JPS62284927A - 燃料噴射ポンプの制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〈産業との利用分野〉 本発明は、内燃機関用の燃料噴射ポンプにおいて噴射時
期及び噴射量を電気的に制御する装置に関する。

〈従来の技術〉 マイクロコンピュータを利用して燃料の噴射時期や噴射
量を電気的に制御することは周知である。

しかしながら従来のこの種の装置は１機械的なガバナ、
複雑な形状のプランジャ、機械的なタイマ等の組合せと
いう基本構造を備えた燃料噴射ポンプにおいて、タイマ
用ラック及びａｍ用ラックの位置を電気的に制御するも
のであり１機械部品が多く、構造が複雑でコスト高にな
るとともに信頼性にやや欠ける点があり、また噴射装置
全体が大型になりやすいという問題点がある。

このような機械式装置の問題点を解決したものとしては
、溢流式の分配型燃料噴射ポンプにおいて溢流通路に電
磁弁を設け、この電磁弁をマイコンによる制御装置で開
閉して燃料噴射量を制御するものが提案されている（例
えば特開昭５８−１８７５３７号公報参照）。

〈発明が解決しようとする問題点〉 近年、低質燃料の使用が増えているが、低質燃料は噴射
圧力を高くしないと良好な燃焼状態が得られないため、
燃料噴射ポンプの高圧化が必要となる。一般に１分配型
燃料噴射ポンプは、その構造上及びポンプの大きさから
ローラ径と燃料カム幅をあまり大きくすることができず
、カム面の強度の関係で燃料の高圧化に一定の制約があ
る。このため、低質燃料に適した燃料噴射ポンプを得る
ことが困難であり、高圧化には独立したプランジャを複
数個有する列形、Ｖ形、対向形、星形等の燃料噴射ポン
プが適している。

上記公報に記載された従来技術゛は分配型燃料噴射ポン
プを前提としたものであり、多プランジャ型燃料噴射ポ
ンプに適用すると、共通の溢流通路が各燃料加圧室に通
じているため正常な動作が行なわれない。このため従来
は、低質燃料に適するように高圧化し、しかも機械式装
置を極力者いて電磁弁の開閉で制御される電子制御式燃
料噴射ポンプを得るという要求に応えることは困難であ
った。

本発明はこのような問題点に着目し、高圧化が容易な多
プランジャ型の溢流式燃料噴射ポンプに適用でき、且つ
純電気的な制御の可能な制御装置を得ることを目的とし
てなされたものである。

〈問題点を解決するための手段〉 Ｅ記の目的を達成するために１本発明の燃料噴射ポンプ
の制御装置は、燃料噴射ポンプの燃料加圧室内の余分な
燃料を逃がすための溢流通路と。

この溢流通路と燃料噴射ポンプの複数個の各燃料加圧室
との間に燃料加圧室からの流出を許容する方向にそれぞ
れ設けられた複数個の逆止弁と、７ｉ！！流通路の低圧
側流出ボートを開閉する１個の電磁弁と１機関の各′Ｎ
１運転条件を検出する運転条件検出手段と、運転条件検
出手段の検出結果に応じて上記電磁弁を開閉し、閉弁時
期により噴射時期を。

閉弁から開弁までの時間により噴射量を制御する制御部
、とを備えている。

く作用〉 上記のように１本発明では、溢流通路と燃料噴射ポンプ
の複数個の各燃料加圧室との間に、燃料加圧室からの流
出を許容する方向の逆止弁をそれぞれ設け、溢流通路の
低圧側流出ボートを１個の電磁弁で開閉するようにして
いるので、複数個ある燃料加圧室は互いに独立に動作し
、電磁弁の開閉という電気的な手段によって噴射時期と
噴射量を任意に制御できるのである。

〈実施例〉 次に１図示の実施例について具体的に説明する。

第１図はｎ個のシリンダを有する列形の燃料噴射ポンプ
にもける一実施例の概念系統図である６図において、　
（ｌａ）・・・・・・（ｉｎ）はそれぞれプランジャ（
２ａ）・・・・・・（２ｎ）を備えた燃料加圧室であり
、各プランジャ（２ａ）・・・・・・（２ｎ）は機関（
図示せず）によって回転させられるカム（３ａ）・・・
・・・（３ｎ）により、ローラ（４ａ）・・・・・・（
４ｎ）を介して往復駆動される。（５ａ）・・・・・・
（５ｎ）は燃料供給路（６）に開口している吸込ボート
、（７ａ）・・・・・・（７ｎ）はデリバリバルブであ
る０以上は通常の列形燃料噴射ポンプと同様な周知の構
造で特に変った点はないので、詳細な説明は省略する。

（１１）は燃料加圧室（１ａ）・・・・・・（１ｎ）に
共通な溢流通路、　（１２ａ）・・・・・・（１２ｎ）
は各燃料加圧室の逃し穴（１３ａ）・・・・・・（１３
ｎ）と溢流通路（１１）の間にそれぞれ設けられている
逆止弁である。この逆比弁は通常の溢流式燃料噴射ポン
プにおける逃し弁の機能も兼ねており、燃料加圧室から
の流出を許容する方向に接続されている。（１４）は溢
流通路（１１）とその低圧側流出ボート（１５）の間に
設けられた＊ｌｉａ弁であ番１゜後述のように制御部（
２１）により制御されて低圧側流出ポート（１５）を開
閉し、燃料の噴射時期と噴射量を制御するという重要な
役割を果すものである。

この電磁弁（１４）には、応答速度が速く開閉を確実に
制御できる高精度のものが使用される。

（２１）はオペレータの指示に従い機関の運転状態を制
御する制御部である。この制御部（２１）は例えばマイ
クロコンピュータを用いて構成され、第２図に示すよう
に、各種のアナログ信号が入力されるアナログ入力ポー
ト（２２）、マルチプレクサ（２３）。

Ａ／Ｄ変換部（２４）、ディジタル信号が入力されるデ
ィジタル入カボート（２５）、パルス信号が入力される
波形整形回路（２６）、タイマ回路（２７）、カウンタ
（２８）、各種の制御演算に使用されるＲＡＭ　（２９
）、制御プログラムや各種の制御用データを記憶してい
るＲＯＭ　（３０）　、電磁弁駆動回路（３１）等を備
え、これらの各回路が各種の制御演算及び入出力指示を
与えるＣＰＵ（３３）に接続されている。

（３５）は電磁ピックアップを用いた回転センサであり
、カム（３ａ）・・・・・・（３ｎ）と同軸の回転板（
３６）に設けられている凹凸から上死点等の位置を検出
し、これに対応する燃料カム基準信号と回転数信号とを
制御部（２１）に送る。また（３７）はアクセル位置セ
ンサ、（３８）はアクセル、　（３９）はバッテリ、（
４０）はキースイッチ、　（４１ａ）（４１ｂ）・＝−
（４１ｍ）は各種の状態量、すなわち、冷却水温Ｅｃ１
．燃料温度Ｅｃ２、吸気温度Ｅｃ３、吸気圧力Ｅｃ４・
・・・・・等、のセンサであり、これらのセンサによっ
て機関の負荷など各種の運転条件が検出され、制御部（
２１）に入力される。

ｒｌＯＭ（３０）には、検出された回転数の実際値及び
アクセルの位置等からｍ料の噴射時期と噴射量を算出す
るためのデータが、各種の運転条件ごとに演算式あるい
は数表の形でそれぞれ記憶させである。

次に、第３図のタイミングチャートと第４図のフローチ
ャートを参照しながら動作を説明する。

第３図は４シリンダ形の場合の例を示している。

４個のシリンダＣ！／１１乃至Ｃｙ１４のカムリフト行
程は同図（ａ）のようになっており、これに応じて各吸
込ボート（５ａ）・・・・・・（５ｄ）は同図（ｂ）の
タイミングで開閉される。この実施例の電磁弁（１４）
は、流出ボート（１５）をオンで閉じオフで開くように
なっており、同図（ｃ）に示す燃料カム基準信号の立上
り時（時刻ｔｏ）を基準として動作タイミングが制御さ
れる。

まず、燃料カム基準信号が入力されると、Ｔ＝０として
時間カウントが開始される。この時には電磁弁（１４）
はオフで流出ボート（１５）は開いており。

時間Ｔｏが経過してシリンダｃｙｔｔの吸込ボート（５
ａ）が閉じて圧縮行程に入っても、余分な燃料は逆止弁
（１２ａ）を経て溢流通路（１１）に溢流し、圧縮は開
始されない。この間に、制御部（２１）では実際回転数
Ｎａｃｔ、アクセル位置Ｎ５ｅｔＡ、各種の状態［Ｅｃ
ｉ（ｉ＝１，２．・・・・・・ｍ）が読み込まれ、その
時の運転状態に応じた設定回転数Ｎｓｅシが計算され、
更にこれらの容量から決定される目標ボート閉期間Ｔｄ
（＝ｆｄ（Ｎａｃｔ、Ｎｓｅシ、Ｅｃｉ））が計算され
る。また、電磁弁の実際の動作は第３図（ｅ）のように
励磁電流のオンオフよりやや遅れ、これに伴う燃料の実
際の噴射は同図（ｆ）のように更に遅れるので、予測さ
れる実際噴射時期Ｔａｃｔが計算され、これらから目標
ボート閉時間Ｔｓ（＝ｆｓ（Ｎａｃシ、Ｔａｃｔ、　Ｔ
ｄ、Ｅｃｉ））が計算される。

こうして１時刻ｔ。から目標ボート閉時間Ｔｓが経過す
ると、？！！磁弁（１４）がオンとなって流出ボート（
１５）が閉じ、シリンダＣｙｌｌの燃料加圧室（１ａ）
からの燃料の溢流が停止ヒしてデリバリバルブ（７ａ）
を経由して燃料がノズルへ圧送され、噴射が開始される
。そして目標ボート閉期間Ｔｄが経過すると電磁弁（１
４）がオフとなり、流出ポート（１５）が開いて燃料の
噴射は終るに のように、燃料の噴射は、電磁弁（１４）がオンとなっ
て流出ボート（１５）が閉じた時だけ行なわれ。

この動作が燃料カム基準信号の周期Ｔｎごとにシリンダ
Ｃｙ１３、Ｃｙ１４、Ｃｙ１２について順次行なわれる
。

そして、この制御が繰返されて燃料の噴射時期と噴射量
が制御され、その結果として回転数も同時に制御され１
機関は最適な状態で運転されるのである。

上述のように、電磁弁（１４）の動作はカム位相角を基
準として繰返されるのであるが、電磁弁がオンとなって
いずれかのシリンダが圧縮行程にある時に、圧縮行程に
ない他のシリンダについては。

それぞれの逆止弁（１２ａ）・・・・・・によって溢流
通路（１１）から燃料加圧室（ｌａ）・・・・・・への
燃料の逆流は阻止される。従って、電磁弁の開閉はその
時に圧縮行程にあるシリンダについてのみ有効に作用し
、複数個のシリンダを備えた燃料噴射ポンプに対する制
御を支障なく行なうことが可能となるのである。

次に、第５図の実施例について述べる。これは星形の噴
射ポンプにおける実施例であり、第１図の場合と同一部
分は同一符号で示しである。

複数個の燃料加圧室（１ａ）・・・（ｌｉ）、・・・は
ポンプボディ（４５）内に星形の配列で形成されており
、各プランジャ（２ａ）・・・（２１）・・・は、接手
（４６）を介して機関に連結されて回転する１個のカム
（３）によって往復駆動される。溢流通路（１１）はポ
ンプボディ（４５）内に形成されており、この溢流通路
（１１）と各燃料加圧室（ｌａ）・・・（ｌｉ）・・・
の間には、逆止弁（１２ａ）・・・（１２ｉ）・・・が
それぞれ設けられ、溢流通路（１１）と流出ボート（１
５）の間には制御部（２１）で制御される電磁弁（１４
）が設けられている０図中、（４７）はフィルタを示す
。

本実施例は以上のような構成であり、第１図の列形燃料
噴射ポンプとは形状は当然異なる。しかし、燃料の噴射
時期と噴射量に関する制御は列形の場合と基本的には同
じであるので、紡作についての説明は省略する。

〈発明の効果〉 上述の各実施例の説明からも明らかなように。

本発明は、溢流式の燃料噴射ポンプにおいて、複数個の
燃料加圧室と溢流通路との間に、燃料加圧室からの流出
を許容する方向に逆止弁をそれぞれ設け、１個の電磁弁
で溢流通路の低圧側流出ポートを機関の各種運転条件に
応じて開閉して、燃料の噴射時期と噴射量を制御するよ
うにしたものである。

従って、複数個ある燃料加圧室からの燃料噴射の時期と
葦を、電磁弁の開閉という電気的な手段によって任意に
制御できるのであり１分配型燃料噴射ポンプと異なって
高圧化が容易という特長を備えた列形、Ｖ形、対向形、
星形等の多プランジャ型の燃料噴射ポンプに適用して、
低質燃料に適するように高圧化し、しかも機械式ガバナ
、複雑な形状のプランジャ、機械式タイマ等の機械的な
制御部品が大幅に不要となり、構造が比較的簡単で、小
形且つ信頼性の高い電子制御式燃料噴射ポンプを低コス
トで得ることが容易になるのである。

また、流出ボートの開閉を１個の電磁弁で行なっている
ため１例えば２個の電磁弁を用いて一方で。

流出ボートの閉弁時期を、他方で開弁時期をそれぞれ分
担して制御するようにした場合と比べて、電磁弁の数が
少なくそれだけ構造が簡単になるとともに、制御のため
のソフトウェアも簡単となるほか、装置の信頼性も向上
し、また特性の揃った１対の電磁弁を用意する必要がな
く１部品の在庫管理等の手間を低減することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第を図は本発明の一実施例の概念系統図、第２図は制御
部のブロック図、第３図はタイミングチャート、第４図
は制御手順を示すフローチャート。 第５図は別の実施例の概念系統図である。 （ｌａ）〜（ｌｎ）　・＝燃料加圧室、（２ａ）〜（２
ｎ）−プランジャ、　（３）（３ａ）〜（３ｎ）・・・
カム、　（５ａ）〜（５ｎ）・・・吸込ボート、（１１
）・・・溢流通路、（１２二）〜（１２ｎ）・・・逆止
弁、（１４）・・・電磁弁、（１５）・・・低圧側流出
ポート、　（２１）・・・制御部、（３３）−ＣＰＵ、
（３５）−・・回転センサ、（４１ａ）　〜（４１ｍ）
・・・状態量センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　燃料噴射ポンプの燃料加圧室内の余分な燃料を
   逃がすための溢流通路と、 この溢流通路と燃料噴射ポンプの複数個の各燃料加圧室
   との間に燃料加圧室からの流出を許容する方向にそれぞ
   れ設けられた複数個の逆止弁と、溢流通路の低圧側流出
   ポートを開閉する１個の電磁弁と、 機関の各種運転条件を検出する運転条件検出手段と、 運転条件検出手段の検出結果に応じて上記電磁弁を開閉
   し、閉弁時期により噴射時期を、閉弁から開弁までの時
   間により噴射量を制御する制御部、とを備えたことを特
   徴とする燃料噴射ポンプの制御装置。