CN102287303B - 用于高压泵的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于高压泵(22)的控制装置(20)，所述泵(22)至少具有多个柱塞或多个凸轮凸起部，所述控制装置(20)能够精确地控制燃料排放。所述泵(22)包括两个柱塞(25)和由用于使所述柱塞进行往复运动的三个凸轮凸起部(24a，24b，24c)组成的凸轮(24)。在容积减小阶段期间，通过将电磁阀(40)控制为关闭以将增压室(26)中的燃料排放到高压通道(48)中。在电磁阀的共同激励条件下，微型计算机(71)计算由彼此不同的柱塞所引起的、在多次燃料排放之间由燃料压力传感器(16)相继检测的燃料压力的燃料压力改变模式的差异，然后基于所计算的燃料压力改变模式的差异来控制每次燃料排放的激励条件。

Description

用于高压泵的控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于高压泵的控制装置，所述高压泵与诸如柴油机的内燃机一起使用。

背景技术

在如日本专利No.2690734中所描述的用于高压泵的传统控制装置中，当由于凸轮轴的旋转使柱塞降低以开启馈送孔时，燃料然后通过开启的馈送孔被引入增压室。随后，提升柱塞，以首先关闭馈送孔并且进一步向上移动超过馈送孔。当电磁阀一经接收到控制脉冲而被激励时，电磁阀的阀构件关闭，以中断增压室与低压通道之间的连通路径，使得开始通过柱塞对增压室中的燃料进行加压。当燃料排放阀的阀构件通过增压室中被加压的燃料抵着燃料排放阀的复位弹簧移动到开启位置时，将被加压的燃料通过排放端口构件排放到共轨中。

在日本专利No.2690734所公开的控制装置中，共轨中设置有用于检测共轨燃料压力的压力传感器。控制来自高压泵的燃料排放量(或数量)，使得由压力传感器产生的信号是对于改变引擎负载和速度为最佳的预定值。

在日本专利No.2690734所公开的高压泵的控制装置中，泵具有三个凸轮(每个凸轮具有两个凸轮凸起部)以及三个相对应的柱塞。对于每个柱塞的每次燃料排放，在柱塞的外周表面已经关闭了馈送孔之后，在预定的定时对螺线管进行电激励，以将电磁阀的阀构件移动至利用阀座进行密封啮合，从而设定柱塞的加压操作开始的定时。因而，控制对电磁阀的电源的定时，以改变或调节从泵进入共轨的燃料排放量。

然而，在日本专利No.2690734所公开的控制装置中，加压操作开始的定时以及燃料排放量可能随着柱塞的不同排放操作而改变。

考虑到上述问题，本发明的示范性实施例涉及提供一种用于高压泵的控制装置，所述高压泵至少包括多个凸轮凸起部或多个柱塞，所述装置能够精确地控制每次燃料排放的方面(或特性)。

发明内容

根据本发明的示范性方面，提供了一种用于高压泵的控制装置。所述泵包括：旋转轴，设置有由一个或多个凸轮凸起部所组成的凸轮，通过内燃机的驱动轴来驱动所述旋转轴；一个或多个柱塞，每个柱塞通过所述凸轮的凸轮凸起部进行往复运动，以改变增压室的容积；以及一个或多个电磁阀，设置为与所述一个或多个柱塞相对应，每个电磁阀用于通过激励所述电磁阀的螺线管来开启和关闭所述增压室与低压通道之间的连通路径，其中由于所述柱塞的轴向活塞运动，在所述增压室的容积减小阶段期间关闭所述电磁阀，以将所述增压室中的燃料排放到高压通道中。

所述装置包括：燃料压力检测模块，用于相继检测从所述增压室排放的燃料的压力；差异计算模块，用于在所述电磁阀的所述螺线管的共同激励条件下，计算在多次燃料排放之间由所述燃料压力检测模块相继检测的所述燃料压力的燃料压力改变模式的差异，所述燃料排放彼此之间的差异在于所述柱塞与所述凸轮凸起部的成对组合；以及激励控制模块，用于基于由所述差异计算模块计算的燃料压力改变模式的差异来控制每次燃料排放的激励条件。

利用这种配置，具有凸轮的旋转轴由内燃机的驱动轴所驱动，其允许柱塞通过凸轮的一个或多个凸轮凸起部进行往复运动，从而使得增压室的容积可变。此外，电磁阀的螺线管的激励控制允许增压室与低压通道之间的连通路径开启和关闭。通过在容积减小阶段期间将电磁阀控制为关闭，能够使增压室中的燃料被排放到高压通道中(同时由于柱塞的运动使增压室的容积减小)。高压泵至少包括多个凸轮凸起部或多个柱塞。例如，一个凸轮可设置有多个凸轮凸起部，或一个凸轮可设置有多个柱塞，或多个凸轮凸起部可以均设置有柱塞。

通过燃料压力检测模块来相继地检测被排放到高压通道中的燃料的压力。然后，在所述电磁阀的共同激励条件下，计算在所述多次燃料排放之间由燃料压力检测模块相继检测的燃料压力的燃料压力改变模式的差异。所述燃料排放彼此之间的差异在于柱塞和凸轮凸起部的成对组合。成对组合包括一个特定柱塞与凸轮的多个凸轮凸起部之一的组合，或多个柱塞之一与一个特定凸轮凸起部的组合。

基于多次燃料排放的燃料压力改变模式之间的差异，针对每次燃料排放控制螺线管的激励条件。因此，即使在存在不同柱塞/凸轮凸起部之间的形状和/或尺寸的较小差异或不同电磁阀(在存在多个螺线管的情况下)之间的响应的较小差异的情况下，也能够通过控制螺线管的激励条件来补偿该差异，从而更精确地控制高压泵的每次燃料排放，例如燃料排放定时和燃料排放量。

附图说明

在附图中：

图1示意性示出了本发明的高压泵控制系统；

图2示意性示出了电磁阀(燃料排放控制阀)；

图3示意性示出了燃料吸入的时序图与高压泵的排放操作；

图4是示意性示出了燃料压力如何随不同的柱塞改变的时序图；

图5示意性示出了根据本发明第一实施例的差异计算和控制处理的流程图；

图6示意性示出了电磁阀控制处理的流程图；

图7是示意性示出了燃料压力如何随不同的凸轮凸起部改变的时序图；以及

图8示意性示出了根据本发明第二实施例的差异计算和控制处理的流程图。

具体实施方式

(第一实施例)

现将参考附图解释用于向车辆的内燃机(例如柴油机)供应燃料的高压泵的控制系统。在控制系统中，如图1所示，电子控制单元(ECU)控制来自高压泵的燃料排放定时与燃料排放量，以控制用于累积高压燃料的共轨中的燃料压力(共轨压力)。

参考图1，燃料箱11中的燃料通过燃料泵20进行抽吸和加压，然后被排放到共轨12中。被排放到共轨12中的高压燃料在其间进行累积，然后从相应的注入器13直接注入到引擎汽缸中。

对燃料泵20进行如下配置。燃料泵20包括低压泵21与高压泵22。通过低压泵21从燃料箱11抽吸燃料，然后通过高压泵22进行加压。加压后的高压燃料然后被排放到共轨12中。

低压泵21可以是摆线型馈送泵，其中由于转子的相对旋转使得在内部转子与外部转子之间限定的空间反复扩张和收缩，以吸取和排放燃料。高压泵22可以是包括多个柱塞25(本实施例中是两个柱塞)的柱塞式泵，其中由于每个柱塞的轴向活塞运动使燃料被吸取和排放。应该注意，为了简化起见，在图1中仅示出被布置为彼此平行的两个柱塞25中的一个柱塞。低压泵21与高压泵22可操作地连接到将由曲柄轴14的旋转进行驱动的曲柄轴14(作为引擎输出轴的驱动轴)。

对高压泵22进行如下配置。高压泵22包括凸轮轴23(旋转轴)，由引擎的曲柄轴14旋转地驱动；一个或多个柱塞25，每个柱塞均通过凸轮轴23上的凸轮24进行往复运动，以使得增压室26的容积可变；对于每个柱塞25，还包括通过激励螺线管41进行开启和关闭的电磁驱动型电磁阀40(还被称为排放控制阀)。在本实施例中，高压泵22包括两组，每组由凸轮24、柱塞25以及电磁阀40组成。

凸轮轴23可操作地连接到曲柄轴14，并且伴随着运行引擎的曲柄轴14的旋转而被旋转驱动。凸轮轴23设置有由多个凸轮凸起部24a、24b、24c(本实施例中是三个凸轮凸起部)组成的凸轮24，每个凸轮凸起部沿径向方向凸出。凸轮24用于通过由凸轮随行件28可旋转地支撑的转子29来使柱塞25沿柱塞的径向方向进行往复运动。

柱塞25可滑动地且油封地容纳在壳体31内的柱体32中。柱塞25的下端面与凸轮随行件28的上端面接触。柱塞25的下端面设置有弹簧垫圈33，在该垫圈和柱体32的一部分之间设置有轴向弹簧34。通过抵着凸轮随行件28(抵着凸轮轴23)的轴向弹簧34来推动柱塞25。

由柱塞25的上端表面和柱体32(柱体32的内壁)来限定增压室26。伴随着柱塞25的轴向移动燃料被吸入到增压室26内。吸入的燃料从增压室26排放出去。具体而言，当柱塞25沿容积增加方向(即，朝向凸轮轴侧)移动以使得增压室26的容积增加时，通过低压泵21从燃料箱11所抽吸的燃料被引入到入口管35内，然后被吸入到增压室26内。另一方面，当柱塞25沿容积减小方向(即，离开凸轮轴侧)移动以使得增压室26的容积减小时，从增压室26排放增压室26中的燃料。

电磁阀40沿柱塞25的轴向方向设置在增压室26的与柱塞25相对的一侧。图2示意性示出了电磁阀40。

如图2所示，电磁阀40包括沿柱塞25的轴向方向移动的针44。电枢42设置在针44的一端。阀构件44a设置在针44的另一端。阀构件44a位于增压室26中，并且开启与关闭增压室26与低压通道49之间的连通路径47。更具体而言，阀弹簧46将阀构件44a推动为离开阀垫47a，并且通常保持在开启位置处。这允许增压室26与低压通道49之间的连通路径47开启(电磁阀40的开启条件)。当激励螺线管41以将电枢42向螺线管41吸引时，阀构件44a移动为与阀座47a密封啮合，并且保持在关闭位置。这允许增压室26与低压通道49之间的连通路径47关闭或中断(电磁阀40的关闭条件)。

在本实施例中，电磁阀40设置有板45。板45位于柱塞25与阀构件44a之间的增压室26中，并将增压室26分隔为柱塞25侧部与阀构件44a侧部。板45包括通孔45a，经由该通孔45a使得柱塞25侧部可与阀构件44a侧部连通，从而允许燃料从柱塞25转移到阀构件44a，反之亦然。

再次参考图1，排放阀36用作检查阀，其在增压室26中的燃料压力超过预定压力的情况下开启。当排放阀36开启时，增压室26变为可与共轨12连通。这允许增压室26中的高压燃料经由高压通道48和排放阀36被排放到共轨12中。

此外，本实施例的系统包括曲轴角传感器15，该传感器对于引擎的每个预定曲轴角均输出矩形曲轴角信号(如30度的曲轴角(CA)周期)；燃料压力传感器16，检测共轨12中的燃料压力；加速器传感器17，通过驱动器检测引擎加速器的致动量；以及凸轮角传感器18，检测每个柱塞25的下死点(或上死点)的附近的预定位置。

ECU 70包括微型计算机71(其包括CPU、ROM、RAM)，并通过运行存储在ROM中的各种控制程序，根据引擎操作条件来实施引擎的各种控制。即，ECU 70的微型计算机71从上述传感器输入检测信号，基于所述检测信号计算燃料注入量，并且控制燃料注入系统的各部件，如电磁阀40与注入器13。

为了执行燃料注入控制，微型计算机71基于引擎加速器的致动量与引擎速度来计算燃料注入量，根据共轨12中的燃料压力(注入压力)将所计算的燃料注入量转换成注入周期，并且激活(或开启)注入器13所计算的注入周期。根据引擎加速器的致动量和引擎速度，共轨12中的目标燃料压力被设定在预定范围内。高压泵22的燃料排放量将共轨12中的燃料压力调节变成目标燃料压力。

为了控制高压泵22的燃料排放量，微型计算机71控制电磁阀40(具体而言是阀构件44a)的阀关闭周期。具体而言，ECU 70经由驱动电路50电连接到电磁阀40，并且通过基于施加到驱动电路50的驱动信号控制施加到螺线管41的电压及其激励定时，来控制电磁阀40的阀关闭周期。

驱动电路50包括升压部51以及激励部52。升压部51包括诸如DC/DC转换器的高压发生器，其将车辆电池53的电压转换成较高电压。激励部52将所转换的电压施加到螺线管41。

现在将解释高压泵22的操作。图3示出了燃料吸入的时序图以及高压泵22的排放操作。示图A到C示出了高压泵22的操作的不同阶段。具体而言，示图A示出了增压室26的容积增加的容积增加阶段。示图B和C示出了增压室26的容积减小的容积减小阶段。

在容积增加阶段，柱塞25伴随着凸轮轴23的旋转沿容积增加方向(即，朝向凸轮轴23)移动。由于本阶段中螺线管41未被激励，从而阀构件44a通过阀弹簧46的推动力而保持在开启位置。然后建立低压通道49与增压室26之间的连通，其允许低压燃料被吸入到增压室26中，如图3的示图A所示。

在容积减小阶段，柱塞25伴随着凸轮轴23的旋转沿容积减小方向(即，离开凸轮轴23)移动。在跟随有螺线管41的激励的预行程周期期间，阀构件44a保持在开启位置，其仍然允许低压通道49与增压室26连通。增压室26的容积减小使得将增压室26中的一些燃料返回到低压通道49，如图3的示图B所示。

在容积减小阶段的燃料排放周期期间，其中激励螺线管41以关闭电磁阀40，阀构件44a克服阀弹簧46的推动力移动为与阀座47a密封啮合。结果，低压通道49与增压室26之间的连通被中断，这允许增压室26中的燃料伴随着柱塞25的移动而被加压。一旦增压室26中的燃料压力超过预定的压力，则排放阀36开启，并且增压室26中的高压燃料经由高压通道48被排放到共轨12中，如图3的视图C所示。通过这种方式，在高压泵22中，通过控制螺线管41的激励定时来调节阀构件44a的阀关闭周期，从而控制高压泵22的燃料排放量。

如上所述，高压泵22包括两组，每组包括凸轮24、柱塞25以及电磁阀40。每个凸轮24具有三个凸轮凸起部24a、24b、24c，每个凸轮凸起部从凸轮轴径向突起。因此，即使在两个电磁阀40的两个螺线管41在共同引擎操作条件下被激励的情况下，燃料排放定时与燃料排放量也可以随着在燃料排放中涉及的不同元件(凸轮24、凸轮凸起部24a，24b，24c、柱塞25(与电磁阀40相对应))而改变。

针对每一组的凸轮24、凸轮凸起部24a，24b，24c、柱塞25以及电磁阀40，图4示出了电磁阀40的螺线管41的激励条件与电磁阀40的阀开启/关闭条件以及燃料压力增加模式之间的示范性关联，其中通过相应柱塞25以及电磁阀40来排放不同增压室26中的燃料。在图4中，对分别在螺线管的共同激励条件下与引擎的共同操作条件下的两组(具体而言，在本实施例中，两个不同的柱塞)所引起的两次不同的排放之间进行比较。在引擎的实际操作中，可以在不同定时激励不同电磁阀40的螺线管41。在这里，假设凸轮凸起部24a、24b、24c在上述关联中没有差异。即，凸轮凸起部24a、24b、24c提供相同结果。

在时间点t11，开始电磁阀40的螺线管41的激励。对于两个电磁阀之一(在下文中，称为第一电磁阀40)，能够忽略从激励开始时间到阀关闭时间的响应延迟。如图4中的实线所示，恰在时间点t11关闭第一电磁阀40。对于两个电磁阀40的另一电磁阀(在下文中，称为第二电磁阀40)，可能存在从激励开始时间到阀关闭时间的响应延迟。如虚线所示，在时间点t12关闭第二电磁阀。即，第二电磁阀40的从激励开始时间到阀关闭时间的时间段比第一电磁阀40的时间段(在本实施例中假设基本上为零)长了响应延迟Te11。

一旦电磁阀40关闭，则开始通过柱塞25使燃料排放。在第一电磁阀40的燃料排放操作中，在时间点t13燃料压力开始上升，如实线所示。另一方面，在第二电磁阀40的燃料排放操作中，如虚线所示，在时间点t14(其为在通过第一电磁阀40上升燃料压力的开始时间之后的时间段Te11)燃料压力开始上升。通过位于共轨12中的压力传感器16来检测燃料压力的上升。时间段Te12(从第一电磁阀40(第二电磁阀40)关闭的时间点到燃料压力开始上升的时间点)与压力传播时间(从燃料排放的开始到检测到由压力传感器16所检测的燃料压力的上升开始)相对应。在引擎的实际操作中，在容积增加阶段期间每次从注入器13注入燃料，压力传感器16所检测的燃料压力将降低，这里忽略其效果。

在时间点t15，柱塞25达到上死点并且螺线管41去激励。对于第一和第二电磁阀40，从电磁阀的去激励到阀开启的响应延迟可以被忽略，如实线所示。因此，恰在时间点t15第一和第二电磁阀40两者都开启。即，第一和第二电磁阀40伴随着柱塞25的移动同时开启。然而，对于两个电磁阀，即使在时间点t15之后，增压室26中的燃料压力持续时间段Te12(与压力传播时间相对应)继续上升。

结果，通过柱塞25排放燃料之后的第一电磁阀40的燃料压力与柱塞25排放燃料之后的第二电磁阀40的燃料压力彼此不同。即，第一和第二电磁阀40的燃料排放量彼此不同。

考虑到上述问题，为了使第一和第二电磁阀40的燃料排放量彼此一致，首先计算作为第一和第二时间段之间的时间差的时间段Te11。第一时间段为从第一电磁阀40的螺线管41的激励开始时间到该阀的燃料压力的上升的开始时间的时间段。第二时间段为从第二电磁阀40的螺线管41的激励开始时间到该阀的燃料压力的上升的开始时间的时间段。然后，校正第一和第二电磁阀的激励的开始时间点，使得第一和第二电磁阀40的燃料排放量彼此一致。

现在将要参考图5来解释计算上述时间差的控制处理。以短于50微秒(优选短于20微秒)的规定时间间隔，通过ECU 70的微型计算机71来重复该处理。即，为了计算上述较短的时间差，将需要与位于共轨12中的传统压力传感器的抽样率相比为更短的抽样率。

首先，在步骤S11，基于引擎速度NE和加速器开度ACC来计算共轨压力的目标值Pct。随后，在步骤S12设定激励开始时间，使得共轨压力的实际值Pca与目标值Pct一致。在本实施例中，例如基于实际值Pca与目标值Pct的偏离以及由曲轴角传感器15所检测的引擎速度NE，通过使用映射(未示出)来确定最优激励开始时间ta。即，将激励开始时间ta设定为使得从检测凸轮角传感器18的输出到电磁阀40的螺线管41的激励开始时间的时间段变为最优。

通过这种方式，在步骤S12设定电磁阀40的激励开始时间ta之后，基于激励开始时间ta，在步骤S13执行第一电磁阀40的电磁阀控制处理(被称为第一电磁阀控制)。如上文所述，两个电磁阀40之一为第一电磁阀40，两个电磁阀40的另一个为第二电磁阀40。分别为第一和第二电磁阀40设置第一和第二柱塞25。

图6示出了上述电磁阀控制处理的子程序的流程图。遵循图6的流程图对第一电磁阀40执行第一电磁阀控制。遵循同一流程图，对第二电磁阀40执行第二电磁阀控制处理(在下文中将描述)。参考图6，基于凸轮角传感器18与曲轴角传感器15的检测信号，在步骤S21确定增压室26的容积是增加(在容积增加阶段中)还是减小(在容积减小阶段中)。

如果在步骤S21确定增压室26的容积增加，则在步骤S22保持电磁阀40的螺线管41未被激励。另一方面，如果在步骤S21确定增压室26的容积减小，则然后在步骤S23确定是否处于通过柱塞25对燃料加压来排放增压室26中的燃料的燃料排放周期。燃料排放周期为从激励开始时间ta到检测到来自凸轮角传感器18的输出的时间点(当柱塞25达到上死点的附近的预定位置的时间点)的时间段。

如果在步骤S23确定处于燃料排放周期，则激励螺线管41。另一方面，如果在步骤S23确定不处于燃料排放周期，即，如果确定处于预行程周期，则保持螺线管41未被激励。

返回参考图5中的流程图，基于激励开始时间ta，在步骤S14对第二电磁阀40执行电磁阀控制处理。在第二电磁阀控制处理中，对第二电磁阀40也执行图6的流程图中所示的电磁阀控制处理。

通过这种方式，对于第一和第二电磁阀40中的每一个电磁阀，在燃料排放周期期间激励螺线管41，即，在燃料排放期间通过柱塞25排放增压室26中的燃料，并且在步骤S15通过压力传感器16相继地检测燃料压力。即，对于第一和第二电磁阀40中的每一个电磁阀，周期性执行所阐述的操作序列。因此，在螺线管41的激励开始时间附近相继地检测燃料压力。

对于第一和第二电磁阀40中的每一个电磁阀，基于相继检测的燃料压力，在步骤S16计算从螺线管41的激励开始时间到燃料压力的上升的开始时间(压力上升开始时间)的时间段。对于第一和第二电磁阀40中的每一个电磁阀执行该处理，以计算压力上升开始时间。具体而言，通过对在电磁阀40的螺线管41的激励开始时间处由压力传感器16所检测的燃料压力与激励开始时间之后通过压力传感器16相继检测的燃料压力进行比较，并且通过如果在激励开始时间处所检测的燃料压力与某一时间点之后的每个相继检测的燃料压力之间的压力差超过预定阈值则确定燃料压力开始上升，从而能够检测到燃料压力的上升。例如通过计时器等，能够计算从电磁阀40的螺线管41的激励开始时间到燃料压力的上升的开始时间的时间段。

在步骤S16已经计算出第一和第二电磁阀40中的每一个电磁阀的压力上升开始时间之后，在步骤S17计算第一和第二电磁阀40的压力上升开始时间之间的时间差。即，假设凸轮凸起部24a、24b、24c没有产生差异(即，提供相同结果)，则当由彼此不同的柱塞25(不同电磁阀40)排放燃料时，计算第一和第二电磁阀40的压力上升开始时间之间的时间差Dt。应该注意，时间差Dt将不可避免地包括由柱塞25(或不同电磁阀40)的时间改变所引起的时间差。

随后，在步骤S18，基于所计算的压力上升开始时间之间的时间差，计算校正值Rt以校正第一和第二电磁阀40的激励开始时间ta。具体而言，通过计算压力上升开始时间之间的时间差Dt获得校正时间Rt，以使得具有较长压力上升开始时间的电磁阀40的激励开始时间可以设定为提前或前推校正时间Rt。然后，处理结束。

一旦获得校正值Rt，则微型计算机71可以使用所获得的校正值Rt，以在随后的高压泵22控制处理中校正激励开始时间ta。作为示例，如图4所示，能够假设忽略从激励开始时间到第一电磁阀40的阀关闭时间的响应延迟，并且从激励开始时间到第二电磁阀40的阀关闭时间的响应延迟可以为时间段Te11。在这种情况下，如上所述，基于共轨压力的实际值与目标值Pct的压力偏离以及由曲轴角传感器15所检测的引擎速度NE，可以设定第一电磁阀40的激励开始时间ta。另一方面，将激励开始时间ta设定为提前了与第二电磁阀40的校正值Rt相对应的时间段Te11。这使得由虚线所示的第二电磁阀40的阀开启/关闭条件以及燃料压力改变模式能够与由实线所示的第一电磁阀40的阀开启/关闭条件以及燃料压力改变模式相匹配。

上述的本实施例具有如下优点。

通过压力传感器16相继地检测排放到高压通道48中的燃料的压力。对于相应的电磁阀40的螺线管41，在共同激励条件(包括激励定时和/或去激励定时)下，由相应的柱塞25排放增压室26中的燃料。对于不同螺线管41在共同激励定时处发生的燃料排放，检测相应的燃料压力改变模式，然后计算所检测的燃料压力改变模式之间的差异。

基于燃料压力改变模式之间的差异，控制每个螺线管41的激励条件。因此，即使在不同柱塞25之间的形状尺寸存在较小差异或不同电磁阀40之间的响应存在较小差异的情况下，通过控制每个螺线管41的激励条件(在上述实施例中，通过对具有较长压力上升开始时间的电磁阀40将激励开始时间ta前推校正时间Rt)，从而通过高压泵22更精确地控制每次燃料排放的方面(即，燃料排放定时和燃料排放量)来补偿该差异。

对于第一和第二电磁阀40中的每一个电磁阀，计算从螺线管41的激励开始时间到燃料压力的上升的开始时间的时间段，然后计算所计算的时间段之间的时间差。这导致能够确定(电磁阀40)的柱塞25之间的响应的差异，即，从螺线管41的激励开始到实际燃料排放的开始的响应的差异。

基于第一和第二电磁阀40的螺线管41的压力上升开始时间之间的时间差Dt，相对于参考时间不同地设定每个螺线管41的激励开始时间，所述参考时间是螺线管(41)的预定目标激励开始时间(即，上述最优激励开始时间)。具体而言，基于时间差Dt来计算校正值Rt，以校正第一和第二电磁阀40的激励开始时间ta。通过利用校正值Rt来校正第一和第二电磁阀40中的任一个的激励开始时间ta，从而补偿从螺线管41的激励的开始到(电磁阀40的)柱塞25之间的实际燃料排放的开始的响应的差异，并且更精确地控制燃料排放定时和燃料排放量。

(第二实施例)

现在将解释本发明的第二实施例。关于第二实施例的如下说明集中在第一和第二实施例之间的差异。在第一实施例中，计算(相应电磁阀40的)两个不同柱塞25的燃料压力改变模式之间的差异。在第二实施例中，通过一个凸轮24的三个凸轮凸起部使一个共同柱塞25进行往复运动，以从增压室26排放燃料。将计算不同凸轮凸起部的燃料压力改变模式之间的差异。包括高压泵22的控制系统的基本配置与第一实施例类似。

图7示出了电磁阀40的螺线管41的激励条件、电磁阀40的开启/关闭条件以及燃料压力的上升模式之间的示范型关联，其中通过一个凸轮24的三个凸轮凸起部(24a、24b、24c)使一个共同柱塞25进行往复运动，以从增压室26排放燃料。在引擎的共同激励条件和共同操作条件下，通过不同的凸轮凸起部排放增压室26中的燃料。实际上，在不同凸轮凸起部24a、24b、24c的不同定时处激励螺线管41。假设能够忽略从电磁阀40的螺线管41的激励开始时间到阀关闭时间的响应延迟。

在时间点t21，开始电磁阀40的螺线管41的激励。对于所有的三个凸轮凸起部，能够忽略从激励开始时间到阀关闭时间的响应延迟。如实线所示，在时间点t21关闭电磁阀40。即，从激励开始时间到阀关闭时间的时间段在不同凸轮凸起部之间是相等的。

电磁阀40一经关闭，则通过由柱塞25对增压室26中的燃料进行加压来开始燃料排放。由凸轮凸起部24a所移动的柱塞25排放的燃料的燃料压力在时间点t23开始上升，如实线所示。由凸轮凸起部24b所移动的柱塞25排放的燃料的燃料压力在时间点t23也开始上升，如点划线所示，但是燃料压力的上升率(燃料压力曲线的梯度)高于由凸轮凸起部24a所引起的燃料排放的燃料压力的上升率。由凸轮凸起部24c移动的柱塞25所排放的燃料的燃料压力在同一时间点t23也开始上升，如双点划线所示，但是燃料压力的上升率(燃料压力曲线的梯度)低于由凸轮凸起部24a所引起的燃料排放的燃料压力的上升率。如上所述，从电磁阀40关闭的时间点到燃料压力开始上升的时间点的时间段Te12与从燃料排放开始到检测由压力传感器16的燃料压力的上升的开始的压力传播时间相对应。

柱塞25在时间点t25到达上死点，并且螺线管41然后被去激励。能够忽略从电磁阀40的螺线管41的去激励到阀开启时间的延迟响应。如实线所示，在时间点t25电磁阀40开启。即，对于凸轮凸起部24a、24b、24c，由于柱塞25的移动使电磁阀40在同一时间点t25开启。即使在时间点t5之后，燃料压力将持续时间段Te12(与压力传播时间相对应)继续上升。

如上所述，燃料排放是否由凸轮凸起部24a、24b、24c引起可以产生在燃料排放之后的燃料压力的差异，这导致燃料排放量的差异。

在本实施例中，对于由凸轮凸起部24a、24b、24c所引起的每次燃料排放，计算螺线管41的激励开始时间附近的燃料压力的增加量。基于增加量之间的差异，计算电磁阀40的每个激励开始时间的校正值，以使得燃料排放量可以彼此一致。

现在将参考图8解释时间差计算和控制处理。以短于50微秒(优选为短于20微秒)的预定时间间隔，通过ECU 70的微型计算机71重复进行这一处理。为简单起见，类似附图标记通篇指的是类似步骤。

首先，在步骤S11，基于引擎速度NE和加速器开度ACC来计算共轨压力的目标值Pct。随后，在步骤S12设定激励开始时间，使得共轨压力的实际值Pca与目标值Pct一致。

基于激励开始时间ta，在步骤S33通过由第一凸轮凸起部移动柱塞25来执行第一电磁阀控制处理，在步骤S34通过由第二凸轮凸起部移动柱塞25来执行第二电磁阀控制处理，在步骤S35通过由第三凸轮凸起部移动柱塞25来执行第三电磁阀控制处理。在本实施例中，第一到第三凸轮凸起部分别与凸轮24的凸轮凸起部24a、24b、24c相对应。

如上所述，图6示出了电磁阀控制处理的子程序的流程图。伴随着第一、第二、第三凸轮凸起部24a、24b、24c中的每一个凸轮凸起部的移动，执行电磁阀控制处理。参考图6，基于凸轮角传感器18和曲轴角传感器15的检测信号，在S21确定增压室26的容积是增加(在容积增加阶段中)还是减小(在容积减小阶段中)。

如果在S21确定增压室26的容积增加，则在步骤S22保持电磁阀40的螺线管41未被激励。另一方面，如果在步骤S21确定增压室26的容积减小，则然后在步骤S23确定是否处于燃料排放周期(排放燃料的时间段)。

如果在步骤S23确定处于燃料排放周期，则激励螺线管41。另一方面，如果在步骤S23确定不处于燃料排放周期，即，如果确定处于预行程周期，则保持螺线管41未被激励。

返回参考图8中的流程图，伴随着凸轮凸起部24a、24b、24c的每个凸轮凸起部经由柱塞25进行移动，排放增压室26中的燃料，并且在步骤S15由压力传感器16相继地检测燃料压力。

基于所检测的燃料压力，在步骤S36计算螺线管41的激励开始时间附近的燃料压力的增加量。针对凸轮凸起部24a、24b、24c中的每一个凸轮凸起部计算燃料压力的增加量。具体而言，在步骤S36，通过计算在螺线管41的激励的开始时间处所检测的燃料压力与在所检测的压力的上升的终止时间处所检测的燃料压力的压力差，来获得燃料压力的增加量。

在步骤S36计算出凸轮凸起部24a、24b、24c的燃料压力的增加量之后，在步骤S37计算所计算的增加量之间的差异。即，由于凸轮凸起部24a、24b、24c共享柱塞25与电磁阀40，所以在步骤S36计算彼此不同的凸轮凸起部24a、24b、24c的燃料压力的增加量之间的差异Dp。

随后，基于所计算的压力增加量的差异Dp，在步骤S38对凸轮凸起部24a、24b、24c中的每一个凸轮凸起部计算用于校正电磁阀40的激励开始时间ta的校正值。具体而言，对于具有最小压力增加量的凸轮凸起部，计算前推电磁阀40的激励开始时间ta的校正值Rta，并且对于具有最大压力增加量的凸轮凸起部，计算使电磁阀40的激励开始时间延迟的校正值Rtr。然后，处理结束。

一旦计算出校正值Rta、Rtr，则微型计算机71可以使用计算的校正值Rta、Rtr来校正随后的高压泵控制处理中的激励开始时间ta。作为示例，如图7所示，可以假设第三凸轮凸起部(凸轮凸起部24c)具有第三最大(最小)压力增加量，如双点划线所示，第一凸轮凸起部(凸轮凸起部24a)具有第二最大压力增加量，如实线所示，并且第二凸轮凸起部(凸轮凸起部24b)具有最大压力增加量，如点划线所示。

在假设下，对于由第一凸轮凸起部所引起的燃料排放，基于共轨压力的实际值与目标值Pct的压力偏离、以及由曲轴角传感器15所检测的引擎速度NE，可以设定电磁阀40的激励开始时间ta。另一方面，通过校正值Rtr来校正第二凸轮凸起部的激励开始时间ta，以使得第二凸轮凸起部的压力增加量可以与第一凸轮凸起部的压力增加量一致。此外，通过校正值Rta来校正第三凸轮凸起部的激励开始时间ta，以使得第三凸轮凸起部的压力增加量可以与第一凸轮凸起部的压力增加量相同。因此，第一到第三凸轮凸起部的激励开始时间ta将彼此一致。

上述本实施例具有如下优点。

通过压力传感器16相继地检测排放到高压通道48中的燃料的压力。在螺线管41的共同激励条件下，通过凸轮24的不同凸轮凸起部24a、24b、24c来排放增压室26中的燃料。对于不同凸轮凸起部的具有螺线管41的共同激励定时和共同去激励定时的燃料排放，检测相对应燃料压力改变模式，然后计算所检测的燃料压力改变模式之间的差异。

基于燃料压力改变模式之间的差异，针对每个凸轮凸起部控制螺线管41的激励条件。因此，即使在不同凸轮凸起部24a、24b、24c之间的形状尺寸存在较小差异的情况下，也可以通过控制螺线管41的激励条件来补偿该差异，从而更精确地控制高压泵22的每次燃料排放的方面，即燃料排放定时和燃料排放量。

对于不同的凸轮凸起部24a、24b、24c，计算螺线管41的激励开始时间附近的相应压力增加量，然后计算所计算的压力增加量之间的压力差。这导致能够得到不同凸轮凸起部之间的压力增加量的差异，即，不同凸轮凸起部之间的实际燃料排放量的差异。

基于压力增加量的差异Dp，针对每个凸轮凸起部相对于参考时间将螺线管41的激励开始时间设定成不同，所述参考时间是螺线管(41)的预定目标激励开始时间(即，上述最优激励开始时间)。具体而言，基于压力增加量的差异Dp，第二凸轮凸起部的具有最大压力增加量的激励开始时间ta延迟(校正值Rtr)，并且将第三凸轮凸起部的具有最小压力增加量的激励开始时间ta设定为提前或前推(校正值Rta)。这允许降低或消除不同凸轮凸起部的燃料排放量的差异，从而精确地控制燃料排放量。

(其它实施例)

本领域普通技术人员将会想到属于具有前述说明书和附图中存在的教导的优点的本发明的许多变型和其它实施例。因此，应该理解，本发明不限于公开的特定实施例，并且这些变型和其它实施例也旨在包括在所附权利要求的范围内。尽管此处采用了特定术语，然而这些术语用仅用于常见和描述性意义，而不是限制的目的。

在第一实施例中，基于压力上升开始时间的时间差Dt，通过前推该电磁阀的激励开始时间ta来校正两个电磁阀40中具有较长压力上升开始时间的电磁阀的激励开始时间ta。可替代地，可以校正两个电磁阀40的激励开始时间ta，或可以通过延迟电磁阀的校正开始时间ta来校正两个电磁阀40中具有较短压力上升开始时间的电磁阀的激励开始时间ta。第一实施例适用于不同电磁阀的数量大于两个的情况而不具有难度。

在第二实施例中，基于燃料压力增加量的压力差Dp，通过延迟该凸轮凸起部的激励开始时间ta来校正三个凸轮凸起部24a、24b、24c中具有最大燃料压力增加量的凸轮凸起部的激励开始时间ta，并且通过前推该凸轮凸起部的激励开始时间来校正三个凸轮凸起部24a、24b、24c中具有最小燃料压力增加量的凸轮凸起部的激励开始时间ta。可替代地，通过差异延迟这些凸轮凸起部的激励开始时间ta，可以校正三个凸轮凸起部24a、24b、24c中分别具有第一和第二最大燃料压力增加量的两个凸轮凸起部的激励开始时间ta；或通过差异前推这些凸轮凸起部的激励开始时间ta，可以校正三个凸轮凸起部24a、24b、24c中分别具有第一和第二最小燃料压力增加量的两个凸轮凸起部的激励开始时间ta。第二实施例适用于不同电磁阀的数量大于三个电磁阀的情况而不具有难度。

在第一实施例中，基于第一和第二电磁阀40的压力上升开始时间的时间差Dt，可以将第一和第二电磁阀40的激励开始时间ta设定成不同。可替代地，如在第二实施例中，基于第一和第二电磁阀40的燃料压力增加量的压力差Dp，可以将激励开始时间ta设定成不同。在这种实施例中，基于燃料压力增加量的压力差Dp，可以直接控制第一和第二电磁阀40的燃料排放量。

在第二实施例中，基于这些凸轮凸起部的燃料压力增加量的压力差Dp，可以将第一到第三凸轮凸起部24a、24b、24c的激励开始时间ta设定成不同。可替代地，如在第一实施例中，基于这些凸轮凸起部的燃料压力开始时间的时间差Dt，可以将第一到第三凸轮凸起部24a、24b、24c的激励开始时间ta设定成不同。

可替代地，基于压力上升开始时间的时间差Dt的激励开始时间ta的校正可以与基于燃料压力增加量的压力差Dp的激励开始时间ta的校正进行组合。即，可以校正电磁阀40的激励开始时间ta，从而可以使得在不同燃料排放之间的燃料排放定时的差异和燃料排放量的差异最小化。

可替代地，对于(两个电磁阀40)的两个柱塞之一与三个凸轮凸起部24a、24b、24c之一的每对组合，可以基于压力上升开始时间的时间差Dt来校正激励开始时间ta；或可以基于燃料压力增加量中的压力差Dp来校正激励开始时间ta。

柱塞(电磁阀)的数量和凸轮凸起部的数量可以是任意的。即，本发明适用于至少具有多个柱塞或多个凸轮凸起部的任意高压泵。

在第一和第二实施例中，在增压室26的容积增加的时间段(容积增加阶段)内设定注入器13的燃料注入周期。在注入器13的燃料注入周期与高压泵22的燃料排放周期交叠的情况下，例如在引擎的燃料切断模式期间，可以执行参考图5或图8所描述的上述差异计算和控制处理。

本发明不限于被配置为使压力传感器16检测共轨12中的燃料压力的上述特定实施例。在某些实施例中，可以检测从共轨12到每个注入器13的燃料供应管道中的燃料压力，或可以检测从燃料引入部到每个注入器13的注入孔的燃料供应通道的燃料压力。

本发明不限于上述特定实施例，其中阀构件44a位于增压室26内，从而通过将阀构件44a向柱塞25移动到与阀座47a不密封啮合来开启电磁阀40，并且通过将阀构件44a从柱塞25移出到与阀座47a密封啮合来关闭电磁阀40。在某些实施例中，阀构件44a可以被设置在增压室26外侧，其中通过阀构件44a经由阀弹簧46的推动力移出柱塞25来开启电磁阀40，并且通过阀构件44a经由螺线管41的激励移向柱塞25来关闭电磁阀40。

在上述特定实施例中，正常开启电磁阀40。可替代地，可以正常关闭电磁阀40，其中通过螺线管41的激励来开启电磁阀40。

在上述特定实施例中，将螺线管41控制为通过施加电压进行激励。可替代地，可以将螺线管41控制为通过施加电流进行激励。这也能够提供与上述实施例相同的优点。

在上述特定实施例中，柴油机被用作内燃机。可替代地，可以使用汽油机。例如，可以通过直接汽油喷射发动机的燃料供应系统中的高压泵的控制装置来体现本发明。

Claims (5)

1.一种用于高压泵（22）的控制装置（20），其中所述泵（22）包括：

旋转轴（23），所述旋转轴（23）设置有由一个或多个凸轮凸起部（24a，24b，24c）组成的凸轮（24），所述旋转轴由内燃机的驱动轴（14）来驱动；

一个或多个柱塞（25），每个柱塞通过所述凸轮的凸轮凸起部进行往复运动，以使得增压室（26）的容积可变；以及

一个或多个电磁阀（40），所述一个或多个电磁阀（40）被设置成与所述一个或多个柱塞（25）相对应，通过激励所述电磁阀（40）的螺线管（41），每个电磁阀可操作地开启和关闭所述增压室（26）与低压通道（49）之间的连通路径（47），其中伴随着所述柱塞（25）的轴向活塞运动在所述增压室的容积减小阶段期间，关闭所述电磁阀以将所述增压室中的燃料排放到高压通道（49）中，

所述控制装置（20）包括：

燃料压力检测模块（16），用于相继地检测从所述增压室排放的燃料的压力；

差异计算模块（S13到S17，S33到S37），用于在所述电磁阀（40）的所述螺线管（41）的共同激励条件下，计算在多次燃料排放之间由所述燃料压力检测模块相继检测的所述燃料压力的燃料压力改变模式的差异，所述燃料排放彼此之间的差异在于柱塞与凸轮凸起部的成对组合，所述电磁阀（40）的所述螺线管（41）的所述共同激励条件包括所述电磁阀的所述螺线管的共同激励开始时间；以及

激励控制模块（S18，S38），用于基于由所述差异计算模块（S13到S17，S33到S37）计算的燃料压力改变模式的差异，相对于参考时间将每次燃料排放的所述螺线管（41）的激励开始时间设定成不同来控制每次燃料排放的激励条件，使得所述燃料排放的燃料排放量彼此一致，其中所述参考时间是所述螺线管（41）的预定目标激励开始时间。

2.根据权利要求1所述的控制装置（20），其中所述高压泵（22）的所述凸轮（24）由多个凸轮凸起部（24a，24b，24c）组成，

在所述电磁阀的共同激励条件下，所述差异计算模块（S13到S17，S33到S37）计算所述燃料排放之间的燃料压力改变模式的差异，所述燃料排放彼此之间的差异在于所述多个凸轮凸起部之一与用于多个所述凸轮凸起部的一个共同柱塞的成对组合。

3.根据权利要求1所述的控制装置（20），其中所述高压泵（22）包括通过所述凸轮（24）进行往复运动的多个柱塞（25），

在所述电磁阀的共同激励条件下，所述差异计算模块（S13到S17，S33到S37）计算所述燃料排放之间的燃料压力改变模式的差异，所述燃料排放彼此之间的差异在于所述多个柱塞之一与用于多个所述柱塞的一个共同凸轮凸起部的成对组合。

4.根据权利要求1所述的控制装置（20），其中所述燃料压力改变模式包括压力上升开始时间，所述压力上升开始时间是从所述螺线管（41）的共同激励开始时间到由所述燃料压力检测模块（16）相继检测的燃料压力的上升的开始时间的时间段，

所述差异计算模块（S13到S17，S33到S37）计算所述燃料排放之间的压力上升开始时间的差异。

5.根据权利要求1所述的控制装置（20），其中所述燃料压力改变模式包括在所述螺线管的所述共同激励开始时间附近的压力增加量，

所述差异计算模块（S13到S17，S33到S37）计算所述燃料排放之间的压力增加量的差异。

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