JPH0245013B2 - - Google Patents

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JPH0245013B2
JPH0245013B2 JP56201141A JP20114181A JPH0245013B2 JP H0245013 B2 JPH0245013 B2 JP H0245013B2 JP 56201141 A JP56201141 A JP 56201141A JP 20114181 A JP20114181 A JP 20114181A JP H0245013 B2 JPH0245013 B2 JP H0245013B2
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JP
Japan
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fuel
injection timing
piston
pump
timer
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JP56201141A
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JPS58101232A (ja
Inventor
Kazuo Shinoda
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH0245013B2 publication Critical patent/JPH0245013B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M41/00Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor
    • F02M41/08Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined
    • F02M41/10Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor
    • F02M41/12Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor
    • F02M41/123Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor characterised by means for varying fuel delivery or injection timing
    • F02M41/128Varying injection timing by angular adjustment of the face-cam or the rollers support
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼル機関の燃料噴射ポンプ制御
装置に係り、特に、電子制御によつて燃料の噴射
時期を制御するに好適なデイーゼル機関の燃料噴
射ポンプ制御装置に関する。
従来の燃料噴射時期制御を電子的に行なう装置
としては、噴射時期を制御するアクチユエータに
対し、フイードポンプから送られてくる燃料の圧
力を電磁弁によつて調圧することにより前記アク
チユエータの変位を調整して燃料噴射時期の制御
を行なつていた。
かかる構成においては、燃料ポンプからの圧力
によつてアクチユエータの変化が変化し、電磁弁
に加えられる制御信号に対し一義的に決定され
ず、また燃料圧力の変化に対して噴射時期のヒス
テリシスが大きい等の問題を有している。このた
めアクチユエータの変位を測定するセンサを備
え、このセンサからの信号を電子回路にフイード
バツクして、アクチユエータの変位すなわち噴射
時期を制御している。
第1図は燃料噴射ポンプにおける従来の燃料噴
射時期調整機構を示す断面図である。燃料噴射ポ
ンプは図に示す噴射時期調整機構のほかにスピル
位置調整による燃料量調整機構を有しているが、
本発明に関与しない部分であるので図示ならびに
説明を省略する。
ドライブシヤフト20にはカツプリング21を
介してカム軸22が結合されている。カム軸22
がドライブシヤフト20によつて駆動されると、
カム23が回転する。カム23には凸部が設けら
れており、この凸部がローラ24に当接すること
によりカム軸22は図の右方向に押される。カム
軸22の右端部は噴射ポンプのプランジヤ25を
有しており、高圧の燃料が供給されている。プラ
ンジヤ25に供給されている燃料を外部に噴射す
るタイミングは、カム23の凸部とローラ24と
の当接位置を変えることにより決定することがで
きる。この噴射時期決定の様子を第2図に基づい
て説明する。
第2図は従来のタイミング機構を示す断面図で
ある。ローラ24はローラ軸26を介してリング
27の一部に固定されると共に、該リング27は
ドライブシヤフト20の軸心線より左右に僅かの
角度だけ回転可能な状態でポンプ本体の一部に支
持されている。ローラ軸26の先端部は球28を
介してタイマシリンダ29、プランジヤ30に回
転可能に係止されている。プランジヤ30はタイ
マ圧力室31の力の平衡によつて、その位置が決
定される。即ち、燃料噴射時期は圧力室31の圧
力によつて決められる。なお、圧力室31の反対
側のプランジヤ30の端部には、ロツド32が連
結され、さらに該ロツド32を介して変位計コイ
ル33と対を成して可変インダクタンス型変位計
を構成するコア34が連結されている。ロツド3
2には圧力室31よりの圧力に抗する如き所定の
付勢力を付与するスプリング35が外嵌されてい
る。なお排出孔36はプランジヤ30の排圧をポ
ンプ37の吸込側に接続するために設けられると
共に、38はタイマシリンダ31への燃料を取入
れるために設けられている。
第3図は従来の燃料噴射時期制御の油圧系統及
び電気信号系統を示す図である。ポンプ37から
圧送された燃料は吐出系路50を介して高圧ポン
プ側に送られ、高圧ポンプで余つた燃料は吸込系
路51に返送される。また高圧ポンプ側で使用し
た分の燃料は燃料タンク52より補給される。吐
出系路50に送出された燃料の一部は、分岐路5
3に分流し、固定絞り54を介してタイマの圧力
室31に加えられる。さらに固定絞り54を出た
燃料の一部は電磁弁55を介して吸込系路51に
返送される。タイマの圧力室31の圧力は、固定
絞り54と電磁弁55とによつて作られ、スプリ
ング35と平衡する位置によつて噴射時期が決定
される。
電磁弁55は増幅器56によつて駆動され、該
増幅器56に対する制御指令は、噴射時期指令信
号SJと計測信号変換器57の出力信号とを比較す
る比較器58の出力信号を用いている。計測信号
変換器57は可変インダクタンス形変位計33の
出力信号を波形変換するものである。
増幅器56より出力される信号波形は第4図の
如くであり、周期がFでオン時間がPの矩形波で
ある。電磁弁55を通過する燃料流量の平均値
は、矩形波のデユーテイ比P/Fによつて決めら
れる。通常、周期Fは一定値とする。
第5図はデユーテイ比P/Fと噴射時期の関係
を示す特性図であり、オン時間Pを可変すること
によつてデユーテイ比を変え、噴射時期を制御す
ることができる。しかしながら図より明らかな如
くポンプ37の送圧力によつて噴射時期が大きく
左右される。この変化を小さくするために変位計
33を設け、この出力をフイードバツク信号とし
ている。
このように、従来においては、燃料ポンプの送
圧力によつてアクチユエータの変位が変化し、電
磁弁に加えられる制御信号が一義的に決定され
ず、また燃料圧力の変化に対して噴射時期のヒス
テリシスが大きい等の問題がある。これを補償す
るためにアクチユエータの変位を測定するセンサ
および信号処理回路を設けてフイードバツク系を
構成しているが、構成が複雑となり製品コストお
よび信頼性の面で不都合があつた。
本発明の目的は、噴射時期制御指令によつて一
義的に正確な燃料噴射時期制御を行なうことによ
り、上記した従来の欠点を解消したデイーゼル機
関の燃料噴射ポンプ制御装置を提供するにある。
本発明は、フイードポンプより送出される燃料
の一部を分岐出力するバルブ部を、所定のデユー
テイ比の噴射時期制御信号を出力する電子制御部
によつて制御し、バルブ部から流入する燃料量を
調整してそれぞれの圧力室の圧力差によりタイマ
ローラ軸を動かすピストンを駆動すると共に、圧
力室それぞれより排出する燃料量をピストンの移
動に応じデユーテイ比に基づき開口面積が変化す
る燃料出口制御部によつて調整するようにしたも
のである。
第6図は本発明の実施例を示す要部断面図であ
る。第6図においてはタイマ部のみを示し他は省
略している。ポンプ本体10にシリンダ11が取
付けられ、該シリンダ11の両側には流通路を備
えたシリンダヘツド12および13が設けられて
いる。シリンダ11の内部にピストン14がロー
ラ軸26を係止して装着され、シリンダヘツド1
2および13との間に圧力室15および16を形
成している。圧力室15および16を形成してい
るシリンダ壁に燃料出口制御部としてのスリツト
17および18が設けられており、ピストン14
の移動量に応じてスリツト開口面積が変化する。
スリツト17と18はバイパス路19を介して連
通しており、更に排気口40によつてポンプ37
の入側と連通している。
ピストン15の駆動は、コンピユータ等によつ
て制御されるコントロールバルブ60により行な
われる。コントロールバルブ60は、ポンプ37
の出側よりパイプ41を介して取込まれた燃料を
パイプ42または43に振り分け、ピストン14
に所要の圧力を付与するものであり、フラツパバ
ルブ61,62、アマチユア63、マグネツト6
4、コイル65より構成される。フラツパバルブ
61および62のバルブ開閉は、コイル65の通
電状態によつて制御されるアマチユア63により
行なわれる。アマチユア63は通常マグネツト6
4により、フラツパバルブ61または62の一方
に引き寄せられており、コイル65の通電時に他
方のフラツパバルブに引き寄せられる。従つて、
コイル65がオン・オフ制御されるたびにフラツ
パバルブ61,62より交互に制御用燃料が圧力
室15,16に送出され、ピストン14は圧力の
高い圧力室から低い圧力の圧力室の方に移動す
る。ピストン14が前進した側の圧力室内の余分
な燃料は、スリツト17又は18を介してバイパ
ス路19に押し出され、排出口40に送出され
る。ピストン14の移動にともなつてスリツト部
の開口面積が減少するために、該スリツト部より
押し出される燃料は減少する。
第7図は本発明における燃料流路の系統図であ
る。
ポンプ37より送出される燃料流量Qは、コン
トロールバルブ60によつてパイプ42および4
3に流量Q1,Q2として振り分けられる。圧力室
15および16に送られた燃料は、圧力P1およ
びP2となると共に、余剰燃料はスリツト17
(S1)およびスリツト18(S2)を介して排出口
40に送られ、最終的にはポンプ37に返送され
る。
第6図の如くピストン14が停止している状態
では、P1=P2でなければならない。かかる条件
が満足されるためには、Q2/Q1=S2/S1である
必要がある。すなわち、ピストン14は上記の式
が成立するまで移動し、条件成立と同時に停止す
ることになる。一方コントロールバルブ60のコ
イル65に印加される信号波形図は第8図に示す
ようなものである。波形の極性は、正と負の両方
を有し、一定周期Fに対し正極性時のオン時間P
を変化することにより燃料流量の制御を行なつて
いる。周期Fと正極通電時間Pとの比(P/F)
がデユーテイ比であり、 P/F=Q1/Q1+Q2 …(1) として表わせる。一方、スリツト17,18の開
口面積S1,S2は第9図の如くに変化する。一方の
スリツト部の開口面積が増大方向にあるとき、他
方は減少方向にある。従つて、 P/F=Q1/Q1+Q2=S1/S1+S2 …(2) の関係が成立し、コントロールバルブ60に送ら
れる信号のデユーテイ比を変化させることによつ
て、ピストンストロークすなわち噴射時期を一義
的に決定することができる。デユーテイ比の変化
によつて得られる噴射時期(deg)は第10図の
如くである。
以上のように、噴射時期の指令信号を矩形波の
デユーテイ比でタイマのローラ軸を駆動すること
により、燃料圧力の影響を受けることなく噴射時
期を制御することができる。
第11図は本発明の他の実施例を示す要部断面
図である。本実施例は第6図に示した実施例のス
リツト17,18に代えてピストン14に連動す
るニードル71,72を設けると共に、該ニード
ル71,72に嵌合するオリフイス73,74を
シリンダヘツド12,13に設けて該オリフイス
73,74における面積を可変し、第6図におけ
る実施例のスリツト部と同様の機能を持たせるよ
うにしたものである。なお、オリフイス73,7
4を出た燃料はパイプ75を介してポンプ37の
入側に送られる。
また、第6図に示したコントロールバルブ60
に代え、電磁弁76,77を設けて個別にパイプ
41より送られてくる燃料を圧力室側に送出して
いる。例えば電磁弁76が第4図に示す正極信号
によつてオンにされるとすれば、電磁弁77は第
4図の信号を反転した波形の正極信号によつてオ
ンされる。なお、他の構成については第6図に示
す実施例の場合と同一であるので説明を省略す
る。
以上より明らかなように本発明によれば、燃料
圧力の影響を受けることなく正確な燃料噴射時期
を設定できるので、機関の運転性を向上し、排気
改善および燃料抵減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は燃料噴射ポンプにおける従来の燃料噴
射時期調整機構を示す断面図、第2図は従来のタ
イミング機構を示す断面図、第3図は従来の燃料
噴射時期制御の油圧及び電気の系統図、第4図は
従来の電磁弁制御信号波形図、第5図はデユーテ
イ比と噴射時期の関係を示す特性図、第6図は本
発明の実施例を示す要部断面図、第7図は本発明
における燃料流路の系統図、第8図は本発明にお
ける制御信号波形図、第9図は本発明に係るピス
トンのストローク変化に対するスリツトの面積変
化図、第10図は本発明のデユーテイ比に対する
噴射時期特性図、第11図は本発明の他の実施例
を示す要部断面図である。 10……ポンプ本体、11……シリンダ、1
2,13……シリンダヘツド、14……ピスト
ン、15,16……圧力室、17,18……スリ
ツト、19……バイパス路、20……ドライブシ
ヤフト、21……カツプリング、22……カム
軸、23……カム、24……ローラ、25……プ
ランジヤ、60……コントロールバルブ、61,
62……フラツパバルブ、63……アマチユア、
65……コイル、71,72……ニードル、7
3,74……オリフイス、76,77……電磁
弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 フイードポンプより送出される燃料に基づい
    てタイマローラ軸を駆動し、機関の回転数に応じ
    て自動的に燃料噴射時期を変化させる機構を備え
    たデイーゼル機関の燃料噴射ポンプ制御装置にお
    いて、所定のデユーテイ比の噴射時期制御信号を
    出力する電子制御部と、該電子制御部の出力信号
    に基づいて前記フイードポンプより送出される燃
    料の一部を2方向に分岐出力するバルブ部と、前
    記タイマローラ軸が係止されたピストンを収容す
    るシリンダ内に該ピストンの両側に設けられ前記
    2方向に分岐出力された燃料がそれぞれ流入する
    圧力室と、該圧力室のそれぞれに設けられ前記ピ
    ストンの移動に応じ前記デユーテイ比に従つて出
    口面積を変化させる燃料出口制御部とから構成さ
    れ、前記ピストンの移動に応じて前記タイマロー
    ラ軸を旋回させるタイマ機構を具備したことを特
    徴とするデイーゼル機関の燃料噴射ポンプ制御装
    置。
JP56201141A 1981-12-14 1981-12-14 デイ−ゼル機関の燃料噴射ポンプ制御装置 Granted JPS58101232A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56201141A JPS58101232A (ja) 1981-12-14 1981-12-14 デイ−ゼル機関の燃料噴射ポンプ制御装置
US06/430,499 US4473053A (en) 1981-12-14 1982-09-30 Fuel injection pump control system in diesel engine

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JP56201141A JPS58101232A (ja) 1981-12-14 1981-12-14 デイ−ゼル機関の燃料噴射ポンプ制御装置

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Publication Number Publication Date
JPS58101232A JPS58101232A (ja) 1983-06-16
JPH0245013B2 true JPH0245013B2 (ja) 1990-10-08

Family

ID=16436076

Family Applications (1)

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