JPS59126035A - 内燃機関の電子油圧制御装置 - 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、油圧サーボ機構によって燃料油を増圧して噴
射するようにしたインジェクター装置と、油圧式弁＠動
装置によフで吸気弁と排気弁を開閉制御するようにした
吸排気弁装置の油圧制御を電子制御装置によって行うよ
うにした内燃機関の電子油圧制御装置に関するものであ
る。

この種の内燃機関の電子油圧制御装置の従来例としては
、インジェクター装置と吸排気弁装置の油圧源を別々に
設けたものが知られているが、このようにインジェクタ
ー装置と吸排気弁装置の油圧源を別々に設けた場合には
、各油圧源にそれぞれ化ｍ油タンク、フィルター、油圧
ポンプ等の部品を設けなければならないので、部品点数
の増大によってコストアップになフたり、構造が複雑で
且つ装置が、大形化するという開明があった。

又、従来の内燃機関の電子油圧制御装置においては一般
に作動油としてエンジンの潤滑油や燃料油より粘度の高
い作動油を使用するようにしているところから、作動部
分の粘性抵抗や油路の抵抗あるいは作動油の温度上昇に
よるソレノイドコイルの性能低下等によってインジェク
ター装置及び吸排気弁装置の応答性が悪くなるという間
頭もあった。

本発明は、上記の如き従来の内燃機関の電子油圧制御装
置の問題に罐み、油圧源の共通化を図ることにより、コ
ストの低廉化と構造の簡略化及び装置の小形報量化を促
進せしめることを主たる目的とし、さらに、油圧アクチ
ュエータの作動油として燃料油の一部を利用することに
よりインジェクター装置と吸排気弁装置の応答性の向上
を図ることを他の目的とするものであって、内燃機関に
よって駆動される燃料供給ポンプを有する燃料油供給装
置と、燃料油供給装置から圧送される燃料油を油圧サー
ボ機構により増圧してノズルバルブから噴射するインジ
ェクタ一部と該油圧サーボ機構を作動せしめる作ｍ油の
流通を制御するソレノイドバルブ部とを冑するインジェ
クター装置と、吸気弁を油圧力によって開閉駆動する動
弁機構部と該動弁機構部を作動せしめる作動油の流通を
制御するソレノイドバルブ部を有する油圧式弁駆動装置
を備えた油圧駆動式吸気弁装置と、該油圧駆動式吸気弁
装置とほぼ同一構成を存する油圧駆動式排気弁装置と、
前記インジェクター装置のソレノイドバルブ部のソレノ
イドコイルと吸気弁１ｆ［と排気弁装置のソレノイドバ
ルブ部のソレノイドコイルとを内燃機関の運転状態に応
じて適宜に制御するマイクロコンピュータを有する電子
制御装置とを備えるとともに、燃料油供給装置の燃料供
給ポンプから前記インジェクター装置のインジェクタ一
部側に圧送される燃料油の一部をインジェクター装置の
油圧サーボ機構と吸気弁装置及び排気弁装置の動弁機構
部の作動油として利用するようにしたことを特徴とする
ものである。

以下、本発明の内燃機関の電子油圧制御装置を第１図に
示−すシステム図を参照して説明すると、この内燃ｆｉ
ｔＳＩの電子油圧制御装置は、内燃機関６ｒによって駆
動される燃料供給ポンプ乙９を有する燃料油供給装置ｓ
と、燃料油を噴射するインジェクター装置丁と、油圧式
弁駆動装置ををする油圧部１助式吸気弁装置Ｘと油圧駆
動式排気弁装置Ｙ（詳細図示省Ｗ！りと、内燃機関の運
転状態に応じてインジェクター装ＦＩＴと吸気弁装ｇ１
１ｘと排気弁装ａｙを制御する電子制御装置Ｒとを有し
ている。

伊、料油供給装ｆＩＩＩＳは、燃料タンク７７内のａ料
油を、燃料供給ポンプｔ９によって適宜圧力に加圧して
１第１燃料供給管７３と第２燃料供給管７ψを介してイ
ンジェクター装ｆｌｌＴ及び吸気弁装？！ｘと排気弁装
？ＩＩｙに供給するようになっている。図中符号７０は
フィルター、７Ｊ−は圧力調整弁、７２は燃料供給ポン
プ乙９から圧送される燃料油を整圧するためのアキニー
ムレータ又は集合管である。

インジェクター装置Ｔは、インジェクターボディ／内に
、油圧サーボ機構３３により燃料油を増圧して噴射する
インジェクタ一部３２と、該油圧サーボＳ構３３の作動
油の流通を制御るるソレノイドバルブ部３／とを有して
いる。この油圧サーボ機構３３は、大径のサーボビスト
ングと小径のプランジャ３で構成されており、インジェ
クターボディｌの側部に形成した燃料油入口２２から後
に詳述するソレノイドバルブ部３／を介してサーボピス
トン室ｊ内に導入される燃料油の導入と排出を該ソレノ
イドバルブ部３／によって適宜に呵御することにより、
燃料油入口２２内の燃料油を燃料油充填油路２３に設け
たサプライバルブ２／を介してプランジャ１１内に導入
して増圧し、この高圧燃料油を高圧燃料油路、２４！を
介して油溜室２０内に導入して該燃料油の油圧力によっ
てノズルバルブ２を開弁して噴口／９．／９・・から噴
射するようになっている。又、ノズルバルブ２の背圧側
に設けたノズルバルブシート嵌挿穴１７には、作動曲第
を油路３１１を介して燃料油の一部が導入されており、
該ノズルバルブ２の開弁圧は、このノズルバルブシート
嵌挿穴１７内の油圧力とノズルバルブ付勢用スプリング
／乙のバネ力によって設定される。尚、サーボピストン
ｔのリーク油は第１排出油路３０を介して燃料タンク７
／側に還流せしめられる。

ソレノイドバルブ部３／は、油圧サーボ機構３３の作動
油としてサーボピストン室ｊ内に導入される燃料油の流
通を制櫂するスプール弁７と、ソレノイドコイル／、２
の吸引力によって駆動せしめられるアクチブコア９とを
同軸状に配電して構成されている。スプール弁７は、軸
方向に変位せしめられことによりその２つのランド部７
５゜７ｂでｍ料油入口２２とスプール室ｒを連通せしめ
る作動油第１油路、２ｊと、該スプール室ｒとサーボピ
ストン室ｊを連通せしめる作励油第２油路２１、と、ス
プール室ｒと燃料タンク７／を連通せしめる作動油第３
油Ｗ＠２９を適宜に開閉して作動油の流通を制御する如
く作用する。即ち、スプール弁７が上方に引き上げられ
た場合には、作動油清１油路２左と作動油第２油路２乙
が相互に連通し燃料油入口２２から燃料油がサーボピス
トン室ｊ内に導入されＣ第１図、図示位撹、以下、この
弁位置を第１弁位置という）、逆に、下方に押し下げら
れた場合には作動油第２油ＶＩ５２乙と作動油第３油路
２９とが相互に連通し、サーボピストン室ｊ内の燃料油
が燃料タンク７１側に排出せしめられる（この場合の弁
位置を第２弁位置という）このスプール弁７の弁位置は
、ソレノイドコイル１２の吸引力とアクチブコア９側に
設けた再／スプリングｌｔとスプール弁７側に設けた笛
２スプリング／ｊのバネ力の釣り合いによって制御され
る。即ち、この実施例では、アクチブコア９例の第１ス
プリング／ｌのバネ力をスプール弁７側の第２スプリン
グ／ｊよりも大きく設定しており、ソレノイドコイル／
２の吸引力が消滅している場合（換言すればソレノイド
コイル１２への通電が遮断されている場合］には、スプ
ール弁７とアクチブコア９を一体的にｍ／スプリングｌ
≠のバネ力と２１！２スプリング／りのバネ力の差によ
って下方に押しつけて該スプール弁７を第２弁位置に設
定し、ソレノイドコイル１２に吸引力が発生した場合Ｃ
換言すればソレノイドコイル／、？が通電された場合）
には、先ず、その吸引力によってアクチブコアタが第１
スプリングｌｌＩのバネ力に抗して上方に引き上げられ
、次にスプール弁７が第２スプリング／３のバネ力によ
って上方に押し上げられて第１弁位置に設定される。こ
のアクチブコアタのストロークは、即ち、アクチブコア
９の作勤行稈はアクチブコア９の上面ｑＷ側に設けたア
ジャストボルト　１３によってアクチブコア９の上動限
界を設定することにより調整される。又、スプール弁７
のリーク油は、第１排出油路２７からアクチブコアタに
設けた通浩孔／ｌ及び第２排出油路２１ｒを介して燃料
タンク側に還流せしめられる。

吸気弁装置ｘは、シリンダヘッド３夕に装着した吸気弁
３６の弁棒頂部３乙Ｃに、該吸気弁３６を油圧力によっ
て開閉駆動せしめる油圧式弁駆動装置６／を取付けて構
成されており、該吸気弁３１鳳をバルブスプリング３９
のバネ力と油圧式弁駆動装ＨＡ／の油圧力とによって開
閉弁するようになっている。油圧式弁駆動装置乙ｌは、
固定ボルトタワ、５９・・によってシリンダヘッド３ｊ
側に固定されたシリンダボディグ２内に、吸気弁３１＞
電を油圧力によって開弁方向に変位せしめる如く作用す
るピストンＩＩりと、該ピストン≠≠の作動Ｍｌ１３に
導入される作動油の流通を制御するソレノイドバルブ部
６３を盲している。このソレノイドバルブ部６３は、前
記インジェクター装置１Ｔのソレノイドバルブ部３／と
ほぼ同一の構成を有しており、ソレノイドコイルａｔの
１引力によって駆動せしめられるアクチブコアｌＡ７と
スプール弁≠５を同軸状に配置し、このスプール弁≠３
を、該スプール弁装３側に取付けた第２スプリング左ｌ
とアクチブコア≠７側に設けたｍ／スプリング５０のバ
ネ力とソレノイドコイルＩＩｇの吸引力によって上下動
させ、その２つのランド部ｇｔσ。

≠３ｂで作動油入口ｊ２とピストン室導入油路３ｓ斗と
ピストン室排出油路夕≠を適宜に開閉してピストンｔ≠
を上下動させることにより吸気弁３ｔを開閉弁せしめる
ようになっている。即ち、この実施例では、ｍ／スプリ
ング３０のバネ力をｆ！Ｅ２スプリング５／のバネ力よ
りも大きく設定し、ソレノイドコイルｌｌＩｒが通電４
断されている場合には第１スプリング３０と第２スプリ
ング左／のバネ力の差によってスプール弁ｌＳを下方に
押し下げてピストン室導入油路５３とピストン室排出油
路５ｔとを連通せしめて作動室ｔ３内から作動油を排出
しく以下、この場合のスプール弁装！の弁位置を＠／弁
位置という）、逆にソレノイドコイルＩ１．すが通電さ
れている場合にはその吸引力によプてアクチブコアｔ７
を第７スプリングｊＯのバネ力に抗して一ヒ方に引き上
げ、スプール弁Ｉｆｔを第２スプリング３／のバネ力に
よって上方に押し上げて作動油入口ｊ２とピストン室導
入油路ｊ３を連通せしめ、燃料油を作動室ｌＩＥ内に導
入せしめるＣ以下、この場合のスプール弁ＩＩ夕の弁位
置を第２弁位置という）。尚、アクチブコアψ７のスト
ロークは、アジャストボルト≠９のねじ込み飛によって
調整される。又、スプール弁ｐｔのリーク油は、笛／排
出油路Ｓ乙からアクチブコア≠７叡に設けた通油孔乙≠
を介して第２排出油路ｔｔから燃料タンク７／側に、ま
たビストングψのリーク油は第３排出油路！；７から燃
料タンク７／側にそれぞれ還流せしめられる。

排気弁装ＭＹは、上記吸気弁装置Ｘと同一構成を有して
いるためその詳細図示及び説明は省略する。

電子制御袋ＲＲは、内燃機関ｔにのフライホイール乙７
に近接して取付けた回転位相角センサを乙と、該回転位
相角センサに乙からの信号を演算して前記インジェクタ
ー装置Ｔのソレノイドコイル／２と吸気弁装置ｘと排気
弁装［Ｙのソレノイドコイル≠にの通電開始時期、通電
；６Ｈ＃ｉ時期等を設定し、もって燃料の噴射量と噴射
時期及び内燃機関６ｇの口伝速度並びに吸、排気弁の開
閉弁時期を制御するマイクロコンピュータ乙ｊとを有し
ている。

続いて、図示実施例の内燃機関の電子油圧制御装置の作
用を説明すると、内燃機関６ｒが運転されると先ず、燃
料供給ポンプ乙ワによって燃料タンク７１内の燃料油が
適宜圧力に加圧され、その一部は第１燃料供給管７３を
通ってインジェクター装ＦＩＴの燃料油入口２２に、又
、他の一部は作動油として第２燃料供給管７≠を通って
吸気弁装置Ｘの作動油入口３２と排気弁装ｆｌＹの作動
油入口Ｃ図示省略）に圧送される。

インジェクター装ＪＴの燃料油入口２ノ側に圧送された
燃料油は、その一部が燃料油として燃料油充填油路２３
から油圧サーボ機構３３のプランジャ室を内に、また他
の一部は作動油として作励油第３油路３ダからノズルバ
ルブシート嵌挿穴１７玄と作動油第７油路２ｊからサー
ボピストン室３にそれぞれ分流して供給される。今、ソ
レノイドコイル／２が通電されたとすると、該ソレノイ
ドコイル／２の吸引力によってアクチブコア９が上方に
引き上げられ、スプール弁７が第１弁位置に設定される
。スプール弁７が第１弁位置に゛設定されると作動油第
７油路２よと作動油第２油路２乙が連通ずるため、燃料
油入口２２から作動油第１油路２よ及び作動油８２油路
２乙を通って作動油がサーボビストンＭｊ内に導入され
、該サーボピストン室ｊ内の作動油圧力によってサーボ
ビストングとともにプランジャ３が下動せしめられ、プ
ランジャ室を内の燃料油を増圧して噴口／　９　、　／
７蓼・・かうシリンダ内に噴射せしめる（燃料噴射行程
、第１図、図示位置）６ ソレノイドコイル１２への通電が遮断されるとソレノイ
ドコイル１２の吸引力が消滅するためアクチブコア９と
スプール弁７はｇ／スプリング／ｇ蓼と第２スプリング
ｌｊ＋のバネ力の差によって下方に押し下げられ、該ス
プール弁７が第２弁位置に設定される。スプール弁７が
第２弁位置に設定されると今度は作動油第２油路、２乙
と作動油第３油路２９とが連通し、サーボビストングは
、燃料油充填油路２３からサプライバルブ２／を押し開
いてプランジャ室乙内に導入される燃料油の圧力によっ
て上動せしめられ、サーボピストン室！内の作動油が燃
料タンク７ノ側に排出されると同時にプランジャ室乙内
にａ’ａ油が充填される（燃料充填行程）。この燃料噴
射行程と燃料充填行程を繰り返えすことによって内燃機
関乙ざが連続的に運転される。

燃料の噴射量は、マイクロコンピュータｔＳによってソ
レノイドコイル／２の通電遮断時間を調整して燃料充填
量を変化させることにより制御される。即ち、通電遮断
時間を長くすれば燃料充填量が多くなり、それだけａ＠
噴射量が増加する。

燃料の噴射時期は、回転位相角センサ乙ｔからの信号を
基阜にしてソレノイドコイル／２の通常開始時期を制御
することによって調整される。例えば、進角操作時には
通電開始時期を早める。

又、内燃機関６ｇの回転速度は、ソレノイドコイル７．
２への通電サイクルの時間間隔を変更することによって
制御される。例えば、回転速度を上昇させる場合には通
電サイクルの時間間隔を小さくする。

このインジェクター装置Ｔにおいては、゛油圧サーボ機
８３３の作動油として粘度の低い燃料油；（例えば補油
、灯油等の良質油）を利用しているため、スプール弁７
あるいは油圧サーボ機構３３の作動抵抗が少なく、燃料
の噴射特性を内燃機関にｒの運転状態の変化に対して応
答良く制御することができるＣ応答性の向上）。

又、図示実施例においては、スプール弁７のリーク油を
、アクチブコア９に設けた通油孔／／内を流通させて燃
料タンク７１側に排出するようにしているため、該リー
ク油によってアクチブコア９即ち、ソレノイドコイル１
２の昇温を抑えることができ、これによりソレノイドコ
イル／２の吸引力特性を長朗に貝って安定且つ良好にｍ
持せしめることができる。一方、吸気弁装ｆｆｘのソレ
ノイドコイルｌｌざと排気弁装置ｉ１Ｙのソレノイドコ
イルＣ図示省略）は、内燃機関乙ｒの作動行程に応じて
通電あるいは通電遮断される。即ち、吸気弁装ＨＸのソ
レノイドコイルｔ１ｒは、排気行程の終了近くにおいて
通電され、圧縮行程の始めにおいて通電遮断される。Ｎ
Ｊち、ソレノイドコイルｌｌ１ｒが通電されると、その
吸引力によってアクチブコアＩＩ７が上方に引き上げら
れ、スプール弁装ｊが第２弁位置に設定されるため、作
動Ｍグ３内に作動油が導入され、ピストンＩｌ＜＜の下
動に伴りて吸気弁３乙が開弁される。一方、ソレノイド
コイルｔｉ−ｔへの通電が遮断されると、スプール弁装
３が第７弁位置に設定され、吸気弁３６はバルブスプリ
ング３９のパネカによって閉弁せしめられる。

一方、排気弁装ｆｌＹのソレノイドコイルは、膨張行程
の終り近くで通電されて排気弁を開弁せしめるとともに
、吸入行程の始めに通電遮断されて排気弁を閉弁せしめ
る如く作用する。

この吸気弁装置ｘも排気弁装＠Ｖもともに油圧式弁駆動
装置乙ｌの作動油として燃料油を利用しているため、前
記インジェクター装置Ｔの場合と同様に作動油の粘性に
よる作動抵抗が少なく、それだけ吸気弁３６及び排気弁
を内燃機関６ｒの運転状態に応じて応答良く開閉作動せ
しめることができ、内燃機関ｔｒの吸気特性及び排気特
性が向上する。

又、この電子油圧制御装置においては、インジェクター
装置Ｔのソレノイドバルブ部３／の構造と、吸気弁装置
Ｘのソレノイドパルプ部乙／及び排気弁装置Ｙのソレノ
イドパルプ部の構造をほぼ同一構造としているため、イ
ンジェクター装置丁、吸気弁装ＭＸ及び排気弁装置Ｙの
各部品間ｉＥ互換性があり、このため、部品種類が少な
くてよく、構造の簡略化とコストの低廉化を促進せしめ
ることができる。

次に、本発明の詳細な説明すると、本発明の内燃機関の
電子油圧制御装置は、インジェクター装置の油圧サーボ
機構と、吸気弁装置と排気弁装置の油圧式弁駆動装置に
供給される作動油とインジエフター装置からシリンダ内
に噴射される燃料油とを同一の油圧源から供給すること
により油圧源の共通化を図っているため、複数の油圧源
をもった従来の電子油圧制御装置の場合に比して油圧ポ
ンプ、フィルター等の部品点数が少なくてよく〜それだ
け装置の構造の簡略化と小形軽量化及びコストの低廉化
を図り得るという効果がある。

又、本発明の電子油圧制御装置は、粘度の低い軽油ある
いは灯油を燃料油とし、この燃料油の一部をインジェク
ター装置の油圧サーボ機構と、吸気弁装置と排気弁装置
の動弁機構部の作動油として利用するようにしているた
め、粘度の高いエンジン潤滑油等を作動油として利用す
るようにした場合に比して作動部の粘度抵抗が少なく、
シかも粘度抵抗によって作動油の温度が上昇しソレノイ
ドコイルの吸引力特性が悪化するというようなこともな
いので、インジェクター装置、吸気弁装置及び排気弁装
置の応答性が向上し、それだけ内燃機関の噴射特性及び
吸、排気特性の向上を図り得るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第７図は本発明実施例に係る内燃機関の電子油圧制御装
置のシステム図である。 ２−・・・・ノズルパルプ ／２・・−・ソレノイドコイル ３／・・・・ソレノイドバルブ部 ３２・・・ｅインジェクタ一部 ３３・・・含油圧サーボ機構 ３乙・・・・吸気弁 φｇ・・・・ソレノイドコイル ６１・・・・油圧式弁駆動装置 ６２・・・φ動弁機構部 ６３・・・・ソレノイドバルブ部 ｔよ・・・・マイクロコンピュータ ｔｒ・・・・内燃機関 ６９・・・・燃料供給ポンプ Ｒ・・・・・電子制御装置 Ｓ・・・・・燃料油供給装置 丁・・・・・インジェクター装置 Ｘ・・・自・吸気弁装置 Ｙ・・・・・排気弁装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関Ｃ乙ｌｒ）によって駆動される燃料供給ポ
   ンプ（乙９）を有する燃料油供給袋＠　（Ｓ）と、前記
   燃料油供給袋！（Ｓ）から圧送される燃料油を油圧サー
   ボ機構Ｃ３３）により増圧してノズルパルプ（，２）か
   ら噴射するインジェクタ一部Ｃ３２）と該油圧サーボ機
   構Ｃ３３）を作動せしめる作動油の流通を制御するソレ
   ノイドバルブ部（３／）とを有するインジェクター装（
   １（Ｔ　）と、吸気弁（３乙）を油圧力によって開閉駆
   動する動弁機構部（乙２）と該動弁機構部（６２）を作
   動せしめる作動油の流通を制御するソレノイドバルブ部
   Ｃ乙３）を有する油圧式弁部１ＲＩＩ装置（乙／）を備
   えた油圧駆動式吸気弁装＠（Ｘ）と、該油圧駆動式吸気
   弁装置（ｘ）とほぼ同一構成を有する油圧駆動式排気弁
   装ず冴（Ｙ）と、前記インジェクター装置（Ｔ）のソレ
   ノイドバルブ部Ｃ３／）のソレノイドコイル（ｌλ）と
   前記吸気弁装置（Ｘ）と排気弁装＠　（Ｙ）のソレノイ
   ドバルブ部（４，？）のソレノイドコイルｌｒ）とを前
   記内燃機関（乙（）の運転状態に応じて適宜に制御する
   マイクロコンピュータ（Ｊ　Ｊ’）を有する電子制御袋
   ［１（Ｒ）とを備えるとともに、前記燃゛料油供給装（
   ｌ［（Ｓ）の前記燃料供給ポンプＣ乙デ）から前記イン
   ジェクター装置（Ｔ）のインジェクタ一部（３２）側に
   圧送される燃料油の一部を前記インジェクター装置（Ｔ
   ）の前記油圧サーボ機構Ｃ３３）と前記吸気弁装置Ｉ　
   （Ｘ＞及び前記徘餐弁装置（Ｙ）の動弁機構Ｓ（乙２）
   の作動油として利用するようにしたことを特徴とする内
   燃機関の電子油圧制御装置。