JPS58133440A - 電子制御式燃料噴射ポンプ - 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】 本発明はディーゼルエンジンに使用される電子制御式燃
料噴射ボンダに関し、特にポンプ室内に配設されるモー
タに羽根車を設けてモータの最尚回転を抑制する場合の
ポンプ室内の燃料の動粘性特性の変化に対する燃料噴射
量制御の応答性の改善に関する。

この種の電子制御式燃料噴射ポンプとしては、例えば第
１図に示すようなものが、すでに本出願人によって提案
されているし特願昭５５−１０３１４３号）。

第１図において、１はポンプハウジング、２は燃料導入
口、３は燃料通路、４は回転式のフィードポンプで、エ
ンジンのクランクシャフトと連動しているドライブシャ
フト５によって駆動され、燃料導入口２から導入された
燃料をポンプ室６に圧送する。Ｔはドライブシャフト５
に連動して駆動され、燃料の噴射時期を調節するカムデ
ィスクで、エンジンのシリンダ数と同数の７エイスカム
８を有し、プランジャスプリング１１によって押し付け
られており、ドライブシャフト５によって回転させられ
ると、ポンプハウジングＩＫ装着されたローシリング９
の上を規定のカムリフト量だけ往復運動する。１０は燃
料を圧送するプランジャで、ドライブシャフト５の駆動
によってバレル１２内を回転往復運動する。バレル１２
にはポンプｍ６と燃料吸入通路１３を介して連通ずる吸
入ボート１４が形成される。１５はグランジャ１゜とバ
レル１２とで形成される高圧室である。プランジャ１０
に社、その中心軸に連絡孔１６、この連絡孔１６に連通
し高圧室１５内の圧力を逃がすカットオフボート１１が
形成され、外周面には、吸入ボート１４と高圧室１５と
を位相に応じて連通ずる吸入溝１８、連絡孔１６に連通
する分配溝１ｓがそれぞれ形成される。２０は分配溝１
９とデリバリパルプ２１とを連通する燃料吐出通路、２
２社プランジャ１０により圧縮された高圧燃料をデリバ
リパルプ２１を介して噴射ノズル（図示せず）に供給す
る燃料導出口である。２３は上記カットオフボート１Ｔ
を開閉する燃料噴射量制御部材としてのコントロールス
リーブで、下記の制御機構によって位置決め制御される
。

即ち、ポンプハウジング１の内壁に固定されたブラケッ
ト２４に、電気的信号によって駆動されるモータ２５が
取付けられている。このモータ２５の駆動軸２６にはね
じ部（図示せず）が形成され、このねじ部に滑動子２７
が回動自在に螺合され、この滑動子２１は、リード端子
２８より外部に配置されたサーボ回路（図示せず）の指
令を受けてモータ２５が右または左回転することにより
図中矢印方向に前進または後退し、これに従ってリンク
機構３１が移動しコントロールスリーブ２３を位置決め
制御して燃料の噴射量を制御するようになっている。

そして、このときのコントロールスリーブ２３の位置は
、下記の位置検出装置により検出され、サーボ回路へフ
ィードバックされる。即ち、モータ２５の回転により回
転するギヤ３４にポテンシオメータ３５のギヤ３６を噛
合せ、このギヤ３６の回転によりポテンシオメータ３５
の抵抗値を連続的に変化させ、この変化からモータ２５
の回転位置、従ってコントロールスリーブ２３の位置を
検出する。

ここで、モータ２５の駆動軸２６のギヤ３４には羽根車
３１が取付けられ、モータ２５の回転と一体となって回
転するようになっている。このようにし九のは、羽根車
３７がない場合におけるモータ２５に加わる力は、滑動
子摺動抵抗分、ポテンシオメータ摺動抵抗分、駆動系の
慣性及びモータアーマチャの油かきまぜ抵抗分等で、こ
れらを総計しても無負荷に近いものであり、従ってこの
１１［の負荷ではモータ２５社回転が２０００〜１００
００・ｒｐｍｉｃも達し、この用途には回転が高すぎる
ことになり、また、停止を要求される時にそれまでの最
高回転になってオーバーシュート量が過大となるからで
ある。つまり、羽根車３Ｔを設けることにより、ポンプ
室６内の燃料の抵抗を利用し、回転のｎ乗に比例する回
転抵抗をもたせて、低速での特性を変えることなく高速
回転を抑えている。尚、第２図（４）、（至）に示すよ
うに、モータ２５のアーマチュア２５ｍを羽根車として
活用し、モータケーシング２５ｂに燃料の流入口２５ｃ
と流出口２５ｄとを設けることにより、モータ２５を通
常のポンプと同じにして、モータ２５の回転に応じて抵
抗が増すようにし、これにより最高回転を抑えることも
できる。

また、モータ２５の駆動軸２６には、滑動子２Ｔのスト
ッパ３８．３９がそれぞれ設けられ、これらのストッパ
ｓｓ、ｓｓＫは、例えばゴム製のＯす／グで形成された
緩衝部材４０．４１がそれぞれ設けられ、滑動子２Ｔの
動き幅りを規定している。

３２は最大燃料噴射量を調整するスモークセット装置、
３３はポンプ１１６内の燃料圧力によって作動し噴射時
期を制御するタイマーである。

尚、第１図ではフィードポンプ４は実線で示す他に仮想
線で示すよう［９σ回転させ丸断面を同時に示しである
。また、タイマー３３もわかシ易くするため９０°回転
させた断面で示しである。

しかしながら、このようにモータの最高回転を抑制する
ためにモータと一体回転する羽根車をポンプ室内に備え
た電子制御式燃料噴射ポンプにあつては、羽根車の回転
抵抗がポンプ室内の燃料の粘度の影響を大きく受け、特
に軽油など動粘性特性が温直によって大きく変化（＠３
図を参照し、例えばＪＩＳＺ号軽油では暖機完了後のポ
ンプ室内温度に相当する６０℃のとき２２センチストー
クスであるのに対し、０℃のとき９．０センチストーク
スと約４倍に粘度が増す）するものでは、寒冷地での冷
間始動後に低回転であっても回転抵抗が過大となり、モ
ータ回転の応答性が悪化し、アクセルの踏込みに対して
噴射増量の追従性が悪化するなど、運転性の悪化が著し
いという問題点があった１、 本発明はこのような問題点を解決することを目的として
なされ九もので、ポンプ室内の燃料の動粘性特性を検知
する検知手段と、この検知手段からの信号に応じてモー
タの応答速度を決めるサーボ回路のパラメータ（ゲイン
や積分時定数）を調整する手段を設け、低温時などの燃
料の動粘性特性が大きいときに、サーボ回路のゲインを
増大、又紘積分時定数を減少するなどして、応答性の向
板下、本発明を図面に基づいて説明する。

Ｉｓ４図は本発明の一実施例を示している。

モータ２５の作動を制御してコントロールスリーブ（第
１図２３）を位置決め制御するサーボ回路について説明
すると、アクセル踏角センサ５１及び回転速匿センサ５
２等からの信号を受けてコントロールスリーブ位置の目
標信号発生回路５３で燃料噴射量の目標値に相応するコ
ントロールスリーブ位置の目標値が計算され、目標値信
号Ｓｌとして出力される。

また、コントロールスリーブ位置検出装置としてのポテ
ンシオメータ３５から、コントロールスリーブ位置と対
応するモータ２５の回転位置の実際値が検出され、実際
値信号Ｓｍとして出力される。

これらの目標値信号Ｓ１及び実際値信号Ｓ２は制御回路
５４に入力され、制御回路５４では目標値信号Ｓ！と実
際値信号Ｓ８との偏差を検出し、その偏差に適当なゲイ
ンをもたせて、偏差信号Ｓｓとして出力する。この偏差
信号Ｓｍはモータ駆動回路５５に入力され、モータ駆動
回路５５はその入力に応じてモータ２５を駆動する。

ここで、ポンプハウジング１に線、ポンプ室６内の羽根
車３Ｔの近傍の燃料温度を検出するための温度センサ５
６が、シール部材５Ｔを介して取付けられている。そし
て、温度センサ５６からの温度信号Ｓ４が動粘性特性計
算回路５８に入力され、動粘性特性計算回路５８で第３
図に示し九温度−動粘性特性に基づき動粘性特性が算出
され、動粘性特性に比例した電圧の動粘性特性信号ＳＩ
Ｉとして出力される。ここで、温度センサ５６と動粘性
特性計算回路５８とで動粘性特性の検知手段が構成され
る。

動粘性特性信号Ｓ５は制御回路５４に入力して、そのゲ
インを変更させるために用いるのであるが、この実施例
では比較器５９．６０により動粘性特性の値を３段階に
分けて検知し、その大、中、小に応じて制御回路５４の
ゲインを変更するようにしである。

即ち、動粘性特性信号Ｓ１を比較５５９．６０に入力し
、それぞれの基準信号ＶＢ　　、　Ｖｍ　　（Ｖｔ〈ｖ
ｌ　）と比較することにより、Ｓｓ≦■１１ｖ１〈ＳＩ
Ｉ≦ｖ冨、ｖｌ〈Ｓｓのそれぞれの場合に応じ、比較器
５９．６０の出力信号Ｓ６　、Ｓ７のレベルを＃！１の
如く変化させる。尚、「ｌ」は高レベル、「０」は低レ
ベルを示している。

表　　　１ そして、これらの信号Ｓ＠＊Ｓ７を制御回路５４に入力
することＫより、それぞれの場合に応じて制御回路５４
のゲインを変更するようにしである。

具体的には動粘性特性、し九がって信号Ｓ５が大きい場
合はど、ゲインを増大させるようにしである。尚、ゲイ
ンを変更する場合はゲイン調整用の抵抗の値をスイッチ
ング回路等を用いて変更すればよい。

第５図にはゲイン調整用の抵抗の値をスイッチング回路
により変更する場合の具体例を示す。

Ｔｍ端子とＴ２端子との間に抵抗Ｒ１”Ｒ４が直列に接
続され、Ｔｍ端子からそれぞれの抵抗Ｒ１−Ｒ４間の接
続点にそれぞれスイッチング回路６１．６２．６３を介
して接続されており、Ｔｍ端子とＴｍ端子との間の抵抗
がゲイン調整用の抵抗となるように構成されている。各
スイッチング回路６１．１ｉ２．６３はそれぞれへの入
力信号Ｓｓ　　。

Ｓｅ＋Ｓｔｏが高レベル「１」となったとき導通状態と
なるようになっており、次の如く制御される。

比較器５９．６０の出力信号Ｓｓ、Ｓｙを、ＮＯＲ回路
６４、ＥＸＯＲ回路６５及びＡＮＤ回路６６に入力して
、信号Ｓｓ　　ｒ　Ｓｓ　　＋　Ｓｔｏを得る。

これらの信号Ｓｍ　　、　８９　　、５１ｏＦｉ、上記
信号Ｓ６＋８７のレベルによって、表１に示したような
関係でレベルが決まる。

かくして、動粘性特性信号Ｓ６≦■１のときは、スイッ
チング回路６１がＯＮとなシ、ゲイン調整用の抵抗はＲ
２＋Ｒｓ＋　Ｒ４となって、抵抗値が増大し、ゲインが
減少する。

また、Ｖｔ　＜ｓｓ　≦ｖ１のときは、スイッチング回
路６２がＯＮとなシ、抵抗はＲａ　＋Ｒ４となって、中
間値となる。

更に、Ｖｇ＜Ｓｓのときは、スイッチング回路６３がＯ
Ｎとなり、抵抗はＲ４となって減少し、ゲインが増大す
る。

以上の如く、信号Ｓｓが鳩くなるほど、即ち粘性が増大
するほど、サーボ回路のゲインが増大して、応答連間を
早めるように作用する。

尚、上記の実施例においては、ゲインを３段階に変化さ
せる場合を例示したが、更に細分化することも容易であ
る。

また、上記の制御回路５４において目標値信号と実際値
信号との偏差に基づく偏差信号に積分特性をもたせて、
制御の安定性を保ちながら定常偏差（オフセット）をな
くしている場合には、その積分回路の積分時定数を動粘
性特性によって変化、具体的には粘性が高くなる＃まど
積分時定数を小さくするようにしても、高粘性時の応答
速度を早めることができ、同様の効果が得られる。

以上説明したように本発明によれば、ポンプ室内の燃料
の動粘性特性を検知して、これに従い、モータを駆動す
るサーボ回路のゲインや積分時定数などの応答速度を決
めるパラメータを調整するようにしたため、粘性が高い
ときほどモータ駆動の応答性を早めることができ、寒冷
地での冷間始動直後においても羽根車の存在によって応
答性が損なわれることがなく、運転性を良好に保つこと
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

ｆＨ１図は本発明を適用する電子制御式燃料噴射ポンプ
の一例を示す断面図、第２図（４）、（腸は同上の他例
を示す要部の断面図及びそのＢ−Ｂ断面図、第３図は温
度−動粘性特性図、第４図は本発明の一実施例を示すモ
ータ醇の燃料噴射量制御機構及びそのサーボ回路の概略
図、第５図はゲイン調整部の具体例を示すブロック図で
ある。 ６・・・ボン７’室　　２Ｂ・・・コントロールス＋）
−７’２５・・・モータ　　２５ａ−・モータのアーマ
チャ２５ｂ・・・ケーシング　　２５ｃ・・・流入口２
５ｄ・・・流出口　　２６・・・駆動軸　　２１・・・
滑動子　　３１・・・リンク機構　　３４，３ε・・・
ギヤ３５・・・ポテンシオメータ　　３Ｔ・・・羽根車
５１・・・アクセル踏角センサ　　５２・・・回転速度
センサ　　５３・・・目標値信号発生回路　　５４・・
・制御回路　　５５・・・モータ駆動回路　　５６・・
・温度センサ　　５８・・・動粘性特性計算回路　　５
９゜６０・・・比較器　　６１．＠２，６３・・・スイ
ッチング回路　　Ｓｌ・・・目標値信号　　Ｓｓ・・・
実際値信号　　Ｓｓ・・・偏差信号　　Ｓ４・・・ｉｉ
度信号Ｓｓ・・・動粘性特性信号 特許　出願人　日産自動車株式会社 代理人弁理士笹　島　富二雄 第４図 第５図 Ｔｓ　　　　　Ｔ＋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射量を制御するために電気的信号によって駆動さ
   れるモータと、このモータに連動して位置決め制御され
   る燃料噴射量制御部材と、外部からの目標値信号と前記
   燃料噴射量制御部材の位置を検出する位置検出装置から
   の実際値信号とに基づいて前記モータへの信号を発する
   サーボ回路とを備え、かつ、前記モータの最高回転を抑
   制するために前記モータと一体回転する羽根車をポンプ
   室内に備えた電子制御式燃料噴射ポンプにおいて、ポン
   プ室内の燃料の動粘性特性を検知する検知手段と、この
   検知手段からの信号に応じて前記モータの応答速度を決
   める前記サーボ回路のパラメータを調整する調整手段と
   を設けたことを特徴とする電子制御式燃料噴射ポンプ。