JPS59211757A - 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、ある
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、電磁弁を大形化しなければならな
い。すなわち、弁体のリフト量を大きくすべくソレノイ
ドを大聖化するとともに、弁体のソレノイド嵌入部分も
大きくする必要があシ、と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、本出願人社特願
昭５７−９９０３１号において、リリーフポートを２つ
設け、一方のポートは電気式弁によって開閉し、他方の
ポートはスツ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のテ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。仁の構造のものは、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 本発明は、かかる本出願人によシ改良された燃料制御装
置において作動の安全及び確実を確保することを目的と
する。

発明の構成 本発明においては、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
体内にスプールが軸方向に移動可能に設けられ、スツー
ルの両側にスプールの中心孔を介し相互連通される第１
及び第２の油圧室が画定され、第２の油圧室は高圧室に
直接連通すると共に第１及び第２の油圧室間の差圧で動
く前記スツールによって第２のリリーフポートに対して
開閉され、第１の油圧室内に第１のリリーフポートを第
１の油圧室に対し常時は閉鎖するようばね付勢される弁
体が設けられ、無通電時に該弁体の開放を行う電気式作
動機構が具備されている。

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ガバナ
及びタイマはなくてもよい。高圧ボンｆ１のグランジャ
１１はカップリング（図示せず）によりて軸方向に摺動
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の一端のフェイスカムｌｌａはポンプ−・ウジング４
に設けたローラリング６上のローラ６′と協力する。そ
の結果、グランジャｌｌ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。プランジャ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
であシ、プランジャ１１は図中の左方へ動きながら燃料
油をシリンダ１３とプランシャ１１の先端部によシ形成
される圧力室１３１内に吸入する。

プランジャの第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、プランシ
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。シランジャ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に噴射停止が捩水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、フィードポンプ３によシ低圧ライ
ン１７を介して低圧室２１に圧送され、低圧室２１よシ
シリンダ１３の吸入口１４に供給される。上記高圧ポン
プ１０作用によシシリンダ１３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８０ａによってポンプハウジング４
に取付けられる。ハウシンク８０の前端にディスク５０
がねじ込まれ、そのデ１スク５０の外周に環状突起５０
ａが形成され、シリンダ１３の前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
がプランシャ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ツール弁８２とよ構成る。

スプール弁８２は第２図に拡大して示す通シ、シリンダ
本体８２１、スプール８２２、スプリング８２３及びノ
ぐルブがディ８２１ｈよ多酸る。パルプボディ８２１ｈ
はハウジング８０に形成した筒状孔８０１にその肩部８
０１ａに当るまで挿入され、次いでシリンダ本体８２１
、更にはディスタンスピース４９が挿入され、前記デ１
スク５ｏによって締結保持される。

パルプがディ８２１ｈはその中心部に圧力室１３１と反
対側のスプール端部よシスプール中に向は空ひる筒状突
起部８２１ｈ−１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。しかし、その筒状突起８２１ｈ−１の外周面とス
ツール８２２の内周面とは密封を保っておムとの摺動面
を介しての燃料の流れを防いでいる。スプール８２２は
段状の外面を有しておシ、その結果スツール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８２４ｂ内にばね８
２３が配置され、その結果スプール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２０リリーフポ
ートである。第２のリリーフポート８２１ｂはシリンダ
本体８２１の筒状部に穿設され、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
を介しポンプハウジング４とパルプハウジング８との対
向端面間でディスク５０の環状突起５０ａの外周に形成
される環状リリーフ室９０に接続される。この環状リリ
ーフ室９０はシリンダ４内のリリーフ通路４１０を介し
てポンプ１の低圧室２１に連通される。

第１リリーフポートはスツール８２２の内部に延設され
るバルブボディ８２１ｈの筒状突起８２１ｈ−１の自由
端に形成され、後述の通りソレノイド弁８１によって開
閉される。

スプール８２２の、バルブボディ側の一側及びディスタ
ンスピース側の他側の夫々に油圧室８２４゜８２５が形
成され、これらはスプールに穿設した絞シ８２６によっ
て相互に連通している。第２油圧Ｎ８２５ｔｒｉ−ｆ”
４スタンスピース４９の中心孔及びディスク５０の中心
孔を介して圧力室１３１と常時連通する。スプリング８
２３は前述の通シスノール８２２がディスタンスピース
４９と当接するような付勢力を発揮し常時は第２油圧室
８２５を第２リリーフポー）８２１ｂからその連通を絶
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駆動部材８１２と、油圧室８２
４内に設けた鋼球８１２Ｃとしての弁体よ多酸る。駆動
部材８１２からは枠部８１２ｈがバルブボディ８２８内
を延びており、図示する電気式開閉弁の不作動位置では
、枠部８１２ｈの先端は第１リリーフポート８２１ａか
ら多少突出し、弁体８１２Ｃを多少持ち上げている。第
１油圧室８２４内のばね８１２ｄは弁体８１２ｃを図の
右方に即ち第１ポー）８’２１ａを閉鎖するような付勢
力を発揮している。筒状ソレノイド８１１の中心部には
駆動部材８１２の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
に近接して前記の駆動部材８１２が設けられ、ばね８１
３は枠部８１２ｈ先端が常時は弁体８１２Ｃに当接する
ような付勢力を発揮している。駆動棒８１２と筒状部材
８１５との対向面間の隙間Ｓが駆動部材８１２のリフト
に一致する。筒状部材８１５の中心にはリフト調整孔８
１５ａが穿設され、リフト調整後めくら栓８１６によシ
塞がれる。このリフト調整は、弁体のリフト量ｔ２よシ
駆動部材８１２のリフト量ｔ１が大きくなるように（例
えば１１　＝０．１２ｍ＋　＋　１２　＝０−１０ｗｎ
　）行う。これによシ、ソレノイドの駆動時、弁体８１
２ｃ４ｄ第１リリーフポート８２１ａを確実に閉鎖する
ことができる。

ソレノイド８１１はハウジング８内に形成されるソレノ
イド室８８に収納されておシ、このソレノイド室８Ｂは
、前記リリーフ通路５２と５３間のリリーフ配管系に位
置し還流燃料によってソレノイド８１１の冷却を行って
いる。

８１１ａ及び８１１ｂは、夫々ソレノイド８１１０両巻
端へのコネクタでアシ、リード＠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２ｏは、アクセル開度　、４？ポン
プ転数の信号に応じて適正な時期、適正な期間ソレノイ
ド８１１に通電する。

アクセル開度信号はアクセルペダル２１に設けたホテン
ショメータ２１１によって送信される。ポンプ回転数お
よび時期を知るだめのエンジン位相の信号は、ポンプケ
ーシング４に設ケた２個のＭＲＥ　（磁気抵抗素子）セ
ンサ４１，４２によりて送信される。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ｖ４１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＃）７２個のノ？ルス信号ヲコ
ンビーータ２０へ送シ、またセンサ４１は１回転あた＃
）１個のパルス信号をコンピータ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Ｉｌａとローラリング
６上のローラ６′とよ９成る機構で、プランジャ１１の
回転しながらの往復運動に変えられる。シランジャ１１
が第１図の左方に動く吸入ストロークのとき低圧室２１
内の燃料は吸入口１４、切欠き溝１２を介して圧力室１
３１に導入される。

シランジャ１１が右方に動くときは圧送ストロークであ
って圧力室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への通電を開始する。このとき駆動部材
８１２はばね８１３に抗して図の右方に吸引され、その
先端は比２油圧室８２４から引込み弁体８１２ｃとの係
合が外れ、弁体８１２Ｃはばね８１２ｄの力でバルブシ
ートに着座し、その結果、第１油圧室８２４は第１リリ
ーフポート８２１ａに対し閉鎖されるに至る。スプール
８２２の内周とバルブボディ８２１ｈの外周とはシール
されているため第１油圧室８，２４はリリーフ側に対し
シールされる。一方第２油圧室８２５については、スプ
ール端面がディスタンスピース４９の端面にばね８２３
によりて付勢され、かつこのとき油圧室８２５内の圧力
はとのばね８２３の設定値を超えないことから、第２リ
リーフポート８２１ｂは圧力室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内の燃料は吐出口１５、分配通路１６、デリベ
リ弁１７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等からの信号で、噴射終了（リリ
ーフ開始）時と判断したときは、制御回路１８はソレノ
イド８１１への通電を停止し、この結果、駆動棒８１２
はばね８１３の働きで図の左方に動きその先端は弁体８
１２Ｃを突つきこれを開弁に至らしめ、第１油圧室８２
４は駆動棒８１２とパルプボディ８２１ｈとの間の隙間
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８２４内の圧力は降下する。この圧力降下に
よって、油圧室８２５との圧力差は大きくな９、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、圧力室１３１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。

上述のように、弁体８１２Ｃを常時は閉とし、燃料噴射
停止即ちリリーフ開始はソレノイド８１１を消磁するこ
とによって行われる。このことは次のことを意味する。

即ち、走行中にソレノイド８１１の断線、制御回路２０
の故障によシ、電気式開閉弁８１が制御不能になること
がある。しかし、この場合、駆動棒８１２は図示のよう
に弁体８１２Ｃを押し上げ開放するよう位置する。その
結果、第１圧力室８２４は第１リリーフポート８２１ａ
を介し常時リリーフされていることになシ、圧力室の圧
力が異常に過大になることは防止される。

本実施例においては、応答性を早める為に右の、・油圧
室８２４の容積が小さくなるようにノ々ルプポディの中
心筒状部８２１ｈ−１をスプール内部に嵌入させている
。この様な構造にした場合、駆動部材８１２の先端を弁
体としシールを行ないソレノイド８１１通電時にリリー
フを行なうノーマルクローズタイプのソレノイド弁８１
では、弁体８１２が収納されるパルプボディ８２１ｈの
穴底部の弁体８１２とのシール面のラップが加工上非常
に困難でかつ駆動部材８１２の俸部８１２ｈとこれを収
納するパルプボディ８２１ｈの孔との偏心度を厳密に管
理する必要があシ、完璧なシールができない。この実施
例では鋼球８１２Ｃとのシール面は駆動部材８１２と逆
方向にあシ穴部も浅くて良い為シール面のラップが非常
に容易となシかつ、駆動部材８１２中心軸とこれを収納
するパルプボディの孔との偏心度を厳密に出す必要もな
い為、加工が非常に簡単となる。又、本実施例において
は、鋼球８１２ｃを保持するだめのスプリング８１２ｄ
をスプール８２２に設けた穴８２２ｂで行ない構造を簡
単にしている。

第１の実施例（第２図）においては、油圧室８２４の容
積を低減させる為、シール部をバケブぎディ８２１ｈと
スプール８２２の間で行なったが、第３図に示す第２の
実施例ではスプール８２２とシリンダ本体８２１０間で
シールを行なっている。その他は第１の実施例と同様で
ある。

上記各実施例においては、電気的に作用するソレノイド
弁８１を使用したが、ソレノイドに限らす磁歪効果や電
歪効果を利用した弁でもよい。

発明の効果 以上述べたように本発明では、第２の油圧室８２１ａを
ソレノイドの不作動時に１リリーフポ）８２１ａに接続
していることから、電気作動式弁８１の制御を行う制御
回路が不調となっても、最大量の燃料をエンジン燃焼室
内に噴射することがなくなる為、安全性が確保できしか
も椰実な作動を行なうことのできる燃料制御装置を得る
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、８２・・・スプール弁、１３１・・
・圧力室、８１１・・・ソレノイド、８１２・・・駆動
部材、８１２ｃ・・・弁体、８２１・・・シリンダ本体
、８２１ａ・・・第１リリーフポート、８２１ｂ・・・
第２リリーフポート、８２２・・・スプール、８２４・
・・第１油圧室、８２５・・・第２油圧室。 特許出願人 株式会社 日本自動車部品総合研究所 特許出願代理人□ 弁理士　青　木　　　朗 弁理士西舘和之 弁理士、三井孝夫 弁理士　山　口　昭　之 第１頁の続き 会社日本自動車部品総合研究所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃料噴射ノズルへ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ろって、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
   介し相互連通される第１及び第２の油圧室が画定され、
   第２の油圧室は高圧室に直接連通すると共に第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、第１の油圧室内に第
   １のリリーフポートを第１の油圧室に対し常時は閉鎖す
   るようばね付勢される弁体が設けられ、無通電時にその
   弁体を開放する電気式作動機構が具備されている燃料制
   御装置。