[發(fā)明專利]用于控制螺線管驅動式入口閥的方法和裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201310674972.4
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103867368A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 田部洋祐;D·J·麥丘恩
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F02M59/20
• 分類號: F02M59/20
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發(fā)明一般涉及燃料泵，并且更特別地涉及用于控制燃料泵的螺線管驅動式入口閥從而減小發(fā)動機噪聲的方法和裝置。

背景技術

直接燃料噴射內燃發(fā)動機在汽車工業(yè)中已經日益地得到普及。與其它類型的汽車內燃發(fā)動機相比，這種直接噴射內燃發(fā)動機享有改進的燃料經濟性和發(fā)動機性能。

在直接燃料噴射內燃發(fā)動機中，燃料噴射器直接通向發(fā)動機的內燃室而不是進氣閥的上游。這樣，直接燃料噴射內燃發(fā)動機必須產生相對高的燃料噴射壓力以便克服在對內燃室的燃料噴射期間內燃室中存在的高壓。

參考圖1，其用圖解方式示出用于汽車發(fā)動機（諸如直接噴射發(fā)動機）的傳統(tǒng)現(xiàn)有技術燃料輸送系統(tǒng)。燃料輸送系統(tǒng)20包括具有燃料加壓室24的燃料泵22。活塞26可往復運動地安裝在室24內，并且通過與發(fā)動機輸出軸（未示出）同步地旋轉驅動的凸輪28而被可往復運動地驅動。

燃料箱30通過入口閥32提供燃料到加壓室24。螺線管34與入口閥32機械耦合，并且在通電時將閥移動到打開位置，并且相反地，在斷電時將閥32移動到閉合位置。優(yōu)選地包括編程處理器的閥控制電路36控制螺線管34的通電。

在活塞26的向下沖程、且入口閥32處于打開位置期間，活塞26引入燃料通過閥32并進入室24中。相反，在活塞26的向上沖程、且閥32處于閉合位置期間，活塞26從泵室24泵送燃料通過單向出口閥閥36并進入燃料軌38中。

圖2是這些先前已知的燃料泵的時序圖。如圖2中所示，曲線圖40表示處于上死點（TDC）和下死點（BDC）位置之間的活塞28的位置。曲線圖40的實際形狀將取決于凸輪28（圖1）的形狀而變化，但是活塞位置的曲線圖40的形狀一般是正弦曲線。

曲線圖42表示從控制電路36輸出以便驅動螺線管34的電壓。如在圖2中所見，螺線管34緊鄰著下死點之前被通電，并且在下死點和上死點位置之間被斷電。

曲線圖44表示處于閉合位置46和打開位置48之間的泵入口閥32的位置。表示入口閥32位置的曲線圖44并不精確地沿循螺線管34的驅動曲線圖42，因為螺線管34對閥32的打開和閉合都要花費有限量的時間，該時間比對螺線管34通電或斷電所需的時間要長得多。因此，在50處所示的閥的打開比曲線圖42所示的臺階更加漸變。同樣，在52處所示的閥的閉合在跟隨螺線管34的斷電時刻的有限時間段中逐漸縮減。

仍然參考圖2，曲線圖54表示泵室24內的壓力。當入口閥32打開時，泵室24內的壓力仍保持相對穩(wěn)定且處于中間壓力量。然而，在閥32閉合期間，燃料室24內的壓力快速下降到56處所示的低值。活塞26的向上沖程然后使泵室24內的壓力快速增加到58處所示的高值。

此后，單向出口閥36的打開會立即導致60處所示的泵室24中的壓力的輕微減少。然而，活塞26繼續(xù)向上的沖程使燃料室24的壓力繼續(xù)增加到62處所示的最大值。然后，與活塞26的向下沖程耦合的一個或多個燃料噴射器的打開使泵室24的壓力快速降低到64處所示的低點，于是上述過程被重復。

曲線圖66表示燃料軌38內的壓力隨時間變化的情況。

直接噴射發(fā)動機的一個缺點是燃料泵相對噪雜，特別是在低發(fā)動機速度下。該噪聲的顯著部分可歸因于入口閥32的打開和閉合以及56和58處所示的所產生的壓力擺動。這些急劇的壓力變化會導致壓力沖擊和發(fā)動機噪聲。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了用于控制燃料泵室的螺線管驅動式入口閥的驅動器的方法和裝置，其能夠減小可歸因于燃料入口閥閉合的發(fā)動機噪聲。

本發(fā)明的燃料泵利用類似圖1中所示的燃料泵，在該燃料泵中，活塞被可往復運動地安裝在燃料泵室內并且由凸輪軸可往復運動地驅動。燃料入口閥可流動地布置在燃料箱和燃料泵室之間。該閥由螺線管控制，所述螺線管在通電時將閥移動到打開位置，并且在斷電時將閥移動到閉合位置。

在本發(fā)明的第一實施例中，在螺線管斷電之后并且在閥從其打開位置朝向閉合位置移動時，用于螺線管的控制電路產生短電壓脈沖。該短電壓脈沖有效地使閥的閉合減速，從而減小由于閥閉合而引起的閥的機械噪聲。由于閥在閉合期間減速，所以可歸因于閥的快速閉合所引起的沖擊壓力的噪聲及其伴隨噪聲也能得到減小。

在本發(fā)明的另一改型中，壓力沖擊傳感器加裝到螺線管上。該壓力沖擊傳感器向用于螺線管的控制電路產生表示由閥閉合引起的壓力沖擊幅度的輸出信號。用于螺線管的控制電路然后利用來自壓力沖擊傳感器的輸出，來計算在螺線管斷電之后并且在閥閉合期間施加到螺線管的電壓脈沖的開始和終止。