JPH0138169B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油圧サーボ機構によつて燃料油を増
圧して噴射するようにしたインジエクター装置
と、油圧式弁駆動装置によつて吸気弁と排気弁を
開閉制御するようした吸排気弁装置の油圧制御を
電子制御装置によつて行うようにした内燃機関の
電子油圧制御装置に関するものである。

従来、この種の内燃機関の電子油圧制御装置に
おいては、インジエクター装置の作動油と噴射油
を同一の油圧源から供給する（即ち、同じ燃料油
を作動油と噴射油に使用）ようにするのが一般的
であつたが、このように同一の油圧源から供給さ
れる燃料油を作動油と噴射油の両方に使用するよ
うにした場合には、例えば燃料油として低質油を
用いると、該燃料油の粘度の過大による粘性抵抗
の増大あるいは燃料油中に含まれる水分、硫黄
分、混入異物等によつて摺動部にサビ、異常摩耗
が発生することによつてサーボ機構、ソレノイド
機構の油圧作動部に作動障害が発生し、その結
果、エンジンの運転状態の変化等に対する応答性
が悪化することになる。

また、従来の電子油圧制御装置においてはイン
ジエクター装置の作動油と吸、排気弁装置の作動
油を別々に設けた油圧源からそれぞれ供給するよ
うにしていたが、このようにした場合には作動油
供給用に複数の油圧源を設けなければならず構造
が複雑であり且つコストの高騰化を招くという問
題があつた。

本発明は、上記の如き従来の内燃機関の電子油
圧制御装置の問題に鑑み、作動油の油圧源と噴射
油の油圧源を別系統とし且つインジエクター装置
と吸、排気弁装置の作動油を同一の油圧源から供
給し得るように構成することにより油圧作動部の
応答性の向上とコストの低廉化並びに構造の簡略
化を図ることを目的としてなされたものであつ
て、内燃機関によつて駆動される燃料供給ポンプ
を有する燃料油供給装置と、内燃機関によつて駆
動される作動油供給ポンプを有する作動油供給装
置と、燃料油供給装置から圧送される燃料油を油
圧サーボ機構により増圧してノズルバルブから噴
射するインジエクター部と該油圧サーボ機構を作
動せしめる作動油の流通を制御するソレノイドバ
ルブ部とを有するインジエクター装置と、弁を油
圧力によつて開閉駆動する動弁機構部と該動弁機
構部を作動せしめる作動油の流通を制御するソレ
ノイドバルブ部を有する油圧式弁駆動装置をそれ
ぞれ備えた油圧駆動式吸気弁装置並びに油圧駆動
式排気弁装置と、前記インジエクター装置のソレ
ノイドバルブ部のソレノイドコイルと吸気弁装置
と排気弁装置のソレノイドバルブ部のソレノイド
コイルとを前記内燃機関の運転状態に応じて適宜
に制御するマイクロコンピユータを有する電子制
御装置とを備えるとともに、インジエクター装置
の油圧サーボ機構と吸気弁装置及び排気弁装置の
動弁機構部には作動油供給装置から作動油が供給
されるように構成されていることを特徴とするも
のである。

以下、本発明の内燃機関の電子油圧制御装置を
第１図に示すシステム図を参照して説明すると、
この内燃機関の電子油圧制御装置は、内燃機関６
８によつて駆動される燃料供給ポンプ６９を有す
る燃料油供給装置Ｓと、該内燃機関６８によつて
燃料供給ポンプ６９と同時に駆動される作動油供
給ポンプ７６を有する作動油供給装置Ｐと、燃料
油を噴射するインジエクター装置Ｔと、油圧式弁
駆動装置を有する油圧駆動式吸気弁装置Ｘと、油
圧駆動式排気弁装置Ｙ（詳細図示省略）と、内燃
機関の運転状態に応じてインジエクター装置Ｔと
吸気弁装置Ｘと排気弁装置Ｙを制御する電子制御
装置Ｒとを有している。燃料油供給装置Ｓは、燃
料タンク７１内の燃料油を、燃料供給ポンプ６９
によつて適宜圧力に加圧して、燃料供給管７３を
介してインジエクター装置Ｔに供給するようにな
つている。

作動油供給装置Ｐは、作動油タンク７７内の作
動油を、作動油供給ポンプ７６によつて適宜圧力
に加圧して作動油供給管７４を介してインジエク
ター装置Ｔと吸気弁装置Ｘと排気弁装置Ｙに供給
するようになつている。

図中符号７０はフイルター、７５は圧力調整
弁、７２は燃料供給ポンプ６９あるいは作動油供
給ポンプ７６から圧送される燃料油あるいは作動
油を整圧するためのアキユームレータ又は集合管
である。

インジエクター装置Ｔは、インジエクターボデ
イ１内に、油圧サーボ機構３３により燃料油を増
圧して噴射するインジエクター部３２と、該油圧
サーボ機構３３の作動油の流通を制御するソレノ
イドバルブ部３１とを有している。この油圧サー
ボ機構３３は、大径のサーボピストン４と小径の
プランジヤ３で構成されており、インジエクター
ボデイ１の側部に形成した作動油入口２２から後
に詳述するソレノイドバルブ部３１を介してサー
ボピストン室５内に導入される作動油の導入と排
出を該ソレノイドバルブ部３１によつて適宜に制
御することにより、燃料油入口４０内に供給され
る燃料油を燃料油充填油路２３に設けたサプライ
バルブ２１を介してプランジヤ室６内に導入して
増圧し、この高圧燃料油を高圧燃料油路２４を介
して油溜室２０内に導入して該燃料油の油圧力に
よつてノズルバルブを開弁して噴口１９，１９…
…から噴射するようになつている。又、ノズルバ
ルブ２の背圧側に設けたノズルバルブシート嵌挿
穴１７には、作動油第４油路３４を介して作動油
が導入されており、該ノズルバルブ２の開弁圧
は、このノズルバルブシート嵌挿穴１７内の油圧
力とノズルバルブ付勢用スプリング１６のバネ力
によつて設定される。尚、サーボピストン４のリ
ーク油は第４排出油路３０を介して作動油タンク
７７側に還流せしめられる。

ソレノイドバルブ部３１は、油圧サーボ機構３
３を作動させるためにサーボピストン室５内に導
入される作動油の流通を制御するスプール弁７
と、ソレノイドコイル１２の吸引力によつて駆動
せしめられるアクチブコア９とを同軸状に配置し
て構成されている。スプール弁７は、軸方向に変
位せしめられることによりその２つのランド部７
ａ，７ｂで作動油入口２２とスプール室８を連通
せしめる作動油第１油路２５と、該スプール室８
とサーボピストン室５を連通せしめる作動油第２
油路２６と、スプール室８と作動油タンク７７を
連通せしめる作動油第３油路２９を適宜に開閉し
て作動油の流通を制御する如く作用する。即ち、
スプール弁７が上方に引き上げられた場合には、
作動油第１油路２５と作動油第２油路２６が相互
に連通し作動油入口２２から作動油がサーボピス
トン室５内に導入され（第１図、図示位置、以
下、この弁位置を第１弁位置という）、逆に、下
方に押し下げられた場合には作動油第２油路２６
と作動油第３油路２９とが相互に連通し、サーボ
ピストン室５内の作動油が作動油タンク７７側に
排出せしめられる（この場合の弁位置を第２弁位
置という）このスプール弁７の弁位置は、ソレノ
イドコイル１２の吸引力とアクチブコア９側に設
けた第１スプリング１４とスプール弁７側に設け
た第２スプリング１５のバネ力の釣り合いによつ
て制御される。即ち、この実施例では、アクチブ
コア９側の第１スプリング１４のバネ力をスプー
ル弁７側の第２スプリング１５よりも大きく設定
しており、ソレノイドコイル１２の吸引力が消滅
している場合（換言すればソレノイドコイル１２
への通電が遮断されている場合）には、スプール
弁７とアクチブコア９を一体的に第１スプリング
１４のバネ力と第２スプリング１５のバネ力の差
によつて下方に押しつけて該スプール弁７を第２
弁位置に設定し、ソレノイドコイル１２に吸引力
が発生した場合（換言すればソレノイドコイル１
２が通電された場合）には、先ず、その吸引力に
よつてアクチブコア９が第１スプリング１４のバ
ネ力に抗して上方に引き上げられ、次にスプール
弁７が第２スプリング１５のバネ力によつて上方
に押し上げられて第１弁位置に設定される。この
アクチブコア９のストローク即ち、アクチブコア
９の作動行程は、アクチブコア９の上面９ａ側に
設けたアジヤストボルト１３によつてアクチブコ
ア９の上動限界を設定することにより調整され
る。又、スプール弁７のリーク油は、第１排出油
路２７からアクチブコア９に設けた通油孔１１及
び第２排出油路２８を介して作動油タンク７７側
に還流せしめられる。

吸気弁装置Ｘは、シリンダヘツド３５に装着し
た吸気弁３６の弁棒頂部３６ａに、該吸気弁３６
を油圧力によつて開閉駆動せしめる油圧式弁駆動
装置６１を取付けて構成されており、該吸気弁３
６をバルブスプリング３９のバネ力と油圧式弁駆
動装置６１の油圧力とによつて開閉弁するように
なつている。油圧式弁駆動装置６１は、固定ボル
ト５９，５９……によつてシリンダヘツド３５側
に固定されたシリンダボデイ４２内に、吸気弁３
６を油圧力によつて開弁方向に変位せしめる如く
作用するピストン４４と、該ピストン４４の作動
室４３に導入される作動油の流通を制御するソレ
ノイドバルブ部６３を有している。このソレノイ
ドバルブ部６３は、前記インジエクター装置Ｔの
ソレノイドバルブ部３１とほぼ同一の構成を有し
ており、ソレノイドコイル４８の吸引力によつて
駆動せしめられるアクチブコア４７とスプール弁
４５を同軸状に配置し、このスプール弁４５を、
該スプール弁４５側に取付けた第２スプリング５
１とアクチブコア４７側に設けた第１スプリング
５０のバネ力とソレノイドコイル４８の吸引力に
よつて上下動させ、その２つのランド部４５ａ，
４５ｂで作動油入口５２とピストン室導入油路５
３とピストン室排出油路５４を適宜に開閉してピ
ストン４４を上下動させることにより吸気弁３６
を開閉弁せしめるようになつている。即ち、この
実施例では、第１スプリング５０のバネ力を第２
スプリング５１のバネ力よりも大きく設定し、ソ
レノイドコイル４８が通電遮断されている場合に
は第１スプリング５０と第２スプリング５１のバ
ネ力の差によつてスプール弁４５を下方に押し下
げてピストン室導入油路５３とピストン室排出油
路５４とを連通せしめて作動室４３内から作動油
を排出し（以下、この場合のスプール弁４５の弁
位置を第１弁位置という）、逆にソレノイドコイ
ル４８が通電されている場合にはその吸引力によ
つてアクチブコア４７を第１スプリング５０のバ
ネ力に抗して上方に引き上げ、スプール弁４５を
第２スプリング５１のバネ力によつて上方に押し
上げて作動油入口５２とピストン室導入油路５３
を連通せしめ、作動油を作動室４３内に導入せし
める（以下、この場合のスプール弁４５の弁位置
を第２弁位置という）。尚、アクチブコア４７の
ストロークは、アジヤストボルト４９のぬじ込み
量によつて調整される。又、スプール弁４５のリ
ーク油は、第１排出油路５６からアクチブコア４
７に設けた通油孔６４を介して第２排出油路５５
から作動油タンク７７側に、またピストン４４の
リーク油は第３排出油路５７から作動油タンク７
７側にそれぞれ還流せしめられる。

排気弁装置Ｙは、上記吸気弁装置Ｘと同一構成
を有しているためその詳細図示及び説明は省略す
る。

電子制御装置Ｒは、内燃機関６８のフライホイ
ール６７に近接して取付けた回転位相角センサ６
６と、該回転位相角センサ６６からの信号を演算
して前記インジエクター装置Ｔのソレノイドコイ
ル１２と吸気弁装置Ｘと排気弁装置Ｙのソレノイ
ドコイル４８の通電開始時期、通電遮断時期等を
設定し、もつて燃料の噴射量と噴射時期及び内燃
機関６８の回転速度並びに吸、排気弁の開閉弁時
期を制御するマイクロコンピユータ６５とを有し
ている。

続いて、図示実施例の内燃機関の電子油圧制御
装置の作用を説明すると、内燃機関６８が運転さ
れると先ず、燃料供給ポンプ６９によつて燃料タ
ンク７１内の燃料油が適宜圧力に加圧され、燃料
供給管７３を通つてインジエクター装置Ｔの燃料
油入口４０に圧送される。又、作動油タンク７７
内の作動油は作動油供給ポンプ７６によつて適宜
圧力に加圧され作動油供給管７４を通つてインジ
エクター装置Ｔの作動油入口２２と吸気弁装置Ｘ
の作動油入口５２と排気弁装置Ｙの作動油入口
（図示省略）にそれぞれ圧送される。

インジエクター装置Ｔの燃料油入口４０の側に
圧送された燃料油は、燃料油充填油路２３から油
圧サーボ機構３３のプランジヤ室６内に供給され
る。又、作動油入口２２側に圧送された作動油
は、作動油第３油路３４からノズルバルブシート
嵌挿穴１７へまた作動油第１油路２５からサーボ
ピストン室５へとそれぞれ分流して供給される。
今、ソレノイドコイル１２が通電されたとする
と、該ソレノイドコイル１２の吸引力によつてア
クチブコア９が上方に引き上げられ、スプール弁
７が第１弁位置に設定される。スプール弁７が第
１弁位置に設定されると作動油第１油路２５と作
動油第２油路２６が連通するため、作動油入口２
２から作動油第１油路２５及び作動油路２６を通
つて作動油がサーボピストン室５内に導入され、
該サーボピストン室５内の作動油圧力によつてサ
ーボピストン４とともにプランジヤ３が下動せし
められ、プランジヤ室６内の燃料油を増圧して噴
口１９，１９……からシリンダ内に噴射せしめる
（燃料噴射行程、第１図、図示位置）。

ソレノイドコイル１２への通電が遮断されると
ソレノイドコイル１２の吸引力が消滅するためア
クチブコア９とスプール弁７は第１スプリング１
４と第２スプリング１５のバネ力の差によつて下
方に押し下げられ、該スプール弁７が第２弁位置
に設定される。スプール弁７が第２弁位置に設定
されると今度は作動油第２油路２６と作動油第３
油路２９とが連通し、サーボピストン４は、燃料
油充填油路２３からサプライバルブ２１を押し開
いてプランジヤ室６内に導入される燃料油の圧力
によつて上動せしめられ、サーボピストン室５内
の作動油が作動油タンク７７側に排出されると同
時にプランジヤ室６内に燃料油が充填される（燃
料充填行程）。この燃料噴射行程と燃料充填行程
を繰り返えすことによつて内燃機関６８が連続的
に運転される。

燃料の噴射量は、マイクロコンピユータ６５に
よつてソレノイドコイル１２の通電遮断時間を調
整して燃料充填量を変化させることにより制御さ
れる。即ち、通電遮断時間を長くすれば燃料充填
量が多くなり、それだけ燃料噴射量が増加する。

燃料の噴射時期は、回転位相角センサ６６から
の信号を基準にしてソレノイドコイル１２の通電
開始時期を制御することによつて調整される。例
えば、進角操作時には通電開始時期を早める。

又、内燃機関６８の回転速度は、ソレノイドコ
イル１２への通電サイクルの時間間隔を変更する
ことによつて制御される。例えば、回転速度を上
昇させる場合には通電サイクルの時間間隔を小さ
くする。

このインジエクター装置Ｔにおいては、油圧サ
ーボ機構３３の作動油として粘度の低い燃料油
（例えば軽油、灯油等の良質油）を利用している
ため、スプール弁７あるいは油圧サーボ機構３３
の作動抵抗が少なく、燃料の噴射特性を内燃機関
６８の運転状態の変化に対して応答良く制御する
ことができる（応答性の向上）。

又、図示実施例においては、スプール弁７のリ
ーク油を、アクチブコア９に設けた通油孔１１内
を流通させて燃料タンク１側に排出するようにし
ているため、該リーク油によつてアクチブコア９
即ち、ソレノイドコイル１２の昇温を抑えること
ができ、これによりソレノイドコイル１２の吸引
力特性を長期に亘つて安定且つ良好に維持せしめ
ることができる。

一方、吸気弁装置Ｘのソレノイドコイル４８と
排気弁装置Ｙのソレノイドコイル（図示省略）
は、内燃機関６８の作動行程に応じて通電あるい
は通電遮断される。即ち、吸気弁装置Ｘのソレノ
イドコイル４８は、排気行程の終了近くにおいて
通電され、圧縮行程の始めにおいて通電遮断され
る。即ち、ソレノイドコイル４８が通電される
と、その吸引力によつてアクチブコア４７が上方
に引き上げられ、スプール弁４５が第２弁位置に
設定されるため、作動室４３内に作動油が導入さ
れ、ピストン４４の下動に伴つて吸気弁３６が開
弁される。一方、ソレノイドコイル４８への通電
が遮断されると、スプール弁４５が第１弁位置に
設定され、吸気弁３６はバルブスプリング３９の
バネ力によつて閉弁せしめられる。

また、排気弁装置Ｙのソレノイドコイルは、膨
張行程の終り近くで通電されて排気弁を開弁せし
めるとともに、吸入行程の始めに通電遮断されて
排気弁を閉弁せしめる如く作用する。

この吸気弁装置Ｘも排気弁装置Ｙもともに油圧
式弁駆動装置６１の作動油として作動油供給装置
Ｐから供給される良質油を使用しているため、前
記インジエクター装置Ｔの場合と同様に作動油の
粘性による作動抵抗が少なく、しかも含有水分、
混入異物等によつて摺動部にサビ、異常摩耗が発
生するというようなこともなく、それだけ吸気弁
３６及び排気弁を内燃機関６８の運転状態に応じ
て応答良く開閉作動せしめることができ、内燃機
関６８の吸気特性及び排気特性が向上する。

又、この電子油圧制御装置においては、インジ
エクター装置Ｔのソレノイドバルブ部３１の構造
と、吸気弁装置Ｘのソレノイドバルブ部６１及び
排気弁装置Ｙのソレノイドバルブ部の構造をほぼ
同一構造としているため、インジエクター装置
Ｔ、吸気弁装置Ｘ及び排気弁装置Ｙの各部品間に
互換性があり、このため、部品種類が少なくてよ
く、構造の簡略化とコストの低廉化を促進せしめ
ることができる。

次に、本発明の効果を説明すると、本発明の内
燃機関の電子油圧制御装置は、インジエクター装
置の油圧サーボ機構と、吸気弁装置と排気弁装置
の油圧式弁駆動装置に供給される作動油とインジ
エクター装置からシリンダ内に噴射される燃料油
とをそれぞれ別系統の油圧源から供給するように
しているため、噴射油の種類に関係なくインジエ
クター装置の油圧サーボ機構と吸気弁装置と排気
弁装置の動弁機構部の作動油として適性粘度を有
し且つ水分の含有量及び異物の混入の少ない良質
油を使用して作動油の粘性抵抗の減少と、含有水
分、混入異物によつて摺動部にサビ、異常摩耗等
が発生するのを可及的に抑制することができ、そ
れだけインジエクター装置及び吸、排気弁装置の
応答性が良好となり、内燃機関の噴射特性及び
吸、排気特性が向上するという効果がある。

さらに、インジエクター装置の作動油と吸、排
気弁装置の作動油とをひとつの油圧源から同時に
供給するようにしているため、インジエクター装
置と吸、排気弁装置に夫々別系統の油圧源から作
動油を供給する場合に比して装置全体の構造の簡
略化とコストの低廉化を図り得るという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例に係る内燃機関の電子油
圧制御装置のシステム図である。 ２……ノズルバルブ、１２……ソレノイドコイ
ル、３１……ソレノイドバルブ部、３２……イン
ジエクター部、３３……油圧サーボ機構、３６…
…吸気弁、４８……ソレノイドコイル、６１……
油圧式弁駆動装置、６２……動弁機構部、６３…
…ソレノイドバルブ部、６５……マイクロコンピ
ユータ、６８……内燃機関、６９……燃料供給ポ
ンプ、Ｐ……作動油供給装置、Ｒ……電子制御装
置、Ｓ……燃料油供給装置、Ｔ……インジエクタ
ー装置、Ｘ……吸気弁装置、Ｙ……排気弁装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関６８によつて駆動される燃料供給ポ
   ンプ６９を有する燃料油供給装置Ｓと、前記内燃
   機関６８によつて駆動される作動油供給ポンプ７
   ６を有する作動油供給装置Ｐと、前記燃料油供給
   装置Ｓから圧送される燃料油を油圧サーボ機構３
   ３により増圧してノズルバルブ２から噴射するイ
   ンジエクター部３２と該油圧サーボ機構３３を作
   動せしめる作動油の流通を制御するソレノイドバ
   ルブ部３１とを有するインジエクター装置Ｔと、
   弁３６を油圧力によつて開閉駆動する動弁機構部
   ６２と該動弁機構部６２を作動せしめる作動油の
   流通を制御するソレノイドバルブ部６３を有する
   油圧式弁駆動装置６１をそれぞれ備えた油圧駆動
   式吸気弁装置Ｘ並びに油圧駆動式排気弁装置Ｙ
   と、前記インジエクター装置Ｔのソレノイドバル
   ブ部３１のソレノイドコイル１２と前記吸気弁装
   置Ｘと排気弁装置Ｙ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マイクロコンピユ
   ータ６５を有する電子制装置Ｒとを備えるととも
   に、前記インジエクター装置Ｔの前記油圧サーボ
   機構３３と前記吸気弁装置Ｘ及び前記排気弁装置
   Ｙの動弁機構部６２には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ていること
   を特徴とする内燃機関の電子油圧制御装置。