[发明专利]液压泵控制装置和方法

说明书

1998年2月10日提交的日本专利申请平10-28738的公开文件包括说明书、附图和摘要作为一个整体通过引用结合在本文中。

本发明涉及一种用来控制液压泵的装置和方法。

公用给油管型燃油喷射装置是众所周知的，其中设置有一个用于容纳高压燃油的公用给油管(蓄压室)以及一个燃油喷射阀与该公用燃油管相连接，以便把燃油喷射到内燃发动机中。

在公用给油管型燃油喷射装置中，燃油喷射阀的燃油喷射速度是根据公用给油管压力即在公用的给油管内的压力而变化的。因此，必须高精度地控制公用给油管压力，以便能够得到一个与发动机工作状态相一致的最佳的燃油喷射速度。

公用给油管压力通常通过调整从把燃油供给公用给油管的高压输油泵喷出的燃油量(即燃油排出量)来进行控制。通常使用柱塞泵来作为高压输油泵。

在公用给油管型燃油喷射装置中，容纳在公用给油管中的高压燃油是从分别为各油缸设置的燃油喷射阀喷射到油缸中去的。因此，公用给油管中的压力将在每次燃油喷射完成后降低。所以，需要有一种燃油泵控制装置，它能够在每次燃油喷射以后使燃油泵向公用给油管排出所需要的燃油量，以便使公用给油管内的压力保持在目标压力上。此外，在实际工作中，公用给油管的目标压力本身在发动机工作状态急剧变化的过渡工作状态期间是在与发动机工作状态一致的很大范围内发生急剧变化的。因此，在过渡工作状态期间，燃油泵控制装置必须调整从燃油泵排出的燃油量(即燃油排出量)，以便防止在蓄压室中的压力随着目标压力的变化而产生超调量或欠调量的情况，也就是说，以便实现对蓄压室中的压力的良好的可调整性。

用来作为公用给油管型燃油泵的柱塞泵通常是一种内斜盘式柱塞泵，如图11中所示。由于燃油泵需要为把燃油喷射到发动机的每个油缸中去而排出燃油，因此在泵的一转期间排出燃油的次数必须与缸的数目相一致。图11中所示的泵具有四个凸轮凸起部和四个柱塞。在图11所示的泵内，柱塞在每个循环即泵驱动轴转动90°期间同时排出和吸入燃油。因此，该燃油泵每转排出燃油四次。在四冲程发动机中，把燃油喷射到所有油缸中去在发动机两转内完成。因此，图11中示出的泵可以通过以与曲轴转速相等的转速来驱动泵的方法而用于四冲八缸发动机中。该泵还可以通过以曲轴转速的一半的转速来驱动泵的方法而用于四冲程四缸发动机中。然而，在使用图1所示的内凸轮的四个凸轮凸起部来驱动柱塞时，必须为每个凸轮凸起部的凸轮轮廓设定较大的变化率，而这将导致泵的驱动转矩产生较大的波动。而泵驱动转矩的较大波动将增加作用在泵驱动装置的部件(例如链条或皮带)上的载荷并且由此可能减少泵驱动装置的使用寿命。

为了减少泵驱动转矩的波动，就需要减少凸轮凸起部的数目并且减少凸轮轮廓的变化率。图2示出了一个其中凸轮凸起部已经减少为两个的两凸轮凸起部泵。该凸轮泵具有四个柱塞并且该泵被设计成每对对置地设置的凸轮凸起部可以同时进行排出和吸入冲程。每个柱塞在泵驱动轴转动180°的循环内工作。在具有两对柱塞的情况下，该泵装置可以泵每转中排出燃油四次。

关于用于调整柱塞泵的排出量的方法，人们熟知的有预先冲程调整法和吸入调整法。

该预先冲程调整法通过把每个柱塞的吸入阀保持在开启位置直到该柱塞排出冲程的中间阶段时止的方法来调整每个柱塞的排出量。更准确地说，在预先冲程调整法中，每个柱塞在吸入冲程期间把与柱塞的整个冲程相当的燃油量吸入相应的油缸中。在排出冲程的早期阶段，一定量的吸入燃油通过吸入阀从油缸中排出。在排出冲程期间该吸入阀关闭以后，在那时包含在油缸中的燃油量受到柱塞的加压。当达到一个预定的燃油压力以后，由弹簧推动的喷射阀被迫开启，从而把燃油排出到公用给油管中。

吸入调整法通过在吸入冲程的中间阶段关闭每个柱塞的吸入阀而把一个必须的燃油量吸入每个油缸中。因此，在排出冲程期间就将吸入每个油缸中的全部燃油量从该缸中排出。

由于预先冲程调整法在排出冲程期间关闭了每个吸入阀，因而该方法需要使用能在比吸入调整法所使用的吸入阀更高压力下应用的吸入阀。因此，用于预先冲程调整法的装置的成本就比较高。此外，在预先冲程调整法中，吸入到每个缸中的燃油剩余量必须在排出冲程的早期阶段通过使用相应的柱塞从缸中排出。因此，与吸入调整法相比较，预先调整法具有使泵的驱动功率增加的危险。

因此，最好该公用给油管燃油泵是一个双凸起部凸轮泵，该泵可以减少驱动转矩的波动，并且由该凸轮泵排出的燃油量用吸入调整法进行调整，该方法可以减少装置成本和功率损失。