JPS59131736A - 適応性トルクバランス取り制御器を持つデイ−ゼル燃料噴射ポンプ - 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】 分配型ディーピル燃料噴射ポンプ、特に、エンジンのそ
れぞれのシリンダへ燃料を供給し、シリンダからかなり
のトルクバランスの取れた出力を得るように作動する形
式のポンプに関する。

多シリンダ内燃機関の各シリンダから等しいトルク出力
を得る七いうことは長い開架まれていた。この目的のた
めに、最近、多シリンダ・エンシンにおいてエンジン・
シリンダ変動全利用してシリンタ対シリンダ燃料分配を
制御し、各シリンダからのトルク分布をほぼ等しくする
という提案が、たとえばシ・ケイ・レンダ（　Ｃ．　Ｋ
．　Ｌｅｕｎｇ　）およびジュー・ジュー・ミーラ（　
Ｊ．　Ｊ．　Ｓｃｈｉｒａ　）著「内燃機関のデジタル
分析（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｎａｌｙｚｅｒ　ｆｏｒ　工
ｎｔｅｒ−ｎａｌ　Ｃｏｎｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｎｇｉｎ
ｅｓ　）Ｊという題名のニス・イー・ニー（　Ｓ　Ｅ’
Ａ　）公報８２０２０７や、１９７９年４月リサーチ，
ティスフロージャー（　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｄｉｓｃｌ
ｏｓｕｒｅ　）の１１１行したリサーチ，ティスフロー
シャー（　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｌ）ｉｓｃｌｏｓ〜ｕｒ
ｃ　）第１８００２号に開示されている。

これらの刊行物に開示されているように、１３、８より
大きい空気・燃料比（Ａ／Ｆ）ｋ持つディーゼルエンジ
ンや火花点火エンジンの場合、成るシリンダに供給する
燃料がやや増加すると、そのシリンダの発生するトルク
も増加することになる。したがって、各シリンダの出力
を全シリンダのモ均出力と比較して各シリンダに必要な
補正ｆｉｆ（ｉｌ−決定することができる。一例として
、この目的のためて１（１ｉ４々のシリンダ間のエンジ
ン速度変化が測定される。これは、個々のンリンク出力
の相対的一り大きさが速度変動信号のシリンダ対シリン
ダ振幅変＠全測定することによって得ることができるか
らである。これらの信号？、オンボートタイプコンピュ
ータ金持つ形式の電子燃料噴射システムなどで使用して
それぞれのシリンダへの燃料流計を制御卸し、シリンダ
間のトルク出力をほぼ等しくする。

本発明ば、移送ポンプから入口流路を介しユニットの噴
射ポンプへの燃料の流般ケ調節するのに用いられる好適
のカバナー制却型機城式計量弁を有する多シリンダ圧縮
点火型エンジンに使用する回転分配型燃料噴射ポンプに
関するものでろシ、この燃料噴射ポンプは、さらに、入
口流路と組合わせた辿常閉のソレノイド弁と、このソレ
ノイド弁に接続した適応型トルクバランス用電子制ｒａ
１］弐屯力源とを包バする。ソレノイド弁は噴射ポンプ
へ行く燃料の計量弁制＃を補うよって作動し、したがっ
て、噴射ポンプからそれぞれのシリンダの噴射ノスルへ
送られる加圧燃料流がエンジン動作やエンジンのシリン
ダ間の予じめ選定された移動度あたりの増分速度差の関
数として制却され、シリンダからほぼバランスの取れた
出力ケ・出ることができる。

したがって、本発明の主目的１は、適応型トルクバラン
ス用准子制御弐電力源に接続したソレノイド弁が噴射ポ
ンプの燃料出力全制御して個々のシリンダに基づいて燃
焼制御をｒテうように作動する、多シリンダ・エンジン
で使用する改良型回転分配型態′科噴射ポンプを提供す
ることにある。

本発明の別の目的は、多シリンダ・エンジンで用いるよ
うな普通の回転分配型噴射ポンプに設けてシリンダ対シ
リンダ金もとてしてポンプからの添木１出カを制御し、
エンジンのシリンダからほぼトルクバランスの取れた出
力を得ることのできる手段全提供することＫある。

本発明および他の目的や゛さらてそれ以上の／特徴をよ
シ良く理解するには、添付図面に関連した以下の詳細ら
説明全参照されたい。

１ず第１図全参照して、本発明の適応型トルクバランス
制卸機構が、たとえば、１９７５年１月２１日だダニエ
ル、ザルッゲルバ、ロバート、ラウフエツセン（Ｄａｎ
ｉｅｌ　ｓａＩｚｇｅｂｅｒＲｏｂｅｒｔ　Ｒａｕｆｅ
ｉｓｅｎ　）およびチャールス、ダブリュ、ディビイス
（Ｃｈａｒｌｅｓ　Ｗ、　Ｄａｖｉｓ　）に特許された
「燃料噴射ポンプ（Ｆｕｅｌ　Ｈ］ｊｅｃｔｉｏｎＰｕ
ｍｐ　）　Ｊなる名称の米国特許第３，８６１，８３３
号に開示されているものに類似した形式のエンジン駆動
式回転分配型燃料噴射ポンプ５に組込んだ状態で示しで
ある。この噴射ポンプはエンジンのシリンダと組合った
燃料噴射器に順次加圧燃料を供給するように作動する。

上記形式のポンプでは、供給タンク１０からの燃料は、
エンジン駆動式移送ポンプ１１出口から計肝弁室１３を
設けた入口供給流路１２へ、エンジン速度の関数として
、所定の圧力で送られる。スロットルレバーで手動操作
でれ、カバナー１５の制御卸を受ける機嫌式計量弁１６
が計量弁室１４内に設置してあって可変の佼シとして作
動し、供給流路１２の下流部分１７全通る燃料の流量を
制御する。

この供給流蕗１２は公知要領で分配器ロータ２０である
ロータ流路１８に適当に接続（２てあって、ポンプユニ
ットの質射ポンプ手段２１部分のポンプ室２１ａＫ燃ｆ
＋を供給するようＫなっている。

概略的て示したよって、高圧噴射ポンプ手段２１は一対
の対向した往復動プランジャ２２を包含し、プランジャ
の運動はカム・リング２３に設けた周方向て隔たった内
向きのカム・ローブ２３ａによって制御きれる。この分
野でＦｉ周知のよって、カム・リング２３けポンプ・ハ
ウジング２４０円形ボア内で限られた各運動を行えるよ
うに装着しである。

この踵のポツプでは普ｄのことでるるように、ロータ流
路１８は、ポンプ・プランジャ２２が半径方向外側へ自
由に動ける時間１間隔で分配器ロータ２０が回転するに
つれて供給流路１２の流路部分１７と順次一致する。そ
れによシ、ポンプ室２１ａが、通Ｋ　、ｔｌ’　量弁１
６の制御セツティングによって決定される成る敬の燃料
の供給ｒ受ける。分配器ロータ２０が引１読き回転する
と、ロータ流路１８と流路１７の連絡が断たｎ１次に、
ポンプ・プランジｔ７２２がカム・リング２３のカム・
ローブの高所と係合したとき、ポンプ・プランジャ２２
は内方へ押され、ポンプ室２１ｙｌ内の燃料を高い噴射
圧力まで加圧する。

こうして加圧されたポンプ室２１ａ内の燃料はロータ流
路１８によって一連の流路２４ａ（１つだけ示す）の１
つに送られる。これらの流路２１けポンプ・ハウジング
２４に周方向に互い（（隔たって分配器・コータ２０の
まゎシに位管しておシ、周知要領でロータ流路１８と順
次整合してポンプ室からエンジンのシリンダを組合わさ
れた噴射ノスル２５（１つだけ示す）に順次燃料を供給
する。

公知要領で、移送ポンプ１１の出口は流路２６によって
燃料室２７０入口にも接続してあシ、燃料室２７の出口
は流路２日と接・読して空気を逃がすと共にポツプ・ハ
ウジング２４の内部て流体全供給し、それによって、内
部に装着したポンプ機構の種々の構成汐素の潤滑を行う
よってなっている。燃料室２７から流路２８ケ通って出
る燃料の流計はポンプの分野で公知の要′項てよって通
気ワイヤ組立体３０によって制御される。

このようにしてポンプ・ハウジング２４の内部て供給さ
れ、ポンプ構成要素全潤滑した燃料は、次Ｋ、もどシ管
路３１？経て燃料タンク１０にもどる。図示のように、
燃料もどり管路３１には調圧器３２が組込んでめシ、そ
ｎによって、ポンプ・ハウジング内の燃料は移送ポンプ
によって供給さｎる燃料圧力に対して所定の低圧に維持
きれ得る。ポンプ・ハウジング内のこの圧力１は、通常
、ハウジング内力と呼ぶ。また、図示のように、ばね負
荷型調圧＃３３が設けてあって移送ポンプ１１からの出
力全所定の最大値まで制Ｈ−，−ｓれる。この調圧弁２
・らのもどり管路は燃料フィルタ３４の下流、図では燃
料供給ポンプ３５の下流にある移送ポンプの入口側に燃
′Ｎｒもどす。

エンジンのシリンダ内への燃料の噴射のタイミングを変
えるには、適当な自動進行またけタイミング制御機構３
６によってカム・リング２３を回転させてカム・ローブ
の角度敞置金調節“する。カバナー１５と計量弁１Ｇの
間でリンク部材と組合わせてソレノイド３７が設けてろ
シ、これは電気的に作動してエンジン停止の際に燃料計
量弁１６の遮断を行う。

以上説明し、概略的に図に示したポンプ・ユニット５は
公知の形式、たとえば、上記の米国特許第３．８６１．
８３３号に開示されている形式のものである。この形式
の燃料噴射ポンプおよびそれの変形列が成る種の市販さ
れているディーピルエンジン、駆動式乗用車に現在採用
されている。上記ポンプ構成要素の一層詳しい説明を望
むならば、上記米１国特許第３、８６１’、　８３３号
全参照されたい。そのためて、この米国特許、明細書を
ここに参考資料として援用する。

上記形式のポンプ構造では、噴射ポンプ手段２１に供給
される燃料の１−１ハ　したがって、それぞれの噴射ノ
スル２５に供給これる燃料の計は、通常、燃料計量弁１
６によって制御される。この燃料計量弁１６けスロ゛ノ
トル弁として作動してプランジャ２２の吸気１’科ケイ
クル旬にポンプ室２１ａに行く燃料の流量？調節する。

しかしながら、た・とえば、ディーゼルエンジンのそれ
ぞれのシリンダにノ哄次にほぼ直接燃、！４全噴射する
ような燃料噴射ポンプ・ノズル配置倫を使用する形式の
燃料噴射システムでは、いわゆる安定状態作動峙て送ら
れる燃料はシリンダ毎に変化し、シリンダ毎に速度を変
える可能性がある。これらの変動は、種々の作動変化、
たとえば、噴射ポンプ、管路あるいは噴射ノズルにおけ
る変動から生じることが多い。速度変動の他の原因とし
ては、１つまたはそれ以上のシリンダの他のシリンダに
相吋的な圧縮特性あるいは摩擦特性がある。

これらの変動の糸吉果として、たとえば、手車々のシリ
ンダに燃料が送らｎる場合、シリンダ間でトルクのバラ
ンスが堆れず、これは特に低回転数でエンジン動作に影
響２与える。経済性や有害物質抑制の点でアイドル回転
数全滅じるためには、エンジンのトルクバランス全改善
することが望ましい。

この目的のために１本発明によれば、ソレノイド弁４０
が噴射ポンプ手段に燃料全供給するのて使用される入口
供給流路手段１２と作動状態で組合わせてあり、このソ
レノイド駆動型外ヰ０の動作は後述の要領で適応型トル
クバランス電子制御手段によって制御される。図示構造
では、このソレノイド＠切型升４０は通常開の弁である
。

、７１図に示すポンプでは、ソレノイド駆動型弁４０は
入口供給、流路１２の、計量室１４及びそれに組合わせ
た計量弁１６と内部知装着した部分と直列（（、計量弁
１６からの燃料流の方向で見て上流側の位置に設置しで
ある。

したがって、第１図のこの噴射ポンプは、以後、直列ポ
ンプと呼ぶ。

本発明による、全体的に５で示す回転分配型噴射ポンプ
の別の実施例が第２図て示してあり、この構造で同様の
部品は同様の参照符合で示すが、場合によってはサフィ
ックス符合あるいはプライム符合が付けである。この実
施例では、二次入口供給流路４１が設けてあり、それの
止流端は計量室１４の上流で入口供給流路１２に接続し
ている。その反対端は計量室１４の下流で供給流路１２
に接続し、図示のように供給流路１２の部分１７と連絡
している。

この構造では、通常開のソレノイド弁４０′が設けてあ
って計喰弁１６と並列に設置した二次入口供給流路４１
を通る燃料の流計を制御するようになっている。しｆＣ
かつて、この第２図のポンプ５　け、以後、並列ポンプ
と呼ぶ。

第３図で最も良くわかるように、第１図の直列ポンプの
ソレノイド弁４０寸たけ詔２図の並列ポンプのソレノイ
ド弁４０′は適応性トルクバランス取り用電子制御式電
力源に接続しである。この適応性トルクバランス取シ用
電子制御式電力源は後述の要領で作動してソレノイド弁
をこれから述べる目的のために所望に応じて付勢したり
、消勢したシする。

この目的のために、第３図に示す制御システムの実施例
？参照すれば、クランク軸位置センサ、たとえば、磁気
ピックアップ５０が歯車５１に隣接して設置しである。

この歯車５１ぽ、図示構造では、エンジン５３のクラン
ク軸５２に連結しである。磁気ピンクアップ５０けエン
ジン動作中に使用されて、歯車５１の多数の讃の間、す
なわち、エンジンのシリンダ（図示せず）のそれぞれに
対する歯東５１０予しめ選定きれた回転度の間の時間間
隔＊　ｓｊ定することによって速度変化を感知する。周
知のように、所定数の歯間の各時間間隔は速度に逆比例
する。

偶数点火式Ｖ６デイーセンエンジン（シリンダ点火時期
が１２０度）で用遁た代表的な用途では、時間を上死鑞
（ＴＤＣ）から上死点後（ＡＴｆ）Ｃ）６０度までと上
死点後６０ないし１２０度で」１］定した。これら２つ
の時間測定＋ｔｌ　ｉｆ５　ｃｌ）差を用のて各シリン
ダの相対加速度を指定した。明らかなように、２つの測
定した角度間隔は正確に等しい必要汀ないが、角度間隔
がすべてのシリンダで同じでなければならない。

高周波発振器兼カウント手段（図示せず）が磁気ピック
アップ５０の発生したパルス全受け、普通の亀子制御器
５４、たとえば、オシホードプログラム型・ディジタル
・コンピュータにシリンダ速度測定信号ケ与えるように
なっている。この電子制−＠器５４けソレノイド駆動型
ｆｆ４０’ｚ伺勢するのπ使用するソレノイド・ドライ
バ５５に信号を与える。

上記の機能を詳細に説明する前に、１ず第５図を参照す
る。ここには、第１実施例屯カシステムの一例が示しで
ある。このシステムでは、噴射ポンプ手段２１のポンプ
室２１ａ−＼の燃料供給の充填サイクルでソレノイド弁
４０に与える付勢信号のベースパルス幅が６−シリンダ
・エンジンのシリンダに燃料を供給するのに使用される
噴射ポンプ５の場合と同様に一定で必る。第１図の直列
ポンプ実施例の場合には、この　えるパルス１咄は、第
１のプログラム実施例では噴射ポンプの充填時間チイク
ルに一致してプランジャ２２の各吸気行程でポンプ室２
１ａへの実際の燃料供給計が各シリンダに対して通常の
要領でガバナー制御式・燃料計骨弁１Ｇによってのみ制
御：１ｊされるようにプログラムする。

しかしながら、上記のポンプ作動中、燃料の流量が計計
弁１６によってのみ制御される場合、たとえば、燃料供
給システムでバランスが崩れている結果として、各シリ
ンダに供給される燃料がそれぞれ変ｒヒし、シリンダ間
のトルク出力に変化が生じる。このトルクの変化により
、第４図に示すように種々のシリンダシて速度の感州で
きるほどの変ｒヒが生じることになる。

第・１図に示す実施例では、６−シリンダ・ディーセル
エンジンの場合のシリンダ速度が示しである。ここでは
、１．３．４．５．６番のシリンダの速度がほぼ等しく
、２番のシリンダの連関の池のシリンダのそれよシも大
きくなっている。この第４図ｆは、グラフによって、各
シリンダ内でそのピストンが上死点に対して前後に移動
するときのシリンダの速度を示している。したがって、
この例でわかるように、■、３．４．５．６番のシリン
ダ速度、したがって、そのトルク出力はほぼ一定である
が、２４のシリンダの速度は他のシリンダのそれよシも
大きくなって寂シ、したがって、全シリンダの平均より
も大きい。

開示した実施例では、シリンダ相対加速度は、燃焼事象
間の２つのほぼ等しい角度間隔の時間差金側；改するこ
とによって推定きれる。

たとえば、１尚数点火式Ｖ６デイーゼルエンシン（シリ
ンダ点火待期間１２０度）で使用したときけ、上死也か
ら上死点後６ｏないし１２０度で時間を測定した。これ
ら２つの時間測定値の差を用いて各シリンダの相対加速
度全推定した。全シリンダ測定値の平均時間差を計算、
使用して全エンジン加速度、すなわち、クランク軸速度
波形についての測定角度間・癌の位置によるいかなるバ
イアス・要因も除去した。シリンダ相対加速度は、時間
差と時間差測定値の平均とに基づいて計算する。

シリンダ１相対加ａ度ｓ　（’ｒ＋　　Ｔ２　）−平均
（ＴＩＴ２） ここで、 Ｔ、　＝シリンダ１　とシリンダ１９．Ｉの燃焼事象間
の角度間隔の初期部分の時間（代表的７ｃけ、６番のシ
リンダについての上死点がら上死点後６０度）、 Ｔ２−＝シリンダ、とシリンダ！＋１の燃焼事象間の角
度間隔の後期部分の時間（代表的７ｃけ６番シリンダに
ついて上死点後Ｇｏないし１２０度） テスト結果は、２つの測定角度間隔がエンジン円滑性を
改善するほど精密に等しくなくてもよいが、角度間隔が
全シリンダに対して同じでなければならないことを示し
ている。

今、所定の時間にトルクの不均衡が繰返し存在するなら
ば、所望に応じて、第６図に示すようにパルス幅が定ま
るまで小さい増分で、２＃目のシリンダ全組合ゎぜた噴
射ノズル２５に噴射するプランジャ２２の充填行程中に
ソレノイド駆動型弁４０に送るベースパルス幅信号全変
更するととＫよってこのトルク不均衡状ｇＴｈＡ＠する
。このとき、２４シリンダの速度は第７図に示すように
他のシリンダの速度にほぼ一致し、各シリンダのトルク
出力がほぼ等しくなる。

ソレノイド駆動型弁４ｏを付勢する信号のパルス幅を減
することによって、移送ポンプ１１から入口供給流路１
２を経て計量室１４に流れる燃Ｎは噴射ポンプ手段２１
の対応する充填サイクル中の時間間隔の一部において阻
市される。したがって、燃料ぼ１量弁１６のスロットリ
ング作用によって送り得る燃料の酸は、燃料の供給全ジ
ける間の短い時間間隔に正比例して減少する。２番シリ
ンダについての充填サイクル間にソレノイド駆！ｖＩ型
芹に送るパルス幅は号のこの変更が第６図πグラフで示
しである。

こうして２番シリンダの１．３．４．５．６番シリンダ
に対するトルクの不均衡を補正するには、第３図て示す
電子制＠器５４の一実施例のブロックダイアグラムを参
照してわかるように、ソレノイド・ドライバ５５を経て
ソレノイド弁４０に送られるベースパルス幅は適応制御
器６２の適応変更子によってトリム（１＋“ｉｍ）され
る。この適応ＧｉｆｌＪ御器はエンジン５３の各シリン
ダにっ遁てのソレノイド駆動型弁４０の各作動サイクル
と組合わせた記憶装置を有する。

各シリンダについての適応性燃料充填変更子は、必要に
応じて、図示実施例では、全シリンダの平均と比較する
動力行程中の所与のシリンダの速度変化の関数として導
き出される。たとえば、上記の図示実施例では、磁気ピ
ンクアンプ５０からの信号を受ける速度信号回路６３に
よって測：ポし、全シリンダの運転平均値と比較する２
番シリンダの速度測定値は平均値より大きい、すなわち
、そのシリンダの発生している平均トルクよシも大きい
値を示す。したがって、正規のパルス幅からの増分ケ引
いた燃料充填変更子が２番シリンダ充ｊ＊、＋ナイクル
に対して電子制御器５４０回路の記憶装置に格納される
ととＫＺる。

１つまたはそれ以上のシリンダについての燃料変更子は
、相対時間差計算値から推定はれる相対加速度に基づい
て積分計算を用いて計算される。シリンダ燃料変更子計
算は次の通りである。

新燃料変更子シリンダ、＝旧燃料変更子シリンダ７十に
、・［（Ｔｌ−’ｒ２）−平均（’ｒ＋　−Ｔ２）　）
（燃料変更子／サイクルにおける増分変化）各シリンダ
の燃料変更子は、最も大きい時間差と平均時間差に基づ
いて各エンジンサイクル毎に一度計算される。記号に、
け時間差に対する燃料変更子計算の正確さを定め、また
、変更子の変化率を定める積分利得ファクタである。変
更子変化率は、各エンジンサイクル毎の燃料変更子の増
分変化の吋を制限することによっても制御される。各エ
ンジンサイクルあたりの燃料変更子変化率は、一般に、
燃料変更子範囲の小さい部１分である。速度変化を生じ
させるゆつ〈シした変ｒヒフアクタを訂正するように制
岬プログラム全４ｆｌまなけｎばならないからである。

上記式の平均時間差はディジタル・フィルり・ル−チン
を用いて汀士算きれる。

第６図に示すように、次の充填サイクルで、ソレノイド
、駆動型弁４０は小をいパルス幅信号を受け、噴射ポン
プ手段２１に供給されている燃料、したがって、２番シ
リンダと組合った噴射ノスル２５に供給されている燃料
と減じ、おそらく町Ｈ目であろうが、たとえば、他のシ
リンダに供ｆ＠されている燃料（（より等しくする。こ
の適応型トルクバランス過程は、必要に応じて、速度や
負荷、あるいけ成る種の所定蝕のナベてにっｂて全シリ
ンダに対して同□な要領で継続する。その結果、ｇ７図
に示すようにほぼ均一なトルク出力金持っ１・１ぽバラ
ンスの取れたシステム？得ることができる。予選定の比
佼的高い速度では、充填変更は位相ケずらして行われる
。このような高い速度では通常エンジン＃Ｉ作が滑らが
であるからである。こうして、高い速度では、ソレノイ
ド、駆動型弁４ｏばその開放度を保つように一定に付勢
される。

この技術分野で公知のように、システムにはランダムな
づ姪勧が生じる可能性があシ、こｔＬｒ／′ｉ公知のダ
ッドバンド・ディジタル瀘波技Ｍ；ｊによって周回的な
変ｆヒから分離することができる。

第１図の直列ポンプ実施例に関連した説明した適応型ト
ル、り制・卸ポンプ・システムは、実際に、燃料低減モ
ードで作動する。よって、他のシリンダよシも高い速度
で作動している１つまたはそれ以上のシリンダへ送られ
る燃料量が必要に応じて減じられて速度を調節し、これ
らシリンダの各々のトルク出力金地のシリンダのそれに
ほぼ等しくシ、その結果、全シリンダがほぼ均一なトル
ク出力を発生する。

供給流路１２内の計量弁１６と並列に設置した二次入口
供給流路４１を通る燃料を制御するようにソレノイド駆
動型弁４０′金配置した第２図の並列ポンプ配置では、
計量弁１６は、第１プログラム例（（おいて、通常、噴
射ポンプ手段２１に送られる一次計量燃料供給−ｉｔ　
ｋ　ｔｌｊｌＪ　’ｆＲするようにも作動する。この並
列ポンプ実施例ではソレノイド弁４ｏは、必要に応じて
、所与の１つまたはそれ以上のシリンダに放出するため
の噴射ポンプ手段２１への付加的な燃料流敏を、他のシ
リンダに対する速度が低いということによって決定てれ
るように与えることもできる。そればよって、種々のシ
リンダの速度をほぼ吻等化し・、したがって、トルク出
力全均等化することができる。

この並例ポンプ実施例、によびそれに組合わせた通人６
性トルクバランス取り用電子制御氏電力源は、実際ＫＸ
燃料追加モードで作動し、それによって、１つまたけそ
ｒＬ以上のシリンダに送られる燃料量を必要に応じて増
加させ、これらのシリンダのトルク出力ｋ　（ＩＪ２の
シリンダのそれにほぼ等しいように１調節し、エンジン
の全シリンダのトルク出力をほぼ等しくすることができ
る。

Ｐｒび６−シリンダ・エンジンの第４図に示す上記例を
参照して、ここでは、１．３．４．５．６番のシリンダ
がｌユぼ等しいトルク出力を発生するように作動してい
るが、２ａのシリンダの速、変信号は平均トルク出力よ
シも高いこと２示している。

今や当業者には明らかＫなったものと考えるが、第２図
実施例の並列ポンプの適応性ポンプ・システムでは、燃
料訂正変更子パルスが、１．３．４．５．６番のシリン
ダの充填サイクル中に、たとえば、ソレノイド駆動型弁
４０′に与えられ得る。それにより、これらのシリンダ
のトルク出力を２番シリンダの発生するトルク出力まで
増大させることができる。

こうして、図示し、説明したポンプ実施例および作動実
施例に関して、第１図の直列ポンプ実施例では、燃料が
速度が平均値を毬えている単数または復数のシリンダか
ら減じられ、第２図の並シＩＪポンプ実施１利では、速
度がエンジンのシリンダのすべてについての平均値より
も小式い単数または復数のシリンダに燃料が追加される
。

しかしながら、生産ティーせルエンジンでは、通常、１
つまたはそれ以とのシリンダの？［は、エンジンの全シ
リンダのモ均速度より上下に踊たる可能性があるので、
好寸しい適、芯型トルク制向システムでは、平均変更パ
ルス幅信号が第１図の直列ポンプ実、雉例の場合にはソ
レノイド駆動型弁４０へ、第２図り）並列ポンプ実、癩
例つ場合にけンレノイド弁４０′に与えられる。

したがって、電子側・御俗は、平均充填変更パルス幅信
号、すなわち、ポンプ分配器ロータの回４云甲に各シリ
ンダに一整合する充填ポートの所定の充填角度にわたる
パルス幅信号ｒセットしく第１図の直列ポンプ実施例で
は減少充填、第２図の並クリポンプ実施例では増加光＊
）、次に、必要に応じて正負の燃料量充填変更子を加え
てエンジン動作ケ円隋ｆヒするようにプログラムきれる
。好１しくは、充填変更子の平均かゼロとなるようにセ
ットされ、変更子の変化に従うアイドル速度変ｆヒを抑
える。もつと高い速度では、平均充填変更および変更子
は位相をずらした状態にある。高い速度では、エンジン
動作の円Ｒ（どは通常不要だからである。

こうして、第８図で最も良くわかるように１第１図の直
列ポンプ実施例では、平均充填変更パルス幅信号はソレ
ノイド駆動型弁４０に与えられ、このソレノイド駆動型
弁４０け、ポンプ５を組込んだエンジン・シリンダ（図
示例でけ６シリンダ）のすべてに整合する充填ポートに
対する所定の一定の平均遅延対充填変更角だけ遅れて付
勢される。明らかなように、この一定平均遅延対充填変
更は、通常、全シリンダに送る燃料量を減じることにな
るので、燃料計量弁１６を普通のアイドル調節ねじ（図
示せず）Ｋよって初めアイドルで燃料を増やす回転位置
まで調筋し、ソレノイド駆動型弁に与えられるよシ短い
平均パルス幅信号全補正する。

このような平均変更パルス幅を利用した場合、第８ａ図
て示すように正負の燃料量充填変更子を加えることがで
き、それによって、平均速、変の上下にあるシリンダ、
図示例では２４ｆと３番のシリンダに対する燃ｆ４准変
更子全智Ｊ減することができ、それによって、トルク出
力を他のシリンダのトルク出力にほぼ等しいものとする
ことができる。

第９回合参照して、ここには、平均充填指令パルス幅ケ
、たとえば２番のシリンダにポンプ充填ポートが整合し
ている時間間隔に対して幅減少をどのように行うかをグ
ラフで示しである。ソレノイド駆動型ｆｆ４０が腫々の
シリンダに対してｌｌ！１勢された−１．まであるとき
の実際の遅延対充填角は、この図に示す適応型トルクバ
ランスアルゴリスムを備えた制・卸２ｉ７５４によって
プログラムすることができる。

こうして、第９図て示すように、第８図の例を参照して
、第９図の式２で計算した負の充填変更信号は平均の一
定充填遅延信号に加えられ、その結果、実際に、２番の
シリンダに与えられるパルス幅信号が減じられ、ポンプ
５のこのシリンダへの燃料供給量が少なくなる。

もちろん、たとえば、３番のシリンダに対するプラスの
充填変更子は、一定の充填遅延信号に加えられたとき、
パルス幅信号を高め、その結果、ポンプ５がこのシリン
ダに供給する燃料は増えることＫなる。

同じ目的で、比較的小はい、平均一定充填変更パルス幅
信号は、第２図の並列ポンプ実施例のソレノイド駆＠型
升４０′に与えるようにプログラムすることもできる。

この場合、追加燃料の少酸が第１０図π示すように全シ
リンダの噴射ポンプ手段２１に供給されるよぅにプログ
ラムが組まれることになる。

全シリンダに供給すれているこのプログラムに、連相し
た燃料全補正するためには、燃料計量弁１６は、普通の
アイドル調節ねしく図示せず）によって伐る回吠位１置
まで調節きれる。この回転位置で、所望に応じてアイド
ルでの燃料が少なくなり、ソレノイド弁４０′および二
次流路４１を、経て噴射ポンプ手段２１に供給される追
加燃料を調節することＫなる。これは上述の充填変更パ
ルスによって行われる。

このような平均充填変更パルス幅信号全使用した場合、
第１０図に示すように正、負の燃′Ｎ惜充填変更子を加
えて平均速度の上下にあるシリンダ、図示例では３番と
２番のシリンダについての燃料量変更子を増威し、した
がって、これらのシリンダのトルク出力が他のシリンダ
のトルク出力にほぼ等しくなる。

パルス幅制御についてのｊｌ、陥は、ベースパルス幅、
すなわち、平均の一定充ＪｔＡ変更パルス幅のプラスマ
イナス２０％まで制限するのが好ましい。きらに、この
基糸は通常の過渡動作でパルス訂正を制限するように制
限されるのが好ましい。

当業者にけ明らかとなったように、たとえば、第１図の
直列ポンプ実施例１（おける計量室１４への燃、料の流
れは、第７．１０図に関連した図示し、説明してきたよ
うＫｆ、填サイクルの開始でＩＩ　ｔすることもできる
し、あるいけ、所望に応じて、パルス幅信号の通常の、
終シになる前にソレノイド弁を消勢することによって充
填サイクルの終りに向って１湿止することもできる。

こうして、普通の回転分配型燃料噴射ポンプについて、
ここに、必要に応じて燃料の量を変更してシリンダ速度
、シたがって、トルク出力全変更し、それによって全シ
リンダからのトルク出力をほぼ等しくすることのできる
２つの配置を開示してきた。

第１図の直列ポンプ実施例では、通常開のソレノイド駆
動型ｈ型弁４０が普通の計量弁１６と直列１てその上流
側に設置βさｎ、このソレノイド駆動型ｆｆ４０に送る
パルス幅信号を増減することによって１つま′ｆＣはそ
れ以上のシリンダに対して必要に応じて燃ｉを選択的に
増減するようにした。このソレノイド、駆動型芹４０が
通常開の弁であるから、そｎを計量弁１６の上流側てそ
れと直列で設置した場合、エンジン作ｆＩｈ停止の際て
燃′Ｎａ断弁としても作動できること・；で注目された
い。

第８図の並列ポンプ実施例では、ソレノイド弁４０’は
計量弁１６で制御する一次供給流路１２と並列に設置し
た二次供給流路４１を通る流ね、を制御する位置にあり
、燃料の供給計全必要て応じて選択的罠増減できる。

いずれの１易合にも、平均充填変更値（直列実、殉例で
は減少充填、並列実施例では増加充填）をセットし、次
に、平均値にないシリンダへそれぞれ正、負の燃料量変
更子全顎え、全シリンダのトルク出力金はぼ同じにする
ととによってエンジン動作全円滑化するのが好ましい。

先に説明したように、正、負の燃料充填変更子の平均は
ゼロに等しくてこれらの変更子の変化に伴なうアイドル
速度変化を最小限に抑えなければならない。したがって
、成る特定の６−シリンダ・エンジンの場合、たとえば
、２番のシリンダの速度が全シリンダの平均速度を越え
ておシ、３番のシリンダの速度がそれよシも下にある場
合には、２酢のシリンダが余分に大きい負の訂正信号全
必要としており、３番のシリンダがほんの少しの正信号
を必要としているのであるか６、付〃ｎ的ンク小はい正
信号を必要に応じて３番のシリンダの他に１．４．５．
６のシリンダに与え、これら正、負の充填変更信号をぎ
口にセットすることができる。

このプログラム配置では、これらの充填変更信号はエン
ジン速度の増大に応じて徐々に位相をずらし、アイドル
でのエンジンの適応型トルクバランス制御からエンジン
の成る所定の高速度作動までの移行を行い、エンジン動
作の急激な変化を避けることができる。

本発明全特定の実施例について説明してきたが、発明を
この詳細に限定するつもりはない。なぜならば、発明の
範囲から逸脱することなく当業者にとって種々の変更を
行い得ることか明らかであるからである。たとえば、図
示構造では、ソレノイド駆動型弁が通常開の形式；Ｃあ
るが、通常開の弁全使用することもできるし、また、直
列ポンプ実施例では、ソレノイド弁を所望に応じて計、
庶弁のＴ流１ｃｑ＋＋に設置することもできることは明
らかでるる。

さらｊテ、エンジンの個々のシリンダの分担をほぼバラ
ンスさせるように作動するポンプ実施列を説明してきた
が、所望に応じて、個々のシリンダの分担のバランスを
崩すことｔ意図的に行って、たとえば、粒子トラップを
通るシリンダ排出排ガスの排気温度を高めたり、あるい
は、成る種の条件下で有害排出物や騒音の１７ＩＩ　Ｔ
ｎと行ったりするよって作動させてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は多シリンダ・エンジンで用い６回、　　　　　
転分配型燃桐噴肘ポブプの概略回路図であって、移送ポ
ンプからポンプ・ユニットの噴射ポンプ要素に通じる好
適の機械的な計肝弁制御式入口流路と直列に燃料流＠を
制御部するソレノイド駆動型弁を組込んだ状轢を示す図
；第２図は第１図と同様の回」蔽分配型燃料噴射ポンプ
の概略回路図であって、移送ポンプ金ポンプ・ユニット
の１貞射ポンプ要素に接続する入口流路を通る燃料流を
制御するように、普通の機鍼氏計、癒弁と並列に設置し
た、ソレノイド駆動型弁制御式；然料流路を１組込んだ
状態會示す図； 第３図はソレノイド弁およびそれＩ（対応するディービ
ルエンジン金持ち、ソレノイド駆動型弁べ接続した適応
性トルクバラン、喉り用醒子制御式庫力源金有するエン
ジン駆（式回転分配型燃′Ｎ償村ポンプの概略ブロック
ダイアグラム図。 第４図け６−シリンダ・エンジンの種々の時間間隔での
シリンダ回転数速度変化のグラフでｅ！りシ、それぞｎ
のシリンダのほぼ上死点位ｉｆを示す図： 第５図（ま第１図のポンプ実施例においてソレノイド弁
の１つの実施例に応用できるベースパルス幅信号のダイ
アグラム図： ｇ６図は第５図に類似した・タイアゲラムで４、”＋７
１＋、ｆ、ｚ＠のシリンダのサイクルに対する変更した
パルス幅を示す図； 第７図′ｒｒ、第５図て類似したグラフであるが、各シ
リンダからのほぼ均一なトルク出力を示すほぼバランス
のＪ収れたシリンタ速変を示す図； 第８図および第８ａ図は第１図つポンプ実施例のソレノ
イド駆−動型弁に与えらｎる平均の一定変更パルス信号
のグラフであって、この信号音そｎぞれ正、負の燃料充
填変更子で変更する状、ｇを示す図； 第９図は第８ａ図に示すような負の充填変りｙ子によっ
て、第１図の燃料ポンプ実施列においていかにしてエン
ジンの２番のシリンダへの燃料を減じるかを示す適応型
シリンダバランス機能のダイアグラム図； 第１０図および、第１０，１図はそれぞＪｌ、第８図お
よびｍ　８　ａ図りて類似したグラフであるが、第２図
のポンプ実施例のソレノイド駆動型弁の作動に応用した
列金示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ５・・エンジン駆動式回転分配型燃料噴射ポンプ、 １０・・・供給タンク、１１・・・移送ポンプ、１２・
・・入口供給流路、　　１４・・・計量弁室、１５・・
・ガバナー、　　１６・・計量弁、１８・・・ロータ流
路、　　２０・・・分配器ロータ、２１・・・噴射ポン
プ手段、２２・・プランジャ、２３・・・カム・リング
、　　２７・・・燃料室、３１・・・もどり管路、　　
３２・・・調圧器、３４・・燃料フィルタ、３５川燃料
供給ポンプ、３６・・・タイミング制御機構、 ４０・・・ソレノイド駆動型弁、 ４１・・二次入口供給流路、４０′・・ソレノイド弁、
　　５１・・・磁気ピンクアップ、５２・・・クランク
軸、５３・・・エンジン、　　５４・・・電子制御器、
５５・・ソレノイド・ドライバ 曽ｒら→ 内ｇ 第１頁の続き ０発　明　者　マーク・ビー・センターアメリカ合衆国
４８０７１ミシガン ・マジソン・ハイツ・イースト ・トウウエルブ・マイル・ロー ド１０２１ ０発　明　者　ジョン・イー・オーセンアメリカ合衆国
４８０３８ミシガン ・レオナルト・ロチニスター・ ロード２８００

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　エンジン駆動式分配型燃料噴射ポンプとディーぎル
   エンジンの組合わせであって、ポンプが、放出流路手段
   ？経てエンジンのシリンダと組合った複数の燃料ノズル
   に順次加圧燃料を供給するようになっている噴射ポンプ
   噴射ポンプ手段および分配器手段を内部に装着したハウ
   ジング手段と、入口流路手段を経て噴射ポンプ手段に燃
   料全供給するための移送ポンプと、入口流路手段内に設
   置式れ通常は噴射ポンプ手段への燃料の流敬ヲ制御する
   ようになっているカバチー制御型機械式計量弁と合計む
   エンジン駆動式分配型燃料噴射ポンプとディーゼルエン
   ジンの組合わせにおいて、 前記ポンプが前記移送ポンプと前記噴射ポンプ手段との
   間の位置で前記入口流路手段と作動状態で組合わせたソ
   レノイド作動式弁手段と、ソレノイド駆動型弁手段に接
   続し′ｆｃ適応型トルクバランス用電子制御式電力源と
   全包含し、前記ソレノイド駆動型弁手段が前記移送ポン
   プから前記噴射ポンプ手段に向う燃料の計量弁制御を補
   うべく作動し、その結果、噴射ポンプ手段へ、そしてこ
   の噴射ポンプ手段から各シリンダのそれぞれの噴射ノズ
   ルに行く燃料の流量全エンジン動作およびエンジンのそ
   れぞれのシリンダ間の予じめ選定された移動度あたシの
   増分速度差の関数として制御するようになっていること
   を特徴とするエンジン駆動式分配型燃料噴射ポンプとデ
   ィーゼルエンジンの組合わせ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のエンジン駆動式分配型
   燃料噴射ポンプとディーゼルエンジンの組合わせばおい
   て、 前記ツレノーイド駆動型弁手段が前記移送ポンプと前記
   噴射ポンプの間の直列位置で前記入口流路手段全作動状
   態で組合わせてるり、前記ソレノイド弁手段に接続した
   前記適応型トルクバランス用電子制御式電力源がエンジ
   ンのシリンダの有効速度を測定すべくエンジンと作動状
   態で組合わせた速度感知手段を包含し、前記適応型トル
   クバランス用電子制御式電力源が前記ソレノイド駆動型
   弁手段全付勢して前記移送ポンプから前記噴射ポンプ手
   段への燃料流量の制量弁制御を補正するように作動し、
   噴射ポンプ手段へ、及び噴射ポンプ手段から各シリンダ
   のそれぞれの噴射ノズルへの燃料の流量を、シリンダの
   トルク出力がほぼ互いに等しくなる所定のエンジン作動
   範囲ケ越える、エンジンのそれぞれのシリンダ間の予じ
   め選定された移動度あたシの増分速度差の関数として制
   御することケ特徴とするエンジン駆動式分配型燃料噴射
   ポンプとディーゼルエンジンの組合わせ。 ３　％許請求の範囲第１項記載のエンジン駆動式分配型
   燃料噴射ポンプとディーゼルエンジンの組合わせに２い
   て、 二次人工流路手段が前記入口流路手段に接続してあり、
   燃料の流れ方向に対する関係で二次入口流路手段の一端
   が前記計量弁の上流に、及び反対端がその下流に位置し
   ておシ、前記計量弁と並列になっている人口流路を構成
   しておシ、前記ソレノイド駆動型弁手段が前記二次入口
   流路手段と作動状態で組合わせであることｔ％徴とする
   エンジン駆動式分配型燃料噴射ポンプとディーゼルエン
   ジンの組合わせ。 ４　特許請求の範囲１〜３項のいずれか１つに記載のエ
   ンジン駆動式分配型燃料噴射ポンプトチイーゼルエンジ
   ンの組合わせにおいて、 前記適応型トルクバランス用電子制御式電力源がそれぞ
   れのシリンダ内の燃焼事象間の時間差に相当する信号全
   発生する手段と、以下のアルゴリズムに従って前記ソレ
   ノイド駆動型弁手段への電気信号を制御するのに使用さ
   れるシリンダ速度差に基づいて燃料変更子信号を較正す
   る手段とを包含し、前記のアルゴリズムが、 新燃料変更子シリンダミニ旧燃料変更子シリンダｉ　＋
   に＋（（ＴＩ　−Ｔ２　）ｉ　−平均（Ｔ、　−Ｔ２＞
   ’）であり、ここで、 ＴＩ−シリンダ１１　シリンダ１＋１の燃焼事象出の角
   度間隔の初期部分の時間、 Ｔ２−シリンダ１　、シリンダｉ−＋１の燃焼事象間の
   角度間隔の後期部分の時間、 Ｋ、−子しめ選定された積分利得因子 であることを特徴とするエンジン駆動式分配型燃料噴射
   ポンプとディーゼルエンジンの組合わせ。 ５　特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１つ
   の項に記載のエンジン駆動式分配型燃料噴射ポンプとデ
   ィーゼルエンジンの、徂合わせに２いて、 前記適応型トルクバランス用電子制呻に電力源が、前記
   ソレノイド弁手段にベースパルス幅付勢信号を与える手
   段と、前記ベースパルス幅付勢信号ヶ変更する変更子手
   段と全包含し、この変更子手段がシリンダ速度差に相当
   する信号？発生する手段と、以下のアルゴリズムに従っ
   てシリンダ速度差に基づく各シリンダに対する燃料変更
   子１　　　信号を較正する手段とを包含し、前記アルコ
   リズムが、 新燃料変更子シリンダ　：旧燃料変更子シリンダＨ＋　
   Ｋ　１　（（ＴＩ　　Ｔ２　）　＋−乎均（’ｒ＋−Ｔ
   ２）） で必り、ここで、 Ｔ、＝シリンダＩ、シリンダ！＋１の燃焼事象間の角度
   間隔の初期部分の時間、 Ｔ２＝シリンダ１、シリンダｉ＋＋の燃焼事象間の角要
   間隔の後期部分の時間、 Ｋ、＝予選定積分利得ファクタ であることを特徴とするエンジン駆動式分間型燃料噴射
   ポンプとディーゼルエンジンの組合わせ。 ６　％許請求の範囲前項のいずれか１つの、頃に記載の
   エンジン駆動式分配型燃料噴射ポンプとディーゼルエン
   ジンの組合わせにおいて、 前記ソレノイド駆動型弁手段が前記移送ポンプ手段の各
   圧送サイクル毎に一度パルスを受けて前記移送ポンプか
   ら前記噴射ポンプ手段への燃料の流量の計量弁制御に入
   ロ計量トリムケ行うようになっていることを４ｉ￥徴と
   するエンジン駆動式分配型燃料噴射ポンプとディーゼル
   エンジンの紺合わせ。