JPS623166A - 内燃機関の燃料噴射弁 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射弁Info
- Publication number
- JPS623166A JPS623166A JP14041785A JP14041785A JPS623166A JP S623166 A JPS623166 A JP S623166A JP 14041785 A JP14041785 A JP 14041785A JP 14041785 A JP14041785 A JP 14041785A JP S623166 A JPS623166 A JP S623166A
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- JP
- Japan
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- fuel
- pressure
- needle
- piezoelectric element
- control rod
- Prior art date
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- Granted
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (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。
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〕
本発明は内燃機関の燃料噴射弁に関する。
内燃機関、特にディーゼル機関において応答生のよい燃
料噴射制御を行なうためにピエゾ圧電素子を利用した燃
料噴射弁が公知である(特開昭60−17250号公報
或いは特開昭60−1369号公報参照)。
料噴射制御を行なうためにピエゾ圧電素子を利用した燃
料噴射弁が公知である(特開昭60−17250号公報
或いは特開昭60−1369号公報参照)。
長し、電圧を印加してから伸長するまでの時間が
)・□″ピエゾ圧電素子は電圧を印加すると軸線
方向に伸50μsecから100μsecという極めて
短かい時間であるのでピエゾ圧電素子の伸長作用を利用
する ゛・と応答生のよい燃料噴射制御が
可能となる。そこで特開昭60−17250号公報に記
載された燃料噴射弁 ・、。
)・□″ピエゾ圧電素子は電圧を印加すると軸線
方向に伸50μsecから100μsecという極めて
短かい時間であるのでピエゾ圧電素子の伸長作用を利用
する ゛・と応答生のよい燃料噴射制御が
可能となる。そこで特開昭60−17250号公報に記
載された燃料噴射弁 ・、。
、′・
ではピエゾ圧電素子の伸長作用によりニードルの
1.、受圧面に作用する高圧燃料の燃料圧を高め
てニードルを開弁させ、それによって燃料噴射を行なう
ようにしている。一方、特開昭60−1369号公報に
記載された燃料噴射弁ではノズル孔と反対側の二
゛□−ドル端面に高圧燃料の燃料圧を作用させ、
ピエゾ圧電素子の収縮作用によりニードル端面に作用す
る高圧燃料の燃料圧を低下させてニードルを開弁させ、
それによって燃料噴射を行なうようにし
”・ている。
1.、受圧面に作用する高圧燃料の燃料圧を高め
てニードルを開弁させ、それによって燃料噴射を行なう
ようにしている。一方、特開昭60−1369号公報に
記載された燃料噴射弁ではノズル孔と反対側の二
゛□−ドル端面に高圧燃料の燃料圧を作用させ、
ピエゾ圧電素子の収縮作用によりニードル端面に作用す
る高圧燃料の燃料圧を低下させてニードルを開弁させ、
それによって燃料噴射を行なうようにし
”・ている。
ところでこれらの燃料噴射弁ではニードル受圧面に高圧
の燃料圧を加えてニードルに開弁方向の力を与え、ニー
ドル端面に高圧の燃料圧を加えてニードルに閉弁方向の
力を与え、ニードルを閉弁方向に付勢するばねを用いる
ことなくニードル受圧面とニードル端面に作用する力の
差によってニードルを閉弁状態に保持するようにしてい
る。しかしながらこのようにニードル受圧面とニードル
端面に作用する燃料圧によってニードルを閉弁状態に保
持しようとすると燃料圧が低くなったときにニードルを
閉弁方向に付勢する力が弱まり、燃料がノズル孔から漏
洩してしまうという問題がある。
の燃料圧を加えてニードルに開弁方向の力を与え、ニー
ドル端面に高圧の燃料圧を加えてニードルに閉弁方向の
力を与え、ニードルを閉弁方向に付勢するばねを用いる
ことなくニードル受圧面とニードル端面に作用する力の
差によってニードルを閉弁状態に保持するようにしてい
る。しかしながらこのようにニードル受圧面とニードル
端面に作用する燃料圧によってニードルを閉弁状態に保
持しようとすると燃料圧が低くなったときにニードルを
閉弁方向に付勢する力が弱まり、燃料がノズル孔から漏
洩してしまうという問題がある。
また、これらの燃料噴射弁では高圧の燃料圧がピエゾ圧
電素子に直接作用する構造となっているので高圧の燃料
圧に耐え得るために大型のピエゾ圧電素子が必要となり
、それに伴なって消費電力が増大するという問題がある
。
電素子に直接作用する構造となっているので高圧の燃料
圧に耐え得るために大型のピエゾ圧電素子が必要となり
、それに伴なって消費電力が増大するという問題がある
。
また、特開昭60−1369号公報に記載された燃料噴
射弁ではニードル周りの間際を介してニードル端面上に
高圧の燃料を導びき、この高圧の燃料の圧力を一時的に
低下させることによりニードルを開弁するようにしてい
る。しかしながら燃料圧が高(なってくるとニードル端
面上に作用する燃料圧が低下せしめられるや否や高圧の
燃料がニードル周りの間際を介してニードル端面上に導
びかれるためにニードルが開弁後ただちに閉弁し、斯く
して実際上燃料が高圧になると燃料噴射制御を行なうこ
とができないという問題がある。
射弁ではニードル周りの間際を介してニードル端面上に
高圧の燃料を導びき、この高圧の燃料の圧力を一時的に
低下させることによりニードルを開弁するようにしてい
る。しかしながら燃料圧が高(なってくるとニードル端
面上に作用する燃料圧が低下せしめられるや否や高圧の
燃料がニードル周りの間際を介してニードル端面上に導
びかれるためにニードルが開弁後ただちに閉弁し、斯く
して実際上燃料が高圧になると燃料噴射制御を行なうこ
とができないという問題がある。
上記問題点を解決するために本発明によれば閉弁方向に
ばね付勢されたニードルがニードル開弁方向の燃料圧を
受ける受圧面を有する燃料噴射弁において、ニードルと
直列に配置された制御ロッドを具備し、ニードルと反対
側の制御ロッド端面に燃料圧を作用させて燃料圧を制御
ロッドに介してニードルに伝えることによりニードルに
閉弁方向の力を与え、制御ロッドにニードル開弁方向の
力を与える制御油圧を発生するためのピエゾ圧電素子を
具備し、制御油圧が上記燃料圧とは無関係にピエゾ圧電
素子により制御されるようにしている。
ばね付勢されたニードルがニードル開弁方向の燃料圧を
受ける受圧面を有する燃料噴射弁において、ニードルと
直列に配置された制御ロッドを具備し、ニードルと反対
側の制御ロッド端面に燃料圧を作用させて燃料圧を制御
ロッドに介してニードルに伝えることによりニードルに
閉弁方向の力を与え、制御ロッドにニードル開弁方向の
力を与える制御油圧を発生するためのピエゾ圧電素子を
具備し、制御油圧が上記燃料圧とは無関係にピエゾ圧電
素子により制御されるようにしている。
第3図および第4図を参照すると、1はディーゼル機関
本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4
はピストン、5は燃焼室、6は吸気弁、7は排気弁、8
は燃焼室5内に配置された燃料噴射弁、9は吸気マニホ
ルドを夫々示し、吸気マニホルド9の入口部は過給機T
に接続される。
本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4
はピストン、5は燃焼室、6は吸気弁、7は排気弁、8
は燃焼室5内に配置された燃料噴射弁、9は吸気マニホ
ルドを夫々示し、吸気マニホルド9の入口部は過給機T
に接続される。
燃料噴射弁8は燃料供給管10を介して各気筒に共通の
燃料蓄圧管11に連結される。燃料蓄圧管11はその内
部に容積一定の蓄圧室12を有し、この蓄圧室12内の
燃料が燃料供給管10を介して燃料噴射弁8に供給され
る。一方、蓄圧室12は燃料供給管13を介して吐出圧
制御可能な燃料供給ポンプ14の吐出口に連結される。
燃料蓄圧管11に連結される。燃料蓄圧管11はその内
部に容積一定の蓄圧室12を有し、この蓄圧室12内の
燃料が燃料供給管10を介して燃料噴射弁8に供給され
る。一方、蓄圧室12は燃料供給管13を介して吐出圧
制御可能な燃料供給ポンプ14の吐出口に連結される。
燃料供給ポンプ14の吸込口は燃料ポンプ15の吐出口
に連結され、この燃料ポンプ15の吸込口は燃料リヂー
バタンク16に連結される。また、各燃料噴射弁8は燃
料返戻導管17を介して燃料リザーバタンク16に連結
される。燃料ポンプ15は燃料リザーバタンク16内の
燃料を燃料供給ポンプ14内に送り込むために設けられ
ており、燃料ポンプ15がなくても燃料供給ポンプ14
内に燃料を吸込むことが可能な場合には燃料ポンプ15
を特に設ける必要はない。これに対して燃料供給ポンプ
14は高圧の燃料を吐出すにために設けられており、燃
料供給ポンプ14から吐出された高圧の燃料は蓄圧室1
2内に蓄積される。
に連結され、この燃料ポンプ15の吸込口は燃料リヂー
バタンク16に連結される。また、各燃料噴射弁8は燃
料返戻導管17を介して燃料リザーバタンク16に連結
される。燃料ポンプ15は燃料リザーバタンク16内の
燃料を燃料供給ポンプ14内に送り込むために設けられ
ており、燃料ポンプ15がなくても燃料供給ポンプ14
内に燃料を吸込むことが可能な場合には燃料ポンプ15
を特に設ける必要はない。これに対して燃料供給ポンプ
14は高圧の燃料を吐出すにために設けられており、燃
料供給ポンプ14から吐出された高圧の燃料は蓄圧室1
2内に蓄積される。
第1図に燃料噴射弁8の側面断面図を示す。第1図を参
照すると、20は燃料噴射弁本体、21はノズル、22
はスペーサ、23はノズル21およびスペーサ22を燃
料噴射弁本体20に固定するためのノズルホルダ、24
は燃料流入口、25はノズル23の先端部に形成された
ノズル孔を夫々示す。燃料噴射弁本体20、スペーサ2
2、ノズル21内には互いに直列に配置された制御ロッ
ド26、加圧ピン27およびニードル28が摺動可能に
挿入される。制御ロッド26の上方には燃料室29が形
成され、この燃料室29は燃料流入口24および燃料供
給管10を介して蓄圧室(第4図)に連結される。従っ
て燃料室29内には蓄圧室29内の燃料圧が加わってお
り、燃料室29内の燃料圧が制御ロッド26の上面に作
用する。
照すると、20は燃料噴射弁本体、21はノズル、22
はスペーサ、23はノズル21およびスペーサ22を燃
料噴射弁本体20に固定するためのノズルホルダ、24
は燃料流入口、25はノズル23の先端部に形成された
ノズル孔を夫々示す。燃料噴射弁本体20、スペーサ2
2、ノズル21内には互いに直列に配置された制御ロッ
ド26、加圧ピン27およびニードル28が摺動可能に
挿入される。制御ロッド26の上方には燃料室29が形
成され、この燃料室29は燃料流入口24および燃料供
給管10を介して蓄圧室(第4図)に連結される。従っ
て燃料室29内には蓄圧室29内の燃料圧が加わってお
り、燃料室29内の燃料圧が制御ロッド26の上面に作
用する。
ニードル28は円錐状をなす受圧面30を有し、この受
圧面30の周りにニードル加圧室30が形成される。ニ
ードル加圧室31は一方では燃料通路32を介して燃料
室29に連結され、他方ではニードル28の周りに形成
された環状の燃料通路33を介してノズル孔25に連結
される。燃料噴射弁本体20内には加圧ピン27を下方
に向けて付勢する圧縮ばね34が挿入され、ニードル2
8はこの付勢ばね34によって下方に押圧される。
圧面30の周りにニードル加圧室30が形成される。ニ
ードル加圧室31は一方では燃料通路32を介して燃料
室29に連結され、他方ではニードル28の周りに形成
された環状の燃料通路33を介してノズル孔25に連結
される。燃料噴射弁本体20内には加圧ピン27を下方
に向けて付勢する圧縮ばね34が挿入され、ニードル2
8はこの付勢ばね34によって下方に押圧される。
制御ロッド26はその中間部に円錐状をなす受圧面35
を有し、この受圧面35の周りに制御ロッド加圧室36
が形成される。加圧室36は燃料噴射弁本体20間に形
成されたシリンダ37内に連通せしめられ、このシリン
ダ37内には油圧ピストン38が摺動可能に挿入される
。この油圧ピストン38にはOリング39が取付けられ
ている。
を有し、この受圧面35の周りに制御ロッド加圧室36
が形成される。加圧室36は燃料噴射弁本体20間に形
成されたシリンダ37内に連通せしめられ、このシリン
ダ37内には油圧ピストン38が摺動可能に挿入される
。この油圧ピストン38にはOリング39が取付けられ
ている。
一方、燃料噴射弁本体20には油圧ピストン38を駆動
するための駆動装置40が取付けられる。この駆動装置
40は燃料噴射弁本体20に固締されたケーシング41
と、ピストン38およびケーシング40間に挿入された
ピエゾ圧電素子 □42からなる。このピ
エゾ圧電素子42は薄板状の圧電素子を多数枚積層した
積層構造をなしており、このピエゾ圧電素子42に電圧
を印加するとピエゾ圧電素子42は電歪効果によって長
手方向の歪を生ずる、即ち長手方向に伸びる。この伸び
量は例えば50μm程度の少量であるが応答性が極めで
良好であり、電圧を印加してから伸びるまでの応答時間
は80μsec程度である。電圧の印加を停止すればピ
エゾ圧電素子42はただちに縮む。
するための駆動装置40が取付けられる。この駆動装置
40は燃料噴射弁本体20に固締されたケーシング41
と、ピストン38およびケーシング40間に挿入された
ピエゾ圧電素子 □42からなる。このピ
エゾ圧電素子42は薄板状の圧電素子を多数枚積層した
積層構造をなしており、このピエゾ圧電素子42に電圧
を印加するとピエゾ圧電素子42は電歪効果によって長
手方向の歪を生ずる、即ち長手方向に伸びる。この伸び
量は例えば50μm程度の少量であるが応答性が極めで
良好であり、電圧を印加してから伸びるまでの応答時間
は80μsec程度である。電圧の印加を停止すればピ
エゾ圧電素子42はただちに縮む。
第1図に示されるように油圧ピストン38と燃料噴射弁
本体20間には皿ばね43が挿入され、この皿ばね43
のばね力によって油圧ピストン38はピエゾ圧電素子4
2に向けて押圧される。第2図に示すように油圧ピスト
ン38内には燃料通路44が形成され、この燃料通路4
4内には逆止弁45が挿入される。ケーシング41とピ
エゾ圧電素子42間にはピエゾ圧電素子42を冷却する
ために図示しない装置によって燃料が循環せしめられ、
制御ロッド加圧室36内の燃料、即ち制御油が漏洩する
とケーシング41内の燃料が燃料通路44および逆止弁
45を介して制御ロッド加圧室36内に補給される。
本体20間には皿ばね43が挿入され、この皿ばね43
のばね力によって油圧ピストン38はピエゾ圧電素子4
2に向けて押圧される。第2図に示すように油圧ピスト
ン38内には燃料通路44が形成され、この燃料通路4
4内には逆止弁45が挿入される。ケーシング41とピ
エゾ圧電素子42間にはピエゾ圧電素子42を冷却する
ために図示しない装置によって燃料が循環せしめられ、
制御ロッド加圧室36内の燃料、即ち制御油が漏洩する
とケーシング41内の燃料が燃料通路44および逆止弁
45を介して制御ロッド加圧室36内に補給される。
制御ロッド加圧室36内の燃料、即ち制御油が加圧され
ていない場合にはニードル28には制御ロッド26の上
面に作用する下向きの力と、圧縮ばね34による下向き
の力と、ニードル28の受圧面30に作用する上向きの
力が加わる。このとき下向きの力の総和が上向きの力よ
りも若干大きくなるように制御ロッド26の径、圧縮ば
ね34のばね力およびニードル28の受圧面30の面積
が設定されている。従って通常ニードル28には下向き
の力が作用しており、斯くして通常ニードル28はノズ
ル孔25を閉鎖している。次いでピエゾ圧電素子42に
電圧が印加されるとピエゾ圧電素子42が伸びるために
油圧ピストン38が左方に移動し、その結果制御ロッド
加圧室36内の制御油圧が上昇する。このとき制御ロッ
ド26の受圧面35に上向きの力が作用するために制御
ロッド26が上昇し、斯くしてニードル28が上昇する
ためにノズル孔25から燃料が噴射される。
ていない場合にはニードル28には制御ロッド26の上
面に作用する下向きの力と、圧縮ばね34による下向き
の力と、ニードル28の受圧面30に作用する上向きの
力が加わる。このとき下向きの力の総和が上向きの力よ
りも若干大きくなるように制御ロッド26の径、圧縮ば
ね34のばね力およびニードル28の受圧面30の面積
が設定されている。従って通常ニードル28には下向き
の力が作用しており、斯くして通常ニードル28はノズ
ル孔25を閉鎖している。次いでピエゾ圧電素子42に
電圧が印加されるとピエゾ圧電素子42が伸びるために
油圧ピストン38が左方に移動し、その結果制御ロッド
加圧室36内の制御油圧が上昇する。このとき制御ロッ
ド26の受圧面35に上向きの力が作用するために制御
ロッド26が上昇し、斯くしてニードル28が上昇する
ためにノズル孔25から燃料が噴射される。
このときの応答性は上述したように80μsec程度
。
。
であって極めて速い。一方、ピエゾ圧電素子42への電
圧の印加が停止せしめられるとピエゾ圧電
゛□素子42は縮み、その結果制御ロッド加圧室36内
の制御油圧が低下するために制御ロッド26お
′よびニードル28が下降して燃料噴射が停止せし
められる。このとき応答性も80μsec程度であっ
パて極めて速い。なお、上述したように制御
ロッド加圧室36内の燃料、即ち制御油が加圧されてい
ない場合にニードル28に作用する下向きの力の
゛総和は上向きの力よりも若干大きくなるように
制御ロッド26の径、圧縮ばね34のばね力およびニー
ドル28の受圧面30の面積が定められている。従って
制御ロッド26の受圧面35に小さな上向きの力を加え
ればニードル2日を上昇させることができる。即ち、ニ
ードル2日を上昇させるために昇圧すべき制御ロッド加
圧室36内の制御油圧は小さくてすみ、斯くしてピエゾ
圧電素子42に加えるべき電力も小電力で足りる。
圧の印加が停止せしめられるとピエゾ圧電
゛□素子42は縮み、その結果制御ロッド加圧室36内
の制御油圧が低下するために制御ロッド26お
′よびニードル28が下降して燃料噴射が停止せし
められる。このとき応答性も80μsec程度であっ
パて極めて速い。なお、上述したように制御
ロッド加圧室36内の燃料、即ち制御油が加圧されてい
ない場合にニードル28に作用する下向きの力の
゛総和は上向きの力よりも若干大きくなるように
制御ロッド26の径、圧縮ばね34のばね力およびニー
ドル28の受圧面30の面積が定められている。従って
制御ロッド26の受圧面35に小さな上向きの力を加え
ればニードル2日を上昇させることができる。即ち、ニ
ードル2日を上昇させるために昇圧すべき制御ロッド加
圧室36内の制御油圧は小さくてすみ、斯くしてピエゾ
圧電素子42に加えるべき電力も小電力で足りる。
第5図および第6図は吐出圧制御可能な燃料供給ポンプ
14の一例を示す。第5図を参照すると燃料供給ポンプ
14はポンプケーシング50により固定支持された固定
軸51と、固定軸51回りで回転するロータ52と、ピ
ボットビン53を介してポンプケーシング50に揺動可
能に取付けられたステータ54と、ステータ54内にお
いて軸受55を介して回転可能に支持されたリング56
とを有する。ロータ52は放射状に配置された多数個の
ラジアルピストン57を具備し、各ラジアルピストン5
7とリング56との間にはラジアルピストン57と共に
回転するシュー58が挿入される。ロータ52が回転す
るとそれに伴なってラジアルピストン57も回転し、こ
のときシュー58がリング56の内周面を摺動すると共
にシュー58との摩擦力によってリング56も回転する
。
14の一例を示す。第5図を参照すると燃料供給ポンプ
14はポンプケーシング50により固定支持された固定
軸51と、固定軸51回りで回転するロータ52と、ピ
ボットビン53を介してポンプケーシング50に揺動可
能に取付けられたステータ54と、ステータ54内にお
いて軸受55を介して回転可能に支持されたリング56
とを有する。ロータ52は放射状に配置された多数個の
ラジアルピストン57を具備し、各ラジアルピストン5
7とリング56との間にはラジアルピストン57と共に
回転するシュー58が挿入される。ロータ52が回転す
るとそれに伴なってラジアルピストン57も回転し、こ
のときシュー58がリング56の内周面を摺動すると共
にシュー58との摩擦力によってリング56も回転する
。
固定軸51には吸込口59と吐出口60とが形成され、
吸込口59は燃料ポンプ15(第3図)へ、吐出口60
は蓄圧室12(第3図)へ夫々連結される。各ラジアル
ピストン57のシリンダ室61は吸込口59および吐出
口60と交互に連通ずる。
吸込口59は燃料ポンプ15(第3図)へ、吐出口60
は蓄圧室12(第3図)へ夫々連結される。各ラジアル
ピストン57のシリンダ室61は吸込口59および吐出
口60と交互に連通ずる。
シリンダ室61が吸込口59と連通したときにラジアル
ピストン57が半径方向外方に移動するためにシリンダ
室61内に燃料が吸込まれ、シリンダ室61が吐出口6
0と連通したときに圧縮された燃料がシリンダ室61か
ら吐出口60に排出される。吐出口60に排出される燃
料の圧力はラジアルピストン57のストロークに依存し
ており、ラジアルピストン570ストロークはステータ
54の位置によって定まる。従ってステータ54をピボ
ットピン53回りに揺動せしめることによって燃料供給
ポンプ14の吐出圧を制御することができる。
ピストン57が半径方向外方に移動するためにシリンダ
室61内に燃料が吸込まれ、シリンダ室61が吐出口6
0と連通したときに圧縮された燃料がシリンダ室61か
ら吐出口60に排出される。吐出口60に排出される燃
料の圧力はラジアルピストン57のストロークに依存し
ており、ラジアルピストン570ストロークはステータ
54の位置によって定まる。従ってステータ54をピボ
ットピン53回りに揺動せしめることによって燃料供給
ポンプ14の吐出圧を制御することができる。
第5図および第6図を参照するとポンプケーシング50
の下部には固定軸51の軸線方向に摺動可能な制御レバ
ー62が配置される。この制御レバー62は制御レバー
62の軸線に対して傾斜した長溝63を有し、この長溝
63内にステータ54の下部に形成されたアーム64が
摺動可能に挿入される。従って制御レバー62をその軸
線方向に移動させるとステータ54が揺動し、それによ
って燃料供給ポンプ14の吐出圧が制御される。
の下部には固定軸51の軸線方向に摺動可能な制御レバ
ー62が配置される。この制御レバー62は制御レバー
62の軸線に対して傾斜した長溝63を有し、この長溝
63内にステータ54の下部に形成されたアーム64が
摺動可能に挿入される。従って制御レバー62をその軸
線方向に移動させるとステータ54が揺動し、それによ
って燃料供給ポンプ14の吐出圧が制御される。
制御レバー62は減速機構65を介して駆動装置66に
連結される。この実施例では駆動装置66はステップモ
ータから形成されるが必ずしもステップモータを使用す
る必要はなく。例えば駆動装置66としてリニアソレノ
イドその他の手段を用いることができる。駆動装置66
により制御レバー62はその軸線方向に移動せしめられ
、従って燃料供給ポンプ14の吐出圧は駆動装置66に
よって制御される。
連結される。この実施例では駆動装置66はステップモ
ータから形成されるが必ずしもステップモータを使用す
る必要はなく。例えば駆動装置66としてリニアソレノ
イドその他の手段を用いることができる。駆動装置66
により制御レバー62はその軸線方向に移動せしめられ
、従って燃料供給ポンプ14の吐出圧は駆動装置66に
よって制御される。
再び第3図を参照すると、燃料噴射弁8および駆動装置
66を制御するための電子制御ユニ7ト70が設けられ
る。この電子制御ユニット70はディジタルコンピュー
タからなり、双方向性バス71によって相互に接続され
たROM (リードオンメモリ)72、RAM (ラン
ダムアクセスメモリ)73、CPU (マイクロプロセ
ッサ)74、入力ポードア5および出力ポードア6を具
備する。
66を制御するための電子制御ユニ7ト70が設けられ
る。この電子制御ユニット70はディジタルコンピュー
タからなり、双方向性バス71によって相互に接続され
たROM (リードオンメモリ)72、RAM (ラン
ダムアクセスメモリ)73、CPU (マイクロプロセ
ッサ)74、入力ポードア5および出力ポードア6を具
備する。
第3図に示されるように燃料蓄圧管11の端部には蓄圧
室12内の燃料圧を検出する燃料圧センサ80が取付け
られる。燃料圧センサ80は蓄圧室12内の燃料圧に比
例した出力電圧を発生し、この燃料圧センサ80はAD
変換器81を介して入力ポードア5に接続される。一方
、吸気マニホルド9内には吸気マニホルド9内の過給圧
を検出する過給圧センサ82が取付けられる。過給圧セ
ンサ82は吸気マニホルド9内の圧力に比例した出力電
圧を発生し、この過給圧センサ82はAD変換器83を
介して入力ポードア5に接続される。
室12内の燃料圧を検出する燃料圧センサ80が取付け
られる。燃料圧センサ80は蓄圧室12内の燃料圧に比
例した出力電圧を発生し、この燃料圧センサ80はAD
変換器81を介して入力ポードア5に接続される。一方
、吸気マニホルド9内には吸気マニホルド9内の過給圧
を検出する過給圧センサ82が取付けられる。過給圧セ
ンサ82は吸気マニホルド9内の圧力に比例した出力電
圧を発生し、この過給圧センサ82はAD変換器83を
介して入力ポードア5に接続される。
また、機関本体1には機関冷却水温を検出する水温セン
サ84が取付けられる。水温センサ84は機関冷却水温
に比例した出力電圧を発生し、この水温センサ84はA
D変換器85を介して入力ポードア5に接続される。ま
た、アクセルペダル86にはアクセルペダル86の踏込
み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ87が取
付けられる。この負荷センサ87はAD変換器88を介
して入力ポードア5に接続される。また、機関クランク
シャフトには一対のディスク89 、90が取付けられ
、これらディスク89 、90の歯付外周面に対向して
一対のクランク角センサ91 、92が配置される。一
方のクランク角センサ91は例えば1番気筒が吸気上死
点にあることを示す出力パルスを発生し、従ってこのク
ランク角センサ91の出力パルスからいずれの気筒の燃
料噴射弁8を作動せしめるかを決定することができる。
サ84が取付けられる。水温センサ84は機関冷却水温
に比例した出力電圧を発生し、この水温センサ84はA
D変換器85を介して入力ポードア5に接続される。ま
た、アクセルペダル86にはアクセルペダル86の踏込
み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ87が取
付けられる。この負荷センサ87はAD変換器88を介
して入力ポードア5に接続される。また、機関クランク
シャフトには一対のディスク89 、90が取付けられ
、これらディスク89 、90の歯付外周面に対向して
一対のクランク角センサ91 、92が配置される。一
方のクランク角センサ91は例えば1番気筒が吸気上死
点にあることを示す出力パルスを発生し、従ってこのク
ランク角センサ91の出力パルスからいずれの気筒の燃
料噴射弁8を作動せしめるかを決定することができる。
他方のクランク角センサ92はクランクシャフトが一定
角度回転するごとに出力パルスを発生し、従ってクラン
ク角センサ92の出力パルスから機関回転数を計算する
ことができる。これらのクランク角センサ91゜92は
入力ポードア5に接続される。一方、出力ポードア6は
駆動回路93を介してステップモータからなる駆動装置
66に接続され、駆動回路94を介して対応する燃料噴
射弁8のピエゾ圧電素子42に接続される。
角度回転するごとに出力パルスを発生し、従ってクラン
ク角センサ92の出力パルスから機関回転数を計算する
ことができる。これらのクランク角センサ91゜92は
入力ポードア5に接続される。一方、出力ポードア6は
駆動回路93を介してステップモータからなる駆動装置
66に接続され、駆動回路94を介して対応する燃料噴
射弁8のピエゾ圧電素子42に接続される。
次に第7図から第11図を参照して本発明による燃料噴
射制御装置の作動について説明する。
射制御装置の作動について説明する。
第7図はメインルーチンを示しており、このメインルー
チンは一定のクランク角度毎の割込みによって実行され
る。第7図を参照するとまず始めにステップ100にお
いて機関回転数Nを表わすクランク角センサ92の出力
信号、アクセルペダルの踏込み量りを表わす負荷センサ
87の出力信号、過給圧Bを表わす過給圧センサ82の
出力信号、機関冷却水温Tを表わす水温センサ84の出
力信号、および蓄圧室12内の燃料圧Pを表わす。燃料
圧センサ80の出力信号がCPU 74内に順次入力さ
れ、クランク角センサ92の出力信号から機関回転数N
が計算される。これらの機関回転数N、アクセルペダル
の踏込み量L1過給圧B、水温T1.5および燃料圧P
はRAM 73内に記憶される0次いでステップ200
では噴射FJrの計算が行なわれ、ステップ300では
噴射時期の計算が行なわれ、ステップ400では燃料圧
Pの制御が行なわれる。ステップ200における噴射量
での計算は第8図に示され、ステップ300における噴
射時期の計算は第9図に示され、ステップ400におけ
る燃料圧Pの制御は第1θ図に示されている。
チンは一定のクランク角度毎の割込みによって実行され
る。第7図を参照するとまず始めにステップ100にお
いて機関回転数Nを表わすクランク角センサ92の出力
信号、アクセルペダルの踏込み量りを表わす負荷センサ
87の出力信号、過給圧Bを表わす過給圧センサ82の
出力信号、機関冷却水温Tを表わす水温センサ84の出
力信号、および蓄圧室12内の燃料圧Pを表わす。燃料
圧センサ80の出力信号がCPU 74内に順次入力さ
れ、クランク角センサ92の出力信号から機関回転数N
が計算される。これらの機関回転数N、アクセルペダル
の踏込み量L1過給圧B、水温T1.5および燃料圧P
はRAM 73内に記憶される0次いでステップ200
では噴射FJrの計算が行なわれ、ステップ300では
噴射時期の計算が行なわれ、ステップ400では燃料圧
Pの制御が行なわれる。ステップ200における噴射量
での計算は第8図に示され、ステップ300における噴
射時期の計算は第9図に示され、ステップ400におけ
る燃料圧Pの制御は第1θ図に示されている。
第8図は燃料噴射量τを計算するためのフローチャート
を示す、第8図を参照すると、まず始めにステップ20
1においてアクセルペダルの踏込み量、即ち負荷りから
基本燃料噴射量τ。が計算される。第11図ja)は基
本燃料噴射量τ。と負荷りとの関係を示しており、この
関係は予めROM 72内に記憶されている0次いでス
テップ202では過給圧Pから過給補正係数に、が計算
される。第11図(blに示すように過給補正係数に、
は過給圧Pが高くなるにつれて大きくなる。第11図(
b)に示す関係は予めROM 72内に記憶されている
0次いでステップ203では噴射量τ=に、 ・τ。
を示す、第8図を参照すると、まず始めにステップ20
1においてアクセルペダルの踏込み量、即ち負荷りから
基本燃料噴射量τ。が計算される。第11図ja)は基
本燃料噴射量τ。と負荷りとの関係を示しており、この
関係は予めROM 72内に記憶されている0次いでス
テップ202では過給圧Pから過給補正係数に、が計算
される。第11図(blに示すように過給補正係数に、
は過給圧Pが高くなるにつれて大きくなる。第11図(
b)に示す関係は予めROM 72内に記憶されている
0次いでステップ203では噴射量τ=に、 ・τ。
が計算される。次いでステップ204では水温Tから最
大噴射iMAXが計算される。第11図(C)に示す如
く白煙の発生を防止するために最大噴射量MAXは水温
Tが高くなるにつれて小さくなる。次いでステップ20
5では噴射量τが最大噴射量MAXよりも大きいか否か
が判別される。τ> MAXであればステップ206に
進んでτ・MAXとされる。従って最大噴射量MAXは
水温Tによって制限されることになる。
大噴射iMAXが計算される。第11図(C)に示す如
く白煙の発生を防止するために最大噴射量MAXは水温
Tが高くなるにつれて小さくなる。次いでステップ20
5では噴射量τが最大噴射量MAXよりも大きいか否か
が判別される。τ> MAXであればステップ206に
進んでτ・MAXとされる。従って最大噴射量MAXは
水温Tによって制限されることになる。
第9図は燃料噴射期間を計算するためのフローチャート
を示す。第9図を参照すると、まず始めにステップ30
1において機関回転数Nと負荷しから噴射開始時期τ1
が計算される。第11図(d)に示すように噴射開始時
期τ、I・・・τ□と機関回転数N、負荷りとの関係は
マツプの形で予めROM 72内に記憶されており、こ
のマツプから噴射開始時期時τ、が計算される。次いで
ステップ302では水圧係数に2は第11図(f)に示
すように水温Tが高 °□。
を示す。第9図を参照すると、まず始めにステップ30
1において機関回転数Nと負荷しから噴射開始時期τ1
が計算される。第11図(d)に示すように噴射開始時
期τ、I・・・τ□と機関回転数N、負荷りとの関係は
マツプの形で予めROM 72内に記憶されており、こ
のマツプから噴射開始時期時τ、が計算される。次いで
ステップ302では水圧係数に2は第11図(f)に示
すように水温Tが高 °□。
温Tから水温補正係数に、が計算される。水温補くなる
と小さくなり、第11図(f)に示す関係は予めROM
72内に記憶されている。次いでステップ303では
過給圧Pから過給補正係数に3が計算される。過給補正
係数に、は第11図(e)に示すように過給圧Pが高く
なると大きくなり、第11図(elに示す関係は予めR
OM 72内に記憶されている。次いでステ・ンフ゛3
04ではステップ301で求められた噴射開始時期τ1
に補正係数Kz、Ksが加算されて実際の噴射開始時期
で1が求められる。実際の噴射開始時期τ、はKt、に
’sが増大するにつれて大きくなる、即ち速められる。
と小さくなり、第11図(f)に示す関係は予めROM
72内に記憶されている。次いでステップ303では
過給圧Pから過給補正係数に3が計算される。過給補正
係数に、は第11図(e)に示すように過給圧Pが高く
なると大きくなり、第11図(elに示す関係は予めR
OM 72内に記憶されている。次いでステ・ンフ゛3
04ではステップ301で求められた噴射開始時期τ1
に補正係数Kz、Ksが加算されて実際の噴射開始時期
で1が求められる。実際の噴射開始時期τ、はKt、に
’sが増大するにつれて大きくなる、即ち速められる。
次いでステップ305では第8図に示すルーチンにおい
て計算された噴射量τと、実際の噴射開始時期で、から
噴射完了時期で、が計算される。斯くして得られた噴射
開始時期τ、および噴射完了時期τゎはステップ306
において出力ポードア6に出力され、これらτ1 、τ
、に従って各燃料噴射弁8の噴射制御が行なわれる。
て計算された噴射量τと、実際の噴射開始時期で、から
噴射完了時期で、が計算される。斯くして得られた噴射
開始時期τ、および噴射完了時期τゎはステップ306
において出力ポードア6に出力され、これらτ1 、τ
、に従って各燃料噴射弁8の噴射制御が行なわれる。
第10図は燃料圧Pの制御を行なうためのフローチャー
トを示す。第10図を参照すると、まず始めにステップ
401において機関回転数Nと負荷りから基準燃料圧P
0が計算される。第11図(glに示すように基準燃料
圧pH・・・P□と機関回転数N、負荷りとの関係はマ
ツプの形で予めROM 72内に記憶されており、この
マツプから基準燃料圧P。
トを示す。第10図を参照すると、まず始めにステップ
401において機関回転数Nと負荷りから基準燃料圧P
0が計算される。第11図(glに示すように基準燃料
圧pH・・・P□と機関回転数N、負荷りとの関係はマ
ツプの形で予めROM 72内に記憶されており、この
マツプから基準燃料圧P。
が計算される。次いでステップ402では水温Tから水
温補正係数に4が計算される。水温補正係数に4は第1
1図(1)に示すように水温Tが高くなるにつれて大き
くなり、第11図(1)に示す関係は予めROM ?2
内に記憶されている。次いでステップ403では過給圧
Pから過給圧補正係数に、が計算される。過給圧補正係
数に、は第11図(h)に示すように過給圧Pが高くな
るにつれて大きくなり、第11図(h)に示す関係は予
めROM 72内に記憶されている0次いでステップ4
04ではステップ401で求められた基準燃料圧P0に
補正係数に4 、Ksを乗算することにより目標とする
基準燃料圧P0、即ち目標燃料圧P0が求められる。こ
の目標燃料圧P0は水温Tが高(なるほど大きくなり、
過給圧Pが高くなるほど大きくなる。次いでステップ4
05では目標燃料圧P0と現在の燃料圧Pとの差の絶対
値がΔPよりも小さいか否かが判別される。
温補正係数に4が計算される。水温補正係数に4は第1
1図(1)に示すように水温Tが高くなるにつれて大き
くなり、第11図(1)に示す関係は予めROM ?2
内に記憶されている。次いでステップ403では過給圧
Pから過給圧補正係数に、が計算される。過給圧補正係
数に、は第11図(h)に示すように過給圧Pが高くな
るにつれて大きくなり、第11図(h)に示す関係は予
めROM 72内に記憶されている0次いでステップ4
04ではステップ401で求められた基準燃料圧P0に
補正係数に4 、Ksを乗算することにより目標とする
基準燃料圧P0、即ち目標燃料圧P0が求められる。こ
の目標燃料圧P0は水温Tが高(なるほど大きくなり、
過給圧Pが高くなるほど大きくなる。次いでステップ4
05では目標燃料圧P0と現在の燃料圧Pとの差の絶対
値がΔPよりも小さいか否かが判別される。
IPO−PI≧ΔPのときはステップ406に進んでP
>Poであるか否かが判別される。P > P 。
>Poであるか否かが判別される。P > P 。
のときはステップ407に進んで駆動装置66、即ちス
テップモータ66のステップ位置STから一定ステップ
数Aが減算される。その結果燃料供給ポンプ14の制御
レバー62(第5図、第6図)が燃料供給ポンプ14の
吐出圧を減少する方向に移動せしめられるために蓄圧室
12内の燃料圧はただちに減少する。一方、P≦P0の
ときはステップ408に進んでステップモータ6Gのス
テップ位置ST・に一定ステップ数Aが加算される。そ
の結果燃料供給ポンプ14の制御レバー62が燃料供給
ポンプ14の吐出圧を増大する方向に移動せしめられる
ために蓄圧室12内の燃料圧はただちに上昇する。一方
、ステップ405においてlp。
テップモータ66のステップ位置STから一定ステップ
数Aが減算される。その結果燃料供給ポンプ14の制御
レバー62(第5図、第6図)が燃料供給ポンプ14の
吐出圧を減少する方向に移動せしめられるために蓄圧室
12内の燃料圧はただちに減少する。一方、P≦P0の
ときはステップ408に進んでステップモータ6Gのス
テップ位置ST・に一定ステップ数Aが加算される。そ
の結果燃料供給ポンプ14の制御レバー62が燃料供給
ポンプ14の吐出圧を増大する方向に移動せしめられる
ために蓄圧室12内の燃料圧はただちに上昇する。一方
、ステップ405においてlp。
−PI<ΔPであると判別されたときは処理ルーチンを
完了し、このときステップモータ66は静止状態に保持
される。このようにして蓄圧室12内の燃料圧Pが目標
燃料圧P0に維持される。
完了し、このときステップモータ66は静止状態に保持
される。このようにして蓄圧室12内の燃料圧Pが目標
燃料圧P0に維持される。
ニードルを常時閉弁方向に付勢するばねが設けられてい
るので燃料圧の大きさにかかわらずにニードルには常時
一定圧以上の閉弁力が作用し、斯(してニードル閉弁時
にノズル孔から燃料が漏洩する危険性はない。また、燃
料圧が直接ピエゾ圧電素子に作用せず、制御ロッドに作
用する制御油圧を少しばかり上昇せしめればニードルが
開弁するので小型のピエゾ圧電素子を使用することがで
き、消費電力を低減することができる。
るので燃料圧の大きさにかかわらずにニードルには常時
一定圧以上の閉弁力が作用し、斯(してニードル閉弁時
にノズル孔から燃料が漏洩する危険性はない。また、燃
料圧が直接ピエゾ圧電素子に作用せず、制御ロッドに作
用する制御油圧を少しばかり上昇せしめればニードルが
開弁するので小型のピエゾ圧電素子を使用することがで
き、消費電力を低減することができる。
第1図は燃料噴射弁の側面断面図、第2図は第1図の油
圧ビス1ンの拡大平面断面図、第3図はディーゼル機関
を図解的に示した平面図、第4図はディーゼル機関の側
面断面図、第5図は燃料供給ポンプの側面断面図、第6
図は第5図の制御レバーおよびその駆動装置の平面図、
第7図はメインルーチンを示すフローチャート、第8図
は噴射量の計算を実行するためのフローチャート、第9
図は噴射期間の計算を実行するためのフローチャ−ト、
第10図は燃料圧の制御を実行するためのフローチャー
ト、第11図は補正係数等を示す線図である。 8・・・燃料噴射弁、 10 、13・・・燃料供給
管、12・・・蓄圧室、 14・・・燃料供給ポ
ンプ、26・・・制御ロッド、 28・・・ニードル、
30 、35・・・受圧面、 34・・・圧縮ばね、
38・・・油圧ピストン、42・・・ピエゾ圧電素子。
圧ビス1ンの拡大平面断面図、第3図はディーゼル機関
を図解的に示した平面図、第4図はディーゼル機関の側
面断面図、第5図は燃料供給ポンプの側面断面図、第6
図は第5図の制御レバーおよびその駆動装置の平面図、
第7図はメインルーチンを示すフローチャート、第8図
は噴射量の計算を実行するためのフローチャート、第9
図は噴射期間の計算を実行するためのフローチャ−ト、
第10図は燃料圧の制御を実行するためのフローチャー
ト、第11図は補正係数等を示す線図である。 8・・・燃料噴射弁、 10 、13・・・燃料供給
管、12・・・蓄圧室、 14・・・燃料供給ポ
ンプ、26・・・制御ロッド、 28・・・ニードル、
30 、35・・・受圧面、 34・・・圧縮ばね、
38・・・油圧ピストン、42・・・ピエゾ圧電素子。
Claims (1)
- 閉弁方向にばね付勢されたニードルがニードル開弁方向
の燃料圧を受ける受圧面を有する燃料噴射弁において、
ニードルと直列に配置された制御ロッドを具備し、ニー
ドルと反対側の制御ロッド端面に燃料圧を作用させて該
燃料圧を制御ロッドに介してニードルに伝えることによ
りニードルに閉弁方向の力を与え、上記制御ロッドにニ
ードル開弁方向の力を与える制御油圧を発生するための
ピエゾ圧電素子を具備し、該制御油圧が上記燃料圧とは
無関係にピエゾ圧電素子により制御される内燃機関の燃
料噴射弁。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14041785A JPS623166A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 内燃機関の燃料噴射弁 |
| US06/870,382 US4841936A (en) | 1985-06-27 | 1986-06-04 | Fuel injection control device of an internal combustion engine |
| US06/875,668 US4688536A (en) | 1985-06-28 | 1986-06-18 | Drive circuit for an electrostrictive actuator in a fuel injection valve |
| DE19863621307 DE3621307A1 (de) | 1985-06-27 | 1986-06-25 | Steuervorrichtung fuer die kraftstoffeinspritzung bei einer brennkraftmaschine |
| DE19863621541 DE3621541A1 (de) | 1985-06-28 | 1986-06-27 | Treiberschaltung fuer ein elektrostriktives betaetigungsglied in einem treibstoffeinspritzventil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14041785A JPS623166A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 内燃機関の燃料噴射弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS623166A true JPS623166A (ja) | 1987-01-09 |
| JPH0568638B2 JPH0568638B2 (ja) | 1993-09-29 |
Family
ID=15268232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14041785A Granted JPS623166A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-28 | 内燃機関の燃料噴射弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS623166A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4909440A (en) * | 1988-01-21 | 1990-03-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injector for an engine |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP14041785A patent/JPS623166A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4909440A (en) * | 1988-01-21 | 1990-03-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injector for an engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0568638B2 (ja) | 1993-09-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |