JP2935497B2 - 内燃機関用の燃料噴射装置 - Google Patents
内燃機関用の燃料噴射装置Info
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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、内燃機関用の燃料噴射装置であって、プラ
ンジャによって制限されたポンプ作業室を有する燃料噴
射ポンプが設けられていて、ポンプ作業室からは内燃機
関に通じる圧力導管と、放圧通路とが分岐しており、該
放圧通路に制御絞りと電磁弁とが配置されており、噴射
装置の特性値並びに機関特性値を処理する電子制御装置
が設けられており、該電子制御装置によって電磁弁が噴
射制御のために制御される形式のものに関する。
ンジャによって制限されたポンプ作業室を有する燃料噴
射ポンプが設けられていて、ポンプ作業室からは内燃機
関に通じる圧力導管と、放圧通路とが分岐しており、該
放圧通路に制御絞りと電磁弁とが配置されており、噴射
装置の特性値並びに機関特性値を処理する電子制御装置
が設けられており、該電子制御装置によって電磁弁が噴
射制御のために制御される形式のものに関する。
従来の技術 ドイツ連邦共和国特許出願公開第2942010号明細書に
基づいて公知の上記形式の燃料噴射装置では放圧通路
に、調節モータを介して横断面を可変な制御絞りが設け
られており、この制御絞りは、並列な放圧通路に配置さ
れた電磁弁と接続されていて、電子制御装置による制御
によって噴射規則を規定する。電磁弁によって吐出開始
及び吐出終了が規定され得るのに対して、量０にまで降
下絞りすることができる制御絞りによって噴射時間延長
ひいては機関の静粛回転を行うことができる。噴射行程
中に部分量を流出させることによって、この流出量は噴
射時間の相応な延長によって補償される。この場合回転
数調整のためには機関回転数が調整値として働く。それ
というのは実際の燃料噴射量測定は行われないからであ
る。しかしながらこのような調整には比較的時間がかか
るという欠点がある。それというのは電子制御装置内に
おいて回転数の実際値と目標値とを比較した後で初めて
噴射量の変化が可能であり、この場合電子制御装置にお
いてはもちろんさらに負荷、温度等のような別の機関特
性値が処理されねばならないからである。このような間
接的な測定は特に、制御絞りが例えば噴射時間延長のよ
うな特殊な課題しか有しておらず、これによって調整全
体が著しく複雑化される場合に不都合である。
基づいて公知の上記形式の燃料噴射装置では放圧通路
に、調節モータを介して横断面を可変な制御絞りが設け
られており、この制御絞りは、並列な放圧通路に配置さ
れた電磁弁と接続されていて、電子制御装置による制御
によって噴射規則を規定する。電磁弁によって吐出開始
及び吐出終了が規定され得るのに対して、量０にまで降
下絞りすることができる制御絞りによって噴射時間延長
ひいては機関の静粛回転を行うことができる。噴射行程
中に部分量を流出させることによって、この流出量は噴
射時間の相応な延長によって補償される。この場合回転
数調整のためには機関回転数が調整値として働く。それ
というのは実際の燃料噴射量測定は行われないからであ
る。しかしながらこのような調整には比較的時間がかか
るという欠点がある。それというのは電子制御装置内に
おいて回転数の実際値と目標値とを比較した後で初めて
噴射量の変化が可能であり、この場合電子制御装置にお
いてはもちろんさらに負荷、温度等のような別の機関特
性値が処理されねばならないからである。このような間
接的な測定は特に、制御絞りが例えば噴射時間延長のよ
うな特殊な課題しか有しておらず、これによって調整全
体が著しく複雑化される場合に不都合である。
この公知の噴射装置では、調節可能な絞りを操作する
調節モータのその都度の調節値から戻し量を導き出すこ
とも可能である。しかしながら調節モータのフィードバ
ック値に基づいて得られかつ電子制御装置において行わ
れるこのような補償計算は、複雑化された関数である。
それというのは調節モータの調節値は、絞りを貫流する
放圧量に対して相応に複雑化された関係を有しているか
らである。この場合これは比較的高次の関数である。そ
れというのは絞り横断面変化及び噴射ポンプの吐出損失
によっても放圧通路における燃料圧は変化するからであ
る。
調節モータのその都度の調節値から戻し量を導き出すこ
とも可能である。しかしながら調節モータのフィードバ
ック値に基づいて得られかつ電子制御装置において行わ
れるこのような補償計算は、複雑化された関数である。
それというのは調節モータの調節値は、絞りを貫流する
放圧量に対して相応に複雑化された関係を有しているか
らである。この場合これは比較的高次の関数である。そ
れというのは絞り横断面変化及び噴射ポンプの吐出損失
によっても放圧通路における燃料圧は変化するからであ
る。
発明の課題 ゆえに本発明の課題は、上に述べた公知の燃料噴射装
置における欠点を排除することである。
置における欠点を排除することである。
課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に
述べた形式の燃料噴射装置において、ポンプ作業室が、
吐出行程に先行する各吸込み行程時に燃料によって満た
され、量測定装置を用いて、吐出行程時に放圧通路を介
して流出する燃料量が測定され、吸込み行程時に供給さ
れた燃料量と、測定された流出する燃料量との差から、
噴射される燃料量が検出されるようになっており、量測
定装置の一部である制御絞りが、一定の横断面を有して
おり、制御絞りの上流及び下流において放圧通路から、
制御絞りの上流と下流との間における圧力降下を測定す
るための差圧測定装置の閉鎖された圧力室に通じる各１
つの導管が分岐しており、そして差圧測定装置の出力信
号が、燃料噴射装置によって噴射される噴射量のための
特性値つまり量測定装置の制御信号として、電子制御装
置において処理されるようにした。
述べた形式の燃料噴射装置において、ポンプ作業室が、
吐出行程に先行する各吸込み行程時に燃料によって満た
され、量測定装置を用いて、吐出行程時に放圧通路を介
して流出する燃料量が測定され、吸込み行程時に供給さ
れた燃料量と、測定された流出する燃料量との差から、
噴射される燃料量が検出されるようになっており、量測
定装置の一部である制御絞りが、一定の横断面を有して
おり、制御絞りの上流及び下流において放圧通路から、
制御絞りの上流と下流との間における圧力降下を測定す
るための差圧測定装置の閉鎖された圧力室に通じる各１
つの導管が分岐しており、そして差圧測定装置の出力信
号が、燃料噴射装置によって噴射される噴射量のための
特性値つまり量測定装置の制御信号として、電子制御装
置において処理されるようにした。
発明の効果 本発明のように構成された燃料噴射装置には、この場
合放圧通路を貫流する放圧量の直接的な量測定が行わ
れ、これによって得られた値が電子制御装置に入力され
て噴射量を迅速に制御することができるという利点があ
る。さらに制御絞りの横断面が規定されていること、つ
まり制御絞りが固定絞りであることに基づいて制御関数
の直線化（１次関数化）が行われ、簡単な手段で正確な
噴射量規定及び回転数調整が達成され得る。
合放圧通路を貫流する放圧量の直接的な量測定が行わ
れ、これによって得られた値が電子制御装置に入力され
て噴射量を迅速に制御することができるという利点があ
る。さらに制御絞りの横断面が規定されていること、つ
まり制御絞りが固定絞りであることに基づいて制御関数
の直線化（１次関数化）が行われ、簡単な手段で正確な
噴射量規定及び回転数調整が達成され得る。
本発明の別の有利な構成では、差圧測定装置が、戻し
力に抗して撓みかつ放圧燃料によって負荷されそして圧
力降下によって制御される調節部材を有しており、該調
節部材の調節距離が移動距離発信器を介して電子制御装
置に送られるようになっている。このように構成されて
いると、制御絞りは量測定装置の差圧発信器として働
き、この場合種々様々な構成が可能である。
力に抗して撓みかつ放圧燃料によって負荷されそして圧
力降下によって制御される調節部材を有しており、該調
節部材の調節距離が移動距離発信器を介して電子制御装
置に送られるようになっている。このように構成されて
いると、制御絞りは量測定装置の差圧発信器として働
き、この場合種々様々な構成が可能である。
また別の有利な構成では、戻し力が調節距離を関数と
する２次関数に従って、例えば戻し力として相応な特性
線をもつばねを用いて変化するようになっている。絞り
の方程式、つまり絞りを貫流する液量とこの絞りにおい
て生じる圧力差との間における関数は２次関数なので、
圧力差の変化によって操作される同様に２次関数特性の
調節部材は関数の直線化（１次関数化）を生ぜしめる。
従って規定された絞りと、移動距離を関数として２次的
に変化する力で負荷される調節部材とに基づいて、圧
力、量及び移動距離を結合する関数から２次を消去する
ことによって、放圧量に直接的に正比例する測定値が生
ぜしめられ、この測定値は電子制御装置に正比例の値の
放圧量として入力され得る。調節部材としては、ピスト
ンとダイヤフラムのいずれを使用することもできる。
する２次関数に従って、例えば戻し力として相応な特性
線をもつばねを用いて変化するようになっている。絞り
の方程式、つまり絞りを貫流する液量とこの絞りにおい
て生じる圧力差との間における関数は２次関数なので、
圧力差の変化によって操作される同様に２次関数特性の
調節部材は関数の直線化（１次関数化）を生ぜしめる。
従って規定された絞りと、移動距離を関数として２次的
に変化する力で負荷される調節部材とに基づいて、圧
力、量及び移動距離を結合する関数から２次を消去する
ことによって、放圧量に直接的に正比例する測定値が生
ぜしめられ、この測定値は電子制御装置に正比例の値の
放圧量として入力され得る。調節部材としては、ピスト
ンとダイヤフラムのいずれを使用することもできる。
実施例 次に図面につき本発明の実施例を説明する。
第１図に示された回路図ではプランジャ１とポンプ作
業室２とを備えた燃料噴射ポンプが極めて簡略化されて
示されており、ポンプ作業室２からは複数の圧力導管３
（図面ではそのうちの１つだけが示されている）が内燃
機関に通じており、ポンプ作業室２からはまた、低圧室
に通じる放圧通路４が分岐している。
業室２とを備えた燃料噴射ポンプが極めて簡略化されて
示されており、ポンプ作業室２からは複数の圧力導管３
（図面ではそのうちの１つだけが示されている）が内燃
機関に通じており、ポンプ作業室２からはまた、低圧室
に通じる放圧通路４が分岐している。
放圧通路４には電磁弁５と横断面を規定された制御絞
り６とが配置されている。制御絞り６上流の箇所７及び
制御絞り６下流の箇所８はそこにおけるその都度の圧力
を伝えるために導管9,11を介して差圧測定装置12と接続
されている。
り６とが配置されている。制御絞り６上流の箇所７及び
制御絞り６下流の箇所８はそこにおけるその都度の圧力
を伝えるために導管9,11を介して差圧測定装置12と接続
されている。
電子制御装置13は電線14を介して差圧測定装置12と接
続され、電線15を介して電磁弁５と接続されている。電
子制御装置13には電線16を介して例えば回転数、負荷、
温度及びこれに類したもののような機関特性値が入力さ
れ、これらの機関特性値はこの電子制御装置13において
回転数又は噴射を調整するために処理される。
続され、電線15を介して電磁弁５と接続されている。電
子制御装置13には電線16を介して例えば回転数、負荷、
温度及びこれに類したもののような機関特性値が入力さ
れ、これらの機関特性値はこの電子制御装置13において
回転数又は噴射を調整するために処理される。
この燃料噴射装置の作用形式は下記の通りである： プランジャ１はその矢印Ｉによって示されたその圧縮
行程時にポンプ作業室２から燃料を圧力導管３を介して
内燃機関に吐出する。さらに燃料は放圧通路４を介して
無圧状態で流出することができる。従って内燃機関への
吐出開始及び吐出終了は放圧通路４における電磁弁５に
よって制御され、この場合電磁弁５は吐出開始前に開放
していて、燃料は使用されることなく放圧通路４を介し
て流出することができる。次いで吐出開始のために電磁
弁５が閉じられると、プランジャ１によって押し退けら
れた燃料は圧力導管３を介して吐出される。この際に所
望の燃料量が内燃機関に噴射されるやいなや、電子制御
装置13は電線15を介して電磁弁５を開放し、放圧通路４
の開制御に基づき、プランジャ１によって押し退けられ
た燃料は無圧状態で流出することができる。
行程時にポンプ作業室２から燃料を圧力導管３を介して
内燃機関に吐出する。さらに燃料は放圧通路４を介して
無圧状態で流出することができる。従って内燃機関への
吐出開始及び吐出終了は放圧通路４における電磁弁５に
よって制御され、この場合電磁弁５は吐出開始前に開放
していて、燃料は使用されることなく放圧通路４を介し
て流出することができる。次いで吐出開始のために電磁
弁５が閉じられると、プランジャ１によって押し退けら
れた燃料は圧力導管３を介して吐出される。この際に所
望の燃料量が内燃機関に噴射されるやいなや、電子制御
装置13は電線15を介して電磁弁５を開放し、放圧通路４
の開制御に基づき、プランジャ１によって押し退けられ
た燃料は無圧状態で流出することができる。
例えばプランジャ１によって直接制御される流入・流
出開口のような付加的な制御装置によって、放圧通路
を、吐出される燃料量の一部を流出させるためにだけ使
用することも可能であり、この場合、残りの燃料量は圧
力導管３を介して噴射させられる。このような場合には
電磁弁５は、例えばアイドリング及び低回転時における
燃料騒音を減じることを目的として噴射時間延長のため
に使用することができる。
出開口のような付加的な制御装置によって、放圧通路
を、吐出される燃料量の一部を流出させるためにだけ使
用することも可能であり、この場合、残りの燃料量は圧
力導管３を介して噴射させられる。このような場合には
電磁弁５は、例えばアイドリング及び低回転時における
燃料騒音を減じることを目的として噴射時間延長のため
に使用することができる。
放圧された燃料量によって貫流されねばならない制御
絞り６によって、箇所７と８との間には圧力差が生じ、
この圧力差は導管9,11を介して差圧測定装置12において
電気的な値に変換され、この値は次いで電線14を介して
電子制御装置13に送られる。いかなる場合でも差圧は、
制御絞り６を貫流する燃料量のための値を示すので、差
圧測定装置12の電気的な出力値も制御絞り６を貫流する
燃料量に相当する。放圧量に相当するこの電気的な値は
電子制御装置13において処理されて、所望の噴射規則が
得られる。もちろん、燃料噴射の調整時に特性値として
考慮されねばならない燃料量が規制された制御絞り横断
面を介して測定されるならば、回路は別の形をしていて
もよい。
絞り６によって、箇所７と８との間には圧力差が生じ、
この圧力差は導管9,11を介して差圧測定装置12において
電気的な値に変換され、この値は次いで電線14を介して
電子制御装置13に送られる。いかなる場合でも差圧は、
制御絞り６を貫流する燃料量のための値を示すので、差
圧測定装置12の電気的な出力値も制御絞り６を貫流する
燃料量に相当する。放圧量に相当するこの電気的な値は
電子制御装置13において処理されて、所望の噴射規則が
得られる。もちろん、燃料噴射の調整時に特性値として
考慮されねばならない燃料量が規制された制御絞り横断
面を介して測定されるならば、回路は別の形をしていて
もよい。
第２図には差圧測定装置12が著しく簡略化されて示さ
れている。導管9,10を介してこの差圧測定装置12には制
御絞り６における差圧が供給される。この差圧は測定ピ
ストン17を負荷し、この測定ピストンは測定ばね18によ
って導管９に向かって負荷されており、差圧が十分な場
合に初めて測定ばね18に向かってシフトすることができ
る。測定ピストン17には可動子19が配置されていて、こ
の可動子19は、電線14を介して電子制御装置13と接続さ
れた測定コイル21に突入している。可動子19が測定コイ
ル21にどれだけ突入したかに応じて測定コイル21の電流
が変化し、この結果その都度の可動子位置に対して規定
された電気的な値が電子制御装置13に送られる。測定ピ
ストン17の横断面及び測定ばね18の力つまり測定ばね18
の特性線は、可動子19の差圧に関連した移動を決定する
要因である。横断面を規定された絞りにおける量貫流規
則は上述のように２次関数に追従するので、測定ばね18
の特性線が相応な２次曲線を描く場合には、制御絞り６
を貫流する放圧量に可動子19の相応な移動距離が直接的
な関係で対応し、この結果測定コイル21の電気的な値は
放圧量に直接相当するようになる。
れている。導管9,10を介してこの差圧測定装置12には制
御絞り６における差圧が供給される。この差圧は測定ピ
ストン17を負荷し、この測定ピストンは測定ばね18によ
って導管９に向かって負荷されており、差圧が十分な場
合に初めて測定ばね18に向かってシフトすることができ
る。測定ピストン17には可動子19が配置されていて、こ
の可動子19は、電線14を介して電子制御装置13と接続さ
れた測定コイル21に突入している。可動子19が測定コイ
ル21にどれだけ突入したかに応じて測定コイル21の電流
が変化し、この結果その都度の可動子位置に対して規定
された電気的な値が電子制御装置13に送られる。測定ピ
ストン17の横断面及び測定ばね18の力つまり測定ばね18
の特性線は、可動子19の差圧に関連した移動を決定する
要因である。横断面を規定された絞りにおける量貫流規
則は上述のように２次関数に追従するので、測定ばね18
の特性線が相応な２次曲線を描く場合には、制御絞り６
を貫流する放圧量に可動子19の相応な移動距離が直接的
な関係で対応し、この結果測定コイル21の電気的な値は
放圧量に直接相当するようになる。
第３図に示された差圧測定装置112は電磁弁５と共に
組み立てられており、この結果放圧された燃料は、ダイ
ヤフラム20に配置された制御絞り106に達するために
は、まず初め可動の弁部材22のそばを流れなくてはなら
ない。可動の弁部材22は閉鎖ばね23によって負荷されて
いて、磁石24と協働する。ダイヤフラム20は、規定され
た特性線を有する測定ばね118によって負荷されてい
る。さらにダイヤフラム20は指示発信器121と協働し、
かつ適当な鉄から製造されているので、制御絞り106に
おける圧力差によってその都度生ぜしめられる、ダイヤ
フラム20と指示発信器121との間の間隔に対しては、規
定の電気的な値が生ぜしめられ、この値はさらに電線14
を介して電子制御装置に送られる。
組み立てられており、この結果放圧された燃料は、ダイ
ヤフラム20に配置された制御絞り106に達するために
は、まず初め可動の弁部材22のそばを流れなくてはなら
ない。可動の弁部材22は閉鎖ばね23によって負荷されて
いて、磁石24と協働する。ダイヤフラム20は、規定され
た特性線を有する測定ばね118によって負荷されてい
る。さらにダイヤフラム20は指示発信器121と協働し、
かつ適当な鉄から製造されているので、制御絞り106に
おける圧力差によってその都度生ぜしめられる、ダイヤ
フラム20と指示発信器121との間の間隔に対しては、規
定の電気的な値が生ぜしめられ、この値はさらに電線14
を介して電子制御装置に送られる。
第１図は本発明による燃料噴射装置の概略図、第２図及
び第３図は第１図において使用された量測定装置の２つ
の実施例を示す図である。 １……プランジャ、２……ポンプ作業室、３……圧力導
管、４……放圧通路、５……電磁弁、6,106……制御絞
り、7,8……箇所、9,11……導管、12,112……差圧測定
装置、13……電子制御装置、14〜16……電線、17……測
定ピストン、18,118……測定ばね、19……可動子、20…
…ダイヤフラム、21……測定コイル、22……弁部材、23
……閉鎖ばね、24……磁石、121……指示発信器
び第３図は第１図において使用された量測定装置の２つ
の実施例を示す図である。 １……プランジャ、２……ポンプ作業室、３……圧力導
管、４……放圧通路、５……電磁弁、6,106……制御絞
り、7,8……箇所、9,11……導管、12,112……差圧測定
装置、13……電子制御装置、14〜16……電線、17……測
定ピストン、18,118……測定ばね、19……可動子、20…
…ダイヤフラム、21……測定コイル、22……弁部材、23
……閉鎖ばね、24……磁石、121……指示発信器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 1/00 - 1/14 F02D 41/00 - 41/40
Claims (6)
- 【請求項１】内燃機関用の燃料噴射装置であって、プラ
ンジャによって制限されたポンプ作業室を有する燃料噴
射ポンプが設けられていて、ポンプ作業室からは内燃機
関に通じる圧力導管と、放圧通路とが分岐しており、該
放圧通路に制御絞りと電磁弁とが配置されており、噴射
装置の特性値並びに機関特性値を処理する電子制御装置
が設けられており、該電子制御装置によって電磁弁が噴
射制御のために制御される形式のものにおいて、ポンプ
作業室（２）が、吐出行程に先行する各吸込み行程時に
燃料によって満たされ、量測定装置を用いて、吐出行程
時に放圧通路を介して流出する燃料量が測定され、吸込
み行程時に供給された燃料量と、測定された流出する燃
料量との差から、噴射される燃料量が検出されるように
なっており、量測定装置の一部である制御絞り（6,10
6）が、一定の横断面を有しており、制御絞り（6,106）
の上流及び下流において放圧通路（４）から、制御絞り
（6,106）の上流と下流との間における圧力降下を測定
するための差圧測定装置（12,112）の閉鎖された圧力室
に通じる各１つの導管（9,11）が分岐しており、そして
差圧測定装置（12,112）の出力信号が、燃料噴射装置に
よって噴射される噴射量のための特性値つまり量測定装
置の制御信号として、電子制御装置（13）において処理
されることを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射装置。 - 【請求項２】差圧測定装置（12,112）が、戻し力（18,1
18）に抗して撓みかつ放圧燃料によって負荷されそして
圧力降下によって制御される調節部材（17,20）を有し
ており、該調節部材の調節距離が移動距離発信器（21,1
21）を介して電子制御装置（13）に送られる、請求項１
記載の燃料噴射装置。 - 【請求項３】戻し力（18,23）が調節距離を関数とする
２次関数に従って変化する、請求項２記載の燃料噴射装
置。 - 【請求項４】戻し力としてコイル状の測定ばね（18）が
働く、請求項２又は３記載の燃料噴射装置。 - 【請求項５】調節部材として測定ピストン（17）が働
く、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射
装置。 - 【請求項６】調節部材としてダイヤフラム（20）が働
き、該ダイアフラムに制御絞り（106）が配置されてい
る、請求項１から４までのいずれか１項記載の燃料噴射
装置。
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