專利名稱：用于高壓泵的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于高壓泵的控制裝置，所述高壓泵與諸如柴油機的內燃機一起使用。
背景技術：
在如日本專利No. 2690734中所描述的用于高壓泵的傳統(tǒng)控制裝置中，當由于凸輪軸的旋轉使柱塞降低以開啟饋送孔時，燃料然后通過開啟的饋送孔被弓丨入增壓室。隨后， 提升柱塞，以首先關閉饋送孔并且進一步向上移動超過饋送孔。當電磁閥一經接收到控制脈沖而被激勵時，電磁閥的閥構件關閉，以中斷增壓室與低壓通道之間的連通路徑，使得開始通過柱塞對增壓室中的燃料進行加壓。當燃料排放閥的閥構件通過增壓室中被加壓的燃料抵著燃料排放閥的復位彈簧移動到開啟位置時，將被加壓的燃料通過排放端口構件排放到共軌中。在日本專利No. 2690734所公開的控制裝置中，共軌中設置有用于檢測共軌燃料壓力的壓力傳感器。控制來自高壓泵的燃料排放量(或數量)，使得由壓力傳感器產生的信號是對于改變引擎負載和速度為最佳的預定值。在日本專利No. 2690734所公開的高壓泵的控制裝置中，泵具有三個凸輪(每個凸輪具有兩個凸輪凸起部)以及三個相對應的柱塞。對于每個柱塞的每次燃料排放，在柱塞的外周表面已經關閉了饋送孔之后，在預定的定時對螺線管進行電激勵，以將電磁閥的閥構件移動至利用閥座進行密封嚙合，從而設定柱塞的加壓操作開始的定時。因而，控制對電磁閥的電源的定時，以改變或調節(jié)從泵進入共軌的燃料排放量。然而，在日本專利No. 2690734所公開的控制裝置中，加壓操作開始的定時以及燃料排放量可能隨著柱塞的不同排放操作而改變?？紤]到上述問題，本發(fā)明的示范性實施例涉及提供一種用于高壓泵的控制裝置， 所述高壓泵至少包括多個凸輪凸起部或多個柱塞，所述裝置能夠精確地控制每次燃料排放的方面(或特性)。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的示范性方面，提供了一種用于高壓泵的控制裝置。所述泵包括旋轉軸，設置有由一個或多個凸輪凸起部所組成的凸輪，通過內燃機的驅動軸來驅動所述旋轉軸；一個或多個柱塞，每個柱塞通過所述凸輪的凸輪凸起部進行往復運動，以改變增壓室的容積；以及一個或多個電磁閥，設置為與所述一個或多個柱塞相對應，每個電磁閥用于通過激勵所述電磁閥的螺線管來開啟和關閉所述增壓室與低壓通道之間的連通路徑，其中由于所述柱塞的軸向活塞運動，在所述增壓室的容積減小階段期間關閉所述電磁閥，以將所述增壓室中的燃料排放到高壓通道中。所述裝置包括燃料壓力檢測模塊，用于相繼檢測從所述增壓室排放的燃料的壓力；差異計算模塊，用于在所述電磁閥的所述螺線管的共同激勵條件下，計算在多次燃料排放之間由所述燃料壓力檢測模塊相繼檢測的所述燃料壓力的燃料壓力改變模式的差異，所述燃料排放彼此之間的差異在于所述柱塞與所述凸輪凸起部的成對組合；以及激勵控制模塊，用于基于由所述差異計算模塊計算的燃料壓力改變模式的差異來控制每次燃料排放的激勵條件。利用這種配置，具有凸輪的旋轉軸由內燃機的驅動軸所驅動，其允許柱塞通過凸輪的一個或多個凸輪凸起部進行往復運動，從而使得增壓室的容積可變。此外，電磁閥的螺線管的激勵控制允許增壓室與低壓通道之間的連通路徑開啟和關閉。通過在容積減小階段期間將電磁閥控制為關閉，能夠使增壓室中的燃料被排放到高壓通道中(同時由于柱塞的運動使增壓室的容積減小)。高壓泵至少包括多個凸輪凸起部或多個柱塞。例如，一個凸輪可設置有多個凸輪凸起部，或一個凸輪可設置有多個柱塞，或多個凸輪凸起部可以均設置有柱塞。通過燃料壓力檢測模塊來相繼地檢測被排放到高壓通道中的燃料的壓力。然后， 在所述電磁閥的共同激勵條件下，計算在所述多次燃料排放之間由燃料壓力檢測模塊相繼檢測的燃料壓力的燃料壓力改變模式的差異。所述燃料排放彼此之間的差異在于柱塞和凸輪凸起部的成對組合。成對組合包括一個特定柱塞與凸輪的多個凸輪凸起部之一的組合， 或多個柱塞之一與一個特定凸輪凸起部的組合?；诙啻稳剂吓欧诺娜剂蠅毫Ω淖兡Ｊ街g的差異，針對每次燃料排放控制螺線管的激勵條件。因此，即使在存在不同柱塞/凸輪凸起部之間的形狀和/或尺寸的較小差異或不同電磁閥(在存在多個螺線管的情況下)之間的響應的較小差異的情況下，也能夠通過控制螺線管的激勵條件來補償該差異，從而更精確地控制高壓泵的每次燃料排放，例如燃料排放定時和燃料排放量。


在附圖中圖1示意性示出了本發(fā)明的高壓泵控制系統(tǒng)；圖2示意性示出了電磁閥(燃料排放控制閥)；圖3示意性示出了燃料吸入的時序圖與高壓泵的排放操作；圖4是示意性示出了燃料壓力如何隨不同的柱塞改變的時序圖；圖5示意性示出了根據本發(fā)明第一實施例的差異計算和控制處理的流程圖；圖6示意性示出了電磁閥控制處理的流程圖；圖7是示意性示出了燃料壓力如何隨不同的凸輪凸起部改變的時序圖；以及圖8示意性示出了根據本發(fā)明第二實施例的差異計算和控制處理的流程圖。
具體實施例方式(第一實施例)現將參考附圖解釋用于向車輛的內燃機(例如柴油機)供應燃料的高壓泵的控制系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中，如圖1所示，電子控制單元(ECU)控制來自高壓泵的燃料排放定時與燃料排放量，以控制用于累積高壓燃料的共軌中的燃料壓力(共軌壓力)。參考圖1，燃料箱11中的燃料通過燃料泵20進行抽吸和加壓，然后被排放到共軌12中。被排放到共軌12中的高壓燃料在其間進行累積，然后從相應的注入器13直接注入到引擎汽缸中。對燃料泵20進行如下配置。燃料泵20包括低壓泵21與高壓泵22。通過低壓泵 21從燃料箱11抽吸燃料，然后通過高壓泵22進行加壓。加壓后的高壓燃料然后被排放到共軌12中。低壓泵21可以是擺線型饋送泵，其中由于轉子的相對旋轉使得在內部轉子與外部轉子之間限定的空間反復擴張和收縮，以吸取和排放燃料。高壓泵22可以是包括多個柱塞25 (本實施例中是兩個柱塞)的柱塞式泵，其中由于每個柱塞的軸向活塞運動使燃料被吸取和排放。應該注意，為了簡化起見，在圖1中僅示出被布置為彼此平行的兩個柱塞25 中的一個柱塞。低壓泵21與高壓泵22可操作地連接到將由曲柄軸14的旋轉進行驅動的曲柄軸14(作為引擎輸出軸的驅動軸)。對高壓泵22進行如下配置。高壓泵22包括凸輪軸23 (旋轉軸)，由引擎的曲柄軸14旋轉地驅動；一個或多個柱塞25，每個柱塞均通過凸輪軸23上的凸輪24進行往復運動，以使得增壓室26的容積可變；對于每個柱塞25，還包括通過激勵螺線管41進行開啟和關閉的電磁驅動型電磁閥40 (還被稱為排放控制閥)。在本實施例中，高壓泵22包括兩組， 每組由凸輪24、柱塞25以及電磁閥40組成。凸輪軸23可操作地連接到曲柄軸14，并且伴隨著運行引擎的曲柄軸14的旋轉而被旋轉驅動。凸輪軸23設置有由多個凸輪凸起部24a、24b、24c (本實施例中是三個凸輪凸起部)組成的凸輪24，每個凸輪凸起部沿徑向方向凸出。凸輪24用于通過由凸輪隨行件 28可旋轉地支撐的轉子29來使柱塞25沿柱塞的徑向方向進行往復運動。柱塞25可滑動地且油封地容納在殼體31內的柱體32中。柱塞25的下端面與凸輪隨行件28的上端面接觸。柱塞25的下端面設置有彈簧墊圈33，在該墊圈和柱體32的一部分之間設置有軸向彈簧34。通過抵著凸輪隨行件28 (抵著凸輪軸23)的軸向彈簧34來推動柱塞25。由柱塞25的上端表面和柱體32 (柱體32的內壁)來限定增壓室26。伴隨著柱塞25的軸向移動燃料被吸入到增壓室26內。吸入的燃料從增壓室26排放出去。具體而言，當柱塞25沿容積增加方向(即，朝向凸輪軸側)移動以使得增壓室26的容積增加時， 通過低壓泵21從燃料箱11所抽吸的燃料被引入到入口管35內，然后被吸入到增壓室26 內。另一方面，當柱塞25沿容積減小方向(即，離開凸輪軸側)移動以使得增壓室26的容積減小時，從增壓室26排放增壓室26中的燃料。電磁閥40沿柱塞25的軸向方向設置在增壓室26的與柱塞25相對的一側。圖2 示意性示出了電磁閥40。如圖2所示，電磁閥40包括沿柱塞25的軸向方向移動的針44。電樞42設置在針44的一端。閥構件44a設置在針44的另一端。閥構件44a位于增壓室26中，并且開啟與關閉增壓室26與低壓通道49之間的連通路徑47。更具體而言，閥彈簧46將閥構件44a 推動為離開閥墊47a，并且通常保持在開啟位置處。這允許增壓室26與低壓通道49之間的連通路徑47開啟(電磁閥40的開啟條件)。當激勵螺線管41以將電樞42向螺線管41吸引時，閥構件44a移動為與閥座47a密封嚙合，并且保持在關閉位置。這允許增壓室26與低壓通道49之間的連通路徑47關閉或中斷(電磁閥40的關閉條件)。
在本實施例中，電磁閥40設置有板45。板45位于柱塞25與閥構件44a之間的增壓室26中，并將增壓室26分隔為柱塞25側部與閥構件44a側部。板45包括通孔45a，經由該通孔45a使得柱塞25側部可與閥構件44a側部連通，從而允許燃料從柱塞25轉移到閥構件44a，反之亦然。再次參考圖1，排放閥36用作檢查閥，其在增壓室26中的燃料壓力超過預定壓力的情況下開啟。當排放閥36開啟時，增壓室26變?yōu)榭膳c共軌12連通。這允許增壓室26 中的高壓燃料經由高壓通道48和排放閥36被排放到共軌12中。此外，本實施例的系統(tǒng)包括曲軸角傳感器15，該傳感器對于引擎的每個預定曲軸角均輸出矩形曲軸角信號(如30度的曲軸角(CA)周期)；燃料壓力傳感器16，檢測共軌 12中的燃料壓力；加速器傳感器17，通過驅動器檢測引擎加速器的致動量；以及凸輪角傳感器18，檢測每個柱塞25的下死點(或上死點)的附近的預定位置。E⑶70包括微型計算機71 (其包括CPU、ROM、RAM)，并通過運行存儲在ROM中的各種控制程序，根據引擎操作條件來實施引擎的各種控制。即，ECU 70的微型計算機71從上述傳感器輸入檢測信號，基于所述檢測信號計算燃料注入量，并且控制燃料注入系統(tǒng)的各部件，如電磁閥40與注入器13。為了執(zhí)行燃料注入控制，微型計算機71基于引擎加速器的致動量與引擎速度來計算燃料注入量，根據共軌12中的燃料壓力(注入壓力)將所計算的燃料注入量轉換成注入周期，并且激活(或開啟)注入器13所計算的注入周期。根據引擎加速器的致動量和引擎速度，共軌12中的目標燃料壓力被設定在預定范圍內。高壓泵22的燃料排放量將共軌 12中的燃料壓力調節(jié)變成目標燃料壓力。為了控制高壓泵22的燃料排放量，微型計算機71控制電磁閥40(具體而言是閥構件44a)的閥關閉周期。具體而言，E⑶70經由驅動電路50電連接到電磁閥40，并且通過基于施加到驅動電路50的驅動信號控制施加到螺線管41的電壓及其激勵定時，來控制電磁閥40的閥關閉周期。驅動電路50包括升壓部51以及激勵部52。升壓部51包括諸如DC/DC轉換器的高壓發(fā)生器，其將車輛電池53的電壓轉換成較高電壓。激勵部52將所轉換的電壓施加到螺線管41?，F在將解釋高壓泵22的操作。圖3示出了燃料吸入的時序圖以及高壓泵22的排放操作。示圖A到C示出了高壓泵22的操作的不同階段。具體而言，示圖A示出了增壓室 26的容積增加的容積增加階段。示圖B和C示出了增壓室26的容積減小的容積減小階段。在容積增加階段，柱塞25伴隨著凸輪軸23的旋轉沿容積增加方向(即，朝向凸輪軸23)移動。由于本階段中螺線管41未被激勵，從而閥構件44a通過閥彈簧46的推動力而保持在開啟位置。然后建立低壓通道49與增壓室26之間的連通，其允許低壓燃料被吸入到增壓室26中，如圖3的示圖A所示。在容積減小階段，柱塞25伴隨著凸輪軸23的旋轉沿容積減小方向(即，離開凸輪軸23)移動。在跟隨有螺線管41的激勵的預行程周期期間，閥構件44a保持在開啟位置， 其仍然允許低壓通道49與增壓室26連通。增壓室26的容積減小使得將增壓室26中的一些燃料返回到低壓通道49，如圖3的示圖B所示。在容積減小階段的燃料排放周期期間，其中激勵螺線管41以關閉電磁閥40，閥構件44a克服閥彈簧46的推動力移動為與閥座47a密封嚙合。結果，低壓通道49與增壓室 26之間的連通被中斷，這允許增壓室26中的燃料伴隨著柱塞25的移動而被加壓。一旦增壓室26中的燃料壓力超過預定的壓力，則排放閥36開啟，并且增壓室26中的高壓燃料經由高壓通道48被排放到共軌12中，如圖3的視圖C所示。通過這種方式，在高壓泵22中， 通過控制螺線管41的激勵定時來調節(jié)閥構件44a的閥關閉周期，從而控制高壓泵22的燃料排放量。如上所述，高壓泵22包括兩組，每組包括凸輪24、柱塞25以及電磁閥40。每個凸輪24具有三個凸輪凸起部24a、24b、24c，每個凸輪凸起部從凸輪軸徑向突起。因此，即使在兩個電磁閥40的兩個螺線管41在共同引擎操作條件下被激勵的情況下，燃料排放定時與燃料排放量也可以隨著在燃料排放中涉及的不同元件(凸輪24、凸輪凸起部24a，24b，24c、 柱塞25 (與電磁閥40相對應))而改變。針對每一組的凸輪24、凸輪凸起部24a，24b，24c、柱塞25以及電磁閥40，圖4示出了電磁閥40的螺線管41的激勵條件與電磁閥40的閥開啟/關閉條件以及燃料壓力增加模式之間的示范性關聯(lián)，其中通過相應柱塞25以及電磁閥40來排放不同增壓室26中的燃料。在圖4中，對分別在螺線管的共同激勵條件下與引擎的共同操作條件下的兩組(具體而言，在本實施例中，兩個不同的柱塞)所引起的兩次不同的排放之間進行比較。在引擎的實際操作中，可以在不同定時激勵不同電磁閥40的螺線管41。在這里，假設凸輪凸起部 24a.24b.24c在上述關聯(lián)中沒有差異。即，凸輪凸起部24a、24b、24c提供相同結果。在時間點tll，開始電磁閥40的螺線管41的激勵。對于兩個電磁閥之一(在下文中，稱為第一電磁閥40)，能夠忽略從激勵開始時間到閥關閉時間的響應延遲。如圖4中的實線所示，恰在時間點tll關閉第一電磁閥40。對于兩個電磁閥40的另一電磁閥(在下文中，稱為第二電磁閥40)，可能存在從激勵開始時間到閥關閉時間的響應延遲。如虛線所示，在時間點tl2關閉第二電磁閥。S卩，第二電磁閥40的從激勵開始時間到閥關閉時間的時間段比第一電磁閥40的時間段(在本實施例中假設基本上為零)長了響應延遲Tell?！╇姶砰y40關閉，則開始通過柱塞25使燃料排放。在第一電磁閥40的燃料排放操作中，在時間點tl3燃料壓力開始上升，如實線所示。另一方面，在第二電磁閥40的燃料排放操作中，如虛線所示，在時間點tl4 (其為在通過第一電磁閥40上升燃料壓力的開始時間之后的時間段Tell)燃料壓力開始上升。通過位于共軌12中的壓力傳感器16來檢測燃料壓力的上升。時間段Tel2(從第一電磁閥40 (第二電磁閥40)關閉的時間點到燃料壓力開始上升的時間點)與壓力傳播時間(從燃料排放的開始到檢測到由壓力傳感器16所檢測的燃料壓力的上升開始)相對應。在引擎的實際操作中，在容積增加階段期間每次從注入器13注入燃料，壓力傳感器16所檢測的燃料壓力將降低，這里忽略其效果。在時間點tl5，柱塞25達到上死點并且螺線管41去激勵。對于第一和第二電磁閥40，從電磁閥的去激勵到閥開啟的響應延遲可以被忽略，如實線所示。因此，恰在時間點 tl5第一和第二電磁閥40兩者都開啟。即，第一和第二電磁閥40伴隨著柱塞25的移動同時開啟。然而，對于兩個電磁閥，即使在時間點tl5之后，增壓室26中的燃料壓力持續(xù)時間段Tel2(與壓力傳播時間相對應)繼續(xù)上升。結果，通過柱塞25排放燃料之后的第一電磁閥40的燃料壓力與柱塞25排放燃料之后的第二電磁閥40的燃料壓力彼此不同。即，第一和第二電磁閥40的燃料排放量彼此不同?？紤]到上述問題，為了使第一和第二電磁閥40的燃料排放量彼此一致，首先計算作為第一和第二時間段之間的時間差的時間段Tell。第一時間段為從第一電磁閥40的螺線管41的激勵開始時間到該閥的燃料壓力的上升的開始時間的時間段。第二時間段為從第二電磁閥40的螺線管41的激勵開始時間到該閥的燃料壓力的上升的開始時間的時間段。然后，校正第一和第二電磁閥的激勵的開始時間點，使得第一和第二電磁閥40的燃料排放量彼此一致。現在將要參考圖5來解釋計算上述時間差的控制處理。以短于50微秒(優(yōu)選短于 20微秒)的規(guī)定時間間隔，通過ECU 70的微型計算機71來重復該處理。即，為了計算上述較短的時間差，將需要與位于共軌12中的傳統(tǒng)壓力傳感器的抽樣率相比為更短的抽樣率。首先，在步驟Sl 1，基于引擎速度NE和加速器開度ACC來計算共軌壓力的目標值 Pct0隨后，在步驟S12設定激勵開始時間，使得共軌壓力的實際值Pca與目標值Pct —致。 在本實施例中，例如基于實際值Pca與目標值Pct的偏離以及由曲軸角傳感器15所檢測的引擎速度NE，通過使用映射(未示出)來確定最優(yōu)激勵開始時間ta。即，將激勵開始時間 ta設定為使得從檢測凸輪角傳感器18的輸出到電磁閥40的螺線管41的激勵開始時間的時間段變?yōu)樽顑?yōu)。通過這種方式，在步驟S12設定電磁閥40的激勵開始時間ta之后，基于激勵開始時間ta，在步驟S13執(zhí)行第一電磁閥40的電磁閥控制處理(被稱為第一電磁閥控制)。如上文所述，兩個電磁閥40之一為第一電磁閥40，兩個電磁閥40的另一個為第二電磁閥40。 分別為第一和第二電磁閥40設置第一和第二柱塞25。圖6示出了上述電磁閥控制處理的子程序的流程圖。遵循圖6的流程圖對第一電磁閥40執(zhí)行第一電磁閥控制。遵循同一流程圖，對第二電磁閥40執(zhí)行第二電磁閥控制處理(在下文中將描述)。參考圖6，基于凸輪角傳感器18與曲軸角傳感器15的檢測信號， 在步驟S21確定增壓室26的容積是增加(在容積增加階段中)還是減小(在容積減小階段中)。如果在步驟S21確定增壓室26的容積增加，則在步驟S22保持電磁閥40的螺線管41未被激勵。另一方面，如果在步驟S21確定增壓室26的容積減小，則然后在步驟S23 確定是否處于通過柱塞25對燃料加壓來排放增壓室26中的燃料的燃料排放周期。燃料排放周期為從激勵開始時間ta到檢測到來自凸輪角傳感器18的輸出的時間點(當柱塞25 達到上死點的附近的預定位置的時間點)的時間段。如果在步驟S23確定處于燃料排放周期，則激勵螺線管41。另一方面，如果在步驟 S23確定不處于燃料排放周期，即，如果確定處于預行程周期，則保持螺線管41未被激勵。返回參考圖5中的流程圖，基于激勵開始時間ta，在步驟S14對第二電磁閥40執(zhí)行電磁閥控制處理。在第二電磁閥控制處理中，對第二電磁閥40也執(zhí)行圖6的流程圖中所示的電磁閥控制處理。通過這種方式，對于第一和第二電磁閥40中的每一個電磁閥，在燃料排放周期期間激勵螺線管41，即，在燃料排放期間通過柱塞25排放增壓室26中的燃料，并且在步驟 S15通過壓力傳感器16相繼地檢測燃料壓力。即，對于第一和第二電磁閥40中的每一個電磁閥，周期性執(zhí)行所闡述的操作序列。因此，在螺線管41的激勵開始時間附近相繼地檢測燃料壓力。對于第一和第二電磁閥40中的每一個電磁閥，基于相繼檢測的燃料壓力，在步驟 S16計算從螺線管41的激勵開始時間到燃料壓力的上升的開始時間(壓力上升開始時間) 的時間段。對于第一和第二電磁閥40中的每一個電磁閥執(zhí)行該處理，以計算壓力上升開始時間。具體而言，通過對在電磁閥40的螺線管41的激勵開始時間處由壓力傳感器16所檢測的燃料壓力與激勵開始時間之后通過壓力傳感器16相繼檢測的燃料壓力進行比較，并且通過如果在激勵開始時間處所檢測的燃料壓力與某一時間點之后的每個相繼檢測的燃料壓力之間的壓力差超過預定閾值則確定燃料壓力開始上升，從而能夠檢測到燃料壓力的上升。例如通過計時器等，能夠計算從電磁閥40的螺線管41的激勵開始時間到燃料壓力的上升的開始時間的時間段。在步驟S16已經計算出第一和第二電磁閥40中的每一個電磁閥的壓力上升開始時間之后，在步驟S17計算第一和第二電磁閥40的壓力上升開始時間之間的時間差。艮口， 假設凸輪凸起部24a、24b、24c沒有產生差異(即，提供相同結果)，則當由彼此不同的柱塞 25(不同電磁閥40)排放燃料時，計算第一和第二電磁閥40的壓力上升開始時間之間的時間差Dt。應該注意，時間差Dt將不可避免地包括由柱塞25 (或不同電磁閥40)的時間改變所引起的時間差。隨后，在步驟S18，基于所計算的壓力上升開始時間之間的時間差，計算校正值Rt 以校正第一和第二電磁閥40的激勵開始時間ta。具體而言，通過計算壓力上升開始時間之間的時間差Dt獲得校正時間Rt，以使得具有較長壓力上升開始時間的電磁閥40的激勵開始時間可以設定為提前或前推校正時間Rt。然后，處理結束。一旦獲得校正值Rt，則微型計算機71可以使用所獲得的校正值Rt，以在隨后的高壓泵22控制處理中校正激勵開始時間ta。作為示例，如圖4所示，能夠假設忽略從激勵開始時間到第一電磁閥40的閥關閉時間的響應延遲，并且從激勵開始時間到第二電磁閥40 的閥關閉時間的響應延遲可以為時間段Tell。在這種情況下，如上所述，基于共軌壓力的實際值與目標值Pct的壓力偏離以及由曲軸角傳感器15所檢測的引擎速度NE，可以設定第一電磁閥40的激勵開始時間ta。另一方面，將激勵開始時間ta設定為提前了與第二電磁閥 40的校正值Rt相對應的時間段Tell。這使得由虛線所示的第二電磁閥40的閥開啟/關閉條件以及燃料壓力改變模式能夠與由實線所示的第一電磁閥40的閥開啟/關閉條件以及燃料壓力改變模式相匹配。上述的本實施例具有如下優(yōu)點。通過壓力傳感器16相繼地檢測排放到高壓通道48中的燃料的壓力。對于相應的電磁閥40的螺線管41，在共同激勵條件(包括激勵定時和/或去激勵定時)下，由相應的柱塞25排放增壓室26中的燃料。對于不同螺線管41在共同激勵定時處發(fā)生的燃料排放， 檢測相應的燃料壓力改變模式，然后計算所檢測的燃料壓力改變模式之間的差異。基于燃料壓力改變模式之間的差異，控制每個螺線管41的激勵條件。因此，即使在不同柱塞25之間的形狀尺寸存在較小差異或不同電磁閥40之間的響應存在較小差異的情況下，通過控制每個螺線管41的激勵條件(在上述實施例中，通過對具有較長壓力上升開始時間的電磁閥40將激勵開始時間ta前推校正時間Rt)，從而通過高壓泵22更精確地控制每次燃料排放的方面(即，燃料排放定時和燃料排放量)來補償該差異。
對于第一和第二電磁閥40中的每一個電磁閥，計算從螺線管41的激勵開始時間到燃料壓力的上升的開始時間的時間段，然后計算所計算的時間段之間的時間差。這導致能夠確定(電磁閥40)的柱塞25之間的響應的差異，S卩，從螺線管41的激勵開始到實際燃料排放的開始的響應的差異。基于第一和第二電磁閥40的螺線管41的壓力上升開始時間之間的時間差Dt，相對于參考時間不同地設定每個螺線管41的激勵開始時間，所述參考時間是螺線管(41)的預定目標激勵開始時間(即，上述最優(yōu)激勵開始時間)。具體而言，基于時間差Dt來計算校正值Rt，以校正第一和第二電磁閥40的激勵開始時間ta。通過利用校正值Rt來校正第一和第二電磁閥40中的任一個的激勵開始時間ta，從而補償從螺線管41的激勵的開始到 (電磁閥40的)柱塞25之間的實際燃料排放的開始的響應的差異，并且更精確地控制燃料排放定時和燃料排放量。(第二實施例)現在將解釋本發(fā)明的第二實施例。關于第二實施例的如下說明集中在第一和第二實施例之間的差異。在第一實施例中，計算(相應電磁閥40的)兩個不同柱塞25的燃料壓力改變模式之間的差異。在第二實施例中，通過一個凸輪24的三個凸輪凸起部使一個共同柱塞25進行往復運動，以從增壓室26排放燃料。將計算不同凸輪凸起部的燃料壓力改變模式之間的差異。包括高壓泵22的控制系統(tǒng)的基本配置與第一實施例類似。圖7示出了電磁閥40的螺線管41的激勵條件、電磁閥40的開啟/關閉條件以及燃料壓力的上升模式之間的示范型關聯(lián)，其中通過一個凸輪24的三個凸輪凸起部(24a、 24b,24c)使一個共同柱塞25進行往復運動，以從增壓室26排放燃料。在引擎的共同激勵條件和共同操作條件下，通過不同的凸輪凸起部排放增壓室26中的燃料。實際上，在不同凸輪凸起部24a、24b、24c的不同定時處激勵螺線管41。假設能夠忽略從電磁閥40的螺線管41的激勵開始時間到閥關閉時間的響應延遲。在時間點t21，開始電磁閥40的螺線管41的激勵。對于所有的三個凸輪凸起部， 能夠忽略從激勵開始時間到閥關閉時間的響應延遲。如實線所示，在時間點t21關閉電磁閥40。即，從激勵開始時間到閥關閉時間的時間段在不同凸輪凸起部之間是相等的。電磁閥40 —經關閉，則通過由柱塞25對增壓室26中的燃料進行加壓來開始燃料排放。由凸輪凸起部24a所移動的柱塞25排放的燃料的燃料壓力在時間點t23開始上升， 如實線所示。由凸輪凸起部24b所移動的柱塞25排放的燃料的燃料壓力在時間點t23也開始上升，如點劃線所示，但是燃料壓力的上升率(燃料壓力曲線的梯度)高于由凸輪凸起部 24a所引起的燃料排放的燃料壓力的上升率。由凸輪凸起部24c移動的柱塞25所排放的燃料的燃料壓力在同一時間點t23也開始上升，如雙點劃線所示，但是燃料壓力的上升率(燃料壓力曲線的梯度)低于由凸輪凸起部24a所引起的燃料排放的燃料壓力的上升率。如上所述，從電磁閥40關閉的時間點到燃料壓力開始上升的時間點的時間段Tel2與從燃料排放開始到檢測由壓力傳感器16的燃料壓力的上升的開始的壓力傳播時間相對應。柱塞25在時間點t25到達上死點，并且螺線管41然后被去激勵。能夠忽略從電磁閥40的螺線管41的去激勵到閥開啟時間的延遲響應。如實線所示，在時間點t25電磁閥40開啟。即，對于凸輪凸起部24a、24b、24c，由于柱塞25的移動使電磁閥40在同一時間點t25開啟。即使在時間點t5之后，燃料壓力將持續(xù)時間段Tel2 (與壓力傳播時間相對應)繼續(xù)上升。如上所述，燃料排放是否由凸輪凸起部24a、24b、24c引起可以產生在燃料排放之后的燃料壓力的差異，這導致燃料排放量的差異。在本實施例中，對于由凸輪凸起部24a、24b、24c所引起的每次燃料排放，計算螺線管41的激勵開始時間附近的燃料壓力的增加量?；谠黾恿恐g的差異，計算電磁閥40 的每個激勵開始時間的校正值，以使得燃料排放量可以彼此一致?，F在將參考圖8解釋時間差計算和控制處理。以短于50微秒(優(yōu)選為短于20微秒)的預定時間間隔，通過ECU 70的微型計算機71重復進行這一處理。為簡單起見，類似附圖標記通篇指的是類似步驟。首先，在步驟Sl 1，基于引擎速度NE和加速器開度ACC來計算共軌壓力的目標值 Pct0隨后，在步驟S12設定激勵開始時間，使得共軌壓力的實際值Pca與目標值Pct —致?；诩铋_始時間ta，在步驟S33通過由第一凸輪凸起部移動柱塞25來執(zhí)行第一電磁閥控制處理，在步驟S34通過由第二凸輪凸起部移動柱塞25來執(zhí)行第二電磁閥控制處理，在步驟S35通過由第三凸輪凸起部移動柱塞25來執(zhí)行第三電磁閥控制處理。在本實施例中，第一到第三凸輪凸起部分別與凸輪24的凸輪凸起部24a、24b、24c相對應。如上所述，圖6示出了電磁閥控制處理的子程序的流程圖。伴隨著第一、第二、第三凸輪凸起部24a、24b、24c中的每一個凸輪凸起部的移動，執(zhí)行電磁閥控制處理。參考圖 6，基于凸輪角傳感器18和曲軸角傳感器15的檢測信號，在S21確定增壓室26的容積是增加(在容積增加階段中)還是減小(在容積減小階段中)。如果在S21確定增壓室26的容積增加，則在步驟S22保持電磁閥40的螺線管41 未被激勵。另一方面，如果在步驟S21確定增壓室26的容積減小，則然后在步驟S23確定是否處于燃料排放周期(排放燃料的時間段)。如果在步驟S23確定處于燃料排放周期，則激勵螺線管41。另一方面，如果在步驟 S23確定不處于燃料排放周期，即，如果確定處于預行程周期，則保持螺線管41未被激勵。返回參考圖8中的流程圖，伴隨著凸輪凸起部24a、24b、24c的每個凸輪凸起部經由柱塞25進行移動，排放增壓室26中的燃料，并且在步驟S15由壓力傳感器16相繼地檢測燃料壓力?；谒鶛z測的燃料壓力，在步驟S36計算螺線管41的激勵開始時間附近的燃料壓力的增加量。針對凸輪凸起部24a、24b、24c中的每一個凸輪凸起部計算燃料壓力的增加量。具體而言，在步驟S36，通過計算在螺線管41的激勵的開始時間處所檢測的燃料壓力與在所檢測的壓力的上升的終止時間處所檢測的燃料壓力的壓力差，來獲得燃料壓力的增加量。在步驟S36計算出凸輪凸起部24a、24b、24c的燃料壓力的增加量之后，在步驟S37 計算所計算的增加量之間的差異。即，由于凸輪凸起部24a、24b、24c共享柱塞25與電磁閥 40，所以在步驟S36計算彼此不同的凸輪凸起部24a、24b、24c的燃料壓力的增加量之間的差異Dp。隨后，基于所計算的壓力增加量的差異Dp，在步驟S38對凸輪凸起部24a、24b、24c 中的每一個凸輪凸起部計算用于校正電磁閥40的激勵開始時間ta的校正值。具體而言， 對于具有最小壓力增加量的凸輪凸起部，計算前推電磁閥40的激勵開始時間ta的校正值Rta，并且對于具有最大壓力增加量的凸輪凸起部，計算使電磁閥40的激勵開始時間延遲的校正值Rtr。然后，處理結束。一旦計算出校正值Rta、Rtr，則微型計算機71可以使用計算的校正值Rta、Rtr來校正隨后的高壓泵控制處理中的激勵開始時間ta。作為示例，如圖7所示，可以假設第三凸輪凸起部(凸輪凸起部24c)具有第三最大(最小)壓力增加量，如雙點劃線所示，第一凸輪凸起部(凸輪凸起部24a)具有第二最大壓力增加量，如實線所示，并且第二凸輪凸起部 (凸輪凸起部24b)具有最大壓力增加量，如點劃線所示。在假設下，對于由第一凸輪凸起部所引起的燃料排放，基于共軌壓力的實際值與目標值Pct的壓力偏離、以及由曲軸角傳感器15所檢測的引擎速度NE，可以設定電磁閥40 的激勵開始時間ta。另一方面，通過校正值Rtr來校正第二凸輪凸起部的激勵開始時間ta， 以使得第二凸輪凸起部的壓力增加量可以與第一凸輪凸起部的壓力增加量一致。此外，通過校正值Rta來校正第三凸輪凸起部的激勵開始時間ta，以使得第三凸輪凸起部的壓力增加量可以與第一凸輪凸起部的壓力增加量相同。因此，第一到第三凸輪凸起部的激勵開始時間ta將彼此一致。上述本實施例具有如下優(yōu)點。通過壓力傳感器16相繼地檢測排放到高壓通道48中的燃料的壓力。在螺線管41 的共同激勵條件下，通過凸輪24的不同凸輪凸起部24a、24b、24c來排放增壓室26中的燃料。對于不同凸輪凸起部的具有螺線管41的共同激勵定時和共同去激勵定時的燃料排放， 檢測相對應燃料壓力改變模式，然后計算所檢測的燃料壓力改變模式之間的差異?；谌剂蠅毫Ω淖兡Ｊ街g的差異，針對每個凸輪凸起部控制螺線管41的激勵條件。因此，即使在不同凸輪凸起部24a、24b、24c之間的形狀尺寸存在較小差異的情況下， 也可以通過控制螺線管41的激勵條件來補償該差異，從而更精確地控制高壓泵22的每次燃料排放的方面，即燃料排放定時和燃料排放量。對于不同的凸輪凸起部24a、24b、24c，計算螺線管41的激勵開始時間附近的相應壓力增加量，然后計算所計算的壓力增加量之間的壓力差。這導致能夠得到不同凸輪凸起部之間的壓力增加量的差異，即，不同凸輪凸起部之間的實際燃料排放量的差異。基于壓力增加量的差異Dp，針對每個凸輪凸起部相對于參考時間將螺線管41的激勵開始時間設定成不同，所述參考時間是螺線管(41)的預定目標激勵開始時間(即，上述最優(yōu)激勵開始時間)。具體而言，基于壓力增加量的差異Dp，第二凸輪凸起部的具有最大壓力增加量的激勵開始時間ta延遲(校正值Rtr)，并且將第三凸輪凸起部的具有最小壓力增加量的激勵開始時間ta設定為提前或前推(校正值Rta)。這允許降低或消除不同凸輪凸起部的燃料排放量的差異，從而精確地控制燃料排放量。(其它實施例)本領域普通技術人員將會想到屬于具有前述說明書和附圖中存在的教導的優(yōu)點的本發(fā)明的許多變型和其它實施例。因此，應該理解，本發(fā)明不限于公開的特定實施例，并且這些變型和其它實施例也旨在包括在所附權利要求的范圍內。盡管此處采用了特定術語，然而這些術語用僅用于常見和描述性意義，而不是限制的目的。在第一實施例中，基于壓力上升開始時間的時間差Dt，通過前推該電磁閥的激勵開始時間ta來校正兩個電磁閥40中具有較長壓力上升開始時間的電磁閥的激勵開始時間ta?？商娲?，可以校正兩個電磁閥40的激勵開始時間ta，或可以通過延遲電磁閥的校正開始時間ta來校正兩個電磁閥40中具有較短壓力上升開始時間的電磁閥的激勵開始時間 ta。第一實施例適用于不同電磁閥的數量大于兩個的情況而不具有難度。在第二實施例中，基于燃料壓力增加量的壓力差Dp，通過延遲該凸輪凸起部的激勵開始時間ta來校正三個凸輪凸起部Ma、Mb、Mc中具有最大燃料壓力增加量的凸輪凸起部的激勵開始時間ta，并且通過前推該凸輪凸起部的激勵開始時間來校正三個凸輪凸起部Ma、Mb、Mc中具有最小燃料壓力增加量的凸輪凸起部的激勵開始時間ta?？商娲兀?通過差異延遲這些凸輪凸起部的激勵開始時間ta，可以校正三個凸輪凸起部Ma、Mb、Mc 中分別具有第一和第二最大燃料壓力增加量的兩個凸輪凸起部的激勵開始時間ta ；或通過差異前推這些凸輪凸起部的激勵開始時間ta，可以校正三個凸輪凸起部Ma、Mb、Mc中分別具有第一和第二最小燃料壓力增加量的兩個凸輪凸起部的激勵開始時間ta。第二實施例適用于不同電磁閥的數量大于三個電磁閥的情況而不具有難度。在第一實施例中，基于第一和第二電磁閥40的壓力上升開始時間的時間差Dt，可以將第一和第二電磁閥40的激勵開始時間ta設定成不同。可替代地，如在第二實施例中， 基于第一和第二電磁閥40的燃料壓力增加量的壓力差Dp，可以將激勵開始時間ta設定成不同。在這種實施例中，基于燃料壓力增加量的壓力差Dp，可以直接控制第一和第二電磁閥 40的燃料排放量。在第二實施例中，基于這些凸輪凸起部的燃料壓力增加量的壓力差Dp，可以將第一到第三凸輪凸起部Ma J4b、2k的激勵開始時間ta設定成不同?？商娲?，如在第一實施例中，基于這些凸輪凸起部的燃料壓力開始時間的時間差Dt，可以將第一到第三凸輪凸起部Ma、Mb、Mc的激勵開始時間ta設定成不同?？商娲?，基于壓力上升開始時間的時間差Dt的激勵開始時間ta的校正可以與基于燃料壓力增加量的壓力差Dp的激勵開始時間ta的校正進行組合。即，可以校正電磁閥40的激勵開始時間ta，從而可以使得在不同燃料排放之間的燃料排放定時的差異和燃料排放量的差異最小化?？商娲兀瑢τ?兩個電磁閥40)的兩個柱塞之一與三個凸輪凸起部Ma、Mb、Mc 之一的每對組合，可以基于壓力上升開始時間的時間差Dt來校正激勵開始時間ta;或可以基于燃料壓力增加量中的壓力差Dp來校正激勵開始時間ta。柱塞(電磁閥)的數量和凸輪凸起部的數量可以是任意的。即，本發(fā)明適用于至少具有多個柱塞或多個凸輪凸起部的任意高壓泵。在第一和第二實施例中，在增壓室沈的容積增加的時間段(容積增加階段)內設定注入器13的燃料注入周期。在注入器13的燃料注入周期與高壓泵22的燃料排放周期交疊的情況下，例如在引擎的燃料切斷模式期間，可以執(zhí)行參考圖5或圖8所描述的上述差異計算和控制處理。本發(fā)明不限于被配置為使壓力傳感器16檢測共軌12中的燃料壓力的上述特定實施例。在某些實施例中，可以檢測從共軌12到每個注入器13的燃料供應管道中的燃料壓力，或可以檢測從燃料引入部到每個注入器13的注入孔的燃料供應通道的燃料壓力。本發(fā)明不限于上述特定實施例，其中閥構件4 位于增壓室沈內，從而通過將閥構件44a向柱塞25移動到與閥座47a不密封嚙合來開啟電磁閥40，并且通過將閥構件4 從柱塞25移出到與閥座47a密封嚙合來關閉電磁閥40。在某些實施例中，閥構件4 可以被設置在增壓室26外側，其中通過閥構件4 經由閥彈簧46的推動力移出柱塞25來開啟電磁閥40，并且通過閥構件4 經由螺線管41的激勵移向柱塞25來關閉電磁閥40。在上述特定實施例中，正常開啟電磁閥40。可替代地，可以正常關閉電磁閥40，其中通過螺線管41的激勵來開啟電磁閥40。在上述特定實施例中，將螺線管41控制為通過施加電壓進行激勵?？商娲兀梢詫⒙菥€管41控制為通過施加電流進行激勵。這也能夠提供與上述實施例相同的優(yōu)點。在上述特定實施例中，柴油機被用作內燃機?？商娲?，可以使用汽油機。例如， 可以通過直接汽油噴射發(fā)動機的燃料供應系統(tǒng)中的高壓泵的控制裝置來體現本發(fā)明。
權利要求
1.一種用于高壓泵(22)的控制裝置(20)，其中所述泵(22)包括旋轉軸(23)，所述旋轉軸(23)設置有由一個或多個凸輪凸起部(24a，24b，24c)組成的凸輪(24)，所述旋轉軸由內燃機的驅動軸(14)來驅動；一個或多個柱塞(25)，每個柱塞通過所述凸輪的凸輪凸起部進行往復運動，以使得增壓室(26)的容積可變；以及一個或多個電磁閥(40)，所述一個或多個電磁閥(40)被設置成與所述一個或多個柱塞(25)相對應，通過激勵所述電磁閥(40)的螺線管(41)，每個電磁閥可操作地開啟和關閉所述增壓室(26)與低壓通道(49)之間的連通路徑(47)，其中伴隨著所述柱塞(25)的軸向活塞運動在所述增壓室的容積減小階段期間，關閉所述電磁閥以將所述增壓室中的燃料排放到高壓通道(49)中，所述裝置(20)包括燃料壓力檢測模塊(16)，用于相繼地檢測從所述增壓室排放的燃料的壓力；差異計算模塊(S13到S17，S33到S37)，用于在所述電磁閥(40)的所述螺線管(41)的共同激勵條件下，計算在多次燃料排放之間由所述燃料壓力檢測模塊相繼檢測的所述燃料壓力的燃料壓力改變模式的差異，所述燃料排放彼此之間的差異在于柱塞與凸輪凸起部的成對組合；以及激勵控制模塊(S18，S38)，用于基于由所述差異計算模塊計算的燃料壓力改變模式的差異來控制每次燃料排放的激勵條件。
2.根據權利要求1所述的裝置(20)，其中所述高壓泵(22)的所述凸輪(24)由多個凸輪凸起部(24a，24b，24c)組成，在所述電磁閥的共同激勵條件下，所述差異計算模塊(S17，S37)計算所述燃料排放之間的燃料壓力改變模式的差異，所述燃料排放彼此之間的差異在于所述多個凸輪凸起部之一與用于多個所述凸輪凸起部的一個共同柱塞的成對組合。
3.根據權利要求1所述的裝置(20)，其中所述高壓泵(22)包括通過所述凸輪(24)進行往復運動的多個柱塞，在所述電磁閥的共同激勵條件下，所述差異計算模塊(S13到S17, S33到S37)計算所述燃料排放之間的燃料壓力改變模式的差異，所述燃料排放彼此之間的差異在于所述多個柱塞之一與用于多個所述柱塞的一個共同凸輪凸起部的成對組合。
4.根據權利要求1所述的裝置(20)，其中所述電磁閥(40)的所述螺線管(41)的所述共同激勵條件包括所述電磁閥的所述螺線管的共同激勵開始時間，所述燃料壓力改變模式包括壓力上升開始時間，所述壓力上升開始時間是從所述螺線管(41)的共同激勵開始時間到由所述燃料壓力檢測模塊(16)相繼檢測的燃料壓力的上升的開始時間的時間段，所述差異計算模塊(S13到S17，S33到S37)計算所述燃料排放之間的壓力上升開始時間的差異。
5.根據權利要求4所述的裝置(20)，其中基于由所述差異計算模塊計算的壓力上升開始時間的差異，所述激勵控制模塊(S18，S38)相對于所述螺線管(41)的共同激勵開始時間將每次燃料排放的所述螺線管(41)的激勵開始時間設定成不同。
6.根據權利要求4所述的裝置(20)，其中基于由所述差異計算模塊計算的壓力上升開始時間的差異，所述激勵控制模塊(S18，S38)相對于參考時間將每次燃料排放的所述螺線管(41)的激勵開始時間設定成不同，所述參考時間是所述螺線管(41)的預定目標激勵開始時間。
7.根據權利要求1所述的裝置(20)，其中所述電磁閥(40)的所述螺線管(41)的共同激勵條件包括所述電磁閥的所述螺線管的共同激勵開始時間，所述燃料壓力改變模式包括在所述螺線管的所述共同激勵開始時間附近的壓力增加量，所述差異計算模塊(S13到S17，S33到S37)計算所述燃料排放之間的壓力增加量的差巳
8.根據權利要求7所述的裝置(20)，其中基于由所述差異計算模塊計算的壓力增加量的差異，所述激勵控制模塊(S18，S38)相對于所述螺線管(41)的所述共同激勵開始時間將每次燃料排放的所述螺線管的激勵開始時間設定成不同。
9.根據權利要求7所述的裝置(20)，其中基于由所述差異計算模塊計算的壓力增加量的差異，所述激勵控制模塊(S18，S38)相對于參考時間將每次燃料排放的所述螺線管的激勵開始時間設定成不同，所述參考時間是所述螺線管(41)的預定目標激勵開始時間。
10.根據權利要求1所述的裝置(20)，其中所述激勵控制模塊(S18，S38)被配置成基于由所述差異計算模塊計算的燃料壓力改變模式的差異來控制每次燃料排放的激勵條件， 使得所述燃料排放的燃料排放量彼此一致。
11.根據權利要求10所述的裝置(20)，其中所述共同激勵條件包括所述電磁閥(40) 的所述螺線管(41)的共同激勵開始時間，所述激勵控制模塊(S18，S38)被配置成控制每次燃料排放的所述螺線管(41)的所述激勵開始時間。
12.根據權利要求2所述的裝置(20)，其中所述高壓泵(22)包括多個柱塞(25)， 在所述電磁閥的共同激勵條件下，所述差異計算模塊(S13到S17, S33到S37)計算所述燃料排放之間的燃料壓力改變模式的差異，所述燃料排放彼此之間的差異在于所述多個柱塞之一與所述多個凸輪凸起部之一的成對組合。
13.根據權利要求1所述的裝置(20)，其中所述內燃機是柴油機。
14.根據權利要求13所述的裝置(20)，其中在所述增壓室(26)的容積減小階段期間， 所述增壓室(26)中的燃料經由所述高壓通道(48)被排放到共軌(12)中。
15.根據權利要求14所述的裝置(20)，其中所述燃料壓力檢測模塊(16)被設置在所述共軌(12)中，并且所述燃料壓力檢測模塊(16)相繼檢測在所述電磁閥(40)的所述螺線管(41)的激勵開始時間附近所述共軌中的壓力。
全文摘要
一種用于高壓泵(22)的控制裝置(20)，所述泵(22)至少具有多個柱塞或多個凸輪凸起部，所述控制裝置(20)能夠精確地控制燃料排放。所述泵(22)包括兩個柱塞(25)和由用于使所述柱塞進行往復運動的三個凸輪凸起部(24a，24b，24c)組成的凸輪(24)。在容積減小階段期間，通過將電磁閥(40)控制為關閉以將增壓室(26)中的燃料排放到高壓通道(48)中。在電磁閥的共同激勵條件下，微型計算機(71)計算由彼此不同的柱塞所引起的、在多次燃料排放之間由燃料壓力傳感器(16)相繼檢測的燃料壓力的燃料壓力改變模式的差異，然后基于所計算的燃料壓力改變模式的差異來控制每次燃料排放的激勵條件。
文檔編號F02M59/02GK102287303SQ20111016925
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權日2010年6月18日
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