JPS634011B2 - - Google Patents

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JPS634011B2
JPS634011B2 JP17576180A JP17576180A JPS634011B2 JP S634011 B2 JPS634011 B2 JP S634011B2 JP 17576180 A JP17576180 A JP 17576180A JP 17576180 A JP17576180 A JP 17576180A JP S634011 B2 JPS634011 B2 JP S634011B2
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JP
Japan
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pressure
valve opening
opening pressure
spring
signal
Prior art date
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Application number
JP17576180A
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English (en)
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JPS57102526A (en
Inventor
Tomonori Ooya
Kenji Okamoto
Masayoshi Kobayashi
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Bosch Corp
Original Assignee
Diesel Kiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Diesel Kiki Co Ltd filed Critical Diesel Kiki Co Ltd
Priority to JP17576180A priority Critical patent/JPS57102526A/ja
Publication of JPS57102526A publication Critical patent/JPS57102526A/ja
Publication of JPS634011B2 publication Critical patent/JPS634011B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃料噴射ノズル装置に関し、更に詳細
に述べると、開弁圧を種々のフアクタに従つて任
意に設定することができる燃料噴射型内燃機関用
として好適な燃料噴射ノズル装置に関する。
例えば、内燃機関のシリンダ内に燃料を噴射す
るのに用いられている従来の燃料噴射ノズルは、
弁体を弁座に押圧せしめるためのばね部材を有
し、このばね部材のばねセツト力により開弁圧が
所定の一定値となるように調整されている。とこ
ろで、一般に、この噴射ノズルの開弁圧は機関の
回転数、負荷、温度等の制御因子に従つてその最
適値が異なるものであり、従つて、これらの制御
因子の値に応じて開弁圧が調節されるのが理想的
である。しかしながら、上述の如く、従来のこの
種のノズルの開弁圧はばね部材のばねセツト力の
調整により一定に定められ、通常は最大馬力点に
おいて最適なばねセツト力が選ばれる。このた
め、特に、自動車用機関の如く回転速度範囲が広
い場合には低回転域において不整、間歇噴射が生
じやすくなり、燃料の噴射量にばらつきを生じ、
この結果、噴射量が規定値より増えることにより
HC,CO,黒煙等を多量に発生せしめるという排
気ガス対策上の問題を有しているほか、特にアイ
ドル運転を安定に行ないえないという大きな欠点
を有している。この欠点を克服するために、最
近、開弁圧調整用のばねセツト力を2段式とした
装置或いは機関の回転数や負荷に関連して開弁圧
を変化させるようにした装置が開発されている
(特開昭54−13730号公報)が、前者にあつては機
関の運転域全般に亘つて良好な作動状態を確保す
ることはできず、また、後者にあつては開ループ
制御方式であるため、精度上の問題を有してい
る。更に、従来の装置では、ノズルスプリングの
へたりによる特性の経時変化を補正することがで
きないという不具合を有している。
本発明の目的は、従つて、機関の運転状態に応
じた所要の開弁圧を高精度にて調節することがで
き、ノズルスプリングのへたりによる特性の経時
変化を補正し、アイドル運転状態の如き低速運転
状態から高速運転状態に亘つて安定に動作させる
と共に、ノズルスプリングのへたりによる特性の
経時変化を補正することができる内燃機関用の燃
料噴射ノズル装置を提供することにある。
以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。
第1図には本発明の燃料噴射ノズル装置の概略
構成図が示されている。この燃料噴射ノズル装置
1は、デイーゼル機関(図示せず)のシリンダヘ
ツドに取付けられ、燃料噴射管2を介して燃料噴
射ポンプ3から送給される燃料をシリンダ内に噴
射する噴射ノズル4を備えている。噴射ノズル4
には、その開弁圧を調節するための開弁圧調節部
5が設けられており、この開弁圧調節部5は、図
示しないデイーゼル機関の回転力の一部により駆
動され油タンク6内の油7を加圧するための加圧
ポンプ8を含んで成る油圧供給機構9からパイプ
10を介して供給される油圧に応動して駆動され
るようになつている。油圧供給機構9において
は、開弁圧調節部5に供給する油圧力を調節する
ため、パイプ10の途中に電磁弁11が設けられ
ており、電磁弁11の電磁コイル12には制御ユ
ニツト13からの制御信号S2が供給されている。
制御ユニツト13には、図示しないデイーゼル機
関の運転状態を示す各パラメータの値、例えば、
機関速度、冷却水の温度、大気圧、燃料温度等の
各値を検出するセンサを有するセンサユニツト1
4からの1つ又は複数の検出信号Dと、噴射ノズ
ル4の針弁(第2図参照)のリフト時期を検出す
るリフトセンサ15からのリフトタイミングパル
スLPと、噴射管2の管内圧を検出するための管
内圧センサ16からの管内圧信号S1とが入力され
ている。制御ユニツト13においては、機関のそ
の時々の運転状態に従つた最適開弁圧が検出信号
Dに基づいて目標開弁圧として演算され、リフト
タイミングパルスLPと管内圧信号S1とによつて
実開弁圧が検出される。そして、実開弁圧が目標
開弁圧に設定されるに必要な電磁弁11の開度を
示す制御信号S2が、制御ユニツト13から出力さ
れる。電磁弁11は制御信号S2により、噴射ノズ
ル4の開弁圧が制御ユニツト13において演算さ
れた目標開弁圧に等しくなるよう制御され、この
制御の精度は閉ループ制御のため極めて高い。
第2図には、第1図に示した噴射ノズル4の一
実施例が一部断面して詳細に示されている。噴射
ノズル4は、燃料噴射管2により導かれてきた加
圧燃料をノズルボデー21に導びくための通路2
2が形成されているノズルホルダ23を有してお
り、該ノズルホルダ23内にはノズルボデー21
の噴孔(図示せず)を開閉するための針弁24が
収納されており、該針弁24は、ノズルホルダ2
3内に形成されたばね室25内に収納されている
コイルばね26により下方に押圧されている。そ
して、通路22を介して供給される燃料の圧力が
コイルばね26のばねセツト力により定まる開弁
圧以上となると、針弁24の先端部周囲に形成さ
れた室の圧力が増大することにより針弁24は上
方に押上げられて燃料の噴射が行なわれる。尚、
ノズル部21のこのような構成は公知であるか
ら、第2図においては、ノズルボデー21の構成
の詳細は省略してある。
コイルばね26のばねセツト力を調整すること
により開弁圧を所望の値にセツトするための開弁
圧調節機構5がノズルホルダ23の一端部に螺着
されている。開弁圧調節機構5は、筒体27の両
側開口部に側板28,29がねじ止めされて成
り、内部にピストン30を収納して成るシリンダ
組立体31を有し、ピストン30に形成されたへ
こみ32内に収納され一端が側板28に弾発係止
しているばね33により、ピストン30は右手方
向に弾発付勢されている。そして、側板28に設
けられた通路34によりばね33の収納されてい
る室35は大気圧に開放されており、一方、側板
29に形成された通路36はパイプ10に連通し
ており、側板29とピストン30とにより形成さ
れる室37は油圧供給機構9により定められた圧
力に保たれている。従つて、ピストン30の位置
は室37の圧力とばね33のばね力とが平衡する
位置に位置決めされる。ピストン30の周面の一
部にはテーパ付けされた切欠き部38が形成され
ており、この切欠き部38の斜面とばね受け39
との間には押圧ロツド40が設けられている。押
圧ロツド40の一端部の球頭部41は筒体27の
周壁に設けられた孔42を介して筒体27内に突
出しており、他端がばね受け39を介して受ける
コイルばね26のばね力を受けており、球頭部4
1は切欠き部38の斜面38aに押圧されてい
る。斜面38aはピストン30の軸線方向に対し
て所定の角度をなすように形成されており、従つ
て、ピストン30の位置変位に応じてばね受け3
9の位置が変化し、これによりばね26のばねセ
ツト力を調節することができる。
燃料噴射管2とインレツトコネクタ43との接
続部付近には、管内圧センサ16が設けられてお
り、この管内圧センサ16からは燃料噴射管2の
管内圧を示す管内圧信号S1が出力される。一方、
ノズルホルダ23内には、針弁24のリフトタイ
ミングを検出するためのリフトセンサ15が設け
られている。リフトセンサ15は、磁性材料から
成る他方のばね受け44の下端部と該下端部の周
囲に形成されたセンサコイル45とから構成され
ており、針弁24がリフトした時のばね受け44
の上昇運動に応じてセンサコイル45から針弁リ
フトタイミングを示す電気信号が出力される。
第3図には、第1図に示した燃料噴射ノズル装
置1の制御系統のブロツク図が示されている。機
関の回転数を検出するための回転センサ51及び
燃料噴射ポンプ3の燃料調節部材であるコントロ
ールラツク(図示せず)の位置を検出するための
ラツク位置センサ52からの回転検出信号D1
びラツク位置検出信号D2は、夫々回転演算回路
53及び噴射量演算回路54に入力され、信号
D1D2に基づいて夫々回転数を示す回転信号S3
噴射量を示す噴射量信号S4が演算出力される。回
転信号S3及び噴射量信号S4は開弁圧演算回路55
に入力され、ここで両信号S3,S4に基づいて、そ
の時々の機関の運転状態に従つた最適な開弁圧の
基本目標値が演算され、この演算結果を内容とす
る基本目標値信号S5として出力される。一方、温
度センサ56は機関の冷却水温を検出するための
センサであり、温度センサ56からの温度検出信
号D3は補正量演算回路57に入力され、ここで
前述の基本目標値信号S5の温度補正を行なうため
の補正量が温度検出信号D3に従つて演算される。
演算結果は、補正信号S6として出力され、基本目
標値信号S5が入力されている補正回路58の入力
され、補正された結果の信号が目標開弁圧信号S7
として出力される。管内圧センサ16からの管内
圧信号S1は、リフトセンサ15からのリフトタイ
ミングパルスLPが入力されているサンプリング
回路59に被サンプリング信号として入力され、
リフトタイミングパルスLPの発生タイミングに
おいてサンプルされる。従つて、サンプリング回
路59においては、針弁24がリフトするタイミ
ングにおける管内圧を示す値、即ち開弁圧値がサ
ンプリングされる。このサンプル値は、実開弁圧
信号S8として誤差演算回路60に入力され、ここ
で目標開弁圧信号S7との差分が計算され、目標開
弁圧と実開弁圧との差に対応したレベルの誤差信
号S9が出力される。誤差信号S9は、パルス巾変調
器を含んで構成される駆動回路61に入力され、
ここで誤差信号S9はそのレベルに従つてデユーテ
イ比の変化する駆動用パルス信号に変換され、こ
の駆動用パルス信号は、制御信号S1として電磁弁
11に印加される。電磁弁11は制御信号S1のデ
ユーテイ比に従つてその平均開度が制御され、実
開弁圧が目標開弁圧と一致するように開弁圧調節
部5が駆動される。即ち、目標開弁圧に対して実
開弁圧が低い場合には、室37の圧力が高くなる
ように電磁弁11の平均開度が変化し、逆に、目
標開弁圧に対して実開弁圧が高い場合には、室3
7の圧力が低くなるように電磁弁11の平均開度
が変化するように制御されることになる。
このような構成によれば、噴射ノズルの開弁圧
を常に機関の運転状態に見合つた最適な圧力に調
節することができるのは勿論のこと、実開弁圧値
を検出して制御系にフイードバツクする閉ループ
方式となつているので極めて高精度にて開弁圧の
制御を行なうことができる。従つて、全運転領域
に亘つて良好な運転特性を得ることができ、特
に、アイドル時の燃料噴射を極めて安定に行なう
ことができるようになる。この結果、内燃機関の
アイドル運転の安定性を著しく向上させることが
できる。更に、本実施例では、加圧ポンプ8は機
関により駆動されるので、回転数が低い場合には
加圧力が小さく、回転数が高い場合には加圧力が
大きくなる。この結果、電磁弁11の制御が不能
となり開状態となつた場合でも、室37の圧力は
ほぼ機関の回転数に比例して変化し、開弁圧を機
関の回転数に応じて制御することが可能であると
いう特長を有している。従つて、制御系の障害に
対して電磁弁11が開状態となるようなフエイル
セーフを採用することにより、制御系の故障があ
つても、少なくとも機関の回転数に従つた開弁圧
の制御は確保することができる。
第4図には本発明の他の実施例が示されてい
る。この燃料噴射ノズル装置69に用いられてい
る噴射ノズル4′は、ノズルホルダ23内であつ
て針弁24の後端部にシリンダ室70が形成され
ており、該シリンダ室70にはばね26のばね受
けとして働くピストン71が収納されている。ピ
ストン71によつて区劃される室72には逆止弁
73が途中に設けられているパイプ74を介して
燃料噴射ポンプのカム室内の圧力が供給されると
共に、パイプ10によつて、電磁弁75を介して
燃料タンク76内に連通されている。電磁弁75
は第1図に示した電磁弁11に対応するものであ
り、この電磁弁75を第3図に示されるのと同様
な制御系を用いて開閉制御を行ない、室72の圧
力を調節してピストン71の位置制御を行ない、
ばねセツト力を調節することにより所要の開弁圧
に調節することができる。尚、第4図において、
符号77にて示されているのは電磁弁75が開い
た場合に室72の圧力が急激に低下するのを防止
するためのオリフイスであり、更に、第4図にお
いて第1図及び第2図の各部と対応する部分につ
いては同一の符号を付してある。
本発明によれば、上述の如く、所定の入力信号
によつて噴射ノズルの開弁圧を任意の最適値に制
御することができるので、機関の全運転領域に亘
つて常に最適な開弁圧で精度よく動作させること
が可能となり、このため特に、機関のアイドル運
転時の安定性を著しく改善することができ、排気
ガス中の有害成分の発生も有効に抑制することが
できる等極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略構成図、第2
図は第1図の噴射ノズルの詳細断面図、第3図は
第1図に示された装置の制御系統のブロツク図、
第4図は本発明の他の実施例の概略構成図であ
る。 1,69……燃料噴射ノズル装置、3……燃料
噴射ポンプ、4,4……噴射ノズル、5……開弁
圧調節部、9……油圧供給機構、10……パイ
プ、11,75……電磁弁、13……制御ユニツ
ト、14……センサユニツト、51……回転セン
サ、52……ラツク位置センサ、55……開弁圧
演算回路、57……補正量演算回路、60……誤
差演算回路、61……駆動回路、71……ピスト
ン、S1……管内圧信号、S2…制御信号、S7……目
標開弁圧信号、S8……実開弁圧信号、S9……誤差
信号、D1……回転検出信号、D2……ラツク位置
検出信号、LP……リフトタイミングパルス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 内燃機関に燃料を噴射するための燃料噴射ノ
    ズル装置において、ノズルホルダ内に収納されて
    針弁を弾発付勢する開弁圧調節用ばね手段と、前
    記ばね手段のばねセツト力を調節するための機構
    と、前記内燃機関の運転状態を検出する少なくと
    も1つのセンサと、前記センサからの検出出力に
    基づいて前記内燃機関の運転状態に従つた目標開
    弁圧を演算出力する演算手段と、前記針弁のリフ
    ト開始時点における噴射管の管内圧を検出する圧
    力検出手段と、前記圧力検出手段からの出力と前
    記演算手段からの出力とに基づいて前記圧力検出
    手段により検出された管内圧を前記目標開弁圧と
    一致させるように前記機構を駆動する手段とを備
    えたことを特徴とする燃料噴射ノズル装置。
JP17576180A 1980-12-15 1980-12-15 Fuel injection nozzle unit Granted JPS57102526A (en)

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JP17576180A JPS57102526A (en) 1980-12-15 1980-12-15 Fuel injection nozzle unit

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JP17576180A JPS57102526A (en) 1980-12-15 1980-12-15 Fuel injection nozzle unit

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Publication Number Publication Date
JPS57102526A JPS57102526A (en) 1982-06-25
JPS634011B2 true JPS634011B2 (ja) 1988-01-27

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ID=16001785

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02107739U (ja) * 1989-02-16 1990-08-28
EP0911507B1 (en) * 1992-08-20 2002-11-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection controller for use in an internal combustion engine
US6102000A (en) * 1993-11-02 2000-08-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection apparatus for engine

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JPS57102526A (en) 1982-06-25

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