CN102859149A

CN102859149A - 高压泵的调量装置

Info

Publication number: CN102859149A
Application number: CN2011800045897A
Authority: CN
Inventors: 大前和広
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2013-01-02
Also published as: JP5218681B2; JPWO2012147173A1; WO2012147173A1; US20140034017A1; EP2703625A1

Abstract

本发明提供一种高压泵的调量装置。所述高压泵的调量装置对从供给泵供给的燃料进行升压并进行加压输送，且具备：吸入阀，其使高压泵所具备的气缸、与由所述供给泵供给的燃料所流通的供给泵连通通道之间的连通状态发生变化，并对所述高压泵的喷出量进行调节；弹簧部件，其对所述吸入阀向闭阀侧施力；闭阀单元，其通过通电，从而容许由所述弹簧部件导致的、所述吸入阀向闭阀方向的移动；压缩量调节部件，其根据所述供给泵的供给压力来改变所述弹簧部件的压缩量。

Description

高压泵的调量装置

技术领域

本发明涉及一种高压泵的调量装置。

背景技术

一直以来，已知一种通过使燃料泵具备多个柱塞，从而具有多个加压输送系统的燃料喷射装置。例如专利文献1。根据专利文献1所公开的燃料喷射装置，即使在一部分的加压输送系统中发生异常时，也能够将燃料压力的控制性维持为较高。具体而言，当判断为两个柱塞的各自的燃料的加压输送系统中的一方存在异常时，则强制性地改变燃料泵的加压输送开始角度，以使未对应于异常的加压输送系统的加压输送量增多。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-255400号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，最近，已知一种具备单一的柱塞的高压泵。如此，当在具备单一的柱塞的高压泵中发生了调量泵的故障时，将无法如上述专利文献1所公开的那样，由其他的柱塞对燃料进行加压输送，从而维持并继续进行燃料的喷出较为困难。

因此，本说明书所公开的高压泵的调量装置以在调量阀发生了故障时，维持并继续进行燃料的喷出作为课题。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本说明书所公开的高压泵的调量装置对从供给泵供给的燃料进行升压并进行加压输送，且具备：吸入阀，其使高压泵所具备的气缸、与由所述供给泵供给的燃料所流通的供给泵连通通道之间的连通状态发生变化，并对所述高压泵的喷出量进行调节；弹簧部件，其对所述吸入阀向闭阀侧施力；闭阀单元，其通过通电，从而容许由所述弹簧部件导致的、所述吸入阀向闭阀方向的移动；压缩量调节部件，其根据所述供给泵的供给压力来改变所述弹簧部件的压缩量。

当闭阀单元工作，且通过弹簧部件的施力从而使吸入阀成为闭阀状态时，高压泵成为能够对气缸内的燃料进行加压输送的状态。因此，当该闭阀单元发生异常，从而吸入阀无法闭阀时，存在无法继续进行燃料的加压输送的可能性。吸入阀被以压缩状态而安装的弹簧部件施力，从而向闭阀方向移动。因此，如果增大弹簧部件的压缩量，则吸入阀将变得容易闭阀。压缩量调节部件通过根据供给压力来改变弹簧部件的压缩量，从而对吸入阀的开闭的容易度进行调节。

可以采用如下方式，即，这种压缩量调节部件能为，具备第一面、和成为该第一面的背面的第二面的板部件。板部件采用如下的结构，即，将所述弹簧部件保持在第一面与设置于所述吸入阀上的卡合凸边部之间，且所述第一面上的所述供给压力的受压面积大于所述第二面上的所述供给压力的受压面积。

通过在第一面和第二面上使供给压力的受压面积有所差别，从而能够根据供给压力来改变弹簧部件的压缩量。具体而言，当供给压力减小时，作用于受压面积较大的第一面侧的力的减少量，大于作用于受压面积较小的第二面侧的力的减少量。其结果为，从第二面侧被按压的力将增大，从而板部件向第一面侧移动。于是，在第一面侧被支承的弹簧部件的压缩量将增大。由此，弹簧部件的预负载增大，从而成为容易使吸入阀向闭阀方向移动的状态。当柱塞在该状态下工作时，能够发现所谓的自闭现象，即，在气缸内被压缩的燃料抬升吸入阀从而使该吸入阀成为闭阀状态。如果通过自闭现象而使吸入阀成为闭阀状态，则高压泵能够维持并继续进行燃料的加压输送。

可以采用如下方式，即，当所述供给泵为电动式时，高压燃料泵的调量装置具备所述闭阀单元的故障判断单元，并具备控制部，在通过所述故障判断单元而判断为所述闭阀单元发生了故障时，所述控制部使所述供给泵的供给压力降低。

压缩量调节部件根据供给压力来改变弹簧部件的压缩量。具体而言，当供给压力降低时，使弹簧部件的压缩量增大。因此，当检测出闭阀单元的故障时，将强制性地使供给压力降低。由此，使弹簧部件的压缩量增大，从而促进吸入阀的自闭现象，进而维持并继续进行燃料的喷出。

所述故障判断单元能够根据从所述高压泵被供给高压燃料的共轨的轨道压力，来对所述闭阀单元的故障进行判断。由此无需进行装备的追加，而能够利用一直以来所具有的轨道压力传感器。

发明效果

根据本说明书所公开的高压泵的调量装置，能够在调量阀发生了故障时，维持并继续进行燃料的喷出。

附图说明

图1为表示实施例的组装在高压泵上的调量装置的概要结构的说明图。

图2（A）为组装在调量装置上的板部件的俯视图，图2（B）为仰视图，图2（C）为沿A-A线的剖视图。

图3（A）为表示在通常状态下的调量装置中吸入阀开阀了的状态的说明图，图3（B）为表示在通常状态下的调量装置中吸入阀闭阀了的状态的说明图。

图4（A）至图4（D）为表示通常状态下的、高压泵的燃料喷出的情况的说明图。

图5（A）为表示在螺线管故障状态下的调量装置中吸入阀开阀了的状态的说明图，图5（B）为表示在螺线管故障状态下的调量装置中吸入阀闭阀了的状态的说明图。

图6（A）至图6（D）为表示螺线管故障状态下的、高压泵的燃料喷出的情况的说明图。

图7为表示供给泵的供给压力与发动机转数之间的关系的图表。

具体实施方式

下面，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。但是，在附图中，存在各个部分的尺寸、比例等没有以与实际的情况完全一致的方式进行图示的情况。此外，根据附图，还存在省略了细微部分的情况。

实施例

实施例中的高压泵的调量装置（以下，简称为“调量装置”）20被安装于高压泵100上。调量装置20为喷出量调节阀（PCV：Control Valve）。高压泵100对从电动式的供给泵1供给的燃料进行升压并进行加压输送。高压泵100具备以滑动自如的方式被配置在气缸101内的柱塞102。高压泵100为，具备一个气缸101和一个柱塞102的单气缸泵。调量装置20被设置在供给泵1和高压泵100之间。调量装置20具备吸入阀3，所述吸入阀3使高压泵100所具备的气缸101、与由供给泵1供给的燃料所流通的供给泵连通通道之间的连通状态发生变化，从而对高压泵100的喷出量进行调节。吸入阀3以使具备锥形形状的阀座面3a的顶端侧位于气缸101内的方式而配置。即，以贯穿了形成在气缸101的上部的燃料的导入孔101a的状态而配置。通过使吸入阀3的阀座面3a支撑于形成在导入孔101a上的锥形形状的座部101a1上，从而使气缸101成为关闭了的状态。通过由凸轮103驱动的柱塞102进行上下运动，从而高压泵100将燃料向共轨14进行加压输送。在将从供给泵1供给的燃料吸入至气缸101内时，吸入阀3成为开阀状态。此外，在通过柱塞102而使燃料喷出时，通过对其关闭程度进行调节，从而对喷出量进行控制。另外，在高压泵100和共轨14之间设置有单向阀15。

吸入阀3以滑动自如的方式被支承在主体部4上。主体部4具备大气开放通道4a。在主体部4上设置有筒状部5。在主体部4和筒状部5之间安装有密封垫6，从而使筒状部5的内侧和大气开放通道4a被隔开。筒状部5的内侧与供给泵连通通道2连通，并且在内部作用有供给压力。

调量装置20具备弹簧部件12，所述弹簧部件12对吸入阀3向闭阀侧、即在本实施例中向图1中的上方施力。此外，调量装置20具备闭阀单元，所述闭阀单元通过通电，从而容许由弹簧部件12导致的、吸入阀3向闭阀方向的移动。闭阀单元包括螺线管9和衔铁10。螺线管9和衔铁10被配置在筒状部5的内部。当螺线管9未被通电时，衔铁10与吸入阀3抵接，并通过对吸入阀3向开阀侧施力的弹簧部件11而使吸入阀3开阀。通过使螺线管9被通电，从而衔铁10在对弹簧部件11进行压缩的同时，向螺线管9侧被拉近。由此，使通过弹簧部件12而向闭阀侧被施力的吸入阀3进行移动。

在吸入阀3的基端侧、即与衔铁10相抵接的一侧，设置有卡合凸边部3b。弹簧部件12被保持在该卡合凸边部3b与板部件7的第一面7a之间。板部件7为，根据供给泵的供给压力来改变弹簧部件12的压缩量的压缩量调节部件的一个示例。

如图2（A）至图2（C）所示，板部件7为，具备第一面7a、和成为该第一面7a的背面的第二面的环状的部件。如图1所示，板部件7以第一面7a位于筒状部5内的方式被配置。由于筒状部5内如上所述受到供给压力，因此第一面7a的整个面成为供给压力的受压面。另一方面，在第二面7b侧，于边缘部上设置有壁部，且第二面7b被划分为供给压力受压面7b1和大气压力受压面7b2。板部件7以大气压力受压面7b2露出于大气开放通道4a的方式而被安装在主体部4内。在大气压力受压面7b2与大气开放通道4a之间安装有碟形弹簧8，并且板部件7经由碟形弹簧8而被支承在主体部4上。

第一面7a上的供给压力的受压面积、即第一面7a的面积，大于第二面7b上的供给压力的受压面积、即供给压力受压面7b1的面积。以此方式，通过使供给压力的受压面积不同，从而能够随着供给压力的变化而改变板部件的位置。具体而言，当供给压力增大时，板部件7在筒状部5内下降，而当供给压力减小时，板部件7在筒状部5内上升。板部件7将弹簧部件12保持在第一面7a与卡合凸边部3b之间。因此，当板部件7上升时，将对弹簧部件12进行压缩。由于板部件7通过供给压力而改变其位置，因此能够根据供给压力来改变弹簧部件12的压缩量。具体而言，当供给压力降低而使板部件7上升时，对弹簧部件12进行压缩，并增大预负载从而使吸入阀3易于闭阀。

调量装置20具备作为控制部的ECU（Electronic control unit：电子控制单元）13。ECU13与安装在共轨14上的轨道压力传感器14a、螺线管9、供给泵1电连接。

参照图3至图6对以上进行了说明的调量装置20的动作进行说明。图3（A）为表示在通常状态下的调量装置20中吸入阀3开阀了的状态的说明图，图3（B）为表示在通常状态下的调量装置20中吸入阀3闭阀了的状态的说明图。图4（A）至图4（D）为表示通常状态下的、高压泵100的燃料喷出的情况的说明图。图5（A）为表示在螺线管故障状态下的调量装置20中吸入阀3开阀了的状态的说明图，图5（B）为表示在螺线管故障状态下的调量装置20中吸入阀3闭阀了的状态的说明图。图6（A）至图6（D）为表示螺线管故障状态下的、高压泵100的燃料喷出的情况的说明图。

首先，参照图3（A）、图3（B），在板部件7的第一面7a上，作用有通常情况时的较高的供给压力。因此，平板部件7将碟形弹簧8向下按压，以使其位于筒状部5的最下部。如图3（A）所示，当螺线管9为正常，且螺线管9未被通电时，吸气阀3经由衔铁10而被弹簧部件11施力，从而成为开阀状态。而且，如图3（B）所示，当螺线管9被通电时，衔铁10向螺线管9被拉近。而且，被弹簧部件12施力的吸入阀3能够成为闭阀状。另外，通过实施对螺线管9的通电控制，从而实施对吸入阀3的开度调节，进而实施高压泵100的喷出量调节。对燃料喷出的情况进一步进行详细说明。如图4（A）所示，在吸入阀3打开了的状态下，凸轮103开始进行旋转，当如图4（B）所示，柱塞102开始下降时，从供给泵1供给的燃料将流入至气缸101内。而且，如图4（C）所示，柱塞102开始上升，且开始压缩燃料。此时，当持续处于吸入阀3打开了的状态时，气缸101内的燃料将再次通过导入孔101a而被排出。通过对该排出量进行调节，从而调节了喷出量。在使预定量的燃料通过导入孔101a而完成排出以实现所需的喷出量之后，如图4（D）所示，对螺线管9进行通电，从而将吸入阀3置于闭阀状态。通过将吸入阀3置于闭阀状态，从而被柱塞102压缩的、气缸101内的燃料将向共轨14侧被输送。

接下来，参照图5（A）、图5（B），在板部件7的第一面7a上作用有与通常情况时相比较低的供给压力。即，供给泵1基于ECU13的指令而被控制，从而作用有被抑制了的供给压力。当作为故障判断单元而发挥功能的ECU13检测出共轨压力传感器14a的值降低时，该ECU13判断为，这是由于螺线管9的故障而导致的。而且，对供给泵1进行控制从而使供给压力降低。因此，板部件7的第一面7a所受到的力相对性地变小。而且，板部件7因碟形弹簧8的回跳力、和第一面7a以及第二面7b所受到的力之间的平衡，而在筒状部5内上升。当板部件7上升时，弹簧部件12的压缩量将增大。其结果为，由于弹簧部件12的预负载增加，因此吸入阀3变得易于向闭阀方向移动。如图5（A）所示，即使在螺线管9发生了故障时，吸入阀3也可经由衔铁10而被弹簧部件11施力，从而成为开阀状态。并且，如图5（B）所示，即使在螺线管9发生了故障时，当柱塞102上升时，也能够通过在气缸101内被压缩的燃料而使吸入阀3被抬升，从而使吸入阀3成为闭阀状态。由此产生了所谓的自闭现象。通过使吸入阀3成为闭阀状态，从而能够实施向共轨14的燃料的加压输送。对燃料喷出的情况进一步进行详细说明。如图6（A）所示，在吸入阀3打开了的状态下，凸轮103开始进行旋转，当如图6（B）所示柱塞102开始下降时，从供给泵1供给的燃料将流入至气缸101内。而且，如图6（C）所示，柱塞102开始上升，且开始压缩燃料。于是，通过从导入孔101a排出的燃料的流动，从而使吸入阀3被按压，并向闭阀方向移动。对吸入阀3向闭阀方向施力的弹簧部件12通过板部件7的移动从而增加了其预负载。其结果为，弹簧部件12所发挥的施力能够与被柱塞102压缩的燃料的流动的力相结合从而克服弹簧部件12的施力，进而能够抬升吸入阀3以使其成为闭阀状态。如图6（D）所示，由于只要持续进行柱塞102对燃料的压缩，吸入阀3就能够维持闭阀状态，因此被柱塞102压缩的气缸101内的燃料向共轨14侧被输送。

如此，根据本实施例的调量装置20，能够在对作为调量阀的吸入阀进行驱动的螺线管9发生了故障的情况下，继续进行燃料的喷出。由于能够继续进行燃料的喷出，因此能够实现使车辆移动至安全的场所的避险行驶。

在上述实施例中，通过轨道压力传感器14a而检测出轨道压力的降低的ECU13对供给泵1进行控制，从而使供给压力降低。即，成为了设想为供给泵1为电气式的示例。但是，在使用了所谓机械式的供给泵的情况下，也能够应用与本实施例相同的调量装置20。例如，当与上述示例同样地在螺线管9中发生了故障时，向共轨14的燃料的加压输送将产生不良情况，从而内燃机的输出将降低。虽然图7为图示了发动机转数与供给压力之间的关系的图表，但是如果内燃机的输出（发动机转数）降低，则以曲轴或者凸轮轴的旋转为驱动源的供给泵的输出也将降低。其结果为，由于供给压力降低，因此能够与上述示例同样地使板部件7移动。而且，能够产生自闭现象，从而维持并继续进行燃料的加压输送。在使用机械式的供给泵的情况下，也能够通过使用安装在共轨14上的减压阀来对燃料的压力进行控制，并使内燃机的输出降低，从而积极地引起自闭现象。

上述实施例仅为用于实施本发明的一个示例。因此，本发明并不限定于该方式，在权利要求的范围所记载的本发明的要旨的范围内，能够进行各种改变、变更。例如，虽然将上述实施例设想为柴油内燃机中所使用的高压泵，但是也可以同样地将调量装置组合在汽油内燃机中的燃料泵中并进行使用。

符号说明

1 供给泵；

2 供给泵连通通道；

3 吸入阀；

3b 卡合凸边部；

4 主体部；

4a 大气开放通道；

5 筒状部；

7 板部件（压缩量调节部件）；

7a 第一面（供给压力受压面）；

7b 第二面；

7b1 供给压力受压面；

7b2 大气压力受压面；

9 螺线管；

10 衔铁；

11 弹簧部件（对吸入阀向开阀侧施力）；

12 弹簧部件（对吸入阀向闭阀侧施力）；

13 ECU（Electronic control unit，控制部）；

14 共轨；

14a 轨道压力传感器；

20 调量装置；

100 高压泵；

101 气缸；

101a 导入孔；

102 柱塞。

Claims

1.一种高压泵的调量装置，其对从供给泵供给的燃料进行升压并进行加压输送，所述高压泵的调量装置具备：

吸入阀，其使高压泵所具备的气缸、与由所述供给泵供给的燃料所流通的供给泵连通通道之间的连通状态发生变化，并对所述高压泵的喷出量进行调节；

弹簧部件，其对所述吸入阀向闭阀侧施力；

闭阀单元，其通过通电，从而容许由所述弹簧部件导致的、所述吸入阀向闭阀方向的移动；

压缩量调节部件，其根据所述供给泵的供给压力来改变所述弹簧部件的压缩量。

2.如权利要求1所述的高压泵的调量装置，其中，

所述压缩量调节部件为，具备第一面、和成为该第一面的背面的第二面的板部件，

所述压缩量调节部件将所述弹簧部件保持在所述第一面与设置于所述吸入阀上的卡合凸边部之间，

所述第一面上的所述供给压力的受压面积大于所述第二面上的所述供给压力的受压面积。

3.如权利要求1或2所述的高压泵的调量装置，其中，

当所述供给泵为电动式时，

所述高压泵的调量装置具备所述闭阀单元的故障判断单元，

并具备控制部，在通过所述故障判断单元而判断为所述闭阀单元发生了故障时，所述控制部使所述供给泵的供给压力降低。

4.如权利要求3所述的高压泵的调量装置，其中，

所述故障判断单元根据从所述高压泵被供给高压的燃料的共轨的轨道压力，来对所述闭阀单元的故障进行判断。