JP2766722B2 - 内燃機関の電子油圧制御装置 - Google Patents

内燃機関の電子油圧制御装置

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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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装置及び吸排気動弁装置
に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種の電子油圧制御装置として例えば特願昭
58−52221号明細書に記載されたものがある。この装置
は第6図に示すように内燃機関68によって駆動される燃
料供給ポンプ69を有する燃料供給装置Sと、内燃機関に
よって駆動される作動油ポンプ76を有する作動油供給装
置Pと、燃料供給装置Sから圧送される燃料油を油圧サ
ーボ機構33により増圧してノズルバルブ2から噴射する
インジェクタ32と、該油圧サーボ機構33を作動せしめ作
動油の流通を制御するソレノイドバルブ部31を有するイ
ンクジェクタ装置Tと、排気弁36を油圧により開閉駆動
する動弁機構部62と、該動弁機構部62を作動せしめ作動
油の流通を制御するソレノイドバルブ部63を有する弁駆
動装置61からなる弁装置Xと、前記インジェクタ装置T
のソレノイドバルブ部31のソレノイドコイル12と前記弁
装置Xのソレノイドバルブ部63のソレノイドコイル48と
を前記内燃機関68の運転状態に応じて適宜に制御するコ
ンピュータ65を有するコントローラRを備えるととも
に、前記インジェクタ装置Tと弁装置Xへ前記作動油供
給装置Pから作動油が供給されるように構成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが従来形の電子油圧制御装置では、作動油ポン
プ76は高圧作動油を常時定量吐出し、吐出圧力の調圧は
圧力調節弁75により吐出油を放出してなされるため、駆
動動力の損失は大きい。又燃料インジェクタ装置Tはイ
ンジェクタ部32、油圧サーザ機構33、ソレノイドバルブ
31が一体的に構成されており、構造が複雑であり、いず
れか1ヶ所が故障した場合でもインジェクタ装置Tを全
部交換することになり、経済的に不利益であるばかりで
なく、インジェクタ装置T内の作動油と燃料油が混在し
ており、作動油に燃料が混入し、作動油の劣化はさけら
れない。
又弁装置Xは動弁機構部62、ソレノイドバルブ部63、
弁駆動装置61が一体的に構成されており、構造が複雑で
いずれか1ヶ所が故障した場合でも弁装置Xとして全部
と交換することになり、不経済であるばりでなく、弁駆
動装置61が単一のピストンにより構成されているため、
作動油の消費が多く、作動油ポンプ76の駆動動力の損失
が大きいという問題点があった。
本発明の目的は前記従来装置の課題を解消し、構造が
シンプルで故障が少なく、万一故障した時にも最小限の
部品交換ですみ、さらに作動油消費が少なく、作動油ポ
ンプの駆動動力損失を小さくし、かつ作動油への燃料油
の混入を防止して劣化をなくすることにより、経済性の
高い内燃機関の電子油圧制御装置を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の内燃機関の電子油圧制御装置は、請求項1で
は内燃機関のクランク軸に一体的に固定された1個以上
のローブを有するカムと、該カムの回りに設けられその
カムにより作動される1個以上のジャーキ式高圧ポンプ
と、該高圧ポンプへ作動油を供給する作動油源と、各高
圧ポンプから吐出される高圧作動油が蓄えられる蓄圧器
と、該蓄圧器の出力を検知して所定圧力との偏差に基づ
き1個以上の高圧ポンプのラック位置を変更させる手段
と、油圧により駆動されて燃料の噴射を司どる燃料噴射
装置と、該燃料噴射装置の作動油入口と前記蓄圧室の間
に設けられた開閉弁と、該開閉弁を所定のタイミングに
より開閉させるコントローラとを有してなり、第2請求
項では、第1請求項に加え、油圧により駆動されて給気
弁あるいは排気弁を開閉する動弁装置と、該動弁装置の
作動油入口と前記蓄圧室との間に設けられた開閉弁と、
該開閉弁を所定のタイミングで開閉させるコントローラ
とを有してなリ、請求項3では請求項1及び2に加えて
前記蓄圧器に高圧作動油を供給する始動ブースタを有し
てなることを特徴としている。
〔作用〕
動弁アクチュエータMは排気弁開弁用の大径ピストン
と、リフト維持用の小径ピストンの2段からなっている
ため、作動油の消費が少なく、又高圧作動油ポンプの吐
出量は、蓄圧器の設定圧力に見合った必要量だけ吐出す
るようにコントローラより動弁アクチュエータを介して
制御されるので、高圧作動油ポンプ駆動動力が大幅に低
減でき経済的に有利である。さらに高圧作動油ポンプは
複数個設けられているので、運転中も個々に交換でき機
関を停止させる必要がない。
又燃料噴射装置は燃料管制弁と燃料増圧部と燃料弁と
に分離、独立しておるので、個々の故障に対する修理、
交換部品が少なく、経済的であり作動油への燃料油の混
入を未然に防止できる。
さらに排気動弁装置についても動弁管制弁、動弁アク
チュエータに分離、独立しており、個々の故障に対する
修理交換部品が少なく経済的である。
又始動時蓄圧器Cに始動ブースタから高圧作動油が流
入するようになっているので、始動が確実、容易にでき
る。
〔実施例〕
以下第1〜5図を参照し本発明の一実施例について説
明する。
第1図は電子油圧制御装置の全体構成図、第2は第1
図の動弁管制弁の構成図、第3図は第1図の燃料管制弁
構成図、第4図は第1図におけるX矢視図で高圧作動油
ポンプの配置図、第5図はジャーキ式高圧作動油ポンプ
の断面図を示す。
第1図においてAは油圧源でクランク軸後部のスラス
トからA1の外周に一体的に固定された多ローブカムA2よ
りローラA3を介して駆動される複数個の高圧作動油ポン
プA4からなる油圧源である。なお該油圧源Aはこし器B
1、電動ポンプB2、調圧弁B3、タンクB4からなる作動油
供給源Bから低圧の作動油が循環供給される。Cは前記
油圧源Aから圧送された高圧作動油を蓄圧する蓄圧器、
Dは燃料管制弁でコントローラEにより制御される5方
電磁弁D1のより作動油を介して開閉される噴射始めロジ
ック弁D2と噴射終りロジック弁D3とからなり、Fは動弁
管制弁でコントローラEにより制御される3方電磁弁F
1、F2により作動油を介して開閉される開弁ロジック弁F
3、開弁ロジック弁F4を有している。Gは燃料増圧部
で、本体G1に固定され、プランジャG2を案内するバレル
G3、プランジャG2を回動し高圧燃料油の吐出量を調整す
るポンプラックG4、プランジャG2を下方へ付勢するばね
G5、吐出弁G6を有する噴射ポンプG10と、燃料管制弁D
に制御される作動油を受けて噴射ポンプG10を駆動する
シリンダG7に案内されたピストンG8有している。噴射ポ
ンプG10へはこし器H1、電動ポンプH2、調圧弁H3、タン
クH4からなる燃料供給源Hから低圧の燃料油が循環供給
される。噴射ポンプG10により高圧加圧された燃料油は
高圧管J、分岐金物Kをへて複数の燃料弁Lから図示し
ないシリンダへ噴射される。
Mは動弁アクチュエータであり、本体M1に固定された
シリンダM2に案内された2段ピストンM3と逆止弁M4から
構成され、2段ピストンM3は小径ピストンM3a、大径ピ
ストンM3bを有し、シリンダM2は小径ピストン供給穴M2
a、大径ピストン供給穴M2bを有する。又動弁アクチュエ
ータMは2段ピストンM3、上下動端にオイルクッション
M6、M5を有する。Nは排気弁であり、シリンダカバーN1
に固定され、弁棒N2を案内する弁棒案内N3、空気ばねN4
からなり、空気ばねN4は案内槽N5より給気される。Pは
始動ブースタで作動油供給源Bから低圧の作動油を受け
てコントローラEの指令に基づき機関始動時に一時的に
高圧作動油を蓄圧器Cへ圧送する。A5はアクチュエータ
で高圧作動油ポンプA4の吐出量を蓄圧器内圧力が設定圧
力になるように圧力検出器C1の信号によりコントローラ
Eにて制御される。A6はクランク角検出器でありコント
ローラEが5方電磁弁力D1、3弁電磁弁F1、F2を制御す
るための信号を出力する。Zは排気弁Nの作動検出器で
あり、コントローラEへ排気弁の作動不良の信号を出力
する。
第2図は開弁ロジックF3、閉弁ロジック弁F4と、3方
電磁弁F1、F2の具体的構成を示し、第3図に噴射始めロ
ジック弁D2、噴射終りロジック弁D3と、5方電磁弁D1、
蓄圧器Cの具体的構成を示す。第4図は高圧作動油ポン
プA4の配置図である。第5図はジャーキ式高圧燃料ポン
プでA4aは本体、A4bはバレル、A4cはバレルA4bに案内さ
れるプランジャ、A4dはプランジャ4Acを回動して吐出量
を調整するポンプラック、A4eはプラジャA4cを下方へ付
勢するばね、A4fは吐出弁である。
次に前記実施例の作用について説明する。
第4図で作動油は機関運転中は作動油供給源Bから低
圧で高圧作動油ポンプA4に供給され、該高圧作動油ポン
プA4より加圧され、始動時には始動ブースタPにより一
時的に加圧され、蓄圧器Cに蓄えられる。コントローラ
Eは蓄圧器圧力が設定値になるよう圧力検出器C1の信号
に基づき、高圧作動油ポンプA4のポンプラックA4dをア
クチュエータA5を介して制御し、高圧作動油ポンプA4の
吐出量を必要量に調整する。蓄圧油は燃料管制弁Dによ
りクランク角検出器A6の信号に基づくコントローラEの
指令に応じて制御され、燃料噴射時期に噴射始めロジッ
ク弁D2により燃料増圧部Gへ供給され、ピストンG8をス
トロークさせ、燃料噴射量に見合うピストンG8のストロ
ーク完了時に供給が停止され、燃料増圧部Gへ供給され
た作動油は噴射終りロジック弁D3により排出され、ばね
G5の付勢力によりピストンG8は初期位置に戻る。噴射ポ
ンプG10は燃料供給源Hから低圧供給された燃料油をピ
ストンG8の上動により加圧して高圧管J、分岐金物Kを
介して燃料弁Lから図示しないシリンダへ噴射するとと
もに、コントローラEの異常時にポンプラックG4の図示
しないコントローラEと独立した装置によりアクチュエ
ータG9を介して噴射量を零にして機関を停止させる。な
お前記異常時のチェック方法としては次のようなものが
考えられる。
コントローラの断線によりその入出力がないときに
は、入出力信号をモーニタすることで可能である。
コントローラ入、出力信号が異常値となったとき
は、予め適正範囲を定めておいて入出力信号をモニタし
て、該適正範囲からはづれればチェックされる。
開閉弁のドライバが不作動となったときには、開閉
弁の作動をセンサでチェックしておくことで可能であ
る。
動弁管制弁Fはクランク角検出器A6の信号に基づくコ
ントローラEの指令に応じて蓄圧油を制御する。該蓄圧
油は排気弁開弁時期に開弁ロジック弁F3により動弁アク
チュエータMへ供給されて排気弁Nをストロークさせ、
必要ストローク完了後は停止され、動弁アクチュエータ
M内の作動油は排気弁閉弁時期に閉弁ロジック弁F4によ
り排出されて、空気ばねN4の付勢力により2段ピストン
M3か初期位置に戻され、排気弁Nの作動が終る。蓄圧油
は排気弁Nの抵抗が大きい排気弁開弁時は逆止弁M4から
小径ピストンM3aへ供給され、大径ピストンM3bへは大径
ピストン供給穴M2bから供給され大流量を消費するが、
排気弁Nの抵抗が小さくなる時期まで2段ピストンM3が
ストロークすると大径ピストン供給穴M2bも小径ピスト
ンに供給するようになり、蓄圧油の消費が低減される。
又2段ピストンとM3はストロークの上、下端にてオイル
クッションM5、M6により運動が緩和され、機械的衝突を
防止している。排気弁Nの作動不良がギャップセンサ等
のリフト量をチェックする作動検出器Zにより検出され
た場合、コントローラEによりそのシリンダのそれ以降
の燃焼噴射をポンプラックG4をコントローラEと独立し
た図示しない装置により噴射量を零にして機関を停止さ
せ、未然に事故を防止する。
〔発明の効果〕
本発明は前記のとおり構成したので、蓄圧作動油の消
費を必要最小限に減じて高圧作動油ポンプの駆動動力を
なくし、機器の構成を分離、独立させることにより機関
を停止させることなく必要最小限の修理、部品交換がで
き、作動油への燃料油の混合を防止して作動油の劣化を
さけ、排気弁の作動不良時にはそれ以後そのシリンダの
燃料噴射を止めて事故を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜5図は本発明に係わるもので、第1図は電子油圧
制御装置の全体構成図、第2図は第1図の動弁管制弁F
の詳細図、第3図は第1図の燃料管制弁の詳細図、第4
図は第1図のX矢視図で高圧作動油ポンプ配置例、第5
図は高圧作動油ポンプの断面図、第6図は従来形電子油
圧制御装置の全体構成図である。 A……油圧源、A1……ローブ(カム)、A4……高圧ポン
プ、B……作動油供給源、C……蓄圧器、D……燃料管
制弁、D1〜4……燃料開閉弁、E……コントローラ、F
……動弁管制弁、F1〜4……作動油開閉弁、P……始動
ブースタ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 59/06 F02M 59/06 // F02M 55/02 350 55/02 350E (72)発明者 小野 茂視 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重 工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−201370(JP,A) 特開 昭59−176412(JP,A) 特開 昭62−645(JP,A) 特開 昭63−117147(JP,A) 特開 平4−136475(JP,A) 特公 平1−38169(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 59/28 F02M 55/02 350 F01L 9/02 F02D 41/38 F02M 57/02 320 F02M 57/04 F02M 59/06 Fターム(3G301)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関のクランク軸に一体的に固定され
    た1個以上のローブを有するカムと、該カムの回りに設
    けられそのカムにより作動される1個以上のジャーキ式
    高圧ポンプと、該高圧ポンプへ作動油を提供する作動油
    源と、各高圧ポンプから吐出される高圧作動油が蓄えら
    れる蓄圧器と、該蓄圧器の圧力を検知して所定圧力との
    偏差に基づき1個以上の高圧ポンプのラック位置を変更
    させる手段と、油圧により駆動されて燃料の噴射を司ど
    る燃料噴射装置と、該燃料噴射装置の作動油入口と蓄圧
    室の間に設けられた開閉弁と、該開閉弁を所定のタイミ
    ングにより開閉させるコントローラとを有してなる内燃
    機関の電子油圧制御装置。
  2. 【請求項2】内燃機関のクランク軸に一体的に固定され
    た1個以上のローブを有するカムと、該カムの回りに設
    けられそのカムにより作動される1個以上のジャーキ式
    高圧ポンプと、該高圧ポンプへ作動油を提供する作動油
    源と、各高圧ポンプから吐出される高圧作動油が蓄えら
    れる蓄圧器と、該蓄圧器の圧力を検知して所定圧力との
    偏差に基づき1個以上の高圧ポンプのラック位置を変更
    させる手段と、油圧により駆動される給気弁あるいは排
    気弁を開閉する動弁装置と、該動弁装置の作動油入口と
    前記蓄圧器との間に設けられた開閉弁と、該開閉弁を所
    定のタイミングで開閉させるコントローラとを有してな
    る内燃機関の電子油圧制御装置。
  3. 【請求項3】前記蓄圧器に高圧作動油を提供する始動ブ
    ースタを有してなる請求項1,2記載の内燃機関の電子油
    圧制御装置。
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