(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポート（ＩＰ；２）と、
ユーザ（Ｕ；ＣＲ）への油圧接続のために配置された吐出ポート（ＤＰ；４）と、
少なくとも１つのシリンダ（ＣＹ；２０，２２，２４）と
を備え、
上記シリンダ（ＣＹ；２０，２２，２４）は、このシリンダ内で移動可能な対応するピストン（Ｐ；Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を有し、このピストンは、ポンプ作動中に、上死点（ＴＤＣ）と下死点（ＢＤＣ）との間で往復運動をし、
上記シリンダ（ＣＹ；２０，２２，２４）に油圧接続された上記シリンダ（ＣＹ；２０，２２，２４）のための吐出弁（ＤＶ；２６，２８，３０）を備え、
この吐出弁（ＤＶ；２６，２８，３０）は、閉位置と開位置との間を移動可能で、上記開位置において、上記吐出弁（ＤＶ；２６，２８，３０）は、上記シリンダ（ＣＹ；２０，２２，２４）と上記吐出ポート（ＤＰ；４）との間を流体が流れることができるようになっており、上記閉位置において、上記吐出弁（ＤＶ；２６，２８，３０）は、上記シリンダ（ＣＹ；２０，２２，２４）と上記吐出ポート（ＤＰ；４）との間を流体が流れるのを妨げるようになっており、
ポンプ作動中、上記吐出弁は、上記下死点（ＢＤＣ）から上記上死点（ＴＤＣ）へ上記ピストン（Ｐ；Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）が移動する間の一部で上記開位置にあり、上記ピストン（Ｐ；Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）の往復運動の上記上死点（ＴＤＣ）後に閉じる、油圧ポンプ（ＨＰ；１）において、
上記油圧ポンプ（ＨＰ；１）は、調節装置（Ｒ；３９，４０，４２，４３，４４，４６）を備え、この調節装置（Ｒ；３９，４０，４２，４３，４４，４６）は、上記吐出ポート（ＤＰ；４）に油圧接続されたユーザ（Ｕ；ＣＲ）内の閾値圧力（ｐＲＥＦ）を超過したとき、上記上死点（ＴＤＣ）から上記下死点（ＢＤＣ）へ上記ピストンが移動する少なくとも一部の間、上記吐出弁（ＤＶ，２６，２８，３０）を上記開位置に維持し、それによって上記吐出弁（ＤＶ；２６，２８，３０）が閉じるのを遅らせて、上記吐出ポート（ＤＰ；４）から上記シリンダ（２０，２２，２４）へ流体が還流するのを可能にするようになっており、
上記吐出弁（２６，２８，３０）は、油圧駆動ライン（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３；Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３；ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３）によって制御され、
上記調節装置（Ｒ；３９，４０，４２，４３，４４，４６）は、
油圧制御ライン（３９）によって上記吐出ポート（４）と流体接続された制御ボリューム（ＣＶ）を備え、この油圧制御ライン（３９）上にチョーク（４０）が設けられ、
制御弁（４２）を備え、この制御弁（４２）は、上記制御ボリューム（ＣＶ）内の圧力（ｐＣＶ）を調節するようになっているとともに、上記制御ボリューム（ＣＶ）と上記吸入ポート（２）との間の流体接続を可能にするために作動可能であり、
上記チョーク（４０）は、上記制御ボリューム（ＣＶ）の油圧の上流側に設けられていることを特徴とする油圧ポンプ（ＨＰ；１）。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧ポンプ（１）において、
上記油圧駆動ラインは、
上記少なくとも１つのシリンダ（２０，２２，２４）内の圧力（ｐ２０，ｐ２２，ｐ２４）に実質的に対応する圧力信号を上記吐出弁（２６，２８，３０）に伝送する第１の油圧駆動ライン（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）と、
上記制御ボリューム（ＣＶ）内の圧力（ｐＣＶ）に実質的に対応する圧力信号を上記吐出弁（２６，２８，３０）に伝送する第２の油圧駆動ライン（ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３）と
を備えていることを特徴とする油圧ポンプ（１）。
【請求項３】
請求項２に記載の油圧ポンプ（１）において、
上記制御弁（４２）は、上記制御ボリューム（ＣＶ）内の上記圧力（ｐＣＶ）が、上記吐出ポート（ＤＰ；４）に流体接続されているユーザ（Ｕ；ＣＲ）内の上記閾値圧力（ｐＲＥＦ）を超えると、上記圧力（ｐＣＶ）を実質的に上記閾値圧力（ｐＲＥＦ）の値に制限するようになっていることを特徴とする油圧ポンプ（１）。
【請求項４】
請求項２に記載の油圧ポンプ（１）において、
上記吐出弁（２６，２８，３０）は、上記吐出ポート（４）の圧力（ｐＣＲ）に実質的に対応する圧力信号を上記吐出弁（２６，２８，３０）に伝送する第３の油圧駆動ライン（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を有し、この第３の油圧駆動ライン（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）は、上記吐出弁（２６，２８，３０）を上記開位置に持っていくようになっていることを特徴とする油圧ポンプ（１）。
【請求項５】
請求項１に記載の油圧ポンプ（１）において、
上記制御弁（４２）は、上記吐出ポート（４）に接続されたユーザ（Ｕ；ＣＲ）内の圧力を検知するためのセンサ部と協働するようになっている電気制御ユニット（４６）によって制御されていることを特徴とする油圧ポンプ（１）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の油圧ポンプ（１）において、
第１のピストン（Ｐ１）と、第２のピストン（Ｐ２）と、第３のピストン（Ｐ３）とを備え、
これらのピストンは、それぞれ、第１の吐出弁（２６）、第２の吐出弁（２８）、および第３の吐出弁（３０）と、作動可能に関連しており、
上記第１，第２および第３のピストン（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）は、上記油圧ポンプ（１）の入力軸（ＩＳ）を介して往復運動をするように駆動されることを特徴とする油圧ポンプ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプ、特に燃料ポンプに関する。特に、本発明は、流量を調節する装置を備えた油圧ポンプに関して開発されたものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ポンプ、特に燃料ポンプの技術分野において、ポンプ軸の回転速度と実質的に無関係な方法で、ポンプによってユーザ（user）へ吐出される流体の流量を調節する必要がある。
【０００３】
特に、圧縮点火内燃機関エンジン（路上走行車用エンジン、または海上で使用する大型の固定式エンジン）の分野では、実際に、既知の解決策はすべて、加圧流体のアキュムレータ(一般に「コモンレール（common rail）」と呼ばれる)への燃料ポンプの油圧接続(hydraulic connection)を想定する。また、ポンプによってコモンレールに吐出された流量の調節は、２つの異なる方法によって実質的に得られる。つまり、
ポンプによって吐出されるとともに、コモンレールを介して供給されたが、燃料噴射装置によって消費されなかった超過流量を積層する制御弁による方法、または、
ポンプ自身によって吸入された流体中に制御されたキャビテーションを引き起こすために、ポンプの入口に設けられた積層構造のバルブセット（lamination valve set）による方法。
【０００４】
明らかに、後者の方法は、ポンプに吸入された液体の質量を低減することを目的としている。
【０００５】
しかしながら、紛れもない単純さにもかかわらず、上記調節方法は、明らかな不利を示す。
【０００６】
調節の第１の方法は、得られた流体の積層が高いエネルギー損失を伴う限り、エネルギー的に非常に高価である。
【０００７】
調節の第２の方法は、ポンプの入口で流体に引き起こされたキャビテーションに関係する摩耗の大きな問題を示している。さらに、上記解決法は、ポンプによって吸入される流体の流量についての連続性と正確性とを変化できるように高価な比例ソレノイドを有する電動型の積層弁の使用を要求する。
【０００８】
本発明の目的は、上述した技術的な問題を解決することである。
【０００９】
特に、本発明の目的は、エネルギー的に便利な方法で、油圧ポンプによってユーザへ吐出される流量を調節するとともに、ポンプやポンプの部品についての耐用年数を危うくしないようにすることである。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、請求項の対象を形成する特徴を有する油圧ポンプによって達成される。上記請求項は、本発明に関連して、本明細書で与えられる技術的な開示の不可欠な部分を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は、添付の図面を参照して記載され、非限定的な実施例によって純粋に与えられるだろう。
【００１２】
【図１】本発明の様々な実施形態に係る油圧ポンプの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る油圧ポンプの概略図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に係る油圧ポンプの概略図である。
【図４】本発明の好適な実施形態に係る油圧ポンプの様々な特徴的な操作量を示すためのグラフである。
【図５】本発明の好適な実施形態に係る油圧ポンプの様々な特徴的な操作量を示すためのグラフである。
【図６】本発明の好適な実施形態に係る油圧ポンプの様々な特徴的な操作量を示すためのグラフである。
【図７】本発明の好適な実施形態に係る油圧ポンプの様々な特徴的な操作量を示すためのグラフである。
【図８】本発明の好適な実施形態に係る油圧ポンプの様々な特徴的な操作量を示すためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１では、符号ＨＰが、本発明の様々な実施形態に係る油圧ポンプを示している。上記ポンプＨＰは、吸入ポートＩＰと、吐出ポートＤＰと、少なくとも１つのシリンダＣＹとを備えている。このシリンダＣＹ内には、機構Ｋ（例えば、カム機構やクランク機構）によって往復運動をするピストンＰが設けられている。この機構Ｋは、入力軸ＩＳによって同じく駆動される。各ピストンＰは、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの間を往復運動する。
【００１４】
上記吸入ポートＩＰは、吸入環境（図示しない）への接続のために配置されるとともに、それ自体公知な吸入弁ＩＶを介して、シリンダＣＹと流体接続（fluid communication）している。
【００１５】
上記シリンダＣＹは、さらに、吐出ラインＤＬを介して吐出ポートＤＰと流体接続している。この吐出ラインＤＬには、調節装置（regulation assembly）Ｒによって制御されうる吐出弁ＤＶが設けられている。
【００１６】
上記吐出弁ＤＶは、開位置、つまり、上記シリンダＣＹと上記吐出ポートＤＰとの間を流体が流れることができるようになっている位置と、閉位置、つまり、シリンダＣＹと吐出ポートＤＰとの間を流体が流れるのを妨げる位置との間で作動可能である。上記ポンプＨＰは、さらに、ユーザへの油圧接続のために配置されている。ここで、上記ユーザは、概略的に表されるとともに、文字Ｕによって示されている。一実施形態において、上記ユーザＵは、「コモンレール燃料噴射システム」としてよく知られている燃料蓄圧噴射システムであってもよい。
【００１７】
上記ポンプＨＰの作動は、以下の通りである。
【００１８】
上記上死点ＴＤＣと上記下死点ＢＤＣとの間を往復運動するピストンＰは、５つの行程のシーケンスを備えた作業サイクルを描く。すなわち、
上記吸入ポートＩＰから上記シリンダＣＹ内への流体、特に液体の吸入（吸入）、
上記シリンダＣＹ内の液体の圧縮（圧縮）、
上記吐出ラインＤＬへの液体の吐出（吐出）、
上記吐出ラインＤＬから上記シリンダＣＹへの液体の還流（還流）、
上記シリンダＣＹ内に存在している残存液体の膨張（膨張）である。
【００１９】
上記５行程のうち、上記圧縮行程および上記吐出行程は、ピストンが下死点ＢＤＣから上死点ＴＤＣへ上昇する間に実質的に生じる。これに対して、上記還流行程、上記膨張行程および上記吸入行程は、ピストンが上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣへ下降する間に実質的に生じる。以降の記載において、前者を「上昇行程」、後者を「下降行程」と呼ぶ。
【００２０】
上記膨張行程の間、ピストンＰが下死点ＢＤＣへ下降することによって、シリンダＣＹ内の圧力は低下し、この圧力の低下によって、吸入弁ＩＶが開かれる。したがって、結果として、シリンダＣＹ自体の中へ流体が流入して、上記吸入行程が始まる。上記吸入弁ＩＶは、ピストンＰの下降行程の終点で実質的に再度閉じる。
【００２１】
その後、圧縮行程がある。シリンダＣＹ内の圧力が、調節装置Ｒが吐出弁ＤＶを開くような値に到達したとき、この圧縮行程は、終了する。したがって、加圧流体を吐出ラインＤＬを介して吐出ポートＤＰへ送ることができる。
【００２２】
この目的のため、上記調節装置は、第１の駆動信号ＰＳ１を受信するように設計されている。上記調節装置は、シリンダＣＹのすぐ下流側の吐出圧力に優先的に対応するとともに、上記駆動信号ＰＳ１に応じて、吐出弁ＤＶへの駆動信号ＡＳ１を発信する。ここで、駆動信号ＡＳ１は、例えば、機械的なアクチュエータまたは油圧手段で生じた作用力である。上記吐出弁ＤＶに作用した作用力によって、吐出弁ＤＶが開き、その結果、流体が吐出ラインＤＬを通過し、吐出ポートＤＰを介してユーザＵへ流体が吐出することができる。
【００２３】
上記吐出行程の終了時点で、上記調節装置Ｒは、駆動信号ＡＳ１を出すのを中止して、吐出弁ＤＶを閉じることができる。
【００２４】
上記ポンプＨＰによってユーザＵへ送られる流体の流量が、後者の要求を超えるとき、ユーザＵ内（および吐出ポートＤＰ）の流体の圧力は、流体の蓄積によって増加する。
【００２５】
上記調節装置Ｒは、ユーザＵ内の流体の圧力に対応する第２の駆動信号ＰＳ２を受信するようになっている。ユーザＵ内の検知された圧力が閾値ｐＲＥＦよりも大きい場合、上記調節装置Ｒは、吐出弁ＤＶに作用する力を維持するように、また同様に、上記吐出行程が終わった後でも、吐出弁ＤＶを開位置に維持するように、駆動信号ＡＳ１を出し続ける。すなわち、上記調節装置Ｒは、ピストンＰの下降行程の少なくとも一部の間も吐出弁を開状態に維持する。
【００２６】
このように、流体が、吐出ポートＤＰから吐出弁ＤＶを通ってシリンダＣＹへ還流することができる。注目すべきは、流体がシリンダＣＹへ還流する間、この還流は、ピストンＰについての作業の原動力となり、流体によって以前に蓄積されていた圧縮の作業へ実質的に戻る、ということである。その結果、上記調節の機構は、流体の最大流量を吐出することを想定し、シリンダＣＹへの超過した量の還流を引き起こし、ポンプの全エネルギー効率にとって不利とならない。
【００２７】
事実上、上記ピストンＰによって行われる還流行程（最大流量で作動している状態において、システム（とりわけ吐出弁）の慣性が原因で、実質的に望ましくない結果である。）は、調節状態において、下死点ＢＤＣまで、制限内において拡張する（入力軸ＩＳの回転角度に関して）より広い角度範囲にわたって、求められるとともに生じた結果となる（したがって、吸入行程の遅れや実質的な縮小を伴って、還流行程の実質的な拡張が明らかになる）。
【００２８】
このように、ユーザＵ内の流体の圧力は、（吐出ポートＤＰの圧力と同様に）減少して、閾値ｐＲＥＦの値の近傍にまで戻る。したがって、ユーザＵ内の流体の圧力が閾値圧力ｐＲＥＦより小さくなるまで下降するとき、上記調節装置Ｒは、吐出弁ＤＶの駆動信号ＡＳ１の維持をやめるように設計されており、その結果、弁ＤＶは再び閉じることができる。
【００２９】
上記調節装置Ｒの作動は、ただ記載された調節行程を繰り返して、ユーザＵ内の流体の圧力が参照値に対して振動する調節状態である。このように、所望の流量値に等しい流量値がユーザＵに到達することを継続的に保証できる。
【００３０】
図２に関して、一実施形態において、ポンプＨＰは、吐出弁ＤＶを駆動するようになっているアクチュエータＡ１と、吐出弁ＤＶを閉位置に持っていく傾向がある弾性の位置決め要素Ｓとを備えている。
【００３１】
上記作動は、上述したものと同様である。なぜなら、上記調節装置Ｒは、吐出行程の間（駆動信号ＰＳ１に応じて）、吐出弁ＤＶを開位置に持っていくために、また、還流行程の間、駆動信号ＰＳ２、つまり、ユーザＵの圧力に応じて、吐出弁ＤＶを開状態に維持するために、アクチュエータＡ１を制御するように設計されている。
【００３２】
図３に関して、参照番号１は、全体として、本発明の好適な実施形態に係る油圧ポンプを示している。
【００３３】
破線および２点鎖線で表された概略図は、油圧ポンプ１の本体を示している。上記油圧ポンプ１は、吸入ポート２と吐出ポート４とを備えている。
【００３４】
第１のマニホールドチャンネル６は、吸入ポート２と流体接続している。この実施形態では、上記第１のマニホールド６から枝分かれしているのが、第１の吸入ライン８、第２の吸入ライン１０および第３の吸入ライン１２であり、これらは、上記マニホールド６と流体接続している。
【００３５】
上記吸入ライン８，１０，１２にそれぞれ設けられているのが、第１の吸入弁１４，第２の吸入弁１６，および第３の吸入弁１８である。この吸入弁１４，１６，１８は、対応する吸入ライン１４，１６，１８と、第１のシリンダ２０，第２のシリンダ２２および第３のシリンダ２４のそれぞれとの間の流体接続を、可能または不可能にするようになっている。
【００３６】
上記シリンダ２０，２２，２４内でそれぞれ可動なものは、第１のピストンＰ１，第２のピストンＰ２および第３のピストンＰ３である。各ピストンＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、或る機構によって往復運動するように駆動される。
【００３７】
ここで分析される特有な場合において、３つのカムＣ１，Ｃ２，Ｃ３（対応するタペットを有している）は、或る角度方向に均一なオフセットが与えられている。
【００３８】
代替可能な実施形態では、クランク機構によって駆動されるピストンを備えたポンプ１が供給されうる。
【００３９】
さらに注目すべきは、ここに記載されているポンプ１の実施形態は、例として、３ピストンタイプであるが、当業者は、本発明が、ポンプ１のピストンの数に関係なく適用されると理解するだろう。ここで、ポンプ１のピストンの数は、３つではなく、例え１つでもよい。
【００４０】
対応する吸入ライン８，１０，１２および対応する吸入弁１４，１６，１８と流体接続することに加えて、各シリンダ２０，２２，２４は、それぞれ、第１の吐出弁２６、第２の吐出弁２８および第３の吐出弁３０と流体接続する。この第１の吐出弁２６、第２の吐出弁２８および第３の吐出弁３０は、それぞれ、閉位置と開位置との間を移動可能である。
【００４１】
各吐出弁２６，２８，３０は、それぞれ吐出チャンネル３２，３４，３６によって、第２のマニホールドチャンネル３８と流体接続され、第２のマニホールドチャンネル３８は、同様に吐出ポート４へ流体接続されている。
【００４２】
各吐出弁２６，２８，３０は、通常閉位置にある。各吐出弁２６，２８，３０は、開位置にあるとき、各吐出弁２６，２８，３０に連通して対応するシリンダ２０，２２，２４を、対応する吐出チャンネル３２，３４，３６に流体接続できるように設計されている。したがって、対応するシリンダ２０，２２，２４から吐出ポート４へ流体を流すことができる。閉位置において、各吐出弁は、上記流体の流れを妨げる。
【００４３】
各吐出弁２６，２８，３０は、たくさんの駆動信号によって調節されており、その結果、対応する駆動力をもたらす。ここで記載されている実施形態において、上記駆動力は、油圧駆動ライン、または、より簡単にいうと駆動ラインによって得られる。他の実施形態では、対応する吐出弁に機械的に（油圧の代わりに）作用するアクチュエータによって駆動を得ることができる。
【００４４】
図３に図示された実施形態に関して、各吐出弁２６，２８，３０は、それぞれ、対応するシリンダ２０，２２，２４と流体接続している第１の油圧駆動ラインＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、第２の油圧駆動ラインＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３と、対応する吐出チャンネル３２，３４，３６と流体接続している第３の油圧駆動ラインＤ１，Ｄ２，Ｄ３とによって制御される。注目すべきは、上記駆動ラインは、付随的であることだ。その結果、いくつかの実施形態では、例えばここに記載されているように、ポンプ１は、駆動ラインＤ１，Ｄ２，Ｄ３を備え、一方、他の実施形態では、駆動ラインＵ１，Ｕ２，Ｕ３およびＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３だけが存在している。
【００４５】
各吐出弁２６，２８，３０は、さらに、各弾性要素Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を備える。各弾性要素Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の作用は、対応する吐出弁を閉位置に維持することを目的としている。各弾性要素Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３により生じた力は、油圧駆動ラインによって生じた力について実質的に無視してよいような方法で選択される。
【００４６】
本明細書において、当業者にとって明らかなように、「油圧駆動ライン」または「駆動ライン」という用語は、駆動機能を有する油圧ラインを総合的に示すために使用される。つまり、上記油圧ラインは、一般に、流体の無視できる流量を処理することができる。また、上記油圧ラインにおいて、この油圧ライン内の流体の圧力が、部品または回路内の油圧タイプの信号として利用される。
【００４７】
上記第１および第２の駆動ラインＵ１，Ｕ２，Ｕ３およびＤ１，Ｄ２，Ｄ３（もし存在すれば）は、対応する吐出弁２６，２８，３０を開とするため、対応する吐出弁２６，２８，３０の影響の各表面に作用する。
【００４８】
上記油圧駆動ラインＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３は、上記弾性要素Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のように（上述したように、それほどではないが）、対応する吐出弁を閉位置に維持することを目的とした作用を生じる。
【００４９】
さらに、各油圧駆動ラインＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３は、対応する吐出弁の残りの油圧駆動ライン、すなわち、駆動ラインＵ１，Ｕ２，Ｕ３およびＤ１，Ｄ２，Ｄ３（もし存在すれば）が作用する影響領域の合計と実質的に等しくなるように優先的に選ばれたそれぞれの影響領域に作用する。
【００５０】
調節チャンネルＣＶ０から枝分かれした油圧駆動ラインＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３は、制御ボリュームＣＶに流体接続される。この制御ボリュームＣＶは、油圧制御ライン３９によって、第２のマニホールドチャンネル３８と吐出ポート４とに流体接続され、優先的に固定された形状のチョーク４０に作用する。このチョーク４０は、制御ボリュームＣＶの油圧系統の上流に設けられている。
【００５１】
上記制御ボリュームＣＶは、さらに、吸入ポート２に流体接続された戻りチャンネル４３の流体動的に（fluid-dynamically）下流に設けられた制御弁４２によって、第１のマニホールドチャンネル６と吸入ポート２とに流体接続されている。
【００５２】
上記制御弁４２は、機能的に圧力調整弁である。この実施形態における圧力調整弁は、弾性要素Ｓ４によって閉位置に維持される。さらに、この実施形態において、上記制御弁４２は、電気制御ユニット４６に作動可能に接続されたソレノイド４４によって駆動されうる。
【００５３】
他の実施形態において、油圧または機械駆動式の制御弁４２を採用することもできる。
【００５４】
したがって、この実施形態で油圧制御ライン３９，チョーク４０，制御ボリュームＣＶおよび制御弁４２（そして、この実施形態では、制御ユニット４６も）を備えるポンプ１の画定された調節装置がある。この調節装置により、次の記載からくっきりと明らかになるように、ポンプ１によって、吐出ポート４に接続されているユーザへ送られる流量の変動が可能になる。
【００５５】
ポンプ１の作動は、以下に記載されている。
【００５６】
次の記載は、内燃機関エンジンの燃料噴射システムへの油圧ポンプ１、特に、蓄積燃料噴射システム（いわゆる「コモンレール」燃料噴射システム）用高圧ポンプの適用を特に参照してなされるだろう。もちろん、吐出ポート４に接続された一般的なユーザの場合にも、ここで記載されているものを実施することは可能です。
【００５７】
上記吸入ポート２は、流体動的に上流側に配置された低圧力環境ＬＰＥに流体接続されている。この適用のために考えられた、低圧力環境ＬＰＥは、例えば、油圧流入ラインを備え、この油圧流入ラインでは、燃料は、タンクから直接燃料を吸入する低圧ポンプによって、穏やかに加圧される。
【００５８】
吐出ポート４は、「コモンレール」（概略的に表されるとともに、参照符号ＣＲによって示されている）と共通して呼ばれる燃料アキュムレータに流体接続される代わりに、１以上の燃料インジェクタ（図示しない）が流体接続されている。コモンレール燃料噴射システムにおけるインジェクタの作動態様については、このサブシステムの作動が、この分野における当業者に広く知られている限りにおいて、参照が特定の文献に対してなされるものとする。
【００５９】
ポンプ１の作動中、入力軸ＩＳは、回転駆動され、各カムＣ１，Ｃ２，Ｃ３のおかげで、各ピストンＰ１，Ｐ２，Ｐ３を往復運動させて駆動する。
【００６０】
全流量、すなわち、コモンレールＣＲに吐出される流量を調節しないときの作動は、さらなるピストンの作動、およびピストンに関連した作動可能な同種の部品の作動が同一であるという事実に対する偏見なしに、ピストンＰ１に関連した部品を特に参照して記載される。
【００６１】
参照事項が、図４から図８に示された図にさらに記載されている。図４から図８のそれぞれの図は、ＣＡＩＳによって示された、入力軸ＩＳの回転角度の関数として、ポンプ１の作動に関する特徴量の評価を示している。より詳細には、以下の通りである。
【００６２】
図４のグラフは、３つの明確な曲線を有し、これらの曲線は、全ストローク（ＳＭＡＸで示す。）に対するパーセンテージとして示された各ピストン（それぞれＰ１，Ｐ２，Ｐ３）の位置Ｓのプロットを表している。したがって、各曲線には、対応するピストンの参照番号と同じ参照番号が付されている。
【００６３】
図５のグラフは、３つの明確な曲線を有し、これらの曲線は、各吐出弁２６，２８，３０の開度ＤＶＬ（最大開度値ＤＶＬＭＡＸに対するパーセンテージとして示されている）を表している。したがって、各曲線には、対応する吐出弁に使用されている参照番号と同じ参照番号が付されている。
【００６４】
図６のグラフは、３つの明確な曲線を有し、これらの曲線は、各吐出弁２６，２８，３０を通過する流量ＱＤＶ（最大流量値ＱＤＶ，ＭＡＸに対するパーセンテージとして表されている）のプロットを表している。したがって、各曲線には、対応する吐出弁に使用されている参照番号と同じ参照番号が付されている。
【００６５】
図７のグラフは、ｐＣＲ（閾値圧力ｐＲＥＦに対するパーセンテージとして表される）で示された、コモンレールＣＲ内の圧力のプロットを示している。このｐＣＲは、さらに、吐出ポート４の圧力と実質的に等しい。
【００６６】
図８のグラフは、吐出ポート４を通過する瞬間流量ＱＰ（すなわち、コモンレールＣＲに吐出された流量）のプロットを示している。
【００６７】
各ピストンＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、ピストンＰについて上述したのと同じ方法で、５行程を有する作業サイクルを示す。各ピストンＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、往復運動をすることで、対応するシリンダ２０，２２，２４によって画定される流体チャンバーの容量を変化させ、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの間で移動可能である。
【００６８】
観察の角度範囲は、ピストンＰ１の上死点ＴＤＣと一致する原点を有するような方法と、全流量作動状態から流量調節法（regime）における作動状態への遷移を示すのに十分な多くの作業サイクルをカバーするような方法とが選択される。
【００６９】
図４のグラフの軸の原点からスタートして、ピストンＰ１は、上死点ＴＤＣに対応する位置にある。ここで還流行程が開始する。これらの状態は、上死点ＴＤＣに関して吐出弁の遅れた閉鎖を引き起こす吐出弁の慣性による。膨張行程がこれに続き、ピストンＰ１が下死点ＢＤＣまで下降する間、シリンダ２０内の圧力の下降をもたらす。上記圧力が低圧力環境ＬＰＥの内側の圧力よりも低い値に達するとき、吸入弁１４は開き、その結果、低圧環境ＬＰＥから第１のマニホールドチャンネル６および第１の吸入チャンネル８を通ってシリンダ２０へ流体が流れ込む。
【００７０】
上記ピストンＰ１が下死点ＢＤＣに到達するとき、上記吸入行程は、実質的に終了する。上記吸入弁１４が閉じる時点で、低圧ライン８から容量２０を孤立され、上死点ＴＤＣまでのピストンの上昇が、シリンダ２０内の流体の圧縮（圧縮行程）を引き起こす。図６を参照して、注目すべき点は、吐出弁２６を通過する流量が圧縮行程の間ゼロである点である。
【００７１】
シリンダ２０内の流体の圧縮は、以下に記載する態様（上記吐出行程の開始）で、吐出弁２６の開を引き起こす。
【００７２】
上記吐出弁２６は、第１の駆動ラインＵ１と、第２の駆動ラインＣＶ１と、考えられる第３の駆動ラインＤ１との作用に依存する。上記駆動ラインＵ１は、対応する影響領域に、シリンダ２０内の圧力（以下、ｐ２０によって示される。同様に、ｐ２２およびｐ２４は、シリンダ２２，２４に用いられる。）に実質的に対応する圧力信号を伝える。すなわち、対応する吐出弁２６のすぐ下流およびすぐ上流におけるシリンダ２０の吐出圧に関する情報を実質的に伝える。
【００７３】
上記駆動ラインＣＶ１は、対応する影響領域に、制御ボリュームＣＶ内の圧力（以下、ｐＣＶによって示される。）に対応する圧力信号を伝える。
【００７４】
もし存在すれば、上記駆動ラインＤ１は、対応する影響領域に、上記吐出ポート４に作用する圧力に対応する圧力信号を伝える。この場合、この圧力は、コモンレールＣＲ内の圧力（以下、ｐＣＲによって示される。）と実質的に等しい。上記コモンレールＣＲは、実際、吐出ポート４に流体接続されている。この吐出ポート４は、同様に、上記第２のマニホールドチャンネル３８によって、吐出ライン３２に流体接続されている。
【００７５】
注目すべきは、油圧駆動ラインＤ１に関連した作動力は、いくつかの実施形態において、吐出弁内の流体を影響領域（この影響領域によって、吐出弁自体の移動要素に力を加えることができる。）に供給する吐出弁のジオメトリ（geometry）の結果となりうる、ということである。
【００７６】
油圧制御ライン３９を通る流れがない限りにおいて、上記制御ボリュームＣＶは、この作動状態において、停滞環境にある。なぜなら、上記制御弁４２は、完全に閉の位置にあるからである。
【００７７】
このように、コモンレールＣＲと制御ボリュームＣＶとの間には、静的な圧力の伝達がある。なぜなら、チョーク４０は、圧力の低下を一切もたらさないからである。チョーク４０を通って、制御ボリュームＣＶへの通過はほとんどない。
【００７８】
このことは、圧力ｐＣＶが圧力ｐＣＲに等しく、その結果、駆動ラインＣＶ１によって伝送された圧力信号は、駆動ラインＤ１によって伝送された圧力信号と同一であることを意味する。
【００７９】
事実上、全流量作動状態において、吐出弁２６は、従来の逆止弁に組み込まれうる。すなわち、吐出弁２６は、シリンダ２０内の圧力（ｐ２０）が弾性要素Ｓ１のコントラストの作用に打ち勝つのに十分な或る量だけ、圧力ｐＣＶ（これらの状態において、圧力ｐＣＲと等しい）を超過するまで、開状態のままである。ここで、上記或る量は、周知であるように、同等の圧力によって表されうる。すなわち、上記圧力ｐ２０と、弾性要素Ｓ１に関連する同等の圧力との間の差分は、圧力ｐＣＲ以上でなければならない。
【００８０】
上記吐出弁２８，３０の作動は、同じである。もちろん、上述の事項は、カムＣ１，Ｃ２，Ｃ３によってセットされたピストンＰ１，Ｐ２，Ｐ３のタイミングのために吐出弁２６を含む吐出弁に関して位相がシフトしている。
【００８１】
図５について、吐出弁２６，２８，３０がどのように開くのかが、グラフでさらに分かるだろう。
【００８２】
各吐出弁の開は、上記対応ピストンによってなされる圧縮行程の終点で始まり、還流行程の終点で、上死点ＴＤＣ後しばらくして終了する。
【００８３】
一旦、この記載のために考慮された角度範囲における第１の作業サイクルが完了すれば、上記圧力ｐＣＲが増加して、上記閾値ｐＲＥＦに非常に近くなる（図７）。
【００８４】
基本的に、ポンプ１によってコモンレールＣＲに吐出された超過流量は、コモンレールＣＲに接続されているインジェクタによって消費されず、コモンレールＣＲ内、および、最終的には、吐出ポート４の圧力レベルを上げる流体の蓄積となる。
【００８５】
図４から図８、特に図７を参照すると、回転角度ＣＡＩＳ，Ｒで、上記閾値圧力ｐＲＥＦの超過が発生する。
【００８６】
上記コモンレールＣＲ内の閾値圧力ｐＲＥＦの超過は、この実施形態において、電気制御ユニット４６によって、つまり、コモンレールＣＲに作動可能に接続され、取り付けられた既知のタイプの圧力センサ部によって検知される（上記センサ部と制御ユニット４６との間の作動可能な接続を概略的に示した機能的な表現は、制御ユニット４６とコモンレールＣＲとに加えられた破線および一点鎖線によって表されるとともに参照符号ＰＲＳによって示されている。）。
【００８７】
上述の状況において、流路が、制御ライン３９において、吐出ポート４からチョーク４０を通って制御ボリュームＣＶまで、また、制御ボリュームＣＶから戻りライン４３を通ってマニホールドチャンネル６まで設けられている。チョーク４０を通る上記流路によって、圧力ｐＣＲの値を確実に下回るまで圧力ｐＣＶの値を下降させる。
【００８８】
チョーク４０の存在によって、上記調整が、ポンプによって流れる流量と比べて非常に少量の排出流量によって成されるようにすることができて、ポンプ自身の油圧効率に有利である。
【００８９】
上記コモンレールＣＲ内の圧力ｐＣＲが閾値圧力ｐＲＥＦを超えるとき、ポンプ１の調節装置は、制御ボリュームＣＶ内の圧力ｐＣＶが閾値圧力ｐＲＥＦを超えないように弁４２を調節する。つまり、一旦、ポンプ１の吐出ポート４に接続されたユーザ（この場合、コモンレールＣＲ）内の閾値圧力ｐＲＥＦが超過されると、制御ボリュームＣＶ内の圧力を調節し、最大でもｐＲＥＦと同じ値になるように制御ボリュームＣＶ内の圧力を制限するために、上記制御弁４２は、設けられている。
【００９０】
一般に、制御ボリュームＣＶ内の圧力を調節するために設計された既知の手段は、いずれも、制御ボリュームＣＶ内の圧力が上昇して、ここに記載された調節機構を作動させるために用いられうる閾値（この実施形態において、ｐＲＥＦ）を超えるのを防止している。
【００９１】
上記吐出弁３０は、油圧駆動ラインＵ３，Ｄ３（もし存在するなら）およびＣＶ３の作用の影響を常に受ける。しかし、いま、駆動ラインＣＶ３によって弁３０に伝送された圧力信号は、駆動ラインＵ３（および、もし存在するならＤ３）によって伝送された圧力信号（圧力ｐＣＲと常に等しい。）よりも低い。したがって、吐出弁３０の平衡のための条件は変化し、その結果、圧力ｐ２４が吐出環境内の圧力(ｐＣＲ)以下に低下するときでさえ、吐出弁３０を開に維持する。つまり、吐出弁３０は、ピストンＰ３の下降行程における少なくとも一部の間も開位置に維持される。
【００９２】
このことは、吐出ポート４からシリンダ２４への流体の還流をもたらし、最終的には、流体の蓄積の縮小のためにコモンレールＣＲ内の圧力ｐＣＲの減少を引き起こす。
【００９３】
上記コモンレールＣＲ内の圧力が制御ボリュームＣＶ内にある圧力のレベルに到達するとき、吐出弁３０は閉じて、対応するシリンダ２４において、シリンダ２４内に含まれる流体の膨張行程が、吸入行程の前に開始する。
【００９４】
したがって、ポンプ１の調節装置は、吐出弁３０（および、予定されたタイミングでの吐出弁２６，２８）を吐出行程に続いて開状態にほぼ維持するようになっている。つまり、ポンプ１の調節装置は、ピストンＰ３の下降行程の少なくとも一部の間、圧力ｐＣＶ（駆動ラインＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３に関連する）を調節し、特に、上記閾値圧力ｐＲＥＦが吐出ポート４に流体接続されたユーザ（この場合、コモンレールＣＲ）内で超過された場合に、圧力ｐＣＶを閾値圧力ｐＲＥＦの値まで制限する。
【００９５】
すなわち、ここで提案されている調節システムにより、全流量作動状態の間、各吐出弁が、基本的に吐出行程に対応して（還流行程は実質的に無視できる）、作業サイクルの半分足らずの間、開状態を維持する。調節状態において、代わりに、閉じる瞬間が明らかに遅れ、この結果、開状態の付加的な角度範囲に帰着する。ここで、吐出弁３０を通る流量の還流が増加することが見られ(負の縦座標を伴う曲線のポイント)、それは、シリンダ２４へ戻る燃料の相当な量の還流が発生していることを示す。
【００９６】
この行程の間、上述したように、前の吐出行程で生じた圧縮の過度の作業、つまり上記流体がポンプに戻り、したがって、全体システムのエネルギー効率の良好なレベルを保証する。
【００９７】
もちろん、予定されたタイミングで、同じことは吐出弁２６および２８に当てはまる。基本的に、ポンプ１によって送られる流量の調節は、各ピストンの吐出への流体(特に燃料)の還流によって得られる。
【００９８】
図７に関して、次のことが、さらに注目されるべきである。つまり、この明細書に記載された調節方法は、コモンレールＣＲ内（あるいは一般に、吐出ポート４に接続されたユーザ内)の過剰圧力に耐えるという条件で機能する。処理を単純化することで(それは、含まれている物理量が何かを理解するための記述の目的にとって重要である)、耐えられることになっている最大の過剰圧力は、次のものと等しい:
0005866225.tif 000002
ここで、Δｐは、コモンレールＣＲ内の過剰圧力、Ｖcylは、ポンプのユニット変位、Ｖrailは、コモンレールＣＲの内部容量、Ｅは、流体の弾性係数である。
【００９９】
最後に、図８に関して、角度ＣＡＩＳの関数としてプロットされた、吐出ポート４を通ってポンプ１によって吐出される瞬間の流量ＱＰの曲線が図示されている。流量ＱＰの値は、ＱＰ，ＭＡＸで示された最大流量値のパーセンテージとして表されている。ここで注目すべきは、図６について、他方では既に指摘されたように、角度範囲内の著しい増加(角度ＣＡＩＳ、Ｒ参照)、流量の値は負の符号を有し、つまり、調節中の吐出弁に作動可能に関連したシリンダ（複数のシリンダ）への逆流および流体の戻りが生じている。
【０１００】
したがって、本発明によるポンプ１は、既知のタイプのポンプに対する一連の相当な利点を与える。
【０１０１】
まず第１に、ポンプ１は、吐出部における積層による高価な調節の必要性、あるいは吸入部での積層は薄層構造による危険な規則の必要性の除去を可能にする。それは、そのために引き起こされた流体中のキャビテーションにつながる問題の原因である。
【０１０２】
さらに、ポンプ１の制御装置は、管理が容易で、さらに、制御弁４２の開の校正／閾値に作用することによって、単純な方法でコモンレールＣＲ内の閾値圧力を調節することができる。
【０１０３】
上記制御システムによって消費される流量は、ポンプ１によって典型的に流される流量と比較して、さらに非常に小さく、実質的に無視できる。このことは、ポンプ１自体の作動に対する制御システムの作動のインパクトを最小化する。
【０１０４】
もちろん、付加された請求項によって定義されるように、構成および本実施形態の詳細が、限定を受けることのない例示として本明細書に記載されるとともに図示されたものと大きく異なってもよい。
【図１】
0005866225.tif 000003
【図２】
0005866225.tif 000004
【図３】
0005866225.tif 000005
【図４】
0005866225.tif 000006
【図５】
0005866225.tif 000007
【図６】
0005866225.tif 000008
【図７】
0005866225.tif 000009
【図８】
0005866225.tif 000010