JPS6196143A - デイ−ゼル機関用燃料噴射率制御装置 - Google Patents

デイ−ゼル機関用燃料噴射率制御装置

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JPS6196143A
JPS6196143A JP21923584A JP21923584A JPS6196143A JP S6196143 A JPS6196143 A JP S6196143A JP 21923584 A JP21923584 A JP 21923584A JP 21923584 A JP21923584 A JP 21923584A JP S6196143 A JPS6196143 A JP S6196143A
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pressure
fuel injection
fuel
injection
nozzle
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JP21923584A
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Yutaka Suzuki
豊 鈴木
Nobushi Yasuura
保浦 信史
Yoshihiko Tsuzuki
都築 嘉彦
Tetsuya Nakamura
哲也 中村
Tetsushi Haseda
長谷田 哲志
Akira Masuda
明 益田
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M41/00Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor
    • F02M41/08Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined
    • F02M41/10Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

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Q明はディーゼルエンジンのアイドル時の騒音撮動低
下および高速高負荷時の出力アップをはかるために燃料
噴射率を電気的に制御する機構を有する燃料噴射率制御
装置に関する。
(従来技術) ディーゼルエンジンにおいてはアイドル運転時の燃料騒
音、振動が大きいという問題があり、この対策としてア
イドル運転時の噴射率を下げ燃料噴射期間を長くすると
いうことが有効であることは知られている。例えば特開
昭57−8653’2号公報のもの。一般に燃料噴射装
置においては噴射時期、噴射量、噴射率の制御が必要で
あるが、噴射時期、噴射量に比して噴射率の制御は困難
である。その理由は非常に短期間の間に高圧燃料の噴射
量を制御しなければならないからであり、この為従来の
噴射率の制御は噴射ノズルの開弁圧を変えるものや噴射
口の構造によるものが多(知られている。噴射口の構造
によるものは噴射弁の開放の過程において噴射口の実効
的な開口面積を変化するものや口径の異なる2種類の噴
射弁を有し、噴射の前期と後期で噴射経路を変えるもの
などが公知である。ところが上記のものにおいてはポン
プ側の圧送機構が固定されている場合機関の運転全域で
きめ細かく噴射率を制御することは困難である。
(発明の目的) 本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、燃料噴射ポ
ンプから噴射ノズルまでの高圧燃料流路間に、電磁力に
よりリリーフ圧力が可変できる噴射圧力制御手段と、電
磁力により開弁圧が可変できる噴射ノズルを備え、前期
噴射圧力制御手段のIJ IJ−フ圧及び噴射ノズルの
開弁圧を機関の運転条件に応じて制御しうるようにする
ことにより、アイドリングおよび軽負荷運転時には噴射
圧力制御手段のリリーフ圧・ノズルの開弁圧を下げ、燃
料の噴射率を下げ、騒音振動を低減し、又高負荷時には
噴射圧力制御手段のリリーフ圧・ノズルの開弁圧を上げ
噴射率を大きくすることにより十分な出力を確保できる
ディーゼルエンジン用燃料噴射率制御装置を提供しよう
とするものである。
(実施例) 以下本発明になる装置を図面に示す実施例により説明す
る。第1図は本発明の一実施例を示す構成で、ボッシュ
式分配型燃料噴射ポンプにこの発明になる装置を通用し
たものである。5は燃料噴射ポンプ。41はポンプ駆動
軸で4サイクル機関ではクランク軸回転数の172の回
転数で駆動される。ベーン式ポンプを用い、燃料タンク
62より燃料フィルタ63を経た燃料を入口43より吸
入し、出口44に吐出する。出口44を出た燃料はポン
プハウジング内の燃料溜45に充満され燃料圧力調節器
46にて圧力調整され、余分な燃料は燃料タンク62に
戻される。フェイスカム47とポンププランジャ48と
は一体されており、ポンプ駆動軸41とカンプリング4
9にて結合され回転力が伝えられている。このフェイス
カム47はプランジャスプリング50によってローラ5
1に押しつけられているので、ポンプ駆動軸41の回転
に伴なってプランジャ48は往復運動と回転運動とを行
ない、燃料を吸入口52より吸入した後分配圧送を行な
う。
70は電気的にリリーフ圧力が可変できる噴射圧力制御
手段としての電磁弁である。71はハウジングで、高圧
室56からの内圧が作用する受圧面積を決めるシート部
71aと、高圧室56の燃料を前記ポンプハウジング内
の燃料溜45に戻す流路71bを備えている。72はプ
ランジャでハウジング71の円筒内周部71Cに軸方向
に移動可能となっており、磁性材料よりなるムービング
コア72aと一体化されている。73はコイルで電気的
制御回路2より通電制御される。74はリターンスプリ
ングで前記コイルに流れる電流による電磁力と加算され
た力でプランジャ72を前記シート部71aに押しつけ
ており高圧室56のリリーフ圧力を設定している。なお
プランジャ72の作用力はプランジャが高圧燃料をリリ
ーフすることによるリフト変化に対してわずかに大きく
なる様にリターンスプリングのバネ定数とムービングコ
ア形状およびエアギャップを選んである。即ち第2図に
示す如くプランジャのリフトに対してリターンスプリン
グと電磁力の合計としてのセント荷重FRがわずかに大
きくなる様にしている。
ここでリリーフ圧PRとセット荷重FRの関係はP R
= F RX 4 /πd2と表され、ここにdは前記
シート部71aの直径である。75はスプリングリテー
ナでシール用Oリング75aおよびネジ部75cをもち
スプリングセント荷重が調整可能となっている。76は
バルブエンドでハウジング71にねじ締め固定されてい
る。
第3図は噴射圧力制御手段としての電磁弁70の電流に
対するリリーフ圧力PRを示すもので、電流Iが零の場
合(左場)のリリーフ圧がリターンスプリングのセント
荷重Fsに対応するものである。電磁力に対応するセン
ト荷重はコイル電流により直線的に増加する。即ち、機
関の運転条件によりコイルに流す電流を変えてやること
により最高噴射圧を自由に制御できる。
8は燃料噴射ノズルであり、その構成は第4図に示す。
第4図において、燃料噴射ポンプ5によって昇圧された
燃料を通路81を介してノズル燃料溜り82に導き、ノ
ズル燃料溜り82の燃料圧が設定された開弁圧以上に上
昇したときにはニードル弁83をノズルホルダープレッ
シャピン84を介してコイルスプリング85のバネ力に
抗して矢印方向に押し上げ燃料を噴射する基本構造を有
している。本実施例では、バネ室86に溜った洩れ燃料
を前記燃料タンク62又は前記ポンプハウジング内の燃
料溜45に帰還させるリターン通路87の途中にノズル
開弁圧調整電磁弁90をもうけ電磁力によりリターン通
路内の発生圧力を可変できるようにしである。88は噴
射ノズルハウジングで前記ノズル開弁圧調整電磁弁90
がねじ締め結合されている。94はOリングである。8
8aはバネ室からの内圧が作用する受圧面積を決めるシ
ート部である。87aはバイパス通路でチェック弁89
を備えており、前記ニードル弁83が下方向へ移動する
時にはバネ室へ燃料を通路87b、チェック弁89、通
路87aを介して送り込むようになっている。
92はプランジャで、ハウジング91の円筒内周部91
bに軸方向に移動可能となっており、磁性材料よりなる
ムービングコア92aと一体化されている。
93はコイルで電気的制御回路2より通電制御される。
95はリターンスプリングで前記コイル流れる電流によ
る電磁力に比べ十分小さいセット荷重に設定されている
。そのためコイル93に通電しない時のノズル開弁圧は
概略リターンスプリングのセット荷重のみで決る。噴射
ノズル8の開弁圧は前記リターンスプリング85のセン
ト荷重と、前記電磁弁90の吸引力から決まるリリーフ
圧の組合せにより決定される。なお、プランジャ72の
作用力はプランジャ72が前記バネ室86の燃料をリリ
ーフすることによるリフト変化に対してあまり力が変わ
らない様にムービングコア92a形状とエアギャップを
選んである。第5図に     1その特性を示す。
この様な構成にして、前記電磁弁90のコイル93に流
す電流を制御することにより噴射ノズル8の開弁圧を制
御することができる。
3は電磁式アクチュエータでコイル31に流れる電流に
よって発生する“矢印a方向の力とバネ35によっそ、
ムービングコア33の位置を定める。
このムービングコア33はリンク機構38を介してスピ
ルリング4を移動させ燃料噴射量を調節する。■bは機
関の回転数を検出する回転数検出器であり、ポンプ駆動
軸41に直結されたギヤ1b1の回転数を電磁ピンクア
ップ1b2より検出し、この電気信号を機関の回転数信
号として電気的制御回路2に入力する。1aは例えばポ
テンショメータを用いたアクセル装置量検出器であり、
アクセル装置量に対応した電気信号を電気的制御回路2
に入力する。71はバッテリ電圧およびスクータがON
かOFFかを検出するキースイッチである。
電気的制御回路2は機関の回転数検出器1b、アクセル
操作量検出器1a、キースイッチ71からそれぞれ検出
信号を受けて、目標噴射率に対応したノズル開弁圧を制
御すべきノズル開弁圧調整電磁弁90に流す電流値およ
び最高噴射圧力を保つべく前記噴射圧力制御電磁弁70
に流す電流値を演算し出力する。
さらに、燃料噴射ポンプの目標噴射量に対応したスピル
リング4の目標位置を演算し、この目標位置を表わす信
号と実位置検出器7よりの実位置信号とを比較し、これ
らの誤差にもとづき電磁式アクチュエータ3に信号を与
え、その誤差を修正するよう電磁式アクチュエータ3を
駆動する。本実施例ではこの目標噴射量および目標位置
の演算をマイクロコンピュータによって行なっている。
噴射量制御ついては特開昭57−20525に述べられ
ているので説明は省略する。
上記構成において、より具体的に制御回路2による燃料
噴射率制御方式について説明する。
例えば、機関の運転条件がアイドリングの場合を述べる
。前記電気的制御回路はノズル開弁圧を第6図に示す様
な機関の運転条件であるエンジン回転数Nεと噴射量を
表す信号としてのアクセル開度αよりなる2次元マツプ
からアイドル点(Ni、C0)の開弁圧PN(Ni、α
o)を求め該開弁圧PN(Ni、C0)に対応する電流
IN(Ni、C0)をノズル開弁圧調整電磁弁90に通
電する。さらに噴射圧力制御手段としての電磁弁70の
リリーフ圧PR(’Ni、αo)を第7図に示す如きエ
ンジン回転数N E %噴射量を表す信号としてのアク
セル開度αよりある2次元マツプより求め、該リリーフ
圧PR(Ni、C0)に対応する電流IR(Ni、C0
)を噴射圧力制御弁に通電する。第8図の特性図でさら
に詳しく説明する。(alは高圧室56の噴射圧力を示
す。
PN (Ni、C0)はアイドリングに対応する目標ノ
ズル開弁圧である。PR(Ni、C0)は前記圧力制御
弁のリリーフ圧で、リターンスプリング74のセント荷
重および機関の運転条件により決まる噴射率を得るため
に電気的制御回路からコイル73に出力される電流値に
より発生する吸引力により決定される。
ここで、前記ポンププランジャ48が第1図矢印すの方
向(右方向)に移動すると高圧室56の圧力が上昇する
と同時に噴射ノズルの燃料溜82内の圧力も同様に上昇
する。そして、ノズル開弁圧PN(Ni、C0)を越え
るとC2点でノズルが開き燃料を噴射し始める。さらに
プランジャが移動するとそれに伴い高圧室56の圧力は
上昇するがリリーフ圧力PR(Ni、C0)達すると噴
射圧力制御電磁弁70のプランジャ72がリフトし、流
路71bを通ってハウジング内の燃料溜45に1部がバ
イパスするための噴射ノズルに圧送される燃料が減少し
て噴射ノズルリフト量がおさえられ、 噴射率もfC1
図の如く小さくなる。さらにプランジャ48が移動して
所定の噴射量を噴射すると前記スピルボート55がスピ
ルリング4の右側端面に開放されてC3で圧送が終了す
る。この様にして噴射率を小さくすることができる。
次に機関の運転条件が高速高負荷(Nm、αm)の場合
を述べる。アイドル時と同様に前記二次元マツプ(第6
図、7図)より目標ノズル開弁圧PN  (Nm、αm
)および目標リリーフ圧PR(Nm、αm)を求め、該
圧力に対応した電流IN(Nm、αm)、IR(Nm、
αm)を前記2つの電磁弁に通電する。この場合の噴射
圧力、ノズルリフト、噴射率特性を第9図に示す。圧力
制御電磁弁70のリリーフ圧PR(Nm、αm)は憤射
ポンプが発生する最高圧力以上に設定されている。前述
の如く、前記ポンププランジャ48が、矢印すの方向に
移動すると高圧室56内の圧力が上昇する。そして、ノ
ズルの開弁圧PN(Nm。
αm)を越えるとC2点でノズルが開き燃料を噴射し始
める。さらに、プランジャ48の移動に伴ない、高圧室
56内の圧力は第9図(alの如く上昇する。それに合
わせてノズリフトもさらに大きなものとなり燃料噴射率
も第9図(C1の如き波形とな即ち、ポンプが出し得る
最大噴射率を得ることができる。
さらに、プランジャが移動して所定の噴射量を噴射する
と前記スピルポート55がスピルリング4の右端面に開
放されC3で圧送が終了する。
本実施例では、目標ノズル開下圧PNおよび目標リリー
フ圧PRをまず求めてからそれに対応する電流値、IR
を求めたが、直接エンジン回転数、アクセル開度の二次
元マツプからI N 、、I Rヲ求めるようにしても
良い。電磁力により噴射圧が可変できる噴射ノズルの他
の実施例としては第10図の示す如きものとしても良い
。ノズルの開弁圧はリターンスプリング85とムービン
グコア92に加わる電磁力の加算によって決定される。
作動および効果は第1の実施例と同じである。
さらに、電磁力により噴射が可変できる噴射ノズルの他
の実施例として第11図に示す様に電気モータを使用し
たものを示す。91は電気モータでギヤ92を回転させ
ることによりスプリングリテーナ93を駆動する。その
ためハウジング94のネジ部94aを介して軸方向に移
動させることができ、リターンスプリング85のセント
長を変え開弁圧を自由に変えることかできる。
また、噴射圧および開弁圧の二次元マツプとしては第1
2図、13図の如き噴射量を機関の回転数としても良い
さらに噴射圧力制御手段の他の実施例としては第14図
に示すものでも良い。ここでリリーフ圧力はプランジャ
72“ とねじ締めにより一体化されたムービングコア
72゛ aをシート部71゛aにおしつけるリターンバ
ネ74゛による力FS゛から73゛に流れる電流による
電磁力F El を引いたもの(FR=FS”  −、
FE’ )になる。ここでコイルに電流を流さない場合
、リターンスプリング力F Sl によるリリーフ圧力
RR’ は全ての運転条件下で前記ポンプが燃料を圧送
することにより発生する噴射圧より大きく設定しである
。またムービングコア72a゛は一部テーバ状72’b
に形成されプランジャのリフトに対して吸弓l力がほぼ
一定となるようにしである。0以上構成より前記実施例
と同じく例えばアイドリング運転時等に噴射率を下げる
場合は前記コイル73”に流す電流を制御してリリーフ
圧力を変えてやれば良い。
(発明の効果) 以上述べた様に、噴射ポンプから噴射ノズルまでの高圧
燃料通路間に、電磁力によりリリーフ圧力が可変できる
噴射圧力制御手段と、電磁力により噴射圧が可変できる
噴射ノズルを備え、前記噴射圧力噴射手段のリリーフ圧
および噴射ノズルの開弁圧を機関の運転条件に応じて制
御しうるようにすることにより、アイドリングおよび軽
負荷運転時には噴射圧力制御手段のリリーフ圧、ノズル
の開弁圧を下げて、燃料噴射率を下げて、騒音振動を低
減し、又高速負荷時には電磁弁のリリーフ圧ノズルの開
弁圧を上げ噴射率を大きくすることにより十分な出力を
確保できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例を示す全体構成図、第2は電磁弁
90の、特性図、第6図はノズル開弁圧のエンジン回転
数とアクセル開度の二次元マツプ図、第7図は圧力制御
弁70のリリーフ圧を求めるた      1めのエン
ジン回転数とアクセル開度の二次元マツプ図、第8図は
噴射圧力制御弁のアイドリング時の特性図、第9図は噴
射圧力制御弁の高負荷時の特性図、第10図は噴射ノズ
ルの第2実施例を示す縦断面図、第11図は噴射ノズル
の第3実施例を示す縦断面図、第12図は噴射圧マツプ
の第2実施例のマツプ図、第13図は開弁圧の第2実施
例のマツプ図、第14図は噴射圧力制御弁の第2実施例
を示す縦断面図である。 1a・・・アクセル操作量検出器、1b・・・回転数検
出器、2・・・電気的制御回路、3・・・電磁式アクチ
ュエータ、4・・・スピルリング、5・・・燃料噴射ポ
ンプ、7・・・スピル位置検出器、8・・・燃料噴射ノ
ズル、70・・・圧力制御電磁弁。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) プランジャを往復運動させて圧送する燃料噴射
    ポンプから燃料噴射ノズルまでの高圧流路間に、電磁力
    によりリリーフ圧力が可変できる噴射圧力制御手段と、
    電磁力により開弁圧が可変できる燃料噴射ノズルを備え
    、前記噴射圧力制御手段のリーフ圧及び燃料噴射ノズル
    の開弁圧を機関の運転条件に応じて制御することにより
    燃料噴射率を制御しうるようにしたことを特徴とするデ
    ィーゼル機関用燃料噴射率制御装置。
  2. (2) 前記燃料噴射ノズルの開弁圧はエンジン回転数
    と噴射量を表す信号の2次元マップよりなることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のディーゼル機関用燃
    料噴射率制御装置。
  3. (3) 前記噴射圧制御手段のリリーフ圧はエンジン回
    転数と噴射量を表す信号の2次元のマップよりあること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディーゼル機
    関用燃料噴射率制御装置。
JP21923584A 1984-10-17 1984-10-17 デイ−ゼル機関用燃料噴射率制御装置 Pending JPS6196143A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5713871B2 (ja) * 1976-11-25 1982-03-19
JPS5786532A (en) * 1980-11-17 1982-05-29 Mazda Motor Corp Fuel injection device of diesel engine

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