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技术领域

本公开大体涉及内燃发动机中的燃料系统。

背景技术

提升泵控制系统可用于各种燃料系统控制目的。这些可包括例如蒸 汽管理、喷射压力控制、温度控制以及润滑。在一个示例中，提升泵将 燃料供应至高压燃料泵，该高压燃料泵将高喷射压力提供给内燃发动机 中的直接喷射器。高压燃料泵可通过将高压燃料供应至燃料轨而提供高 喷射压力，其中直接喷射器耦接至燃料轨。燃料压力传感器可被设置在 燃料轨中以能够测量燃料轨压力，发动机运行(诸如燃料喷射)的各个 方面可以基于该测量。

然而，本文发明人已经认识到此类系统的潜在问题。提升泵压力传 感器可劣化。尤其，在读取比实际呈现的压力要高的压力时它们可在射 程内(in-range)失效。结果，响应于压力传感器输出读数虚高(falsehigh)， 闭环压力控制系统可使泵送电压下降。较低的提升泵电压具有相应的提 升泵压力下降。尤其，提升泵压力可下降低于燃料蒸汽压力。因为提升 泵压力与下游高压燃料泵的入口压力相同，提升泵压力下降低于燃料蒸 汽压力导致高压燃料泵吸入燃料蒸汽。高压燃料泵的泵入口处的燃料蒸 汽的出现能够导致燃料轨压力的急剧下降，从而造成发动机失速(stall)。

发明内容

在一个示例中，可通过一种方法解决上述问题，该方法包括：响应 于提升泵下游和高压泵上游的提升泵压力传感器，调节燃料提升泵运行； 以及当命令的提升泵电压低于最小提升泵电压时，以最小提升泵电压运 行提升泵。以这种方式，在所有泵工况下，可以维持提升泵下游的至少 最小压力。

在一个示例中，燃料系统包括用于将燃料从燃料箱递送至高压燃料 泵的提升泵。高压燃料泵可耦接至将燃料递送至汽缸直接燃料喷射器的 燃料轨。提升泵主要可在持续功率模式下运行。其中，基于满足燃料加 注需求所需的燃料压力和燃料流率，可以确定施加至提升泵的电压(或 速度、电流、占空比、扭矩或功率)。例如，随着命令的燃料压力增加， 命令和泵压力也可增加，并且同样地，随着命令的燃料压力降低，命令 的泵电压也可降低。然而，可施加最小削波(minimumclip)到泵电压以 增强最小提升泵压力。基于燃料蒸汽压力和燃料流率可以确定最小压力 和对应的最小泵电压。也就是，如果命令的泵电压低于最小泵电压，则 控制器可超控命令的泵电压并且用施加最小泵电压替代。因为用PID控 制器的闭环方式控制提升泵压力，所以在削波期间，积分项可暂时地冻 结或重置(例如，重置为零)。提升泵可额外地以脉冲工作模式运行，其 中基于提升泵压力传感器所估计的提升泵压力调节提升泵电压。然而， 通过在命令的泵电压较低时的条件期间施加最小泵电压，降低了在高压 泵的入口处产生燃料蒸汽的可能。进而，这降低了频繁提升泵脉冲调制 的需要。

以这种方式，低电压削波被施加至提升泵命令以确保燃料系统始终 生成最小压力。这样，这确保泵系统的基本功能。通过增强提升泵上的 最小电压，其为命令的提升泵压力的函数，闭环控制器可考虑泵劣化。 另外，即使在提升泵压力传感器输出不可靠时的条件期间，改进燃料系 统运行。总体上，由于高压燃料泵入口处的蒸汽压力的摄取(ingestion)所 致的发动机失速被减少。此外，通过降低频繁的提升泵脉冲调制需要， 降低了燃料系统能量消耗。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些 概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的 主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式 的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在 本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是示出示例发动机的原理图。

图2示出直接喷射发动机系统。

图3示出图示作为提升泵压力的函数的提升泵电压的图形。

图4示出根据本公开的提升泵电压命令的闭环控制的示例性方框图。

图5示出图示用于调节燃料系统提升泵的泵命令以至少维持提升泵 下游和高压燃料泵上游的最小压力的程序的流程图。

图6示出根据本公开的燃料系统的运行以减少高压燃料泵入口处的 燃料蒸汽产生的曲线图。

图7示出在燃料轨压力传感器故障之前和之后的泵压力行为。

具体实施方式

如图1-2所示，提供用于改进具有燃料系统的发动机内的闭环提升 泵压力控制的方法和系统，在燃料系统中低压(LP)燃料提升泵从燃料 箱中抽吸加压的燃料并且将加压的燃料供应至高压(HP)燃料泵。高压 燃料泵可将加压的燃料的压力进一步上升至足以将燃料直接喷射至发动 机汽缸的水平。提升泵电压可经命令提供所需提升泵压力，如图3所示。 为了减少燃料加注误差以及因来自提升泵压力传感器的虚高输出所引起 的可能的发动机失速，控制器可在闭环燃料泵输出控制期间削波较低端 上的命令的提升泵电压(图4)。例如，控制器可经配置执行程序，诸如 图5的程序，以在命令的提升泵电压低于最小泵电压时的条件期间施加 最小泵电压。结果，提升泵压力和高压燃料泵入口压力可被维持在燃料 蒸汽压力之上。参考图6示出示例性提升泵电压调节。图7示出由燃料 轨压力传感器故障所致的泵压力的示例性变化。以这种方式，减少了发 动机失速。

图1是示出示例性发动机10的原理图，该发动机可被包括于汽车的 推进系统内。示出的发动机10具有四个汽缸30。然而，根据本公开可以 使用其他数量的汽缸。发动机10至少部分地由包括控制器12的控制系 统以及来自经由输入装置130的车辆操作员132的输入来控制。在该示 例中，输入装置130包括用于产生成比例的踏板位置信号PP的加速器踏 板和踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如，汽缸)30可 包括燃烧室壁，活塞(未示出)被放置在燃烧室壁内。活塞可被耦接到 曲轴40，使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由 中间变速器系统(未示出)被耦接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起 动电动机可经由飞轮被耦接至曲轴40以实现发动机10的起动操作。

燃烧室30可经由进气道42接收来自进气歧管44的进气空气，并且 可经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管46能够经由各 自的进气门和排气门(未示出)与燃烧室30选择性地连通。在一些实施 例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

燃料喷射器50被示出直接耦接至燃烧室30，以用于按与从控制器 12所接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射至燃烧室30。 以这种方式，燃料喷射器50提供所谓的将燃料喷射至燃烧室30的燃料 的直接喷射。例如，燃料喷射器可被安装在燃烧室的一侧或燃烧室的顶 部。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)被 递送至燃料喷射器50。以下参考图2描述可以结合发动机10采用的示例 性燃料系统。在一些实施例中，燃烧室30可可选地或额外地包括燃料喷 射器，该燃料喷射器被布置在如下配置的进气歧管44内，即该配置提供 了所谓的将燃料喷射至每个燃烧室30上游的进气道的燃料的进气道喷 射。

进气道42可包括分别具有节流板22和24的节气门21和23。在这 种具体示例中，可以通过控制器12经由被提供至被包括在节气门21和 23内的致动器的信号来改变节流板22和24的位置。在一个示例中，致 动器可以是电致动器(例如，电动马达)，一种通常被称为电子节气门控 制(ETC)的配置。以这种方式，节气门21和23可以被操作以改变被 提供给其他发动机汽缸当中的燃烧室30的进气空气。节流板22和24的 位置可通过节气门位置信号TP被提供给控制器12。进气道42还可包括 质量空气流量传感器120、歧管空气压力传感器122和节气门入口压力传 感器123，这些传感器用于向控制器12提供各自的MAF(质量空气流) 和MAP(歧管空气压力)信号。

排气道48可接收来自汽缸30的排气。排气传感器128被示出耦接 至涡轮机62和排放控制装置78上游的排气道48。例如，可从各种合适 的传感器中选择传感器128以提供排气空燃比的指示，诸如线性氧传感 器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、NOx、HC或 者CO传感器。排放控制装置78可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集 器、各种其他的排放控制装置或者他们的组合。

可以通过位于排气道48中的一个或多个温度传感器(未示出)测量 排气温度。可选地，可以基于诸如速度、负荷、AFR、火花延迟等的发 动机工况来推断排气温度。

控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/O)104、在这个具体示例中被示为只读存储芯片 (ROM)106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存 储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可 以接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除了之前讨论的那些 信号外，还包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量 (MAF)的测量值；来自温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)， 其被示意性地示出位于发动机10内的一个位置中；来自耦接到曲轴40 的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来 自(如所讨论的)节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自(如 所讨论的)传感器122的绝对歧管压力信号MAP。可以通过控制器12 由信号PIP产生发动机转速信号RPM。来自歧管压力传感器的歧管压力 信号MAP可被用于提供对进气歧管44内的真空或压力的指示。注意， 可以使用上述传感器的各种组合，诸如不带MAP传感器的MAF传感器， 或者反之亦然。在化学计量比操作期间，MAP传感器能够给出发动机扭 矩的指示。此外，这种传感器连同检测到的发动机转速能够提供对引入 汽缸中的充气(包括空气)的估计。在一个示例中，传感器118(也被 用作发动机转速传感器)可以在曲轴40的每次回转产生预定数量的等距 脉冲。在一些示例中，储存介质只读存储器106可使用计算机可读数据 编程，该可读数据代表由处理器102可执行的指令，用于执行以下所述 方法以及预期但未具体列出的其他变体。

发动机10还可包括压缩装置，诸如至少包括沿进气歧管44布置的 压缩机60的涡轮增压器或机械增压器。对于涡轮增压器，可以经由例如 轴杆或其他耦接布置通过涡轮机62至少部分地驱动压缩机60。涡轮机 62可以沿排气道48布置并且与流经其中的排气连同。各种布置可以被提 供用于驱动压缩机。对于机械增压器，压缩机60可以至少部分地由发动 机和/或电机驱动，并且可不包括涡轮机。因此，经由涡轮增压器或机械 增压器被提供至发动机的一个或多个汽缸的压缩量可由控制器12改变。 在一些情况中，涡轮机62可以驱动例如发电机64以经由涡轮驱动器68 将功率提供至电池66。然后，来自电池66的功率可被用于经由马达70 驱动压缩机60。此外，传感器123可被设置在进气歧管44内用于将升压 (BOOST)信号提供至控制器12。

此外，排气道48可包括废气门26，用于使排气远离涡轮机62转向。 在一些实施例中，废气门26可以是多级废气门，诸如双级废气门，其中 第一级经配置控制升压并且第二级经配置增加到排放控制装置78的热通 量。废气门26可通过致动器150运行，例如，该致动器150可以是电动 致动器诸如电动马达，然而也可考虑气动致动器。进气道42可包括压缩 机旁通阀27，其经配置使围绕压缩机60的进气空气转向。例如，当需要 较低升压时，废气门26和/或压缩机旁通阀27可由控制器12经由致动 器(例如，致动器150)控制而打开。

进气道42可还包括增压空气冷却器(CAC)80(例如，中间冷却器) 以降低涡轮增压或机械增压进气气体的温度。在一些实施例中，增压空 气冷却器80可以是空气对空气热交换器。在另一些实施例中，增压空气 冷却器80可以是空气对液体热交换器。

此外，在公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可经由EGR通 道140将来自排气道48的所需部分排气传送至进气道42。被提供至进气 道42的EGR的量可经由EGR阀142通过控制器12改变。此外，EGR 传感器(未示出)可被布置在EGR通道内并且可提供排气的压力、温度 和浓度中的一个或多个的指示。可选地，可以通过基于来自MAF传感器 (上游)、MAP(进气歧管)、MAT(歧管气体温度)以及曲柄速度传感 器的信号的计算值控制EGR。此外，可以基于排气O2传感器和/或进气 氧传感器(进气歧管)控制EGR。在一些条件下，EGR系统可用于调整 燃烧室内的空气和燃料混合物的温度。图1示出高压EGR系统，其中， EGR从涡轮增压器的涡轮机的上游被传送至涡轮增压器的压缩机的下 游。在另一些实施例中，发动机可额外地或可选地包括低压EGR系统， 其中，EGR从涡轮增压器的涡轮机的下游被传送至涡轮增压器的压缩机 的上游。

图2示出直接喷射发动机系统200，该系统可被配置为车辆的推进系 统。发动机系统200包括具有多个燃烧室或汽缸204的内燃发动机202。 例如，发动机202可以是图1的发动机10。燃料能够经由缸内直接喷射 器206被直接提供至汽缸204。如图2示意性地指示，发动机202能够接 收进气空气和燃烧的燃料的排气产物。发动机202可包括包含汽油或柴 油发动机的合适类型的发动机。

燃料能够通过在208处大体指示的燃料系统经由喷射器206被提供 至发动机202。在该具体示例中，燃料系统208包括用于储存车辆车载燃 料的燃料储存箱210、较低压力燃料泵212(例如，燃料提升泵)、较高 压力燃料泵214、蓄积器215、燃料轨216、以及各种燃料通道218和220。 在图2所示的示例中，燃料通道218将燃料从较低压力泵212带至较高 压力燃料泵214，并且燃料通道220将燃料从较高压力燃料泵214带至燃 料轨216。

较低压力燃料泵212能够由控制器222(例如，图1的控制器12) 运行，从而将燃料经由燃料通道218提供至较高压力燃料泵214。较低压 力燃料泵212能够被配置为(可被称为)燃料提升泵。作为一个示例， 较低压力燃料泵212可以是包括电(例如，DC)泵马达的涡轮机(例如， 离心的)泵，由此泵两侧(acrossthepump)的压力增加和/或通过泵的体 积流率可以通过改变被提供至泵马达的电功率而被控制，从而增加或降 低马达速度。例如，因为控制器222降低了提供至泵212的电功率，所 以可以降低体积流率和/或泵两侧增加的压力。体积流率和/或泵两侧增加 的压力可通过增加被提供至泵212的电功率而被增加。作为一个示例， 能够从交流发电机或车辆车载的其他能量储存装置(未示出)获得供应 至较低压力泵马达的电功率，由此控制系统能够控制用于为较低压力泵 提供功率的电力负荷。因此，通过改变被提供至较低压力燃料泵的电压 和/或电流，如224处所指示的，通过控制器222可以调节被提供至较高 压力燃料泵214并最终提供至燃料轨的燃料的流率和压力。除了为直接 喷射器206提供喷射压力外，在一些实施方式中，泵212可以为一个或 多个进气道燃料喷射器(图2中未示出)提供喷射压力。

低压燃料泵212可流体地耦接至过滤器217，该过滤器217可以移除 小的杂质，这些可被包含在燃料内的杂质可能会损坏燃料处理部件。止 回阀213可以被流体地放置在过滤器217的上游，其中该止回阀213可 促进燃料递送并且保持燃料管路压力。在止回阀213在过滤器217上游 的情况下，可以增强低压通道218的可塑性(compliance)，因为过滤器 的体积在物理上可以是大的。此外，可以采用泄压阀219以限制低压通 道218中的燃料压力(例如，来自提升泵212的输出)。例如，泄压阀219 可包括在特定压差下安置和密封的球体和弹簧机构。泄压阀219可被配 置为打开的压差设定点可呈现各种合适的值；作为非限制性示例，设定 点可以是6.4巴(g)。小孔止回阀221可与小孔223串联放置，以允许空 气和/或燃料蒸汽流出提升泵212。在一些实施例中，燃料系统208可包 括流体地耦接至低压燃料泵212的一个或多个(例如，一系列)止回阀， 以阻止燃料漏回至阀的上游。在本上下文中，上游流是指从燃料轨216 朝向低压泵212行进的燃料流，而下游流是指从低压泵朝向燃料轨的正 常燃料流方向。

较高压力燃料泵214能够由控制器222控制，以将燃料经由燃料通 道220提供至燃料轨216。作为一个非限制示例，较高压力燃料泵214 可以是BOSCHHDP5高压泵，该泵利用流控制阀(例如，燃料体积调节 器、电磁阀等)226，以使控制系统能够改变每个泵冲程的有效的泵体积， 如227处所指示的。然而，应当理解可以使用其他合适的较高压力燃料 泵。与马达驱动的较低压力燃料泵212相比，较高压力燃料泵214可由 发动机202机械地驱动。较高压力燃料泵214的泵活塞228能够经由凸 轮230接收来自发动机曲轴或凸轮轴的机械输入。以这种方式，较高压 力泵214能够根据凸轮驱动单个汽缸泵的原理运行。传感器(图2中未 示出)可靠近凸轮230放置，以能够确定凸轮的角位置(例如，在0和 360度之间)，其可被转送至控制器222。在一些示例中，较高压力燃料 泵214可将充足的高燃料压力供应至喷射器206。因为喷射器206可被配 置为直接燃料喷射器，所以较高压力燃料泵214可以称为直接喷射(DI) 燃料泵。

图2描绘了任选的包括(上文介绍的)蓄积器215。当被包括时，蓄 积器215可被放置在较低压力燃料泵212的下游和较高压力燃料泵214 的上游，并且可以被配置以保持燃料的体积，这降低了燃料泵212和214 之间的燃料压力增加或减少率。蓄积器215的体积可以被设定尺寸，使 得发动机202能够在较低压力燃料泵212的运行间隔之间的预定时间段 的怠速条件下运行。例如，蓄积器215能够被设定尺寸，使得在发动机 202怠速时，其花费一分钟或数分钟将蓄积器中的压力耗尽至这样的水 平，在该水平下较高压力燃料泵214不能为燃料喷射器206维持充分的 高的燃料压力。因此，蓄积器215能够实现如下所述的较低压力燃料泵 212的间歇性运行模式。在另一些实施例中，蓄积器215可固有地存在于 燃料过滤器217和燃料管路218的可塑性中，并因此可以不作为独立元 件存在。

控制器222能够经由燃料喷射驱动器236单独地致动每个喷射器 206。控制器222、驱动器236、以及其他合适的发动机系统控制器能够 包括控制系统。虽然示出的驱动器236在控制器222外部，但应当明白 在另一些示例中，控制器222能够包括驱动器236或能够经配置提供驱 动器236的功能。控制器222可包括未示出的额外的部件，诸如那些包 括于图1的控制器12中的部件。

燃料系统208包括沿提升泵212和较高压力燃料泵214之间的燃料 通道218放置的低压(LP)燃料压力传感器231。在该配置中，来自传 感器231的读数可被解释为提升泵212的燃料压力(例如，提升泵的出 口燃料压力)和/或较高压力燃料泵的入口压力的指示。如以下进一步详 细描述，来自传感器231的读数可被用于控制以闭环方式被施加至提升 泵的电压。具体地，LP燃料压力传感器231可被用于确定是否将充足的 燃料压力提供至较高压力燃料泵214，使得较高压力燃料泵摄取液体燃料 而不是燃料蒸汽，和/或使供应至提升泵212的平均电功率最小。应当理 解，在使用进气道燃料喷射系统而不是直接喷射系统的另一些实施例中， LP燃料压力传感器231可感测提升泵压力和燃料喷射两者。此外，虽然 LP燃料压力传感器231被示为放置在蓄积器215的上游，但是在另一些 实施例中，LP传感器也可被放置在蓄积器的下游。

如图2所示，燃料轨216包括燃料轨压力传感器232，以用于将燃料 轨压力的指示提供至控制器222。发动机转速传感器234能够被用于将发 动机转速的指示提供至控制器222。发动机转速的指示能够用于识别较高 压力燃料泵214的速度，因为泵214通过发动机202(例如，经由曲轴或 凸轮轴)被机械地驱动。

如本文详述，控制器222基于命令的燃料压力可以确定待施加至提 升泵的电压。另外，控制器基于命令的提升泵压力和燃料流率可以计算 待施加的最小提升泵电压。如本文所使用的，提升泵压力被认为是与高 压(DI)泵入口压力同义。控制器可以使用测试数据或建模数据，诸如 图3的数据，以确定用于计算最小提升泵电压的方程。结果可以被储存 在基于查询的查找表中并且从中搜索。如参考图4的提升泵控制方案所 详述的，当传感器输出导致低于最小电压的命令的提升泵电压时，控制 器可超控来自提升泵压力传感器的调节。作为替代，控制器在给定工况 下可施加最小电压。

在一些情况下，控制器222还可确定期望的或估计的燃料轨压力并 且将期望的燃料轨压力与由燃料轨压力传感器232测量的燃料轨压力相 比。在其他情况下，控制器222可确定期望的或估计的提升泵压力(例 如，来自提升泵212的出口燃料压力和/或进入较高压力燃料泵214的入 口燃料压力)并且将期望的提升泵压力与由LP燃料压力传感器231测量 的提升泵压力比较。基于以合适的频率的时间或基于事件，可以周期性 地执行期望的燃料压力与对应测量的燃料压力的确定和比较。

简要地转向图3，示出了图示作为提升泵压力的函数的提升泵电压的 图形300。图形300具体地示出电压和提升泵压力之间的高仿射相关性， 其中电压被供应至由DC电动机驱动的涡轮机提升泵(例如，提升泵 212)。在302处大体指示示例性数据集，该数据集例如在针对该类型提 升泵的测试环境中获得，并且函数304适合于该数据集，如在图形300 中示出的。图形300中所示的数据代表最小发动机运行燃料流率。随着 燃料流率增加，电压点增加。函数304可被储存在图2的控制器内并被 其访问，以通知控制燃料系统208——例如，所需提升泵压力可被供送至 函数304作为输入，使得可以获得提升泵最小电压，该最小电压施加至 提升泵212实现了所需提升泵压力。具体地，函数304可用于确定提升 泵电压，该提升泵电压实现极端提升泵压力——即，最小和最大可实现 提升泵压力。如以下进一步详细描述，提升泵电压可以在所选条件期间 用较高和/或较低削波进行削波，以提高提升泵压力的闭环控制。图4示 出闭环控制程序的方框图。在可选示例中，如果已知被供应至提升泵212 的电压，其可作为输入被供送至函数，使得能够确定由施加供给电压所 产生的期望的或估计的提升泵压力。

应当理解，提升泵压力最小值和最大值可以分别通过燃料蒸汽压力 和泄压阀的设定点压力界定。还应理解，图3中显示的数值是示例并且 并不是要限制。此外，对于提升泵类型而不是由DC电动机驱动的涡轮 机提升泵(包括但不限制于容积泵和由无刷式马达驱动的泵)，可以获得 并访问类似数据集和使提升泵压力关于提升泵电压的函数。此类函数可 呈现线性或非线性形式。

转向图2，期望的提升泵压力的确定也可考虑燃料喷射器206和/或 较高压力燃料泵214的运行。具体地，这些部件对提升泵压力的影响可 通过燃料流率——例如，由喷射器206喷射的燃料的速率(该速率可等 于稳态条件下的提升泵流率)而被参数化。在一些实施方式中，在提升 泵电压、提升泵压力和燃料流率之间可以形成线性关系。作为非限制性 示例，关系可呈现以下形式：V_LP＝C₁*P_LP+C₂*F+C₃，其中V_LP是提 升泵电压，P_LP是提升泵压力，F是燃料流率，以及C₁、C₂、和C₃是常 数，这些常数可以分别呈现1.481、0.026和2.147的值。在该示例中，可 以访问该关系以确定提升泵供给电压，施加该供给电压导致所需的提升 泵压力和燃料流率。例如，该关系可(例如，经由查找表)被储存在控 制器222内并被其访问。

可以基于一个或多个运行参数确定燃料轨216中的期望的燃料轨压 力——例如，可以使用燃料消耗(例如，燃料流率、燃料喷射率)、(例 如，经由发动机冷却剂温度测量的)燃料温度和(例如，由LP燃料压力 传感器231测量的)提升泵压力的评估中的一个或多个。

在一些实施例中，控制器222能够将期望的燃料压力与对应的测量 的燃料压力进行比较，并且将高于阈值差的期望的压力和测量的压力之 间的差解释为燃料系统208劣化的指示。尤其，由燃料轨压力传感器232 测量的燃料轨压力可与期望的燃料轨压力比较，而由LP燃料压力传感器 231测量的提升泵压力可与期望的提升泵压力比较。例如，如果控制器 222确定测量的燃料轨压力超过期望的燃料轨压力至少阈值量，则控制器 可将该差解释为燃料轨压力传感器232已劣化的指示。

本文发明人已认识到提升泵压力传感器能够在射程内劣化。结果， 其可输出比实际存在的要高的提升泵压力读数(本文也指虚高)。作为虚 高读数的结果，提升泵压力的闭环压力控制移动以降低提升泵电压。较 低的泵电压具有相应的提升泵压力下降，如图3所示。响应于虚高读数， 如果提升泵压力下降至低于燃料蒸汽压力，高压DI泵可以开始摄入燃料 蒸汽。这能够导致因故障压力传感器所致的最终发动机失速。发动机失 速风险在故障压力传感器的情况期间可以是可接收的。这样，如果燃料 压力过高(例如，因提升压力传感器读数虚低所致的燃料压力高于实际 压力)，所涉及的风险可包括增加的电功率消耗和劣化的提升泵耐用性。 然而，这些风险在故障压力传感器的情况下可以是可接收的。如图4-5 所详述的，为减少由压力传感器读数虚高所引起的发动机失速的可能性， 控制器可在闭环压力控制期间对提升泵电压实施最小削波。最小电压削 波可允许提升泵电压命令维持在最小水平，另外将命令低于电压的平均 电压。这样做时，提升泵运行可被维持在最小水平，从而允许发动机运 行，即使是压力低于目标。因此，在不知实际燃料挥发性和对实际燃料 温度有一定程度的不确定情况下以开环方式确定目标提升泵压力。这样， 目标压力高于实际所需的压力是可能的。

如上所述，蓄积器215被包括于燃料系统208中可至少在所选条件 期间实现提升泵212的间歇运行。间歇运行提升泵212可包括开启和关 闭泵，例如，其中在关闭期间，泵速度下降至零。可采用间歇提升泵运 行以在所需水平下维持较高压力燃料泵214的效率，在所需水平下维持 提升泵212的效率，和/或减少提升泵212的不必要的能量消耗。较高压 力燃料泵214的效率(例如，体积)在其入口处可被至少部分地参数化； 这样，根据该入口压力可以选择间歇提升泵运行，因为该压力可部分地 确定泵214的效率。可以经由LP燃料压力传感器231确定，或者可以基 于各种运行参数推断较高压力燃料泵214的入口压力。在另一些示例中， 可以基于发动机202的燃料消耗的速率预测泵214的效率。例如，提升 泵212的驱动持续时间可以相关的以维持泵214的入口压力高于燃料蒸 汽压力。另一方面，根据泵送至蓄积器215的燃料量(例如，燃料体积) 可以停用提升泵212；例如，当泵送至蓄积器的燃料量超过蓄积器的体积 达预定量(例如，20％)时，可以停用提升泵。在另一些示例中，当蓄 积器215的压力或较高压力燃料泵214的入口压力超过各自的阈值压力 时，可以停用提升泵212。

在一些实施方式中，根据发动机202的瞬间速度和/或负荷可以选择 提升泵212的运行模式。例如，合适的数据结构诸如查找表可储存运行 模式，通过将发动机转速和/或负荷作为进入数据结构的索引而可以访问 该运行模式，该数据结构可被储存在控制器222中并被其访问。具体地， 可以为相对较低发动机转速和/或负荷选择间歇运行模式。在这些条件期 间，流至发动机202的燃料相对低，并且提升泵212具有以高于发动机 燃料消耗率的速率供应燃料的能力。因此，提升泵212能够填充蓄积器 215并且然后关闭，同时发动机202在提升泵重启之前继续运行(例如， 燃烧空气燃料混合物)一段时间。重启提升泵212补充蓄积器215中的 燃料，该燃料被供应至发动机202的同时提升泵关闭。

在相对较高发动机转速和/或负荷期间，提升泵212可继续运行。在 一个实施例中，当在泵以“开启”占空比(例如75％)运行一段时间(例 如，1.5分钟)时提升泵不能超过发动机燃料流率一定量(例如25％)时， 提升泵212继续运行。然而，如果需要，触发连续提升泵运行的“开启” 占空比水平可被调节为各种合适的百分比(例如，35％、40％、45％、50％、 55％、60％、65％、70％等)。

在继续运行模式中，提升泵212可以以基本恒压(例如，12V+/-.2V) 运行，或者可以调制供给电压，使得能够控制泵速度以在较高压力燃料 泵214的入口处递送所需压力。如果调制供给至提升泵212的电压，则 提升泵继续转动，而在电压脉冲之间不停止。提供电压的窄间隔脉冲串 允许控制器222控制泵流量，使得提升泵流量基本匹配被喷射至发动机 202的燃料量。例如，通过根据发动机转速和负荷设定提升泵占空比能够 实现该运行。可选地，来自调制电压到提升泵212的平均供给电压能够 随着供应至发动机202的燃料量的变化而变化。在另一些实施例中，受 控电流输出可用于将电流供应至提升泵212。例如，供应至提升泵212 的电流量能够随发动机转速和负荷变化。

现在转向图4，示例性控制方案400被示出基于命令提升泵压力用于 调节提升泵电压的闭环。控制方案包括对提升泵电压的最小削波的实施 方式，从而减少发动机失速事件的风险，该发动机失速事件在提升泵压 力传感器读数错误，更具体地虚高的条件下能够被引起。图4的方法使 反馈添加提升泵电压但从不将其减小。因此人们始终将前馈电压作为最 小提升泵电压。如果允许降低提升泵电压，则将针对较低提升泵电压读 取虚高的反馈压力传感器置于风险中，使得能够出现发动机失速。没有 这点，反馈控制器将提升泵电压驱动为不真实的低提升泵电压。另外， 在泵容积效率下降低于阈值时，通过脉冲调制燃料泵，该策略具有完全 的稳健性。

在比较器403处接收命令的压力(401)输入和感测压力(402)输 入中的每个。命令的压力401可以基于诸如发动机转速和负荷的发动机 工况。感测压力402可以基于提升泵压力传感器的输出。压力误差404 可以基于比较被估计。例如，可以确定实际压力(即，如感测的)是高 于还是低于命令的压力。压力误差404可被供送至PID控制器405。与 此同时，命令的压力401和燃料流率407可作为输入被供送至前馈控制 器408以确定最小提升泵电压409。最小提升泵电压可代表最小电压，需 要将其施加至提升泵以在给定燃料流率下产生命令的压力。PID控制器 405的输出与最小泵电压409比较以产生未经削波的泵电压406。然后， 最小泵电压409和未经削波的泵电压406中的最大的(即，较大的)值 被输入至另一台比较器，如下所讨论的。

与此同时，DI泵的容积效率415与阈值416比较。基于该比较，在 418处发出燃料脉冲。然后，在比较器419处，燃料脉冲与最小泵电压 409和未经削波的泵电压406中的最大的(即，较大的)值进行比较。然 后，比较器419采用所接收的输入中的最大(即，较大)值以产生最终 待命令至提升泵的提升泵电压420。这包括在未经削波的提升泵电压高于 最小提升泵电压时，选择未经削波的提升泵电压以用于实施方式。这还 包括，当未经削波的提升泵电压低于最小提升泵电压时，超控感测压力 输入并施加最小提升泵电压。本文中，例如，由于感测压力高于实际压 力的可能性，对基于命令的压力和感测压力所产生的提升泵电压进行削 波。因为通过对提升泵电压的单个最小削波和PID控制器实施闭环控制， 在整个在削波持续期间，可结算积分，其中在未结算期间该积分具有后 续不利延迟。为减少该延迟，在削波期间可冻结积分项(I)。可选地， 在削波期间可以重置积分项(例如，重置为零)。

现在转向图5，其示出示例性程序500，该程序用于基于命令的提升 泵压力调节提升泵电压命令，并且进一步考虑最小提升泵电压，从而允 许维持提升泵运行的最小水平同时运行发动机。

在502处，程序包括估计和/或测量发动机工况。这些可包括例如发 动机转速、负荷、驾驶员扭矩需求、燃料流率等。在504处，基于估计 的发动机工况，可以确定所需提升泵压力。所需提升泵压力在本文中也 可指命令的提升泵压力。作为示例，随着发动机转速-负荷增加，命令的 提升泵压力也可增加(考虑到将要求的增加的燃料喷射)。

在506处，程序包括基于发动机工况确定提升泵的最小泵电压。具 体地，基于命令的提升泵压力和当前燃料流率中的每个确定最小提升泵 电压。这样，最小提升泵电压维持提升泵压力(即，提升泵出口处和下 游燃料喷射泵的入口处的压力)高于燃料蒸汽压力。

在一些实施例中，最小提升泵电压还可基于由燃料提升泵提升的燃 料的醇含量。例如，最小提升泵电压可随着燃料的蒸汽压力增加而上升。 存在示出温度和醇-汽油二者混合物对蒸汽压力的影响的工业数据。

在508处，程序包括接收关于来自提升泵压力传感器的实际提升泵 压力的输入，其中提升泵压力传感器被放置在提升泵的下游和高压燃料 喷射泵的上游。提升泵压力传感器的输出在本文中也可指感测的提升泵 压力并且可反映提升泵出口处和高压泵入口处的燃料压力。这样，提升 泵被配置将燃料从燃料箱递送至高压泵，高压泵将燃料递送至燃料喷射 器。

然后响应于提升泵压力传感器，程序移至调节燃料提升泵运行。其 中，泵控制器可随着压力传感器的输出增加而降低提升泵电压以及随着 压力传感器的输出减少而增加提升泵电压。例如，当以脉冲模式运行时， 提升泵的电压可以基于传感器输出发生间歇地脉冲。在另一个示例中， 当以连续模式运行时，提升泵的电压可以基于传感器输出被连续地调节。

在510处，燃料泵运行的调节包括基于感测压力和命令的压力之间 的压力误差而确定命令的提升泵电压。如参考图4的控制方案所详述的， 误差可以基于提升泵压力传感器的输出和所需提升泵压力的比较，该误 差被供送至比例积分微分(PID)控制器。具体地，如果存在由于命令的 压力高于感测压力所致的正误差，可以确定较大命令的提升泵电压。同 样地，如果存在由命令的压力低于感测压力所致的负误差，可以确定较 小命令提升泵电压。

在512处，程序包括比较命令的提升泵电压和最小提升泵电压(先 前在506处确定的)。具体地，可以确定命令的提升泵电压是否大于最小 提升泵电压。在514处，程序包括当命令的提升泵电压高于最小提升泵 电压时，用命令的提升泵电压运行提升泵。另外，如果命令的提升泵电 压低于最小提升泵电压，则在516处，程序包括用最小提升泵电压运行 提升泵，同时超控命令的提升泵电压。在本文中，当传感器指示较高感 测的压力时，基于提升泵压力传感器输出的调节经由最小提升泵电压被 超控。在命令的电压低于最小电压时，通过增强最小提升泵电压，泵运 行抢先被调节以考虑提升泵压力传感器劣化以及读取虚高的压力的可能 性。这样，这减少了命令的电压下降至低于这样的水平的风险，即该水 平下，燃料蒸汽在高压泵的入口处被摄取从而引起发动机失速。

应当理解，虽然图4的程序描述了在任何持续时间都不准低于最小 提升泵电压运行提升泵，但在可选示例中，可以限制低于最小提升泵电 压的提升泵运行持续时间。例如，当命令的提升泵电压下降至低于最小 提升泵电压时，可施加命令的提升泵电压一段时间。此后，如果命令的 提升泵电压继续保持低于最小提升泵电压，则命令的提升泵电压可被削 波并且可施加最小提升泵电压。该方法可提供边际功耗效益。也就是， 仍预见脉冲的泵运行。

将进一步应当理解的是虽然图4的程序并未描述施加基于最大提升 泵电压的高电压侧削波，但在可选的示例中，控制器还可限制高于最大 提升泵电压的提升泵运行。例如，最大提升泵电压可基于耦接于提升泵 和喷射泵之间的泄压阀的压力设定点进行调节。通过非有意地高于泄压 点，提升泵电功率输入最小化。当命令的提升泵电压高于最大提升泵电 压(即，可以选择两个输入中的最小值)时，泵控制器可使用最大提升 泵电压运行提升泵。这样，虽然可以有利地施加瞬时高提升泵电压以确 保快速压力响应，但是连续的高泵电压可使泵性能劣化。另外，连续高 泵电压要求可以是燃料系统部件劣化的指示，诸如燃料箱无燃料、提升 泵故障、或者提升泵压力传感器读取虚低压力。因此，为实现瞬时高电 压提升泵运行以用于快速压力响应同时停止延长的高电压提升泵运行， 在另一个示例中，控制器可限制高于最大提升泵电压的提升泵运行的持 续时间。例如，当命令的提升泵电压上升高于最大提升泵电压时，可施 加命令的提升泵电压。如果命令的提升泵电压在少于阈值持续时间内保 持高于最大提升泵电压，可继续施加命令的提升泵电压。此后，如果命 令的提升泵电压在多于阈值持续时间内继续保持高于最大提升泵，可对 命令的提升泵电压削波并且可以施加最大提升泵电压。

应当理解，虽然示出在闭环提升泵压力控制期间(包括泵在脉冲或 连续模式下运行时)发生命令的提升泵电压被削波为最小电压，但在可 选示例中，响应于提升泵压力传感器劣化的指示，可选择性地执行削波， 其中劣化包括提升泵压力传感器读数虚高。

现在转向图6，映射图600描绘考虑到较低削波以减少在提升泵下游 的高压泵处的燃料蒸汽摄入的提升泵电压命令的示例性调节。映射图600 描绘了曲线602处的命令的提升泵压力(实线)相对于曲线603处的实 际提升泵压力(短虚线)、曲线604处的命令的提升泵电压以及作为最小 _电压(长虚线)的最小提升泵电压。

在t0和t2之间，例如由于高速-负荷条件下的发动机运行，提升泵 以连续模式运行。在t2后，例如由于在中低速度-负荷条件下的发动机运 行，提升泵以脉冲模式运行。在t0和t1之间，提升泵压力传感器没有发 生故障。在t2后，传感器发生故障。

当在连续模式下，并且在压力传感器没有发生故障时，电压和压力 单调相关(monotonicallyrelated)。两者间因反馈压力控制变化可存在一 些变化。

一旦在t1处出现传感器故障，实际压力(曲线图603)变为前馈数 值，该数值可低于在正常反馈控制期间的电压。

在t2处，虽然传感器仍出现故障，但泵进入脉冲模式。在此，故障 仍存在，但在该情况下，实际泵压力不足以确保燃料DI泵容积效率并且 检测到低容积效率并通过所示的单个提升泵电压脉冲减轻低容积效率。 然后，按需要重复该脉冲。在脉冲之间，取代命令无泵电压，施加最小 泵电压，如图所示。通过在脉冲之间将命令的提升泵电压维持在最小提 升泵电压，减少维持高压泵入口低于燃料蒸汽压力所需的脉冲的频率， 从而提供功率降低效益。

以这种方式，在连续电压模式中，同样也在脉冲模式中，主要可用 较低削波调节提升泵运行。这样，当主要在连续功率提升泵模式下运行 时，控制器可不施加比所谓的燃料系统在稳定状态中先前所需的要少的 电压。相反，当单独对压力反馈运行时，该方法可在压力传感器读数虚 高时产生不足的提升泵压力。因此，提升泵电压脉冲调制为高电压(诸 如在检测蒸汽或检测较低高压直接喷射泵容积效率后的250毫秒达12 伏)可被叠加在连续电压的顶部。

作为一个非限制示例，如果在给定运行点下连续电压最小值是6伏， 则叠加的脉冲可在诸如0.2秒的持续时间内使电压高达12伏。这样，在 纯脉冲泵模式下，仅看到泵脉冲，并且在脉冲之间，泵电压是零。在纯 连续模式下，未观察到脉冲。在混合的途径中，如以上图6所讨论的， 施加最小电压。结果，与纯脉冲模式相比，脉冲频率较低。该最小电压 可以是所需压力和当前燃料流率的函数。每当因低容积效率检测事件导 致未增强最小电压或脉冲调制泵时，提升泵系统可以闭环在测量的燃料 管路压力(即，提升泵压力)下运行。

现在转向图7，映射图700描绘提升泵电压命令的另一个示例性调 节，该调节考虑到较低削波以减少提升泵下游的高压泵处的燃料蒸汽摄 入。映射图700在上部曲线图处描绘提升泵压力，并且在下部曲线图处 描绘提升泵电压。更具体地，映射图7示出燃料轨压力传感器故障之前 和之后的性能。该故障为所述的燃料轨压力读数虚高。

将注意力转向最顶部的图形，看到最大实际压力被泄压阀设定为6.4 巴表压(bargauge)。还看到最小实际压力通过流体蒸汽压力设定为4巴 绝对值并且在图形上示出为3巴表压。目标压力、实际压力和表观压力 在无故障条件下基本上相同。在故障条件下，目标压力保持与其在无故 障条件下相同；然而，表观压力读数虚高，造成实际压力下降。在无最 小电压削波下，实际压力下降至流体蒸汽压力。在最小电压削波下，实 际压力仅轻微下降。实质上，系统在开环下运行，因为反馈项在该条件 下贡献为零而前馈项设定电压。

将注意力转向电压图形，看到在无故障条件下，泵电压为7伏，该 电压高于电压削波。在故障情况下，反馈压力传感器读数虚高。在现有 技术的情况下，电压未被削波，反馈项将提升泵电压降低至非常低的量， 该量过低以至于不能产生充分的压力确保良好的DI泵容积效率。当施加 本公开方法时，PID项不能由前馈项所提供的最小值降低电压。虽然这 样做导致实际压力可能低于目标压力，但目标压力因最大挥发性燃料的 假设而可能高于所需压力。在实际压力并不足够高的情况下，检测到低 DI泵容积效率并且提升泵电压经脉冲调制恢复了压力。这样，只要这些 条件持续，这就可以重复其本身。

在图700中，传感器在t1处错误地读数并且在t1之前起作用。因此， 能够看到提升泵压力传感器在t1后读数虚高的结果。如所描述的，在无 算法的情况下，提升泵电压下降至少量或为零，使得提升泵不能造成实 际压力高于蒸汽压力点，即使泵为零劣化。提升泵旨在使提升泵压力少 许高于蒸汽压力，在该情况下，过实现装置超过电功率消耗。通过所施 加的本公开的算法，提升泵可能实现比目标压力要少的压力，但在大多 数条件下(即，燃料挥发性)，所实现的压力是充分的。具体地，在本公 开的算法下，压力反馈控制补偿劣化的泵效率。注意，针对多数挥发性 燃料选择目标压力，并且其中系统遇到少于多数挥发性燃料，系统能够 通过低于目标压力的实际压力适当地起作用。当DI泵容积效率下降至低 于阈值时，脉冲调制提升泵为高挥发性燃料添加了稳健性。

在一个示例中，一种用于燃料系统的方法包括，响应于提升泵下游 和高压泵上游所感测到的燃料压力，脉冲调制燃料提升泵；以及将命令 的提升泵电压和最小提升泵电压中的较大者施加至提升泵，基于命令的 提升泵压力和燃料流率中的每个估计最小提升泵电压。基于命令的提升 泵压力估计命令的提升泵电压。该方法还包括，当命令的提升泵电压在 长于阈值持续时间内保持高于最大提升泵电压，将命令的提升泵电压和 最大提升泵电压中的较小者施加至提升泵，基于命令的提升泵压力和燃 料流率中的每个估计最大提升泵电压。在本文中，该施加响应于命令的 提升泵电压低于最小提升泵电压达长于阈值持续时间。

在另一个示例中，一种车辆燃料系统包括：燃料箱；燃料提升泵； 接收来自提升泵的燃料并且将燃料递送至燃料轨的喷射泵；以及控制器。 控制器配置有储存在非暂时性存储器上的计算机可读指令，用于：接收 用于提升泵压力的命令；基于命令的提升泵压力估计命令的提升泵电压； 基于命令的提升泵压力和燃料流率估计最小提升泵电压；以及当命令的 提升泵电压低于最小提升泵电压时，将施加至提升泵的电压调节为最小 提升泵电压。当命令的提升泵电压低于最小提升泵电压时调节电压包括： 当命令的提升泵电压保持低于最小提升泵电压达持续时间时进行调节。 控制器可还包括指令用于：在较高发动机转速-负荷条件下，以连续模式 运行燃料提升泵；以及在较低发动机转速-负荷条件下，以脉冲模式运行 燃料提升泵，其中在运行提升泵的连续模式和脉冲模式两者期间执行该 调节。系统还可包括耦接于燃料提升泵出口和喷射泵入口之间的提升泵 压力传感器。估计命令的提升泵电压可包括：基于命令的提升泵压力和 提升泵压力传感器的输出之间的比例积分微分误差，估计命令的提升泵 电压。控制器可包括进一步指令，用于当命令的提升泵电压在长于持续 时间内高于最大提升泵电压时，将施加至提升泵的电压调节为最大提升 泵电压。本文中，最大提升泵电压可以基于耦接于提升泵和喷射泵之间 的泄压阀的压力设定点。

以这种方式，在提升泵的闭环控制期间将低电压削波施加至提升泵 电压命令的技术效果是提升泵压力能够始终维持在或高于燃料蒸汽压 力。这样做，减少了下游高压喷射泵的入口处的燃料蒸汽的摄入。同样 通过将上部削波施加至提升泵电压，在未降低泵耐用性的情况下提高了 压力性能。通过将提升性能始终维持在或维持高于最小水平，该最小水 平在连续和脉冲泵运行期间根据命令的提升泵压力被调节，能够减少由 劣化的提升泵控制所产生的发动机性能问题，其中劣化的提升泵控制是 由于提升泵压力传感器读数虚高所致。

注意，本文所包括的示例性控制和估算程序可用于不同发动机和/或 车辆系统配置。本文所公开的控制方法和程序可作为可执行指令被储存 在非暂时性存储器中并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、 致动器和其他发动机硬件实施。本文所述的具体程序可代表任何数量的 处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程 等。因此，示出的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序、并行执 行、或在某些情况下被省略。同样，实现本文描述的示例实施例的特点 和优点时，处理的顺序不是必须要求的，而是为了便于说明和描述。根 据所用的具体策略，一个或多个说明性的动作、操作和/或功能可以重复 执行。此外，所示的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机 控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器内的代码，其中通 过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所 描述的动作得以实现。

应当理解，本文公开的配置和程序实质上是示例性的，并且这些具 体的实施例不应视为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上 述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本 公开主题包括在此公开的各种系统和配置、及其他特征、功能、和/或属 性的所有新颖和非易见的组合及子组合。

随附的权利要求特别地指出被视为新的和非显而易见的某些组合和 子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等价 物。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这些元件的结合，既 不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件 和/或性质的其他组合和子组合可通过本权利要求的修改或通过在本申 请或相关申请中提出新的权利要求而加以保护。这样的权利要求，无论 是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括 在本公开的主题之内。