JP2000511612A - ポンプ用油圧制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 三方切替ソレノイド制御弁（８０）により制御される油圧制御式入口逆止弁（６０）を有する容積型ポンプ組立体（１０）である。入口弁（６９）は、ポンプピストン（１８）が引込ストロークにあるときに開き、かつポンプピストンが駆動ストロークにあるときに通常閉じる一方向逆止弁（６４）を備える。その逆止弁は、ポンプの送出流体がドレインへ流れるように、駆動ストローク中に逆止弁を開放できる油圧制御式ピストン（７６）をさらに備える。そのピストンはソレノイド制御弁により制御される。その制御弁は一対のディジタル的にラッチされるソレノイド（８８、９０）を有する。ポンプの送出圧力は、ソレノイドの１つを励磁し、かつ油圧をピストンへ加えてポンプの駆動ストローク中に逆止弁を開くことにより規制できる。ポンプは好ましくは、両方か単一のソレノイド制御弁により制御される一対の油圧制御式入口逆止弁を組み込む二重ピストン（１８、２４）式ウォッブルプレート（３０）ポンプである。

Description

【発明の詳細な説明】 ポンプ用油圧制御システム 発明の分野 本発明はポンプに関する。 関連技術の説明 内燃機関の燃料噴射システムは、容積型ポンプにより加圧できる。そのシステ ムの過剰加圧化を防止するために、容積型ポンプは、システム圧力が所定レベル に達したときにポンプの出力をドレインへ向けるバイパス弁を有している。バイ パス弁は、システムの最大圧力を制御する手段を構成している。従来のバイパス 弁は、流体圧がばねの力を超えると開くばね押圧式レリーフ弁を標準的に備えて いる。したがってポンプは、バイパス弁のばねに対抗して連続的に作動している 。バイパス弁のばねに打ち勝つのに必要な余分な動作は、ポンプのエネルギー効 率を低下する。 容積型ポンプの送出圧力は、駆動モータの速度を変えることによっても変更で きる。駆動モータの速度を変える応答時間は、ポンプとモータの慣性のために比 較的遅い。したがって効果的なバイパス機能を有しかつポンプの送出圧力を正確 に制御できる容積型ポンプを提供することが望ましい。 発明の概要 本発明は、三方切替ソレノイド制御弁により制御される油圧制御式入口逆止弁 を有する容積型ポンプ組立体である。入口弁は、ポンプピストンが引込ストロー クにあるときに開き、かつポンプピストンが駆動ストロークにあるときに通常閉 じる一方向逆止弁を備える。その逆止弁は、ポンプの送出流体がドレインへ流れ るように、駆動ストローク中に逆止弁を開放できる油圧制御式ピストンをさらに 備える。そのピストンはソレノイド制御 弁により制御される。その制御弁は一対のディジタル的にラッチされるソレノイ ドを有する。ポンプの送出圧力は、ソレノイドの１つを励磁し、かつ油圧をピス トンへ加えてポンプの駆動ストローク中に逆止弁を開くことにより調節できる。 ポンプは好ましくは、両方が単一のソレノイド制御弁により制御される一対の油 圧制御式入口逆止弁を組み込む二重ピストン式ウォッブルプレートポンプである 。 図面の簡単な説明 本発明の目的と利点は、下記の詳細な説明および添付図面を見れば当業者にと り容易に明らかになる。 図１は本発明のポンプ組立体の概略図である。 図２は入口逆止弁を開いた駆動ストローク中のポンプの概略図である。 発明の詳細な説明 図面を特に参照数字により参照すると、図１は本発明のポンプ１０を示す。ポ ンプ１０は、内燃機関の燃料噴射システムのような流体システムに使用できる。 この好ましい実施例においてポンプ１０は、容積式ウォッブルプレートポンプで ある。ウォッブルプレートポンプが説明されかつ示されるが、本発明は他のタイ プのポンプにも採用できることが理解されるべきである。 ポンプ１０は、第１のチャンバ１４および第２のチャンバ１６を収納するハウ ジング１２を有する。第１のチャンバ１４内には、第１のポンプチャンバ２０を 第２のポンプチャンバ２２から分離する第１のピストン１８が設けられる。第２ のチャンバ１６内には、第３のポンプチャンバ２６を第４のポンプチャンバ２８ から分離する第２のピストン２４が設けられる。ピストン１８および２４は、回 転駆動シャフト３２へ装着される一対のウォッブルプレート３０により往復動さ れる。標準的に駆動シャフト３２は、電気モータ３４から延び、かつ軸受組立体 ３６により心合わせされる。 ポンプ１０は、第１のポンプチャンバ２０へ連結される第１の入口ポート３８ と第１の出口ポート４０、第２のポンプチャンバ２２へ連結される第２の入口ポ ート４２と第２の出口ポート４４、第３のポンプチャンバ２４へ連結される第３ の入口ポート４６と第３の出口ポート４８、および第４のポンプチャンバ２８へ 連結される第４の入口ポート５０と第４の出口ポート４２を有する。駆動シャフ ト３２とウォッブルプレート３０は、交互のパターンにて引込ストロークと送出 ストロークとの間でピストン１８と２４を往復動させ、その間に第１のポンプチ ャンバ２０と第３のポンプチャンバ２６は、第２のポンプチャンバ２２と第４の ポンプチャンバ２８が流体をポンプ送出している場合、流体を引き入れ、逆の場 合も同じである。ポンプチャンバは、入口ポートから流体を受入れ、出口ポート を通して流体をポンプ送出する。それぞれの出口ポートは、ポンプチャンバ中へ の流体の逆流を防止するために、ボール弁５８を押圧するばね５６を備える出口 逆止弁５４を有する。 第１の入口ポート３８と第３の入口ポート４６は、第１の油圧逆止弁６０へ連 結される。第２の入口ポート４２と第４の入口ポート５０は、第２の油圧逆止弁 ６２へ連結される。逆止弁６０および６２は、ポンプチャンバへ出入りする流体 の流れを制御する。各制御弁は、はね７０によりハウジング６８の弁座６６中に 押圧されるボール弁６４を備える。ハウジング７０は入口ポート７２および出口 ポート７４を有し、それらは流体供給源およびポンプチャンバとそれぞれ流体連 通する。 ピストン１８および２４は、ポンプチャンバを膨張および収縮する動作を通し て往復動する。ポンプチャンバを膨張すると、チャンバ内の圧力が減少する。各 ボール弁６４を通しての圧力差がばね７０の力に打ち勝ち、逆止弁を開けて、流 体をチャンバ中へ流入させる。ポンプチャンバの容積が減少すると、対応する圧 力が増加し、ボール弁を押して閉じるので、流体は出口弁を通してのみ流れる。 各逆止弁は、ボール弁６４を開放位置まで移動できるピストン７６を有する。 ピストン７６はチャンバ７８内の作動流体により駆動される。チャンバ７８内の 作動流体の圧力はソレノイド制御弁８０により制御される。ソレノイド制御弁８ ０は好ましくは、流体の高圧供給源へ連結される第１のポート８２、流体の低圧 供給源へ連結される第２のポート８４、および逆止弁のチャンバ７８へ連結され る第３のポート８６を有する三方切替弁である。 制御弁８０は、スプール９２へそれそれ連結される第１のソレノイド８８およ び第２のソレノイド９０を有する。ソレノイドを励磁すると、スプールが弁の一 端へ引き寄せられる。ソレノイドとスプールはハウジング９８内に設けられる。 スプールとハウジングは好ましくは、５２１００または４４０ｃ硬化鋼のような 磁性材料から作られるので、その材料の残留磁気により、ソレノイドが消磁され た後でも、スプールは２つの位置の１つの位置に保持される。 ソレノイドは、スプールを動かすために複数のディジタルパルスをソレノイド へ送る制御装置１００へ連結される。第１のソレノイドを励磁すると、スプール が第１の位置まで動かされて、第２のポートを第３のポートへ連結する。第１の ソレノイドは短期間励磁されて、スプールをハウジングの端部へ引き寄せる。短 期間のパルス後に給電が停止され、そこにおいて材料の残留磁気により、スプー ルの位置が維持される。ついで第２のソレノイドを制御装置１００からのディジ タルパルスにより励磁でき、スプールを第２の位置へ動かし、そこにおいて第１ のポートは第３のポートへ連結され、高圧作動流体は逆止弁のチャンバ７８へ導 かれる。 図１に示されるように、運転時、ウォッブルプレートはピストンを動かして第 １のポンプチャンバ２０と第３のポンプチャンバ２６の容積を増加し、それによ り流体が逆止弁６０を通して引き込まれる。第２のポンプチャンバ２２と第４の ポンプチャンバ２８は、出口ポートを通して流体をポ ンプ送出する。逆止弁６２は、第２のポンプチャンバ２２と第４のポンプチャン バ２８内の流体の全容積が出口ポート中にポンプ送出されるまで閉じたままであ る。ウォッブルプレートが連続して回転すると、ピストンは、第１のポンプチャ ンバ２０と第３のポンプチャンバ２６から流体をポンプ送出し、また第２のポン プチャンバ２２と第４の２８のポンプチャンバ中に流体を引き込む。 図２に示されるように、作動流体を逆止弁チャンバ７８に流入させ、ピストン ７６がボール弁６４を開けるように、制御弁８０の第２のソレノイド９０を励磁 するこで、ポンプの送出圧力を制御することができる。開放された逆止弁により 、ポンプチャンバの送出流体は、入口ポートを通してシステムの低圧ラインへ戻 ることができる。ピストンは、システム圧力が所要の圧力に達するまで、入口逆 止弁を開放位置に維持できる。この目的のために、制御装置１００は、システム の流体圧力を検知して、フィードバック信号を制御装置へ送る圧力センサへ連結 できる。制御装置は、フィードバック信号に応答してポンプの送出量を規制でき る。油圧制御式入口弁は、ポンプのバイパスサイクル中に付加的なエネルギー消 費をポンプが必要とすることなく、流体バイパスを形成する。 幾つかの代表的な実施例を添付図面において説明しかつ示してきたが、そのよ うな実施例は、この広い発明の単なる説明用のものであり、制約的のものではな いこと、および種々の他の変形は当業者にとり考えることができるので、本発明 は、図示され説明された特定の構造と配置に限定されないことが理解されるべき である。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．入口ポートと出口ポートを有するポンプ用の圧力制御システムであって： ポンプの入口ポートへ連結される油圧制御式入口逆止弁と； 前記油圧制御式入口逆止弁を制御し、ポンプの入口ポートを通る流体の逆流を 規制してポンプの送出圧力を制御するソレノイド制御弁とを含むシステム。 ２．前記ソレノイド制御弁は三方切替弁である請求項１に記載のポンプ。 ３．前記ソレノイド制御弁は、第１のソレノイドおよび第２のソレノイドと協 働して前記油圧制御式入口逆止弁中への作動流体の流れを制御するスプールを備 え、前記スプールは、前記第１のソレノイドが励磁されると第１の位置まで移動 して作動流体が前記油圧制御式入口逆止弁へ流れるのを防止し、また前記スプー ルは前記第２のソレノイドが励磁されると第２の位置へ移動して作動流体を前記 油圧制御式入口逆止弁中へ流入させかつポンプ送出流体を前記入口ポートを通し て前記ポンプチャンバから流出させる請求項１に記載のポンプ。 ４．前記第１と第２のソレノイドは、複数のディジタルパルスにより励磁され る請求項３に記載のポンプ。 ５．前記油圧制御式入口逆止弁は、作動流体が前記油圧制御式入口逆止弁へ流 入するとピストンにより開かれる逆止弁を備える請求項３に記載のポンプ。 ６．ポンプであって： 第１のチャンバと第２のチャンバを有するポンプハウジングと： 前記第１のチャンバを第１のポンプチャンバと第２のポンプチャンバに分離す る第１のピストンと： 前記第２のチャンバを第３のポンプチャンバと第４のポンプチャンバに分離す る第２のピストンと： 前記第１と第２のピストンを往復運動で動かす一対のウォッブルプレートと： 前記第１のポンプチャンバへ連結される第１の入口ポート、前記第２のポンプ チャンバへ連結される第２の入口ポート、前記第３のポンプチャンバへ連結され る第３の入口ポート、および前記第４のポンプチャンバへ連結される第４の入口 ポートと： ポンプ流体の流れを前記第１と第３の入口ポートを通して制御する第１の油圧 制御式入口逆止弁と： ポンプ流体の流れを前記第２と第４の入口ポートを通して制御する第２の油圧 制御式入口逆止弁と： 前記第１と第２の油圧制御式入口逆止弁を制御し、前記入口ポートを通してポ ンプ送出する流体の流れを規制して、ポンプの送出圧力を制御するソレノイド制 御弁と： を含むポンプ。 ７．前記ソレノイド制御弁は三方切替弁である請求項６に記載のポンプ。 ８．前記ソレノイド制御弁は、第１のソレノイドおよび第２のソレノイドと協 働して前記油圧制御式入口逆止弁中への作動流体の流れを制御するスプールを備 え、前記スプールは前記第１のソレノイドが励磁されると第１の位置へ移動して 作動流体が前記油圧制御式入口逆止弁へ流れるのを防止し、また前記スプールは 前記第２のソレノイドが励磁されると第２の位置へ移動して作動流体を前記油圧 制御式入口逆止弁中へ流入させかつポンプ送出流体を前記入口ポートを通して前 記ポンプチャンバから流出させる請求項６に記載のポンプ。 ９．前記第１と第２のソレノイドは、複数のディジタルパルスにより励磁され る請求項８に記載のポンプ。 １０．前記油圧制御式入口逆止弁それぞれは、作動流体が前記油圧制御式入口 逆止弁へ流入するとピストンにより開かれる逆止弁を備える請求項 ８に記載のポンプ。 １１．前記ポンプチャンバと流体連通している複数の出口ポートへ連結される 複数の逆止弁をさらに含む請求項１０に記載のポンプ。