JPH084559A - 燃料噴射ポンプの電子制御タイマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を正確に制御
する。 【構成】 コントロールスプリング６３がタイマピスト
ン２１と油圧制御弁４３の弁体４５との間に挿入されて
おり、弁体４５がソレノイドコイル４２によって駆動さ
れ、弁体の位置によりタイマ高圧室２２を高圧ポート６
０又は低圧ポート５９に選択的に連通させるか、それら
の双方との連通を遮断することができる。例えば、高圧
室２２の圧力を高めて、ピストン２１がタイマスプリン
グ２５を圧縮し、スライドピン１９を介して燃料噴射時
期を進角させる方向に移動すると、同時にスプリング６
３も圧縮されて弁体４５をピストン２１から遠ざけよう
とする。それに対抗して制御装置によってコイル４２に
供給する電流値を制御し、弁体４５に対する吸引力と、
スプリング６３の付勢力とが釣り合う位置に弁体４５を
停止させ、その状態で弁体４５が前記連通の遮断を行う
ように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてディーゼルエ
ンジンに使用される燃料噴射ポンプに係り、特に、分配
型の燃料噴射ポンプに付設され、電子式制御装置の指令
を受けて燃料の噴射時期を自由に調整するところの噴射
時期制御装置、即ち電子制御タイマに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、実開昭６３−１１０６４０号公
報に記載されているように、ディーゼルエンジン用の分
配型燃料噴射ポンプにおいては、燃料噴射時期を制御す
るために、燃料を圧送するプランジャを駆動するカムの
タイミングを変化させるタイマピストンを設けている。
そしてタイマピストンの両側の室の間に設けられた油圧
制御弁のような手段によって、それらの室に作用する油
圧を調整することによってタイマピストンを移動させて
燃料の噴射時期を調整することができるようになってい
る。

【０００３】油圧制御弁をソレノイドコイルによって電
磁的に開閉作動させるようにしたものが、例えば実開昭
５６−１７３７３６号公報に記載されている。このよう
な燃料油圧制御弁としての電磁弁におけるソレノイドコ
イルへの通電量を、電子式制御装置を用いて変化させる
ことによって弁開度を調整し、タイマピストンの両側の
室の間に作用する油圧を変化させてタイマピストンの位
置を調整するようにすれば、燃料噴射ポンプを電子的に
制御することが可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】タイマピストンを備え
ている燃料噴射ポンプにおいて、タイマピストンの位置
を前述のような油圧制御弁によって調整する場合に、ピ
ストン位置センサを設けてタイマピストンの位置を検出
するようにした特殊なものを除いて、通常は燃料噴射時
期の目標値に対する現実の燃料噴射時期の偏差、即ち、
タイマピストンの位置の目標値に対するタイマピストン
の実際の位置の偏差を検出して、その偏差を小さくする
ような精緻なフィードバック制御等は行われていないの
で、一般的に燃料噴射時期の制御の応答性や精度に対す
る不満が大きい。しかしながら、前述のようにピストン
位置センサを設けるようなことは、制御のための複雑な
機構や高度のソフトウエア（プログラム）を必要とする
ことからコスト上昇を招くという問題があり、一般的に
は採用することができないのが実情である。

【０００５】本発明は、従来技術における前述のような
問題に対処して、きわめて簡単に分配型の燃料噴射ポン
プにおける電子制御タイマの精度と応答性を向上させる
ことができるような、改良された手段を提供することを
発明の目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、プランジャの往復運動によ
って燃料を燃料噴射弁へ圧送して噴射させる内燃機関用
の燃料噴射ポンプにおいて、両端にタイマ高圧室とタイ
マ低圧室を形成するタイマピストンを、前記タイマ高圧
室を縮小する方向に付勢するタイマスプリングの他に、
同じ方向に前記タイマピストンを付勢するように、前記
タイマピストンと油圧制御弁の弁体との間にコントロー
ルスプリングを挿入すると共に、前記油圧制御弁の弁体
を制御装置の指令によって電気的に付勢されるソレノイ
ドコイルによって駆動し、前記弁体の位置によって前記
タイマ高圧室を高圧ポート又は低圧ポートに選択的に連
通させ、或いはそれらの双方との連通を遮断することが
できるようにしたことを特徴とする電子制御タイマを提
供する。

【０００７】

【作用】本発明の電子制御タイマにおいては、コントロ
ールスプリングがタイマピストンと油圧制御弁の弁体と
の間に挿入されており、その弁体が制御装置の指令によ
って電気的に付勢されるソレノイドコイルによって駆動
され、弁体の位置によってタイマピストンの一端のタイ
マ高圧室を高圧ポート又は低圧ポートに選択的に連通さ
せ、或いはそれらの双方との連通を遮断することができ
るように構成されているので、タイマ高圧室の圧力が大
きくなってタイマピストンがタイマスプリングを圧縮し
て燃料噴射ポンプの燃料噴射時期を進角させる方向に移
動すると、同時にコントロールスプリングも圧縮されて
弁体をタイマピストンから遠ざける方向に作用する。

【０００８】従って、それに対抗して制御装置によって
ソレノイドコイルに供給する電流値を制御して、ソレノ
イドコイルの吸引力とコントロールスプリングの付勢力
が釣り合う位置に弁体を停止させ、その状態で弁体がタ
イマ高圧室の高圧ポート及び低圧ポートの双方に対する
連通を遮断するように設定することにより、ソレノイド
コイルに供給する電流値を制御することによって任意の
燃料噴射時期に対応する位置へ正確にタイマピストンを
移動させて停止させ、その状態でコントロールスプリン
グの付勢力とソレノイドコイルの吸引力とを釣り合わせ
て弁体をも停止させ、それによってタイマ高圧室への高
圧ポート及び低圧ポートの連通を遮断して、正確な燃料
噴射時期を安定に維持することを可能にする。

【０００９】

【実施例】本発明の電子制御タイマの実施例を説明する
前提として、それが適用される対象である燃料噴射ポン
プとして、二つの形式の分配型燃料噴射ポンプと、従来
からそれらの燃料噴射ポンプに適用されて来た油圧制御
弁を用いる電子制御タイマの構成を、図１及び図２を用
いて詳細に説明することにする。図１にはフェイスカム
圧送式の分配型燃料噴射ポンプが例示されており、図２
にはインナーカム圧送式の分配型燃料噴射ポンプが例示
されている。後に詳細に説明する本発明の実施例として
の電子制御タイマは、少なくともこれら形式の異なる二
種類の分配型燃料噴射ポンプのいずれに対しても好適に
使用することができる。

【００１０】まず、図１に示されたフェイスカム圧送式
の分配型燃料噴射ポンプ１の構造を説明する。ドライブ
シャフト２は図示しないエンジンによって、エンジンの
回転と同期して回転駆動される。ドライブシャフト２に
はシグナルロータ３が同軸的に取り付けられており、そ
の外周には凸状の歯が複数個形成されている。４は回転
数センサであってシグナルロータ３の外周に対向してお
り、シグナルロータ３の凸状歯の電磁誘導によって機関
回転数に応じたパルス信号を発生して、電子式制御装置
５へ出力する。ドライブシャフト２には燃料を圧送する
プランジャ６を駆動するフェイスカム７と、燃料のフィ
ードポンプであるベーン式のポンプ８が連結されてい
る。フェイスカム７はプランジャ６と一体となってスプ
リング９によってローラリング１０に設けられたローラ
１１に押しつけられる。

【００１１】従って、フェイスカム７がドライブシャフ
ト２によって回転駆動されることにより、フェイスカム
７の凸部がローラ１１に乗り上げて、フェイスカム７自
体とそれに一体化されたプランジャ６が、回転運動を伴
うプランジャ６の軸線方向の往復運動をすることにな
る。プランジャ６はポンプシリンダ１２のシリンダボア
１２ａ内に挿入されて、その先端に圧力室１３を形成し
ているので、プランジャ６の往復運動の成分によって圧
力室１３の容積が拡縮し、それと同時に回転運動の成分
によって圧力室１３にはそれに開口する吸入側と吐出側
のポートが切り換えられて連通する。フィードポンプ８
の吐出ポート１４から吐出される加圧された燃料は燃料
室１５に貯溜されているが、その燃料が圧力室１３に吸
入され、高圧に加圧されて所定のタイミングに燃料噴射
弁１６へ圧送され、図示しない機関の燃焼室内へ噴射さ
れることになる。

【００１２】燃料噴射ポンプ１のハウジング１７には圧
力室１３の圧力を解放するスピル弁１８が設けられてお
り、スピル弁１８を電子式制御装置５によって開閉する
ことによって、燃料の噴射開始時期や噴射量、噴射率を
制御することができる。

【００１３】ローラリング１０の円筒状の外周面１０ａ
はドライブシャフト２の軸線を中心として所定の角度範
囲内で回動することが出来る。その回動によってローラ
１１の位置が回転方向に移動するので、フェイスカム７
の凸部がローラ１１に乗り上げる時期が変化し、それに
よって燃料噴射時期を変化させることができる。ローラ
リング１０を回動させるために、スライドピン１９がロ
ーラリング１０から図１の下方へ伸びており、その下端
が、ハウジング１７内に形成されたタイマシリンダ２０
内で左右の方向に往復摺動することができるように嵌合
しているタイマピストン２１に係合している。

【００１４】図１においてタイマピストン２１の右側の
タイマ高圧室２２は絞り２３を介して燃料室１５に連通
していて、フィードポンプ８によって加圧された燃料を
受け入れている。その油圧がタイマピストン２１を左方
へ押すことになるが、それに対抗してタイマピストン２
１の左側のタイマ低圧室２４内にはタイマスプリング２
５が装着されている。タイマ低圧室２４はフィードポン
プ８の吸入ポート２６に連通していて、作動中は常に低
圧になっている。タイマ高圧室２２に作用している燃料
の油圧即ち供給圧は、機関回転数、従ってドライブシャ
フト２の回転数に関連して大小に変化するので、その油
圧による付勢力とタイマスプリング２５の付勢力とが釣
り合う位置へタイマピストン２１が移動し、スライドピ
ン１９を介してローラリング１０が回動調節されること
によって、燃料の噴射時期が機関回転数に応じて変化す
ることになる。

【００１５】従来の電子制御タイマにおいては、タイマ
高圧室２２とタイマ低圧室２４との間に電磁弁からなる
油圧制御弁２７が挿入されており、油圧制御弁２７を電
子式制御装置５に電気的に連結して開閉制御することに
よって、タイマ高圧室２２内の油圧を部分的にタイマ低
圧室２４側へ逃がして調整し、タイマピストン２１の位
置とローラリング１０の回転方向の位置を変化させ、そ
れによって燃料の噴射時期を制御している。

【００１６】このように、図１に示されたフェイスカム
圧送式の分配型燃料噴射ポンプ１のための従来のタイマ
装置２８は、タイマシリンダ２０とタイマピストン２
１、及びタイマピストン２１に連動するローラリング１
０、タイマピストン２１の位置を制御する油圧制御弁２
７等からなっている。なお、理解を容易にするために、
図１においてはドライブシャフト２とタイマピストン２
１が平行に描かれているが、前述のような作動をさせる
ために、後者は前者に対して直角の方向に交差してい
る。同様に、フィードポンプ８の軸もドライブシャフト
２に対して９０°回転させて描かれている。。

【００１７】前述の回転数センサ４は、ローラリング１
０の外周面１０ａ上に担持されており、その出力信号が
電子式制御装置５に入力されているが、制御装置５には
その他にも図１に示すように機関からＴＤＣ信号として
示す上死点信号や、機関の負荷の大きさを示すアクセル
開度信号、冷却水温等を検出する水温センサからの出力
信号等が入力される。

【００１８】次に、他の形式の燃料噴射ポンプとして、
図２に示されたインナーカム圧送式の分配型燃料噴射ポ
ンプ３１と、それに付設された従来の電子制御タイマの
構造について説明する。図２に示す構造のうち、相当の
部分が、図１に示したフェイスカム圧送式の分配型燃料
噴射ポンプ１のそれと実質的に同じものであるから、そ
れらについては同じ参照符号を付すことによって重複す
る説明を省略する。

【００１９】インナーカム圧送式の分配型燃料噴射ポン
プ３１においては、ポンプハウジング３２に取り付けら
れたロータ用のシリンダ３３内で、回転のみをして弁作
用をするように分配ロータ３４が支持されており、分配
ロータ３４の図２における左端の基部には、図３にも示
すように、中心に圧力室３５となる空間が形成され、圧
力室３５から放射状に形成された複数個（この例では４
個）のシリンダボア３６には、それぞれプランジャ３７
が挿入されている。各プランジャ３７の外端にはローラ
３８が取り付けられており、ローラ３８は環状のカムリ
ング３９の内周のカム面３９ａに係合している。

【００２０】ドライブシャフト２が回転することによっ
て分配ロータ３４も回転するので、プランジャ３７の外
端に取り付けられたローラ３８がカムリング３９の内周
のカム面３９ａに沿って移動することによって、プラン
ジャ３７は分配ロータ３４の基部に形成されたシリンダ
ボア３６の中で半径方向に往復運動をする。その際に拡
縮する圧力室３５は、分配ロータ３４内に形成された吸
入ポート３４ａによって燃料室１５に連通して燃料を吸
入したり、吐出ポート３４ｂによって機関の各気筒の燃
料噴射弁１６に順次連通して、プランジャ３７によって
高圧に加圧された燃料を噴射させることができる。

【００２１】図２に示すインナーカム圧送式の分配型燃
料噴射ポンプ３１においても、それに付設される従来の
タイマ装置４０は、図１に示されたフェイスカム圧送式
の分配型燃料噴射ポンプ１に付設される従来のタイマ装
置２８と同様なもので、実質的に同じ構造のタイマピス
トン２１や油圧制御弁２７等も備えており、図１におけ
るローラリング１０が図２においてはカムリング３９に
変わっている程度の相違があるだけであり、作用、効果
も概ね同様であるから、図１のタイマ装置２８と図２の
タイマ装置４０は従来のタイマ装置として均等視するこ
とができる。

【００２２】前述のように、従来のタイマ装置２８又は
４０においては、燃料噴射時期の制御の応答性や精度に
問題があったので、本発明の図示実施例においては、従
来技術の問題点を改善するために、タイマ装置４１とし
て図３に示すような構成を採用している。実施例のタイ
マ装置４１は、図２によって先に説明したようなインナ
ーカム圧送式の分配型燃料噴射ポンプ３１に対して適用
した例であって、図２における従来のタイマ装置４０に
置き代わり得るものである。また、実施例のタイマ装置
４１は、殆どそのままの形で図１に示したフェイスカム
圧送式の分配型燃料噴射ポンプ１における従来のタイマ
装置２８にも置き代わり得る。

【００２３】後に詳しく説明するが、ソレノイドコイル
４２に通電されていない初期状態を示す図３において、
実施例の油圧制御弁４３は、図２に示したものと同様な
タイマシリンダ２０に挿入されているタイマピストン２
１と同軸線上において、ポンプハウジング３２の一部に
固定される。油圧制御弁４３は弁ハウジング４４と、ス
プール状の弁体４５と、ソレノイドコイル４２等から構
成されている。ソレノイドコイル４２は電子式制御装置
５によって通電制御される。

【００２４】弁ハウジング４４の外周面には、ポンプハ
ウジング３２に形成された同形の穴に挿入される部分に
おいて３個の環状溝４６，４７，４８が形成されてい
る。弁ハウジング４４の図における左端部は螺子部４９
となっていて、ポンプハウジング３２の螺子部に螺着さ
れる。弁体４５は弁ハウジング４４の中央部に開口して
いる弁のシリンダボア５０に挿入され、右端部に略平板
状の可動鉄片５１を備えていると共に、左端部に段部４
５ａを備えている。弁体４５の外周面には２個の環状溝
５２，５３が形成されており、環状溝５２は弁体４５を
軸方向に貫通するポート５４と連通している。

【００２５】弁体４５の左端の段部４５ａが弁のシリン
ダボア５０の左端部に形成された段部であるストッパ部
５０ａに抵触すると、弁体４５はそれ以上左方へ移動す
ることができなくなる。また、弁体４５の右方への可動
範囲は、弁ハウジング４４に取り付けられた調整螺子５
５によって規制される。弁のシリンダボア５０の内面に
は環状溝５６，５７，５８が形成されており、弁体４５
の位置によって弁体４５の外周面の環状溝５２又は５３
と連通することができる。環状溝４６と５６，環状溝４
７と５７，及び環状溝４８と５８は、図示のように、そ
れぞれ半径方向の通路によって常時連通している。

【００２６】弁ハウジング４４の外周面の環状溝４６
は、低圧ポート５９を介してフィードポンプ８（図２参
照）の低圧側、即ち吸入ポート２６に接続されると共
に、環状溝４８は、高圧ポート６０を介してフィードポ
ンプ８の高圧側、即ち吐出ポート１４又はそれと連通し
ている燃料室１５に接続される。この場合、高圧ポート
６０には逆止弁６１を設けて、油圧制御弁４３側からフ
ィードポンプ８の吐出ポート１４側への燃料の逆流を防
止する。環状溝４７は通路６２によってタイマ高圧室２
２と常時連通している。

【００２７】実施例のタイマ装置４１におけるタイマピ
ストン２１は、従来のタイマ装置４０におけるそれと同
様に、タイマスプリング２５によって常にタイマ高圧室
２２を縮小する方向、即ち図３において左方向へ付勢さ
れているが、実施例の最大の特徴として、油圧制御弁４
３の弁体４５の左端部とタイマピストン２１との間に比
較的弱いコイル状の圧縮ばねであるコントロールスプリ
ング６３が、所定のセット荷重を与えられて装填されて
いる。従って、タイマピストン２１がタイマシリンダ２
０内で左右に移動すると、弁体４５への付勢力が変化す
る。

【００２８】タイマピストン２１は、タイマ高圧室２２
に導入される高圧（フィードポンプ８の吐出圧、即ち燃
料室１５の燃料圧）を受けて図３において右方へ移動す
ることにより、スライドピン１９を介して図２に示すよ
うなカムリング３９を分配ロータ３４の回転方向とは反
対の方向へ回動させる。それによって、プランジャ３７
が圧縮行程にあるときに燃料の圧送開始の時期が早くな
り、燃料噴射弁１６における燃料の噴射開始の時期を早
めることができる。即ち、燃料の噴射時期は、タイマピ
ストン２１が図３において可動範囲の左端に来たときに
最も遅くなると共に、可動範囲の右端に来たときに最も
早くなる。従って、タイマピストン２１を可動範囲の途
中の任意の位置で安定に停止させることができれば、燃
料の噴射時期を任意に制御することが可能になるが、こ
の実施例では、コントロールスプリング６３によって付
勢される油圧制御弁４３によってそれを実現している。

【００２９】次に、実施例の作動を詳細に説明する。前
述のように、図３は電子式制御装置５によるソレノイド
コイル４２への通電が未だなされていない初期状態を示
している。この状態では弁体４５がコントロールスプリ
ング６３の付勢力によって右方向に押されて可動範囲の
右端位置にある。従って、タイマ高圧室２２は環状溝４
７，５７，５３，５６，４６を介して低圧ポート５９に
連通し、更にフィードポンプ８の吸入ポート２６に連通
している。その結果、タイマ高圧室２２は低圧になって
いる。また、タイマ低圧室２４も貫通ポート５４と環状
溝５２，５６を介して低圧ポート５９に連通して低圧に
なっている。このように、タイマピストン２１が可動範
囲の左端、即ち燃料噴射時期の最遅角位置にあるとき
は、コントロールスプリング６３は最も付勢力の弱い状
態で、図３において弁体４５を右方へ押圧している。

【００３０】図３のような初期状態から電子式制御装置
５による油圧制御弁４３の制御が開始される。まず、ソ
レノイドコイル４２に通電されることによって可動鉄片
５１を吸引する際に発生する吸引力とコントロールスプ
リング６３の付勢力との力関係、及び、弁体４５の環状
溝５２，５３と弁ハウジング４４に形成された弁のシリ
ンダボア５０の環状溝５６，５７，５８との位置関係に
ついて述べる。

【００３１】図４は、電子式制御装置５の指令によって
ソレノイドコイル４２に電流が供給されている油圧制御
弁４３の実質的な作動状態における、最遅角の安定状態
を示しているが、このような位置関係が得られるよう
に、ソレノイドコイル４２への通電量とコントロールス
プリング６３のセット荷重を設定し、ソレノイドコイル
４２による可動鉄片５１の吸引力とコントロールスプリ
ング６３の付勢力との力関係をバランスさせる。即ち、
弁体４５とタイマピストン２１の位置、従って燃料噴射
時期の安定状態は、タイマ高圧室２２が弁体４５の環状
溝５３に連通していても、低圧ポート５９及び高圧ポー
ト６０のいずれからも遮断されている状態を、コントロ
ールスプリング６３の存在のもとに維持することができ
るような大きさの電流をソレノイドコイル４２に供給
し、ソレノイドコイル４２の吸引力とコントロールスプ
リング６３の付勢力とをバランスさせる。

【００３２】最遅角の安定状態を示す図４の状態ではコ
ントロールスプリング６３の付勢力は弱いので、安定状
態を維持するのに必要なソレノイドコイル４２への通電
量は小さいが、タイマピストン２１が右端に向かって移
動して、燃料噴射時期が進角するほどコントロールスプ
リング６３の付勢力が大きくなるので、弁体４５を任意
の位置に安定状態で維持するために必要なソレノイドコ
イル４２への通電量は大きくなる。この関係を具体的な
例である図７〜図９を用いて説明する。

【００３３】図７はソレノイドコイル４２への通電量
（電流値）とコントロールスプリング６３の付勢力との
関係を示しており、燃料噴射時期が進角するに従ってタ
イマピストン２１が右方へ移動し、コントロールスプリ
ング６３の付勢力が増加するほど、その状態でバランス
させて安定させるための電流値も比例的に増加する。こ
の例では、図３に示すような初期の非通電状態における
コントロールスプリング６３のセット荷重は０．５ｋｇ
ｆとしている。この場合、制御による最遅角の安定状態
ではコントロールスプリング６３の付勢力は１ｋｇｆで
あり、ソレノイドコイル４２に流す必要がある電流値は
１Ａである。

【００３４】図８はコントロールスプリング６３の付勢
力とタイマピストン２１の位置との関係を示したもので
あるが、これらの間の関係も直線的になっている。従っ
て、ソレノイドコイル４２の電流値とタイマピストン２
１の位置との関係も、図９に示すような直線的な関係に
なる。なお、図７〜図９は任意の位置においてコントロ
ールスプリング６３の付勢力とソレノイドコイル４２の
吸引力がバランスする安定状態を示しているが、バラン
スが崩れた場合には弁体４５が左右いずれかの方向に移
動し、それによって弁体４５上の中央の環状溝５３が低
圧ポート５９又は高圧ポート６０と連通し、タイマピス
トン２１を左右いずれかの方向に移動させる。それに伴
ってコントロールスプリング６３の付勢力も変化し、タ
イマピストン２１は次にバランスする点まで移動して停
止することになる。具体的に、最遅角位置から最進角位
置への変化を図４〜６及び図１０を用いて説明する。

【００３５】図４に示す最遅角安定状態から燃料噴射時
期を進角させるためには、タイマ高圧室２２の油圧を増
加させて、タイマスプリング２５の付勢力に抗してタイ
マピストン２１を右方へ移動させる。図５は電子式制御
装置５が最進角指令を出した直後の、未だ安定していな
い状態におけるタイマ装置４１の状態を示している。こ
の例において、燃料噴射時期を最も大きく進角させる場
合には、図９に示したように、ソレノイドコイル４２の
電流値を５Ａまで増加させる。それによって、弁体４５
はコントロールスプリング６３の付勢力に抗して一気に
図５における可動範囲の左端まで移動する。これは、タ
イマピストン２１の動きが弁体４５の動きに比べて若干
遅れるためである。

【００３６】弁体４５が図５に示すように可動範囲の左
端まで移動し、段部４５ａがシリンダボア５０のストッ
パ部５０ａに接触して停止すると、弁体４５の環状溝５
３がシリンダボア５０の内面の環状溝５７及び５８を連
通させる結果、高圧ポート６０から通路６２を介してタ
イマ高圧室２２へ高圧（燃料室１５の燃料油圧）が導入
される。それによってタイマピストン２１が右方へ移動
し始めるが、それと同時にコントロールスプリング６３
がより強く圧縮されるため、弁体４５を右方に向かって
押し戻そうとする力が増加し、それによって弁体４５が
右方へ移動し始める。

【００３７】その後、燃料噴射時期の最進角状態になる
と、図６に示すように、タイマピストン２１は可動範囲
の右端位置へ、また弁体４５は、この例の場合はソレノ
イドコイル４２に流れる５Ａの電流によって可動鉄片５
１に作用する吸引力と、圧縮されて大きくなったコント
ロールスプリング６３の付勢力とがバランスする位置へ
移動し、タイマ高圧室２２が低圧ポート５９及び高圧ポ
ート６０のいずれにも連通しない連通の遮断状態を形成
するので、タイマ高圧室２２は閉じられた密室を形成す
る状態となる。

【００３８】また、燃料噴射時期を遅角させる場合に
は、前述の進角の場合と反対の操作を行うことになる。
即ち、電子式制御装置５がソレノイドコイル４２の電流
値を減少させると、ソレノイドコイル４２の吸引力とコ
ントロールスプリング６３の付勢力とのバランスが崩れ
て、圧縮されたコントロールスプリング６３の付勢力が
優勢になるために、弁体４５は図６において右方へ移動
する。それによって、弁体４５の環状溝５３はシリンダ
ボア５０内面の環状溝５６と５７とを連通させるので、
タイマ高圧室２２の油圧が低下する。その結果、タイマ
ピストン２１は左方へ移動し、コントロールスプリング
６３の付勢力は低下する。従って、弁体４５は左方へ移
動し、弁体４５の環状溝５３が低圧ポート５９及び高圧
ポート６０のいずれにも連通しない状態となったところ
で停止する。

【００３９】タイマピストン２１が可動範囲における任
意の中間位置にあり、燃料噴射時期が最進角と最遅角の
間の任意の大きさの進角量をとっている状態であって
も、コントロールスプリング６３の付勢力とソレノイド
コイル４２の吸引力がバランスした場合には、油圧制御
弁４３の弁体４５はタイマ高圧室２２に対する連通を遮
断する位置にあり、タイマ高圧室２２には高圧と低圧の
中間の油圧の燃料が閉じ込められている。なお、タイマ
低圧室２４には弁体４５の環状溝５２と貫通ポート５４
を通じて低圧ポート５９からの低圧の燃料油圧が常時作
用している。

【００４０】以下、タイムチャートである図１０によっ
て、電子式制御装置５の進角指令に対する実施例のタイ
マ装置４１の各部分の動きを例示する。なお、以下の説
明におけるタイマピストン２１や弁体４５の移動方向
は、図３〜図６における左右方向を基準としている。

【００４１】最遅角から最進角、そして中間程度という
ように燃料噴射時期の進角量を変化（増加）させるとき
は、まずソレノイドコイル４２の電流値を１Ａから５Ａ
に増加させる。それによって弁体４５と一体の可動鉄片
５１はソレノイドコイル４２に吸引され、最大変位位置
まで左方へ移動する。同時にタイマ高圧室２２の油圧が
上昇し、タイマピストン２１は進角側（右方）へ移動す
る。タイマピストン２１の移動終了と略同時に、弁体４
５がコントロールスプリング６３によって右方へ若干押
し戻されて、タイマ高圧室２２への高圧供給が遮断され
るので、弁体４５はその位置を維持する。

【００４２】次に、電子式制御装置５から遅角側の指令
が出ると、ソレノイドコイル４２への電流値は３Ａに低
下する。弁体４５はコントロールスプリング６３に押さ
れて右方へ移動し、タイマ高圧室２２が低圧ポート５９
に通じてその油圧が低下するので、タイマピストン２１
は左方へ移動する。タイマピストン２１の移動終了と略
同時に、弁体４５が左方へ若干戻ってタイマ高圧室２２
への低圧ポート５９及び高圧ポート６０の連通を遮断状
態とし、その位置を維持する。

【００４３】なお、例えば図２に示すインナーカム圧送
式の分配型燃料噴射ポンプ３１に実施例のタイマ装置４
１が適用された場合において、燃料が燃料噴射弁１６か
ら噴射される際には、カムリング３９を介してタイマピ
ストン２１には噴射反力が作用する。例えば図６におい
て、ローラ３８がカムリング３９の内周のカム面３９ａ
における凸部に乗り上げて燃料を圧送するとき、時計回
り方向の力の成分によって、タイマピストン２１は遅角
側（左方向）へ移動しようとするが、安定状態ではタイ
マ高圧室２２は密閉状態になっているので、タイマ高圧
室２２の圧縮は液体を圧縮することになって実質的に圧
縮不可能であるから、噴射反力による進角量の変化が防
止されるという利点がある。

【００４４】また、それとは反対に、図３において、ロ
ーラ３８がカムリング３９のカム面３９ａを下る状態に
あるときには、反時計回り方向の力の成分によってタイ
マピストン２１は進角側（右方向）へ移動しようとする
が、この移動は比較的強いタイマスプリング２５によっ
て抑制されるため、この場合にもタイマピストン２１の
位置に及ぼす影響は少なくなるという利点がある。

【００４５】以上の実施例の説明では、タイマ装置４１
を図２に示すインナーカム圧送式の分配型燃料噴射ポン
プ３１に適用した場合について説明したが、実施例のタ
イマ装置４１は図１に示すフェイスカム圧送式の分配型
燃料噴射ポンプ１にも、殆どそのままで適用することが
できることは明らかである。その場合に、インナーカム
圧送式の分配型燃料噴射ポンプ３１と略同様な作用効果
が得られることもまた明らかであるから、フェイスカム
圧送式の分配型燃料噴射ポンプに適用した場合について
の重複する説明は省略する。

【００４６】実施例のタイマ装置４１によれば、タイマ
ピストン２１の位置に応じてコントロールスプリング６
３の付勢力が変化し、それが弁体４５に伝達されるた
め、その付勢力にバランスするようにソレノイドコイル
４２に供給する電流値を設定することにより、タイマ装
置４１の特性を任意に設定することができる。従って、
燃料噴射時期を直接に、且つ正確に制御することが可能
になる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、従来のタイマ装置にお
いてコントロールスプリングを付加すると共に、油圧制
御弁の弁体の構造を多少変更するというような、きわめ
て簡単な手段によって、分配型の燃料噴射ポンプにおけ
る電子制御タイマの精度と応答性を大幅に向上させるこ
とができる

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なフェイスカム圧送式の分配型燃料噴射
ポンプと、それに付設された従来のタイマ装置のシステ
ム構成を示す断面図である。

【図２】一般的なインナーカム圧送式の分配型燃料噴射
ポンプと、それに付設された従来のタイマ装置のシステ
ム構成を示す断面図である。

【図３】実施例のタイマ装置における初期状態を示す断
面図である。

【図４】図３のタイマ装置における最遅角安定状態を示
す断面図である。

【図５】図３のタイマ装置における最進角指令直後の状
態を示す断面図である。

【図６】図３のタイマ装置における最進角安定状態を示
す断面図である。

【図７】実施例のタイマ装置におけるソレノイドコイル
に供給される電流値とコントロールスプリングの付勢力
との関係を示す線図である。

【図８】実施例のタイマ装置におけるコントロールスプ
リングの付勢力とタイマピストンの位置との関係を示す
線図である。

【図９】実施例のタイマ装置におけるソレノイドコイル
に供給される電流値とタイマピストンの位置との関係を
示す線図である。

【図１０】電子式制御装置の進角指令に対する実施例の
タイマ装置の各部分の動きを例示するタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１…フェイスカム圧送式の分配型燃料噴射ポンプ ２…ドライブシャフト ５…電子式制御装置 ６…プランジャ ７…フェイスカム ８…フィードポンプ １０…ローラリング １２…ポンプシリンダ １３…圧力室 １４…フィードポンプの吐出ポート １５…燃料室 １６…燃料噴射弁 １７…ポンプハウジング １８…スピル弁 １９…スライドピン ２０…タイマシリンダ ２１…タイマピストン ２２…タイマ高圧室 ２４…タイマ低圧室 ２５…タイマスプリング ２６…フィードポンプの吸入ポート ２７…従来の油圧制御弁 ２８…従来のタイマ装置 ３１…インナーカム圧送式の分配型燃料噴射ポンプ ３４…分配ロータ ３５…圧力室 ３７…プランジャ ３８…ローラ ３９…カムリング ４０…従来のタイマ装置 ４１…実施例のタイマ装置 ４２…ソレノイドコイル ４３…実施例の油圧制御弁 ４４…弁ハウジング ４５…弁体 ４６，４７，４８…環状溝 ５０…弁のシリンダボア ５１…可動鉄片 ５２，５３，５６，５７，５８…環状溝 ５９…低圧ポート ６０…高圧ポート ６３…コントロールスプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 清則 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 柴田 仁 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャの往復運動によって燃料を燃
   料噴射弁へ圧送して噴射させる内燃機関用の燃料噴射ポ
   ンプにおいて、両端にタイマ高圧室とタイマ低圧室を形
   成するタイマピストンを、前記タイマ高圧室を縮小する
   方向に付勢するタイマスプリングの他に、同じ方向に前
   記タイマピストンを付勢するように、前記タイマピスト
   ンと油圧制御弁の弁体との間にコントロールスプリング
   を挿入すると共に、前記油圧制御弁の弁体を制御装置の
   指令によって電気的に付勢されるソレノイドコイルによ
   って駆動し、前記弁体の位置によって前記タイマ高圧室
   を高圧ポート又は低圧ポートに選択的に連通させ、或い
   はそれらの双方との連通を遮断することができるように
   したことを特徴とする電子制御タイマ。
2. 【請求項２】 前記ソレノイドコイルの吸引力と、前記
   コントロールスプリングの付勢力とが釣り合う位置へ移
   動することによって、前記弁体が前記タイマ高圧室と前
   記高圧ポート及び前記低圧ポートの双方との連通を遮断
   するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電子制
   御タイマ。