JPS6314187B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子油圧制御方式に適した内燃機関用
燃料噴射装置に関するもので、インジエクターコ
イルの通電時間を減し、コイルの昇温によるソレ
ノイド特性の劣化（作用時間の遅れ、作用力の減
少等）を少なくすることを目的としている。

燃料油に低重質油を使用した場合の、パイロツ
トバルブならびにメインバルブの作動障害、即ち
高粘度による作動抵抗大、摩耗増大、固着、燃料
加熱によるソレノイド部昇温に起因する作動特性
の劣化等の防止及び、ソレノイドへの荷重を少な
くして昇温によるソレノイド特性の変化を少なく
し、又サーボピストンの応答性を速くすることも
本発明の目的の一部である。

従来、電子油圧制御燃料噴射装置としてインジ
エクター内にパイロツトバルブ、メインバルブ等
の切換弁機構と、切換弁機構に連結したソレノイ
ドアクテイブコアと、プランジヤ作動用サーボ機
構とを備え、ソレノイドへの電流通電と電流遮断
によりサーボピストンを動作させるものにおいて
は、インジエクターのソレノイドコイルの通電時
間又は遮断時間のみで噴射量を制御するようにな
つている。ところがその場合はコイルの通電時間
が長くなり、昇温によるソレノイド特性の変化に
より噴射特性が変化する問題点がある。又従来、
直接スプール弁でサーボピストンへの流量を制御
するものも既に提案されている。（例えば実開昭
57―80656、特開昭55―49571）。ところがその場
合はスプール弁でサーボピストンへの流量を制御
する方式であるため、スプール弁の流量面積が大
きく取れない不具合がある。

更に従来、電子油圧制御燃料噴射装置としてイ
ンジエクター内にパイロツトバルブ、メインバル
ブ等の切換弁機構と、プランジヤ作動用サーボ機
構とを有する構造において、作動油供給システム
と燃料油供給システムとをそれぞれ別個に設けた
構造はない。ところが燃料油に低重質油を使用し
た場合、高粘度ならびに燃料油中への燃料噴射装
置の異常摩耗成分（スラツジ等）の混入等があ
り、ソレノイドのパイロツトバルブ、メインバル
ブ、サーボ機構の作動障害（応答性不良、異常摩
耗、固着等）や、粘度低減を回避するための加熱
によるソレノイドの作用力や作用速度の低下が問
題になる。

本発明は電子油圧制御燃料噴射装置において、
作動油供給システムと燃料油供給システムとをそ
れぞれ別個に設けると共に、インジエクターとは
独立した燃料油量制御機構を設け、即ちインジエ
クター内のスプール弁で燃料油量の制御を行なう
ことなく、インジエクターとは別個に燃料油量を
制御することにより上記従来の問題を回避しよう
とするもので、次に図面により説明する。

ソレノイドへの電流通電時（燃料噴射行程）を
示す第１図において１はエンジン、S₁は電気制御
システム、S₂は作動油供給システム、S₂aは燃料
油供給システム、S₂bは燃料油制御システム、S₃
はインジエクターシステムである。電気制御シス
テムS₁内において、エンジン１のフライホイール
２には回転位相角センサー３が対向し、センサー
３は信号路４を介してマイクロコンピユータ５に
接続し、マイクロコンピユータ５の各気筒に対応
した出力端子６は信号路７をへてインジエクター
システムS₃内のコイル８（ソレノイド）に接続
し、燃料制御用端子６ａは信号路７ａを経て燃料
油制御システムS₂b内のコイル７０に接続してい
る。

作動油供給システムS₂内にはエンジン１で駆動
される供給ポンプ９があり、ポンプ９の吸込口は
フイルター１０をへて、作動油タンク１１に接続
し、ポンプ９の吐出口は油路１２をへてインジエ
クターボデイ１３の、作動油流入口１４（油圧
源）に接続している。ポンプ９に並列に圧力調整
弁１５が配置され、これにより油路１２内の油圧
が一定値に保持される。又油路１２にはアキユム
レータ１５が接続されるか又は油路１２の一部が
アキユムレータ機能を発揮する集合管を形成して
いる。

燃料油供給システムS₂a内にはエンジン１で駆
動される燃料供給ポンプ９ａがあり、ポンプ９ａ
の吸込口はフイルター１０ａを経て燃料タンク１
１ａに接続し、ポンプ９ａの吐出口は油路１２ａ
を経てソレノイドバルブボデイ７１の流入口７２
に接続している。流入口７２に連通したソレノイ
ドバルブ室７３にはソレノイドバルブ７４が昇降
自在に嵌合し、バルブ７４はアクテイブコア７５
に接続し、ソレノイドスプリング７６により下方
へ付勢され、弁座７７を通常閉塞している。弁座
７７に連通した流出口７８は油路１２ｂを経てイ
ンジエクターボデイ１３の燃料流入口１４ａに接
続している。７９はアジヤストボルト、８０はナ
ツトである。この燃料油制御システムS₂bはコイ
ル７６に電流が通電された時コア７５が上方へ吸
引されて弁座７７が開き、通電時間に比例した燃
料油が弁座７７を通過するように構成されてい
る。ポンプ９ａに並列に圧力調整弁１５ａが配置
され、これにより燃料油路１２ａの燃料油圧が一
定値に保持される。又燃料油路１２ｂにはアキユ
ムレータ１５ａが接続されるか又は油路１２ｂの
一部がアキユムレータ機能を発揮する集合管を形
成している。

インジエクターボデイ１３内において、作動油
流入口１４には第１油路１７（一部を１７′とす
る）と切換弁室１９が共に下向きに開口してお
り、又切換弁室１９と同芯の円錐弁座２０と第３
油路２１が共に上向きに開口している。第１油路
１７，１７′はスプール弁室２３を介して切換弁
室１９の上端に接続し、流入口１４と連通しない
位置の第２油路１８（一部を１８′とする）は、
サーボピストン室４６を切換弁室１９と流出口２
４をへて排出油路２５に接続している。第２油路
１８，１８′は切換弁４１の外周溝４８により開
閉される。

スプール弁室２３にはスプール弁２６が昇降自
在に嵌合し、スプール弁室２３の底面とスプール
弁２６の間に縮設したソレノイドスプリング２７
により上方へ付勢され、ソレノイドコイル８に囲
まれたアクテイブコア２８に当接してコア２８を
ソレノイドバルブスプリング２９の弾力に抗して
上端位置に保持している。スプール弁２６の中間
高さ部分に設けた外周溝３０は第１油路１７′を
流出口３１に接続している。又スプール弁２６の
下方のばね室３２は油路３３を介してスプール弁
室２３の上端部に接続し、更にボデイ１３内の孔
３４とコア室３５と、コア２８内の孔３６をへて
コア室３５の上端部に連通している。スプリング
２９はストツパーを兼ねるアジヤストボルト３７
の下端部外周に嵌めてあり、アジヤストボルト３
７はボデイ１３の上端部に螺合し、ナツト３８に
よりロツクされている。アジヤストボルト３７の
中央の孔３９はコア室３５の上端部を排出油路２
５に接続している。

切換弁室１９内には上開きカツプ状の差動型切
換弁４１が摺動自在に嵌合し、切換弁室１９の上
端面と切換弁４１の間に縮設したスプリング４２
により下方へ付勢されている。切換弁４１は下半
部の外径が圧力肩部４３を境に減少し、更に下端
近傍の円錐形フエース部４４で下方にゆくにつれ
て縮径し、その下方に小径の絞り部４５が形成さ
れている。フエース部４４は円錐弁座２０に着座
する部分であり、絞り部４５は弁座２０とサーボ
ピストン室４６をつなぐ孔４７に僅かな隙間をへ
だてて嵌合する部分である。切換弁４１の外周溝
４８は第１図の状態（後述する第２切換位置）に
おいて第２油路１８，１８′を遮断している。

サーボピストン室４６内のサーボピストン５０
には、プランジヤ室５１内のプランジヤ５２が接
続（当接又は固着）されている。サーボピストン
室４６の下端部は流出口５３をへて排出油路２５
ａに接続する。

プランジヤ室５１の下端は燃料油路５４をへて
ノズル５５のノズル油溜室５６に接続し、又プラ
ンジヤ室５１と並列のサプライバルブ室５７の下
端にも接続している。バルブ室５７は下端が第４
油路２２を介して燃料流入口１４ａに接続し、室
５７内には上端に円錐形フエース部５８を有する
下開きカツプ状のサプライバルブ５９が嵌合し圧
縮スプリング６０により上方へ付勢され、フエー
ス部５８が第４油路２２の下端の弁座に着座して
第４油路２２を閉塞している。室５７の下端部は
サプライバルブ５９内の孔６１を介して室５７の
下端部に連通している。

ノズル５５内のニードル弁６３の上端部はばね
室６４内に突出し、ばね室６４内の圧縮スプリン
グ６５により下方へ付勢されている。ばね室６４
は第３油路２１に接続している。

次に作動を説明する。第１図はソレノイドコイ
ル８への電流通電時（燃料噴射行程）を示してお
り、エンジン１の回転中における所定タイミング
にマイクロコンピユータ５の出力端子６から信号
路７をへてコイル８に信号が送られ、コイル８に
所定時間通電される。但しコイル８への通電時間
は、燃料油制御システムS₂bからプランジヤ室５
１へ供給されている燃料油量に対応して可及的に
少なくなるように制御される。即ち燃料油制御シ
ステムS₂bにおいては、コイル７０に対する通電
時間により油路１２ａ，１２ｂを経てプランジヤ
室５１へ供給される燃料油量がエンジンの運転状
態に応じて定められ、プランジヤ室５１内に供給
された燃料油量に見合う最短時間だけソレノイド
コイル８に通電が行なわれる。即ちエンジン１の
運転中には作動油供給システムS₂の作動により、
作動油流入口１４に常時所定圧の作動油が供給さ
れており、その状態においてコイル８に通電さ
れ、アクテイブコア２８がスプリング２９の弾力
に抗して矢印方向に第１図の上死点位置迄上昇す
ると、スプール弁２６もソレノイドスプリング２
７の弾力によりアクテイブコア２８に追従して上
昇し、これによりスプール弁２６は第１油路１７
を第１図の如く遮断すると共に、第１油路１７′
を外周溝３０を介して流出口３１に接続する。こ
れにより切換弁室１９内の油圧は消滅するため差
動型切換弁４１が流入口１４内の油圧によりスプ
リング４２の弾力に抗して上昇し、切換弁４１が
第２油路１８，１８′を遮断すると同時に円錐弁
座２０を開放する（第２切換位置）。これにより
流入口１４内の作動油は孔４７をへてサーボピス
トン室４６へ流入し、サーボピストン５０を介し
てプランジヤ５２を押し下げる。プランジヤ室５
１内の燃料油は油路５４をへてノズル油溜室５６
に供給され、ニードル弁６３をスプリング６５の
弾力に抗して押し上げ、ノズル５５から噴出す
る。その間サプライバルブ５９はスプリング６０
の弾力及び燃料油の圧力により第４油路２２を閉
塞状態に保つ。

所定の通電時間が経過するとコイル８による上
方への吸引力が消え、アクテイブコア２８はスプ
リング２９の弾力により第２図のように下降し、
スプール弁２６もアクテイブコア２８に押されて
下降する（第１切換位置）。そうすると第１油路
１７，１７′は外周溝３０を介して連通し、切換
弁室１９には流入口１４内の加圧作動油が供給さ
れ、切換弁４１に作用する作動油圧が相殺され、
スプリング４２の弾力により切換弁４１は下降し
てフエース部４４が弁座２０に着座し、同時に第
２油路１８，１８′は外周溝４８を介して連通し、
従つてサーボピストン室４６内の油圧は消滅す
る。このため第４油路２２内の燃料油圧によりサ
プライバルブ５９がスプリング６０の弾力に抗し
て下降し、プランジヤ室５１内へ燃料流入口１４
ａ内の加圧燃料油が充填される。このように第２
図はソレノイドコイル８への電流遮断時（燃料充
填行程）を示している。

以上説明したように本発明においては、インジ
エクターのプランジヤ５２作動用サーボピストン
５０と、サーボピストン５０の嵌合したサーボピ
ストン室４６を作動油油圧源（作動油流入口１
４）と作動油流出口２４に択一的に接続する切換
弁機構（差動型切換弁４１と、切換弁室１９を作
動油油圧源と作動油流出口に択一的に接続するパ
イロツト用スプール弁２６）と、切換弁機構に連
結されたソレノイドアクテイブコア２８と、プラ
ンジヤ室５１へ低重質油を供給する燃料油供給機
構（燃料油供給システムS₂a）と、インジエクタ
ーシステムS₃から独立した燃料油量制御機構（燃
料油制御システムS₂b）とを備え、ソレノイドへ
の電流通電と電流遮断によりサーボピストン５０
を作動油により動作させるようにすると共に上記
切換弁機構をサーボピストン室４６を作動油油圧
源１４と作動油流出口２４に択一的に接続する差
動プランジヤ型切換弁４１と、切換弁室１９を作
動油油圧源１４と作動油流出口３１に択一的に接
続するパイロツト用スプール弁２６で構成し、ス
プール弁２６がその外周溝３０で開閉される第１
油路１７を介して作動油油圧源１４と切換弁室１
９を接続し、差動型切換弁４１がその外周溝４８
で開閉される第２油路１８を介してサーボピスト
ン室４６と作動油流出口２４を接続し、第１油路
１７開放時のみに差動型切換弁４１が作動油油圧
源１４とサーボピストン室４６間を遮断し、第２
油路１８が開放し、スプール弁室２３の一端と他
端を油路３３を介して連通すると共にアクテイブ
コア室３５とアクテイブコアアジヤストボルト３
７内の孔３９を介して排出油路２５に接続するよ
うに構成してあり、次のような効果を期待するこ
とができる。

(1) インジエクターコイル８への通電時間が減
り、コイル８の昇温によるソレノイド特性の劣
化（作用時期の遅れ、作用力の減少等）が少な
くなる。

(2) 燃料油に低重質油を使用した場合の、パイロ
ツトバルブ（スプール弁２６）ならびにメイン
バルブ（切換弁４１）の作動障害、即ち高粘度
による作動抵抗大、摩耗増大、固着、燃料加熱
によるソレノイド部昇温に起因する作動特性の
劣化等を防止することができる。更に本発明に
よるとインジエクターS₃から独立した燃料流量
を制御機構S₂bを備えているので、低重質油を
使用する場合に燃料用制御システムS₂bをヒー
ター等で加熱した場合にもインジエクターS₃内
のコイル８（ソレノイド）の温度上昇をきたす
恐れがなくなり、低重質油燃料噴射装置の作動
特性の劣化を防止し得る利点がある。

(3) パイロツト弁としてスプール弁２６を採用し
ているので、弁開閉時の油圧荷重がポペツト弁
に比較して小さい。又スプール弁２６の移動ス
トロークを小さく設定できるので、パイロツト
弁（スプール弁２６）の速度も増大する。スプ
ール弁２６の流出入口面積がポペツト弁と比較
して大きく設定できるので、メインバルブ（切
換弁４１）並びにサーボピストン５０の応答性
が速い。更にソレノイド（コイル８）の昇温が
少ないので、昇温対策が容易になる。又実施例
図面の如く、アジヤストボルト３７を採用して
いるので、スプール弁２６のストロークの設定
が容易になる。又スプール弁２６の両端が油路
３３により連通しているため、スプール弁２６
の作動がスムーズになる。スプール弁２６部分
からの漏油がソレノイド内を貫流するので、ソ
レノイド運動部の耐摩耗と冷却に有効である。

(4) 本発明は低重質油燃料噴射装置であり、ソレ
ノイドへの電流通電と電流遮断によりサーボピ
ストン５０を燃料油とは異なる作動油により動
作させるようにしたので、燃料油として低重質
油を使用した場合の、パイロツトバルブ（スプ
ール弁２６）並びにメインバルブ（切換弁４
１）の作動障害、即ち高粘度による作動抵抗
大、摩耗増大、固着、燃料加熱によるソレノイ
ド部昇温に起因する作動特性の劣化等を確実に
防止することができるのである。

第３図、第４図は第１図、第２図中のソレノイ
ドアクテイブコア２８がコイル８へ通電時上昇す
るのに対し、通電時下降する形式を採用した場合
の別の実施例であり、第３図はソレノイドへ電流
通電時（燃料噴射行程）、第４図はソレノイドへ
の電流遮断時（燃料充填行程）を示しており、第
１、第２図中の符号と同一符号は対応部分であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子油圧制御燃料噴射装
置の構造略図（ソレノイドへの電流通電時）であ
り、第２図はソレノイドへの電流遮断時における
インジエクターの縦断面図、第３図、第４図は別
の実施例を示すための第１、第２図に対応する図
面である。 ８…コイル（ソレノイド）、１９…切換弁室、
２４…作動油流出口、２６，４１…スプール弁、
作動型切換弁（切換弁機構）、２８…アクテイブ
コア、４６…サーボピストン室、５０…サーボピ
ストン、５２…プランジヤ、S₂…作動油供給シス
テム、S₂a…燃料油供給システム、S₂b…燃料油
制御システム、S₃…インジエクター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ インジエクターのプランジヤ作動用サーボピ
   ストンと、サーボピストンの嵌合したサーボピス
   トン室を作動油油圧源と作動油流出口に択一的に
   接続する切換弁機構と、切換弁機構に連結したソ
   レノイドアクテイブコアと、プランジヤ室へ低重
   質油を供給する燃料油供給機構と、インジエクタ
   ーから独立した燃料油量制御機構とを備え、ソレ
   ノイドへの電流通電と電流遮断によりサーボピス
   トンを燃料油と異なる作動油により動作させるよ
   うにすると共に上記切換弁機構をサーボピストン
   室を作動油油圧源と作動油流出口に択一的に接続
   する差動プランジヤ型切換弁と、切換弁室を作動
   油油圧源と作動油流出口に択一的に接続するパイ
   ロツト用スプール弁で構成し、スプール弁がその
   外周溝で開閉される第１油路を介して作動油油圧
   源と切換弁室を接続し、差動型切換弁がその外周
   溝で開閉される第２油路を介してサーボピストン
   室と作動油流出口を接続し、第１油路開放時のみ
   に差動型切換弁が作動油油圧源とサーボピストン
   室間を遮断し、第２油路が開放し、スプール弁室
   ２３の一端と他端を油路３３を介して連通すると
   共にアクテイブコア室３５とアクテイブコアアジ
   ヤストボルト３７内の孔３９を介して排出油路２
   ５に接続したことを特徴とする低重質油燃料噴射
   装置。