JPH0656129B2 - 燃料噴射率制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ディーゼルエンジンに適用されるいわゆる電
磁弁スピル調量方式の燃料噴射ポンプを具備した燃料噴
射率制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来から、ディーゼルエンジンのアイドル運転時の燃焼
騒音を低減させる方策として、例えば、特開昭５７−５
６６３１号、特開昭５７−９７０２４号公報に開示され
るように、燃料噴射ポンプ内部のプランジャポンプのプ
ランジャの加圧動作つまり１往動における軸方向移動量
変化割合が前半で大きく後半で小さいことに着目し、ア
イドル時にはプランジャの往動後半で燃料噴射を行なう
ようにする、いいかえれば、他のエンジン運転時よりも
燃料噴射率を小さく設定するという提案がなされてい
る。そして、この提案においては、燃料噴射率を切り換
えるために、燃料噴射開始タイミングを調整するための
電磁アクチュエータを特別に設けている。

ところで、燃料噴射量制御の一手段として、前記と同様
なプランジャを備えるとともに、一端がプランジャポン
プの燃料加圧室と連通しかつ他端が低圧側（燃料溜り）
と連通する燃料逃し通路を設け、更に、この通路を開
放、遮断する電磁弁を設けたいわゆる電磁弁スピル調量
方式の燃料噴射ポンプを具備し、かつ、プランジャの加
圧行程における前記電磁弁を開弁タイミングつまり燃料
噴射終了タイミングを調整することにより各回の燃料噴
射量を制御するという提案がなされている。この種の提
案は、例えば、特開昭５８−１８７５３７号、特開昭５
８−２０００４５号、特開昭５９−２２１４３２号公報
などに示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は電磁弁スピル調量方式の燃料噴射ポンプを具備
した燃料噴射量制御装置であって前述したような燃料噴
射率切換用電磁アクチュエータを特別に設けることなく
噴射率を切換えることができるようにするものである。
ここで特開昭５１−３４９３６号公報にはスピル電磁弁
を閉じるタイミングと開くタイミイグの両方をプランジ
ャの圧送行程中に制御してプランジャの使用領域を切換
え噴射率を変化させるものが示されているが、本発明は
特に、電磁弁の制御タイミングを低噴射率と高噴射率と
で共用することで制御負荷を低減することを目的とす
る。

〔問題を解決するための手段〕

そのため、本発明では、ディーゼルエンジンに加圧燃料
を噴射する燃料噴射ポンプであって、圧送行程における
軸方向移動量変化割合が均一にならずに往復動するプラ
ンジャを有するプランジャポンプと、一端がこのプラン
ジャポンプの燃料加圧室と連通しかつ他端が定圧室と連
通する燃料逃し通路と、この通路を開放、遮断する電磁
弁とを具備し、前記プランジャの圧送行程中における前
記電磁弁の閉弁領域を切り換えて噴射率を制御する燃料
噴射率制御装置において、前記プランジャの非圧送行程
における所定のタイミングで一つの基準信号を発生する
基準信号発生手段と、前記プランジャの圧送開始領域を
使用する噴射率制御時は、前記基準信号の発生タイミン
グで前記電磁弁を閉弁して前記プランジャの圧送行程中
における第１タイミングで前記電磁弁を開弁するととも
に、前記プランジャの圧送終了領域を使用する噴射率制
御時は、前記プランジャの圧送行程中における第２タイ
ミングで前記電磁弁を閉弁して前記基準信号の発生タイ
ミングで前記電磁弁を開弁する制御手段とを備えたこと
を特徴とする燃料噴射率制御装置としている。

〔作用〕

本発明では、プランジャの圧送行程に入る前の所定の基
準タイミングで電磁弁を閉じてプランジャの圧送開始領
域を使用する噴射率制御を行い、これと同一の基準タイ
ミングで電磁弁を開いてプランジャの圧送終了領域を使
用する噴射率制御を行っている。従って低噴射率、高噴
射率のいずれの場合でも同一の基準タイミングで電磁弁
を制御できるので、噴射率を双方に切り換える際の電磁
弁の基準タイミングを共用でき、制御が簡単になるとと
もに電磁弁の開閉を圧送行程中に素早く行う高応答の必
要もない。

〔実施例〕

本発明の一実施例は、第１図に模式的に示すように、 ディーゼルエンジンに加圧燃料を噴射する燃料噴射ポン
プＭ１であって、１往動する間における軸方向移動量変
化割合が均一にならずに往復動するプランジャＭ２を有
するプランジャポンプＭ３と、一端がこのプランジャポ
ンプＭ３の燃料加圧室Ｍ４と連通しかつ他端が低圧側と
連通する燃料逃し通路Ｍ５と、この通路Ｍ５を開放、遮
断する電磁弁Ｍ６とを具備するものと、 前記電磁弁Ｍ６の開閉を制御する制御回路Ｍ７と を備えた燃料噴射量制御装置において、 前記制御回路Ｍ７を、 ディーゼルエンジンの運転状態がアイドル状態または低
負荷運転状態であるかを判別する運転状態判別手段Ｓ１
と、その判別手段Ｓ１が前記の特定の運転状態であると
判別している期間、前記プランジャ往動中の前記電磁弁
Ｍ６の閉弁タイミングを定め、その他の運転状態である
と判別している期間、同往動中の同電磁弁Ｍ６の開弁タ
イミングを定める電磁弁開閉タイミング設定手段Ｓ２と
を備えた構成とした ことを特徴とする。

前記の構成により、アイドル時または低負荷運転時には
プランジャの加圧行程において電磁弁の閉弁タイミング
つまり燃料噴射開始タイミングが制御されることから、
プランジャの軸方向の移動量変化割合が小さな加圧行程
の終了部分で燃料噴射が行なわれ、いいかえると、小さ
な噴射率となり、このため燃焼騒音の低減を達成するこ
とができる。

第２図および第３図において、図示しないエンジンによ
り駆動される駆動軸１はベーン式フィードポンプ２を回
し、このベーン式フィードポンプ２は吸入口３から燃料
を導入して加圧し、この燃料を燃料調圧弁４を通じて所
定の圧力に調圧した後ポンプハウジング５内には形成し
た燃料室６へ供給する。駆動軸１はカップリング７を介
して圧送プランジャ８を駆動する。カップリング７は圧
送プランジャ８を回転方向には一体的に回転させるが、
軸方向には圧送プランジャ８の往復運動を自由に許す。
圧送プランジャ８にはフェイスカム９が一体に設けられ
ている。フェイスカム９はスプリング１０に押されてカ
ムローラ１１に押圧されている。これらの摺接によりフ
ェイスカム９のカム山がカムローラ１１を乗上げること
によってプランジャ８は１回転中に気筒数に応じた回数
だけ往復動される。圧送プランジャ８はハウジング５に
固定されたヘッド１２に嵌合されて加圧室１３を構成し
ている。圧送プランジャ８には吸入溝１４、…が形成さ
れており、圧送プランジャ８の吸入行程中にこの吸入溝
の１つが吸入ポート１５と連通すると、燃料室６から加
圧室１３に燃料を導入する。圧送プランジャ８の加圧行
程中に加圧室１３の燃料が圧縮されると分配ポート１６
から、圧送弁１７を通じて燃料が各気筒の図示しない噴
射ノズルへ送られ、エンジンの燃焼室に噴射される。加
圧室１３には燃料調量機構２０が接続されている。この
燃料調量機構２０は、閉弁している電磁弁２１のコイル
２２に電流を通じるとニードル弁２３がリフトされ、高
圧の加圧室１３内の燃料が燃料逃し通路つまり溢流路２
４、２５を通じて燃料室６へ還流されるように構成して
ある。したがって、圧送プランジャ８の加圧行程中に電
磁弁２１を作動させると燃料の噴射が終了する。また、
プランジャ８の加圧行程中に、電磁弁２１のコイル２２
に流れている電流をカットすると、ニードル弁２３が元
の閉弁状態に戻り、加圧室１３内の燃料がプランジャ８
により加圧開始されるように構成してある。したがっ
て、プランジャ８の加圧行程中にそれまで作動状態にあ
った電磁弁２１を非作動にすると燃料の噴射が開始す
る。

ここで電磁弁２１への通電開始時期およひ通電終了時期
はマイクロコンピュータなど制御回路つまり電子制御装
置２６によって行なうようになっている。

電子制御装置２６はエンジンの各種センサ、例えばエン
ジン回転センサ、アクセルペダルセンサや温度センサな
どによって検出したエンジン運転状態の入力信号および
後述するようなプランジャ下死点検出器からの入力信号
をもとにして、論理機能により出力信号を演算し、この
出力信号を前記電磁弁２１のコイル２２へ送る。従って
電磁弁２１は電子制御装置２６の出力信号に応じて開閉
作動を行なう。

カムローラ１１はローラリング２７に保持されている。
このローラリング２７は燃料噴射時期調整機構３０（タ
イマー）によって作動される。燃料噴射時期調整機構３
０はタイマーピストン３１を備え、このタイマピストン
３１の一端面には燃料室６の燃料圧力が作用し、他端面
にはスプリング３２の押圧力が作用するようになってい
て、タイマーピストン３１は燃料室６の燃料圧力によっ
て第２図の左右方向へ移動する。タイマーピストン３１
の往復移動はピン３３を介してローラリング２７に伝え
られ、このローラリング２７を回動する。このため、カ
ムローラ１１とフェイスカム９との摺接タイミングがず
れるので駆動軸１に対する圧送プランジャ８の往復運動
の位相が変化して燃料噴射時期が変わるようになってい
る。なお第２図中燃料噴射時期調整機構３０は実際には
タイマーピストン３１の軸方向が紙面と直行する方向に
設けられるが、作図上第２図のように示す。

前記ローラリング２７には例えば電磁ピックアップ３５
が一体的に取付けられているとともに、駆動軸１にはパ
ルサ３６が取付けられている。駆動軸１の回転によりパ
ルサ３６に形成した突起３７a 〜３７d のうちの１つが
電磁ピックアップ３５を横切ると電磁ピックアップ３５
が信号を発し、この信号を前記電子制御装置２６へ送
る。電子制御装置２６にあっては、電磁ピックアップ３
５からの出力信号をうけると、所定時間後に電磁弁２１
に作動指令信号または作動停止指令信号をだす。各突起
３７a 〜３７d は圧送プランジャ８の各下死点に一致す
るようにラジアル方向の位相が正しく設定されている。

タイマー３０の作動によりローラリング２７が回動され
ると、電磁ピックアップ３５もローラリング２７と同位
相回動される。

電子制御装置２６は第４図のフローチャートに示すよう
な処理を実行する。

この処理は電磁ピックアップ３５の発生信号を波形整形
など適宜の処理を施して得られる基準パルス列つまり基
準信号が入力されてくるたびに実行される。

（１） まず、アクセル開度、エンジン回転数などエン
ジンの運転状態を表わすデータを取り込む（ステップ１
０１）。

（２） 次に、前記取り込まれたデータをもとにエンジ
ンがアイドル時または低負荷運転時であるかを判定する
（ステップ１０２）。

（３a ） アイドル時または低負荷運転時でない他の運
転時であると判断した場合には、電磁弁２１のコイル２
２への通電を停止し（ステップ１０３a ）、前記運転状
態を表わすデータにより燃料噴射量に対応する回転角θ
_１を計算し（ステップ１０４a ）、前記基準信号の入力
時刻に対応するプランジャ回転角度位置を基準とするプ
ランジャ回転角度が前記回転角θ_１以上となったかを判
定し（ステップ１０５a ）、回転角度がθ_１以上となっ
たと判断すると電磁弁２１のコイル２２へ通電を開始す
る（ステップ１０６a ）。

（３b ） 一方、前記ステップ１０２にてアイドル時ま
たは低負荷運転時であると判断した場合には、電磁弁２
１のコイル２２へ通電を開始し（ステップ１０３b ）、
前記運転状態を表わすデータにより燃料噴射量に対応す
る回転角θ_２を計算し（ステップ１０４b ）、前記基準
信号の入力時刻に対応するプランジャ回転角度位置を基
準とするプランジャ回転角度が前記回転角θ_２以上とな
ったかを判定し（ステップ１０５b ）、回転角度がθ_２
以上となったと判断すると電磁弁２１のコイル２２への
通電を停止する（ステップ１０６b ）。

このように、電子制御装置２６は、エンジンがアイドル
時または低負荷運転時であるかを判別し、この特定運転
状態であると判断した場合には、直ちに電磁弁２１を開
弁させ、かつ計算による所定期間経過後に今度は閉弁さ
せるようにする。したがって、第５図に示すような対応
をもつ基準信号、プランジャ８の軸方向への移動量およ
びこの移動量にプランジャ断面積を乗じたプランジャ８
の移動容積に対して、電磁弁２１は第５図に示すような
開閉動作を行ない、燃料噴射率は同じく第５図に示すよ
うになる。

また、前記特定運転状態以外の運転状態であると判断し
た場合には、前記特定運転状態であると判断した場合と
は逆に、直ちに電磁弁２１を閉弁させ、かつ所定期間経
過後に開弁させるようにする。したがって、第６図に示
すような対応をもつ基準信号、プランジャ軸方向移動量
およびプランジャ移動容積に対して、電磁弁２１は第６
図に示すような開閉動作を行ない、燃料噴射率は同じく
第６図に示すようになる。

第５図と第６図を比較すれば明らかなように、前記特定
運転状態にあっては、燃料噴射がプランジャの往動後半
つまり軸方向移動量変化割合の小さな部分で行なわれ、
一方、その他の運転状態にあっては、プランジャの往動
前半つまり軸方向移動量変化割合の大きな部分で行なわ
れることから、前記特定運転状態における燃料噴射率は
小さくなり、したがって燃焼騒音を低減することが可能
となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、プランジャの非
圧送行程において発生する一つの基準信号のタイミング
を、プランジャの圧送開始領域を使用する噴射率制御時
における電磁弁の閉弁タイミングとプランジャの圧送終
了領域を使用する噴射率制御時における電磁弁の開弁タ
イミングとで共用することによって、制御負荷を低減
し、電磁弁の制御応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を示す構成図、第２図ないし第６
図は本発明の一実施例を表わしており、第２図は燃料噴
射ポンプの断面図を含む全体構成図、第３図はそのＸ−
Ｘ線断面図、第４図は電子制御装置つまり制御回路の処
理を示すフローチャート、第５図および第６図はそれぞ
れ本実施例による動作を説明するためのタイミング図で
ある。 ６……燃料溜り（燃料室）、８……プランジャ １３……燃料加圧室、２１……電磁弁 ２４、２５……燃料逃し通路 ２６……制御回路（電子制御装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細野 次男 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 長谷川 隆 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 森 広樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディーゼルエンジンに加圧燃料を噴射する
   燃料噴射ポンプであって、圧送行程における軸方向移動
   量変化割合が均一にならずに往復動するプランジャを有
   するプランジャポンプと、一端がこのプランジャポンプ
   の燃料加圧室と連通しかつ他端が定圧室と連通する燃料
   逃し通路と、この通路を開放、遮断する電磁弁とを具備
   し、前記プランジャの圧送行程中における前記電磁弁の
   閉弁領域を切り換えて噴射率を制御する燃料噴射率制御
   装置において、 前記プランジャの非圧送行程における所定のタイミング
   で一つの基準信号を発生する基準信号発生手段と、 前記プランジャの圧送開始領域を使用する噴射率制御時
   は、前記基準信号の発生タイミングで前記電磁弁を閉弁
   して前記プランジャの圧送行程中における第１タイミン
   グで前記電磁弁を開弁するとともに、前記プランジャの
   圧送終了領域を使用する噴射率制御時は、前記プランジ
   ャの圧送行程中における第２のタイミングで前記電磁弁
   を閉弁して前記基準信号の発生タイミングで前記電磁弁
   を開弁する制御手段とを備えたことを特徴とする燃料噴
   射率制御装置。