JPS60147544A - 分配型燃料噴射ポンプ - 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】 本発明は分配型燃料噴射ポンプに関し、特に小型化及び
構造の簡略化を図った分配型燃料噴射ポンプに関する。

分配型燃料噴射ポンプの噴射量及び噴射時期を電気的に
制御する所謂電子制御は例えば特開昭５５−５７６５８
号公報に記載されたものがある。これはコントロールス
リーブをロータリソレノイドで駆動するとことにより噴
射量を制御し、タイマ機構のタイマピストンの高圧側の
圧力を電磁弁により調圧することにより噴射時期を制御
するように構成されている。この燃料噴射ポンプは噴射
時期等を機械的に制御するメカニカルタイプに比してガ
バナ部分が不要となり、その分構成部品が少なくて済む
反面、各種センサ及びコントロールユニット等を必要と
するために総体的にはＩｌｌ造コストが上昇するという
問題があった。

斯かる問題を解消すべく、ガバナ及びタイマ機構を廃止
し電磁弁の開閉制御により噴射量及び噴射時期を制御す
る分配型燃料噴射ポンプが提案されている（特開昭５７
−９１．３６６号公報）。これはポンプからプランジャ
頭部側に画成される高圧室に燃料を供給する通路途中に
電磁弁を配設し。

この電磁弁の開閉制御により噴射量及び噴射時期を制御
するものである。ところがかがる噴射ポンプはその横進
上噴射弁に高圧燃料を圧送する際に当該高圧燃料圧が前
記電磁弁の開弁方向に作用するために、この燃料圧に抗
して電磁弁の弁体を押圧して閉弁させるばね力を強く設
定することが必要となり、これに伴ない開弁時には前記
ばね力に抗して弁体を開弁させるための大きな＠磁カを
必要とし、この結果電磁弁が必然的に大型化するという
不具合がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、コントロー
ルスリーブ及び油圧式タイマを廃止して電磁弁の開閉制
御により噴射量及び噴射時期を制御すると共に当該電磁
弁の駆動力を小さくし、併せて前記電磁弁の制御装置を
噴射ポンプに一体的に取付けることにより、小型且つ構
造の簡略化を図ることを目的とする。この目的を達成す
るために本発明においては、機関の回転に関連して回転
及び往復動するプランジャにより当該プランジャの端部
に画成される高圧室内に吸入せる燃料を圧縮し且つ前記
機関の各気筒に分配する分配型燃料噴射ポンプにおいて
、前記噴射ポンプのポンプハウジングに一体的に設けら
れ前記機関の回転に関連して駆動されるフィードポンプ
から圧送される燃料が充満される燃料室と、前記ポンプ
ハウジングに装着され前記燃料室と前記高圧室とを連通
ずる通路を開閉するスプール型の高速電磁弁と、前記機
関の運転状態を検出して相応する信号を出力する検出手
段と、前記燃料室内に配設され前記運転状態を示す信号
により燃料噴射時期及び噴射量を算出して前記高速電磁
弁を制御する電子制御装置とを備えた分配型燃料噴射ポ
ンプを提供するものである。

以下本発明の一実施例を添附図面に基いて詳述する。

第１図は本発明を適用した分配型燃料噴射ポンプの縦断
面図を示し、ポンプハウジング１内に回転自在に軸支さ
れ一端か機関の出力軸に連結される駆動軸３の他端には
燃料タンク（共に図示せず）から燃料を吸入加圧し５て
後述する燃料室３０内に圧送するフィートポンプ４が着
され、更に端部外側には複数のローラ６が放射状に所定
間隔で回転自在に配置されたローラホルダ７が遊嵌して
配設され、フィードポンプ４とローラホルダ７との間に
は周面に所定の間隔で所定数の突起が突設された歯車状
のティスフ８が固着されている。

フィードポンプ４の吸入口４ａはハウジング１内に形成
された通路１ａを介して当該ハウジング１の上面に固着
された継手５に連通され、該継手５の入口側口金５８は
図示しない油路を介して前記燃料タンクに接続される。

フィードポンプ４の吐出口４ｂはハウジング１内に形成
された通路１ｂ及び当該通路に接続される油路２８を介
して燃料室３０の一側上部に連通される。

ポンプハウジング１の反駆動軸側端部に固着した蓋体２
に駆動軸３と整合して装着したプランジャバレル９内に
は往復動及び回転して燃料油の吸入加圧及び分配を行な
うプランジャ１０の一端が摺動自在且つ液密に嵌挿され
、他端は駆動軸３の一端にドライビングディスクを介し
て連結され、且つ当該端部にはカムディスク１１が固着
されている。カムディスク１１はカム面を介してローラ
ホルダ７の各ローラ６に、当該カムディスク１１にシム
を介して圧接するばね座１２とハウシング１の対向端面
との間に介在され、且つプランジャ１０の外側に配置さ
れた複数のプランジャスプリング１３により圧接される
。

蓋体２の上面に穿設された穴２ａ内にはオーバフローバ
ルブ１５が螺着され、その出口側口金１５ａは図示しな
い油路を介してポンプ低圧側例えば前記燃料タンクに接
続される。この蓋体２の上面に且つ穴２ａの近傍に穿設
された通路２ｂの一端は穴２ａの下部内周面に開口し、
他端は油路２９を介して燃料室３０の他側下部に連通さ
れる。また。

通路２ｂの前記一端は当該蓋体２及びプランジャバレル
９に形成された通路２ｃ及び９ａを介して当該プランジ
ャバレル９の内周面端部に形成された環状溝９ｂに連通
している。

プランジャ１０の頭部端面の軸芯に穿設された縦穴１０
ａの低部は半径方向に穿設され周面に開口する分配ボー
トＪＯｂに連通され、この分配ポート］Ｏｂの開口端は
プランジャバレル９に気筒数に対応して放射状に等間隔
で穿設された各通路９ｃに回転に応じて連通ずる。これ
らの各通路９ｃは蓋体２に気筒数に対応して放射状に等
間隔で穿設された各通路２ｄの一端に連通され、これら
の各通路２ｄには夫々送出弁１６が装着される。これら
の各送出弁１６は夫々油路を介して機関の対応する噴射
弁（共に図示せず）に接続される。

蓋体２にはプランジャバレル９とＩｎしてヘッドプラグ
１７が液密にｄ４看され、当該ヘッドプラグ１７の端面
と、前記プランジャバレル９の内周面と、プランジャ１
０の端面との間に高圧室１８を画成する。このヘッドプ
ラグ１７にはプランジャ１０と整合する六１７ａ及び該
六１７ａよりも大径のねじ穴］、７ｂが同心状に設けら
れ、ねじ穴１７ｂ内には高速電磁弁１９のケース２０の
一端が液密に螺着され、穴１７ａ内には当該電磁弁１９
のスプール２１が液密に且つ軸方向に摺動自在に１萩挿
される。

電磁弁１９のスプール２１はケース２０内に収納された
コイル２２内に遊嵌さ九、ケース１８外に突出する端部
外周面には環状溝２１が形成され、軸芯には両端面に夫
々開口する孔２１ｂが貫通穿設されている。この孔２１
ｂはスプールの移動を容易にするためのものである。ス
プール２１のケース１９内端部の端面に穿設された穴内
には復帰スプリング２３が収納され、該スプリング２３
の一端は前記穴の端面に、他端はコイル２２内の端部に
収納されたヨーク２４の対向する端面に圧接している。

スプール２１はコイル２２の付勢時には電磁力によりス
プリングのばね力に抗して吸引されてその端面がヨーク
２４に当接係止されるまでケース２０内に引込まれ、消
勢時には復帰スプリング２３のばね力により押し出され
てその端面が孔１７ａの対向する端面に圧接される。

ヘッドプラグ１７には各一端が夫４・孔１．７　ａの内
周面に且つ図示のように電磁弁Ｉ９の消勢時においてス
プール２１の環状溝２　＋、　ａと対向して開口し、各
他端が夫べ・蓋体２内に形成した通路２ｅを介して穴２
ａの下部、高圧室１８に開口する通路１７ｄが設けられ
、更にこのヘッドプラグ１７内には一端が穴］、　７　
ａの端部近傍に開口し、他端が通路２ｅに連通する通路
１７ｅが形成されている。

そして、電磁弁１９の消勢時には図示のように通路１７
ｃと１７ｄとがスプール２１の環状溝２１ａを介して連
通され、イ」勢時にはこれらの各通路＋７ｃと１７ｃｌ
とはスプール２１により遮断される。

ポンプハウジング】の底面の略中夫には継手２５が螺着
され、入口側の口金２５ａは油路を介して機関の潤滑系
（共に図示せず）に接続され、出口側２５ｂはポンプハ
ウジング１内に臨んで開口する。更にポンプハウジング
ｌの側壁略中火にも継手２６がｖＡ着さお、その入口側
は当該ポンプハウジングｌ内に臨んで開口し、出口側は
油路を介してオイルタンク（共に図示せず）に接続され
る。

燃料室３０はポンプハウジング１の上面に筒状のケース
２７を液密に固着して当該ポンプハウシングＪと一体的
に形成され、−側壁の上部には前記油路２８の一端か開
口し、他側壁の下部には油路２９の一端が開口する。そ
してこの燃料室３０内に電子制御装置３８を収納する。

回転センサ３１は駆動軸３即ち、燃ｒ１ポンプの回転数
を検出するものでポンプハウジング１の土壁に且つ前記
歯車状のディスク８の突起と僅かな距離で離隔対向して
配設され、その接続端子は制御装巴３８に接続される。

この回転センサ３１は回転するディスク８の前記突起を
順次検出してパルス信弓を出力する。温度センサ３２は
燃料油室３０内の燃料油の温度を検出するためのもので
、ケース２７の内壁面に固着されその接続端子は電子制
御装置３８に接続される。

回転センサ３３は機関のクランク軸に固着され各気筒の
上死点位置と対応して設けられた突起を有する歯車状の
ディスク（図示せず）の前記突起と対向して配設され、
各気筒の上死点位置を検出する。温度センサ３４は前記
機関の冷却水通路の側壁に装着され当該機関、の冷却水
温度を検出する。

圧力センサ３５は前記機関の吸気管内に配設され吸気管
内圧を検出する。スロットル弁開度センサ３６は機関負
荷を検出するもので、図示しないアクセルペダルに連動
して設けられ当該アクセルペダルのｒｌｆｆｉ込旦即ち
、スローノ１〜ル弁開度を検出する。

圧力センサ３７は送出ブｔ１６と噴射弁との間の油路（
共に図示せず）に接続され噴射燃料圧を検出する。これ
！？、の各センサ３３〜３７は夫々電子制御装置３８に
接続される。また、高速電磁弁１９のコイル２２も電子
制御装置３８に接続される。

電子制御装置３８は各センサ３１〜３７から入力される
機関の運転状態を示す各信号に基づいて燃料噴射量及び
噴射開始時期を算出し、電磁弁駆動信号を出力する。噴
射開始時期の進み又は遅れは回転センサ３３から入力さ
れる各気筒の上死点位置を示す信号を基準として判別、
且つ制御され、噴射量は圧力センサ３７から入力される
噴射時の圧力変動に基づいて算出した実噴射量と、前記
演算によりめた噴射量との偏差により補正される。

かかる構成において、機関の回転に関連し、て駆動軸３
が回転するとフィードポンプ４が燃料タンクから図示し
ない油路及び継手５及び通路１ａを通して燃料を吸入加
圧し、通路１ｈ及び油路２８を通して燃料室３０内に圧
送し、この燃料室３０内に燃料を充満する。燃料室３０
内に供給された燃１１１は油路２９通路２ｂを経て六２
ａ、２ａ、＋７ｃ内に充満されると共に、余剰の燃料は
オーバフローパルプ１５及び図示しない油路を通して燃
ｌｉタンクに戻される。そして、燃料室３０内に収納さ
れた電子制御装置３８は当該燃料室３０内に充ン偽され
る燃料により冷却される。この燃料室３０はオーバフロ
ーの前の経路にあるために当該燃料室３０内を流れる燃
料流量が多く、電子制御装置３８の冷却が効果的になさ
匙る。

また、機関の回転に関連して回転するオイルポンプ（図
示せず）から吐出され当該機関の各潤滑部に供給される
オイルの一部は図示しない油路及び継手２５を経てポン
プハウジング１内に供給され、当該ポンプハウジング１
内に収納されているローラ６、ローラホルタ７、カムデ
。イスク１１゜プランジャ１０等の各部の摺動部に供給
されこれらの各部を潤滑する。ポンプハウジング１内に
貯溜するオイルの液面が継手２６　（破線で示す）の開
口位置に達すると、余剰のオイルは当該継手２６及び図
示しない油路を経てオイルタンク（図示せず）に戻され
る。この結果、ポンプハウジングＩ内のオイルは常に所
定のレベルに保持される。

一方、電子制御装置３８は各センサ３Ｉ〜３７から入力
さ７Ｉシる運転状態を示す信号に基づいて電磁弁駆動信
号を出ツノして高速電磁弁１９に供給する。

この電磁弁１９か消勢されているときには第１図に示す
ようにスプール２１がスプリング２３のばね力により突
出され、燃料通路＋７ｃと１７ｄとか当該スプール２１
の環状溝２１ａを介して連通さ社る。従って、駆動軸３
の回転に伴゛にいプランジャ１０かカムティスフ１１側
に後退即ち、吸入行程において燃料が通路１７ｃ、環状
溝２１ａ及び通路１．７　ｄを経て高圧室１８内に吸入
される。

次いで、プランジャ１ｏが高圧室１８側への移即ち、圧
縮行程に移行する。しかしなから、この圧縮行程におい
て第２図（ｂ）に示すように電磁フｒ１９が消勢されて
いる間は通路＋７ｃと１７ｄとがスプール２１の環状溝
２］ａを介して連通されており、プランジャ１０の圧縮
方向への移動に伴ない高圧室１８内の燃料が前記通路１
７ｄ、］７ｃを経て燃料供給側に押し戻される。

そして、第２図（ｂ）に示すようにプランジャの圧縮行
程の時刻ｔ１において電子制御装置３８が駆動信号を出
力して電磁弁１９のコイル２２を付勢すると、スプール
２１がスプリング２３のばね力に抗して吸引され、通路
１７　ｃ、ど１７ｄとを閉塞して高圧室１８と燃料供給
側とを遮断する。

この結果高圧室１８内の燃料がプランジャ１ｏの移動（
第２図（ａ））と共に圧縮されて高圧となる。

この高圧燃料はプランジャ１ｏの分配ボーｈｌｏｂと連
通する通路例えば通路２ｄ及び送出弁１６及び油路を経
て対応する噴射弁（共に図示せず）に圧送され、当該噴
射弁から気筒内に噴射される。

圧縮行程の時刻ｔ２において電子制御装置３８が駆動信
号の出力を停止し、電磁弁１９を消勢すると、スプール
２１がスプリング２３のばね力により突出して通路１７
ｃと１７ｄとを連通ずる。

従って高圧室Ｊ８内の燃料がこれらの通路１７ｄ。

１７ｃを経て燃料供給側に戻され、前記噴射弁からの燃
料噴射が終了する。

そして、第２図（ａ）、（ｂ）に示すように電磁弁１９
の付勢時刻ｔ１即ち、閉弁時期を制御することにより燃
料の噴射時期を最適のタイミングで制御することができ
る。また、電磁弁１９の消勢時刻ｔ２即ち、開弁時期を
制御することにより燃料噴射量を制御することができる
。即ち、噴射開始時期は電磁弁１９の付勢時刻ｔ１によ
り、噴射量は当該電磁弁１９の付勢時刻ｔ１から消勢時
刻ｔ２に至るまでの付勢時間Δｔ（＝ｔ２　ｔ＋’）に
より制御する。

また、プランジャ１０の圧縮行程において高圧室１８か
ら当該プランジャ１０とプランジャバレル９との間を経
てカムディスクｌｌ側に漏洩した高圧燃料はプランジャ
バレル９の内周面の環状溝９ｂ及び通路９ａを経て燃料
供給側に戻される。

また、燃料噴射時における高圧の燃料圧は電磁弁１９の
スプール２１の側面に加わり、軸方向には何ら作用しな
い。このため、スプール２１を駆動するためのスプリン
グ２３のばね力は小さ火てよく、これに伴ないコイル２
２の電磁力も小さくてよい。

以上説明したように本発明によれば１機関の回転に関連
して回転及び往復動するプランジャにより当該プランジ
ャの端部に画成される高圧室内に吸入せる燃料を圧縮し
且つ前記機関の各気筒に分配する分配型燃料噴射ポンプ
において、前記噴射ポンプのポンプハウジングに一体的
に設けられ前記機関の回転に関連して駆動されるフィー
ドポンプから圧送される燃料が充満される燃料室と、前
記ポンプハウジングに装着され前記燃料室と前記高圧室
とを連通ずる通路を開閉するスプール型の゛高速電磁弁
と、前記機関の運転状態を検出して相応する信号を出力
する検出手段と、前記燃料室内に配設され前記運転状態
を示す信号により燃料噴射量及び噴射量を算出して前記
高速電磁弁を制御する電子制御装置とを備え、燃料の噴
射時期及び噴射量を前記電磁弁により制御するようにし
たので、機関の運転状態及び燃料油温度等に応じて最適
なタイミングで前記噴射時期及び噴射量を制御すること
ができ１機関を良好に運転することがセきる。また、各
気筒毎に噴射量及び噴射時期の制御を行うことができる
ために噴射系の構成部品のバラ付き等に起因する不均量
を補正することかで　４゜きると共に、減筒運転も容易
に行うことができる。

また、燃料室を別個に設はポンプハウジング内にオイル
を供給するようにしたので燃料による潤滑が不要となり
、多種類に燃料の使用が可能となる。更に、スプール型
の電磁弁を使用することによりスプールの側面に高圧燃
料圧が加わるようにしたのでスプール復帰スプリングの
ばね力を小さくすることができ、これに伴いコイルの小
型化即ち、電磁弁の小型化が可能となる。

更に、燃料室内に電子制御装置を収納し、且つ二の燃料
室をオーバフロー前に配置して通過する燃料量を多くす
るようにしたので前記電子制御装置を効果的に冷却する
ことができ、しかも、ポンプハウジングに電子制御装置
を一体的に配設することにより噴射ポンプの組立調整誤
差が減少し請度の向上を図ることができる。

更に、現有の設備を多く使用することができるために噴
射ポンプの製造価格の上宿を抑えることができ、比較的
安価に供給し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した分配型燃料噴８４ポンプの一
実施例を示す縦断面図、第２図は第１図に示す噴射ポン
プの動作説明図である。 １・・・ボンプハ′ウジング、４・・・フィードポンプ
、７・・・ローラホルダ、９・・・プランジャバレル。 １０・・・プランジャ、１５・・・オーバフローバルブ
。 １９・・・高速電磁弁、３１〜３７・・センサ、３８・
・・電子制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、機関の回転に関連して回転及び往復動するプランジ
   ャにより当該プランジャの端部に画成される高圧室内に
   吸入せる燃料を圧縮し且つ前記機関の各気筒に分配する
   分配型燃料噴射ポンプにおいて、前記噴射ポンプのポン
   プハウジングに１体的に設けられ前記機関の回転に関連
   して駆動されるフィト−ポンプから圧送される燃料が充
   満される燃料室と、前記ポンプハウジングに装着され前
   記燃料室と前記高圧室とを連通ずる通路を開閉するスプ
   ール型の高速電磁弁と、前記機関の運転状態を検出して
   相応する信号を出力する検出手段と、前記燃料室内に配
   設され前記運転状態を示す信号により燃料噴射時期及び
   噴射量を算出して前記高速電磁弁を制御する電子制御装
   置とを備えたこと詮特徴とする分配型燃料噴射ポンプ。