JPS59211756A - 内燃機関の燃料制御装置 - 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】 技術分野 本発明は、内燃機関の燃料供給装置の一部に組込まれ、
燃料噴射ノズルへの燃料供給を停止もしくは開始させる
ため、ポンプから吐出される燃料をタンクへ還流、ちる
いはこの還流を停止させる燃料制御装置に関するもので
ある。

従来技術 従来この種の燃料制御装置として、タンクへ燃料を還流
させるためのリリーフポートが電磁弁によシ開閉制御さ
れているものがあった。ところが例えば瞬時に燃料噴射
を停止すべくこのリリーフポートから大量の燃料を吐出
させようとすると、リリーフポートの流路面積を大きく
する必要があるため、電磁弁を大形化し力ければならな
い。すなわち、弁体のり７ト量を太きくすべくソレノイ
ドを大型化するとともに、弁体のソレノイド嵌入部分も
大きくする必要があシ、この結実装置全体が高価なもの
となるとともに充分な応答性が得られ難いという問題を
生じる。

かかる従来技術の欠点を解消するため、本出願人は特願
昭５７−９９０３１号において、リリーフポートを２つ
設け、一方のテートは電気式弁によって開閉し、他方の
ポートはスプールによって開閉するようにしたものを提
案している。スプールの前後にはスプールの中心孔（絞
シ）を介して相互に連通ずる第１及び第２の油圧室が形
成される。

燃料噴射の終期において電気式開閉弁は第１のポートを
開放し、第１油圧室の圧力は降下し、差圧によってスプ
ールは動き第２のポートが開放しポンプの圧力をリリー
フさせる。そのため、ポンプの圧力を瞬時にリリーフす
ることができる。この構造のものは、装置全体が小型で
、かつコストがかからないものであるにも係わらず、応
答性が高〈従来技術の欠点を解消するものである。

発明の目的 本発明の目的はかかる本出願人の提案したタイプの燃料
制御装置において油圧室シールの確実を達成する改良構
造を提供することにある。

□　発明の構成 本発明は、燃料噴射ノズルへの燃料を圧送する高圧ポン
プ内の圧力室の燃料圧力を制御する装置であって、燃料
を還流させる第１及び第２の１７１７−フポートを有す
るシリンダ本体を備え、シリンダ本体内にスプールが軸
方向に移動可能に設けられ、スプールの両側にスプール
の中心孔を介し相互に連通される第１及び第２の油圧室
が形成され、第１の油圧室は第１１のリリーフポートに
対し電気式開閉弁によって開閉され、第２の油圧室は圧
力室に常時連通すると共に第１及び第２の油圧室間の差
圧で動く前記スプールによって第２のリリーフポートに
対して開閉され、スプールは第１の油圧室を形成する円
周スプールと第２の油圧室を形成する端面スプールとに
分割され、端面スプールは円錐スプールに向けて湾曲を
なす面を形成し、鏡面に対して円周スプール円錐面が当
接するようばね付勢され、かつ円周スプールはその周面
においてシリンダ本体に密封嵌合されていることを特徴
とする。

実施例 以下本発明を具体化する実施例について説明すると、第
１図において番号１は高圧ポンプである。

高圧ポンプ１としては通常噴射ポンプとして用いられる
分配型ポンプを用いるが、高圧ポンプにおいてはがパナ
及びタイマはなくてもよい・高圧ポンプ１のグランジャ
１１はカップリング（図示せず）によって軸方向に摺動
は許容した上で駆動軸５に連結され、かつプランジャ１
１の一端の７工イスカムｌ１ｍはバ？ンゾハウジング４
に設けたローラリング６上のローラ６′と協働する。そ
の結果、シランジャ１１は、図示しないエンジンによっ
て駆動され、エンジンの棒の回転で同期して回転及び往
復動を行なう。シランジャ１１の第１の切欠き溝１２が
シリンダ１３の吸入口１４と導通している時が吸入行程
でちシ、グランジャ１１は図中の左方へ動きながら燃料
油をシリンダ１３とグランジャ１１の先端部によ多形成
される圧力室１３１内に吸入する。グランジャの第２の
切欠き溝１５とシリンダ１３の吐出口１６とが導通して
いる時が吐出行程であシ、プランジャ１１は図中の右方
へ動きながら燃料油を圧力室１３１から切欠き溝１５、
吐出口１６、吐出弁２３を経て高圧ライン１８に送り出
す。プランジャ１１が右方へ動き始める時期は、噴射ノ
ズル２に噴射開始が要求される時期よシも十分に早く、
又右方への動きを停止する時期は、噴射ノズル２に噴射
停止が要求される時期よシも十分に遅くなるような固定
された時期が与えられている。

タンク７内の燃料は、フィードポンｆ３によシ低圧ライ
ン１７を介して圧送され、シリンダ１３の吸入口１４に
供給される。上記高圧ポンプ１の作用によシシリンダ１
３の吐出口１６から吐出された燃料は高圧ライン１８を
介して噴射ノズル２へ供給される。圧力室１３１の圧力
は次に述べるように燃料制御装置８によシ制御される。

燃料制御装置８は筒状ハウジング８０を備え、このハウ
ジング８０はねじ部８０ｍによってポンゾハウジング４
に取付けられる。ハウジング８０の前端にディスク５０
がねじ込まれ、そのディスク５０の外周に環状突起５０
ａが形成されシリンダ１３の端面にシールを確保するよ
うに押付けられ）これによって前記の圧力室１３１がプ
ランジャ１１、シリンダ１３及びディスク５０によって
形成される。

燃料制御装置８は電気式開閉弁としてのソレノイド弁８
１と油圧式開閉弁としてのスプール弁８２とより成る。

スプール弁８２は第２図に拡大して示す通り、シリンダ
本体８２１、スプール８２２、スプリング８２３より成
る。後述の通シスプール８２２Ｆｉ端面スグール８２２
“と円周スプール８２２′とよシ成る。パルプがディ８
２１ｈ、シリンダ本体８２１、ディスクトスピース４９
は前記ディスク５０によって締結保持される。パルプデ
ディ８２１ｈはその中心部に圧力室と反対側のスプール
端部よりスプール中に向は突びる筒状突起８２１ｈ−ｉ
を有し、この筒状突起８２１ｈ−１に対して前記スプー
ル８２２は軸方向に摺動自在に嵌合される。前述の通シ
スノール８２２は円周スプール８２２′と端面スプール
８２２“とよシ成シ。円周スプール８２２′はシリンダ
本体８２１に対しシールを保って摺動自在に嵌合される
。端面スプール８２２＃は一端の平坦部はディスタンス
ピース４９に当接し、他端の球状部８２２’−１は、円
周スプール８２２′の一端の円錐部８２２’−１に当接
する。

円周スプールは段状内面を有しておシ、その結果スプー
ル８２２とシリンダ本体８２１との間に環状スプリング
室８２４ｂが形成される。この環状スプリング室８２４
ｂ内にばね８２３が配置され、その結果スプール８２２
の端面スプール８２２“はディスタンスピース４９に当
接するよう付勢されている。

８２１ａ及び８２１ｂは夫々第１及び第２のＩＪ　ＩＪ
−フポートである。第２のリリーフポート８２１ｂはシ
リンダ本体８２１の筒状部に設置され、その外端部はシ
リンダ本体の周囲の環状通路５１、及び戻し通路５２及
び５３を介してポンプノ・ウジング４と筒状ハウジング
８０との対向端面間でディスクの環状突起５０ａの外周
に形成される環状リリーフ室５４に接続される。この環
状リリーフ室５４はシリンダ１３内のリリーフ通路１３
′を介してポンプの低圧室２１に連通される。

第１リリーフポー）８２１ａはスプール８２２の内部に
延設されるパルプがディの筒状突起８２１ｈ−１に形成
され、後述の通シンレノイド弁８１によって開閉される
。

円周スプール８２２′と端面スプール８２２Ｎとパルプ
ゲディ８２１ｈとの間は第１油圧室８２４を形成し、−
万端面スプール８２２′とディスタンスピース４９との
間は第２油圧室８２５を形成し、これらは端面スプール
８２２＃に穿設される絞シ８２６によって相互に連通し
ている。第２油圧室８２５はディスタンスピース４９の
中心孔及びディスク５０の中心孔を介し圧力室１３１と
常時連通される。前述の通りスプリング８２３が設けら
れ、このスプリング８２３は円周スプール８２２′の円
錐部８２２’−１が端面スプール８２２′の球面部８２
２ξ１に当接するような付勢力を生じ、さらに端面スプ
ール８２２’　ラブイスタンスぎ一ス４９に押しつけ、
第２油圧室８２５を第２リリーフポー）８２１ｂから連
通を絶っている。

電気式開閉弁８１は筒状ソレノイド８１１と、その中心
部に軸方向可動に設けた弁体８１２とを備える゛。弁体
８１２からはニードル８１２ｈがパルプがディ８２１ｈ
内に延びておシ、その先端は第２リリーフポート８２１
ａのところに位置している。

筒状ソレノイド８１１の中心部にはバルブリフトのアジ
ャスタとしても機能する筒状部材８１５が位置している
。筒状部材８１５の一端に近接して前記の弁体８１２が
設けられ、ばね８１３はニードル８１２ｈ先漏が常時は
弁座に当接するような付勢力を発揮している。弁体８１
２と筒状部材８１５との対向面間の隙間が弁体のす７Ｆ
に一致する。

筒状部材８１５の中心にはリフト調整孔８１５ａが穿設
され、リフト調整後めくら栓８１６により塞がれる。

ソレノイド８１１はハウジング８０内に形成されるソレ
ノイド室８８に収納されており、このソレノイド室８８
は、前記リリーフ通路５３と５３間の１７１７−７配管
系を構成している。

８１１ａ及び８１１ｂは、夫々ソレノイド８１１の両巻
端へのコネクタでちシ、リード線６１．６２によって、
ソレノイド弁８１への通電制御を行う制御回路２０に結
線される。制御回路２０は、アクセル開度、ポンプ回転
数の信号に応じて適正々時期、適正な期間ソレノイド８
１１に通電する。

アクセル開度信号はアクセルペダル２１に設けたポテン
ショメータ２１１によって送信される。ポンプ回転数お
よび時期を知るためのエンジン位相の信号は、ポンプケ
ーシング４に設けた２個のＭＲＥ　（磁気抵抗素子）セ
ンサ４１．４２によって送信される。センサ４２はプラ
ンジャ１１を回転駆動するドライブシャフト５に固定さ
れた歯車５１の凹凸を検出し、センサ４１は歯車５１の
外周近傍の側面に設けられた１個の突起５１１を検出す
る。すなわちセンサ４２は５°間隔に設けられた歯の凹
凸を検出し、１回転あたり７２個のノ９ルス信号をコン
ピュータ２０へ送シ、またセンサ４１は１回転あた９１
個のノぐルス信号をコンピュータ２０へ送信する。コン
ピュータ２０はこれらの信号によって、噴射開始時期、
終了時期を演算しソレノイド８１１への通電を行なう。

入力軸５の回転は、フェイスカムｌｌａ、！：ローラリ
ング６上のローラ６′とよ構成る機構で、プランジャ１
１の回転しながらの征伐運動に変えられる。プシンジャ
１１が第１図の左方に動く吸入ストロークのとき低圧室
内の燃料は吸入孔１４、切欠き溝１２を介して圧力室１
３１に導入される。

プランジャ１１が右方に動くときは圧送ストロークであ
りて圧力室１３１内の燃料は加圧を受ける。

プランジャ１１が圧送ストロークを行う際、センサ４１
．４２等からの信号によって制御回路２０は噴射期間を
演算し、噴射期間（リリーフ停止）と判定したときは、
ソレノイド８１１への通電を停止する。このとき弁体８
１２はばね８１３によって図の左方に押され、ニードｙ
　８１２　ｈの先端は第１リリーフポート５ｚｉａを塞
ぐ。更には、スプール８２２の円周スプール８２２′は
シリンダ本体８２１との摺動面をシールし、円周スプー
ル８２２′と端面スプール８２２“とは相互に当接する
円錐面８２２’−１と球面８２２”−１とでシールされ
る。

（シール機能の万全のため、これら円錐面８２２′−１
と球状面ｓ　２２”−１とは研摩、ラップ仕上が施され
ている）。このようなシール構造によって第１油圧室８
２４はリリーフ側にシールされる。一方、第２油圧室に
ついては、端面スプール８２２“がディスクンスビース
４９にばね８２３によって付勢され、かつこのときの第
２油圧室８２５内の圧力はこのばね８２３の設定値を超
えないことから１第２リリーフポー）８２１ｂは第２油
圧室８２５に対して閉鎖されている。従って、燃料制御
装置のリリーフ系は全て閉じ、圧力室１３１内の燃料は
切欠き１５、吐出口１６、吐出弁２３、高圧ライン１８
を介して噴射ノズル２に供給され、噴射が行われる。

次に、センサ４１．４２からの信号で、噴射終了（リリ
ーフ開始）時と判断したときは、制御回路はソレノイド
８１１への通電を行い、この結果、弁体８１２はばね８
１３に抗して図の右方に動き、第１リリーフポート８２
１ａを開放し、その結果第１油圧室８２４ｕ、ニードル
８１２ｈとパルプがディ８２１ｈ間の隙間を介して環状
リリーフ通路５１に開口する。そのため、第１油圧室８
２４内の圧力は降下する。この圧力降下によって、第１
油圧室８２５との圧力差は大きくなシ、スプール８２２
はばね８２３に抗して図の右方に変位し、その結果、第
２圧力室８２５は第２リリーフポー）８２１ｂに連通し
、圧力室１３１の圧力は降下し、噴射ノズル２からの燃
料噴射は停止される。

本発明構造では第１油圧室８２４のシールはスプール８
２２を２分割し、円周スプール８２２′によって対シリ
ンダ本体８２１の、端面スプール８２２Ｎによって対デ
ィスタンスピース４９のシールを行っている。このよう
に、スプールの端面、円周面でのシールを各々別個に行
々うため、面角度を厳密に出さなくてもシールは確実に
行なえかつ、加工上も容易にかつ精度よく行なえる。又
スプールを分割しても作動上は、全く同様の動きをする
。

第２図の実施例においては、スプール８２２を付勢する
スプリング８２３をスプール８２２とバルブがディ８２
１ｈの間に設けたが、第３図の実施例では、スプール８
２２とシリンダ８２１ｃの間に設け、第２図ではスプー
ル８２２の円周スプール８２２′とシリンダ本体８２１
ａの間でシールを行なっていたのを、第３図に示すごと
くパルプボディ８２１ｈとスプール８２２の内周部によ
りシールを行なっている。この場合、油圧室８２４の容
積を第２図と比較して一層小さくすることが出来、燃料
制御弁８の応答性が良好となる。

本実施例に分いては電気的に作用する７１７７４１升８
１を使用したが、ソレノイドに限らず、磁歪効果や電歪
効果を利用した弁でも良い。

発明の効果 スツールを円周スツールと端面スプールとで２分割構造
にすることによシ、加工上の困難を伴うことなく確実な
シールを行うことができる・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を備えた燃料供給系の全体構成図 第２図は本発明の装置の第１実施例の拡大断面図 第３図は第２実施例の拡大断面図。 １・・・高圧ポンプ、２・・・燃料噴射ノズル、８１・
・・電気式開閉弁、２２・・・スプール弁、１３１・・
・圧力室、８１１・・・ソレノイド、８２１・・・シリ
ンダ本体、８２１ａ・・・第１リリーフポート、８２１
ｂ・・・第２リリーフポート、８２２・・・スプール、
８２２’・・・円周スプール、８２２′−１・・・円錐
部、８２２’・・・端面スプール、８２２”−１・・・
球面部、８２４・・・第１油圧室、２５・・・第２油圧
室。 第１頁の続き ０発　明　者　液送和英 西尾市下羽角町岩谷１４番地株式 ％式％

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃料噴射ノズルへの燃料を圧送する高圧ポンプ内の
   圧力室の燃料圧力を制御する装置であって、燃料を還流
   させる第１及び第２のリリーフポートを有するシリンダ
   本体を備え、シリンダ本体内にスプ、−ルが軸方向に移
   動可能に設けられ、スプールの両側にスプールの中心孔
   を介し相互に連通される第１及び第２の油圧室が形成さ
   れ、第１の油圧室は第１１の１７　リーフポートに対し
   電気式連通ずると共に第１及び第２の油圧室間の差圧で
   動く前記スプールによって第２のリリーフポートに対し
   て開閉され、スプールは第１の油圧室を形成する円周ス
   プールと第２の油圧室を形成する端面スプールとに分割
   され、端面スプールは円錐スプールに向けて湾曲をなす
   面を形成し、鏡面に対して円周スプール円錐面が当接す
   るようばね付勢され、かつ円周スプールはその周面にお
   いてシリンダ本体に密封嵌合されている燃料制御装置。