JP2512465B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に燃
料噴射ノズルへの燃料の供給を停止するためにポンプ圧
力室の燃料圧力を低下させるスピル機構を備えた燃料噴
射制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

内燃機関の燃料噴射装置において、燃料噴射ノズルへ
の燃料の供給を停止するためのスピル機構を備えた燃料
噴射制御装置が特開昭59−51139号公報、特開昭59−188
065号公報、特開昭59−190465号公報、及び特開昭59−2
14660号公報に開示されている。

これらの燃料噴射制御装置は、所要の時期に、ポンプ
圧力室に連通するシリンダ室内のスプールを移動させこ
のポンプ圧力室内の燃料をスピルさせて圧力を低下し、
燃料噴射を停止させるものである。

上記の型の燃料制御装置の作動を第１図を参照して以
下に説明する。

燃料噴射行程において、プランジャ２が圧送を開始す
る時に電磁弁100に通電を行い、バルブニードル140を閉
じておく。スプール110の絞り112を通じポンプ圧力室10
の燃料は変圧室115に流入する。ここでスプール110の前
後面には面積差があるのでスプール110は閉じており、
燃料噴射ノズル20から燃料が噴射される。任意の時期に
バルブニードル140を開弁すると変圧室115の圧力が低下
し、スプール110が開弁する。このためポンプ圧力室10
の燃料はポンプ低圧室５に流出するため圧力が低下し噴
射ノズル20からの燃料噴射を終了する。

第４図及び第５図はそれぞれ、前掲特開昭59−190465
号公報及び特開昭59−51139号公報に記載された燃料噴
射装置におけるポンプ圧力室10の燃料を流出させて圧力
を低下させる機構を示し、第４図の構造では上記のよう
にポンプ圧力室10の燃料をスピル通路170を通ってポン
プ低圧室５に流出するようにし、第５図に示す構造では
ポンプ圧力室10の燃料を燃料通路180及び開口155を通っ
て燃料タンク３に流出するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで燃料噴射ポンプ内には残留異物、発生異物又
は燃料と共に侵入する種々の異物があり、数10ミクロン
程度の異物が前記第４図、第５図の構造において、スプ
ール110とハウジング120のシート面121とに挾まるとこ
れら両者間のシールが不十分となり、プランジャ２が圧
送してくるにもかかわらず、ポンプ圧力室10の圧力が異
物の挾まった隙間からスピルされ圧力が低下するため燃
料噴射ノズル20から燃料の噴射ができなくなる。このた
めエンジンの始動ができないばかりでなく、低速走行中
においてもエンジンが停止してしまうという問題があ
る。なお燃料噴射ポンプ１にはフィルタが設けられてい
るが、数10ミクロン程度の異物は除去できない。

このような場合、エンジンの高速回転中は、ポンプ圧
力室10の圧力上昇率が高いため、スプール110は十分な
変位をすることができ、異物の大きさ以上に変位するた
めに、異物を流し出すことができるが、低速回転時に
は、ポンプ圧力室10の圧力上昇率よりも異物の挾まった
隙間から燃料がスピルする率が大きスプール110は変位
することができず、そのため異物の流出は不可能とな
る。このようにして、一度異物が挾まりエンジンが停止
すると、いっぺんに高速回転にするとができないので、
二度とエンジンを始動することができなくなる。

また高速回転時、特に低噴射量域での高速回転時に
は、絞り112の前後で十分な圧力差と圧力降下が得られ
ずスプール110の変位速度が十分でないため、噴射の切
れが悪く、排気エミッション、燃費が悪化するという問
題がある。

これをさらに第４図、第５図の構造について詳述する
と、第４図の構造においては、バルブニードル140が開
弁すると変圧室115はスピル通路190を介してポンプ低圧
室５と導通してしまい、この時ポンプ圧力室10と変圧室
115は共にポンプ低圧室５の圧力となり油圧力の差がな
いためにスプール110はスプリング138の力により、シー
ト面121に当接してしまう。プランジャ２が圧送を続
け、スプール110の絞り112の前後に圧力差が生じると再
びスプール110は開弁する。しかし圧力差がなくなる位
置までしかスプール110は変位しない。

第５図の構造においては、バルブニードル140が開弁
すると、ポンプ圧力室10及び変圧室115の燃料は燃料通
路180及び開口155を通り燃料タンク３に戻される。ここ
で燃料通路180及び開口155は共に大気圧となっているた
め、第４図の構造と同様にスプール110の前後で圧力差
がなくなる位置までしかスプール110は変位することが
できない。

このように第４図、第５図に示す構造においては、ス
プール110とハウジング120のシート面121との間に異物
が挾み込まれると、低回転時のようにポンプ圧力室10の
圧力上昇率よりもスプール110のシート面111とハウジン
グ120のシート面121との間からスピルされる燃料が多い
場合には、ポンプ圧力室10の圧力は上昇しないため、異
物を流し出すことができない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば上記の問題点は、燃料噴射ノズルに通
じるポンプ圧力室と、このポンプ圧力室に連通するスプ
ール収容室とを具備し、このスプール収容室はその内部
に収容したスプールによって、スピル室と、電気制御弁
によってその開閉が制御される変圧室とに区画され、前
記電気制御弁によって開放された前記変圧室の圧力低下
により前記スプールを移動させ前記ポンプ圧力室の燃料
を前記スピル室を介してスピルすることにより、前記燃
料噴射ノズルからの燃料噴射を停止するようにした内燃
機関の燃料噴射制御装置において、前記スピル室にはポ
ンプ低圧室に通じるスピル通路を接続し、前記変圧室に
は前記ポンプ低圧室内圧力以下の部位に通じる開口を設
け、前記開口に前記低圧の部位側に開く圧力調整弁を設
けることによって、解決されるものとなる。

〔作 用〕

上記の構成を有する本発明において、燃料噴射時に
は、電気制御弁を閉じておくと、ポンプ圧力室の圧力は
高まり燃料噴射ノズルから燃料が噴射される。燃料噴射
を停止する時には電気制御弁を開き変圧室を開放する。
変圧室の圧力低下によりスプールは移動しポンプ圧力室
の燃料はスピル室、スピル通路を経てポンプ低圧室にス
ピルしポンプ圧力室の圧力は低下するので燃料の噴射は
止む。この時スピル室はポンプ低圧室の圧力と等しく、
一方変圧室はその開口を介してポンプ低圧室内圧力以下
の低い圧力の部位に連通するので、スプールによって区
画されたスピル室と変圧室との間に十分な圧力差が生
じ、スプールの変位量は十分に大きくなる。この大きな
スプールの変位によりスプール端面とスピル室のシート
面との間に挾まれた異物を流出除去する。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照して以下に説明す
る。

第１図を参照すると、燃料噴射ポンプ１は、プランジ
ャ２によって燃料が圧送されその内部の圧力が高められ
るポンプ圧力室10と、このポンプ圧力室10からスピルさ
れた燃料が流入するポンプ低圧室５と電磁弁100を収容
するハウジング120とを有している。20はポンプ圧力室1
0に通じる燃料噴射ノズルである。

第２図において、ハウジング120には軸方向にスプー
ル110を摺動自在に収納するスプール収容室122があり、
この収容室122と直角にシート面121が設けられておりま
た圧力室10の燃料を逃がす（スピルする）ための円環状
のスピル室125、ポンプ低圧室５とポンプ圧力室10を導
通させるスピル通路126が設けられている。スプール収
容室122はスプール110によってその前後をスピル室125
と変圧室115とに区画されている。ポンプ圧力室10に連
通するスピル室125と変圧室115とはスプール110に設け
られた絞り112を通し導通しており、また圧力室10から
の燃料は、通路130,131を通り変圧室115に導通する。

変圧室115は電磁弁100のバルブニードル140によって
開閉されるようになっており、このバルブニードル140
が閉弁している時はスプリング138によりスプール110は
スピル室125のシート面121に当接している。バルブニー
ドル140には、テーパ部141があり、これとハウジング12
0のシート127とでシール部を形成しており、このバルブ
ニードル140はスプリング150により通常は開放しており
バルブニードル140のストッププレート142とハウジング
120のストッパ128と当接する位置で停止している。この
ストッパ128には、燃料通路129が半径方向の長穴で設け
られている。ハウジング120には燃料タンク３（第１
図）と常に導通する開口155が設けられており、この開
口155が変圧室115に連通している。そして開口155には
燃料タンク３側に開く逆止弁170を備えている。この逆
止弁170は圧力調整弁としての機能を果たすので、機能
上からは圧力調整弁ということもできる。逆止弁170は
硬球171とスプリング172とにより構成されこの逆止弁17
0は、1kgf/cm²程度の圧力で開弁する様にセットされて
いる。コイル160に通電せずバルブニードル140が開弁す
ると逆止弁170により変圧室115は1kgf/cm²に保たれ、逆
止弁170を出た燃料は燃料タンク３に戻される。ここで
スプール110のシート面111にはポンプ低圧室５の圧力数
kgf/cm²が加わり、その反対側の端面には1kgf/cm²が加
わるため、この大きな圧力差によりスプリング138より
もシート面111に加わる圧力の方が大きくなり、スプー
ル110はスプールストッパ143と当接するまで変位する。

このようにして、バルブニードル140が開弁すると、
ポンプ低圧室５の圧力でスプール110が最大量変位し、
そのためスプールのシート面111とスピル室のシート面1
21との間に異物がはさまった場合でも、この異物を流し
出すことができ、また異物が挟まりにくくなる。

以上のようにして、スプールの絞り112の前後に十分
な圧力差が得られない高速低噴射量域でも、また低速回
転域に比べ相対的にスプール110の変位が遅い高速回転
域でも、絞り112の前後に十分な圧力差が得られ、噴射
終了時のシャープな燃料カットと安定噴射ができ、排気
エミッションの対策と燃費の改善が可能となる。

また逆止弁170がある為に、燃料タンク３側から空気
や異物を吸い込んだりすることがなくなり、しかも変圧
室115に圧力が残っている為にバルブニードル140が閉弁
したのちにスプール110がスピル室125のシート面121に
すばやく当接することができ高速回転時の作動を確実な
ものにすることができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のような構成、作用を有するものである
から、スプールとスピル室シート面との間に異物が挾ま
っても、スプールの変位量が大きいためこれを容易に流
出させることができ、そのため、この異物のために生じ
る燃料噴射の不時の停止などの噴射上の障害を防止する
ことができる。また燃料噴射停止時のシャープな燃料カ
ットが達成され、そのため排気エミッションが改善さ
れ、燃費が向上するものとなる。

また燃料タンクに連通する開口には圧力調整弁として
の機能を有する逆止弁が設けられているので、変圧室に
外部からの異物の混入を防ぐことができ、またスピル時
においても変圧室内に所定の低圧力が保持されるので、
スプールの戻りの応答性を高めることができ、高速回転
時の追従性が向上するものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体を示す縦断面図、第２図
は同上実施例の要部の拡大縦断面図、第３図は従来の燃
料噴射制御装置の要部の拡大縦断面図、第４図は同上従
来装置の他の型式の要部の拡大縦断面である。 １……燃料噴射ポンプ、２……プランジャ、 ３……燃料タンク、５……ポンプ低圧室、 10……ポンプ圧力室、20……燃料噴射ノズル、 100……電磁弁、110……スプール、 111……スプールシート面、 112……絞り、115……変圧室、 120……ハウジング、121……シート面、 122……スプール収容室、 125……スピル室、126……スピル通路、 138……スプリング、140……バルブニードル、 155……開口、170……逆止弁（圧力調整弁）。

フロントページの続き (72)発明者 吉永 融 西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会社日 本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 夏山 幸弘 西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会社日 本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−135976（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料噴射ノズルに通じるポンプ圧力室と、
   このポンプ圧力室に連通するスプール収容室とを具備
   し、このスプール収容室はその内部に収容したスプール
   によって、スピル室と、電気制御弁によってその開閉が
   制御される変圧室とに区画され、前記電気制御弁によっ
   て開放された前記変圧室の圧力低下により前記スプール
   を移動させ前記ポンプ圧力室の燃料を前記スピル室を介
   してスピルすることにより、前記燃料噴射ノズルからの
   燃料噴射を停止するようにした内燃機関の燃料噴射制御
   装置において、前記スピル室にはポンプ低圧室に通じる
   スピル通路を接続し、前記変圧室には前記ポンプ低圧室
   内圧力以下の低圧の部位に通じる開口を設け、前記開口
   に前記低圧の部位側に開く圧力調整弁を設けたことを特
   徴とする燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】前記ポンプ低圧室内圧力以下の低圧の部位
   が、大気圧下の燃料タンクに通じる燃料ラインである特
   許請求の範囲第１項記載の燃料噴射制御装置。