[发明专利]用于控制螺线管驱动式入口阀的方法和装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及燃料泵，并且更特别地涉及用于控制燃料泵的螺线管驱动式入口阀从而减小发动机噪声的方法和装置。

背景技术

直接燃料喷射内燃发动机在汽车工业中已经日益地得到普及。与其它类型的汽车内燃发动机相比，这种直接喷射内燃发动机享有改进的燃料经济性和发动机性能。

在直接燃料喷射内燃发动机中，燃料喷射器直接通向发动机的内燃室而不是进气阀的上游。这样，直接燃料喷射内燃发动机必须产生相对高的燃料喷射压力以便克服在对内燃室的燃料喷射期间内燃室中存在的高压。

参考图1，其用图解方式示出用于汽车发动机（诸如直接喷射发动机）的传统现有技术燃料输送系统。燃料输送系统20包括具有燃料加压室24的燃料泵22。活塞26可往复运动地安装在室24内，并且通过与发动机输出轴（未示出）同步地旋转驱动的凸轮28而被可往复运动地驱动。

燃料箱30通过入口阀32提供燃料到加压室24。螺线管34与入口阀32机械耦合，并且在通电时将阀移动到打开位置，并且相反地，在断电时将阀32移动到闭合位置。优选地包括编程处理器的阀控制电路36控制螺线管34的通电。

在活塞26的向下冲程、且入口阀32处于打开位置期间，活塞26引入燃料通过阀32并进入室24中。相反，在活塞26的向上冲程、且阀32处于闭合位置期间，活塞26从泵室24泵送燃料通过单向出口阀阀36并进入燃料轨38中。

图2是这些先前已知的燃料泵的时序图。如图2中所示，曲线图40表示处于上死点（TDC）和下死点（BDC）位置之间的活塞28的位置。曲线图40的实际形状将取决于凸轮28（图1）的形状而变化，但是活塞位置的曲线图40的形状一般是正弦曲线。

曲线图42表示从控制电路36输出以便驱动螺线管34的电压。如在图2中所见，螺线管34紧邻着下死点之前被通电，并且在下死点和上死点位置之间被断电。

曲线图44表示处于闭合位置46和打开位置48之间的泵入口阀32的位置。表示入口阀32位置的曲线图44并不精确地沿循螺线管34的驱动曲线图42，因为螺线管34对阀32的打开和闭合都要花费有限量的时间，该时间比对螺线管34通电或断电所需的时间要长得多。因此，在50处所示的阀的打开比曲线图42所示的台阶更加渐变。同样，在52处所示的阀的闭合在跟随螺线管34的断电时刻的有限时间段中逐渐缩减。

仍然参考图2，曲线图54表示泵室24内的压力。当入口阀32打开时，泵室24内的压力仍保持相对稳定且处于中间压力量。然而，在阀32闭合期间，燃料室24内的压力快速下降到56处所示的低值。活塞26的向上冲程然后使泵室24内的压力快速增加到58处所示的高值。

此后，单向出口阀36的打开会立即导致60处所示的泵室24中的压力的轻微减少。然而，活塞26继续向上的冲程使燃料室24的压力继续增加到62处所示的最大值。然后，与活塞26的向下冲程耦合的一个或多个燃料喷射器的打开使泵室24的压力快速降低到64处所示的低点，于是上述过程被重复。

曲线图66表示燃料轨38内的压力随时间变化的情况。

直接喷射发动机的一个缺点是燃料泵相对噪杂，特别是在低发动机速度下。该噪声的显著部分可归因于入口阀32的打开和闭合以及56和58处所示的所产生的压力摆动。这些急剧的压力变化会导致压力冲击和发动机噪声。

发明内容

本发明提供了用于控制燃料泵室的螺线管驱动式入口阀的驱动器的方法和装置，其能够减小可归因于燃料入口阀闭合的发动机噪声。

本发明的燃料泵利用类似图1中所示的燃料泵，在该燃料泵中，活塞被可往复运动地安装在燃料泵室内并且由凸轮轴可往复运动地驱动。燃料入口阀可流动地布置在燃料箱和燃料泵室之间。该阀由螺线管控制，所述螺线管在通电时将阀移动到打开位置，并且在断电时将阀移动到闭合位置。

在本发明的第一实施例中，在螺线管断电之后并且在阀从其打开位置朝向闭合位置移动时，用于螺线管的控制电路产生短电压脉冲。该短电压脉冲有效地使阀的闭合减速，从而减小由于阀闭合而引起的阀的机械噪声。由于阀在闭合期间减速，所以可归因于阀的快速闭合所引起的冲击压力的噪声及其伴随噪声也能得到减小。

在本发明的另一改型中，压力冲击传感器加装到螺线管上。该压力冲击传感器向用于螺线管的控制电路产生表示由阀闭合引起的压力冲击幅度的输出信号。用于螺线管的控制电路然后利用来自压力冲击传感器的输出，来计算在螺线管断电之后并且在阀闭合期间施加到螺线管的电压脉冲的开始和终止。