JPH0315005B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、内燃機関の燃料供給装置の一部に組
込まれ、燃料噴射ノズルへの燃料供給を停止もし
くは開始させるため、ポンプから吐出される燃料
をタンクへ還流、あるいはこの還流を停止させる
燃料制御装置に関するものである。

従来技術 従来この種の燃料制御装置として、タンクヘ燃
料を還流させるためのリリーフポートが電磁弁に
より開閉制御されているものがあつた。ところが
例えば瞬時に燃料噴射を停止すべくこのリリーフ
ポートから大量の燃料を吐出させようとすると、
リリーフポートの流路面積を大きくする必要があ
るため、電磁弁を大形化しなければらない。すな
わち、弁体のリフト量を大きくすべくソレノイド
を大型化するとともに、弁体のソレノイド嵌入部
分も大きくする必要があり、この結果装置全体が
高価なものとなるとともに充分な応答性が得られ
難いという問題を生じる。

発明の目的 本発明は以上の点に鑑み、簡易かつ小形である
とともに応答性の優れた燃料制御装置を得ること
を目的としてなされたものである。

発明の構成 本発明の第１の発明による燃料制御装置は、燃
料噴射ノズルへ燃料を圧送する高圧ポンプ内の圧
力室へ連通すると共に、低圧側へ燃料を還流させ
るための第１及び第２リリーフポートを有する筒
状のシリンダ部材と、筒状を呈すると共に上記シ
リンダ部材内に摺動自在に嵌合され、内部に形成
された絞り孔が上記圧力室と第１リリーフポート
を常時連通すると共に、それ自体の端面のみが上
記圧力室と上記第２リリーフポートとの間を開閉
するように構成されているスプールと、上記第１
リリーフポートを開閉する電気的動作弁とを備
え、上記スプールの上記電気的作動弁側に上記絞
り孔を介して上記圧力室に連通する油圧室が形成
されていて、上記電気的作動弁及び上記スプール
によつて上記油圧室及び上記圧力室がそれぞれ上
記第１リリーフポート及び上記第２リリーフポー
トを介して上記低圧側に連通可能となつているこ
とを特徴とすると共に、 本発明の第２の発明による燃料制御装置は、燃
料噴射ノズルへ燃料を圧送する高圧ポンプ内の圧
力室へ連通すると共に、低圧側へ燃料を還流させ
るための第１及び第２リリーフポートを有する筒
状のシリンダ部材と、筒状を呈すると共に上記シ
リンダ部材内に摺動自在に嵌合され、内部に形成
された絞り孔が上記圧力室と第１リリーフポート
を常時連通すると共に、それ自体が上記圧力室と
上記第２リリーフポートとの間を開閉するように
構成されているスプールと、上記第１リリーフポ
ートを開閉する電気的動作弁とを備え、上記スプ
ールの上記電気的作動弁側に上記絞り孔を介して
上記圧力室に連通する油圧室が形成されていて、
上記電気的作動弁及び上記スプールによつて上記
油圧室及び上記圧力室がそれぞれ上記第１リリー
フポート及び上記第２リリーフポートを介して上
記低圧側に連通可能となつていると共に、上記シ
リンダの上記第１リリーフポート又は上記スプー
ルの上記絞り孔を上記油圧室内に突入させて設け
ていることを特徴とする。

実施例 以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明の基本となる燃料制御装置の構
造を示すものである。高圧ポンプ１としては通常
噴射ポンプとして用いられる分配型ポンプを用い
るが、高圧ポンプにおいてはガバナ及びタイマは
なくてもよい。高圧ポンプ１のプランジヤ１１は
図示しないエンジンによつて駆動され、エンジン
の1/2の回転で同期して回転及び往復動を行なう。
ブランジア１１の第１の切欠き溝１２がシリンダ
１３の吸入口１４と導通している時が吸入行程で
あり、ブランジヤ１１は図中の左方へ動きながら
燃料油をシリンダ１３とブランジヤ１１の先端部
により形成される圧力室１３１内に吸入する。ブ
ランジヤの第２の切欠き溝１５とシリンダ１３の
吐出口１６とが導通している時が吐出行程であ
り、ブランジヤ１１は図中の右方へ動きながら燃
料油を圧力室１３１から切欠き溝１５、吐出口１
６を経て高圧ライン１８に送り出す。ブランジヤ
１１が右方へ動き始める時期は、噴射ノズル２に
噴射開始が要求される時期よりも十分に早く、又
右方への動きを停止する時期は、噴射ノズル２に
噴射停止が要求される時期よりも十分に遅くなる
ような固定された時期が与えられている。

タンク７内の燃料は、フイードポンプ３により
低圧ライン１７を介して圧送され、シリンダ１３
の吸入口１４に供給される。上記高圧ポンプ１の
作用によりシリンダ１３の吐出口１６から吐出さ
れた燃料は高圧ライン１８を介して噴射ノズル２
へ供給される。圧力室１３１の圧力は次に述べる
ように燃料制御装置８により制御される。

燃料制御装置８は電気式開閉弁としてのソレノ
イド弁８１と油圧式開閉弁としてのスプール弁８
２とにより構成される。

スプール弁８２はシリンダ部材８２１、スプー
ル８２２、スプリング８２３より構成される。ス
プール８２２は筒状を呈し、シリンダ部材８２１
内に嵌合されて図中の左右方向に摺動自在になつ
ており、その左右の各々の端部には各々油圧室８
２４，８２５が形成される。左の油圧室８２５は
油圧室１３１と直結しており、又スプール８２２
の中心軸部分に形成された絞り８２６（絞り孔）
を介して、常時右の油圧室８２４に連通する。右
の油圧室８２４内にはスプリング８２３が設けら
れ、このスプリング力はスプール８２２を常時左
方へ押圧する。左の油圧室８２５の油圧が油圧室
８２４の油圧よりも十分に大きい時、スプール８
２２はスプリング８２３に抗して右方へ移動し、
スプール８２２の左端面８２２ｂがシリンダ部材
８２１の内周面に形成された環状溝８２７（第２
リリーフポート）の一部と重なつた時、左の油圧
室８２５内の燃料はこの環状溝８２７を介してド
レーンライン７１にリリーフされる。

右の油圧室８２４はソレノイド弁８１によつて
ドレーンライン７１への導通が開閉される。ソレ
ノイド弁８１はソレノイド８１１，弁体８１２、
小孔８１２ｂ（第１リリーフポート）、及びスプリ
ング８１３より構成されており、ソレノイド８１
１に通電された時、弁体８１２はスプリング８１
３に抗して右方へ移動し、小孔８１２ｂが開くよ
うになつている。ソレノイド弁８１が開弁した
時、油圧室８２４内の燃料はドレーンライン７１
にリリーフされる。ソレノイド８１１への通電は
リード線８１４を介してコンピユータ２０により
行なう。コンピユータ２０は、アクセル開度、ポ
ンプ回転数の信号に応じて適正な時期、適正な期
間ソレノイド８１１に通電する。アクセル開度信
号はアクセルペダル２１に設けたポテンシヨメー
タ２１１によつて送信される。ポンプ回転数およ
び時期を知るためのエンジン位相の信号は、ポン
プケーシング４に設けた２個のMRE（磁気抵抗素
子）センサ４１，４２によつて送信される。セン
サ４２はプランジヤ１１を回転駆動するドライブ
シヤフト５に固定された歯車５１の凹凸を検出
し、センサ４１は歯車５１の外周近傍の側面に設
けられた１個の突起５１１を検出する。すなわち
センサ４２は5°間隔に設けられた歯の凹凸を検出
し、１回転あたり72個のパルス信号をコンピユー
タ２０へ送り、またセンサ４１は１回転あたり１
個のパルス信号をコンピユータ２０へ送信する。
コンピユータ２０はこれらの信号によつて、噴射
開始時期、終了時期を演算しソレノイド８１１へ
の通電を行なう。

次に上記燃料制御装置８の基本作動を、第２図
ａ〜ｃを併用して説明する。

リリーフ停止時（噴射開始時及び噴射期間
中）、コンピユータ２０は、ソレノイド８１１
への通電を停止し、この結果弁体８１２はスプ
リング８１３の弾発力により左方へ押し付けら
れ小孔８１２ｂを塞ぐ。このため燃料制御装置
８のリリーフ通路は全て閉塞され、高圧ポンプ
１から吐出される燃料は実質的に全て切欠き溝
１５および高圧ライン１８を介して噴射ノズル
２へ供給される（第２図ａ参照）。

リリーフ開始時（噴射終了時）、コンピユー
タ２０はソレノイド８１１への通電を行ない、
この結果弁体８１２は右方へ吸収されて小孔８
１２ｂを開放する。すなわち燃料は、油圧室８
２５、絞り８２６、油圧室８２４、小孔８１２
ｂ、ドレーンライン７１を介してリリーフを開
始する。（第２図ｂ参照）。

小孔８１２ｂが開口すると、スプール８２２
に設けられた絞り８２６により右の油圧室８２
４内の圧力が低下し、スプール８２２は油圧室
８２５，８２４内の圧力差に応じてスプリング
８２３の力に抗して右方へ移動する。しかして
スプール８２２の左端面８２２ｂとシリンダ部
材８２１の環状溝８２７とが連通すると、ほと
んどの燃料は油圧室８２５、環状溝８２７、ド
レーンラインの枝管７１２およびドレーンライ
ン７１を介してタンク７へ環流され大量のメイ
ンリリーフが行なわれる（第２図ｃ参照）。

第１図及び第２図の装置は以上のように、小孔
８１２ｂをほんの僅か開放しただけでスプール８
２２が変位し、瞬間的に多量の燃料をリリーフさ
せることができる。すなわち、スプール８２２を
用いたことにより、装置全体が極めて簡単かつ小
形になり、また大量の燃料リリーフを迅速に行な
うことが可能となる。

さて上記燃料制御装置８の構成および作動にお
いて、本発明者らはさらに以下の実施例に示すよ
うな改良を行なつて本発明を完成した。これを第
３図により説明する。

まず第１の改良点につき説明する。

第１図および第２図におけるシリンダ部材８２
１の環状溝８２７はシリンダ端面８２１ｂから少
しはなれた位置に存在している。従つてスプール
８２２が移動を開始しスプール端面８２２ｂが環
状溝８２７と連通するまでメインリリーフの開始
時期が遅れることとなる。そこで第３図に示すよ
うに、環状溝８２７の縁部の位置をシリンダ端面
８２１ｂまで下げる構成にすることによりスプー
ル８２２の右方への移動開始と同時にメインリリ
ーフを開始出来るようにした。これにより燃料の
リリーフ開始の応答性が向上し、燃料噴射ノズル
２からの燃料噴射の終了がより速やかに行なわれ
るようになる。

次に第２の改良点につき説明する。

第２図に示されるように、スプール８２２の端
面８２２ｂとシリンダ８２１の端面８２１ｂは面
シールを行なうため、これら端面８２２ｂ，８２
１ｂは、高精度に研磨、ラツプを行なう必要があ
る。シリンダ部材８２１を一体で構成すると、シ
リンダ部材８２１の内周面と端面を研磨、ラツプ
する場合、加工が困難である。そこで第３図に示
すように、シリンダ部材８２１を筒状のシリンダ
リング８２１ｃとその端部に位置するデイスタン
スピース８２１ｂとに分割し、シリンダリング８
２１ｃは内周部のみ、デイスタンスピース８２１
ｄは端面のみについて研磨、ラツプを行なえばよ
いようにした。これによりシリンダ部材８２１の
加工が容易になり、上記両端面８２２ｂ，８２１
ｂの面シールがより確実になる。なお、シリンダ
部材８２１の内孔とシリンダリング８２１ｃ、シ
リンダリング８２１ｃとデイスタンスピース８２
１ｄ、デイスタンスピース８２１ｄとシリンダ部
材８２１の間は銅箔（図示せず）によりシールを
行なつている。

第３の改良点について説明する。

第２図においてスプリング８２３が収容された
右の油圧室８２４の容積が大きいと、ソレノイド
８１１に通電を開始してから、弁体８１２が右方
へ移動し小孔８１２ｂが開口して油圧室８２４，
８２５間に圧力差が生じスプール８２２が移動開
始するまでの時間が長くかかり、メインリリーフ
が開始するまでの時間の短縮化に一定の限界を生
じることとなる。また逆に小孔８１２ｂを弁体８
１２により閉塞した際も、油圧室８２４の圧力
が、油圧室８２５の圧力と同じになるまではスプ
ール８２２が閉じないため、充分な応答性が得ら
れなくなつてしまう。このため油圧室８２４の容
積はできるだけ小さくする方が好ましい。そこ
で、第３図に示す如く、小孔８１２ｂを有するバ
ルブボデイ８２１ｈをシリンダ部材８２１に設
け、かつこのバルブボデイ８２１ｈを油圧室８２
４内に収納する構造とした。この構造により、右
の油圧室８２４の容積が低減でき、本装置の応答
性をさらに良くすることができる。

第４の改良点について説明する。

第２図においては、本装置のリリーフ通路は３
本の枝管７１１，７１２，７１３が必要である。
このため配管が複雑となつてしまう。そこで第３
図に示す如く、シリンダ部材８２１のシリンダリ
ング８２１ｃの外側のケーシング８３に、縦穴８
２１ｅと横穴８２１ｆを穿設し、これらの穴８２
１ｅ，８２１ｆを、弁体８１２とバルブボデイ８
２１ｈとの間に形成されるバルブ室８１２ｄに連
通させる。横穴８２１ｆは加工後ケーシング８３
にピン８２１ｇの打ち込んだ後溶接によりシール
を行なう。ニードルバルブ８１２は、先端の小径
のシール部８１２ｅ、摺動部８１２ｆ、吸引部８
１２ｇとから成る。摺動部８１２ｆ、吸引部８１
２ｇは、それぞれ一側部が嵌合孔内に摺接する一
方、他側部が該嵌合孔の壁面から離間しており、
小孔８１２ｂよりリリーフされた燃料は摺動部８
１２ｅの該他側部を伝わつてバルブ室８１２ｄに
入る。またバルブ室８１２ｄの燃料は、吸引部８
１２ｇの上記他側部と嵌合孔の間を通り、リリー
フポート７１ｂを経てリリーフされる。この構成
により１本のリリーフポートで済み、配管が簡単
になる。

上記実施例においては、電気的に作用するソレ
ノイド弁８１を使用したが、ソレノイドに限ら
ず、磁歪効果や電歪効果を利用した弁でもよい。

第１の改良点でシリンダ端面８２１ｂに合致さ
せて環状溝８２７を形成したが、デイスタンスピ
ース８２１ｄを第４図に示したようにスプール８
２２との当接部分を凸形に形成し、スプール８２
２の移動開始と同時にメインリリーフが開始でき
るようにしても良い。

また第３の改良点で油圧室８２４の容積を減少
させるため、バルブボデイ８２１ｈを油圧室８２
４内に収納できるようにしたが、第５図に示すよ
うに、バルブボデイ８２１ｈを略平板状に形成す
るとともに、スプール８２２の中央部をバルブボ
デイ８２１ｈ側に突出させてこの中央部外周に環
状溝８２２ｃを構成し、環状溝８２２ｃ内にスプ
リング８２３を収納するようにしても同様の効果
が得られる。

なお上記各実施例は、本発明の燃料供給の停止
の場合について説明したものであるが、それとは
逆に、本発明を燃料供給の開始の場合について説
明することができることは言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、簡易かつ小形で
あるとともに応答性の優れた燃料制御装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本となる燃料制御装置の構
造を示す断面図、第２図ａ，ｂ，ｃは第１図にお
ける燃料リリーフの各作動状態を示す断面図、第
３図は本発明の第１実施例を示す断面図、第４図
は同じく第２実施例を示す断面図、第５図は同じ
く第３実施例の要部を示す断面図である。 １……高圧ポンプ、２……燃料噴射ノズル、７
……タンク、８……燃料制御装置、８１……ソレ
ノイド弁（電気的作動弁）、８１２ｂ……小孔
（第１リリーフポート）、８２１……シリンダ部
材、８２２……スプール、８２２ｂ……端面（圧
力室側端面）、８２７……環状溝（第２リリーフ
ポート）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料噴射ノズルへ燃料を圧送する高圧ポンプ
   内の圧力室へ連通すると共に、低圧側へ燃料を還
   流させるための第１及び第２リリーフポートを有
   する筒状のシリンダ部材と、筒状を呈すると共に
   上記シリンダ部材内に摺動自在に嵌合され、内部
   に形成された絞り孔が上記圧力室と第１リリーフ
   ポートを常時連通すると共に、それ自体の端面の
   みが上記圧力室と上記第２リリーフポートとの間
   を開閉するように構成されているスプールと、上
   記第１リリーフポートを開閉する電気的動作弁と
   を備え、上記スプールの上記電気的作動弁側に上
   記絞り孔を介して上記圧力室に連通する油圧室が
   形成されていて、上記電気的作動弁及び上記スプ
   ールによつて上記油圧室及び上記圧力室がそれぞ
   れ上記第１リリーフポート及び上記第２リリーフ
   ポートを介して上記低圧側に連通可能となつてい
   ることを特徴とする燃料制御装置。 ２ 燃料噴射ノズルへ燃料を圧送する高圧ポンプ
   内の圧力室へ連通すると共に、低圧側へ燃料を還
   流させるための第１及び第２リリーフポートを有
   する筒状のシリンダ部材と、筒状を呈すると共に
   上記シリンダ部材内に摺動自在に嵌合され、内部
   に形成された絞り孔が上記圧力室と第１リリーフ
   ポートを常時連通すると共に、それ自体が上記圧
   力室と上記第２リリーフポートとの間を開閉する
   ように構成されているスプールと、上記第１リリ
   ーフポートを開閉する電気的作動弁とを備え、上
   記スプールの上記電気的作動弁側に上記絞り孔を
   介して上記圧力室に連通する油圧室が形成されて
   いて、上記電気的作動弁及び上記スプールによつ
   て上記油圧室及び上記圧力室がそれぞれ上記第１
   リリーフポート及び上記第２リリーフポートを介
   して上記低圧側に連通可能となつていると共に、
   上記シリンダ部材の上記第１リリーフポート又は
   上記スプールの上記絞り孔を上記油圧室内に突入
   させて設けていることを特徴とする燃料制御装
   置。 ３ 上記第２リリーフポートは上記シリンダ部材
   を収容するケーシングに穿設された通路を介して
   上記第１リリーフポートに連通するように構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の燃料制御装置。