JPS6165029A - 電子制御燃料噴射ポンプ - 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】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関用燃料噴射ポンプの燃料ｙ４ｍを電気
的に制御する技術に関する。

従゛来の技術 従来、燃料噴射ポンプの燃料調量は列型ポンプに見られ
る様な、プランジャのグループ、或いはスピル用のパル
プ、リング等によって撮械的に決定される圧送ストロー
クにより行なっており、部品の加工精度により（イ）製
品間の差が大きく、（ロ）１つのポンプでも気筒間差が
大きい、（ハ）エンジン調速制御の為リンク纏構を具備
したガバナーが必要で燃料噴射ポンプが大きく重量が増
加する、（ニ）機械的な燃料調量、調速ではエンジンの
要求特性に一致する制御を得ることが困難、（ホ）直接
、電気制御弁により燃料調量を行なうとディーゼル機関
の様な高燃料圧によるものでは、電気制御弁の駆動電力
が増大したり、高速応答性が得られない欠点があり、高
噴射圧では制−できない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、前記従来技術の欠点を鑑み、油圧礪構を具備
した電気作動弁により燃料調量を行なうことにより、（
イ）機械的なリンク開講のガバナーを廃止できる為、従
来に較べ大幅に燃料噴射ポンプの大きさ、重量、コスト
を低減できる、（ロ）燃料調量が電気的に行なえる為エ
ンジン調速特性に対し任意にかつ精緻な制御特性を高速
応答性、駆動電力の増大なしに得ることができる。（ハ
）エンジンへの装着時の噴射時期合わせ、噴射量、気筒
間差の補正が電気的に容易に行なえ、組付調整時の作業
性が改善される、ようにすることを目的とする。

問題点を解決するための手段 この目的に沿う本発明の電子制御燃料噴射ポンプは、内
燃機関用電子制御燃料噴射ポンプに於て、燃料を圧送す
る圧力室に連通ずる任意の位置に、プランジャにより圧
送される燃料の一部を溢流させる為の弁と磁弁に接して
連動するピストンを具備し、該ピストンの断面積が前記
燃料を溢流させる弁の断面積よりも大きくなるようにし
てピストンに背圧力を付加する油圧室を具備し、該油圧
室の圧力を制御する電磁弁を該油圧室に接する任意の位
置に具備したものから成る。

ここで、前記燃料を溢流させる弁は、内開弁或いは外開
弁であってもよい。

また、前記電磁弁の開口時期は機関の速度と負荷に連動
せしめられることが好ましい。

また、前記Ｘ磁片は燃料圧送手段の任意の位置に設けら
れた基準信号と、機関あるいは燃料ポンプの角度信号と
により、負荷に比例的に対応して基準信号からの角度信
号の積算値により制御されることが望ましい。

さらに、負荷に比例的に対応して作動する。電磁弁は、
基準信号より時間で制御されることが望ましい。

実施例 本発明を具体例を用いて説明する。第１図に於て１は機
関のアクセル信号ａ１スピルリング４の位置信号Ｃと回
転数信号すにより電磁弁１５を制御する制御器で、２は
分配型ポンプのハウジング、３は燃料を圧送する為のプ
ランジャで図示しない左側のカムリングによって圧送運
動が与えられる。

４はプランジャ３が固在方向に移動しボート３ａが塞が
れた時燃料圧送を開始させる為のスピルリングで、本実
施例に於てはスピリング４の左右方向の位置が燃料噴射
時期を決定する。スピルリング４はリンク５に連結され
、支点６を介してポンプハウジング２内の油圧力により
左右に動く油圧タイマー７に連結される。タイマー７の
位置はタイマーハウジング９ａの位置によって初期の位
置を決定されており、油圧に対向する様な力を付勢する
スプリング１０とピストン８を内蔵している。タイマ７
はカムリングを動かして圧送カムのタイミングを変化さ
せる。本発明に於てタイマハウジング９ａの位置をナツ
ト９により決定しこの位置がリンク５を介して伝わる為
、エンジン装着時の初期噴射時期調整が簡単に実施でき
る。プランジャ３は該プランジャ３とシリンダ２５とに
よって形成される圧力空１８と、圧力ｖ１８に連通して
各気筒の燃料圧送通路２０へも連通する分配通路１つを
具備している。圧力室１８は通路１８ａを介して圧力ｖ
１８の圧力が通路２０を介してポンプハウジング３内に
開放され、この連通を制御する為に、ボールチェックバ
ルブ１１と、該ボールチェックバルブ１１をプランジャ
方向に付勢するピストン１２と、必ずノズルの開弁圧よ
りも低い作動圧にセットされたスプリング１３とが設け
られる。ピストン１２の他端とその通例には、必ずボー
ルチェックバルブ１１の受圧断面よりも大きい断面積を
持つサーボピストン１４と油圧至１６と油圧ｖ１６の圧
力を大気に連通制御する電磁弁１５が設けられ、油圧室
１６の油は、電磁弁１５が作動した際に電磁弁１５の本
体内を通過し排出される。又油圧室１６は通路２００に
連通ずる吸入通路１１９へ逆止弁１７を介して連通して
いる。第１実施例の燃料噴射ポンプは第２図に示す様に
、電磁弁による油圧室１６の大気への開放を通路１１９
，２００によりポンプハウジング内に開放させてもよい
。

第３図は本発明の第２実施例に係る燃料噴射ポンプであ
る。第１実施例と異なる点は、噴射時期がカムの位相に
よって規定され、スピルリング４は最大噴射向を規定し
、電磁弁１５の作動は噴射始めを規定する点にある。

作用 次に作動を説明する。

噴射行程の前プランジャ３はボート３ａがスピルリング
４より図左方向にあり、この位置がプランジｔ３下死点
位置で図示しない燃料入口により圧力Ｗ１８内には燃料
が満たされている。この状態よりボート３ａがスピルリ
ング４内に完全に入った点が圧送開始位置で、前述した
様に、タイマーピストン７によりその位置を決定されて
おり、ハウジング９ａの位置を任意に変えることにより
エンジンの要求する噴射開始時期が簡単に得られる。こ
のスピルリング４位置はセンサーＣによって制御器に送
られ後述する進角動作時、或いはエンジンへのセット時
の調整による圧送開始時期の変化をとらえ、電磁弁１５
の作動を補正する様になっている。

プランジャ３が図示しないカムにより図左方向へ移動し
スピルリング４内にボート３ａが入り完全に塞がれた状
態になると、圧力室１８の圧力はプランジャ３の移動に
より減少した容積弁だけ上昇してゆく、。この時ボール
チェックバルブ１１はスプリング１３の付勢力と油圧ｖ
１６内にある油の為に反力が加えられストッパーとして
働く為、圧力室１８の燃料は通路１９と２０が連通した
際、デリバリバルブ２１を介して図示しない燃料噴射ノ
ズルに連通され燃料噴射ノズルより燃料が噴射され、さ
らにプランジャの右への移動により噴射は継続している
。この際油圧室１６の圧力は圧力室１８の圧力よりポー
ルチェックバルブ１１の断面積とサーボピストン１４の
断面積比に比例した分だけ少ない圧力でバランスしてい
る。この様にパスカル原理を利用することによって油圧
室１６の圧力を低減し、油圧′ｇ１６の圧力を制御する
電磁弁１５の作動力を減少できる為電力消費が少なく高
応答性で小型の電磁弁１５が利用できる。

次に制御器１より１関回転数すと負荷ａ及び噴射時期Ｃ
に応じた開弁指令信号がＮｖｉ１弁１５に加えられると
、油圧室１６の圧力は噴射ポンプのリターン通路２０に
連通されて大気圧になる為、ピストン４は右方向に移動
可能となり、ボールチェックバルブ１１に加えられる圧
力ｖ１８の圧力によりポールチェックバルブ１１は右方
向へ移動し、圧力Ｗ１８と通路２００を連通ずる為圧力
室１８の圧力は急激に減少し噴射は終わる。つまり電磁
弁１５の作動によって噴射路りを規定（制ｔｌＯ）する
ことになる。電磁弁１５の制御信号を間によって説明す
ると、（ア）はポンプカムの基準信号でスピルリングの
位置Ｓ１に比例した分だけ基準信号よりＴＡ分遅延され
た信号が１回転当りの噴射回転弁のみ出力される。制御
器１はこの（イ）の信号を元にアクセルａ及び機関回転
数すによって決定した第２の遅延時間Ｔ１により電磁弁
を作動させる。例えば負荷が多くなる場合、若しくは回
転速度が低くなる場合はＴ１が増加する。このＴＡ、Ｔ
＋は角度信号に比例するものであってもよい。電磁弁１
５は作動の後Ｔ２の時間を経て再び油圧７１６の大気へ
の連通を遮断する。

更に噴射行程から吸入行程に進みプランジャ３が図左方
向に移動すると、圧力室１８の圧力はポンプハウジング
２内の圧力迄低下し、ポールチェックバルブ１１はスプ
リング１３の付勢する力によって再び元の位置に戻る。

この時油圧至内１６はサーボピストン１４も移動し負圧
になる為、通路２０．１つ、チェックバルブ１７を介し
て油圧室１６内に油が充填され、この充填動作はサーボ
ピストン１４が初期の位置に戻る迄持続される。

以下の動作は初めと同じとなる。

次に噴射時期制御について説明する。

ポンプハウジング２内の油圧は図示しないフィードポン
プによって圧力が回転数に比例して増加する。圧力が増
加すると、油圧力がピストン８に加わりスプリング１０
の設定圧を越えるとピストン８は固在方向に動く。この
時リンク５はスプリング５′により付勢されている為、
リンク５はピストン８と一体的に連動し、支点６により
ピストン８が右方向に移動するとスピルリング４を左方
向に動かし、ボート３ａがスピルリング４によって塞ぐ
時期が早くなり、噴射開始が進む。スピルリング４が左
方向に動くと噴射時期が早まると共に、電磁弁の作動時
期が同じであれば噴射量自体も増加するが、前述した様
に、噴射時期によりＴＡが変化する為、噴射量増加分は
補正される。従って第１実施例の燃料噴射ポンプは、噴
射時期をスピルリング４により調整されかつ噴射路りが
電磁弁１５の作動により規定される電子制御ポンプであ
る。

第２実施例の作動を説明する。

プランジャ３内のボート３ａは噴射行程開始前にはスピ
ルリング４内にあり、プランジャ３が右方向へ動くと噴
射行程が開始されるが、前述１６の油圧室をスプリング
力により外開弁１１が圧力ｖ１８を通路２０に連通して
いる為デリバリ弁２１へは送油されない。１ｌｉｔｌ弁
１５が制御器１の指令により電磁弁１５を作動し油圧室
１６をハウジング２内へ連通させると油圧室１６の減圧
されたストッパーとしての保持力は消滅し、バルブ１１
は図中右方向に移動し、圧力室１８と通路２０の連通を
遮断し、デリバリバルブ２１へ送油が開始される。即ち
圧送開始が電磁弁により規定される。

続いてプランジャ３が更に図中右方向に移動するとスピ
ルリング４よりボート３ａを開放し圧力室１８とハウジ
ング２内の部屋とが連通される為、圧力は急激に低下し
噴射は終了する。即ちスピルリング４の位置が噴射路り
を規定する。プランジャ３の圧送開始よりボート３ａが
開放される位置までのストロークＳ２が最大噴射量を決
定する。

このストロークＳ２はネジ２３によりリンク５を介して
任恩に調整され、エンジンの要求最大噴射量に簡単に合
わすことができる。第２実施例の場合の電磁弁１５のｆ
ｆ’肋信号を図によって表わすと、カム基準信号（ア）
よりアクセル開度（負荷）と回転数に応じ、この基準信
号よりく工）の洋なＴｗ送らせた時間で電磁弁をｆｉｌ
ｌさぜ、Ｔｗはアクセル開度が大きくなるか回転数が高
くなると小さくなる様に設定されており、エンジンの作
動に応じ適切に電気的に制御される。

発明の効果 本発明によって次の効果が得られる。

（イ）噴射量が電気的に制御される為、エンジンの運転
条件に応じ緻密に制御され、ガバナー機能も電気的に制
御することにより従来のメニカルガバナーが虎止でき小
型、軽量化できる。

（ロ）調整が容易でエンジンの適用範囲も増加する為大
巾にコストダウンが可能となる。

（ハ）パスカル原理を応用したサーボ開講を有する為、
電磁弁の要求作動力が小さくて済み、電力消費が少なく
、高応答性の単価が易い１ｍ弁を使用することができコ
ストダウンできる。

（ニ）、（ハ）により噴射圧が高いポンプでも同様の効
果を得ることができ゛る。

（ホ）第１実施例ではエンジンへのポンプのセット位置
く噴射時期セット）の調整がポンプ外部より簡単に行え
る為コストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施倒に係る電子制！ｌｌ燃料噴
射ポンプの断面図、 第２図は第１実施例の小変更の部分断面図、第３図は本
発明の第２実施例に係る電子制御燃料噴射ポンプの断面
図、 である。 ３・・・・・・プランジャ ４・・・・・・スピルリング ７・・・・・・タイマ １１・・・・・・ボールチェックバルブ１２・・・・・
・ピストン １４・・・・・・サーボピストン １５・・・・・・電磁弁 １６・・・・・・油圧室 １８・・・・・・圧力室

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　内燃機関用電子制御燃料噴射ポンプに於て、燃
   料を圧送する圧力室に連通する任意の位置に、プランジ
   ャにより圧送される燃料の一部を溢流させる為の弁と該
   弁に接して連動するピストンを具備し該ピストンの断面
   積が前述燃料を溢流させる弁の断面積よりも大きくなる
   ようにしてピストンに背圧力を付加する油圧室を具備し
   、該油圧室の圧力を制御する電磁弁を該油圧室に接する
   任意の位置に具備したことを特徴とする電子制御燃料噴
   射ポンプ。
2. （２）　前記燃料を溢流させる弁が内開弁或いは外開弁
   である特許請求の範囲第１項記載の電子制御燃料噴射ポ
   ンプ。
3. （３）　前記電磁弁の開口時期を機関の速度と負荷に連
   動せしめた特許請求の範囲第１項記載の電子制御燃料噴
   射ポンプ。
4. （４）　前記電磁弁を、燃料圧送手段の任意の位置に設
   けられた基準信号と、機関或いは燃料ポンプの角度信号
   とにより、負荷に比例的に対応して基準信号からの角度
   信号の積算値により制御せしめた特許請求の範囲第１項
   記載の電子制御燃料噴射ポンプ。
5. （５）　負荷に比例的に対応して作動する電磁弁が基準
   信号より時間で制御される特許請求の範囲第４項記載の
   電子制御燃料噴射ポンプ。