JP3560711B2 - 燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置に関し、特に燃料噴射時期が可変の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置の構造改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デイーゼルエンジン等で使用される燃料噴射ポンプのうち、分配型のものでは、エンジンと同期して回転するドライブシャフトによりプランジャを回転させて燃料噴射気筒を切り換えるとともに、ドライブシャフトの回転に伴ってプランジャ基端のフェイスカムがローラリングのローラに乗り上げてプランジャが前進作動し、燃料圧力室から燃料噴射弁に燃料が圧送されて気筒内への燃料噴射が開始される。燃料噴射時期の変更は、噴射時期制御装置がローラリングと連結したタイマピストンを移動せしめることにより、ローラリングを回動させてローラ位置を変更することにより行っている。かかる装置として実開昭６３−１１０６４０号公報記載の装置のように燃料ポンプの油圧に応じて噴射時期を変更するようにしたものや、特開平５−３３２１７０号公報記載の装置のように上記タイマピストンの位置制御用のサーボ弁の偏摩耗を防止したものがある。
【０００３】
ところで近年、エンジン制御の高度化を背景として燃料の噴射時期を任意に変更できるようにしたものが使われている。図１０はかかる噴射時期制御装置の一例を示すもので、ローラリング９１の下部に位置するハウジング９２下壁に、燃料室に通じる接続口９３と連通して、左右が閉鎖したタイマシリンダ９４が設けられ、その中にタイマピストン９５が摺動自在に収納されている。ローラリング９１は、これから延びるスライドピン９９１がタイマピストン９５と自転自在の球状軸受け９９２で連結され、タイマピストン９５が左右方向に移動すると正逆回動するようになっている。タイマピストン９５の右端面に面した空間はタイマピストン９５に形成した絞り９５２付きの流路９５１を介して接続口９３と連通し、燃料室に貯溜する５気圧程度の燃料を絞り９５２を介して受け入れるタイマ高圧室９４ｂとなっている。またタイマピストン９５の左端面に面した空間は、流路９８を介して図略のフィードポンプの吸入ポートと連通し、常時、大気圧のタイマ低圧室９４ａとなっている。タイマ低圧室９４ａにはタイマピストン９５に右方向の付勢力を加えるスプリング９５３が設けられ、タイマピストン９５を挟んでタイマ高圧室９４ｂの燃料圧と対抗している。
【０００４】
またタイマシリンダ９４の下方にタイマ高圧室９４ｂとタイマ低圧室９４ａとを接続する流路９６が通っており、その途中に設けられた油圧制御弁９７が燃料流路９６を流れる燃料の流量を制御してタイマ高圧室９４ｂ側の燃料圧を調整するようになっている。タイマピストン９５は、タイマ高圧室９４ｂ側の燃料圧に応じてタイマ高圧室９４ｂの燃料圧とタイマ低圧室９４ａの燃料圧およびスプリング９５３の付勢力が釣り合う位置に位置決めされる。油圧制御弁９７の制御は油圧制御弁９７への通電時間の割合を変化させる、例えば４０Ｈｚ のデュ−ティ比制御で行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで排気ガス規制強化に伴い、変更する燃料噴射時期の広範囲化、燃料噴射時期の安定化、燃料噴射時期の変更の即応性の向上が益々、望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は燃料噴射時期を広い範囲で任意に変更できるとともに燃料噴射時期の変更の即応性および燃料噴射時期の安定性にも優れた燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、図１、図２に示すようにシリンダ１１内に摺動可能に設けられたピストン２Ａと連結部材２１１，２１２で連結されて連動し、ピストン２Ａの移動量に応じて燃料噴射時期を変える燃料噴射手段５と、フィードポンプ６の吐出側と連通してピストン２Ａを移動させるための燃料圧を発生させる圧力室１１ａ，１１ｂと、圧力室１１ａ，１１ｂの燃料圧を変更するスプール３２を有するサーボ弁３Ａを備え、スプール３２をスプール操作手段４Ａで操作するようにする。サーボ弁３Ａは、スプール３２が摺動する摺動孔３１をピストン２Ａに形成して、圧力室１１ａへ至る流路２４を開閉し、かつ、燃料噴射弁５７への燃料の圧送に基因して作用するピストン２Ａへのトルク反力の方向にピストン２Ａが変位すると流路２４が閉じられる構造とした（請求項１）。
【０００８】
スプール操作手段４Ａの僅かな操作で圧力室１１ａ，１１ｂの燃料圧が広い範囲で任意に変更され、ピストン２Ａがスプール３２の移動に追従して広い範囲で速やかに移動し、位置決めされる。しかして燃料噴射時期が即応性よく広い範囲で変更される。しかもサーボ弁３Ａには燃料噴射手段５からの荷重が作用せずスプール３２の位置が安定するから、ピストン２Ａの移動位置の変動が小さく抑えられ燃料噴射時期が安定する。
【０００９】
燃料噴射手段５は、図１に示すようにドライブシャフト７により回転駆動されるとともに基端フェイスカム５３がローラリング５４のローラ５５に乗り上げる毎に前進作動して、燃料噴射弁５７に燃料を圧送するプランジャ５２を備え、ローラリング５４がピストン２Ａの移動量に応じて回動するようにした（請求項２）。
【００１０】
ピストン２Ａの移動によりローラリング５４のローラ５５が変位してプランジャ５１が前進移動する時期が速やかに変化し、燃料噴射時期の変更が確実に行われる。
【００１１】
圧力室１１ａ，１１ｂは上記ピストン２Ａの両側にそれぞれ形成され、ピストン２Ａは圧燃料でその両側から付勢されるとともに、圧力室１１ａ，１１ｂの一方に内設したスプリング２５のバネ力で付勢されるように構成し、これら圧力室１１ａ，１１ｂの一方もしくは他方の燃料圧を上記サーボ弁３Ａにより変更するようにした（請求項３）。
【００１２】
圧力室１１ａ，１１ｂの一方もしくは他方の燃料圧がサーボ弁３Ａにより変更されてピストン２Ａが移動し、スプリング２５が伸縮するから、ピストン２Ａはこれに付勢される力が再びバランスする位置に位置決めされる。ピストン２Ａの位置決めが簡単な構造で実現できる。
【００１４】
ピストン２Ａの、圧力室１１ｂに至る流路２２に逆止弁２３を設ける（請求項４）ことで、圧力室１１ｂからの燃料流出を阻止してピストン２Ａに燃料噴射手段５から連結部材２１１，２１２を介して圧力室１１ｂの容積を縮小する方向へ作用する荷重が作用してもピストン２Ａが移動しないようにし、燃料噴射時期の安定性を向上させた。燃料の噴射圧力の高圧化で上記荷重が増大しても充分な安定性が得られるから、排気ガス規制が強化されても対応ができる。
【００１５】
スプール操作手段４Ａは、フィードポンプ６と連通し、圧力制御弁４１で燃料圧を可変とした圧力室４２ａと、圧力室４２ａの圧燃料で付勢され軸方向に移動する上記ピストン２Ａよりも小径のプッシュロッド４３とを備え、プッシュロッド４３の先端により上記スプール３２を押圧操作するようにした（請求項５）。
【００１６】
スプール３２をプッシュロッド４３から分離する構造とすることで、コンパクトかつ製造容易である。
【００１７】
相対的に開口面積の小さいポートを有する圧力制御弁４１により、相対的に開口面積の大きいポートのサーボ弁３Ａを操作するようにして（請求項６）、充分な油量でピストン２Ａの迅速な移動を可能にし、燃料噴射時期の変更の即応性を向上させた。
【００１８】
図７に示すように、スプール操作手段４Ｃは、プッシュロッド４９がモータ駆動で一軸方向に移動して、その先端が上記スプール３２を押圧操作する構造とする（請求項７）ことで、燃料の状態によらずにピストン２Ａを位置決めできるようにし、燃料噴射時期の安定性および燃料噴射時期の変更の即応性を向上させた。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１において、ドライブシャフト７は図示しないエンジンに連結され、エンジン回転の１／２に同期して回転駆動される。ドライブシャフト７にはシグナルロータ８２が同軸的に取り付けられており、その外周には凸状歯が複数個形成されている。回転角センサ８３がシグナルロータ８２の外周に対向して設けられ、凸状歯の電磁誘導によってエンジン回転数に応じたパルス信号を発生して、電子式制御装置８６へ出力する。ドライブシャフト７には、燃料圧送用のプランジャ５２を駆動するフェイスカム５３と、燃料フィード用のベーン式のフィードポンプ６が連結されている。フェイスカム５３はプランジャ５２と一体に、スプリング５６によってローラリング５４のローラ５５に押しつけられている。
【００２０】
フェイスカム５３がドライブシャフト７によって回転駆動されると、その凸部がローラ５４に乗り上げて、フェイスカム５３自体とこれに一体化されたプランジャ５２が、回転運動を伴いつつ軸線方向へ往復運動をする。プランジャ５２はポンプシリンダ５１のシリンダボア内に挿入されて、その先端には高圧室５１ａが形成され、プランジャ５２の往復運動によって高圧室５１ａの容積が拡縮するとともに、プランジャ５２の回転運動によって高圧室５１ａに開口する吸入側と吐出側のポートが切り換えられる。フィードポンプ６の吐出ポート６１から吐出される約５気圧の燃料が燃料室８１に貯溜されており、これはプランジャ５２の後退時に高圧室５１ａに吸入され、前進時に高圧に加圧されて燃料噴射弁５７へ圧送され、図示しないエンジンの燃焼室内へ噴射される。
【００２１】
燃料噴射ポンプのディスヘッド８４には、高圧室５１ａの圧力を開放する電磁スピル弁８５が設けられ、電磁スピル弁８５を電子式制御装置８６によって開閉することにより、燃料噴射量や噴射率が制御される。
【００２２】
ローラリング５４の円筒状の外周面は、ドライブシャフト７の軸線を中心として所定の角度範囲内で回動することができ、その回動によってローラ５５の位置が周方向へ移動する。これにより、フェイスカム５３の凸部がローラ５５に乗り上げるタイミングが変化し、燃料噴射時期が変更される。前述の回転角センサ８３は、このローラリング５４の周壁に担持されている。電子式制御装置８６には上記回転角センサ８３の出力信号以外に、エンジンからの上死点（ＴＤＣ）信号や、エンジン負荷の大きさを示すアクセル開度信号、冷却水温信号等が入力されている。
【００２３】
ローラリング５４を回動する駆動部の詳細を図２に示す。図において、ハウジング１内にはドライブシャフト７（図１）と直交する方向へタイマシリンダ１１が形成され、タイマシリンダ１１内に左右動自在にタイマピストン２Ａが収納されている。そしてタイマシリンダ１１のタイマピストン２Ａの左端面側はタイマカバー１３で閉鎖してある。タイマピストン２Ａの中央には連結部材たる球状軸受２１２が自転自在に収納され、ローラリング５４から接続口１２を経て延びる連結部材たるスライドピン２１１の一端が上記軸受２１２に嵌着固定されている。これにより、タイマピストン２Ａの左右動に応じて、スライドピン２１１、球状軸受２１２を介してローラリング５４が正逆回動（図中矢印）せしめられる。
【００２４】
タイマピストン２Ａの左右端に面してそれぞれ一方の圧力室たるタイマ低圧室１１ａと他方の圧力室たるタイマ高圧室１１ｂが形成され、タイマ低圧室１１ａにはタイマスプリング２５が配設されて、タイマピストン２Ａを図の右方へ付勢している。タイマピストン２Ａには一体にサーボ弁３Ａが設けてあり、タイマピストン２Ａの左端部内に形成されその左端面に開放する摺動孔３１内をスプール３２が左右動するようになっている。スプール３２はスプリング室３１ａ内に設けたスプリング３３により図の左方へ付勢されるとともに、その内部にスプリング室３１ａとタイマ低圧室１１ａを連通する通路３４が形成されている。スプール３２はその段付きの大径部外周が摺動孔３１の内周面に接し、これに形成された環状溝３１ｂを開閉する。環状溝３１ｂは流路２４を介してタイマ高圧室１１ｂへ通じており、かかる環状溝３１ｂとスプール３２により形成されるポートの開口面積は比較的大きい。
【００２５】
また、タイマピストン２Ａの右端部内には接続口１２とタイマ高圧室１１ｂとを結ぶ絞り２２１付きの流路２２が形成されるとともに、流路２２の途中には、燃料室８１からタイマ高圧室１１ｂへの流れのみを許す逆止弁２３が設けてある。
【００２６】
タイマカバー１３には水平方向にシリンダ１１より小径のシリンダ４２が形成してあり、シリンダ４２内にはプッシュロッド４３が摺動自在に収納されて、その先端はスプール３２の左端面に当接している。プッシュロッド４３の背後は絞りを介して低圧側と連通する圧力室たる変圧室４２ａとなり、ここに弱いスプリング４４が配設されてプッシュロッド４３を右方へ付勢している。変圧室４２ａは、圧力制御弁たる油圧制御弁４１を設けた流路１４により上記接続口１２へ通じるとともに、絞り１３２を設けた流路１３１によりフィードポンプ６（図１）の低圧の吸入ポートへ通じている。また、タイマ低圧室１１ａからの流路１３３が上記流路１３１に合流している。なお、上記油圧制御弁４１は電子式制御装置８６（図１）によりデユーティ制御される電磁弁であり、そのポートの開口面積は上記サーボ弁３Ａのポートの開口面積よりも小さい。
【００２７】
上記燃料噴射ポンプの作動とともに噴射時期制御装置の作動を図１、図２、図３、図４、図５により説明する。燃料の噴射は、プランジャ５２後退時に燃料が高圧室５１ａに注入される。そして所定のタイミングで電磁スピル弁８５に通電し（図３の（Ａ））、ドライブシャフト７の回転に伴ってプランジャ５２基端のフェイスカム５３がローラリング５４のローラ５５に乗り上げて（図３の（Ｂ））プランジャ５２が前進作動して燃料を圧縮し、高圧室５１ａから燃料噴射弁５７に燃料が圧送されて図略の気筒内への燃料噴射が開始される。燃料の圧送中は注入された燃料のため高圧室５１ａの圧力は高く（図３の（Ｃ））、その間、プランジャ５２からローラ５５へトルク反力が働く。サーボ弁３Ａのスプール３２にはトルク反力が働かないからスプール３２の位置は上記トルク反力によらず一定で、スプール３２で位置決めされるタイマピストン２Ａの位置の変動が小さく抑えられる。しかして燃料の噴射時期が安定する。
【００２８】
排気ガス規制強化に対応すべく噴射圧力を高くする場合には、高圧室５１ａの圧力を高めることになるから上記トルク反力も相当大きくなり、上記トルク反力がローラリング５４からスライドピン２１１、球状軸受け２１２を介してタイマピストン２Ａに右方向の付勢力として作用する。したがってタイマ高圧室１１ｂ内の圧力がタイマピストン２Ａからの付勢力で高くなって（図３の（Ｄ））、タイマ高圧室１１ｂ内の燃料がタイマピストン２Ａに形成された流路２２から逆流しようとする。しかしタイマ高圧室１１ｂからの燃料流出は逆止弁２３によって阻止されるから、タイマピストン２の位置は変動せず、噴射時期が安定する。しかして排気ガス規制強化に応じた燃料の噴射圧力の高圧化にも充分対応できる。また、厳密には高圧室５１ａが高圧のとき、タイマピストン２Ａは右方向に付勢力を受けて、タイマ高圧室１１ｂ内の燃料が圧縮された僅かな分だけ右方向に動く場合もあり得るが、環状溝３１ｂが閉じる方向に作動するように構成されているため、環状溝３１ｂからの燃料流出が防げ、噴射時期が安定する。
【００２９】
燃料噴射時期を進角させる場合には、油圧制御弁４１の開放デューティ比を小さくする。これにより、変圧室４２ａの圧力は低下し、スプリング３３のバネ力によりスプール３２およびプッシュロッド４３が左方へ移動して環状溝３１ｂが完全に閉じられる（図４）。この結果、タイマ高圧室１１ｂの圧力は接続口１２の圧力すなわち燃料室８１内の圧力に向けて上昇し、タイマピストン２Ａがタイマスプリング２５のバネ力に抗して左方へ移動する。これに伴い、図示矢印の如くローラリング５４が時計方向へ回動して燃料噴射時期が進角する。タイマピストン２Ａは、スプール３２の移動量とほぼ等しい量だけ移動して環状溝３１ｂが再び開放されると、左右の端面に受ける圧力が平衡して停止する。
【００３０】
燃料噴射時期を遅角させる場合には、油圧制御弁４１の開放デューティ比を大きくすると、変圧室４２ａの圧力は接続口１２の圧力すなわち燃料室８１の圧力に向けて上昇し、プッシュロッド４３がスプリング３３のバネ力に抗してスプール３２を図の右方へ押圧移動させる。これにより、環状溝３１ｂが大きく開放され（図５）、タイマ高圧室１１ｂから燃料がタイマ低圧室１１ａへ向けて流出して、タイマ高圧室１１ｂの圧力が低下する。この結果、タイマピストン２Ａはタイマスプリング２５に押されて図の右方へ移動し、図示矢印の如くローラリング５４が反時計方向へ回動して燃料噴射時期が遅角する。タイマピストン２Ａは、スプール３２の移動量とほぼ等しい量だけ移動して環状溝３１ｂが再び適度な開放状態になると、左右の端面に受ける圧力が平衡して停止する。
【００３１】
このように本実施形態の燃料噴射ポンプによれば、油圧制御弁４１により変圧室４２ａの圧力を変更してサーボ弁３Ａのスプール３２の位置を任意に変更し、スプール３２に対してタイマピストン２Ａを追従作動させることにより、燃料噴射時期を安定に、広い範囲で任意に進遅角させることができる。そしてタイマ高圧室１１ｂと接続口１２とを接続する流路２２に逆止弁２３を設けることにより、燃料の噴射時期が更に安定する。またプッシュロッド４３背後の上記変圧室４２ａの容積は小さくできるから、ポート開口面積の小さい油圧制御弁４１によっても変圧室４２ａの内圧を速やかに変化させることができ、これに応じて作動するポート開口面積の大きいサーボ弁３Ａにより燃料流が制御されて、上記タイマピストン２Ａが迅速に操作されて、ローラリング５４により燃料噴射時期が速やかに変更される。
【００３２】
（第２実施形態）
上記第１実施形態においては、サーボ弁３Ａの摺動孔３１内に設けたスプリング３３の比較的強いバネ力が、スプール３２とタイマピストン２Ａの相対位置によって変化するため、プッシュロッド４３の受ける荷重が変動する。そこで、図２のスプール操作手段４Ａに代えて図６に示すようにスプール操作手段４Ｂとする。図中、同一番号を付したものは実質的に同じ作用をするので相違点を中心に説明する。スプール操作手段４Ｂはタイマカバー１５に形成したシリンダ４５内に、先端部で小径となしたプッシュロッド４６を挿置し、その外周に比較的強いバネ力のスプリング４７を配設して、プッシュロッド４６を後退方向へ付勢する。またプッシュロッド４６の背後の変圧室４５ａには、プッシュロッド４６を右方向へ付勢するスプリングは設けない。スプリング４７を設けたことにより、サーボ弁３Ａのスプリング３３のバネ力は小さくでき、タイマピストン２Ａ移動時のスプリング３３の伸縮に伴うプッシュロッド４６およびスプール３２の荷重変動を小さく抑えることができる。なお本実施形態では変圧室４５ａにスプリングを設けない構造としたが本発明の趣旨に反しない限り設けることも可能である。
【００３３】
（第３実施例形態）
上記各実施形態ではサーボ弁３Ａの位置を決定する変圧室４２ａ、４５ａの油圧が油圧制御弁４１から流入する燃料量と、絞り１３２を通って流路１３１へ流出する燃料量とによって定まるが、上記各燃料量は燃料の温度で変化するため、燃料噴射時期の制御性を向上させるには、油圧制御弁４１の解放デューティをフィードバック制御して燃料噴射時期が目標噴射時期となるようにする必要がある。そこで図７に示すように、図２、図６のスプール操作手段４Ａ，４Ｂに代えて別のスプール操作手段４Ｃとする。図中、同一番号を付したものは実質的に同じ作用をするので相違点を中心に説明する。タイマシリンダ１１のタイマピストン２Ａの左端側のタイマカバー１６には、開口部１６ａがタイマピストン２Ａの左端面に対向して形成してあり、開口部１６ａの周囲に密着してステッピングモータ４８が接続されて低圧室１１ａの気密を保っている。ステッピングモータ４８から延びるプッシュロッド４９が開口部１６ａを挿通してその先端でスプール３２の左端面に当接している。
【００３４】
ステッピングモータ４８のロータ４８１は、略円筒形で、同軸に内周面がネジ様のスクリュ４８２が嵌合している。プッシュロッド４９は基部側がスクリュ４８２に貫通してこれと噛合するとともに、回転が規制されており、ロータ４８１の正逆回転により左右動してサーボ弁３Ａのスプール３２を押圧するようになっている。しかしてスプール３２はプッシュロッド４９とスプリング３３とにより位置決めされ、その位置が保持される。
【００３５】
ステッピングモータ４８のロータ４８１の回転は図略の電子式制御装置によりパルス制御で行われ、パルスに応じた角度に正確に回転するから、プッシュロッド４９がロータ４８１の回転数および回転角度に応じて正確に位置決めされる。しかして燃料の温度によらず正確に燃料噴射時期を制御することができ、燃料噴射時期の制御は簡単にオープンループでもよい。
【００３６】
（第４実施例形態）
図８は、図６のタイマピストン２Ａ、サーボ弁３Ａを別の構造としたもので、図中、同一番号を付したものは実質的に同じ作用をするので相違点を中心に説明する。図において、サーボ弁３Ｂのスプール３５により開閉される環状溝３１ｂは，タイマピストン２Ｂに形成した流路２７により、燃料室８１と連通する接続口１２に通じており、スプール３５背後のスプリング室３１ａも流路２８により接続口１２に通じている。また、タイマ低圧室１１ａとスプリング室３１ａを接続する通路は設けられていない。また、タイマ低圧室１１ａと図略のフィードポンプの低圧の吸入ポートとを結ぶ流路１５４には絞り１５５が設けられている。さらに、タイマピストン２Ｂにはタイマ高圧室１１ｂと接続口１２とを結ぶ絞り２６１付きの流路２６が、流路２２と並列に形成されている。
【００３７】
かかる構造の燃料噴射ポンプにおいて、燃料噴射時期を進角させる場合には、油圧制御弁４１の開放デューティ比を小さくする。これにより、変圧室４５ａの圧力が低下し、スプリング３３，４７のバネ力によりプッシュロッド４６およびスプール３５が左方へ移動して環状溝３１ｂが完全に閉じられる。この結果、タイマ低圧室１１ａの圧力が低下し、タイマピストン２Ｂがタイマスプリング２５のバネ力に抗して左方へ移動し、上記各実施形態と同様に燃料噴射時期が進角する。燃料噴射時期を遅角させる場合には、油圧制御弁４１の開放デューティ比を大きくすると、変圧室４５ａの圧力は上昇し、スプリング３３，４７のバネ力に抗してスプール３５が図の右方へ移動する。これにより環状溝３１ｂが開き、接続口１２から流路２７を経て高圧燃料がタイマ低圧室１１ａへ流入して、その内圧が上昇するため、タイマピストン２Ｂは今度は右方へ移動し、燃料噴射時期が遅角する。かかる構造によっても、上記第２実施形態と同様の効果がある。
【００３８】
（第５実施例形態）
図９は、図８のスプール操作手段４Ｂに代えて図７のスプール操作手段４Ｃとしたもので、図中、同一番号を付したものは実質的に同じ作用をするので相違点を中心に説明する。タイマ低圧室１１ａから図略のフィードポンプの吸入ポートに到る流路１５４の途中に絞り１５５が設けてあり、サーボ弁３Ｂが開いたときにタイマ低圧室１１ａの圧力が上記フィードポンプの吸入側の圧力すなわち大気圧より高くなるようになっている。
【００３９】
燃料噴射時期を進角させる場合には、プッシュロッド４９をステッピングモータ４８側に後退せしめる。これにより、スプリング３３のバネ力によりスプール３５が左方へ移動して環状溝３１ｂが完全に閉じられる。この結果、タイマ低圧室１１ａの圧力が低下し、タイマピストン２Ｂがタイマスプリング２５のバネ力に抗して左方へ移動し、上記各実施形態と同様に燃料噴射時期が進角する。燃料噴射時期を遅角させる場合には、プッシュロッド４９をタイマピストン２Ｂ側に前進せしめてスプール３５を押圧し、スプール３５が図の右方へ移動する。これにより環状溝３１ｂが開き、接続口１２から高圧燃料がタイマ低圧室１１ａへ流入して、その内圧が上昇するため、タイマピストン２Ｂは今度は右方へ移動し、燃料噴射時期が遅角する。かかる構造によっても、上記第３実施形態と同様の効果がある。
【００４０】
なお上記各実施形態の燃料噴射ポンプはフェイスカム圧送式の燃料噴射ポンプとしたがインナーカム圧送式の燃料噴射ポンプとしてもよい。
【００４１】
また上記角実施形態ではタイマ高圧室から摺動孔に設けた環状溝に到る流路をタイマピストン内に設けたが、別の場所、例えばハウジング内に設けてもよい。
【００４２】
また上記各実施形態では圧力室からの燃料流出を阻止する逆止弁を設けたが、燃料の噴射圧力が低ければ省略して構造を簡単にしてもよい。
【００４３】
また上記各実施形態では油圧制御弁のポートの開口面積をサーボ弁のポートの開口面積に対して相対的に小さくしたが、要求される燃料噴射時期の即応性によっては必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４４】
また第３、第５実施形態ではスプール操作手段としてステッピングモータを用いたが、リニアモータ等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置を備えた燃料噴射ポンプの全体縦断面図である。
【図２】上記燃料噴射ポンプのローラリング駆動部の横断面図である。
【図３】上記燃料噴射ポンプの作動を説明するタイムチャートである。
【図４】上記燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置の作動を示すローラリング駆動部の要部横断面図である。
【図５】上記燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置の作動を示すローラリング駆動部の別の要部横断面図である。
【図６】本発明の第２の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置のローラリング駆動部の横断面図である。
【図７】本発明の第３の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置のローラリング駆動部の横断面図である。
【図８】本発明の第４の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置のローラリング駆動部の横断面図である。
【図９】本発明の第５の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置のローラリング駆動部の横断面図である。
【図１０】従来の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置のローラリング駆動部の横断面図である。
【符号の説明】
１１ タイマシリンダ（シリンダ）
１１ａ タイマ低圧室（圧力室）
１１ｂ タイマ高圧室（圧力室）
２Ａ，２Ｂ タイマピストン（ピストン）
２１１ スライドピン（連結部材）
２１２ 球状軸受け（連結部材）
２２ 流路
２３ 逆止弁
２５ タイマスプリング（スプリング）
３Ａ，３Ｂ サーボ弁
３１ 摺動孔
３２，３５ スプール
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ スプール操作手段
４１ 油圧制御弁（圧力制御弁）
４２ａ，４５ａ 変圧室（圧力室）
４３，４６，４９ プッシュロッド
４８ ステッピングモータ（モータ）
５ 燃料噴射手段
５２ プランジャ
５３ フェイスカム
５４ ローラリング
５５ ローラ
５７ 燃料噴射弁
６ フィードポンプ
７ ドライブシャフト

Claims (7)

1. シリンダ内に摺動可能に設けられ、少なくとも一方の端面が、燃料フィード用のフィードポンプの吐出側と連通する圧力室の圧燃料と接触するピストンと、上記圧力室に連通して設けられ、上記圧力室の燃料圧を制御して上記ピストンを移動せしめるスプールを有するスプール式のサーボ弁と、上記スプールを操作するスプール操作手段と、上記ピストンと連結部材で連動し、上記ピストンの移動量に応じて燃料噴射時期を変える燃料噴射手段を備え、上記サーボ弁は、上記スプールが摺動する摺動孔を上記ピストンに形成して、上記圧力室へ至る流路を開閉し、かつ、燃料噴射弁への燃料の圧送に基因して作用する上記ピストンへのトルク反力の方向にピストンが変位すると上記流路が閉じられる構造とした燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。
2. 上記燃料噴射手段を、上記ピストンの移動量に応じて回動するローラリングと、ドライブシャフトにより回転駆動されるとともに、基端フェイスカムが上記ローラリングのローラに乗り上げる毎に前進作動して、燃料噴射弁に燃料を圧送するプランジャとで構成した請求項１記載の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。
3. 上記圧力室は上記ピストンの両側にそれぞれ形成され、これら圧力室の一方にピストン移動付勢用のスプリングを内設するとともに、これら圧力室の一方もしくは他方の燃料圧を上記サーボ弁により変更するようになした請求項１又は２記載の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。
4. 上記圧力室に至る流路に、圧力室からの燃料流出を阻止する逆止弁を設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。
5. 上記スプール操作手段は、絞りを介して低圧側と連通する圧力室と、該圧力室の燃料圧を制御する圧力制御弁と、上記圧力室の圧燃料で付勢され軸方向に移動する上記ピストンよりも小径のプッシュロッドとを備え、該プッシュロッドの先端により上記スプールを押圧操作するようになした請求項１ないし４のいずれかに記載の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。
6. 上記圧力制御弁は上記サーボ弁のポートの開口面積に対して相対的に小さい開口面積のポートを有する請求項５記載の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。
7. 上記スプール操作手段は、モータ駆動で一軸方向に移動するプッシュロッドを備え、該プッシュロッドの先端により上記スプールを押圧操作するようになした請求項１ないし６のいずれかに記載の燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置。

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