CN105443249A - 泵控制设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种泵送***，包括泵、机械联接装置和凸轮轴。泵能有效地将燃料传输到发动机中。机械联接装置联接至泵。凸轮轴联接至机械联接装置。凸轮轴具有贯穿其中的轴线，并围绕该轴线旋转。凸轮轴的旋转能有效地接合机械联接装置，并将通过旋转所生成的机械作用力传输至机械联接装置。当将由泵移动燃料时，机械联接装置被接合，以允许机械作用力传输至燃料泵并启动燃料泵。机械联接装置被分离，以禁止机械作用力传输至燃料泵，并阻止燃料泵运行。

Description

泵控制设备和方法

技术领域

本申请涉及泵，更具体地说涉及在各种应用中的泵的控制。

背景技术

泵被用于各种应用中。在车辆中，燃料泵被用于将燃料从车辆燃料箱(或其它存储区域)移动到发动机(或其它目的地)，在那里燃料被点燃以运行发动机(或以其它方式被利用)。在车辆中实现的一个具体应用中，高压泵被用于车辆中，以将燃料移动到发动机的燃料喷射***中。

对于多级或多燃料***发动机而言，目前所采用的是高压燃料泵，并且这些泵持续运行。也就是说，无论是有燃料流过泵还是没有燃料流过泵，所述泵都运行。不幸地，当泵在没有燃料流的情况下运行时，泵的运动部件发生磨损并暴露于可能导致泵失效的高温。换句话说，泵在发动机运行期间持续运行，即使该泵没有被用于向燃料喷射***中提供压力。

一些当前的方案在泵中放入部分流体，以对泵部件提供润滑。然而，这些方案浪费宝贵的能量，并且要不然是复杂的、低效的、和/或高成本的。

因此，目前的方案要么还未解决这些问题，要么有自身的局限。作为结果，部分用户对目前的方案不满意。

附图说明

为了更全面地理解本公开，应该参考下面的详细描述和附图，其中：

图1包括根据本发明多个实施例的用于控制燃料泵的***的框图；

图2包括根据本发明多个实施例的用于控制燃料泵的***的框图；

图3A包括根据本发明多个实施例的在挺杆分离的情况下控制燃料泵的控制***的图；

图3B包括根据本发明多个实施例的在挺杆接合的情况下控制燃料泵的控制***的图；

图4包括流程图，其示出了根据本发明多个方面的用于控制泵的方案的一个示例。

本领域技术人员应理解的是，图中的元件是为了简明和清楚起见而示出的。还应理解的是，某些动作和/或步骤可能以特定的发生顺序来描述或示出，然而本领域技术人员应明白的是这种关于顺序的特定性实际上是不需要的。还应明白的是，本文中所使用的术语和表述具有这些术语和表述在它们所涉及的相应调查和研究领域中被解释的普通含义，除非本文中另外给出了特殊含义。

具体实施方式

可切换机械联接装置(例如挺杆)被用于机械地暂停或停止泵的运动，以防止泵的磨损的增加以及失效。本发明的方案在泵进行循环但并不活跃时消除了泵中的摩擦的寄生损耗，从而提供额外的燃料消耗益处。

在这些实施例的多个中，泵通过可切换机械联接装置被凸轮轴驱动，所述可切换机械联接装置比如为可切换挺杆元件或切换滚子挺杆。在一些示例中，并且当使用了挺杆时，可通过使用受开/闭电磁阀(其自身受控制器的控制)控制的油压在机械上接合或分离挺杆。当挺杆被接合时，泵被旋转凸轮轴驱动，并且这发生在正常运行期间(即，此时希望将燃料喷入发动机中)。

当挺杆被分离时，泵不被驱动，而是处于机械空载状态(即，它的运动部件不运动)。当泵不被驱动时，泵中不产生有害的摩擦，因为泵和它的内部部件不运动。这允许泵在喷射***完全停用的同时，在替代燃料***中运行，比如压缩天然气(CNG)、端口喷射汽油以及液化石油气(LPG)。这具有额外的优点，即允许相同的泵用于多种不同的应用和***，因为不需要特殊的带有低压汽油循环的泵。

在这些实施例的多个中，泵送***或设备包括泵、机械联接装置和凸轮轴。泵能有效地将燃料传输到发动机中。机械联接装置联接至泵。凸轮轴联接至机械联接装置。凸轮轴具有贯穿其中的轴线，并围绕该轴线旋转。凸轮轴的旋转能有效地接合机械联接装置，并将通过旋转所生成的机械作用力传输至机械联接装置。当将由泵移动燃料时，机械联接装置被接合，以允许机械作用力传输至燃料泵并启动燃料泵。机械联接装置被分离，以禁止机械作用力传输至燃料泵，并阻止燃料泵运行。

在一些方面，机械联接装置包括挺杆。在一些示例中，挺杆包括联接至燃料泵的弹簧。在另一些示例中，挺杆包括选择性地联接至凸轮轴的转轮。

在又一些示例中，挺杆包括空腔，并且空腔选择性地充注有油。油在空腔内的部署能有效地实现弹簧与转轮之间的机械联接，并允许机械作用力通过挺杆传输至燃料泵。

在另一些示例中，凸轮轴包括与转轮接合的突部。在另一些方面，所述***还包括控制器，并且控制器接合电磁阀，以允许油选择性地注入挺杆中。

现在参考图1，泵控制***100的一个示例被描述。***100包括泵102、可切换联接装置104、凸轮轴106以及控制模块108。

在一个方面，泵102是高压燃料泵。在该示例中，泵102驱动或致使燃料从燃料箱(或其它存储装置)移动到发动机的燃料喷射设备110。泵102可以具有移动活塞，其产生压力，以将燃料从燃料箱移动到燃料喷射设备中。应理解的是，虽然本文中所描述的示例涉及移动燃料供发动机使用的泵，但是这些方案不限于这些应用，而是也能用于其它应用。

可切换联接装置104联接至泵102、控制模块108和凸轮轴106。凸轮轴108旋转，且该机械作用力被传输至可切换联接装置104。凸轮轴108是车辆所用的典型凸轮轴。

可切换联接装置104是联接或分离凸轮轴106与泵102之间的作用力传输的任意装置。在一个示例中，可切换联接装置104是挺杆(tappet)。其它示例也是可能的。用作可切换联接装置的挺杆的示例在本文中其它地方描述。在本文中被使用的“挺杆”表示给机构内的某些其它部件赋予线性运动的设备、部分、装置、突部、或元件。

控制模块108控制可切换联接装置104的致动。当喷射设备110需要燃料时，控制模块致动可切换联接装置104，以允许机械作用力从凸轮轴106传输到泵102。当喷射***110不再需要燃料时，控制模块108分离可切换联接装置104，以防止机械作用力从凸轮轴106传输到泵102。因此，当泵不被驱动时，在泵中不产生有害的摩擦，因为泵及其内部部件不运动。

现在参考图2，其中描述了用于泵的控制***的一个示例。该***包括泵202、可切换联接装置204(这里为挺杆)、凸轮轴206(带有突部207)以及控制模块208。

在一个方面，泵202是高压燃料泵。在该示例中，泵202将燃料从燃料箱移动到发动机的燃料喷射设备。泵202可以具有移动活塞，该活塞产生压力，以将燃料从燃料箱移动到燃料喷射设备中。

可切换联接装置204经由弹簧203联接至泵202。控制模块208控制油209向可切换联接装置204中的流动。可切换联接装置204还联接至凸轮轴206。凸轮轴206旋转并导致可切换联接装置204中的转轮230旋转。这发生的原因是，突部207围绕凸轮轴206的旋转轴线的轴线旋转，突部撞击转轮230。

当可切换联接装置204中有油时，柱体232移动，从而移动弹簧203，所述弹簧驱动泵202。这样，机械作用力经由可切换联接装置204从凸轮轴206传输到泵202。

控制模块208控制可切换联接装置204的致动。当喷射设备需要燃料时，控制模块208通过将油泵入可切换联接装置204中来致动可切换联接装置204，以允许机械作用力从凸轮轴206传输到泵202。当喷射***不再需要燃料时，控制模块208分离可切换联接装置204(例如，通过排出油)，以防止机械作用力从凸轮轴206被传输到泵202。因此，当泵202不被驱动时，在泵中不产生有害的摩擦，因为泵及其内部部件不运动。

现在参考图3A和图3B，其中描述了挺杆300的一个示例。挺杆包括外壳302、弹簧304、控制模块在其中施加油压306的开口或空腔308。挺杆300包括联接至转轮314的柱体310。转轮联接至具有突部315的凸轮轴316。

当喷射设备需要燃料时，控制模块通过将油306泵入挺杆中来致动挺杆，以允许机械作用力从凸轮轴316传输到泵。当喷射***不再需要燃料时(或泵不再需要运行时)，控制模块分离挺杆，以防止机械作用力从凸轮轴316传输到泵。因此，当未传输燃料时，泵不被驱动，并且在泵中不产生有害的摩擦，因为泵及其内部部件在这些运行模式期间不运动。

当挺杆中有油306时，凸轮轴沿标记为320的箭头所示的方向旋转。这致使转轮314沿标记为322的箭头所示的方向旋转。这移动柱体310，从而移动弹簧304，该弹簧移动泵中的活塞。这样，机械作用力得以从凸轮轴316传输到泵。油306允许机械作用力的联接。当油306被移除(例如通过排出)时，凸轮轴306与泵之间的机械联接不再可行。

现在参考图4，其中描述了联接和分离***的操作的一个示例。在步骤402，确定选择性地将燃料从燃料箱传输到发动机的燃料喷射设备中。在步骤404，旋转凸轮轴。在步骤406，确定是接合还是分离燃料泵。

如果燃料泵将被接合(例如，喷射***中需要燃料)，则在步骤408，接合机械联接装置，以允许作用力在凸轮轴与泵之间传输。这允许燃料通过泵被泵入燃料喷射设备中。

如果燃料泵不被接合(例如，喷射***中不需要燃料)，则在步骤410，分离机械联接装置，从而禁止作用力凸轮轴与泵之间传输。这防止燃料通过泵被泵入燃料喷射设备中。

应该明白的是，本文中所描述的任何控制器都可以使用计算装置来实施这些装置的各种功能和操作。就硬件架构而言，这种计算装置可包括但不限于：处理器、存储器和一个或多个输入和/或输出(I/O)装置接口，其通过本地接口得以通信地联接。本地接口例如可包括但不限于：一个或多个总线和/或其它有线或无线连接。处理器可以是用于执行软件尤其是存储在存储器内的软件的硬件装置。处理器可为定制的或市售的处理器、中央处理单元(CPU)、与计算装置相关联的数个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(呈微芯片或芯片组的形式)或者总体而言用于执行软件指令的任何装置。

本文中所描述的存储装置可包括以下中的任一个或其组合：易失性存储器元件(例如随机存取存储器(RAM)，比如动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、视频RAM(VRAM)等等)和/或非易失存储元件(例如只读存储器(ROM)、硬盘驱动器、磁带、CD-ROM等等)。另外，存储器可以包含电子的、磁性的、光学的、和/或其它类型的存储介质。存储器还可具有分布式架构，其中各种部件彼此远程地定位，但能被处理器访问。

本文描述的任一存储装置中的软件可以包括一个或多个独立程序，其中的每个包括用于实现本文描述的功能的可执行指令的顺序列表。当被构造为源程序时，该程序通过可以也可以不被包含在存储器内的编译器、汇编程序、注释器等被翻译。

应理解的是，控制器所实施的任何方案都可利用存储在计算机介质(例如，上述计算机存储器)上的计算机指令，并且这些指令可在比如微处理器等处理装置上被执行。然而，这些方案可被实施为电子硬件和/或软件的任意组合。

本文描述了本发明的优选实施例，包括发明人已知的用于实施本发明的最佳模式。应该明白的是，所示实施例只是示例性的，不应该被理解为限制本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于车辆的泵送***，该***包括：

泵，该泵能有效地将燃料传输到发动机中；

机械联接装置，其联接至所述泵；

凸轮轴，其联接至所述机械联接装置，所述凸轮轴具有贯穿其中的轴线，所述凸轮轴围绕所述轴线旋转，所述凸轮轴的旋转能有效地接合所述机械联接装置，并将通过旋转所生成的机械作用力传输至所述机械联接装置；

使得所述机械联接装置被接合，以允许机械作用力传输至燃料泵，并在待由泵移动燃料时启动燃料泵，并且使得所述机械联接装置被分离，以禁止机械作用力传输至燃料泵，并阻止燃料泵的运行。

2.如权利要求1所述的***，其中，所述机械联接装置包括挺杆。

3.如权利要求2所述的***，其中，所述挺杆包括联接至所述燃料泵的弹簧。

4.如权利要求2所述的***，其中，所述挺杆包括选择性地联接至所述凸轮轴的转轮。

5.如权利要求3所述的***，其中，所述挺杆包括空腔，所述空腔被选择性地充注油，所述油在空腔内的部署能有效地提供弹簧与转轮之间的机械联接，并允许将机械作用力通过挺杆传输至燃料泵。

6.如权利要求5所述的***，其中，所述凸轮轴包括与所述转轮接合的突部。

7.如权利要求5所述的***，还包括控制器，所述控制器接合电磁阀，以允许将油选择性地注入挺杆中。

8.一种控制车辆中的燃料泵的方法，该方法包括：

使用燃料泵将燃料传输到发动机中；

将机械联接装置联接至泵；

使联接至所述机械联接装置的凸轮轴旋转，所述凸轮轴具有贯穿其中的轴线，所述凸轮轴围绕所述轴线旋转，所述凸轮轴的旋转能有效地接合所述机械联接装置，并将通过旋转所生成的机械作用力传输至所述机械联接装置；

接合所述机械联接装置，以允许机械作用力传输至燃料泵，并在待由泵移动燃料时启动燃料泵，并且使得所述机械联接装置被分离，以禁止机械作用力传输至燃料泵，并阻止燃料泵的运行。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述机械联接装置包括挺杆。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述挺杆包括弹簧，并且所述方法还包括将弹簧联接至燃料泵。

11.如权利要求9所述的方法，其中，所述挺杆包括转轮，并且所述方法还包括选择性地将转轮联接至凸轮轴。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述挺杆包括空腔，并且所述方法还包括选择性地以油充注空腔，所述油在空腔内的部署能有效地提供弹簧与转轮之间的机械联接，并允许机械作用力通过挺杆传输至燃料泵。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述凸轮轴包括突部，并且所述方法还包括使突部与转轮接合。

14.如权利要求12所述的方法，还包括：接合电磁阀，以允许油选择性地注入挺杆中。