使用了可变容量式燃料泵的高压燃料供给系统的制作方法

专利名称：使用了可变容量式燃料泵的高压燃料供给系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机中的使用了燃料泵的高压燃料供给系统，尤其涉及一种可变容量式高压燃料泵中的发热量的降低技术。
背景技术：
从环境保护的角度考虑，现在的汽车以清洁的排气和耗油量提高为目的，正在进行直接喷射式发动机(筒内喷射内燃机)的开发。筒内喷射内燃机是一种在气缸的燃烧室内直接进行由燃料喷射阀产生燃料喷射的内燃机，通过减小由燃料喷射阀喷射的燃料粒径，促进喷射燃料的燃烧，实现了排出气体中特定物质的削减和耗油量提高等。
其中，为了使从燃料喷射阀喷射的燃料粒径减小，需要寻求燃料高压化的方法，因此，提出了各种向燃料喷射阀压送高压燃料的高压燃料泵的技术(例如，参照专利文献1或者专利文献2)。
上述专利文献1所记载的技术，是一种通过根据燃料喷射阀的燃料喷射量，进行被供给的高压燃料的流量控制，来降低高压燃料泵驱动力的技术。作为流量控制机构，记载了常开阀式和常闭型2种电磁阀，无论在哪种情况下，都通过在喷出工序中操作吸入阀闭阀的时机，调节高压燃料泵所加压的燃料的容积。
另外，上述专利文献2所记载的技术是一种作为吸入阀而具备常闭型电磁阀的高压燃料泵。通过在吸入工序的中间时刻提供开阀信号，实现开阀操作时的阀体的冲击音的降低。
专利文献1特开2000-8997号公报专利文献2特开2005-69668号公报具备如上述专利文献1、2所公开的常闭型电磁阀的高压燃料泵有时根据运转模式，电磁阀会长时间连续通电。例如，当发动机制动时，在燃料不消耗的状态下，高压燃料泵不会继续喷出燃料。在这样的状态中，由于电磁阀保持开阀状态，所以电磁阀被连续通电。结果，产生了电磁阀过热、系统整体的消耗能量增大，和驱动电路负荷变大的课题。作为抑制电磁阀消耗电力的方法，有一种在驱动电路侧进行电流控制的方法，但是，一般来说电流控制电路成本高，在廉价的系统中无法采用电流控制方法。

发明内容
本发明鉴于上述课题而提出，其目的在于提供一种以廉价的构成降低电磁阀的发热量，并降低系统整体的消耗能量和负荷的高压燃料供给系统。
为了解决上述课题，本发明主要采用如下构成。
本发明提供一种高压燃料供给系统，具备高压燃料泵，其具有连通燃料的吸入通路和喷出通路的加压室、将上述加压室内的燃料压送到上述喷出通路的加压部件、设置在上述喷出通路内的喷出阀、和设置在上述吸入通路内的常闭型电磁阀，通过上述电磁阀的开关动作和上述加压部件的往复动作压缩上述加压室内的燃料；和控制器，其根据发动机的状态量运算对上述电磁阀的开阀信号和闭阀信号，向上述电磁阀提供驱动电流，上述控制器构成为在上述电磁阀开阀期间，施加比闭阀响应时间短的闭阀信号，所述闭阀响应时间是从施加上述闭阀信号后到上述电磁阀闭阀之前所需要的时间。而且，在上述高压燃料供给系统中，上述控制器构成为在上述电磁阀的开阀期间，交替周期性地施加闭阀信号和开阀信号。
另外，在高压燃料供给系统中，上述控制器构成为对上述发动机的转数或者电磁阀的驱动电压进行检测，根据上述所检测出的发动机转数或者驱动电压，更改上述电磁阀的开阀期间中的开阀信号时间和闭阀信号时间的比率。
根据本发明，通过燃料供给系统的控制装置在电磁阀的开阀期间中交替周期性地提供开阀信号和闭阀信号，能够实现电磁阀驱动电流的降低和发热量的降低。另外，也能够降低发动机整体的消耗电力。


图1是表示本发明实施方式所涉及的内燃机的高压燃料供给系统的整体构成的图。
图2是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的泵的电磁阀和泵控制器的电路结构的图。
图3是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的泵和泵控制器的动作状况的时序图。
图4是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的发动机转数和开阀时间/闭阀时间比率之间的关系图。
图5是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的电源电压和开阀时间/闭阀时间比率的关系图。
图6是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的泵的电磁阀和泵控制器的其他电路结构的图。
图7是表示图6所示的泵和泵控制器的动作状况的时序图。
图8是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的泵的电磁阀和泵控制器的其他电路结构的图。
图9是表示图8所示的泵和泵控制器的动作状况的时序图。
图中1-高压燃料泵，2-柱塞(plunger)，3-推杆(tappet)，5-阀体，6-喷出阀，8-电磁阀，10-吸入通路，11-喷出通路，12-加压室，51-低压泵，53-共轨，54-喷射器，56-压力传感器，59-泵控制器，63-上位控制器，90-线圈，91-衔铁(anchor)，92-弹簧，100-凸轮。
具体实施例方式
下面，参照图1～图9，对本发明实施方式所涉及的内燃机的高压燃料供给系统进行详细说明。图1是表示本发明实施方式所涉及的内燃机的高压燃料供给系统的整体构成的图。图2是表示本实施方式的高压燃料供给系统中泵的电磁阀和泵控制器的电路结构的图。图3是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的泵和泵控制器动作状况的时序图。图4是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的发动机转数和开阀时间/闭阀时间比率关系的图。图5是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的电源电压和开阀时间/闭阀时间比率关系的图。
另外，图6是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的泵的电磁阀和泵控制器的其他电路结构的图。图7是表示图6所示的泵和泵控制器的动作状况的时序图。图8是表示本实施方式的高压燃料供给系统中的泵的电磁阀和泵控制器的其他电路结构的图。图9是表示图8所示的泵和泵控制器的动作状况的时序图。
图中，1为高压燃料泵，2为柱塞，3为推杆，5为阀体，6为喷出阀，8为电磁阀，10为吸入通路，11为喷出通路，12为加压室，51为低压泵，53为共轨，54为喷射器，56为压力传感器，59为泵控制器，63为上位控制器，90为线圈，91为衔铁，92为弹簧，100为凸轮。
首先，使用图1，对本实施方式所涉及的使用了可变容量式燃料泵的燃料供给系统的构成进行说明。在泵主体1中形成有燃料吸入通路10、喷出通路11和加压室12。作为加压部件的柱塞2可以滑动地保持在加压室12中。为了使下流侧的高压燃料不逆流到加压室中，在喷出通路11中设置有喷出阀6。而且，在吸入通路10中设置有控制燃料吸入的电磁阀8。电磁阀8是常闭型的电磁阀，不通电时闭阀，通电时开阀。
燃料从油箱50通过压力调节器52调节到一定压力被低压泵51导入到泵主体1的燃料导入口。然后，被泵主体1加压，从燃料喷出口压送到共轨53。共轨53中安装有喷射器54、压力传感器56和安全阀58。安全阀58在共轨53内的燃料压力超过规定值时开阀，防止高压配管系统的破损。喷射器54按照发动机的气缸数进行安装，根据由喷射控制器65提供的驱动电流喷射燃料。压力传感器56将所获得的压力数据输送到控制器57。
控制器57根据从各种传感器得到的发动机状态量(曲轴旋转角、节流阀开度、发动机转数、燃料压力等)，计算出适当的喷射燃料量和燃料压力等，来控制泵1和喷射器54。控制器57有时也将计算出指令值和定时(timing)的上位控制器63，和直接控制泵和喷射器的控制器59、65作为不同个体而构成，还可以是集中这些部件构成1个单元。在本实施方式中，泵控制器59与上位控制器63作为不同个体，来控制控制泵1。
柱塞2通过基于发动机凸轮轴等而被旋转的凸轮100往复运动，改变加压室12内的容积。如果柱塞2下降，加压室12的容积扩大，则电磁阀8开阀，燃料从燃料吸入通路10流入加压室12。下面将该柱塞2下降的工序记为吸入工序。如果柱塞2上升，电磁阀8闭阀，则加压室12内的燃料被升压，通过喷出阀6被压送到共轨53。下面将该柱塞2上升的工序记为喷出工序。
如果在喷出工序中电磁阀8关闭，则在吸入工序中吸入到加压室12的燃料被加压，向共轨53侧喷出。如果在喷出工序中电磁阀8开阀，则在该期间燃料被推回吸入通路10侧，加压室12内的燃料不向共轨53侧喷出。这样，泵1的燃料喷出由电磁阀8的开关来操作。电磁阀8的开关由泵控制器59来操作。
作为构成部件，电磁阀8包括阀体5、在闭阀方向对阀体5施力的弹簧92、线圈90和衔铁91。如果线圈90中流经电流，则在衔铁91中产生电磁力，其被吸引到图中右侧，与衔铁91形成一体的阀体5开阀。如果线圈90中不流经电流，则通过在闭阀方向对阀体5施力的弹簧92，关闭阀体5。由于电磁阀8具有在不流过驱动电流的状态下进行闭阀的构造，所以，称其为常闭型电磁阀。
在吸入工序中，加压室12的压力变得比吸入通路10的压力低，基于该压力差，阀体5开阀，燃料被吸入加压室12中。此时，虽然弹簧92在闭阀方向对阀体5施力，但由于以由压力差产生的开阀力大的方式进行设定，所以阀体5开阀。这里，如果驱动电流流经线圈90，则磁吸引力向开阀方向作用，阀体5变得更容易开阀。
另一方面，在喷出工序中，由于加压室12的压力变得比吸入通路10高，所以不会产生使阀体5开阀的差压。这里，如果驱动电流不流经线圈90，则通过在闭阀方向对阀体5施力的弹簧力等，阀体5闭阀。另一方面，如果驱动电流流经线圈90，则磁吸引力在开阀方向对阀体5施力。
如果在吸入工序中开始向电磁阀8的线圈90提供驱动电流，在喷出工序中也继续提供，则阀体5保持开阀。在此期间，由于加压室12内的燃料逆流到低压通路10，所以不被加压。另一方面，如果在喷出工序中的某时刻中止提供驱动电流，则阀体5闭阀，加压室12内的燃料被加压，向喷出通路11侧喷出。如果中止提供驱动电流的时刻早，则被加压的燃料的容量大，如果时刻晚，则被加压的燃料的容量变小。控制器57通过控制阀体5关闭的时刻，来控制泵1的喷出流量。
图2表示泵控制器59驱动电路的一个例子。8’是模式地表示将图1所示的电磁阀8作为电抵和电感的例子。驱动电路包含电源61、控制电流的通电和切断的FET60、保护FET60不受浪涌电压(surge voltage)影响的齐纳二级管62。齐纳二级管62可以如图2所示是不同的个体，也可以装配在FET60内部。由虚线围成的范围是泵控制器59的构成部件。
如果从上位控制器63或者泵控制器59向FET60提供驱动信号，则电流从电源61经过A-B-C-D-E而流向接地线。另外，如果不提供驱动信号，则电路A-B-C-D-E内的电流被切断。即，提供给FET60的驱动信号为ON时，驱动电流流经电磁阀8’，而驱动信号为OFF时，驱动电流不流经电磁阀8’。
接着，使用图3对用本实施方式所涉及的高压燃料供给系统中的控制方法驱动高压燃料泵的动作例子进行说明。图3是表示本实施方式的燃料供给系统中的驱动信号和动作的时序图的例子。图3(1)的“柱塞位移”表示图1中的柱塞2的动作。上升表示加压行程，下降表示吸入行程。图3的例子表示柱塞2进行2次往复运动的期间。图3(2)的“电磁阀驱动信号”表示从泵控制器59或者上位控制器63向FET60提供的驱动信号。
如上所述，在驱动信号为ON的状态下驱动电流流经电磁阀8，在OFF的状态下流向电磁阀8的驱动电流被切断。由于在驱动信号为ON的状态下，电磁阀8的电磁力在开阀方向对阀体5施力，所以，驱动信号的ON对电磁阀8而言意味着开阀信号。另外，由于在驱动信号为OFF的状态下，没有在开阀方向对电磁阀8施力的电磁力，基于弹簧92的弹力而被闭阀，所以，驱动信号OFF对电磁阀8而言意味着闭阀信号。
图3(3)的“C点电位”表示图2的驱动电路中C点的电位。驱动信号为OFF时与电源电压(VB)同位，驱动信号为ON时变为与接地(GND)同位。图3(4)的“电磁阀驱动电流”表示流经电磁阀8的电流。如果图3(2)所示的电磁阀驱动信号变为ON则电流流动，如果变为OFF则被切断。由于电磁阀8具有电感，所以，电流的上升相对于驱动信号延迟。图3(5)的“阀体位移”表示阀体5的位移。“开”位置是图1中阀体5向右方向移动的状态，是吸入通路10和加压室12连通的状态。“闭”位置是阀体5向左方向移动的状态，是吸入通路10和加压室12被切断的状态。
在吸入工序中，由于加压室12的压力变得比吸入通路10的压力低，所以，基于该压力差阀体5自然地开始向开阀方向移动。此时，如果进而驱动电流流经电磁阀8，则向开阀方向产生磁吸引力，阀体5的开阀动作被进一步加速。另一方面，喷出工序中的阀体5仅有磁吸引力维持开阀。如果没有驱动电流流经的状态持续某一期间，则阀体5返回到闭位置。关于从驱动信号为OFF之后到阀体5闭阀所需要的时间，以下称为“闭阀响应时间”(从电磁阀驱动信号的OFF时刻到阀体5实际关闭为止，仅由闭阀响应时间而产生的响应延迟)。
如果阀体5闭阀，则加压室12的压力上升，燃料被喷出。图3(6)的图形表示加压室内的压力。在加压工序中，从阀体5闭阀的时刻开始升压，到加压工序结束之前，持续燃料喷出。燃料喷出的期间是图3(1)的斜线部分表示的期间。该期间越长，燃料喷出量变得越多。
当内燃机的输出高时等，泵1需要喷出大量燃料的状态下，为了延长喷出期间，提前将电磁阀驱动信号OFF，从加压工序开始时使阀体5闭阀。另外，当内燃机输出低时等，泵1只需要喷出少量燃料的状态下，为了缩短喷出期间，以慢的定时将电磁阀驱动信号OFF，从加压工序的后半程使阀体5闭阀。由于阀体5的闭阀存在规定的延迟时间，所以，将电磁阀驱动信号OFF的时刻，与希望关闭阀体5的期望时刻相比，会提前闭阀延迟时间量来提供。
如图3(2)的图形所示，在1次开阀期间中(如图3(5)所示那样在阀体5的开阀期间中)重复多次ON/OFF来提供电磁阀驱动信号。如果在阀体5开阀期间提供OFF信号，则阀体5要闭阀，但是如果此期间相对于闭阀响应时间短，则在闭阀之前会被提供下一个ON信号，由此，阀体5维持开阀。另一方面，如果比闭阀响应时间长的期间持续提供OFF信号，则阀体5闭阀，泵1开始燃料喷出。这样如果在开阀期间中提供比闭阀响应时间短的OFF信号(闭阀信号)，则可以降低流经电磁阀8的电流值，并降低发热量。
图3(4)用实线表示在开阀期间中具有OFF信号时的电流波形，用虚线表示没有OFF信号时的电流波形。在开阀期间中没有OFF信号(连续为ON)时，驱动电流达到饱和电流；在开阀期间中具有OFF信号时，与连续通电时相比电流值被降低。另外，由于每当提供OFF信号时电流值都下降，所以，发热量的累积值也降低。由于OFF信号的长度是阀体5不闭阀程度的长度，所以，可以实现这样的控制方法。
另外，图3(5)所示的阀体5的开阀期间中的阀体位移，表示出持续阀开状态的例子，但是不局限于此，也可以是阀体5向闭方向移动某种程度，然后再次变为开状态的阀移动。即，由于即使阀体向闭方向移动某种程度，加压室12内的燃料通过阀体5和阀座的间隙，也能够逃入燃料吸入通路10，所以，加压室12的压力不会上升。换言之，阀体5只要开到加压室12内的燃料会逃到燃料吸入通路10的程度即可(可以不是完全开的状态)。
本实施方式是关于电磁阀以电磁阀驱动信号ON开阀，以OFF闭阀的构成的适用例子。如果电磁阀驱动信号的指令为逆(ON＝闭阀，OFF＝开阀)时，则只要在开阀期间中提供不闭阀程度长度的ON信号即可。无论在哪种构成中，通过在电磁阀8的开阀期间中，电磁阀8施加不闭阀程度的短的闭阀信号，都能够实现本实施方式。
另外，除了本实施方式中的在电磁阀开阀期间中，提供比电磁阀的闭阀响应时间短的开阀信号的控制方法之外，可以通过采用根据内燃机的运转状态来改变开阀期间中的开阀信号和闭阀信号的时间比率的方法，实现进一步的发热量降低。即，如图4所示，根据发动机转数的上升来增加开阀期间中的开阀信号和闭阀信号的时间比率。
其理由在于，电磁阀的闭阀响应时间根据发动机的运转状态而变化。具体而言，发动机转数和柱塞2的动作速度成比例，且电磁阀8的动作速度也通过柱塞2搅拌的燃料受到影响。因此，整体具有发动机转数越低闭阀响应时间越长，发动机转数越高闭阀响应时间越短的倾向。
通过利用上述倾向，在发动机转数低时增长闭阀信号进行提供，能够进一步降低电磁阀8的发热量。作为具体的实施方法，有在例如计算电磁阀驱动信号的上位控制器63或者泵控制器59中装载映射控制(mapcontrol)ON/OFF信号比率的逻辑电路的方法。在发动机转数小时，对其进行检测，并以使闭阀信号更长(使电磁阀的驱动信号ON时间更短)的方式进行控制，能够实现电磁阀发热量的进一步降低。
另外，作为电磁阀发热量的进一步降低方法如图5所示，根据电源电压的上升来减少开阀期间中的开阀信号和闭阀信号的时间比率。在驱动电磁阀的电压高时，与电压低时相比驱动电流的上升快。因此，与由低电压驱动相比，能够以短的ON时间维持开阀。如果利用该倾向在电源电压高时对其进行检测并缩短ON时间，则能够降低电磁阀8的发热量和系统的电气消费量。
以上说明的为了进一步的降低发热量，根据内燃机的运转状态改变开阀期间中的开阀信号/闭阀信号时间比率的控制方法，举例说明发动机转数和电源电压作为运转状态的例示，但不局限于此，也可以是燃料泵喷出的燃料流速、加压部件(柱塞2)的动作速度、燃料泵的喷出流量。这些运转状态的例示是与发动机转数和发动机负荷(例如喷出流量)相关的参数。在这些参数中，柱塞动作速度能够作为发动机转数被检测，喷出流量能够作为喷射器喷射量被检测。以根据该检测值更改开阀信号/闭阀信号时间比率来进行控制。
接着，使用图6和图7对本实施方式中的高压泵的其他驱动、控制动作进行说明。图6是与图2不同的其他电路结构的例子。8a’是将图1所示的电磁阀8作为电抵和电感而模式地表示的图。驱动电路包含电源61a、控制电流的通电和切断的FET60a和续流二极管62a。续流二极管62a，构成使由电磁阀8a’的反电动势产生的电流循环的电路B-C-D-E。虚线包围的范围是泵控制器59的构成部件。
如果驱动信号从上位控制器63或者泵控制器59提供给FET60a，则电流从电源61a经过A-B-C-D-E-F流向地。另外，如果驱动信号从ON状态向OFF切换，则由电磁阀8a’的反电动势而产生的电流，一边在电路B-C-D-E内循环一边衰减。与上述实施例一样，在向FET60a提供驱动信号时，构成驱动电流流经电磁阀8a’的结构图7表示图6所示的电路结构的驱动信号和阀动作的时序图的例子。与图3相同，图7(1)的“柱塞位移”表示图1中的柱塞2的往复动作，图7(2)的“电磁阀驱动信号”表示从泵控制器59或者上位控制器63向FET60a提供的驱动信号。在驱动信号为ON的状态下，驱动电流流经电磁阀8，在OFF状态下流经电磁阀8的驱动电流衰减。与图1～图3所示的构成例相同，驱动信号的ON意味着电磁阀8的开阀信号，驱动信号的OFF意味着电磁阀8的开阀信号。
图7(3)的“D点电位”表示图6的驱动电路中D点的电位。驱动信号为OFF时与电源电压(VB)同位，驱动信号为ON时变为与地(GND)同位。图7(4)的“电磁阀驱动电流”表示流经电磁阀8的电流。如果图7(2)所示的电磁阀驱动信号变为ON则电流增加，如果变为OFF则衰减。图7(5)“阀体位移”表示阀体5的位移。控制阀体5闭阀的时刻，来控制喷出流量的流量控制方式与图1～图3所示的方式相同。
与图2的电路结构不同点在于，电磁阀驱动电流的衰减需要时间，从电磁阀驱动信号变为OFF之后，到阀体5闭阀之前的时间(闭阀响应时间)长。在该情况下，从吸入工序直到喷出工序，在阀体5开阀的期间中也周期性地提供电磁阀驱动信号的ON/OFF。于是，驱动电流如图7(4)的实线所示，交替反复电流的增加和衰减，形成模拟的电流控制那样的波形(如图7(4)所示的驱动电流那样，不实施直接的电流控制，通过实施电磁阀驱动信号的周期的ON/OFF，模拟地形成图7(4)所示的驱动电流)。与无由虚线表示的OFF信号的情况比较，由于平均电流降低，所以能够降低电磁阀8的发热量和系统整体的消耗电力。另外，由于该电路结构如图2所示的电路那样，浪涌电压不会负载于FET60和齐纳二级管62，所以，具有电气电路的耐久性优异的优点。
接着使用图8和图9，对本实施方式的高压泵的其他驱动、控制动作进行以下说明。图8是与图2不同的其他电路结构的例子，是并用2个FET进行驱动的电路的例子。
在电流导通时，向FET60b和60c提供ON信号。于是，电流从电源61b开始流动，通过A-E-B-C-D-F而流动。接着，如果在向FET60C提供了ON信号的状态下，将FET60b的驱动信号变为OFF时，电流沿B-C-D-E循环衰减。如果驱动信号1和2两方都变为OFF，则循环的电流将瞬时消失。
图9是表示图8所示的驱动电路中的驱动信号和阀体动作的时序图的例子。与上述图2和图6的驱动电路例不同，电磁阀驱动信号存在着FET60b的指令值为“驱动信号1”和FET60c的指令值为“驱动信号2”的2个系统。这些信号由泵控制器59或者上位控制器63运算，向FET60b和60c提供。图9(4)的“C点电位”表示图8的驱动电路中C点的电位。在驱动信号1为OFF时与电源电压(VB)同位，在驱动信号1为ON时与地(GND)同位。
图9(5)的“电磁阀驱动电流”表示流经电磁阀8的电流。如果在驱动信号2为ON时驱动信号1变为ON则电流增加；如果在驱动信号2为ON时驱动信号1变为OFF则电流衰减。驱动信号2为ON期间的电磁阀驱动电流与图6所示的续流电路一样，反复增减。驱动信号1和驱动信号2同时为OFF时电流波形与图2所示的电路一样，被瞬时切断。
在该电路结构中，从吸入工序到喷出工序，驱动信号2在阀体5开阀的期间中保持ON，对于驱动信号1而言，周期性地提供ON/OFF。于是，与图7的构成例相同，电磁阀驱动电流如图7(5)实线所示，交替反复电流的增加和衰减，进行模拟的电流控制。与没有以虚线表示的OFF信号的情况相比较，由于平均电流降低，所以，能够降低电磁阀8的发热量和系统整体的消耗电力。而且，由于在此期间FET60b和FET60c不负荷浪涌电压，所以，具有电气电路的耐久性优异的优点。并且，与图2所示的电路相同，最后的电流的切断提前，能够得到与图2的电路同样短的闭阀响应时间。
另外，作为实施本发明实施方式中的高压燃料供给系统的控制的条件，也可以将发动机转数和发动机负荷等参数设定为发动条件。在限定于特定的发动机转数或者发动机负荷时，实施本实施方式所涉及的控制方法(在电磁阀开阀期间提供比电磁阀的闭阀响应时间短的开阀信号的控制方法)会变得更有效。例如，在发动机转数小时，由于闭阀响应时间长，所以能够增长闭阀信号，可以进一步降低发热量，变得有效。相反，由于在发动机转数大时必须减小闭阀信号的时间间隔，所以，即使采用本实施方式涉及的控制方法，也不能太期待发热量降低，因此，如果限定在特定的发动机转数时采用本实施方式涉及的控制方法，则变得有效。这样，当对发动机转数或者发动机负荷进行检测，上述所检测的值超过阀值时，也能够将开阀期间中的闭阀信号的时间长度设为零，作为简单的控制方法(可以依赖发动机转数或者发动机负荷的大小进行控制，以起到发热量降低的效果，另一方面，在不期待该效果时，可以将闭阀信号设定为零进行控制)。
此外，以往存在着使用电流控制的方法作为降低驱动电流的方法，一般，具有检测电流值进行反馈的功能的电流控制电路价格昂贵。本发明的实施方式如图2、图6、图8所示的电路结构，以不具有电流检测装置和反馈电路的电路也能够实施，可以降低系统的成本。
如上所述，本发明实施方式的高压燃料供给系统具有如下构成并发挥功能或作用的系统。即，具备可变容量式高压燃料泵，其具有连通燃料的吸入通路和喷出通路的加压室、将加压室内的燃料压送到喷出通路的加压部件、设置在喷出通路内的喷出阀和设置在吸入通路内的常闭型电磁阀，通过控制开关电磁阀的时刻，来调节加压部件所压缩的燃料量；驱动机构，其向电磁阀提供驱动电流；和筒内喷射发动机的控制装置，其向驱动机构提供电磁阀的开阀信号和闭阀信号；控制装置在电磁阀的开阀期间中提供比电磁阀闭阀动作所需要的时间短的长度的闭阀信号。由此，既能维持电磁阀开阀，又能避免对电磁阀连续通电，由此可以降低电磁阀的发热量。
而且，由于在驱动电流达到饱和电流之前切断开阀信号，所以，能够降低驱动电流的峰值。结果，在能够降低电磁阀发热量的同时，和能够实现系统整体的消耗电力降低和降低输向驱动电路的负荷。并且，由于本发明的控制方法不需要电流反馈功能，所以，能够实现驱动机构的低成本化。另外，控制装置在电磁阀开阀时交替地周期性提供开阀信号和闭阀信号，使电磁阀保持开阀。由此，能够有效地设置更多的通电中止期间，可以进一步实现发热量降低。
并且，根据流经泵内部的燃料的流速，改变开阀信号和闭阀信号的长度比率。电磁阀的响应时间受流经泵内部的燃料的流速影响。即，由于流速快时作用于电磁阀的流体力大，所以闭阀动作变快。另一方面，流速慢时的闭阀动作慢。因此，流速慢时即使增长提供闭阀信号，也能够维持开阀。因此，流速慢时，即对于所喷出的燃料的流速慢时，能够降低开阀信号的比率，可以进一步降低发热量。
另外，控制装置具有检测加压部件的动作速度、电磁阀的驱动电压、喷出流量的机构，具有根据动作速度、驱动电压、喷出流量改变开阀信号和闭阀信号比率的机构。由此，根据各动作速度、驱动电压和喷出流量，可以设置最大限度的通电中止期间，由此，能够进一步降低发热量。
此外，加压部件的动作速度越慢，开阀信号相对闭阀信号的长度比率越小。由于加压部件的动作速度慢时作用于电磁阀的流体力弱，所以，即使开阀信号的长度比率变小也能够保持开阀。通过根据内燃机的运转状态提供最小限度的开阀信号，可以进一步降低发热量。而且，电磁阀的驱动电压越高，开阀信号相对闭阀信号的长度比率越小。由于在驱动电压高时电磁阀中流过的电流值大，所以，在比驱动电压低时短的通电时间内能够得到充分的开阀保持力。因此，驱动电压高时减少通电时间，可以降低高电压驱动时的发热量。这样，在本实施方式的高压燃料供给系统的控制装置中，可以在开阀操作中提供闭阀信号，实现电磁阀的发热量降低和系统整体消耗电力的降低。
权利要求
1.一种高压燃料供给系统，具备高压燃料泵，其具有连通燃料的吸入通路和喷出通路的加压室、将所述加压室内的燃料压送到所述喷出通路的加压部件、设置在所述喷出通路内的喷出阀、和设置在所述吸入通路内的常闭型电磁阀，通过所述电磁阀的开关动作和所述加压部件的往复动作压缩所述加压室内的燃料；和控制器，其根据发动机的状态量运算对所述电磁阀的开阀信号和闭阀信号，向所述电磁阀提供驱动电流，所述控制器构成为在所述电磁阀开阀期间，施加比闭阀响应时间短的闭阀信号，所述闭阀响应时间是从施加所述闭阀信号后到所述电磁阀闭阀之前所需要的时间。
2.根据权利要求1所述的高压燃料供给系统，其特征在于，所述施加的闭阀信号的时间长度是所述电磁阀没有达到闭阀的时间长度。
3.根据权利要求1或2所述的高压燃料供给系统，其特征在于，所述控制器在所述电磁阀的开阀期间中，交替周期性地施加闭阀信号和开阀信号。
4.根据权利要求1、2或3所述的高压燃料供给系统，其特征在于，所述控制器检测所述发动机的转数，根据所述检测出的发动机转数，变更所述电磁阀的开阀期间中的开阀信号时间和闭阀信号时间的比率。
5.根据权利要求4所述的高压燃料供给系统，其特征在于，所述开阀信号时间相对所述闭阀信号时间的比率，随着所述发动机转数降低而减小。
6.根据权利要求1、2或3所述的高压燃料供给系统，其特征在于，所述控制器检测所述电磁阀的驱动电压、所述加压部件的动作速度或者所述高压燃料泵的喷出流量，根据所述检测出的驱动电压、动作速度或者喷出流量，更改所述电磁阀的开阀期间中的开阀信号时间和闭阀信号时间的比率。
7.根据权利要求4所述的高压燃料供给系统，其特征在于，所述开阀信号时间相对所述闭阀信号时间的比率，随着所述电磁阀的电源电压增高而变小。
8.根据权利要求3所述的高压燃料供给系统，其特征在于，所述控制器检测发动机转数或者发动机负荷，在所述检测出的值超过阈值时，将所述开阀期间中的闭阀信号的时间长度设为零。
全文摘要
一种发动机的高压燃料供给系统，不使用高价的电流控制电路，以简易的构成来降低电磁阀的发热量。具备高压燃料泵，其具有燃料的加压室、将加压室内的燃料压送到喷出通路的加压部件和设置在吸入通路内的常闭型电磁阀，通过电磁阀的开关动作和加压部件的往复动作压缩加压室内的燃料；和控制器，其根据发动机的状态量运算向电磁阀的开阀信号和闭阀信号，向电磁阀提供驱动电流，控制器在电磁阀的开阀期间施加比闭阀响应时间(参照图3(5))短的闭阀信号(参照图3(2)、(4))，所述闭阀响应时间是从施加闭阀信号后到电磁阀闭阀之前所需要的时间。另外，控制器在电磁阀的开阀期间，交替周期性地施加闭阀信号和开阀信号(参照图3(2))。
文档编号F02M59/36GK1952381SQ20061013596
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月16日 优先权日2005年10月19日
发明者德尾健一郎, 山田裕之, 臼井悟史 申请人:株式会社日立制作所