JPH02294534A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関
する． （従米の技術） ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに、燃料の噴射時
期や燃料噴射ｔ等を電子制御するようにした分配型のも
のがある（参考文献・・・１９８６年２月発行のＳＡＥ
ペーパー８６０１４５）．これを第７図にて説明すると
、１はポンプハウジング、２と３は駆動紬４により駆動
される低圧制７イードポンプと高圧側ブランクャポンプ
で、図示しない燃料入口からフィードポンプ２により吸
引された燃料は、ハウジング１内のポンプ室５に供給さ
れ、ポンプ室５に開口する吸込通路６を介してプランジ
ャポンプ３に送られる．プランノヤポンブ３のブランノ
ヤ７には、その先端にエンノンのシリングと同数の吸込
溝８が、他端に同じく同数のカム山をもつ７エイスカム
９がそれぞれ形成され、７エイスカム９は、駆動軸４と
ともに回転しながらローラホルグ１０に配設されたロー
２１１を乗り越えるたびに所定のカムリフトだけ往復運
動する．このプランジャ７の回転往復運動にて、吸込溝
８からブランジャ室１２に吸引された燃料が、ブランノ
ヤ室１２に通じる図示しない各気筒毎の分配ボートから
デリパリバルプを通って噴射ノズルへと圧送される．１
３は、高圧のブランノヤ室１２と低圧のポンプ室５とを
連通する燃料戻し通路で、この燃料戻し通路１３には、
駆動回路からの信号（駆動パルス）によりエンノンの運
転条件に応じて駆動される高運応動型の電磁弁１４が介
装される。この電磁弁１４は燃料制御のために設けられ
るもので、ブランジャ７の圧縮行程中に電磁弁１４を閉
じると、燃料の噴射が閏始され、電磁弁１４を開くと噴
射が終了する．つまり、電磁弁１４の閉弁時期にて燃料
の噴射開始時期が、その閉弁期間に応じて噴射期間（噴
射量）が制御される． 電磁弁１４を制御するのは、各種の運転条件信号を入力
するコントロールユニット（図示せず）で、コントロー
ルユニットにはマイクロコンピュータが使用される．た
とえば、エンジン回転数，アクセルレバー開度，冷却水
温，燃料温度等のエンジンの諸条件に討応する最適な噴
射開始時期と噴射期間（噴射パルス幅でもある）を予め
実ＷＪ．等により得て、その値をフントロールユニット
内のＲＯＭ￥？の記憶素子に記憶させておく．そして、
実際の運転時には、第８図に示すような噴射ポンプの１
回転当たり１個のパルス（リファレンスパルス）と１回
転当たり３６個のバルス（スケールパルス）とを人力し
てエンノン回転数を計算し、その回転数とアクセルレバ
ー開度に対応して噴射開始時期と噴射期間を読み出し、
読み出した情報から駆動パルスを作って電磁弁１４に出
力するのである。

（′９．明が解決しようとする課運） ところで、このような従米の装置にあっては、エンジン
の高回転時に対応して電磁弁１４を応答良く開閉させる
には、電磁弁１４の最大９７Ｆ量を非常に小さくする必
要がある． 一方、この装置においても、高速走行中にアクセノレベ
ダノレを離したとき、いわゆる７ユエルカントを行おう
とすれば、アクセルベグルを離した時点で電磁弁１４を
閏弁させることになる．この場合、電磁弁１４の最大９
７Ｆ量が小さいと、ポンプ室５へと戻される燃料流量が
制限されるので、所定の回転数以上の高回松域では燃料
がポンプ室５へと抜け切らずに噴射ノズルへと圧送され
、着火に至らないような遅い時期に噴射されるため、Ｈ
　Ｃやパーティキュレートが大幅に悪化してしまう． この発明は、このような従米の課題に着目してなされた
もので、電磁弁上流の燃料戻し通路から分岐して代圧ポ
ンプ室に連通する第２の燃料戻し通路を設け、この通路
を７ユエルカット時に解放することにより、所定回献敗
以上の高回転域でも、高圧燃料を低圧ポンプ室へと確実
に逃すようにした装置を提供することを目的とする． （課題を解決するための手段） この発明は、工冫ノン回転に同期しで回転する低圧フィ
ードポンプと高圧プランシャボンプを設け、ポンプハウ
ノングに形成したフィードポンプの低圧ポンプ室とプラ
ンジャポンプの高圧プランノヤ室とを連通ずる燃料戻し
通路に駆動パルスにて開閉される電磁弁を介装し、この
電磁弁の開閉により燃料の噴射闇始時期と噴射期間とを
可変制御するようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射
制御装置において、前記電磁弁上流の燃料戻し通路から
号岐して低圧ポンプ室に連通ずる第２の燃料戻し通路を
設けるとともに、この第２の燃料戻し通路にこの通路を
閏閉する弁機構を介装し、この弁機構を高回転無負荷時
に閃くようにした。

（作用） 高速走行中にアクセルベグルを離すと、高回転無工１荷
時であると判定され、第２の燃料戻し通路に介装した弁
ｆｉｖｔが開かれ、燃料制御のための電磁かの１１１閏
とは関係なく、高圧ブランジャ室と低圧ポンプ室とが連
通される．このため、プランノヤポンプが圧縮行程に入
っても、ブランク十室の燃料は第２の燃料戻し通路を介
してポンプ室へと戻されるだけとなり、これにより燃料
の圧送が行なわれなくなる。

この場合、第２の燃料戻し通路と弁機構とは、７ユエル
カットのために設けであるので、弁磯情を開いた場合に
ポンプ室へと戻す燃料流量を自在に設定することができ
る．ここに、この燃料流量につき、所定回忙敗以上の高
回軒域でも、ブランジャ室からの高圧燃料が速やかにポ
ンプ室へと戻されるように予め定めておけば、７ユエル
カ７トが確実に行われる． （実施例》 第１図は一実施例の分配型燃料噴射ポンプの断面図で、
同図に示すディストリビュータヘッ１′１７以外の部分
はＰＩＳ７図の従来ポンプと同じである．ただ、ディス
トリビュー夕ヘッド１７については、ブランノヤ７の軸
回りに９０゜回（させた状態を示しており、第２図は第
１図のＡ−ＡＭ断面図である， １２図においてディストリビュータへッド１７の中央に
位Ｕする円筒状のプランノヤバレル３Ａ内には、紙面に
垂直な方向に往復動するブランジャ７が嵌まり、図示し
ないプランジャ室１２とポンプ室５とを連通する燃料戻
し通路（第１の燃料戻し通路）１３に高速応動型の電磁
弁】４が介装されている． ２２は電磁ｆＰ１４上流の燃料戻し通路１３と直文し第
２図において上方に立ち上がる円柱状の通路、２３はこ
め通路２２と直交し第１図に示すようにポンプ室５に連
通する円柱状の通路で、両通路２２．２３から電磁弁１
４をバイパスする第２の燃料戻し通路２１が形成される
．つまり、第２の燃料戻し通路２１が開かれると、燃料
制御のための電磁が１４の作動に関係なく、ブランク十
室１２からの高圧燃料がこの通路２１より低圧のポンプ
室５へと逃される． ２５は通路２２に介装される電磁弁で、第２の燃料戻し
通路２１を開閉する弁８！横として構！＆される．針状
のバルプ２６は、ｆｊＳ３図（Ａ）と同（Ｂ）に示すよ
うに、通路２２の大径ｆｉ２２Ａの内壁と接して、図中
上下方向に摺動する先端大径ｆｆ５２６Ａと、通路２２
の小径部２２Ｂの口径よりも小さく小径部通路壁との間
に所定の空間を有する小径部２６Ｂとからなり、かつ先
端大径部２６Ａの紬方向長さは燃料戻し通路１３の口径
よりも短くされている．このため、バルブ２６が第３図
（Ａ）に示す位置まで持ち上げられると、通路】３と通
路２２の連通が断たれるのに対し、ｔ５３図（Ｂ）に示
す位置まで下がると、今度は通路１３と通路２２が連通
する． したがって、バルプ２６を常時はスプリング２７にて図
中下方に（第３図（Ｂ）に示す位置まで）付勢しておき
、ソレ７イド２８に通？！！された場合には、スプリン
グ力に抗してパルプ２６が図中上方に（第３図（Ａ）に
示す位Ｗｉまで）持ちあげられるよう、スプリング定数
とバルブストロークとを選択しておけば、ソレ／イド２
８への通電を行い、あるいはその通電を停止することに
より、電磁弁２５が闇閉される． なお、第２図においで、２９はめくら栓用のボルト、３
０はそのガスケットである．また、第３図（Ａ＞と同（
Ｂ）は第２図の通路２２部を、第４図（Ａ）と同（Ｂ）
は第１図の通路２３部をそれぞれ拡大した図である． ｆ５５図は制御系のブロック図である．３１はアクセル
レバー開度センサで、工冫シンが無負荷状態にあるかど
うかを１！号定するために設けられており、このセンサ
３１からの信号よりアクセルレバーｌｆｉ度が零、つま
りアクセルベグルが踏まれていない場合に無負荷状憇に
あると判定される．スロットル弁が設けられる場合には
、このアクセルレバ−ｌＪＩ［センサ３１の代わりに、
スロットルｆＦｒｍｔを検出するセンサやスロットル弁
閏度が零になるとオンとなるスイッチ（アイドノレスイ
ッチ）でも｛湾わない。

このアクセルレバー閉度センサ３１からの信号が、リフ
ァレンスパルス，スケールパルスとともニ、コントロー
ルユニット３５に入力され、コントロールユニット３５
では、両パルスからエンジン回転数を求めるとともに、
この工冫ノン回転数とアクセルベグル閏度センサ３１か
らの信号に応じ、第６図に示す動作にしたがって電磁弁
２５への通電制御を行う． なお、両パルスの代わりに、エンジン回転敗を検出する
ためのセンサを新たに設けても構わない．また、この例
で１±マイクロコンビよータでコントロールユニット３
５が構成されている．第６図は第２図で示した電磁弁２
５への通電制御を行うためのルーチンであり、Ｓ１では
工冫ノン回転数と７クセルレバー開度とを読み込み、Ｓ
２で両信号から高回転無負荷時であるかどうかをｔｑ定
する．ここでは、エンジン回転数が設定値以」二にあり
かつアクセルレバー開度が零である場合を高回転無負荷
時であるとｔｌ定し、この場合にはＳ３に進んで、ソレ
／イド２８への通電を行わない．この逆に、高回転無負
荷時でない場合はＳ５３に進み、ソレ７イド２８への通
電を行う．ここで、この例の作用を説明すると、通常の
運松巾（高回転Ｓ負荷時でない場合）にはソレメイド２
８に通電されることより、スプリング２７に抗してバル
プ大径部２６Ａが第３図（Ａ），弟４図（Ａ）に示す位
ｒ！ｉまで持ち上げられ、電磁弁１４上流の通路１３と
これより分岐する通路２２との連通が断たれる． この状！！！では、ブランジャ室１２内の高圧燃料が燃
料通路１３を辿って電磁弁１４へと導かれるので、電磁
＃１４の開１′！ｊ動作にて噴射開Ｍ５時朋と噴射期間
とが制御される． これに対して、高速走行中にアクセルベグルを離すと、
高回転無負荷時であるとｔｑ定され、ソレノイド２７へ
の通電が立たれるので、スプリング２７によりバルブ２
６が第３図（Ｂ），第４図（Ｂ）に示す位置まで押し下
げられ、通路１３と通路２２が連通、つまりブランノヤ
室１２が第２の燃料戻し通路２１（通路２２．２３から
なる）を介して低圧のポンプ室５と連通する．このため
、プランノヤポンブ：｛が圧縮行程に入っても、第３図
（Ｂ）．第４図（［３）の矢印で示すように、プランノ
ヤ室１２がらの燃料はこのＰｔＳ２の燃料戻し通路２１
を介して速やかにもとのポンプ室５へと押し戻されるば
かりで、ブランノヤ室１２の燃料圧力が上件することが
なく、いわゆる７ユエルカフトが行なわれる． この場合、第２の燃料戻し通路２１と電磁弁２５とは、
７ユエルカットのために設けてあるので、電磁井２５に
ついて最大リ７Ｆ量を小さくしなければならないという
制約はなく、したがってバルプ２６と通路２２とのすき
間面積にてポンプ室５へと戻す燃料流量を自在に設定す
ることができる．ここに、所定回転数以上の高回転域で
ら噴射ノχルへの圧送がなされることがないように、大
きめのすき闇面積を予め定めておけば、電磁弁１４の作
動には関係なく、ブランジャ室１２からの燃料が速やか
にポンプ室５へと戻され、７ユエルカ７トが確実に行わ
れる． また、通常時の電磁弁ソレ／イド２７への通電について
は、高圧の燃料圧力に対抗してバルブ２６を駆動するの
ではなく、高圧の燃料圧力が電磁弁２５の閉弁方向に作
用するようにしてあるため、この燃料圧力に助けられて
シール性が良く、かつ電磁弁２５の消費電力も少なくて
済む．さらに、電磁＃２５の開閉をイグニツシタンキー
のＯＮ，ＯＦＦと連動させておくことにより、従米の７
１二ルカ７トパルブ（第７図の１５）が不要となるので
、コストアップも殆んどない．一方、７ユエルカット後
に工冫ノン回転数が設定値以下になったり、アクセルベ
グルが踏み込まれると、ソレノイド２８に通電され、バ
ルブ大径部２６Ａ７５ｒ弟３図（Ａ），第４図（Ａ）に
示す位置まで、再び持ち上げられる。

（発明の効果） この発明によれば、電磁弁の開閉により燃料の噴射開始
時期と噴射期間とを可変制御するようにしたディーゼル
エンジンの燃料噴射制御装置において、前記電磁弁上流
の燃料戻し通路から分岐して低圧ポンプ室に連通する第
２の燃料戻し通路を設けるとともに、この第２の燃料戻
し通路にこの通路を酊閉する弁俺情を介装し、この弁成
ｈマを高回忙無負荷時に開くようにしたため、高速走行
中アクセルベグルを離した場合に７ユエルカットを確実
に行うことができ、Ｉ−Ｉ　Ｃおよびパーティキュレー
トの悪化を大幅に吐滅することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の分配型燃料噴射ポンプの
断面図、ｔｔＳ２図は第１図のＡ−Ａ＃ｉ断面図、第３
図（Ａ　），ｔｔＳ３図（Ｂ）はそれぞれ第２図の通路
２２部の拡大図、ＰｔＳ４図（Ａ），第４図（Ｂ）はそ
れぞれ第１図の通路２３部の拡大図、第５図はこの実施
例の制御系のブロック図、第６図はこの実施例の制御動
作を説明するための流れ図である．第７図は従米ポンプ
の断面図、第８図は従米ボンフ１こよるリファレンスパ
ルスとスケールパルスを示す波形図である． １・・・ポンプハクノング、３・・・プランシャボンプ
、５・・・ポンプ室、７・・・ブランノヤ、９・・・７
ヱイスカム、１２・・・ブランノヤ室、１３・・・燃料
戻し通路、１４・・・電磁弁、１７・・・ディストリビ
ュー夕ヘッド、２１・・・第２の燃料戻し通路、２２・
・・通路、２２Ａ・・・通路大径部、２２Ｂ・・・通路
小径部、２３・・・通路、２５・・・電磁弁（弁Ｗ１構
）、２６・・・バルブ、２６Ａ・・・バルプ大径部、２
６Ｂ・・・バルプ小径部、３１・・・アクセルレバー開
度センサ、３５・・・コントロールユニット． 特許出願人　　　　　日産自動車株式会社第 図 （Ａ’） 第４ 図（Ａ） 第３ 図 （Ｂ） 第４ 図（Ｂ） 第 図 ＠６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジン回転に同期して回転する低圧フィードポンプ
   と高圧プランジャポンプを設け、ポンプハウジングに形
   成したフィードポンプの低圧ポンプ室とプランジャポン
   プの高圧プランジャ室とを連通する燃料戻し通路に駆動
   パルスにて開閉される電磁弁を介装し、この電磁弁の開
   閉により燃料の噴射開始時期と噴射期間とを可変制御す
   るようにしたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に
   おいて、前記電磁弁上流の燃料戻し通路から分岐して低
   圧ポンプ室に連通する第２の燃料戻し通路を設けるとと
   もに、この第２の燃料戻し通路にこの通路を開閉する弁
   機構を介装し、この弁機構を高回転無負荷時に開くよう
   にしたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射
   制御装置。