射器13。
在殼體18內(nèi)且沿著供給通道19限定有變?nèi)萘勘盟褪?0，其呈圓筒 形、在側(cè)向由殼體18界定、并在軸向由可動(dòng)活塞21和由固定封閉盤22 界定，所述封閉盤22具有由單向輸送閥24接合的貫穿輸送孔23，所述 單向輸送閥24對燃料從泵送室20的釋放進(jìn)行調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，輸送閥24 是球閥，且包括球閘25，所述球閘25由閥簧26推壓而抵靠在輸送孔 23的口部上。
活塞21由致動(dòng)裝置27致動(dòng)，所述致動(dòng)裝置27在使用中向活塞21本身提供往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以周期性地改變泵送室20的容積?；钊?1在其中 集成有單向吸入閥28,所述單向吸入閥28對供給至泵送室20的燃料進(jìn) 行調(diào)節(jié)。
致動(dòng)裝置27包括用于在吸入階段中致動(dòng)活塞21的電磁致動(dòng)器29 和用于在輸送階段中致動(dòng)活塞21的彈簧30。換句話說，在吸入階段中， 對電磁致動(dòng)器29通電以使活塞21克服由彈簧30施加的偏置力并沿第 一方向移位以便增加泵送室20的容積；在吸入階段的終點(diǎn)，對電磁致 動(dòng)器29斷電，并且活塞21沿相反于第一方向的第二方向移位以便在由 彈簧30施加的彈性偏置力的作用下減小泵送室20的容積。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，彈簧30的尺寸設(shè)計(jì)為使得由彈簧30施加在活 塞21上的預(yù)載偏置力等于活塞21的有效面積(即活塞21的界定泵送 室20的圓形表面)乘以期望燃料供給壓力。由此，只有在連接管16內(nèi) 的燃料壓力低于期望燃料供給壓力時(shí)，彈簧30才能夠通過輸送閥24將 燃料從泵送室20推出并將燃料推向?qū)驀娚淦?3的連接管16;否則系 統(tǒng)是平衡的，即由彈簧30施加在存在于泵送室20中的燃料上的偏置力 等于由存在于連接管16中的燃料施加的反向偏置力，因此，輸送閥24 不會打開且活塞21保持不動(dòng)。要重點(diǎn)指出的是，在上面提出的彈簧30 的尺寸設(shè)計(jì)中已對閥簧26的影響進(jìn)行了補(bǔ)償。
電磁致動(dòng)器29包括線圏31、固定磁極32和可動(dòng)銜鐵34，所述固 定磁極32布置于殼體18內(nèi)并具有允許燃料沿著供給通道19流動(dòng)的中 心孔33，所述可動(dòng)銜鐵34布置于殼體18內(nèi)、具有允許燃料沿著供給通 道19流動(dòng)的中心孔35、剛性連接至活塞21并適于在對線團(tuán)31通電時(shí) 由磁極32磁吸引。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，線圏31繞殼體18布置于外部并因此與燃料隔 絕(該方案商業(yè)上稱為"干線圏")；由此，線圏31的隔絕無需液密且 無需抵抗由燃料產(chǎn)生的腐蝕，所以它比要與燃料接觸的等效隔絕筒單得 多而且更便宜。
此外，電磁致動(dòng)器29包括管狀磁性電樞36，所述磁性電樞36布置 于殼體18外部并包括用以將線圏31容置于其中的座。優(yōu)選地，彈簧30布置于可動(dòng)銜鐵34的中心孔35內(nèi)并被壓縮在固 定磁極32與活塞21之間。而且，彈簧30優(yōu)選地具有其較大基部位于 活塞21處的錐形，以簡化彈簧30本身的組裝。
活塞21由薄盤組成并設(shè)有若干貫穿供給孔37;吸入閥28包括在其 周邊處固定至活塞21并設(shè)有一組瓣片(未詳細(xì)圖示)的可變形箔片(未 詳細(xì)圖示)，所述瓣片的每個(gè)都聯(lián)接至相應(yīng)的供給孔37。通常，箔片的 每個(gè)瓣片都置于供給孔37的封閉位置，而且在活塞21的向外沖程中能 夠從供給孔37的封閉位置移動(dòng)至打開位置，以允許汽油進(jìn)入泵送室20 中。
下面以從內(nèi)燃機(jī)l關(guān)閉且未被供電的休止?fàn)顟B(tài)即從點(diǎn)火鑰匙(未圖 示)置于關(guān)閉位置的休止?fàn)顟B(tài)開始的方式描述燃料供給系統(tǒng)12的操作。 在這種狀態(tài)下，燃料泵14 (即燃料泵14的致動(dòng)裝置27 )也沒有被供電。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)l被供電時(shí)(即當(dāng)點(diǎn)火鑰匙置于接通位置時(shí))，燃料泵14 (即燃料泵14的致動(dòng)裝置27)也被供電。當(dāng)燃料泵14 (即燃料泵14 的致動(dòng)裝置27 )被供電時(shí)，電子控制單元17以最大可能泵頻率Fpump (作為說明，為大約60赫茲)致動(dòng)燃料泵14的致動(dòng)裝置27且達(dá)預(yù)定 次數(shù)以便對連接管16增壓。由此， 一旦燃料泵14被供電，連接管16 即被增壓，以便為隨后起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)1建立最佳可能條件。值得注意的是， 燃料泵14的致動(dòng)裝置27被致動(dòng)的時(shí)間數(shù)值取決于連接管16的容積、 連接管16的彈性和泵送室20的容積。作為說明，燃料泵14的致動(dòng)裝 置27被操作的時(shí)間數(shù)值稍高于連接管16的容積與泵送室20的容積之 間的比率。 一旦連接管16如上所述地已被增壓，且直到內(nèi)燃機(jī)l被起 動(dòng)(或者可替代地，直到內(nèi)燃機(jī)l被關(guān)電)，電子控制單元17通過以預(yù) 定維持頻率(作為說明，為大約1赫茲)致動(dòng)燃料泵14的致動(dòng)裝置27 而使連接管16保持被增壓，以補(bǔ)償不可避免的滲漏損耗。
值得注意的是，只要燃料泵14 (即燃料泵14的致動(dòng)裝置27 )被供 電，便會重復(fù)進(jìn)行對連接管16增壓然后使其保持被增壓的上述模式； 因此，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)l在停止后第一次被供電時(shí)，以及當(dāng)內(nèi)燃機(jī)l比如在停 止后借助于應(yīng)急開關(guān)而被再次被供電時(shí)，均重復(fù)進(jìn)行對連接管16增壓 然后使其保持被增壓的上述模式。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)l起動(dòng)時(shí)，電子控制單元17周期性地確定在內(nèi)燃機(jī)1的 每個(gè)循環(huán)必須噴射的期望燃料量Mfuel并因此驅(qū)動(dòng)噴射器13以噴射內(nèi)燃 機(jī)1的每個(gè)循環(huán)的期望燃料量Mfuel。換句話說，電子控制單元17在使 用中以噴射頻率Fw驅(qū)動(dòng)噴射器13，所述噴射頻率Fw正比于內(nèi)燃機(jī)1 的旋轉(zhuǎn)速度，具體而言，其等于內(nèi)燃機(jī)l的旋轉(zhuǎn)頻率的一半(注釋內(nèi) 燃機(jī)1每轉(zhuǎn)動(dòng)兩次噴射器13噴射一次)，而且在每次噴射中電子控制單 元17驅(qū)動(dòng)噴射器13以噴射期望燃料量Mfuel。
此外，電子控制單元17根據(jù)在內(nèi)燃機(jī)1的每個(gè)循環(huán)必須噴射的期 望燃料量Mf^周期性地確定燃料泵14的致動(dòng)裝置27的最佳泵頻率 Fpump，并因而以最佳泵頻率Fpump致動(dòng)燃料泵14的致動(dòng)裝置27。顯而
易見，在內(nèi)燃機(jī)1的每個(gè)循環(huán)要噴射的期望燃料量Mfud越大(即燃料
泵14所需的平均流量越高)，則燃料泵14的致動(dòng)裝置27的最佳泵頻率 Fp腿p越南-
根據(jù)本發(fā)明，在設(shè)計(jì)階段中，設(shè)定下閾值Thl (大約等于在內(nèi)燃機(jī) 1的每次循環(huán)中能夠噴射的最大燃料量的10%)和上閾值Th2 (大約等 于在內(nèi)燃機(jī)l的每次循環(huán)中能夠噴射的最大燃料量的50%)。 一旦電子 控制單元17已確定在內(nèi)燃機(jī)1的每次循環(huán)中必須噴射的期望燃料量 Mfuel，電子控制單元17便會對期望燃料量Mfuel與兩個(gè)閾值進(jìn)行比較以 檢驗(yàn)期望燃料量M涵是否低于下閾值Thl、其是否處于兩個(gè)閾值Thl 與Th2之間或者其是否高于上閾值Th2。
當(dāng)期望燃料量Mfue,低于下閣值Thl時(shí)，電子控制單元17為最佳泵
頻率Fp皿p指定一值，該值與噴射頻率F^無關(guān)；于是，當(dāng)期望燃料量 Mf^低于下閾值Thl時(shí)，電子控制單元17以與噴射器13的驅(qū)動(dòng)異步 (即不同步)的方式驅(qū)動(dòng)燃料泵14。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)期望燃料量
Mfud低于下閾值Thl時(shí)，電子控制單元17為最佳泵頻率Fpump指定恒
定值，該恒定值與期望燃料量Mf^的實(shí)際值無關(guān)且在設(shè)計(jì)和調(diào)試階段
中確定；換句話說，當(dāng)期望燃料量Mfud低于下闊值Thl時(shí)，最佳泵頻 率Fp，p取定值而不考慮期望燃料量Mfuel的實(shí)際值(其無論如何都必須
低于下閾值Thl)。應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意的是，當(dāng)期望燃料量M^低于下閾值 Thl時(shí)，最佳泵頻率Fp,p總是低于噴射頻率Finj。
當(dāng)期望燃料量Mfud處于兩個(gè)閾值Thl與Th2之間時(shí)，電子控制單元17為最佳泵頻率Fpu，指定與噴射頻率Finj相同的值，即最佳泵頻率
Fp旨p與噴射頻率Finj—致；于是，當(dāng)期望燃料量Mf^處于兩個(gè)閣值Thl 與Th2之間時(shí)，電子控制單元17以與噴射器13的驅(qū)動(dòng)同步(即同步化) 的方式驅(qū)動(dòng)燃料泵14。因此，噴射器13的每一致動(dòng)對應(yīng)于燃料泵14 的致動(dòng)，反之亦然。
當(dāng)期望燃料量Mfuel高于上閾值Th2時(shí)，電子控制單元17為最佳泵
頻率Fpump指定一值，該值與噴射頻率Finj無關(guān)；于是，當(dāng)期望燃料量
MM高于上閾值Th2時(shí)，電子控制單元17以與噴射器13的驅(qū)動(dòng)異步 (即不同步)的方式驅(qū)動(dòng)燃料泵14。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)期望燃料量 Mfuel高于上閾值Th2時(shí)，電子控制單元17為最佳泵頻率Fp目p指定變
量值，該變量值取決于期望燃料量Mf^的實(shí)際值(亦即比期望燃料量
Mf^高得多)。優(yōu)選地，當(dāng)期望燃料量My高于上閾值Th2時(shí)，最佳泵 頻率Fpump由存儲在電子控制單元17的存儲器中且用實(shí)驗(yàn)方法確定的映 射提供。應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意的是，當(dāng)期望燃料量M^,高于上閾值Th2時(shí)， 最佳泵頻率Fp腿p總是高于噴射頻率Finj。
優(yōu)選地，電子控制單元17使燃料泵14的致動(dòng)裝置27的致動(dòng)與噴 射器13的驅(qū)動(dòng)同步，使得最大可能程度地在噴射器13噴射燃料時(shí)發(fā)生 燃料泵14的泵沖程。顯而易見，只有當(dāng)燃料泵14的致動(dòng)裝置27的最
佳泵頻率Fp,p與噴射頻率Finj—致時(shí)(即當(dāng)期望燃料量Mfue,處于兩個(gè)
閾值Thl與Th2之間時(shí))，才可以使燃料泵14的泵沖程總是在噴射器 13噴射燃料時(shí)發(fā)生；在所有其它狀態(tài)下，僅僅在某些時(shí)刻才可以使燃料 泵14的泵沖程在噴射器13噴射燃料時(shí)發(fā)生，因?yàn)樵谙嗤臅r(shí)間段中， 燃料泵14的泵沖程數(shù)量不同于由噴射器13操作的噴射數(shù)量。
當(dāng)期望的燃料量Mfue,低于下閾值Thl時(shí)，最佳泵頻率Fp,p總是低 于噴射頻率Finj，因此燃料泵14的泵送能夠總是在噴射器13噴射燃料 時(shí)發(fā)生，但是并未反之亦然，因?yàn)樵趩挝粫r(shí)間內(nèi)，噴射器13的噴射數(shù) 量高于燃料泵14的泵送數(shù)量。
當(dāng)期望燃料量M^處于兩個(gè)閾值Thl與Th2之間時(shí)，最佳泵頻率 Fp，p與噴射頻率Finj—致，因此燃料泵14的泵送能夠總是在噴射器13 噴射燃料時(shí)發(fā)生，并且反之亦然，因?yàn)樵趩挝粫r(shí)間內(nèi)，噴射器13的噴 射數(shù)量與燃料泵14的泵送數(shù)量一致。當(dāng)期望燃料量Mfuel高于上閾值Th2時(shí)，最佳泵頻率Fpump總是高于 噴射頻率Finj,因此僅僅一部分燃料泵14的泵送在噴射器13噴射燃料 時(shí)發(fā)生，而其余燃料泵14的泵送在噴射器13不噴射燃料時(shí)發(fā)生，因?yàn)?在時(shí)間單位內(nèi)，噴射器13的噴射數(shù)量低于燃料泵14的泵送數(shù)量。
為了使燃料泵14的致動(dòng)裝置27的致動(dòng)與噴射器13的驅(qū)動(dòng)同步， 電子控制單元17確定燃料噴射的起始點(diǎn)，并因而通過應(yīng)用相對于燃料 噴射起始點(diǎn)的預(yù)定提前來確定燃料泵14的致動(dòng)裝置27的致動(dòng)的起始 點(diǎn)。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，電子控制單元17不僅根據(jù)在內(nèi)燃機(jī)1的每個(gè) 循環(huán)必須噴射的期望燃料量Mfuel,而且還根據(jù)電池電壓(即根據(jù)燃料泵 14的致動(dòng)裝置27的電力電壓)來確定致動(dòng)燃料泵14的致動(dòng)裝置27的 致動(dòng)。具體地，電池電壓越低，燃料泵14的致動(dòng)裝置27的最佳致動(dòng)時(shí) 間越高。換句話說，當(dāng)電池的電壓改變時(shí)，則修正通電控制和再循環(huán)控 制兩者的開/關(guān)致動(dòng)的時(shí)間，以便將電致動(dòng)能力的變化考慮在內(nèi)。
上述供給系統(tǒng)12的燃料泵14的上述控制方法具有許多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)?其能夠通過持續(xù)地確保理想的燃料噴射狀態(tài)來非常精確地調(diào)節(jié)燃料供 給壓力，同時(shí)具有非常高的能量效率(即電能消耗低)。
如圖3所示，電子控制單元17包括驅(qū)動(dòng)裝置38，其向燃料泵14的 致動(dòng)裝置27供電，或者更恰當(dāng)?shù)卣f，向燃料泵14的致動(dòng)裝置27的電 磁致動(dòng)器29的線圏31供電。驅(qū)動(dòng)裝置38包括通電晶體管39，其將致 動(dòng)裝置27的第一端子40連接至電接地端41 (或者可替代地，連接至電 源電壓Vbatt);致動(dòng)裝置27的另 一端子42電連接至電源電壓Vbatt(或 者可替代地，連接至電接地端41)。而且，驅(qū)動(dòng)裝置38包括再循環(huán)晶體 管43，其短路連接致動(dòng)裝置27的兩個(gè)端子40和42以及再循環(huán)二極管 44，所述再循環(huán)二極管44布置為與再循環(huán)晶體管43串聯(lián)以避免當(dāng)晶體 管39和43均閉合時(shí)電接地端41與電源電壓Vbatt之間可能發(fā)生短路。
參照圖4，下面以從時(shí)刻to開始在時(shí)間段AT (即從時(shí)刻t。直到后 一時(shí)刻t2)當(dāng)中的方式對用于致動(dòng)燃料泵14的致動(dòng)裝置27的驅(qū)動(dòng)裝置 38的操作模式進(jìn)行描述。
14在時(shí)刻t。，電子控制單元17通過作用于控制器^來閉合通電晶體 管39，并通過作用于控制器P2來閉合再循環(huán)晶體管43。由此，致動(dòng)裝 置27的端子42連接至電源電壓Vbatt,致動(dòng)裝置27的端子40連接至 電接地端41;因此，通過致動(dòng)裝置27的電流I按指數(shù)規(guī)律增加，直到 其在時(shí)刻t達(dá)到峰值Ip。當(dāng)通過致動(dòng)裝置27的電流I在時(shí)刻^到達(dá)峰 值Ip時(shí)，電子控制單元17通過作用于控制器^來斷開通電晶體管39。 由此，致動(dòng)裝置27的端子40和42通過再循環(huán)晶體管43和通過再循環(huán) 二極管44相互短路連接；因此，通過致動(dòng)裝置27的電流I從在時(shí)刻^ 達(dá)到的峰值Ip按指數(shù)規(guī)律減小。
在時(shí)刻t2,即在時(shí)間段AT的終點(diǎn)，電子控制單元17斷開再循環(huán)晶 體管43。由此，致動(dòng)裝置27的端子40和42相互電絕緣；因此，通過 致動(dòng)裝置27的電流I快速降至零。
優(yōu)選地，通電晶體管39和再循環(huán)晶體管43在時(shí)刻to共同閉合，因 為通過以這種方式進(jìn)行操作則控制器h和P2的時(shí)間管理更容易?？商?代地，再循環(huán)晶體管43可以在t。與h之間的任何時(shí)刻閉合。值得注意 的是，由于存在有再循環(huán)二極管44，所以當(dāng)晶體管39和43均閉合時(shí)， 在電接地端41與電源電壓Vbatt之間不會發(fā)生短路。
在圖3中，置于外側(cè)的點(diǎn)劃線表示的是當(dāng)通電晶體管39閉合時(shí)通 過致動(dòng)裝置27的電流I的路徑，而置于內(nèi)側(cè)的點(diǎn)劃線表示的是當(dāng)通電 晶體管39斷開時(shí)通過致動(dòng)裝置27的電流I的路徑。
上述驅(qū)動(dòng)裝置38尤其簡單且成本低，因?yàn)樗鼪]有使用任何類型的 反饋控制，因此無需測量通過致動(dòng)裝置27的電流I的強(qiáng)度。值得注意 的是，盡管沒有使用任何類型的反饋控制，但是驅(qū)動(dòng)裝置38能夠精確 地控制通過致動(dòng)裝置27的電流I，所以能夠?qū)θ剂媳?4的泵沖程進(jìn)行 最佳控制。
此外，上述驅(qū)動(dòng)裝置38還具有高能量效率(即電流消耗低)，因?yàn)殡?池僅需要在時(shí)刻t。與t之間即當(dāng)通電晶體管39閉合時(shí)供應(yīng)電能；相反， 在時(shí)刻t與t2之間即當(dāng)通電晶體管39斷開時(shí)，僅僅利用儲存在致動(dòng)裝置 27的電感中的能量，而無需從電池供應(yīng)任何電能。
權(quán)利要求
1.一種電子噴射燃料供給系統(tǒng)(12)的控制方法，所述電子噴射燃料供給系統(tǒng)(12)用于內(nèi)燃機(jī)(1)且包括至少一個(gè)噴射器(13)和包括由致動(dòng)裝置(27)致動(dòng)的非連續(xù)流量的燃料泵(14)；所述控制方法包括以下步驟確定在所述內(nèi)燃機(jī)(1)的每個(gè)循環(huán)中必須噴射的期望燃料量(Mfuel)；以取決于所述內(nèi)燃機(jī)(1)的旋轉(zhuǎn)速度的噴射頻率(Finj)驅(qū)動(dòng)所述噴射器(13)，以便噴射所述內(nèi)燃機(jī)(1)的每個(gè)循環(huán)的所述期望燃料量(Mfuel)；根據(jù)在所述內(nèi)燃機(jī)(1)的每個(gè)循環(huán)中必須噴射的所述期望燃料量(Mfuel)來確定所述燃料泵(14)的致動(dòng)裝置(27)的最佳泵頻率(Fpump)；并且以所述最佳泵頻率(Fpump)致動(dòng)所述燃料泵(14)的致動(dòng)裝置(27)；所述控制方法的特征在于其包括進(jìn)一步的步驟在設(shè)計(jì)階段中確定下閾值(Th1)和上閾值(Th2)；將所述期望燃料量(Mfuel)與所述兩個(gè)閾值(Th1、Th2)進(jìn)行比較；當(dāng)所述期望燃料量(Mfuel)低于所述下閾值(Th1)時(shí)或者當(dāng)所述期望燃料量(Mfuel)高于所述上閾值(Th2)時(shí)，將所述最佳泵頻率(Fpump)指定為一個(gè)與所述噴射頻率(Finj)無關(guān)的值，以便以與所述噴射器(13)的驅(qū)動(dòng)異步的方式驅(qū)動(dòng)所述燃料泵(14)；并且當(dāng)所述期望燃料量(Mfuel)處于所述兩個(gè)閾值(Th1、Th2)之間時(shí)，將所述最佳泵頻率(Fpump)指定為與所述噴射頻率(Finj)相同的值，以便以與所述噴射器(13)的驅(qū)動(dòng)同步的方式驅(qū)動(dòng)所述燃料泵(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其中，所述下闊值(Thl)近 似等于在所述內(nèi)燃機(jī)(l)的每次循環(huán)中能夠噴射的最大燃料量的10%, 而所述上閾值(Th2)近似等于在所述內(nèi)燃機(jī)(1)的每次循環(huán)中能夠噴 射的最大燃料量的50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其包括進(jìn)一步的步驟當(dāng)所 述期望燃料量(Mfuel)低于所述下閾值(Thl)時(shí)，為所述最佳泵頻率 (Fpump)指定與所述期望燃料量(Mfuel)的實(shí)際值無關(guān)的恒定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其包括進(jìn)一步的步驟當(dāng)所 述期望燃料量(Mfuel)高于所述上闊值(Th2)時(shí)，為所述最佳泵頻率 (Fpump)指定取決于所述期望燃料量(Mfuel)的變量值。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其中，當(dāng)所述期望燃料量 (Mfuel)低于所述下閾值(Thl)時(shí)，所述最佳泵頻率(Fpump)總是低 于所述噴射頻率(Fini)。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其中，當(dāng)所述期望燃料量 (Mfuel)高于所述上閾值(Th2)時(shí)，所述最佳泵頻率(Fpump)總是高 于所述噴射頻率(Fini)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其包括進(jìn)一步的步驟使所 述燃料泵(14)的致動(dòng)裝置(27)的致動(dòng)與所述噴射器(13)的驅(qū)動(dòng)同 步，從而所述燃料泵(14 )的泵沖程最大可能程度地在所述噴射器(13 ) 噴射燃料時(shí)進(jìn)行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其包括進(jìn)一步的步驟 確定燃料噴射的起始點(diǎn)；并且通過應(yīng)用相對于燃料噴射的起始點(diǎn)的預(yù)定提前來確定所述燃料泵 (14)的致動(dòng)裝置(27)的致動(dòng)的起始點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其包括進(jìn)一步的步驟 如果所述期望燃料量(Mfuel)處于所述兩個(gè)閾值(Thl、 Th2)之間，以及當(dāng)所述期望燃料量(Mfuel)低于所述下閾值(Thl)時(shí)，使所 述燃料泵(14)的泵送在所述噴射器(13)噴射燃料時(shí)進(jìn)行；并且如果所述期望燃料量(Mfuel)高于所述上閾值(Th2)時(shí)，使所述 燃料泵(14)的部分泵送在所述噴射器(13)噴射燃料時(shí)進(jìn)^f亍。
10.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其包括進(jìn)一步的步驟根據(jù) 電池電壓來改變所述燃料泵(14)的致動(dòng)裝置(27)的致動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其中，所述供給系統(tǒng)(12) 包括連接管(16 )，所述連接管(16 )將所述燃料泵(14 )液壓地連接 至所述噴射器(13);所述控制方法包括進(jìn)一步的步驟當(dāng)所述燃料泵 (14)被供電時(shí)，以最大可能泵頻率(Fpump)致動(dòng)所述燃料泵(14)的 致動(dòng)裝置(27)且達(dá)預(yù)定時(shí)間數(shù)值，以便對所述連接管(16)增壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的控制方法，其包括進(jìn)一步的步驟在以 最大可能泵頻率(Fpump )進(jìn)行致動(dòng)的步驟之后立即以預(yù)定維持頻率致動(dòng) 所述燃料泵(14)的致動(dòng)裝置(27)，且直到起動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)(l)為止。
13.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其中，所述供給系統(tǒng)(12) 包括驅(qū)動(dòng)裝置(38 )，所迷驅(qū)動(dòng)裝置(38 )將電力供應(yīng)至所述燃料泵(14 ) 的致動(dòng)裝置(27);所述驅(qū)動(dòng)裝置(38)包括通電晶體管(39),其將所述致動(dòng)裝置(27)的第一端子(40)連 接至電接地端(41) /電源電壓(Vbatt);電連接件，其將所迷致動(dòng)裝置(27)的第二端子(42)連接至電源 電壓(Vbatt) /電接地端(41);再循環(huán)晶體管(43)，其短路連接所述致動(dòng)裝置(27)的兩個(gè)端子 (40、 42);以及再循環(huán)二極管(44)，其布置為與所述再循環(huán)晶體管(43)串聯(lián)， 以避免所述電接地端(41)與所述電源電壓(Vbatt)之間有可能發(fā)生 的短路。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其中，致動(dòng)所述燃料泵(14 ) 的致動(dòng)裝置(27)的步驟包括進(jìn)一步的步驟閉合所述通電晶體管(39)， 4吏得通過所述致動(dòng)裝置(27)的電流 從零增加至峰值(IP);閉合所述再循環(huán)晶體管(43);斷開所述通電晶體管(39)， 4吏得通過所述致動(dòng)裝置(27)的電流 從所述峰值(Ip)緩慢減?。徊⑶覕嚅_所述再循環(huán)晶體管(43)，以使通過所述致動(dòng)裝置(27)的電 流快速降至零。
15.根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，其中，所述燃料泵(14)包括變?nèi)萘勘盟褪?20); 單向吸入閥(28); 單向輸送閥(24);以及可動(dòng)活塞(21)，所述活塞(21)聯(lián)接至所述泵送室(20)以周期 性地改變所述泵送室(20)本身的容量并且在其中集成有所述吸入閥 (28);所述致動(dòng)裝置(27)為所述活塞(21)提供往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且包括 用于在吸入步驟中致動(dòng)所述活塞(21)的電磁致動(dòng)器(29);以及用于 在輸送步驟中致動(dòng)所述活塞(21)的彈簧(30);所述彈簧(30)的尺寸設(shè)計(jì)為使得由所述彈簧(30)施加在所述活 塞(21)上的預(yù)載偏置力等于所述活塞(21)的有效面積乘以期望燃料 供給壓力。
全文摘要
一種電子噴射燃料供給系統(tǒng)(12)的控制方法，所述電子噴射燃料供給系統(tǒng)(12)用于內(nèi)燃機(jī)(1)且具有至少一個(gè)噴射器(13)和具有由致動(dòng)裝置(27)致動(dòng)的非連續(xù)流量燃料泵(14)；所述控制方法包括以下步驟確定在內(nèi)燃機(jī)(1)的每個(gè)循環(huán)中必須噴射的期望燃料量(M_fuel)；驅(qū)動(dòng)噴射器(13)以便噴射內(nèi)燃機(jī)(1)的每個(gè)循環(huán)的期望燃料量(M_fuel)；根據(jù)在內(nèi)燃機(jī)(1)的每個(gè)循環(huán)中必須噴射的期望燃料量(M_fuel)來確定燃料泵(14)的致動(dòng)裝置(27)的最佳泵頻率(F_pump)；并且以最佳泵頻率(F_pump)致動(dòng)燃料泵(14)的致動(dòng)裝置(27)。
文檔編號F02D41/30GK101526039SQ20091011834
公開日2009年9月9日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者安德烈亞·亞歷山德里, 毛里齊奧·菲奧倫蒂尼, 法布里齊奧·納卡拉托, 馬西莫·馬蒂奧利 申請人:馬涅蒂-馬瑞利公司