机动车发动机燃料供应系统的控制方法

摘要

本发明涉及一种控制机动车50的发动机10的燃料供应系统的方法，其中，在发动机10关闭期间，以高需求水平运行发动机驱动的可变输出高压燃料泵130以将燃料充入高压燃料贮存器140，并在随后的发动机10启动期间，使用来自高压燃料贮存器140的燃料，同时以低需求水平运行高压燃料泵130。通过使正在减速的发动机10的动能驱动高压燃料泵130，该方法降低了发动机10的燃料消耗并加快了发动机10的减速。发动机10的启动更快，这是因为在开始将燃料注入发动机10之前，没有必要等待燃料压力的生成，并且，因为高压燃料泵130以低需求运行，相比于需要高压燃料泵130向发动机10泵送燃料的情况，发动机10会更快地加速。

说明书

技术领域

本发明涉及机动车，具体地，涉及在发动机关闭和启动期间对机动车 发动机的燃料系统的控制。

背景技术

众所周知，机动车配置有发动机停止-启动系统，用于自动停止和启动 发动机，而无论驾驶员何时确定有机会如此的动作，以便减少燃油消耗并 减少发动机的排放。

这种发动机停止-启动系统的问题在于：如果用于停止并随后重启发动 机所花费的时间过长，那么该延迟可能会导致机动车用户的不满。此外， 如果驾驶员错误地得出系统未能响应他们的动作来重启发动机的结论，那 么如此过长的延迟也可能导致实际的使用问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制发动机的燃料系统的方法，以最大程度 地减少与现有技术相关的延迟重启问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种控制机动车的发动机的燃料供应 系统的方法，该方法包括：在发动机关闭期间，以高需求水平运行发动机 驱动的可变输出高压燃料泵，并将来自高压燃料泵的燃料储存在高压燃料 贮存器中，在随后的发动机启动期间，以低需求水平运行高压燃料泵，并 将燃料从高压燃料贮存器供应到发动机。

高需求水平可为高压燃料泵的最大需求水平。

低需求水平可为高压燃料泵的最小需求水平。

机动车可为具有停止-启动功能的机动车，机动车具有用以控制发动机 的停止和启动的停止-启动控制器，并且发动机的关闭和随后的启动由停止 -启动控制器触发。

根据本发明的第二方面，提供了一种机动车的发动机的燃料供应系统， 其包括：发动机驱动的可变输出高压燃料泵、储存高压燃料的高压燃料贮 存器、控制燃料供应系统内高压燃料的流动的阀门装置以及控制高压燃料 泵和阀门装置的操作的电子控制器，其中，电子控制器可以在发动机关闭 期间运行来使高压燃料泵以高需求水平运行，并控制阀门装置以将来自高 压燃料泵的燃料储存在高压燃料贮存器中，并且电子控制器可以在随后的 发动机启动期间运行来使高压燃料泵以低需求水平运行，并控制阀门装置 以将燃料从高压燃料贮存器供应到发动机。

阀门装置可以包括至少一个阀门，以选择性地将高压燃料贮存器与发 动机、高压燃料泵隔离。

这样的优势在于，仅当高压泵可以从发动机回收能量时，才可以将燃 料供应到高压燃料贮存器，从而减少发动机的燃料消耗。

该系统还可包括燃料容器、将来自燃料容器的燃料供应到高压燃料泵 的低压燃料泵以及将高压燃料供应到发动机的至少一个燃料喷射器，其中， 电子控制器可以在发动机关闭期间运行来使高压燃料泵以高需求水平运 行，并控制阀门装置以将来自高压燃料泵的燃料储存在高压燃料贮存器中， 并且电子控制器可以在随后的发动机启动期间运行来使高压燃料泵以低需 求水平运行、控制阀门装置以将来自高压燃料贮存器的燃料供应到至少一 个燃料喷射器，并控制至少一个燃料喷射器以将燃料供应到发动机。

可存在至少两个燃料喷射器，燃料通过通用燃料轨被供应到燃料喷射 器，阀门装置包括至少一个由电子控制器控制的阀门以控制高压燃料贮存 器与通用燃料轨之间的燃料的流动。

这样的优势在于，如果发动机在相当长的一段时间内静止，那么燃料 保持储存在高压燃料贮存器中，如此减少了通过至少两个燃料喷射器泄漏 的风险。

阀门装置可包括单个分流阀，分流阀介于高压燃料泵与通用燃料轨之 间、高压燃料泵与高压燃料贮存器之间以及高压燃料贮存器与通用燃料轨 之间。

分流阀可具有三个可选择的燃料流路，当选择第一流路时，第一流路 可连接高压燃料泵与通用燃料轨；当选择第二流路时，第二流路可连接高 压燃料泵与高压燃料贮存器；当选择第三流路时，第三流路可连接高压燃 料贮存器与通用燃料轨，并且每个流路的选择由电子控制器进行控制。

可选地，阀门装置可包括：控制燃料从高压燃料泵向通用燃料轨的流 动的第一电子控制阀，以及控制燃料从高压燃料泵向高压燃料贮存器的流 动的第二电子控制阀，其中，从高压燃料贮存器到通用燃料轨的流路通过 第一电子控制阀和第二电子控制阀。

作为另一种选择，阀门装置可以包括：控制燃料从高压燃料泵向通用 燃料轨的流动的第一电子控制阀，以及控制燃料在高压燃料贮存器与通用 燃料轨之间的流动的第二电子控制阀，其中，从高压燃料泵到高压燃料贮 存器的流路也由第一电子控制阀控制。

在发动机关闭期间，第一电子控制阀由电子控制器控制以允许燃料从 高压燃料泵流动到高压燃料贮存器，并且第二电子控制阀被关闭以阻止燃 料从高压燃料贮存器流动到通用燃料轨。

在发动机启动期间，燃料喷射器由电子控制器控制以将燃料供应到发 动机，并且第二电子控制阀由电子控制器控制以允许燃料从高压燃料贮存 器流动到通用燃料轨。

作为另一种选择，在高压燃料泵与通用燃料轨之间可以不存在控制阀， 阀门装置包括电子控制阀以控制燃料在高压燃料贮存器与通用燃料轨之间 的流动，并且从高压燃料泵到高压燃料贮存器的流路穿过通用燃料轨和电 子控制阀。

在发动机关闭期间，所有的燃料喷射器都被电子控制器关闭，并且电 子控制阀由电子控制器控制以允许燃料从高压燃料泵穿过通用燃料轨流动 到高压燃料贮存器。

在发动机启动期间，燃料喷射器由电子控制器控制以向发动机供应燃 料，并且电子控制阀由电子控制器控制以允许燃料从高压燃料贮存器流动 到通用燃料轨。

高压燃料泵可为止回高压燃料泵。

高需求水平可为高压燃料泵的最大需求水平。

低需求水平可为高压燃料泵的最小需求水平。

该机动车可为具有停止-启动功能的机动车，机动车具有用以控制发动 机的停止和启动的停止-启动控制器，并且发动机的关闭和随后的启动由停 止-启动控制器触发。

根据本发明的第三方面，提供了一种机动车，其具有根据本发明的上 述第二方面构造的燃料供应系统。

附图说明

现在参照附图以实例形式对本实用新进行描述：

图1是根据本发明第一方面的机动车发动机燃料系统的控制方法的高 层流程图；

图2是根据本发明第三方面的机动车的平面示意图，其具有根据本发 明第二方面的燃料供应系统；

图3是表示图2中所示的燃料供应系统的第一实施例的框图；

图4是表示图2中所示的燃料供应系统的第二实施例的框图；

图5是表示图2中所示的燃料供应系统的第三实施例的框图；

图6是表示图2中所示的燃料供应系统的第四实施例的框图；

图7是发动机转速随时间变化的图表，其将现有技术发动机的关闭， 与具有根据本发明的上述第二方面构造的燃料供应系统并依照根据本发明 的上述第一方面的方法运行的发动机的关闭进行比较；

图8是发动机转速随时间变化的图表，其将现有技术发动机的启动， 与具有根据本发明的上述第二方面构造的燃料供应系统并依照根据本发明 的上述第一方面的方法运行的发动机的启动进行比较；

图9是发动机转速随时间变化的图表，其将现有技术发动机的关闭和 启动，与具有根据本发明的上述第二方面构造的燃料供应系统并依照根据 本发明的上述第一方面的方法运行的发动机的关闭和启动进行比较；

图10a至图10c是表示高压燃料流分流阀的示意图，其示出位于三种 不同流路状态的阀门；以及

图11a和11b是表示高压燃料贮存器的示意图，其适合在根据本发明 的上述第二方面构造的燃料供应系统中使用。

具体实施方式

参照图1，示出了根据本发明控制机动车发动机燃料系统的方法的高 层流程图。

该方法开始于方框1，其表示手动启动事件和发动机启动事件。然后， 该方法前进至方框2，此时发动机正在运行；而后前进至方框3，此时判断 发动机是否将要停止。这可以是机动车驾驶员的手动停止，或是在具有停 止-启动功能的机动车的情况下由停止-启动系统启动的自动停止。

如果发动机并未将要停止，那么该方法返回到方框2，然后在方框2 与方框3之间循环，直到发动机将要停止。当在方框3中确定发动机将要 停止时，该方法前进到方框4，此时以高需求水平运行发动机的可变输出 高压燃料泵，并将由高压泵泵送的燃料储存在高压燃料贮存器中，直到发 动机停止（如方框5中所示）。高压燃料泵最好以其最大需求水平运行， 因为这将对发动机产生最大负荷。如下文关于发动机启动所述，高压燃料 贮存器中储存的燃料的压力适于注入发动机。

方框4中所述的过程具有两个主要优势。首先，在随后的发动机启动 和重启期间，发动机不必使用来自电池的电力并因此不必使用燃料以将高 压燃料充入高压燃料贮存器，因为正在减速的发动机的动能被回收以驱动 高压泵，从而改善发动机的整体燃料消耗。其次，由于以高需求水平运行 高压燃料泵需要发动机提供相当大的驱动力，高压燃料泵充当了加快发动 机减速的制动器。这种制动效果将减少在触发发动机停止后，发动机停止 所花费的时间，并且也将减少任何不良的发动机反向运行（超过零）的趋 势。在具有停止-启动功能的机动车的情况下，发动机停止所花费的时间是 很重要的，因为其显著影响停止-启动事件可能的最小循环时间。因此，如 果发动机刚停止便需要重启，则较短的停止时间将允许发动机的启动早于 其他情况。

在方框5之后，该方法在发动机停止的情况下前进到方框6，此时判 断发动机是否将要重启。如果发动机并未将要重启，那么该方法在发动机 停止的情况下循环通过方框5和方框6。然而，如果在方框6中确定发动 机将要重启，那么该方法从方框6前进到方框7。该重启可以为机动车驾 驶员的手动重启，或者，在具有停止-启动功能的机动车的情况下，该重启 为由停止-启动系统所触发的自动启动。

在任一种情况下，在方框7中，通过启动马达或任何其它合适的启动 装置启动发动机，该启动装置例如但不限于集成式启动发电机（ISG）；以 低需求水平运行高压燃料泵；并且从高压燃料贮存器获取燃料以通过一个 或多个燃料喷射器为发动机供应燃料。因为高压燃料贮存器中储存的燃料 的压力适于通过燃料喷射器注入发动机，所以在发动机启动期间没有必要 从高压燃料泵供应燃料，因此，有利地，该低需求水平的设定是对于高压 燃料泵可能的最低需求水平，且优选地，需求水平为零。

使用低需求水平的一个优势在于，其减少了通常由高压燃料泵施加于 发动机的负荷，因此减少了发动机达到发动机自持转速所花费的时间，而 或许更重要的是，减小了达到可以由发动机产生有效扭矩的速度Nt所花费 的时间。速度Nt是这样一种速度：发动机转速低于Nt，则施加到发动机 的负荷很可能会导致发动机停转；而高于此速度Nt，则可以产生有效扭矩。

在启动期间使用来自高压燃料贮存器的燃料的一个优势在于：如果使 用发动机驱动的高压燃料泵为发动机供应燃料，则发动机不能在第一个可 用的机会时启动，因为在对燃料泵的驱动开始后，高压燃油泵需要花费时 间来建立压力。然而，通过使用储存在高压燃料贮存器中的压力适于有效 地注入发动机的燃料，一旦出现用于注射的第一个机会，则燃料可以被注 入发动机，从而进一步减少发动机达到自持转速所花费的时间。

方法从方框7前进到方框8，此时判断发动机是否已启动，也就是说 达到了可关闭或断开启动马达的自持转速。如果尚未达到发动机自持转速， 则该方法循环通过方框7和方框8，直到达到发动机自持转速。

在发动机未能启动且高压燃料贮存器中的燃料已耗尽至不再有足够的 压力来提供对发动机的有效的燃料注入的事件中，那么启用故障程序（虽 然图1中未示出），此时从高压燃料泵向发动机供应燃料。在预定的时间 区间之后，如果发动机仍未启动，则可以向机动车的驾驶员发出警告，并 暂时禁止发动机启动，以防止损坏启动马达。

回到方框8，如果发动机已开启，那么该方法返回到方框2，此时发动 机正在运转。

在发动机达到所需的自持转速之后，燃料的供应可以从高压燃料贮存 器切换到燃料泵，或者，可以保持从高压燃料贮存器供应燃料，直到高压 燃料贮存器中的压力下降到预定水平，或直到发动机的功率需求高于预定 水平。

应该理解，上述方法可以在任何时候通过手动断开事件结束。在发生 手动断开的事件中，如果采取了方框4的方法步骤则是更好的，因为此时 燃料已被储存而未遭受燃料损失，该燃料可在随后的接通和启动事件（诸 如图1中方框1中所示）中应用。也就是说，方框1可包括图1中的方框 7所示的步骤。其优势在于，减少了燃料的使用并改善了启动性能。在高 摩擦和启动负载的结合会在启动马达和相关电气系统上施加相当大的压力 的柴油发动机冷启动的情况下，减少高压燃料泵在启动期间所需的驱动力 将是特别有利的。

上述方法在具有停止-启动功能的机动车的情况下是特别有利的，因为 其显著减少了停止并随后重启发动机所花费的时间，从而减少了驾驶员不 满或与误判停止-启动系统的运行状态的风险。

详细参照图2，示出了具有四个车轮'W'、柴油发动机10、用于发动机 10的燃料供应系统100以及停止-启动系统20的机动车50。虽然本发明所 描述的是柴油发动机，但应该理解，其可以被应用到使用高压燃料喷射系 统的其他类型的发动机，诸如，例如但不限于，直喷式汽油发动机。

在这种情况下，发动机10通过传动装置（图中未示出）与两个车轮传 动连接，但应该理解，在其它实施例中，该传动装置可以将发动机10与所 有四个车轮'W'传动连接。也应该理解，本发明并不限于四轮式车辆使用， 而是可应用于具有两个或四个以上车轮的车辆。

启动马达11配置成在需要时启动发动机10。然而，应该理解，可使 用任何合适的启动装置。

燃料系统100接收多个车辆信息输入25，这些输入被燃料供应系统100 使用以通过一个或多个燃料喷射器“I”控制发动机10的燃料供应。这些输 入25在本领域是众所周知的，并可包括（例如但不限于）发动机转速、驾 驶员需求、质量型空气流量、空气温度、冷却剂温度、环境温度和大气压。

燃料供应系统包括电子控制器160和发动机驱动的可变输出高压燃料 泵130，正如本领域中众所周知，可变输出高压燃料泵130通过发动机10 的凸轮轴（未示出）的一端的机械驱动器15驱动。然而，本领域的技术人 员应该理解，可使用其他机械驱动装置，并且本发明并不限于使用凸轮轴 驱动高压燃料泵130。

例如但不限于，可从美国专利申请20120177505和PCT专利公开 WO2012113488得知可变输出高压燃料泵。

下文分别参照图3至图6中所示的四个实施例更详细地描述燃料供应 系统100。

在这种情况下，机动车是具有“停止-启动功能”的机动车50，因为发 动机10可以根据驾驶员和车辆信息的输入24、25由停止-启动系统20自 动停止和启动。应该理解，本发明可应用于不具有“停止-启动功能”的机 动车或混合动力车辆，而无论该混合动力机动车是否具有“停止-启动功 能”。然而，本发明在任何具有“停止-启动功能”的机动车上使用都是 特别有利的。

驾驶员输入24为向停止-启动系统20提供与车辆控制的操作有关的信 息的输入，例如，加速器踏板、制动踏板或离合器踏板的移动或位置，或 者变速器的接合状态。

车辆信息输入26为向停止-启动系统20提供与机动车50的运行有关 的信息，诸如（例如但不限于），机动车速度、发动机转速、发动机冷却 剂温度、空调机组的运行状态（如果已安装）以及机动车电池的充电状态。

这种停止-启动系统在本领域中是众所周知的，而这种系统中所应用的 功能和逻辑与实现本发明无关。只需要理解，可以操作停止-启动系统20， 当出现驾驶员输入状态和车辆信息输入状态的特定组合时，可以操作停止- 启动系统20来停止发动机10，而当出现另一组驾驶员输入状态和车辆信 息输入状态时，可以操作停止-启动系统20来重启发动机10。

虽然在图2中燃料供应系统100的电子控制器160和停止-启动控制器 20在图2中示出为分立部件，但应该理解，它们可以集成为诸如动力总成 控制器的单个电子控制器。

现在参照图3，其更详细地示出了图2中所示的燃料供应系统的第一 实施例。

燃料供应系统100包括燃料容器或燃料箱110，其用于储存发动机10 所使用的燃料。燃料通过低压燃料泵120被从燃料箱110中抽出，并经由 低压燃料供应线LPS被供应到可变输出高压燃料泵130的入口。高压燃料 泵130由电子控制器160控制在最小需求水平与最大需求水平之间。对于 当前的发动机转速，最小需求水平最好引起来自高压燃料泵130的燃料流 速基本为零，而最大需求水平引起来自高压燃料泵130的最大可能的流量。 当以最小需求水平运行时，高压燃料泵130需要发动机10提供最小驱动力， 当以最大需求水平运行时，高压燃料泵130需要发动机10提供高驱动力。 从高压燃料泵130的溢出或泄漏的燃料通过高压返回路径HPR返回到燃料 箱110。

以单个电子控制的三通分流阀190的形式呈现的阀门装置连接于高压 燃料泵130的出口，以便从该出口接收高压燃料流。

分流阀190可通过参照图10a至10c而得以最好地理解并具有三个可 选的燃料流路。通过示例，旋转式分流阀190在图10a至10c中被示出为 具有主体191，其内旋转地安装有限定燃料流动通道193的阀门件192。主 体191具有与高压燃料泵130连接的第一端口P1、与通用燃料轨150连接 的第二端口P2以及与高压燃料贮存器140连接的第三端口P3。

分流阀190介于高压燃料泵130与通用燃料轨150之间、高压燃料泵 130与高压燃料贮存器140之间以及高压燃料贮存器140与通用燃料轨150 之间。

在图10a中，所示阀门件192处于一个位置，在该位置中，燃料流动 通道193限定了连接高压燃料泵130与通用燃料轨150的第一流路。

在图10b中，所示阀门件192处于一个位置，在该位置中，燃料流动 通道193限定了连接高压燃料泵130与高压燃料贮存器140的第二流路。

在图10c中，所示阀门件192处于一个位置，在该位置中，燃料流动 通道193限定了连接高压燃料贮存器140与通用燃料轨150的第三流路。

响应于来自电子控制器160的控制输入，阀门件192可通过电子致动 器（未示出）旋转，从而通过电子控制器160控制流路的选择。

应该理解，可构造其他形式的三通分流阀，并且本发明并不限于图10a 至10c中所示的旋转式分流阀190。

现在返回到图3，通用燃料轨150布置成为四个燃料喷射器I1、I2、I3 以及I4供应燃料，四个燃料喷射器中每一个的运行均由电子控制器160进 行控制。

燃料喷射器I1、I2、I3以及I4根据各自从电子控制器160接收的控制 输入以所需的时间和量分别为发动机10供应燃料。来自燃料喷射器I1、I2、 I3以及I4的过剩燃料通过各自的低压返回路径R1、R2、R3以及R4返回 到燃料箱110。

应该理解，本发明并不限于使用四个燃料喷射器，具有较少或更多燃 料喷射器的燃料供应系统可有利地使用本发明。

燃料压力传感器170布置成感测通用燃料轨150中的燃料压力，并将 表明所感测的压力的信号提供给电子控制器160。

高压燃料贮存器140可为任何合适的结构，诸如（例如但不限于）美 国专利7,717,077中所示的弹簧型浮动活塞式贮存器或金属波纹管型贮存 器。

本文的“高压燃料贮存器”指的是储存具有适于注入发动机的压力的 燃料的装置，并且在该装置中，燃料通过诸如弹簧或压缩气体的外部源在 压力下保存，同时该装置充当能量储存装置。

“高压燃料贮存器”中的燃料的压力通过外部源保持为处于或高于所 需的供应压力，即使将燃料从“高压燃料贮存器”中移除。随着燃料从“高 压燃料贮存器”中移除，“高压燃料贮存器”的体积会由于外部源的作用 自动缩小，以保持“高压燃料贮存器”内的压力。

美国专利7,717,077公开了一种由弹簧作用的自由活塞，用来作为燃料 贮存器。燃料位于活塞的一侧，而弹簧位于活塞的相对侧并施加作用以压 缩燃料。这种布置适于使用，但最好使用如图11a和11b所示的密封的金 属波纹管型的高压燃料贮存器，因为使用这样的贮存器，没有燃料可以从 高压燃料贮存器泄露，然而使用美国专利7,717,077中所示的自由活塞式贮 存器，存在燃料经过活塞泄漏的潜在可能性。如果贮存器被用作高压燃料 贮存器，那么泄露会是显著的问题，因为燃料的压力非常高，约为100至 200MPa（1000至2000bar），而燃料的粘度较低。

所示高压燃料贮存器140在图11a中处于空置状态，而在图11b中处 于充满状态。高压燃料贮存器包括：主体141，其限定了流动通道142，燃 料可以通过流动通道142进入或离开由杯形活塞、金属波纹管144以及主 体141所限定的储存容器145。活塞143支撑波纹管144，并由主体141滑 动支撑。弹簧146使活塞143朝着主体141的末端偏离，在该末端处，燃 料通过流动通道142进入或离开储存容器145。波纹管144被密封到主体 141和活塞143，所以不存在燃料泄漏的可能性。应该理解，在实践中，主 体141将不会是单个部件，而是被构造为使得多个部件143、144和146能 够装配。

燃料压力传感器180布置成感测高压燃料贮存器140中的燃料压力， 并将表明所感测的压力的信号提供给电子控制器160。

现在参照图7、图8和图9说明燃料供应系统100的操作。

图7示出了对于具有停止-启动系统和不含燃料贮存器的燃料供应系统 的现有技术发动机，以及根据本发明构造的具有停止-启动系统20和燃料 供应系统100的发动机10，在发动机关闭期间的发动机转速与时间之间的 关系。

首先参照现有技术的情况，初始时发动机怠速，然后在时间T0处，停 止-启动系统触发发动机关闭。在现有技术发动机的情况下，对高压燃料泵 的需求水平随后降低至最小水平，因为在不具有贮存器的传统燃料供应系 统中不需要燃料。如线E2sd所示，在时间T0发动机开始减速，并将继续 减速，直到在发动机反向旋转一段时间后发动机最终停止，此时，从时间 T0已过了T2秒。

现在参照使用根据本发明构造的燃料供应系统100的情况，初始时发 动机10怠速（与之前相同），然后，在时间T0处停止-启动系统20触发 发动机关闭（与之前相同）。然而，在这种情况下，高压燃料泵130的需 求水平随后增加至或维持在高需求水平，最好是最大可能的需求水平，并 且燃料从高压燃料泵130供应到高压燃料贮存器140。如线E1sd所示，发 动机10在时间T0处开始减速，并将继续减速，直到在发动机反向旋转一 段时间后发动机10最终停止，此时，从时间T0已过了T1秒。

在这种情况下，发动机10会更快速地减速，因为需要驱动高压燃料泵 130以填充高压燃料贮存器140。此外，由于高压燃料泵130对发动机10 的制动作用，减少了发动机的任何反向旋转的幅度和持续时间。

因此，通过使用高压燃料泵130以使发动机10减速，发动机停止所花 费的时间，从在现有技术发动机的情况下的T2秒，减少至在具有根据本发 明的燃料供应系统的发动机10的情况下的T1秒。

图3所示的燃料供应系统100在关闭期间的操作如下。

在时间T0之前，电子控制器160控制燃料喷射器I1、I2、I3以及I4 以便按正确的时间和量为发动机10提供燃料，将高压燃料泵130的需求水 平设置为满足发动机10的使用需要所需的水平，并控制三通分流阀190以 便其采用图10a中所示的位置，在该位置中，阀门件192位于燃料流动通 道193提供将高压燃料泵130与通用燃料轨150连接的流路的位置。

同时，在这种运行状态下，燃料供应系统100作为传统的燃料供应系 统运行：燃料通过低压燃料泵120从燃料箱110中抽出，从低压燃料泵120 供应到高压燃料泵130，在电子控制器160的控制下通过高压燃料泵130 加压，从高压燃料泵130供应到通用燃料轨150，以及通过燃料喷射器I1、 I2、I3和I4从通用燃料轨150中抽出来注入发动机10中以满足发动机10 的当前运行需要。

在时间T0处，电子控制器160从停止-启动系统20接收即将停止发动 机10的指示。响应于这个来自停止-启动系统20的指示，电子控制器160 关闭燃料喷射器I1、I2、I3、I4，将高压燃料泵130的需求水平设置为高水 平（最好是最大需求水平）并控制三通分流阀190以便阀门件192采用图 10b所示的位置，在该位置中，燃料流动通道193限定了连接高压燃料泵 130与高压燃料贮存器140的流路。然后，燃料通过高压燃料泵130泵送 到高压燃料贮存器140中，直到发动机10已停止旋转。

在与高压燃料贮存器140关联的燃料压力传感器180的信号表明在发 动机10停止旋转之前已达到高压燃料贮存器140的最大安全运行压力的情 况下，燃料被送回燃料箱110。这样的优势在于，高压燃料泵130仍以高 需求运行，加快了发动机10的减速。

当经过时间T1后，发动机10已停止转动，然后最好可以操作电子控 制器160以控制三通分流阀190以使阀门件192采用如图10a所示的位置， 在该位置中，燃料流动通道193提供将高压燃料泵130与通用燃料轨150 连接的流路。通用燃料轨150因此与高压燃料贮存器140内的加压燃料隔 离，而发动机10则是静止的，从而减少了当发动机10静止时从燃料喷射 器I1、I2、I3以及I4泄漏的风险。

图8示出了对于具有停止-启动系统和不含燃料贮存器的燃料供应系统 的现有技术发动机，以及根据本发明构造的具有停止-启动系统20和燃料 供应系统100的发动机10，在发动机启动期间的发动机转速与时间之间的 关系。

首先参照现有技术的情况，初始时发动机静止，然后在时间T0'处，停 止-启动系统触发发动机启动。在现有技术发动机的情况下，高压燃料泵的 需求处于高水平以为发动机提供燃料，并且控制燃料喷射器以将所需量的 燃料供应到发动机。如线E2su所示，在时间T0'处，发动机由于起动马达 的作用而开始旋转，并将继续加速，并在时间t2处，发动机达到其可以产 生有效功率的速度Nt。

现在参照使用根据本发明构造的燃料供应系统100的情况。与之前相 同，初始时发动机10静止，然后，与之前相同，在时间T0’处，停止-启动 系统20触发发动机启动。然而，在该实例中，将高压燃料泵130的需求水 平设置为低需求水平，且最好设置为零需求水平。这种设定是可能的，因 为燃料并非由高压燃料泵130供应，而是来自高压燃料贮存器140。如线 E1su所示，在时间T0'处，发动机10由于起动马达11的作用而开始旋转， 并将继续加速，在时间t1处，发动机10达到其可以产生有效功率的速度 Nt。

在这种情况下，发动机10将更快速地加速，因为不需要驱动高压燃料 泵130来向发动机10提供燃料。此外，由于燃料是从高压燃料贮存器140 供应的，不存在等待高压燃料泵130加速并生成燃料压力的延时，由于高 压燃料贮存器140，可立即使用所需的燃料压力，并且可以利用第一时机 注入燃料。

因此，发动机10从静止（T0'）达到速度Nt所花费的时间，从在现有 技术发动机的情况下的t2秒，减少至在具有根据本发明的燃料供应系统的 发动机的情况下的t1秒。

在达到发动机转速Nt之后的某个时间点，切换回高压燃料泵130来为 发动机10供应燃料。

图3所示的燃料供应系统100在启动期间的操作如下。

在时间T0'处，或者在感测到发动机10已停止但在时间T0'之前的一个 时间点处，仍然可以操作电子控制器160以将高压燃料泵130的需求水平 设置为低水平，且最好设置为可能的最低水平，其在某些情况下为零流量 需求水平。

在时间T0'处，分流阀190从图10a所示的位置切换至图10c所示的位 置，以将燃料从高压燃料贮存器140供应到发动机10。这种切换发生得非 常快，并且不会对发动机10的启动产生任何显著的负面效果，因为切换阀 门190所花费的时间大大少于发动机10的第一可用气缸达到潜在的点火位 置所花费的时间。

因此，在时间T0'处，当停止-启动系统20表明发动机10即将启动并 且发动机启动开始时，电子控制器160控制燃料喷射器I1、I2、I3以及I4 中具有向发动机10注入燃料的第一机会的任意一个开始毫无延迟地向发 动机10注入燃料。随着燃料通过燃料喷射器I1、I2、I3以及I4从通用燃 料轨150中抽出，其被从高压燃料贮存器140供应到通用燃料轨150的燃 料代替，从而将燃料轨150中燃料的压力保持在有效地注入发动机10的合 适的压力。

因为高压燃料贮存器140的容积有限，在时间T0'之后的某个时间点， 电子控制器160必须控制分流阀190以将流路从高压燃料贮存器140切换 至高压燃料泵130。当与通用燃料轨150相关联的压力传感器170表明燃 料压力开始下降时，或者当小于高压燃料贮存器140的已知容积的预定体 积的燃料已注入发动机时，再或者当发动机10的功率需求超过预定水平 时，会发生上述这种切换。当到达这个时间点时，可操作电子控制器160 以控制三通分流阀190，从而使阀门件192从图10c所示的位置移动到图 10a所示的位置，在图10a所示的位置，燃料流动通道193限定了连接高压 燃料泵130与通用燃料轨150的流路。然后，燃料通过高压燃料泵130直 接泵送到通用燃料轨中由发动机10使用。

参照图9，示出了发动机停机和发动机启动的改进所产生的综合效果。

线E2sd和E2su分别代表现有技术的发动机和燃料供应系统在关闭和 启动期间的发动机转速，而线E1sd和E1su分别代表具有根据本发明构造 且根据本发明的控制方法的燃料供应系统的发动机在关闭和启动期间的发 动机转速。

时间区间“x”是发动机分别达到零时的时间与随后开始启动时的时间 之间的延时，并且在这两种情况下是相同的。T0是发动机分别开始关闭时 的时间点，并且时间区间T2和T1是在现有技术的发动机与使用根据本发 明的燃料供应系统和方法的发动机的情况下，发动机达到零所需的时间区 间。

在现有技术的发动机的情况下，从关闭开始时的时间点T0到发动机转 速达到可以产生有效功率的速度Nt时的时间点所花费的时间是Tt2秒。

在使用根据本发明的燃料供应系统和方法的发动机的情况下，从关闭 开始时的时间点T0到发动机转速达到可以产生有效功率的速度Nt时的时 间点所花费的时间是Tt1秒。

因此，通过使用根据本发明的燃料供应系统和方法减少了Td秒的循环 时间。

现在参看图4、图7、图8以及图9，示出了燃料供应系统的第二实施 例，其在很多方面都与前面所述的相同，并且相同的部件都具有相同的参 考标号。

图4所示的第二实施例与图3所示的第一实施例唯一显著的区别在于： 图3中作为阀门装置的单个三通分流阀190，在图4中被代替为第一和第 二阀门190A、190B。如前所述，燃料供应系统的操作具有与之前所描述的 相同的有利效果，并且发动机10的关闭和启动如前面参照图7、图8以及 图9所述。

图4所示的燃料供应系统100在发动机关闭期间的操作如下。

在时间T0（图7和图9）之前，电子控制器160控制燃料喷射器I1、 I2、I3以及I4以便按正确的时间和量为发动机10提供燃料，将高压燃料 泵130的需求水平设置为满足发动机10的燃料使用需要所需的水平，并控 制两个阀门190A、190B以使燃料通过第一阀门190A流到通用燃料轨150 而不通过第二阀门190B流到高压燃料贮存器140。

因此，提供了连接高压燃料泵130与通用燃料轨150的流路。

在这种运行状态下，燃料供应系统100作为传统的燃料供应系统运行： 燃料通过低压燃料泵120被从燃料箱110中抽出，被从低压燃料泵120供 应到高压燃料泵130，在电子控制器160的控制下通过高压燃料泵130对 燃料加压，将燃料从高压燃料泵130供应到通用燃料轨150，以及通过燃 料喷射器I1、I2、I3和I4从通用燃料轨150中抽出燃料来注入到发动机10 中以满足发动机10的当前运行需要。

在时间T0处，电子控制器160从停止-启动系统20接收即将停止发动 机10的指示。响应于这个来自停止-启动系统20的指示，电子控制器160 关闭燃料喷射器I1、I2、I3、I4，将高压燃料泵130的需求水平设置为高水 平（最好是最大需求水平），并控制两个阀门190A、190B以生成连接高 压燃料泵130与高压燃料贮存器140的流路。为此，需要通过电子控制器 160关闭第一阀门190A并开启第二阀门190B。

然后，燃料通过高压燃料泵130泵送到高压燃料贮存器140，直到发 动机10已停止旋转。

与之前相同，在与高压燃料贮存器140关联的燃料压力传感器180的 信号表明在发动机10停止旋转之前已达到高压燃料贮存器140的最大安全 运行压力的情况下，需要将燃料送回燃料箱110。

当经过时间T1时，发动机10已停止转动，然后最好可以操作电子控 制器以控制阀门190A，使得不存在连接高压燃料贮存器140与通用燃料轨 150的流路。通用燃料轨150因此与高压燃料贮存器140内的加压燃料隔 离，而发动机10则是静止的，从而防止从燃料喷射器I1、I2、I3以及I4 发生泄漏。最好也将阀门190B关闭，以防止通过高压燃料泵130回泄。

图4所示的燃料供应系统100在随后的发动机启动期间的操作如下。

在时间T0'处，将两个阀门190A、190B移动到从高压燃料贮存器140 向发动机10供应燃料所需的位置。同时，在时间T0'处，当停止-启动系统 20表明发动机10即将启动并且发动机启动开始时，电子控制器160控制 燃料喷射器I1、I2、I3以及I4中具有向发动机10注入燃料的第一机会的 任意一个开始毫无延迟地向发动机10注入燃料。随着燃料通过燃料喷射器 I1、I2、I3以及I4从通用燃料轨150中抽出，其被从高压燃料贮存器140 供应到通用燃料轨150的燃料代替，从而将燃料轨150中燃料的压力保持 在有效地注入发动机10的合适的压力。

在时间T0'（图8）处或者优选地在感测到在发动机10已停止但在时 间T0'之前的一个时间点处，仍可操作电子控制器160以将高压燃料泵130 的需求水平设置为低水平，并最好设置为可能的最低水平，其在某些情况 下是零流量需求水平。

因为高压燃料贮存器140的容积有限，在时间T0'之后的某个时间点， 电子控制器160必须控制两个阀门190A、190B以将流路从高压燃料贮存 器140切换至高压燃料泵130。当与通用燃料轨150相关联的压力传感器 170表明燃料压力开始下降时，或当小于高压燃料贮存器140的已知容积 的预定体积的燃油已注入发动机时，再或者当发动机10的功率需求超过预 定的水平时，会发生上述切换情况。为切换流路，可以操作电子控制器160 以控制两个阀门190A、190B，从而关闭第二阀门190B而开启第一阀门 190A，因此提供了连接高压燃料泵130与通用燃料轨150的流路。然后， 燃料再一次通过高压燃料泵130直接泵送到通用燃料轨150由发动机10使 用。

现在参看图5、图7、图8以及图9，示出了燃料供应系统的第三实施 例，其在很多方面都与前面所述的相同，并且相同的部件都具有相同的参 考标号。

图5所示的第三实施例与图4所示的第二实施例区别在于：作为阀门 装置的第一和第二阀门190A、190B在图5中以不同的方式与通用燃料轨 150连接。

在图4中，两个阀门190A、190B都通过通用供应线与通用燃料轨150 连接，然而在图5中使用了单独的供应线。因此，在图5所示的第三实施 例的情况下，燃料流不必从高压燃料贮存器140流经第一阀门190A达到通 用燃料轨150，但在图4所示的第二实施例中不得不如此。也就是说，在 图5所示的第三实施例的情况下，高压燃料泵130和高压燃料贮存器140 独立地连接于通用燃料轨150。在第三实施例中，通过第一阀门190A控制 从高压燃料泵130到高压燃料贮存器140的燃料。

因此，在这两个实施例中，第一阀门190A提供了两个流路，而第二阀 门190B只提供了一个流路。第一阀门190A因此是双向分流阀，而第二阀 门190B是至少具有打开和关闭位置的简单的流量控制阀。

图5所示的燃料供应系统的操作具有与如前面所述的相同的有利效 果，并且发动机10的关闭和启动如前面参照图7、图8以及图9所述。

图5所示的燃料供应系统100在发动机关闭期间的操作如下。

在时间T0（图7和图9）之前，电子控制器160控制燃料喷射器I1、 I2、I3以及I4以便按正确的时间和量来为发动机10提供燃料，将高压燃 料泵130的需求水平设置为满足发动机10的使用需要所需的水平，并控制 两个阀门190A、190B，从而使燃料通过第一阀门190A流到通用燃料轨150， 但不能通过第二阀门190B从高压燃料贮存器140流到通用燃料轨150。为 此，需关闭第二阀门190B，而将第一阀门190A放置在能够提供高压燃料 泵130与通用燃料轨150之间的流路但不能提供高压燃料泵130与高压燃 料贮存器140之间的流路的位置处。

如前面参照图3和4所述，在这种运行状态下，燃料供应系统100作 为传统的燃料供应系统运行。

在时间T0处，电子控制器160从停止-启动系统20接收即将停止发动 机10的指示。响应于这个来自停止-启动系统20的指示，电子控制器160 关闭燃料喷射器I1、I2、I3、I4，将高压燃料泵130的需求水平设置为高水 平（最好是最大需求水平），并控制两个阀门190A、190B以形成连接高 压燃料泵130与高压燃料贮存器140的流路。为此，需要通过电子控制器 160将第一阀门190A移动到连接高压燃料泵130与高压燃料贮存器140的 位置，而保持第二阀门190B关闭。

然后，燃料通过高压燃料泵130泵送到高压燃料贮存器140，直到发 动机10已停止旋转。

与之前相同，在与高压燃料贮存器140关联的燃料压力传感器180的 信号表明在发动机10停止旋转之前已达到高压燃料贮存器140的最大安全 运行压力的情况下，需要将燃料送回燃料箱110。

当经过时间T1时，发动机10已停止转动，然后最好可以操作电子控 制器160以控制两个阀门190A、190B，从而使两个阀门190A和190B不 提供连接高压燃料贮存器140与通用燃料轨150的流路。为此，需要将第 二阀门190B关闭，而最好保持第一控制阀门190A的当前关闭位置或重新 定位以连接通用燃料轨150与高压燃料泵130。

应该理解，如果第一阀门190A不在阻流位置，那么高压燃料泵130 必须是不可能存在从高压燃料泵130到低压燃料泵120或燃料箱的回流的 结构，或者必须包括止回阀以防止这种流动。这样的燃料泵将在下文中称 为“止回流”高压燃料泵。止回燃料泵可在本文所示和描述的燃料供应系 统的其它实施例中使用。

图5所示的燃料供应系统100在随后的发动机启动期间的操作如下。

在时间T0'（图8）处或者在感测到发动机10已停止但在时间T0'之前 的一个时间点处，可以操作电子控制器160以将高压燃料泵130的需求水 平设置为低水平，并最好是可能的最低水平，其在某些情况下是零流量需 求水平。

在时间T0'处，将第二阀门190B开启至从高压燃料贮存器140为发动 机10供应燃料所需的位置，并且将通用燃料轨150用燃料加压。因此，在 时间T0'处，当停止-启动系统20表明发动机10即将将启动并且发动机启 动开始时，电子控制器160控制燃料喷射器I1、I2、I3以及I4中具有向发 动机10注入燃料的第一机会的任意一个开始毫无延迟地向发动机10注入 燃料。随着燃料通过燃料喷射器I1、I2、I3以及I4从通用燃料轨150中抽 出，其被从高压燃料贮存器140供应到通用燃料轨150的燃料代替，从而 将燃料轨150中燃料的压力保持在有效地注入发动机10的合适的压力。

与之前相同，因为高压燃料贮存器140的容积有限，在时间T0'之后的 某个时间点，电子控制器160必须控制两个阀门190A、190B，以将到发动 机10的流路从高压燃料贮存器140切换至高压燃料泵130。如之前讨论的， 当与通用燃料轨150相关联的压力传感器170表明燃料压力开始下降时， 或当小于高压燃料贮存器140的已知容积的预定体积燃油已注入发动机 时，再或者当发动机10的功率需求超过预定的水平时，会发生这种切换情 况。

为了实现这种流路切换，可以操作电子控制器160以控制两个阀门 190A、190B，从而关闭阀门190B，而将阀门190A重新定位或维持在可以 提供连接高压燃料泵130与通用燃料轨150的燃料流路所需的位置处，然 后，燃料再一次通过高压燃料泵130直接泵送到通用燃料轨150由发动机 10使用。

现在参看图6、图7、图8以及图9，示出了燃料供应系统的优选的或 第四实施例，其在某些方面都与前面所述的相同，并且相同的部件都具有 相同的参考标号。

图6所示的第四实施例与图5所示的第三实施例区别在于：作为第三 实施例中所使用的阀门装置的第一和第二阀门190A、190B由单个阀门290 代替，其位于与第二阀门190B相同的位置上，且与简单的控制阀190B的 构造相同之处在于至少具有开启和关闭位置。

在图6所示的第四实施例中，不存在用于控制从高压燃料泵130到通 用燃料轨150的燃料流的阀门，所以高压燃料泵130永久地连接到通用燃 料轨150。

从高压燃料贮存器140到通用燃料轨150的燃料流由电子控制阀290 控制。然而，在这种情况下，燃料流可以沿任一方向通过阀门290，因为 燃料不仅通过阀门290从高压燃料贮存器140供应到通用燃料轨150，其 还通过通用燃料轨150和阀门290，由高压燃料贮存器140从高压燃料泵 130中接收。这样的布置需要使用之前参照图5所述的“止回”高压燃料 泵130。

图6所示的燃料供应系统的操作具有与如前面所述的相同的有利效 果，并且发动机10的关闭和启动如前面参照图7、图8以及图9所述。

图6所示的燃料供应系统100在发动机关闭期间的操作如下。

在时间T0（图7和图9）之前，电子控制器160控制燃料喷射器I1、 I2、I3以及I4以按正确的时间和量为发动机10提供燃料，将高压燃料泵 130的需求水平设置为满足发动机10的使用需要所需的水平，并控制阀门 290以使燃料无法从通用燃料轨150流到高压燃料贮存器140。为此，需要 将阀门290关闭。

如前面参照图3和4所述，在这种运行状态下，燃料供应系统100作 为传统的燃料供应系统运行。

在时间T0处，电子控制器160从停止-启动系统20接收即将停止发动 机10的指示。响应于这个来自停止-启动系统20的指示，电子控制器160 关闭燃料喷射器I1、I2、I3、I4，将高压燃料泵130的需求水平设置为高水 平（最好是最大需求水平），并控制阀门290从而形成通过通用燃料轨150 连接高压燃料泵130与高压燃料贮存器140的流路。为此，需要将阀门290 移动到开启位置。

然后，燃料通过高压燃料泵130泵送到高压燃料贮存器140，直到发 动机10已停止旋转。

与之前相同，在与高压燃料贮存器140关联的燃料压力传感器180的 信号表明在发动机10停止旋转之前已达到高压燃料贮存器140的最大安全 运行压力的情况下，需要将高压燃料泵130的需求水平降低至最小水平， 和/或将燃料送回燃料箱110。

当经过时间T1（图7）时，发动机10已停止转动，然后操作电子控制 器160以控制阀门290，从而不提供连接高压燃料贮存器140与通用燃料 轨150的流路，如之前所述，以防止燃料泄漏。

应该理解，使用这样的布置，那么高压燃料泵130应该是“止回流” 高压燃料泵，否则当高压燃料贮存器140与通用燃料轨150连接，并且高 压燃料泵130正以低需求运行时，燃料将回泄到燃料箱110。

图6所示的燃料供应系统100在随后的发动机启动期间的操作如下。

在时间T0'（图8）处，或者在感测到发动机10已停止但在时间T0' 之前的一个时间点处，可以操作电子控制器160以将高压燃料泵130的需 求水平设置为低水平，且最好设置为可能的最低水平，其在某些情况下是 零流量需求水平。

在时间T0'处，将阀门290开启至从高压燃料贮存器140为发动机10 供应燃料所需的位置，并且将通用燃料轨150用燃料加压。因此，在时间 T0'处，当停止-启动系统20表明发动机10即将启动并且发动机启动开始时， 电子控制器160控制燃料喷射器I1、I2、I3以及I4中具有向发动机10注 入燃料的第一机会的任意一个开始毫无延迟地向发动机10注入燃料。随着 燃料通过燃料喷射器I1、I2、I3以及I4从通用燃料轨150中抽出，其被从 高压燃料贮存器140供应到通用燃料轨150的燃料代替，从而将燃料轨150 中燃料的压力保持在有效地注入发动机10的合适的压力。

因为高压燃料贮存器140的容积有限，在时间T0'之后的某个时间点， 可以操作电子控制器160以关闭阀门290，随后仅有从高压燃料泵130到 发动机10的流路，并且高压燃料泵130的需求提高至将燃料供应到发动机 10所需的水平。

由于高压燃料泵130永久地连接至通用燃料轨150，因此燃料的供应 是连续的，并且不需要实际的流动转换。由于高压燃料泵130随发动机10 加速，其将达到能够提供所需的燃料压力的速度，这通常会在阀门290关 闭之前发生。

分别在图5和图6中示出的第三和第四实施例的一个优势在于：在将 燃料通过高压燃料泵130供应到通用燃料轨150的同时，如果需要，可以 通过高压燃料泵130将高压燃料贮存器140中充满燃料。

本领域的技术人员应该理解，虽然通过实例的方式，参照一个或多个 实施例说明了本发明，但其并不限于所公开的实施例，并且在不脱离本发 明由所附的权利要求所限定的范围的前提下，可以构造出其他的实施例。