JPS6291645A - ディーゼルエンジン用プレストローク制御式燃料噴射ポンプのプレストローク制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射するフレスト
ローク制御式燃料噴射ポンプのプレストローク制御装置
に関するものである。

従来の技術 従来、ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルに燃料を圧
送する燃料噴射ポンプにおいて、燃料噴射量の制御はポ
ンプ内の燃料を加圧するプランジャを回動することによ
り行われ、また燃料噴射時期の制御は、エンジンによっ
て駆動されるプランジャ駆動用カム軸に設けられた遠心
式あるいは電子式オートタイマによって、同軸の回転位
相をエンジンのクランク角位相に対し変えることにより
行われるように構成されていた。ところが噴射時期制御
の場合、カム軸の慣性質量が比較的大きく、また同軸か
らプランジャに伝達されるポンプの駆動トルクが大きい
ため、上記タイマも必然的に大ノｌ１１かすなものとな
り、そのためコスト高となったり、ポンプ全体が粗大化
するといった不具合かあ二）　だ　。

このため、本出願人は、燃料を加圧するプランジャの外
側に摺動自在に嵌装された制御スリーブを有し、アクチ
ュエータにより制御スリーブをプランジャの軸線方向に
移動させることにより、同プランジャのプレストローク
を変化させて燃料噴射時期及び燃料送油率を制御するよ
うに構成されたプレストローク制御式燃料噴射ポンプを
既に提案している。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、車両の運転状態に応じて、上記ブ１／
ストローク制御式燃料噴射ポンプのプランジャのプレス
トローク、即ち、燃料噴射時期及び燃料送油率を最適値
に制御するように制御スリーブを移動させるためのアク
チュエータを制御することにより、燃料噴射ポンプの破
損を防止し、車両の走行フィーリング及び燃費を向上さ
せ、排ガスを低減させることにある。

問題点を解決するための手段 本発明によるプレストローク制御式燃料噴射ポンプのプ
レストローク制御装置は、運転状態情報源からの種々の
運転状態情報に応答して所定の運転状態に応じた運転モ
ードを判定し、この運転モードに対応しまた複数のプレ
ストロークマツプのうちの１つを選択する判定手段と、
上記選択されたプレストロークマツプから所定の運転状
態に応じた目標プレストローク値を演算する目標プレス
トローク値演算回路と、使用限界マツプから所定の運転
状態に応じた限界プレストローク値を演算する限界プレ
ストローク値演算回路と、上記演算された目標プレスト
ローク値と限界プレストローク値とのいずれか低い方の
値を選択し出力する低値選択回路とを備え、上記選択さ
れた低い方の値に従ってプランジャのプレストロークを
制御するようにアクチュエータを作動させるように構成
されている。

作用 上記構成によれば、所定の運転状態に応じて判定された
運転モードに対応するプレストロークマツプから目標プ
レストローク値が演算されると共に、使用限界マツプか
ら限界プレストローク値が演算され、プランジャのプレ
ストロークがこれらプレストローク値の低い方の値に一
致するように制御スリーブがアクチュエータを介して移
動されて、燃料噴射時期及び燃料送油率を調整する。使
用限界マツプにより、エンジンの高回転域でも燃料噴射
ポンプがポンプ耐圧限界以下で使用されろように燃料噴
射時期が制御され、燃料噴射ポンプの破損を防止できる
。これにより中低回転域でのポンプ吐出圧を大きくでき
、エンジン出力の向上により車両の走行フィーリング及
び燃費を向上させることができ、排ガス中の黒煙、白煙
を少なくできる。

実施例 以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細
に説明する。

〔燃料噴射ポンプの第１実施例〕 第１図〜第２１図に示す本発明に適用されるプレストロ
ーク制御式燃料噴射ポンプの第１実施例において、符号
２はディーゼルエンジンの列Ｗの燃料噴射ポンプのハウ
ジング、４は同ハウジング内に保持された複数個のバレ
ルの一つであって、各バレル４の軸線がハウジング２内
の一平面上に並列にならぶように位置されている。６は
各バレル４の上部に取付けられたエンジンの各気筒に夫
々接続される吐出弁ホルダ、７ａは吐出弁、８は各バレ
ル４内に摺動自在に嵌装されたプランジャ、１０は同プ
ランジャを下方へ付勢するスプリング、１２は図示しな
いエンジンの、駆動軸に連動されプランジャ８を押し上
げるカム、１４はプランジャ８外周に摺動自在に嵌装さ
れた制御スリーブ、１６は各バレル４に固定され制御ス
リーブ１４０案内＠１７に係合して七〇回動を規制する
ガイドピン、１８はバレル４に回動自在に支持されかつ
プランジャ８に回動不能に係合されたスリーブである。

プランジャ８は、その上端面と周側面とを連通ずる油路
８ａと、油路８ａに連通して周側面に形成した周側面開
口８ｂと、開口８ｂと連続すると共にプランジャ８軸線
に溢う周側面に刻設した縦溝８ｃと、この縦溝８ｃと交
差すると共にプランジャ軸線に対し傾斜する傾斜溝８ｄ
とを有しており、上記両溝８ｃ、８ｄと給油孔８ｂ（以
下開口という）とで制御溝が形成される。他方、制御ス
リーブ１４には噴射終りを規定する制御孔１４ａが貫設
されている。ここで、プランジャ８が第６図に示すよう
に所定の有効ストロークをするとき、燃料を噴射するた
めの条件は、制御スリーブ１４の上下中、長さを７ｏ、
縦溝８ｃと開口８ｂとを含む長さを１１とすると、ｌＯ
＞１１なる関係が成立することが要求される。また、第
７図に示すようにプランジャ８が最小の有効ス図りで燃
料を噴射するときに、噴射終りにおける２段吹きを防止
するための条件は、制御孔１４ａ上縁と制御スリーブ１
４上端との間の長さを１４、該制御孔１４ａ上縁と縦溝
８ｃ上端との間の長さを１３とするとき、１３≧１４な
る関係が成立することが要求される。さらに第８図に示
されるように、制御孔１４ａが縦溝８ｃに対向した位置
でプランジャ８が上下動するとき、すなわち燃料の無噴
射を決めて）ための条件は、制御孔１４ａ下縁と制御ス
リーブ１４下端との間の長さを１２とするとき、１１＞
１２なる関係が成立することが要求される。さらに第９
図において、上記無噴射作動の状態で制御孔１４ａが開
口８ｂの下縁でプランジャ８に閉塞されても、無噴射を
確実に実現で゛きるための条件は１１≧１４なる関係が
成立することを要求される。なお、第３図において符号
１５は図示しないフィードポンプから供給される燃料を
貯溜する燃料室を示し、燃料は、プランジャ８がバレル
４に油密状態を保持したまま嵌合されて℃・るため、カ
ム軸室１３に洩れない。また２１はカム軸室１３内へ潤
滑油を供給するための給油口、２３はタペット２５に突
設したガイドピンであって、・・ウジング２に刻設した
ガイド溝２７に摺動で・きるように係合する。さらに第
４図では図示していな℃・が、第３図に示す符号２９は
後述する操作軸２６のねじ穴にねじ込１れたプレストロ
ーク微調整用の調整ねじ（第４．１１図では図示を省略
している）であって、同ねじを弛緩させてレバー２８を
適宜回転させることによりプランジャ８のプレストロー
クを微調整することができるものである。

さらに上記構成ではエンジンの駆動軸より回転力を受け
て連動するカム軸１２ａにより、カム１２が１回転する
と、タペット２５０ローラ２５ａはカム１２に押圧され
る毎に、プランジャ８を上方に一定リフト量、即ち、１
ストローク上下に往復動するものである。

ここで、第３図に示す状態からプランジャ８がカムＩ２
により押圧されて燃料を圧送する過程を第１０図（ａｌ
〜（ｅ）（制御スリーブ１４は定位置にあるものとする
）について説明すると、プランジャ８と制御スリーブ１
４との関係位置がｆａｔ図に示す状態、すなわち、開口
８ｂが制御スリーブ１４によって未だ完全に閉塞されて
いなし・ときは加圧室２０と燃料室１５とは連通してい
るため、燃料は圧送されない。次いで開口８ｂが（ｂ１
図の状態を経由して（Ｃ１図に示すように制御スリーブ
１４により閉塞されると、加圧室２ｏは燃料室１５がら
遮断され、プランジャ８により加圧される。このｔａｒ
〜（ＣｌＯ間をプランジャ８がストロークすることをプ
レストロークという。Ｆｅ２図から＋ｄ１図のようにプ
ランジャ８が上昇しつづけると、加圧室２ｏ内の吐出圧
が吐出弁ホルダ６のスプリング７ｂのばね力に打勝って
、吐出弁７ａが開き、高圧燃料は噴射管６ａを介して噴
射ノズルＶへ供給される。そしてプランジャの傾斜溝８
ｄが（６１図のように制御孔１４ａに連通ずるまで燃料
は圧送されるが、（ｅ）図に示すように傾斜溝８ｄが制
御孔１４ａに臨むようになると、加圧室２０は油路８ａ
、開ロｓｂ、溝８ｃを介して燃料室１５と連通して圧送
が終了する。

また傾斜溝８ｄは第５図から明らかなように、プランジ
ャ８の外周においてその軸線に対し傾斜して延びている
ので、プランジャ８をスリーブ１８によって回動変位さ
せることにより、プランジャ８のストロ−゛りにおいて
傾斜溝８ｂと制御スリーブ１４の開口１４ａとの対応時
期を変えることができ、これによりプランジャ８０１ス
トローク当りの噴射量を調節できる。なお、スリーブ１
８０回動方向の変位は、同スリーブエ８上に固着された
ボール２２に係合するラック２４をその長手方向に変位
させることによって行われる。

次に、噴射時期の制御機構について説明すると、噴射時
期の制御は制御スリーブ１４をプランジャ８に沿って摺
動変位させることにより行われるが、この摺動変位は、
ハウジング２に支持され制御スリーブ１４の側方にあっ
て上述したバレル４が並列にならぶ一平面と平行なかつ
プランジャ８の軸線に直角な一直線上に軸線を有する操
作軸２６と、同操作軸２６に固定され同操作軸からプラ
ンジャ８に向って延びたレバー２８と、制御スリーブ１
４の外周面に形成されレバー２８の先端部に係合して同
レバーの操作軸２６を中心とする回動変位と制御スリー
ブ１４の摺動変位とを連動せしめる切欠溝１４ｂとによ
り行われる。なお、レバー２８の先端部の外周面はガタ
が生じないように切欠溝１４ｂの内周面と常に接触する
曲率を有している。

また、第１１図によく示されるように操作軸２６の両端
の支持部２６ａは、同操作軸とレバー２８とを含む同操
作軸の直径方向外寸よりも大きい外径を有する軸受３０
を介してハウジング２に支持され、同軸受３０の一端と
ハウジング２との間にはプレート３２が介装されている
。３４はハウジング２に嵌着され軸受３ｏの抜は止めを
成すスナップリング、３６は軸受３０に植設されプレー
ト３２を貫通してハウジング２に係合する位置決めビン
である。操作軸２６の取付けは、ハウジング２に各バレ
ル４、プランジャ８および制御スリーブ】４を装着した
後で、操作軸２６をハウジング２の端部から挿入するこ
とにより行われる。

なお、操作軸２６の回動変位は、第１．２．４図に示さ
れるように同操作軸２６の一端部に固定された操作レバ
ー４０と、ハウジング２にブラケット４１によって支持
され操作レバー４ｏをスライダ４２を介して回動せしめ
るリニアンレノイド等のプレストロークアクチュエータ
４４によって行われ、更に同アクチュエータを正確に作
動させるために操作レバー４０の回動変位を計測するポ
テンショメータ、差動トランス式センサ等のプレストロ
ークセンサ４６がブラケット４１に支持されている。そ
して、後述するコントロールユニットにより、種々の運
転状態情報とプレストロークセンサ４６からの操作軸２
６０回動変位情報とを総合して演算し正確なプランジャ
８αつプレストロークのコントロールが得られるように
構成されている。

第１実施例の上記構成によると、プランジャ８をその軸
線の周りに回動させ制御溝り一部を形成する傾斜溝８ｄ
に対する制御孔１４ａの相対関係位置を変化させること
により、プランジャの有効ストロークが変化し、このた
め燃料噴射量を調整することができる。また縦溝８ｃを
制御孔１４ａに一致させると第８図に示すように無噴射
の状態にできる。またレバー２８を有する操作軸２６が
回動変位することにより、制御スリーブ１４はプランジ
ャの軸線方向に変位する。このためプランジャのプレス
トロークが変化することになって、噴射時期を調整でき
る。そして、プランジャと制御スリーブとの間の各部の
寸法が第６〜９図に示したように、ｌＯ＞１ｌ（（■）
式）、１１＞１２（（２）式）、１１≧１４　（（３）
式）、および１３≧１４　（（４）式）の関係が成立す
るように設定されているため、（１）式により噴射が可
能となる条件が、（２）式により無噴射を確保できる条
件が、（３）式により無噴射作動状態においては燃料の
噴射を確実に阻止する条件が、（４）式により最小の有
効ストロークで噴射させている場合に、プランジャ８が
第８図に示すように上死点まで変位したとき、たとえ制
御孔１４ａが制御溝と連通しなくなっても縦溝８ｃの上
端が制御スリーブ１４上端から燃料室１５内に臨むこと
により燃料の２段吹きを確実に阻止する条件がそれぞれ
規定される。このため、確実な燃料の噴射量制御および
噴射時期制御を実現でき、また噴射時期は小さな操作力
で制御できるため噴射時期の制御を電子制御できること
となり、さらに従来のようなタイマを不要にでき、それ
だけ構造を簡単にできる。さらにバレル４の下方筒部に
おいてプランジャ８が油密に嵌合された構成であるため
、燃料室１５の燃料がカム軸室１３へ流入するのを阻止
できる。また第；う図に示すプランジャ径の寸までカム
】２のプロフィルを変更して、カムリフト量を大きくし
たりあるいは、カムリフトｆｆ、はそのままでプランジ
ャ径のみを大きくして、吐出圧すなわちポンプ圧力を増
大させた構造のポンプの場合には、ポンプ圧力がポンプ
耐圧近傍に達したとき、すなわちエンジンの高回転域に
お（・て、上記噴射時期制御により進角操作（制御スリ
ーブ１４を下方に移動させる）をすれば容易にポンプ耐
圧以下でポンプを使用可能となるもので、これにより中
低負荷域でのポンプ吐出圧を大きくでき、開城でのエン
ジン出力の向上を図ることができる。

上記第１実施例では、制御溝はプランジャ８に、制御孔
１４ａは制御スリーブ１４に設けたが、制御溝を制御ス
リーブ側に、制御孔をプランジャ側にそれぞれ設けても
よく、さらに制御溝はプランジャ８の片側の周面にのみ
刻設したが、反対側の周面にも設けてもよい。またプラ
ンジャを貫通する開口８ｂおよび制御スリーブの制御孔
１４ａはそれぞれ２個づつ設けたが、両者共対応する位
置に１個づつでもよい。また上記実施例の制御溝の変形
例として、第１３図に示す如く、縦溝８ｃ、傾斜溝８ｄ
およびプランジャ内の油路８ａに連通する開口８ｂを有
する制御溝でもよい。この場合、無噴射の状態を確実に
するため、制御孔の内径ｄｉを両溝８ｃ、８ｄ間の距離
ｄｏよりも少なくとも等しいか、大きくなるように設定
する。１だ、第１４図や第１５図に示される制御溝でも
よい。なお才だ上記第１実施例において、制御スリーブ
１４の上端の内外筒周面に亘って切欠きを設けたり、又
は第１バレル部４ａ下端に切欠きを設けたりすれば、制
御スリーブが第１バレル部４ａ下端に当接して油密にな
っても、該切欠きより燃料が燃料室内へ排出されるため
、２段吹きを防止できる。

次に第１７図の点Ｐに示すようにプランジャ８の径が１
２咽、カム１２のリフトが１４Ｔｒａｎであって（第１
９図に示すカムプロフィルを有する）、第２０図に示す
カム線図となる構成を有する場合を例に挙げて、その作
用効果を説明する。

第１８図に示すように、カム軸回転数とポンプ吐出圧と
の関係はグラフＭで表わされる。このとき、ポンプの使
用耐圧限界を８００に９／ｃＩＩＩとすると。

カムの回転数が５００から約９００　ｒｐｍ　ｉでのい
わゆるエンジンの中低回転域にお（・ては、第２０図の
カム線図に示すカム角度がθ１の範囲にあるときには、
燃料がエンジン回転数の上昇にともなってプランジャ８
により吐出圧が上昇する。そしてカム軸が約９００ｒｐ
ｍになると、ポンプの使用耐圧に達する。約９００　ｒ
ｐｍ　、すなわちＭ″′点に到達したとき、制御スリー
ブ１４をプランジャ８に沿って所定量下方向に移動させ
る。するとプランジャ８のプレストロークが短くなり、
第２０図に示すように速度定数が矢印の方向、すなわち
カム角度が０２の範囲で燃料が噴射されることとなる。

このため、第１８図に示すようにエンジンの高回転域で
は燃料はエンジンの回転数に関係なく一定のかつ最高の
吐出圧Ｍ“で燃料噴射ポンプからエンジンへ送られる。

また同時に噴射時期が進角制御され、燃料が適正な時期
に燃焼室に噴射されて同室内の空気と混合し燃焼する。

さてここで市場ですでに知られているディーゼルエンジ
ンの各機種に使用されている燃料噴射ポンプ（遠心式オ
ートタイマにより噴射時期の調整をする構造の噴射ポン
プ）の主要諸元を表わすと第１表のようになる。

これより、横軸に平均送油率（ｍｍ３／ｄｅｇ）を、縦
軸に（プランジャ径）２×カムリフトをとって機種Ａ−
Ｊについてプロットすると、第１６図のグツト１１　（
ｍｒｎ　）との間にＶ＝２．４７Ｘ１０　　ＸＤ　Ｘｈ
なる関係式が成立することがわかる。この関係式は平均
送油率をプランジャ径とカムリフトとからほぼ算出でき
ることを意味する。

ところで、機種Ａ−Ｊに関し、エンジンの単気筒当たり
行程容積Ｖ５ｉ）と幾何学的平均送油率Ｖｐとの関係を
みると、第１７図のグラフのように示され、各燃料ポン
プは直線により下方領域に含まれることがわかる。換言
すれば直線により上方領域は平均送油率すなわち吐出圧
を高めてカムの単位角度当りの燃料噴射量を増大させる
ような構造の噴射ポンプが存在していないということが
言える。この理由はＡ−Ｊの従来の各噴射ポンプにおけ
る噴射時期の調整を遠心式オートタイマを用いて行って
いたことに関係する。すなわち、第１８図のグラフに一
点鎖線で示したように、Ａ〜Ｊの各噴射ポンプはエンジ
ンの最高回転域のときポンプの吐出圧がポンプ自体の耐
圧限界にほぼ近い状態に到達するように設定されており
、その中間域では逐次カム軸の回転位相をエンジンのク
ランク角位相に対し変えることにより噴射時期制御が行
われていたためである。このためエンジンの中低回転域
（５００〜９００力ム軸回転数に相当）において吐出圧
を直線り、Ｍ、Ｎで示される領域に高めてエンジン出力
性能を向上させるような使用が全くできなかった。

そこで、本実施例の燃料噴射ポンプにおいて噴射時期制
御が行われると、第２０図から明らかなようにカム角度
θ２の範囲で燃料の噴射が行われる。このときカムリフ
ト量は通常の噴射時期であるカム角度θ１の範囲のとき
より低い。従ってポンプ吐出圧は噴射時期を進角させた
ときに低くまたは上昇しないようにすることができる。

以下、この噴射時期制御とポンプ吐出圧との関係を詳し
く説明する。

例えば、カム１２のプロフィルを第１９図に示される寸
法を有するカム形状に形成し、リフト量を１４朋とし、
得られるカム線図は第２０図のように示される。ここで
プランジャ８の径を１２朋に設定し、このとき得られる
幾何学的平均送油率ｖ、を求めると、Ｖ、＝２，４７Ｘ
１０　　ＸＤ　　ｘｈ＝＝２．４７　Ｘ　１Ｏ−２Ｘ　
１２２Ｘ　ｌ　４　中４９，８　ｍｒｎ３／　ｄｅｇと
なり、これを第１７図のグラフに画くと点Ｐとなる。同
様にＤ＝１２、ｈ＝１５（７）ときＶｐ−ｊ−５５とな
りグラフでは点Ｑが、またｎ＝１ｚ、ｈ　＝　１２．５
のときＶｐ中４５で点Ｒが、Ｄ　：　９．５、ｈ＝＝１
２のときｖｐ中２６．５で点Ｓが、Ｄ　：　９，５、ｈ
＝１１のとき■、中２４．５で点Ｔが、さらにＤ　＝＝
　９．５、ｈ＝９゜６のときＶｐ中２１゜５で点Ｕが、
それぞれ第１７図に画かれる。上記各点Ｐ−Ｕを整理す
ると第２表を得る。

第　　２　　表 このように第１表と比較してプランジャ径に対してカム
リフトを増大させれば第１７図に示される如く、平均送
油率ｖｐが直線にの上方部分にプロットされることがわ
かる。

ところで、判型噴射ポンプにおいては、プランジャに外
嵌するバレルの配置間隔の制約からプランジャ径を大き
くするにも一定の限界があり、またもしプランジャ径を
大きくすると噴射ポンプの全長が長くなってエンジンに
装着できなくなり、さらにエンジンに装着されたポンプ
ハウジングの高さがエンジンの上端を大幅に越えること
はエンジン搭載性から好ましくなく、このことからカム
リフトを高くすることに対しても限界があり、さらにポ
ンプをエンジンに取付ける際の取付ボルト穴の位置が制
約されていることからカム１２０基礎円およびカムリフ
トを増大させることに限界がある。

これら各ポンプの設計条件を考慮して適用可能となるプ
ランジャ径およびカムリフトを決めるには、第１７図に
示すように平均送油率Ｖｐが、点Ｑと点Ｓとを結ぶ直線
Ｖｐ□＝　２２．８　Ｖ５＋　１０．８　　と、点Ｒと
点Ｕとを結び直線Ｖｐ□＝＝　１８，８　Ｖ、＋　１０
．２との両関係の間になる関係式を満足する範囲（第１
７図の斜線部分）にあると共に、この範囲に存するＶ　
に基づｌ、−て、ｖｐ＝２．４１×１０−２×Ｄ２×ｈ
の関係式を満足するグランジャ径りとカムリフトｈを選
んで採用することができる。ここで、ｖ５はエンジンの
単気筒当たりの行程容積（ｇ）を示している。

このように、エンジンの中低回転域では吐出圧力の高い
燃料噴射ポンプとして作用するため、エンジン出力を向
上でき、エンジンの高回転域では最゛犬の吐出圧力の状
態でしかも噴射時期が進角されているためエンジンを最
適制御して運転することができ、さらには第２１図のグ
ラフに示したように上記従来の噴射ポンプの場合（一点
鎖線）に比べて本実施例のポンプ（実線）はエンジンの
全回転域において噴射時間が短かくなるように構成され
ているため燃費がそれだけ向上し、また排煙性能も良好
となる。

なお、第１８図において直線りはＤ＝１２゜５、ｈ＝１
４、直線ＮはＤ＝１２、ｈ＝１３の各場合を示し、これ
らの場合にも進角制御すれば点Ｍ１′に至る間は吐出圧
全抑制できるものである。上記ではポンプ耐圧をｓｏｏ
ｋｇ／ｆｆｌについて説明したが、これに限定されるも
のではない。また点Ｍ”−Ｍ“間をポンプ耐圧にほぼ一
致させたが、ポンプ耐圧以下になるようにブレストロ゛
−りを制御してもよいものである。

さらに、この実施例では第１９図に示されるプロフィル
を有するカムを用いたが、同プロフィルの半径Ｒ１を大
きくすると第２０図に２点鎖線ａ−ｂ　−ｃ　−ｄで示
すように速度定数線図が台形のものが得られる。このグ
ｏフィルではｂ　−ｃ間の速度定数がほぼ一定になり（
なお、リフト曲線も図示しないが変化する。）、このカ
ム角度範囲で燃料噴射を行うと、その噴射の平均圧力が
大きいので燃焼室内に噴射された燃料粒が小さくかつ燃
焼室内に十分拡散し、有効に燃焼するものである。

また、平均噴射圧力が大きいので、噴射時期の選択の範
囲（特に進角時期）が広くなるものである。

〔燃料噴射ポンプの第２実施例〕 次に第２２〜２６図に示すプレストローク制御式燃料噴
射ポンプの第２実施例について説明する。

なお、第１実施例と同−又は類似する構成部品は同一符
号を付して説明する。プランジャ８には制御スリーブ１
４が外嵌しており、この制御スリーブの外周面１４１に
形成された穴１４２には操作軸２６より延出する操作レ
バー２８の先端の球部２８１が嵌合する。第２４図ｔａ
＋に示すように、プランジャ８ば、その上端面８１１と
周側面８１２とを連通ずる油路８ａと、周側面８１２に
形成され、がっ、油路８ａの周側面開口８ｂに一端が連
通ずると共に、プランジャ８の長手方向の位置が徐々に
変化する傾斜溝８ｄとを形成される。一方、制御スリー
ブ１４はその下向面を噴射始め面１４３とし、更に、そ
の内周側面と外周側面との間を連通させる制御孔１４ａ
を形成される。このため、第２４図（ａｌに実線で示さ
れるホームポジションＰｏより、プランジャ８が上昇す
る過程において、このプランジャはａだけ空移動（プレ
ストローク）する。更に、油路８ａの周側面開口８ｂお
よび傾斜溝８ｄの最下端が制御スリーブの噴射始め面１
４３より上方に達した位置（第２４図ｆａｌ中に一点鎖
線で示した）Ｐｌから、傾斜溝８ｄが制御スリーブの制
御孔１４ａに対向する位置までがプランジャの有効スト
ロークｂとなり、この間にプランジャ８はその上部の加
圧室２０の燃料を加圧できる。

操作軸２６は噴射ボ／プ内の他の加圧ユニット（図示せ
ず）の列設される方向に沿って延びており、ハウジング
２に対し、摺動自在および回転自在に図示しない軸受を
介し取付けられる。第２３図に示すように、操作軸２６
の一端にはスプライン部２６１と、それに続く一対の鍔
部２６２．２６３がそれぞれ形成される。スプライン部
２６１には、ハウジング２側のレバー規制片２ａにより
操作軸２６の軸線方向Ｂへの移動を規制され、がっ、操
作軸２６を軸線方向Ｂへ移動可能に係止した噴射時期調
整用レバー（以後単に第ルバーと記す）４０が取付けら
れており、これにより操作軸２６を軸回転方向Ａに回転
させるよう操作することができる。一方、一対の鍔部２
６２．２６３の間隙には、ハウジング２側のビン５１に
枢支され、がっ、操作軸２６を軸回転可能に係止した噴
射量調整用レバー（以後単に第２レバーと記す）２４が
取付けられており、これにより操作軸２６をその軸線方
向Ｂに移動させるよう操作することができる。第ルバー
４００回動端にはスライダ４２を介してリニアンレメイ
ドのよ５なプレストロークアクチュエータ４４が、第２
レバー２４０回動端には周知のガバナ５４がそれぞれ連
結される。プレストロークアクチュエータ４４はコント
ロールユニット５２により制御され、また、プレストロ
ークアクチュエータ４４を正確に作動させるために第ル
バー４０の回動変位を計測するポテンショメータのよう
なプレストロークセンサ４６が設けられている。コント
ロールユニット５２にはエンジン回転数、アクセルペダ
ル位置、エンジン冷却水温、吸気温、吸気系のブースト
圧、燃料噴射量等の稲穂の運転状態情報源５０が接続さ
れており、これら運転状態情報とプレストロークセンサ
４６による情報とを総合して演算してより正確なプラン
ジャ８のプレストロークのコントロールを行う。

第２２図に示した噴射ポンプの作動を説明する。

図示しないディーゼルエンジンが駆動すると、これに連
動してカム軸１２ａが回転し、プランジャ８を上下動さ
せる。これと同時にガバナ５４およびコントロールユニ
ット５２　カ作動シ、操作Ｍ　２６４、・介し２制御ス
リーブ１４を所定状態に支持する。

ｊ　ｊで、制御スリーブ１４がホームポジション（第２
４図ｔａｌ参照）ＳＯにあるとし、まず、コントロール
ユニット５２がアクチュエータ４４に出力型、流を供給
し、第ルバー４０が操作軸２６を軸１すＪ転し、第２４
図ｔｂｌに示す位置Ｓ１まで制御スリ・−ブト１が降下
移動したとする。この状態でプランジャ８がそのホーム
ポジションＰＯより上昇すると、傾斜溝８ｄの最下端お
よび油路８ａの周側面開口８ｂが噴射始め面１４３の上
方に達する位置Ｐ１まで移動するが、そのプレストロー
クａ１が比較的小さくなり、噴射時期が早まる。逆に、
制御スリーブ１４がそのホームポジションＳＯより上方
位置に移動すると噴射時期は遅れることになる。なお、
この噴射時期調整時において有効ストロークｂは変化し
ない。一方、ガバナ５４が作動することにより第２レバ
ー２４は操作軸２６を軸線方向Ｂに移動させる。即ち、
操作軸２６はそのホームポジションＬＯ（第２５図参照
）より摺動景Ｃ（第２６図参照）だけ離れた位置Ｌ１に
達し、その際、制御スリーブ１４上の噴射路りである制
御孔１４３を所定量回動させる。この状態（縞２４図ｆ
ｃｌ参照）でプランジャ８がホームポジションｐ。

より上昇すると、プランジャのプレストロークａは、第
２４図ｔａｌに示した場合と比べ変化しない。

しかし、制御孔１４ａと対向する傾斜溝８ｄの対向部分
はプランジャ長手方向の位置がより下側となる部分（第
２４図［ａｌの場合と比較して）となり、有効ストロー
クｂｌが大きくなる。逆に、制御スリーブ１４が第２６
図に示した場合と逆方向に回動すると有効ストロークは
小さくなる。このように制御スリーブの制御孔１４ａを
変位させることにより、プランジャ８の１ストローク当
りの噴射量を調整できる。

第２２図に示した噴射ポンプは、一本の操作軸２６を第
ルバー４０により軸回転方向Ａに回転させて噴射時期を
調整し、第２レバー２４により軸線方向Ｂに移動させて
噴射量を調整できる。

上述の処において操作軸２６はスプライン部２６１を介
し第ルバー４０と摺動自在に噛合していたが、これに代
え、第２７図に示すように操作軸２６上に植込みキー６
０を取付け、これに対し摺動自在な第ルバー４０を外嵌
させた構成としてもよい。更に、第ルバー４０には電磁
ソレノイド４４を連結していたが、これに代え油圧シリ
ンダ（図示せず）を用いてもよい。

〔本発明によるプレストローク制御装置３次に、上述し
たプレストローク制御式燃料噴射ポンプの制御スリーブ
による燃料噴射時期及び燃料送油率を制御するプレスト
ローク制御装置について説明する。

第２８図において、プレストローク制御装置は。

上述したように、運転状態情報源５ｏ、コントロール二
二ツ）５２，７’レストロークアクチユエータ・１４及
びプレス）ＣＩ−クセンサ４６から成っている。運転状
態情報源５０は、エンジン回転数Ｎ。

を検出するエンジン回転速度センサ７０、車両のま咋も
（奈中斗て右宝Ｌ・ｌ具り１　　ヂ・）・己−＋Ｊ−紘
孔させる時Ｋ　ＯＮとなる始動スイッチ７２、ブレーキ
ペダルを踏込んだ時にＯＮとなるブレーキスイッチ７３
、クラッチペダルを踏込んだ時にＯＮとなるクラッチス
イッチ７４、変速機がニュートラル位置にある時にＯＮ
となるニュートラルスイッチ７５、エンジン冷却水温Ｔ
ｗを検出する水温センサ７６、吸気温を検出する吸気温
センナ７７、吸気系のブースト圧を検出する吸気圧セン
サ７８、燃料噴射ポンプに供給される燃料の温度を検出
する燃料温度センサ７９、燃料噴射量Ｑを検出する燃料
噴射量センサ（ラック２４の位置Ｒｗヲ検出するラック
位置センサでもよい）８０、及び、アクセルペダル位置
Ａ。Ｃを検出するアクセルペダル位置センサ８１から成
る。

スイッチ７２〜７５からのＯＮ情報はコントロールユニ
ット５２内のバッファ８４を経てマイクロプロセッサ８
７に入力される。センサ７０と７１からのパルス信号で
あるエンジン回転数及び車速情報は波形整形回路８３に
よって整形された後マ゛イクロプａ士ツサ８７クスー′
ｈ弐動六−イ市の七ン廿７６〜８１からのアナログ信号
である種々の情報は、マルチプレクサ８５を経てＡ／Ｄ
変換器８６によりディジタル信号に変換された後マイク
ロプロセッサ８７に入力される。マイクロプロセッサ８
７は、車両の始動モード、暖機モード、加速モード、減
速モード及び定常運転時の第１、第２、第３及び第４モ
ード用のフラグを有する８ビツトの呂゛ラ　：イトメモ
リ（以下ＲＡＭという）９１と、上記各運転モードに対
応したプレストロークマツプを有する固定メモリ（以下
ＲＯＭという）９２とを含んでいる。所定の運転状態に
応じたプレストローク値に対応するマイクロプロセッサ
８７からのディジタル信号出力は、Ｄ／Ａ変換器８８に
よりアナログ信号に変換された後、サーボ回路８９と増
幅回路９０を経てプレストロークアクチュエータ４４に
入力されて、制御スリーブ１４を所定の位置へ変位させ
るようにアクチュエータを作動させる。

プレストロークセンナ４６は操作軸２う・すＩＬ！１動
変位情報を、サーボ回路８９にフイ′−ドパツクし−Ｃ
アクチュエータ４４を正確に作動させ’Ｅ）　、ｆ　５
　Ｋ　−ｒると共に、マルチプレクサ８５とＡ／Ｄ変換
器８６を経てマイクロプロセッサ８７に入力する。

第２９図には、マイクロプロセッサ８７の構成がより詳
細に示されている。ＲＯＭ　９２は、夫々穴なる定常運
転時の第１、第２、第３及び第１モードプレストローク
マツプ９３．９４．９５と９６、加速モードプレストロ
ークマツプ９７、減速モードプレストロークマツプ９８
、始動モードプレストロークマツプ９９、暖機モードプ
レス）ｒコークマツプ１００及び使用限界マツプ１０１
を有する。１２ツブ９３〜９８はエンジン回転数ＮＢと
燃料噴射量Ｑ（又はラック位置Ｒｗ　）とに応じたプラ
ンジャ８のための最適なプレストローク値を予め定めて
いる３次元マツプであり、マツプ９９と１００はエンジ
ン回転数ＮＥとエンジン冷却水温Ｔｗとに応じた最適な
プレストローク値を予め定めている３次元マツプである
。また、使用限界マツプｉｏ＋はエンジン回転数と燃料
噴射量とに応じたプレストコーク値の最大限界を予め定
めてい７．）３次元マツプであり、ポンプの使用耐圧限
界を規定づるためのものである。

第１〜第４モードプレストロークマツプ９３〜９６の出
力端子は、マイクロプロセッサ８７内の定常運転モード
判定回路１０２によって切換えられる第１切換スイツチ
１０６の４つの固定接点に接続される。この定常運転モ
ード判定回路１０２は水温センサ７６からのエンジン冷
却水温情報に応答し、本実施例では３つの異なる冷却水
温６０’Ｃ，１０’Ｃ及び−５℃を基準として運転モー
ドを切換えるように、切換スイッチ１０６の可動接点を
選択的に切換作動させる。

加速及び減速モードプレストロークマツプ９７と９８の
出力端子は、マイクロプロセッサ８７内の加速・減速モ
ード判定回路１０３によって切換えられる第２切換スイ
ツチ１０７の２つの固定接点に接続され、同スイッチの
他の固定接点は切換スイッチ１０６の出力端子に接続さ
れる。加速・減速モード判定回路１０３はアクセルペダ
ル位置センサ８１からのペダル位置（Ａｃｅ　）情報に
応答してアクセルペダル踏込み速度、」を微分演算す、
へ５９判１定回路１０３は、この演算されたアクセルペ
ダル踏込み速度△Ａ及びブレーキスイッチ７３からのＯ
Ｎ％ｔ％ 情報に基づいて「加速モード」とへ断すると、イ；ノ換
スイッチ１０７の可動接点を加速モードブし′ストロー
クマツプ９７への接点に接続させ、また（″減速モード
」と判断すると、切換スイッチ１０７の６ｆ動接点を減
速モードプレストロークマツプ９８への接点に接続させ
る。判定回路１０３は、「加αモード」又は「減速モー
ド」解除時、定常運転モードに戻すように切換スイッチ
１０７の可動接点を切換スイッチ１０６への接点に接続
させる。

始動モードプレストロークマツプ９９の出力端子は、マ
イクロプロセッサ８７内の始動モード判定回路１０４に
よって切換えられる第３切換スイツチ１０８の固定接点
に接続され、同スイッチの他の固定接点は切換スイッチ
１０７の出力端子に接続される１、始動モード判定回路
１０４は、始動−７４ツブ−７２からのＯＮ情報、エン
ジン回転速度センサ７０からのエンシソ回転数情報及び
アクセルペダル位餘センサ８１がものべ・ｑル位置情報
に一致するアクセル開度Ａｃｃに応答し、これら情報に
基づいて「エンジン始動モード」と判断すると２切換ス
イツチｌＯ８の可動接点を始動モードプレストロークマ
ツプ９９への接点に接続させる。判定回路１０４は「エ
ンジン始動モード」解除時切換スイッチ１０８の可動接
点を切換スイッチ１０７への接点に接続させる。

暖機モードプレストロークマツプ１００の出力端子は、
マイクロプロセッサ８７内の暖機モード判定回路１０５
によって切換えられる第４切換スイツチ１０９の固定接
点に接続され、同ヌイツチの他の固定接点は切換スイッ
チ１０８の出力端子に接続される。暖機モード判定回路
１０５は、水温センサ７６からのエンジン冷却水温情報
及びニュートラルスイッチ７５からのＯＮ情報に応答し
、これら情報ニ基づいて「エンジン暖機モード」と判断
すると、切換スイッチ１０９の可動接点を暖機モードプ
レストロークマツプ１００への接点に接続させる。判定
回路１０５は「エンジン暖機モード」解除時切換スイッ
チ１０９の可動接点を切換スイッチ１０８への接点に接
続させる。

切換スイッチ１０９の出力端子に接続された目標ブレス
トロ°−り値演算回路１１０は、所定の運転状態に応じ
て判定回路１０２〜１０５により選択されたいずれか１
つのプレストロークマツプから所定のプレストローク値
領域を選び、さらにこれをエンジン回転数Ｎｘ　、燃料
噴射量Ｑ（又はラック位置Ｒｗ　）及びエンジン冷却水
温Ｔｗの運転状態ノくラメータによって３次元補間演算
して、目標プレストローク値Ｌｐ５を求める。即ち、第
１〜第４、加速及び減速モードプレストロークマツプ９
３〜９８に関してはエンジン回転数ＮＫと燃料噴射量Ｑ
とで補間演算を行う一方、始動及び暖機モードプレスト
ロークマツプ９９と１００に関してはエンジン回転数Ｎ
Ｂと冷却水温’ｒｗとで補間演算を行うようになってい
る。このようにして得られた目標プレストローク値しｐ
、は低値選択回路ｘｘｐに入力されると共に、他のシス
テム制御、例えばラック２４を動かすガバナ５４の制御
等に利用される。

限界プレストローク値演算回路１１１は、所定の運転状
態におけるエンジン回転数Ｎｘと燃料噴射量Ｑとに応じ
て使用限界マツプ１０１から所定のプレストローク値領
域を選び、これをさらに３次元補間演算して限界プレス
トローク値Ｌｐｓ　Ｌエウェ、を求め石資、このように
して得られた限界プレストローク値は低値選択回路１１
２に入力される。低値選択回路１１２は目標プレストロ
ーク値Ｌｐ、と限界プレストローク値Ｌｐ５Ｌ工９工、
とのいずれか低い方の値を選択して出力し、−前述した
ようにプレストロークアクチュエータ４４を作動させる
こととなる。

増幅回路９０に接続されている故障判定回路レストロー
フアクチュエータ４４を作動させることができるもので
ある。

上記各プレストロークマツプ９３〜１００及び使用限界
マツプ１０１はエンジン回転数、燃料噴射量、冷却水温
等の運転状態パラメータのうちの２つによって３次元補
間演算されるようになっているが。

各マツプを他の運転状態パラメータによって３次元補間
演算してもよいし、又、１つあるいは３つの運転状態パ
ラメータによって２次元あるいは４次元補間演算しても
よい。又、例えば始動モードプレストロークマツプ９９
において、プレストロークをエンジン回転数と冷却水温
との関数とした３次元マツプの場合、第３０図に示され
ているように、冷却水温の変化に応じて変化する特性の
プレストローク特性曲線が得られるが、プレストローク
を冷却水温と時間との関数とした３次元マツプの場合に
は第３１図に示されているようなプレストローク特性曲
線が、又エンジン回転数、冷却水温及び時間の関数とし
た４次元マツプの場合には第３２図に示されているよう
なプレストローク特性曲線が得られる。

〔動作〕

次に、マイクロプロセッサ８７の動作について第３３図
〜第に８図を参照して説明する。

車両の始動時にキースイッチをＯＮにして電源を入れる
と、第３３図に示すメインルーチンが開始され、マイク
ロプロセッサ８７が初期設定される。次に、始動スイッ
チ７２、ブレーキスイッチ７３、クラッチスイッチ７４
及びニュートラルスイッチ７５からバッファ８４を通っ
たＯＮ情報がマイクロプロセッサ８７に入力される。又
、マイクロプロセッサ８７には、センサ７６〜８１から
マルチプレクサ８５とＡ／Ｄ変換器８６を通った冷却水
温、吸気温、ブースト圧、燃料温度、燃料噴射量及びア
クセルペダル位置情報が入力されると共に、センサ７０
と７１から波形整形回路８３を通ったエンジン回転数及
び車速情報が入力されるが、エンジン回転数及び車速情
報はパルス信号であるため演算処理される。これらの運
転状態情報はマイクロプロセッサ８７のＲＡＭ　９１に
入れられる。その後、判定回路１０２〜１０５によって
行われる始動モード判定サブルーチン、暖機モード判定
サブルーチン、定常運転モード判定サブルーチン及び加
速・減速モード判定サブルーチンが順次呼出される。

先ず、始動モード判定サブルーチンが呼出されると、第
３４図に示されているように、ＲＡＭ９１内に読込んだ
■々の運転状態情報から始動スイッチ７２がＯＮか否か
を判定する。スイッチ７２がＯＮの場合には、次にアク
セルペダル位置情報に基づいてアクセル開度がＡｃｃ　
＞　３０％であるか否かを判定する。Ａｃｃ　＞　３０
％の場合には、史）ｒエンジン回転数が０≦Ｎｇ　＜　
３０Ｏｒｐｍであるか雪かを判定し、この条件が該当す
る場合には、１ｒ−ソジン始動モード」と判断され、Ｒ
ＡＭ９１内・ｒ）始動モードフラグが１にセットされる
。上記各孝藤′１が該当しない場合には、始動モードフ
ラグｌ）−クリアされる。このフラグのセット又はクリ
アが終了すると、暖機モード判定サブルーチンが呼出さ
れる。

暖機モード判定サブルーチンでは、第３５図に示されて
いるように、ニュートラルスイッチ７５がＯＮ　、即ち
変速機がニュートラル位置にあるか否かを判定する。ス
イッチ７５がＯＮの場合には４次にエンジン冷却水温が
１ｗ５５℃であ、５力・ｒカ・を判定し、この条件が該
当する場合には、１工ンジン暖機モード」と判断され、
ＲＡＭ９１内ζ゛−）暖機モードフラグが１にセラ！−
代７１ろ４．上記各条件が該当しない場合には、暖機モ
ードフラグがクリアされる。このフラグのセット又はリ
セット終了後定常運転モード判定サブルーチンが呼出さ
れる。

定常運転モード判定サブルーチンでは、第３６図に示さ
れているよ５Ｋ、冷却水温Ｔｗがいずれの温度範囲に該
当するかを判定するようになっており、冷却水温がＴｗ
≧６０℃と判断された場合にはＲＡＭ９１内の第４モー
ドフラグを、６０°Ｃ＞Ｔｗ≧１０℃と判断された場合
には第３モードフラグを、１０°Ｃ＞　Ｔｗ　＞−５℃
と判断された場合には第２モードフラグを、そして−５
℃≧Ｔｖｒと判断された場合には第１モードフラグを１
に夫々セットする。該当する１つのモードフラグを１に
セットした後、他の３つのモードフラグのクリアが終了
すると、加速・減速モード判定サブルーチンが呼出され
る。

加速・減速モード判定サブルーチンでは、第３７図に示
されているように、ブレーキスイッチ７３がＯＮ　、即
ちブレーキペダルが踏込まれて車両が制動されているか
否かを判定する。スイッチ７３がＯＮとなっていない場
合、　ＲＡＭ　９１内に入っているアクセルペダル位置
情報から今回のアクセル開度Ａｃｃ　ＮＥＷと前回のア
クセル開度ＡＣＣＯＬＩ）との差ｄＡｃｃを時間ｄｔで
微分演算してアクセルペダル踏込み速度ΔＡを求める。

アクセルペダル踏込み速度が所定の正の値Ｃａに対しΔ
Ａ≧ＣＦ３でｒＤ）　６ヤ１ ぺ否かを判定し、この加速条件が該当する場合洗は、「
加速モード」と判断され、減速モードフラグがクリアさ
れると共に加速モードフラグが１にセットされる。加速
条件が該当しない場合、あるいは、ブレーキスイッチ７
３がＯＮの場合、゛γアクセルペダル踏込速度が他の所
定の正の値（゛、１に対しΔＡ≦−Ｃｄであるか否かを
判定する。エンジンブレーキ時あるいはブレーキ作動時
に一致するこの減速条件が該当する場合には、「減速モ
ード」と判断され、加速モードフラグのクリア及び減速
モードフラグのセットが行われる。減速条十′１カ讐亥
当しない場合、加速及び減速モードフラグ（ア）両方が
クリアされる。両フラグがセット及び又はクリアされる
と、サプル・−チンが終了する。

このようＫしていずれかのモードフラグが１にセットさ
れると、ＲＯＭ９２内の対応するプレストロークマツプ
から運転状態に応じたプレストローク値が出力され、こ
のプレストローク値に一致して制御スリーブ１４を変位
させるようにプレストロークアクチュエータ４４が作動
される。その後、メインルーチンは各スイッチからの情
報の入力へ戻り、モード判定を繰返し行う。

所定の時間毎、例えば０．０１秒毎にマイクロプロセッ
サ８７にインターラブド信号が入力されると、上述した
メインルーチンが一時的に中断され、第３８図ｔａｌ、
　ｆｂｌに示されている割込ルーチンが開始される。先
ず、判定回路１０２〜１０５により始動、暖機、加速、
減速、第１、第２、第３及び第４モードフラグが１にセ
ットされているか否かを順次判定する。例えば、始動モ
ードフラグが１にセットされていると判定された場合、
切換スイッチ１０８の可動接点が始動モードプレストロ
ークマツプ９９への接点に接続され、このマツプの先頭
番地をマイクロプロセッサ８７内のレジスタに入れ。

運転状態に応じたプレストローク値領域を読取る。

他のモードフラグのいずれか１つが１にセットされてい
ると判定された場合にも同様に、スイッチ１０６．１０
７又は１０９の可動接点・が対応するプレストロークマ
ツプ９３〜９８又は１００への接点に接続され、この対
応するマツプの先頭番地をレジスタに入れて運転状態に
応じたプレストローク値領域を読取る。次に、目標プレ
ストローク値演算回路１１０により、この読取られたプ
レストローク値領域を、始動モードと暖機モードの場合
にはエンジン回転数Ｎｍと冷却水温Ｔｗとで、又他のモ
ードの場合にはエンジン回転数ＮＫと燃料噴射量Ｑとで
３次元補間演算し、運転状態に一致する目標プレストロ
ーク値Ｌｐ５を求める。同時に、使用限界マツプ１０１
の先頭番地をマイクロプロセッサ８７内のレジスタに入
れ、運転状態に応じた限界プレストローク値領域を読取
る。限界プレストローク値演算回路１１１により、この
読取られた限界プレストローク値領域をエンジン回転数
ＮＦ＋と燃料噴射量Ｑとで３次元補間演算し、運転状態
に一致する限界プレストローク値しｐ５Ｌ工ＭＩＴを求
める。低値選択回路１１２により限界プレストローク値
し１．Ｌ工□エア〉目標プレストローク値しｐＳか否か
を判定する。

値り０．の方が小さいと判断された場合にはこの目標プ
レストローク値顯、がそのまま出力され、一方、値し１
．Ｌエウ□アの方が小さいと判断された場合にはこの値
を目標プレストローク値Ｌｐ５として出力され、マイク
ロプロセッサ８７のプレストローク出ロボート内のレジ
スタに入れられる。この割込ルーチンが終了してメイン
ルーチンが復帰すると、上記出力ボートのレジスタ内に
入れられている目標プレストローク値しｐ５がメインル
ーチンに従って出力され、プレストロークアクチュエー
タ４４が作動されることとなる。

なお、第３３図〜第３８図に関して上述した各種ルーチ
ンはマイクロプロセッサによるプログラムの一例を示し
たものであり、このプログラムの中には、図示されてい
ないが、センサ７０と７１によって発せられたバルヌ信
号からエンジン回転数及び車速を演算するためマイクロ
プロセッサの外部割込機能を使ったエンジン回転数演算
ルーチン及び車速演算ルーチンが含まれている。

本発明の実施例について詳述したが、本発明はこれのみ
に限定されるものではな（、当業者には本発明の範囲を
逸脱゛することなく幾多の変更及び修正を加えて実施し
得ることが理解できよう。例えば、マイクロプロセッサ
のプログラムの変形例として、第３３図のメインルーチ
ンの一部、例えば各センナからの情報の入力をタイマ割
込ルーチン又は外部割込ルーチンで行ってもよいし、又
、第３８図の割込ルーチンの一部、例えば目標プレスト
ローク値ＬＤ８の出力をメインルーチンで行うこともで
きる。さらに、燃料噴射ポンプにおいて、プレストロー
クアクチュエータ４４によるプランジャ８のプレストロ
ーク制御を燃料送油率を変えるためにのみ利用し、別の
アクチュエータでカム軸位相変更機構を介して燃料噴射
時期を変えるようにすることができ、この場合にも上述
したプレストローク制御装置を用いて燃料噴射時期及び
燃料送油率を最適値に制御することが可能である。

発明の効果 上述したように、本発明によるプレストローク制御式燃
料噴射ポンプのプレストローク制御装置では１．エンジ
ン回転数、エンジン冷却水温、アクセル開度、アクセル
ペダル踏込み速度、並びに始Ｉｚ−！ｉ−，ニュートラ
ルスイッチ及びプレーキスインチのＯＮ状態等の種々の
運転状態情報から始動モード、暖機モード、定常運転時
の第１〜第４モード、加速モード及び減速モードを判定
し、各モードに対応して最適なプレストローク値を予め
定めているプレストロークマツプから所定の運転状態に
応じた目標プレストローク値を演算すると共Ｋ　、ポン
プの使用耐圧限界を定めている使用限界マツプから所定
の運転状態に応じた限界プレストｒノーり値を演算し、
両プレストローク値のいずれか低い方の値に従ってプレ
ストロークアクチュエー・−々４１を作動させて制御ス
リーブ１４を移動さゼ゛ることにより、燃料噴射時期及
び燃料送油率をに：適値に制御するようにプランジャ８
のプレストロークを制御することができる。

従って、いかなる運転状態においても、目標プレストロ
ーク値がポンプの使用耐圧限界を規定する限界プレスト
ローク値を超えることがないので、燃料噴射ポンプの破
損を確実に防止でき、エンジンの中低回転域ではポンプ
吐出圧を高くし、高回転域では最大のポンプ吐出圧に保
つことができる。

このため、燃料噴射圧が高くなるので、エンジン燃焼室
内に噴射される燃料粒が微小となりかつ十分に拡散され
て燃焼効率が向上し、エンジンの出力及び燃費を向上さ
せることができる。

また、運転状態に応じた最適なプレストローク値が得ら
れるので、定常運転時の走行フィーリング、加速時に必
要な加速フィーリング及び減速時の減速フィーリングを
向上させることができると共に、減速時の黒煙の発生並
びに始動及び暖機時の白煙の発生を抑制又は防止するこ
とができる。

更にまた、エンジン始動が容易となると共に、暖機時エ
ンジン暖機時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用されるプレストローク制御式燃料
噴射ボン役の第１実施例を示す側面図、第２図は第１図
の矢印■からみた矢視側面図、第；３図は第１図のＩＩ
Ｉ　−ＩＩＩ線に沿う矢視断面図、第４［し）は主要部
品をみた分解斜視図、第５図はブランご・−ヤ８および
制御スリーブ１４の要部拡大斜視図、第６〜９図はプラ
ンジャ８と制御スリーブ１４との相対関係位置における
作用を示す作用説明図、第１０図ｔａｌ〜ｔｅｌはプラ
ンジャによる圧送作用を示す作用説明図、第１１図は第
１図のＸ［−Ｍ線に沿う矢視断面図、第１２図は第１１
図の刈−列線に沿５矢視断面図、第１３〜１５図はプラ
ンジャ外周））ｈとの関係を示すグラフ、第１７図はエ
ンジンの単気筒当たりの行程容積と幾何学的平均送油率
との関係を示すグラフ、第１８図はカム軸回転主１ 数と・＼ンプ側管内圧との関係を示すグラフ、第１９図
はカムのプロフィルを示す正面図、第２０図はカム線図
、第２１図は第１図のポンプの特性図、第２２図はポン
プの第２実施例を示す断面図、第２３図は第２２図のポ
ンプの要部斜視図、第２４図（ａｌ〜（Ｃ１はプランジ
ャおよび制御スリーブの作動説明図、第２５図は第２４
図（ａｌの要部横断面図、第２６図は第２４図（Ｃ）の
要部横断面図、第２７「１は第２実施例の他の変形例に
使用される操作軸の要部斜視図、第２８図は本発明によ
るプレストローク制御装置の回路図、第２９図は第２８
図のマイクロプロセッサ８７を詳細に示す回路図、第３
０〜３２図は夫々異なる始動プレストロークマツプの特
性を示すグラフ、第３３図はマイクロプロセッサによる
メインルーチンを示すフローチャート、第３４図は第３
３図の始動モード判定サブルーチンを示すフローチャー
ト、第３５図は第３３図の暖機モード判定サブルーチン
を示すフローチャート、第３６図は第３３図の定常運転
モード判定ザブルーチンを示すフローチャ・−ト、第３
７図は第３３図の加速・減速モード判定サブルーチンを
示すフローチャート、第３８図＋ａｌ、（ｂ）はマイク
ロプロセッサによる割込ルーチンを示すフローチャート
である。 ２・・ハウジング、７ａ・・吐出弁、８＃・プランジャ
、８ａ・・油路、８ｂ・・開口、８ｃ・・縦溝、８ｄ・
・傾斜溝、１２・・カム、１２ａ・・カム軸、１４・・
制御スリーブ、１４ａ・・制御孔、２０・・加圧室、２
６・・操作軸、２８・・レバー　　４０−−操作レバー
、４４・Ｏプレストロークアクチュエータ、４６・−プ
レストロークセンサ、５０・・運転状態情報源、５２・
・コントロールユニット、７０・・エンジン回転速度セ
ンサ、７１・・車速センサ、７２・・始動スイッチ、７
３−−ブレーキスイッチ、７４１Ｉ・クラッチスイッチ
、７５１Ｉ・ニュートラルスイッチ、７６・・水温セン
サ、７７・・吸気温センサ、７８・・吸気圧センサ、７
９・・燃料温度センサ、８０・・燃料噴射量センサ、８
１−・アクセルペダル位置センサ、８３・・波形整形回
路、８４・・バッファ、８５・・マルチプレクサ、８６
・・　Ａ／Ｄ変換器、８７・ｅマイクロプロセッサ、８
８・＠Ｄ／Ａ変換器、８９・・サーボ回路、９０・・増
幅回路、９１・・リードライトメモリ、９２・・固定メ
モ１１．９３＠・第１モードプレストロークマツプ、９
４・Ｏ第２モードプレストロークマツプ、９５＠−第３
モードプレストロークマツプ、９６０・第４モートフレ
ストロークマツプ、９７・・加速モードプレストローク
マツプ、９８・・減速モードプレストロークマツ７”、
９９・・始動モードプレストロークマツプ、１００・・
暖機モードプレストロークマツプ、１０１・や使用限界
マツプ、１０２・・定常運転モード判定回路、１０３・
・加速・減速モード判定回路、１０４・・始動モード判
定回路、１０５・・暖１機モード判定回路、１０６　、
１０７　。 １０８　、１０９・・切換スイッチ、１１０−・目標プ
レストローク値演算回路、１１１・・限界プレストロー
ク値演算回路、１１２・・低値選択回路、１１３・・故
障判定回路。 （ほか７名） 第１図 Ｌ■ 第２図 第４図 第６図　　　　　　第７図 第８図　　　　　　第９図 第１０図 （Ｇ）　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　　　　（
Ｃ）（ｄ）　　　　　　　　　　　　（ｅ）第１３図　
　　第１４図　　　第１５図第１８図 カム軸ＵＪ私Ｒ（ｒｐｍ） 第１６図 ＯＩｏ　　　　　　２０　２４．７　　　　　　　　４
０平均送油率Ｖｐ抽ｒｒ？眉ｅｇｌ 第１７図 エンジンのｓ！Ｌ啼当り行Ｉ！容蹟Ｖ！（ｆ）口禽　対
　日ｓＩ　間　（ｄｅｇ、カム）底　ｆ！＋　崖　（ｄ
ｅｌＱ・カム） 第２０図 晴ＪＩｔホ０ンプのカムｌ’ｉ座（ｄｅｇ）第２４図 （Ｇ）　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第犯図 第３１図 り 閲 怜 第ヌ図 ＠　　　　　　目間 初 第あ図 第ｙ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　燃料を加圧するプランジャ（８）の外側に摺動自在
   に嵌装された制御スリーブ（１４）を有し、アクチュエ
   ータ（４４）により上記制御スリーブ（１４）を上記プ
   ランジャ（８）の軸線方向に移動させることにより、同
   プランジャのプレストロークを変化させて燃料噴射時期
   及び燃料送油率を制御するように構成されたプレストロ
   ーク制御式燃料噴射ポンプに用いられるものにおいて、
   運転状態情報源（５０）からの種々の運転状態情報に応
   答して所定の運転状態に応じた運転モードを判定し、こ
   の運転モードに対応した複数のプレストロークマツプ（
   ９３〜１００）のうちの１つを選択する判定手段（１０
   ２〜１０５）と、上記選択されたプレストロークマツプ
   から所定の運転状態に応じた目標プレストローク値（Ｌ
   ＿ｐ＿ｓ）を演算する目標プレストローク値演算回路（
   １１０）と、使用限界マツプ（１０１）から所定の運転
   状態に応じた限界プレストローク値（Ｌ＿Ｐ＿Ｓ＿Ｌ＿
   Ｉ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｔ）を演算する限界プレストローク値演算
   回路（１１１）と、上記演算された目標プレストローク
   値（Ｌ＿Ｐ＿Ｓ）と限界プレストローク値（Ｌ＿Ｐ＿Ｓ
   ＿Ｌ＿Ｉ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｔ）とのいずれか低い方の値を選択
   し出力する低値選択回路（１１２）とを備え、上記選択
   された低い方の値に従つて上記プランジャ（８）のプレ
   ストロークを制御するように上記アクチュエータ（４４
   ）を作動させるようにした、プレストローク制御式燃料
   噴射ポンプのプレストローク制御装置。 ２　判定手段が、定常運転時の第１、第２、第３又は第
   ４モードを判定し、この判定されたモードに対応した第
   １、第２、第３又は第４モードプレストロークマツプ（
   ９３〜９６）を選択する定常運転モード判定回路（１０
   ２）を有する、特許請求の範囲第１項記載のプレストロ
   ーク制御装置。 ３　判定手段が、加速モード及び減速モードを判定して
   加速モードプレストロークマツプ（９７）及び減速モー
   ドプレストロークマツプ（９８）を選択する加速・減速
   モード判定回路（１０３）を有する、特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載のプレストローク制御装置。 ４　判定手段が、エンジン始動モードを判定して始動モ
   ードプレストロークマツプ（９９）を選択する始動モー
   ド判定回路（１０４）を有する、特許請求の範囲第１項
   、第２項又は第３項記載のプレストローク制御装置。 ５　判定手段が、エンジン暖機モードを判定して暖機モ
   ードプレストロークマツプ（１００）を選択する暖機モ
   ード判定回路（１０５）を有する、特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれか１項に記載のプレストローク
   制御装置。 ６　目標プレストローク値演算回路（１１０）が、第１
   、第２、第３、第４、加速及び減速プレストロークマツ
   プ（９３〜９８）を運転状態情報源（５０）からのエン
   ジン回転数情報（Ｎ＿Ｅ）と燃料噴射量情報（Ｑ）との
   関数として３次元補間演算すると共に、始動及び暖機モ
   ードプレストロークマツプ（９９、１００）を運転状態
   情報源（５０）からのエンジン回転数（Ｎ＿Ｅ）とエン
   ジン冷却水温（Ｔ＿Ｗ）との関数として３次元補間演算
   することにより、目標プレストローク値（Ｌ＿ｐ＿ｓ）
   を求めるようになつている、特許請求の範囲第１項ない
   し第５項のいずれか１項に記載のプレストローク制御装
   置。 ７　限界プレストローク値演算回路（１１１）が、使用
   限界マツプ（１０１）を運転状態情報源（５０）からの
   エンジン回転数情報（Ｎ＿Ｅ）と燃料噴射量情報（Ｑ）
   との関数として３次元補間演算することにより、限界プ
   レストローク値（Ｌ＿ｐ＿ｓ＿Ｌ＿Ｉ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｔ）を
   求めるようになつている、特許請求の範囲第１項ないし
   第６項のいずれか１項に記載のプレストローク制御装置
   。 ８　定常運転モード判定回路（１０２）が運転状態情報
   源（５０）からのエンジン冷却水温（Ｔ＿Ｗ）に応答し
   て第１、第２、第３又は第４モードを判定する、特許請
   求の範囲第２項記載のプレストローク制御装置。 ９　加速・減速モード判定回路（１０３）が、運転状態
   情報源（５０）からのアクセルペダル位置情報（Ａ＿ｃ
   ＿ｃ）に応答してアクセルペダル踏込み速度（ΔＡ）を
   演算し、このアクセルペダル踏込み速度が第１所定値（
   Ｃ＿ａ）よりも大きい場合には加速モードと判定し、ア
   クセルペダル踏込み速度が第２所定値（−Ｃ＿ｄ）より
   も小さい場合に減速モードと判定する、特 許請求の範囲第３項記載のプレストローク制御装置。 １０　始動モード判定回路（１０４）が、運転状態情報
   源（５０）からの始動スイツチＯＮ情報、アクセルペダ
   ル位置情報（Ａ＿ｃ＿ｃ）に基づくアクセル開度及びエ
   ンジン回転数情報（Ｎ＿Ｅ）に応答して始動モードを判
   定する、特許請求の範囲第４項記載のプレストローク制
   御装置。 １１　暖機モード判定回路（１０６）が、運転状態情報
   源（５０）からのニユートラルスイツチＯＮ情報及びエ
   ンジン冷却水温情報（Ｔ＿Ｗ）に応答して暖機モードを
   判定する、特許請求の範囲第５項記載のプレストローク
   制御装置。