JPS63219826A - デイ−ゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - 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） 本発明はディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関す
るものである。

（従来技術） 自動車用ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置として
、従来より分配型燃料噴射ポンプを備えた燃料噴射制御
装置（例えば、実開昭５９−１６５５３６号公報参照）
が一般に用いられている。

この種の燃料噴射制御装置の基本構成は公知であるが、
本発明の説明の都合上、その構成並びに作用を概略的に
説明する。

（ａ：燃料噴射制御装置の一般的構成）燃料噴射制御装
置Ｚは、第４図に示すように燃料の加圧及び分配圧送を
行なうポンプ部Ｘと、該ポンプ部Ｘにおける燃料噴射量
をエンジン回転速度とエンジン負荷に対応して制御する
ためのガバナ部Ｙとを備えている。

ポンプ部Ｘは、バレル２内に摺動且っ相対回動自在に嵌
挿されたプランジャｌと、エンジン（図示省略）により
同期回転せしめられる回転軸３とを、カム機構４を介し
て同軸状に連結し、該プランジャＩを回転軸３の回転力
により回転させると同時に、カム機構４のカム作用とプ
ランジャスプリング５のバネ力との釣り合いに応じてこ
れを往復動さ仕ることにより燃料の加圧と分配圧送とを
行なうようになっている。即ち、プランジャ１の加圧行
程において加圧された加圧室６の燃料は、該プランジャ
１の回転に伴ってその内部に形成された通油孔７からそ
の周囲に放射状に形成された復改の分配孔８，８・・を
経て各デリベリバルブ９．９・・からエンジンの各気筒
に設けられたインジェクター（図示省略）に分配圧送さ
れる。

また、上記プランジャｌの通油孔７の一端は、該プラン
ジャ１の外周面に開口する調量孔ｌＯに接続されている
。このｆｆｆｆ１孔ＩＯの外側にはスリーブ状のコント
ロールスリーブ１１が相対摺動且つ回動自在に嵌挿され
ており、このコントロールスリーブ１１をプランジャ軸
方向に変化させて該コントロールスリーブ１１によりＩ
ｌｌ孔１０が閉塞される期間、即ちプランジャ１の有効
ストロークを変化させることにより燃料噴射量の調整を
行なえろようにしている。この実施例ではコントロール
スリーブ１１を矢印Ａ方向に移動させるときプランジャ
１の有効ストロークが増大して燃料噴射量が増量され、
逆にコントロールスリーブＩＩを矢印Ｂ方向に移動させ
るときにはプランジャｌの有効ストロークが減少して燃
料噴射量が減量されるようにその作動方向が設定されて
いる。

ガバナ部Ｙは、エンジンの回転数に応じて上記ポンプ部
Ｘの上記コントロールスリーブ１１を適宜に作動させて
燃料噴射量を常時設定量に収束させ、もってエンジン回
転数を目標回転数に設定するものであり、上記回転軸３
の回転数変動を遠心力を受けて傾動変位するフライウェ
イト１２，１２・・を介してガバナスリーブ１３の軸方
向変位に変換するフライウェイト装置１４と、該フライ
ウェイト装置１４の変位力に応じて上記コントロールス
リーブＩＩを作動させる後述するレバー装置Ｉ５とを有
している。

レバー装置Ｉ５は、最大燃料噴射量を設定するためのフ
ルロートアジャスタ機構２１と、上記コントロールスリ
ーブ１１と上記フライウェイト装置１４との間に配置さ
れ該フライウェイト装置１４の変位をコントロールスリ
ーブ１１に伝達するだめのコントロールレバー機構２２
及び該コントロールレバー機構２２に上記フライウェイ
ト！４の変位力に対抗する付勢力を付与するためのガバ
ナスプリング機構２３とを有している。

フルロートアジャスタ機構２１は、ポンプケーシング２
５側に設けた第１の支点Ｍ、に枢支されたコレクタレバ
ー２６と該ポンプケーシング２５に螺着されたフルロー
トアジャスタ２７とを有しており、上記コレクタレバー
２６はコレクタスプリング２日のバネ力によりその一端
２６ａが常時上記フルロートアジャスタ２７の先端面２
７ａに当接されている。このコレクタレバー２６は、上
記フルロートアジャスタ２７によりその矢印Ｃ方向への
傾動が規制されており、該フルロートアジャスタ２７の
ねじ込み量を調整することにより矢印Ｃ−Ｄ方向に傾動
変位せしめられる。

コントロールレバー機構２２は、テンションレバー３１
とスタートレバー３２とを有している。

・テンションレバー３Ｉは、その一端３１ａが上記コレ
クタレバー２６に設けた第２の支点Ｍｔに枢支され、該
第２の支点Ｍ、を中心として矢印Ｅ−Ｆ方向に傾動自在
とされている。また、このテンジョンレバー３１の他端
３１ｂには、後述するガバナスプリング機構２３が連結
されており、該テンションレバー３１はその中段部がス
トッパー３３に当接することによりその矢印Ｆ方向への
傾動が規制され且つその状態で上記ガバナスプリング機
構２３のバネ力により該矢印Ｆ方向に傾動付勢されてい
る。

スタートレバー３２は、上記テンションレバー３１と同
様に上記第２の支点Ｍｌ！に枢支されている。このスタ
ートレバー３２の一端３’　２　ａには、上記コントロ
ールスリーブ１１の調量孔１０に係入する係合ビン３４
が取付けられている。またこのスタートレバー３２の他
端３２ｂ側には、板バネで構成されるスタートスプリン
グ４１と、コイルバネで構成されるアイドルスプリング
４２とがそれぞれ設けられており、該スタートレバー３
２は常時スタートスプリング４１のバネ力により上記テ
ンションレバー３１と離間する方向、即ち矢印Ｆ方向に
傾動付勢されている。またこのスタートレバー３２の中
段部３２ｃには、上記フライウェイト装置１６のガバナ
スリーブ１３の先端１３ａが当接されている。

ガバナスプリング機構２３は、アクセルペダルに連動す
るコントロールレバー３６に固定したコントロール軸３
７と上記テンションレバー３１との間に設けられて該コ
ントロールレバー３６の回動１、即ちアクセルペダルの
踏込量に対応したバネ力を上記テンンヨンレバー３１に
与えるものであり、ヨーク３８を介して取付けられたガ
バナスプリング４３とパーシャルロードスプリング４４
及びテンションレバー３Ｉとの間に直接取付けられたダ
ンパースプリング４５とを有している。

（ｂ＝燃料噴射制御装置の作動並びにその制御特性） このように構成された燃料噴射制御装置の作動並びにそ
の制御特性を第３図及び第４図に基いて略述する。

（ｂ−１：エンジン始動） エンジン始動時には始動性を良好ならしめるために燃料
の始動過給が行なわれる。即ち、アクセルペダルを軽く
踏み込むと、ガバナスプリング機構２３を介してテンシ
ョンレバ−３１は支点Ｍ。

を中心として矢印Ｆ方向に倒れ、さらにスタートスプリ
ング４１を介してスタートレバー３２も支点Ｍ、！を中
心として矢印Ｆ方向に倒れる。この時、テンンヨンレバ
ー３１に設けた係合ピン３４をしてコントロールスリー
ブ１１が燃料増量側（矢印入方向）に移動せしめられ、
始動過給が行なわれる（第３図において点ａで示す如く
燃料供給量か通常運転時の最大燃料供給ＩＱ、から燃料
供給ｆｆ１Ｑｔに移行する）。

エンジンが一旦始動すると、フライウェイト１２に遠心
力が発生し、スタートスプリング４１の変位力がスター
トスプリング４１のバネ力に達するとガバナスリーブ１
３が該スタートスプリング４１を押して該コントロール
スリーブＩＩを燃料減少側に移動させ始動過給が終わる
（第３図点３−１一点す一点Ｃ）。この点Ｃが始動過給
の終点となる。尚、この始動過給特性は、Ｒ’ｆ’ｆＪ
のアクセルペダルの踏込み量に応じて点ａ→点ｂり→点
Ｃ，から点ａ一点ｂり→点ｃ４へと順次変化する。

さらに、点すの位置、即ち、始動過給制御の始点は、ス
タートスプリング４１のセット荷重によって設定され、
また、その制御特性、即ち、直線ｂ−Ｃの傾きはスター
トスプリング４１のバネ定数によって設定される。

（アイドル運転） エンジン始動後、アクセルペダルか戻されると、テンシ
ョンレバー３１はフリー状態となる。このため、フライ
ウェイト１２はエンジン回転数に対応した遠心力により
ガバナスリーブ１３を介してスタートレバー３２を矢印
Ｃ方向に押してゆき、スタートアイドルスプリング４２
がテンンヨンレバー３１に接触後、このスタートスプリ
ング４Ｉとスタートアイドルスプリング４２の合力が上
記ガバナスリーブ１３の変位力に釣り合った時点でスタ
ートレバー３２が静定し、アイドル運転が実現される（
第３図の点ａ、−ｄ、、点Ｃｔ　　ｄｔ、・・で示され
る部分）。即ち、各アクセル位置に対応するエンジンの
アイドル回転数は、上記点ｃＬ一点ｄ４を結ぶ直線（１
１より低速回転側に設定される。

（部分負荷運転） アイドル回転数を越えた領域ではフライウェイト１２の
遠心力が更に大きくなり、スター！・アイドルスプリン
グ４２が押し縮められテンションレバー３１とスタート
レバー３２とは相互に接触して一体的に変位せしめられ
る。そして、この場合、低速回転域では、ダンパースプ
リング４５と上記ガバナスリーブＩ３の変位力とが釣り
合った時、コントロールスリーブ１１の位置は静定する
（第３図の点ｄ＋ＧＩ、点ｄ２−ｅ、、・・で示ず状＠
）。

一方、中・高速回転域においては、ダンパースプリング
４５と同時にパーンヤルロードスプリング４４も縮めら
れ、これらスプリングのバネ力とガバナスリーブ１３の
変位力とが釣り合った時点てコントロールスリーブ１１
は静定する（第３図の点Ｃ一点ｆ１点ｅ、一点ｆ１、・
・で示す状態）（全負荷運転） 全負荷運転時には、アクセルペダルが最大限に踏み込ま
れ、テンションレバー３Ｉはストッパー３３に当たって
それ以上矢印Ｆ方向へ移動できなくなる。従って、ダン
パースプリング４５とパーンヤルローＦスプリング４４
は一杯に縮められコントロールスリーブ１１をフルロー
ド噴射俄の得られる位置へ移動させる。これに伴ってエ
ンジン回転数は上昇し、フライウェイト１２の遠心力が
ヨーク３８内のスプリングの合力に釣り合った点（点ｆ
ｏ）が最高出力の出せる全負荷最高回転数となる。

（ｃ：従来の燃料噴射制御装置における問題点）一般に
エンジンにおいては、始動過給はエンジンの加速時にス
モークを発生させる原因となるためてきるだけ始動過給
域を小さくすることが望まれ、またエンジンのアイドル
回転数はアイドル回転の安定化という点においである程
度高くとる必要がある。

ところが、従来の燃料噴射制御装置においては、第３図
に示すように、スタートアイドルスプリング４２とダン
パースプリング４５との移行点ｄ、〜ｄ４を結ぶ直線Ｉ
ＩＩＩが始動過給域の終点Ｃよりも低速回転側に大きく
切り込んでいるため、例えばこの直線ｉ１１に近い点ｎ
で規定されるエンジン回転数をアイドル回転数に設定す
ると、この状態からエンジンを急加速すると、同図にお
いて直線Ｕ、で示す如く燃料噴射制御装置が始動過給域
を通過し、その結果スモークが条虫に排出されることに
なる。

一方、このようなスモーク発生を抑えるために始動過給
域の終点を低速回転側に移行させれば、これに伴って直
線（ｌｌも低速回転側に移行する。

従って、アイドル回転数もこれに伴って低下させざるを
得ずアイドル回転が不安定となるという問題が発生する
ことになる。

（発明の目的） 本発明は、上記従来技術の項で指摘した問題点を解決し
ようとするもので、燃料の始動過給域の縮小とエンジン
のアイドル回転の高回転化とを両立させもってスモーク
発生を可及的に低減するようにした燃料噴射制御装置を
提供することを目的とするものである。

（目的を達成するための手段） 本発明は上記の目的を達成するための手段として、各気
筒の１サイクルあたりの燃料供給量を減少させる方向に
スタートレバーを介してコントロールスリーブを付勢す
るガバナスリーブと、エンジン回転速度の増加に応じて
上記ガバナスリーブの付勢力を強めるフライウェイトと
、アクセル位置に連動して変位するヨークとを有し、エ
ンジンの高速域での上記ガバナスリーブの付勢力で圧縮
されるストッパー付きのガバナスプリングと、アイドル
回転速度より高い速度域での上記ガバナスリーブの付勢
力で圧縮される且つ上記ガバナスプリングと直列に配置
されたダンパースプリングと、少なくとも上記二つのス
プリングを介して上記ヨークによって付勢されるテンシ
ョンレバーと、該テンションレバーと上記スタートレバ
ーとの間に配置されてエンジン始動時のアイドル回転速
度により低い始動速度付近での上記ガバナスリーブの付
勢力で圧縮されしかもバネ定数が上記ダンパースプリン
グよりも小であるようにされたスタートスプリングと、
上記テンションレバーの燃料供給爪過刺位置への変位を
規制するストッパーとを備えたディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置において、上記テンションレバーと上記
ヨークとの間さく且つアイドル回転速度→ぐの上記ガバ
ナスリーブの付勢力で圧縮されるアイドルスプリングを
上記ガバナスプリング及びダンパースプリングと直列状
態で配置したものである。

（作　用） 本発明では上記の手段により、 アイドルスプリングがヨークとテンションレバーとの間
に設けられているため、該アイドルスプリングをテンシ
ョンレバーとスタートレバーとの間に配置した場合と異
なり、テンンヨンレバーとスタートスプリングが一体化
した後においてもアイドルスプリングが一杯に縮小する
までそのままアイドル制御が維持されるところから各負
荷域におけるアイドルスプリングとダンパースプリング
との移行点が始動過給域に対してより高速回転側に位置
せしめられる、 という作用が得られる。

（実施例） 以下、第１図及び第２図を参照して本発明の実施例に係
るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置Ｚ、を説明す
る。

第１図には上記燃料噴射制御装置Ｚ１の要部が示されて
いる。この燃料噴射制御装置Ｚ１は第４図に示した上記
従来例の燃料噴射制御装置Ｚと基本構成を同じにするも
のであり、該従来例と異なる点は本発明を適用してテン
ションレバー３１とヨーク３８との間にダンパースプリ
ング４５と直列状態でアイドルスプリング４６が取付け
られている点である。そして、このアイドルスプリング
４６のバネ定数は上記ダンパースプリング４５のバネ定
数よりも小さくしかもそのセット荷重はアイドル回転速
度域でのガバナスリーブ１３の付勢力で圧縮され得る如
く設定されている。

さらに、スタートスプリング４Ｉとスタートアイドルス
プリング４２のバネ定数は、このスタートスプリング４
Ｉとスタートアイドルスプリング４２とを上記アイドル
スプリング４６に直列に接続した場合における合成バネ
定数が、上記従来例（第４図）の如くアイドルスプリン
グ４６を設けずにスタートスプリング４１とスタートア
イドルスプリング４２のみとした場合のバネ定数に等し
くなるように設定している。従って、この実施例のスタ
ートスプリング４１及びスタートアイドルスプリング４
２の合成バネ定数は上記従来例のそれよりも相対的に小
さくなっている。尚、他の部材の構成説明はこれら各部
材に第４図の各部材の符号に対応させて符号を付するこ
とによりその説明を省略する。

このように構成された燃料噴射制御装置Ｚ１によれば、
スタートスプリング４１により始動過給作用が行なわれ
た後、スタートアイドルスプリング４２とアイドルスプ
リング４６が作動してアイドル制御が行なわれ、さらに
これに引き続いてダンパースプリング４５及びパーシャ
ルロードスプリング４４による部分負荷制御か行なわれ
、最終的にガバナスプリング４３による全負荷制御が行
なわれる。この場合における制御特性を第２図に示して
いる。

この第２図の制御特性からもわかるように、この燃料噴
射制御装置においては、先ず上述のようにスタートスプ
リング１のバネ定数及びセット荷重とも上記従来例の場
合よりも小さいため、始動過給域の終点Ｃが従来の位置
（点ｃ′）よりも低速回転側に位置し且つその制御曲線
の傾きも従来のものより急となる。この結果、始動過給
域が従来のらのより縮小されることになる。

さらに、アイドルスプリング４６がテンションレバー３
１とヨーク３８との間に設けられているため、スタート
スプリング４１とスタートアイドルスプリング４２が縮
小変形してスタートレバー３２とテンンヨンレバー３１
とが一体化した状態（点ｇ　＋　＋　ｇ　ｔ　−ｇ　、
３）においてもさらにアイドルスプリング４６が一杯に
縮小するまで（点り、、ｈ、、ｂ、）そのままアイドル
制御が維持される。従って、アイドルスプリング４６と
ダンパースプリング４５の移行点（ｈ、、ｈ、、ｈ、）
を結ぶ直線（１，が従来の場合（第３図の直線狂、参照
）よりも高回転側においてしかも垂直に近くなる。この
ため、この直線（１３より低速回転側の領域、即ちアイ
ドル回転数設定可能範囲がより高速回転側まで拡がり、
それだけアイドル回転数をより高速回転側に設定するこ
とが可能となる。

このように、始動過給域が縮小されることとアイドル回
転数をより高速回転側に設定できることから、例えばア
イドル回転数を」二記従来のもの（回転数Ｎｏ）よりも
高速回転側のＮ１に設定した場合において急速発進を行
なっても、第２図において直線１１４で示す如く燃料供
給特性は始動過給域を通過することがなく（アイドル回
転数をこの回転数Ｎ１よりも低速回転側に設定した場合
には、始動過給域を通過するがここを通過する時間は上
記従来例のものより可及的に短くされる）、それだけ燃
料過剰によるスモーク発生が抑制されることになる。

尚、上記実施例においてはスタートスプリング４１とテ
ンションレバー３！の間にスタートアイドルスプリング
４２を設けているか、本発明はこれに限定されろしので
なく、例えばこのスタートアイドルスプリング４２を取
り除いた形式のものにも適用できることは勿論である。

（発明の効果） 本発明は、各気筒の１サイクルあたりの燃料供給量を減
少させる方向にスタートレバーを介してコントロールス
リーブを付勢するガバナスリーブと、エンジン回転速度
の増加に応じて上記ガバナスリーブの付勢力を強めるフ
ライウェイトと、アクセル位置に連動して変位するヨー
クとを有し、エンジンの高速域での上記ガバナスリーブ
の付勢力で圧縮されるストッパー付きのガバナスプリン
グと、アイドル回転速度より高い速度域での上記ガバナ
スリーブの付勢力で圧縮される且つ上記ガバナスプリン
グと直列に配置されたダンパースプリングと、少なくと
も上記二つのスプリングを介して上記ヨークによって付
勢されるテンションレバーと、該テンションレバーと上
記スタートレバーとの間に配置されてエンジン始動時の
アイドル回転速度より低い始動速度域での上記ガバナス
リーブの付勢力で圧縮されしかもバネ定数が上記ダンパ
ースプリングよりも小であるようにされたスタートスプ
リングと、上記テンションレバーの燃料供給量過剰位置
への変位を規制するストッパーとを備えたディーゼルエ
ンジンの燃料噴射制御装置において、上記テンションレ
バーと上記ヨークとの間に、バネ定数が上記ダンパース
プリングよりも小さく且つアイドル回転速度付近での上
記ガバナスリーブの付勢力で圧縮されるアイドルスプリ
ングを上記ガバナスプリング及びダンパースプリングと
直列状態で配置したことを特徴とするものである。

従って、本発明のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置によれば、 アイドルスプリングがヨークとテンションレバーとの間
に設けられているため、該アイドルスプリングをテンシ
ョンレバーとスタートレバーとの間に配置した場合と異
なり、テンションレバーとスタートスプリングが一体化
した後においてｔ、アイドルスプリングが一様に縮小す
るまでそのままアイドル制御が維持されるところから各
負荷域におけるアイドルスプリングとダンパースプリン
グとの移行点が始動過給域に対してより高速回転側に位
置せしめられ、それだけ始動過給域をエンジン回転数の
低回転側へ縮小して設定できる、等、相対的な始動過給
域の縮小とアイドル回転の高回転化とが両立され、これ
により急発進加速時において始動過給が行なわれること
によるスモーク発生が可及的に低減されるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る燃料噴射制御装置の要部
縦断面図、第２図は第１図に示した燃料噴射制御装置の
制御特性図、第３図は従来の燃料噴射制御装置の制御特
性図、第４図は従来の燃料噴射制御装置の要部縦断面図
である。 ｌ・・・・・プランジャ ４・・・・・カム機構 ５・・・・・プランジャスプリング １１・・・・コントロールスリーブ １２・・・・フライウェイト １３・・・・ガバナスリーブ １４・・・・フライウェイト装置 １５・・・・レバー装置 ３１・・・・テンションレバー ３２・・・・スタートレバー ３３・・・・ストッパー ３４・・・・係合ビン ３６・−・・コントロールレバー ３８・・・・ヨーク ４１・・・・スタートスプリング ４２・・・・スタートアイドルスプリング４３・・・・
ガバナスプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．各気筒の１サイクルあたりの燃料供給量を減少させ
   る方向にスタートレバーを介してコントロールスリーブ
   を付勢するガバナスリーブと、エンジン回転速度の増加
   に応じて上記ガバナスリーブの付勢力を強めるフライウ
   ェイトと、アクセル位置に連動して変位するヨークとを
   有し、エンジンの高速域での上記ガバナスリーブの付勢
   力で圧縮されるストッパー付きのガバナスプリングと、
   アイドル回転速度より高い速度域での上記ガバナスリー
   ブの付勢力で圧縮される且つ上記ガバナスプリングと直
   列に配置されたダンパースプリングと、少なくとも上記
   二つのスプリングを介して上記ヨークによって付勢され
   るテンションレバーと、該テンションレバーと上記スタ
   ートレバーとの間に配置されてエンジン始動時のアイド
   ル回転速度より低い始動速度域での上記ガバナスリーブ
   の付勢力で圧縮されしかもバネ定数が上記ダンパースプ
   リングよりも小であるようにされたスタートスプリング
   と、上記テンションレバーの燃料供給量過剰位置への変
   位を規制するストッパーとを備えたディーゼルエンジン
   の燃料噴射制御装置であって、上記テンションレバーと
   上記ヨークとの間に、バネ定数が上記ダンパースプリン
   グよりも小さく且つアイドル回転速度付近での上記ガバ
   ナスリーブの付勢力で圧縮されるアイドルスプリングを
   上記ガバナスプリング及びダンパースプリングと直列状
   態で配置したことを特徴とするディーゼルエンジンの燃
   料噴射制御装置。