JPH0251049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、燃料を内燃機関の噴射ノズルに供
給する燃料噴射ポンピング装置に関し、該装置は
孔内に挿入されたピストン手段と、エンジンの燃
焼室に取付けられた燃料噴射ノズルの入口に連通
するところの前記孔の下方端部に設けられた出口
と、加圧状態にある燃料源と前記下方端部を接続
する燃料入口と、前記出口を介して燃料を送り出
している間に前記入口を通つて燃料が前記孔内へ
の流入を阻止するように動作するバルブと、シリ
ンダ内に配設された往復運動可能なプランジヤ
と、エンジンによつて駆動され前記プランジヤを
シリンダの下端に向けて押圧するカム手段と、カ
ム手段による前記プランジヤの運動により送出さ
れる燃料が前記ピストン手段を押圧して前記孔の
下方端部内の燃料を前記出口を通つて燃料噴射ノ
ズルに送出すことを可能にする所の前記シリンダ
の下端と該孔の上端とを接続する通路手段とから
成る事を特徴としている。

上記の如き装置の一例は英国特許第361754号明
細書に示されている。この装置の場合は出口を介
しての燃料の送り出しはカムが或る同一の位置を
とる度毎に、関連エンジンの速度および該エンジ
ンに供給される燃料の量に無関係に行なわれてし
まう。そのうえに、このシステムにより供給され
る燃料の量の制御は孔の入口に対し燃料を送り込
む通路に存在する可変オリフイスを使用して行な
われるものである。孔に対し燃料を導入するため
の手段はピストン手段に作用するスプリングであ
る。燃料送り出しのタイミングの調節は関連エン
ジンの正しい動作を達成するために必要であり、
上記明細書記載の燃料供給量の制御方法はエンジ
ンが広い速度範囲のものである場合に具合のよい
ものではない。

この装置の変形例が英国特許第1306422号明細
書に記載されている。この変形例の場合プランジ
ヤがカムにより駆動されたときにプランジヤとピ
ストン手段との間を液体が流通することができる
ようにするための電磁バルブが使用されている。
如くして燃料の送り出しのタイミングの調節が可
能となつた。そのうえに、孔に供給される燃料の
量の制御を行なうソレノイド操作バルブも具備さ
れている。エンジンに対し送り出すことができる
最大燃料の量の制御は調節可能ストツプにより行
なわれる。このストツプはピストンと係合するこ
とによつてピストンの最大運動量を制御するよう
にするものである。このストツプは回転ソレノイ
ドにより調節されるものである。

1306422の明細書に記載されるシステムは電子
的制御を可能とするものである点で861754の明細
書に記載されるシステムに比して好適なものであ
る。しかし、このシステムはエンジンに供給され
る燃料の量の表示をすることができず、そして必
要な制御を達成するに３個のソレノイド操作装置
を必要とするものであつた。

この発明は、一つのソレノイド操作バルブを用
いて、供給される燃料の量の制御を行ない、且該
バルブは燃料の送り出しのタイミング制御のため
にも使用される装置を提供しようとするものであ
る。

この発明の装置は、前記孔と前記シリンダの下
端との連通のみを可能とする１方の位置と前記燃
料源と該シリンダ下端との連通のみを可能とする
他方の位置との２つの位置をとる電磁装置に依つ
て制御される二方バルブと、前記ピストン手段を
前記孔の下端まで下降させてエンジンに燃料を送
出する前記プランジヤの下方運動中に前記二方バ
ルブを前記１方の位置に、また前記プランジヤの
上方運動中の前記ピストン手段が前記孔の下端か
ら元の位置に復帰した後に該二方バルブを他方の
位置に駆動するために該ピストン手段の位置を示
す信号を発生する為に孔の内周に面して配設され
たトランスジユーサ並びに該信号を入力し前記電
磁装置の動作制御を行う電子制御回路とから構成
され、前記二方バルブがバルブ室を具備し、該バ
ルブ室を前記シリンダに接続する第１の通路と、
該バルブ室を前記孔に接続する第２の通路と、前
記バルブ室を加圧された燃料源に接続する第３の
通路と、更に第２および第３の通路に夫々介装さ
れた第１弁座および第２弁座と、前記バルブ室内
に配設されていると共に前記第１および第２弁座
に協働する第１および第２のバルブヘツドを夫々
軸方向に離間して備えた弁軸と、前記バルブ室内
において前記孔および加圧された前記燃料源の圧
力を夫々受ける前記弁軸の両端部に取付けられた
圧力平衡ピストンとから成る事を特徴とするもの
である。

この発明の実施例を添付図面を用いて説明す
る。

第１図についてみるに、ピストン１０は孔１１
内に配置されており、上記孔１１は小径部１２を
有してその中には更なるピストン１３が収容され
ている。ピストン１０とピストン１３とは１つの
ピストン手段を形成しており図示の如く係合関係
を有している。孔の小径部１２内にはバルブ１４
が配置されている。バルブ本体１４はその主部よ
りは直径の大なるバルブヘツド１５を有してい
る。バルブヘツド１５はコイル状の圧縮スプリン
グ１６によつて小径部１２とこの孔１１の下端に
形成された拡大部１７との間に形成された弁座に
係合せしめられている。バルブ本体１４と孔の小
径部１２との間には環状のスペースが形成されて
おり、該スペースは加圧状態にある燃料源１８に
燃料入口１８Ａを介して常に連通しているもので
ある。バルブ本体内には長さ方向の通路１９が設
けられており、該通路は燃料噴射ノズル２０Ａの
入口に対し使用中に該拡大部１７を介して接続す
る出口２０に連通するものである。コイル状の圧
縮スプリング２２はピストン１０および１３をバ
ルブ本体から離れる方向にそして環状スペースが
上記燃料源１８に連通可能に偏倚するよう設けら
れたものである。

シリンダ２３内には摺動可能にポンピング用の
プランジヤ２４が設けられている。プランジヤ２
４はスプリング２５により隋円形のカム手段２６
に係合するように偏倚されている。上記カム手段
２６は使用中はエンジンとの間で或る一定の時間
関係を有した状態で回転駆動される。シリンダ２
３はバルブ室２７に第１通路６５を介して連通し
ており、該室内には二方バルブ２８が配置されて
いる。上記二方バルブ２８は弁軸２８ａを有し、
該弁軸は更に軸方向に離間した第１のバルブヘツ
ド２９および第２のバルブヘツド３０を有してお
り、これらは共にバルブ室内において摺動可能に
配置されている。上記第１および第２のバルブ・
ヘツドはバルブ室２７に形成された第１および第
２の弁座２９ａ，３０ａと協働するものである。
バルブ室は、また、バルブ・ヘツドのうちの一方
がその弁座に接触しているとき他方のヘツドはそ
の弁座とは離れてまたはその逆の態様でこの間を
燃料流通可能とするように構成されており、この
事によつて二方バルブ自体は一方および他方の２
つの位置をとることが出来る。バルブ部材は弁軸
の一端に配設された電磁装置３１とその他端に配
設されたスプリング３２とが協働して駆動せしめ
られるものであり、この場合、該スプリングは第
１のバルブ・ヘツド２９をその弁座２９ａに押圧
せしめる向きに力を及ぼしているものである。電
磁装置３１が励磁されると、二方バルブ２８の弁
軸２８ａは第２のバルブ・ヘツド３０がその弁座
３０ａに着座するよう横方向に移動される。第１
のバルブ・ヘツド２９はバルブ室２７と孔１１と
の間の第２通路６６を介した連通を制御するもの
である一方、第２のバルブ・ヘツド３０はバルブ
室２７を上記燃料源１８と共通の燃料源との間の
第３通路６７を介した連通を制御するものであ
る。弁軸２８ａは圧力平衡ピストン３３，３４を
各端部に具備しており、これらのピストンは孔１
１内圧力および燃料源の圧力にそれぞれ常時さら
されている。

動作シーケンスについての説明は第１図に示さ
れる各部品の位置から出発するものとして行なわ
れる。図示される通り、プランジヤ２４はスプリ
ング２５の偏倚力に逆らう向きにカム手段２６に
より駆動される。従つて、燃料はシリンダ２３か
らバルブ室２７に圧送せしめられる。二方バルブ
２８は第２バルブ・ヘツド３０がその弁座３０ａ
に接触する位置とされており、従つてシリンダ２
３からの燃料は孔１１に供給される。加圧状態に
ある燃料はピストン１０に作用してこれを下向き
に駆動し、そしてピストン１３も下向きに駆動せ
しめられて燃料を孔の小径部１２から通路１９を
介して出口２０へと圧送せしめることとなる。こ
のプロセスはピストン１３がバルブ本体１４に係
合するに到る迄続き、この係合が行なわれるとヘ
ツド１５はその弁座から離れて孔１１の下端の拡
大部１７は燃料源１８と連通するに到る。この連
通の結果、出口２０の圧力は低下し、関連する燃
料噴射ノズル２０Ａのバルブ部材を閉成せしめる
こととなる。エンジンに対する燃料噴射は、従つ
て、終止することとなり、小径部１２の下端から
の余分な燃料は燃料源１８に燃料入口１８Ａを介
して戻る。ピストン１０および１３の運動は孔１
１の壁に形成されたスピル・ポート３５がピスト
ン１０により覆われなくなる迄続く。このときピ
ストン１０および１３はもはや運動をしなくなる
が、プランジヤ２４は更に内向きに偏位を続けて
燃料をスピル・ポート３５を介して圧送し続け
る。

カム手段２６が回転するに連れプランジヤ２４
は外向きにスプリング２５により駆動せしめられ
るようになる。このときはバルブ室２７の圧力は
当然のことながら減少せしめられることとなる。
そのうえに、燃料は燃料源１８から燃料入口１８
Ａを介して孔の小径部１２内に流入して、この流
入とスプリング２２とが協働してピストン手段１
３および１０をバルブ本体１４から離れる方向に
駆動する。バルブ・ヘツド１５は燃料源１８から
の燃料の圧力によつて弁座から離れた状態を持続
する。ピストン手段１０および１３の運動は３６
で示される孔１１の内周に面して配設されたトラ
ンスジユーサによりモニタされ、該トランスジユ
ーサから得られた信号が必要とされる燃料量の小
径部１２に対する流入の達成を示したときに電磁
装置３１は非励磁となり、そしてスプリング３２
の作用に起因して弁軸２８ａは第１のバルブ・ヘ
ツド２９がその弁座２９ａと係合するように運動
する。如くしてピストン手段１０および１３の更
なる運動は阻止され、そしてバルブ本体１４およ
びバルブ・ヘツド１５に加わる流体圧は互に等し
いので、バルブ・ヘツド１５はスプリング１６の
作用によつてその弁座に係合して閉成状態とな
る。プランジヤ２４はスプリング２５の作用によ
りそしてその間第２のバルブ・ヘツド３０と弁座
３０ａは開放されているので燃料源１８からの加
圧燃料はバルブ室２７に流入し、該燃料の圧力の
作用によりカム手段２６と接触状態にある。

カム手段は回転を続けているので、プランジヤ
２４はスプリング２５の作用に抗して運動するに
到り、そして燃料はシリンダ２３から圧送せしめ
られて前記電磁装置３１が付勢されていない限り
燃料源１８に復帰する。燃料の噴射が必要とされ
ると、電磁装置３１は励磁され、そして第１のバ
ルブ・ヘツド２９はその弁座２９ａから離れるこ
ととなる一方、第２のバルブ・ヘツド３０はその
弁座３０ａに係合することとなり、シリンダ２３
から圧送される燃料は孔１１に供給されて上述の
如くにピストン手段１０および１３は偏位せしめ
るに到る。

上述の装置においては、ピストン手段１０およ
び１３は燃料の送り出しが必要とされるとき迄は
積極的に二方バルブ２８の運動はロツクされ、バ
ルブ室２７内の圧力が燃料源１８の圧力より低く
はならないという事実により電磁装置３１の非付
勢状態におけるピストン手段１０および１３の移
動の恐れはない。上記のシステムはエンジンに供
給される燃料の量の制御を正確に実行することを
確保するものであり、またエンジンに対する燃料
の送り出しのタイミングの変化も行なうことがで
きるものである。更に、電磁装置３１はシステム
の動作の１サイクル中に１周期のみ励磁されるも
のである。

こゝで、第２および４図についてみるに、こゝ
には電磁装置３１の動作を制御するに使用される
制御回路が示されている。電磁装置を駆動する駆
動回路３７が制御回路の一部として示されてお
り、該駆動回路は単安定回路３７Ａからのパルス
により電磁装置３１を駆動するようにスイツチ・
オンにされるものであり、そして更なる単安定回
路３８からのパルスによりスイツチ・オンとされ
るものである。駆動回路はラツチ・タイプの動作
をするものである。即ち、ターン・オフにされる
迄オンの状態を接続し、そしてターン・オンにさ
れる迄オフの状態を持続するものである。回路３
８は比較器３９により制御され、該比較器はバツ
フア回路４０を介してトランスジユーサ３６によ
り供給される現実の燃料信号とガバナ回路４１に
より供給される必要とされる燃料信号とを比較す
るものである。ガバナ回路はトランスジユーサ４
２からオペレータ指令信号を受信する一方、バツ
フア回路４３からエンジン速度信号をも受信す
る。上記バツフア回路４３はエンジンの回転部分
の規則的で所定の回転間隔を有してその度毎にト
ランスジユーサ４４からパルスを受信する。ガバ
ナ回路４１の一例は第３図に示されている。

第３図のガバナ回路は２速度ガバナ効果を奏す
るものであり、ロウエスト・ウインス回路４７を
具備している。上記回路４７の出力は燃料指令信
号を示す。回路４７は３個の入力を有し、その最
小のものは燃料指令信号として該回路により選択
される。

回路４７の一方の入力はフイードバツクを有す
る高利得増幅器４８の出力に接続している。この
増幅器の一方の入力は最大許容エンジン速度を示
す基準信号が供給される一方、他方の入力は回路
４３から現実のエンジン速度信号が供給される。

回路４７の第２の入力は回路４９に接続してお
り、該回路４９も速度信号を受信するものであり
そしてエンジンの全速度範囲に亘つて最大燃料信
号を示す信号を発生するものである。

回路４７の第３の入力は２個の入力を有するハ
イ・ウインス回路５０の出力に接続している。第
１の入力は高利得増幅器５１の出力に接続してお
り、そして該増幅器５１はフイードバツク回路を
具備しそして２個の入力を有している。この２個
の入力のうちの一方は所望のエンジン・アイドリ
ング速度を示す基準信号を受信し、他方の入力は
エンジン速度信号を受信するものである。回路５
０の第２の入力は整形回路５２の出力に接続し、
該回路５２はエンジン速度信号およびトランスジ
ユーサ４２からの信号を受信する。

エンジン・アイドリング速度において、増幅器
５１は動作して回路４７の出力における指令され
た燃料信号を定するが、この場合オペレータ側の
指令はなく、増幅器からの出力は整形回路５２か
らの出力より大であるが、回路４９および増幅器
４８からの出力より小である。オペレータがスロ
ツトル・ペダルを押圧してエンジンに指令を与え
ると、整形回路の出力は増幅器の出力より高とな
る。小さな指令がなされたときは、回路５０から
の信号はなお回路４９および増幅器４８から供給
される信号より低い。それ故に、ドライドはエン
ジンに供給される燃料の量を直接制御して燃料の
流量を増大するとエンジンは加速されるに到る。
オペレータが大なる指令を与えると、回路５０の
出力は回路４９の出力より大きくなり、この場
合、燃料供給速度は回路５０の出力が小さくなつ
て燃料供給制御がオペレータの手に戻る迄回路４
９により制御される。最大許容エンジン速度が得
られると、増幅器４８の出力は小となつて、エン
ジンに対する燃料の供給は減少しエンジン速度を
制御することとなる。整形回路５２はエンジン速
度の増大に対応して見掛上の指令燃料量を変更す
るよう構成されてエンジン・オペレータにフイー
ドバツクを供給する。更に、アイドリング速度は
オペレータ側の低燃料指令の変更に従つて変更せ
しめられる。このようにすることによつて、増幅
器５１による制御から回路５２による制御への切
換えが平滑に実行されることとなり、オペレータ
指令制御における「ロスト・モーシヨン」を除去
する。

ガバナ回路は、例えば、エンジン温度に応じて
アイドリング速度を変更する場合、雰囲気圧力お
よび／または温度に従つて最大燃料送り出し量の
変更を行なう場合、エンジンの空気入口マニホル
ドの圧力につれて最大燃料送り出し量を変更する
場合、寒い場合のエンジン・スタートのために更
なる燃料を供給する場合、エンジンが高温である
ときのスタートのための燃料レバーを変更する場
合に、種々変更を施される。

第３図の回路の他のすべてのガバナ回路或はガ
バナ回路と等価の回路で置換することができる点
に留意されたい。

単安定回路３７Ａは比較器５３により制御され
る。比較器５３の一方の入力に供給される信号は
カウンタ５４からのものであり、該カウンタはエ
ンジン下死点からのエンジン回転度をカウントす
るものである。カウンタはジエネレータ５５に接
続したカウント入力を有し、該ジエネレータはト
ランスジユーサ４４からパルスを受信するもので
ある。このカウンタはトランスジユーサ５６によ
り供給されるリセツト・パルスによつて下死点で
リセツトされる。

比較器５３に対する他方の入力は減算器５７か
ら供給され、該減算器は加算器５８から必要な噴
射タイミングを示す信号を受信する。この信号は
減算器５７において180゜を示す回路５９により供
給された信号から減算され、その結果減算器から
の出力は下死点からの必要な噴射タイミングを示
すコード化信号となる。

必要な噴射タイミング信号を発生せしめるため
に、加算器５８に対し３個の読み出し専用メモリ
回路５９，６０，６１から信号が供給されるよう
にする。これらのメモリ回路にはそれぞれのアナ
ログ／デイジタル・コンバータ６２，６３，６４
からデイジタル信号が供給される。コンバータ６
２は回路４３から速度信号を受信し、コンバータ
６３はガバナ回路４１から必要な燃料信号を受信
し、回路６４はトランスジユーサ６５から例えば
温度信号のようなエンジン動作パラメータ信号を
受信する。

読み出し専用メモリ回路５９，６０，６１には
エンジン・テストの結果得られた燃料をエンジン
に送り出すタイミングの変動に関する信号を記憶
しておく。

必要なタイミング信号およびエンジン位置信号
は比較器５３において比較せしめられて電磁装置
３１を励磁する。上記装置３１は比較器３９から
の信号により非励磁とされる。

燃料のパイロツト噴射が必要とされるときは、
先ず電磁装置３１を励磁し、次いで非励磁にし、
それから主燃料噴射を行なうように再励磁する。

吸入期間中における燃料源１８からの孔の小径
部１２に対する燃料の供給はカムの後縁（トレイ
リング・フランク）の輪郭、すなわちプランジヤ
の行程により決定される。吸入期間は如くしてカ
ムの回転角度を超えて延長することができる この発明の変形例においては、ピストン１３の
まわりに形成された環状スペースおよびスピル・
ポート３５はドレインに接続せしめられて、この
場合、スプリング２２は具備する必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置を示すダイヤグラムで
ある。第２，３，４図は第１図の装置のための電
子的制御回路を示すブロツク・ダイヤグラムであ
る。 図中符号、１０……ピストン、１１……孔、１
２……小径部、１３……ピストン、１４……バル
ブ本体、１５……バルブヘツド、１６……圧縮ス
プリング、１７……拡大部、１８……燃料源、１
８Ａ……燃料入口、１９…通路、２０……出口、
２０Ａ……燃料噴射ノズル、２２……圧縮スプリ
ング、２３……シリンダ、２４……プランジヤ、
２５………スプリング、２６……カム手段、２７
……バルブ室、２８……二方バルブ、２８ａ……
弁軸、２９，３０……第１および第２のバルブ・
ヘツド、２９ａ，３０ａ……第１および第２の弁
座、３１……電磁装置、３２……スプリング、３
３，３４……圧力平衡ピストン、３５……スピ
ル・ポート、３６……トランスジユーサ、３７…
…駆動回路、３７Ａ……単安定回路、３８……単
安定回路、３９……比較器、４０……バツフア回
路、４１……ガバナ回路、４２……トランスジユ
ーサ、４３……バツフア回路、４４……トランス
ジユーサ、４７……ロウエスト・ウインス回路、
４８……高利得増幅器、４９……回路、５０……
ハイ・ウインス回路、５１……高利得増幅器、５
２……整形回路、５３……比較器、５４……カウ
ンタ、５５……ジエネレータ、５６……トランス
ジユーサ、５７……減算器、５８……加算器、５
９，６０，６１……読み出し専用メモリ回路、６
２，６３，６４……アナログ／デイジタル・コン
バータ、６５……トランスジユーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 孔１１内に挿入されたピストン手段１０，１
   ３と、エンジンの燃焼室に取付けられた燃料噴射
   ノズル２０Ａの入口に連通するところの前記孔の
   下方端部に設けられた出口２０と、加圧状態にあ
   る燃料源１８と前記下方端部を接続する燃料入口
   １８Ａと、前記出口を介して燃料を送り出してい
   る間に前記入口を通つて燃料が前記孔内への流入
   を阻止するように動作するバルブ１４，１５と、
   シリンダ２３内に配設された往復運動可能なプラ
   ンジヤ２４と、エンジンによつて駆動され前記プ
   ランジヤをシリンダの下端に向けて押圧するカム
   手段２６と、カム手段による前記プランジヤの運
   動により送出される燃料が前記ピストン手段１
   ０，１３を押圧して前記孔１１の下方端部内の燃
   料を前記出口２０を通つて燃料噴射ノズル２０Ａ
   に送出することを可能にする所の前記シリンダ２
   ３の下端と該孔１１の上端とを接続する通路手段
   ６５，６６と、前記孔と前記シリンダの下端との
   連通のみを可能とする１方の位置と前記燃料源１
   ８と該シリンダ下端との連通のみを可能とする他
   方の位置との２つの位置をとる電磁装置３１に依
   つて制御される二方バルブ２８と、前記ピストン
   手段１０，１３を前記孔１１の下端まで下降させ
   てエンジンに燃料を送出する前記プランジヤ２４
   の下方運動中に前記二方バルブを前記一方の位置
   に、また前記プランジヤ２４の上方運動中の前記
   ピストン手段１０，１３が前記孔１１の下端から
   元の位置に復帰した後に該二方バルブを他方の位
   置に駆動するために該ピストン手段の位置を示す
   信号を発生する為に孔１１の内周に面して配設さ
   れたトランスジユーサ３６並びに該信号を入力し
   前記電磁装置３１の動作制御を行う電子制御回路
   とから構成され、前記二方バルブ２８がバルブ室
   ２７を具備し、該バルブ室を前記シリンダ２３に
   接続する第１の通路６５と、該バルブ室２７を前
   記孔１１に接続する第２の通路６６と、前記バル
   ブ室２７を加圧された燃料源１８に接続する第３
   の通路と、更に第２および第３の通路に夫々介装
   された第１弁座２９ａおよび第２弁座３０ａと、
   前記バルブ室内に配設されていると共に前記第１
   および第２弁座に協働する第１および第２のバル
   ブベツド２９，３０を夫々軸方向に離間して備え
   た弁軸２８ａと、前記バルブ室２７内において前
   記孔１１および加圧された前記燃料源１８の圧力
   を夫々受ける前記弁軸２８ａの両端部に取付けら
   れた圧力平衡ピストン３３，３４とから成る事を
   特徴とする燃料噴射ポンピング装置。 ２ 前記孔１１の壁にはスピル・ポート３５が穿
   設されており、該スピル・ポートは前記ピストン
   手段１０，１３が該孔１１の下端に向かつて運動
   している時に燃料を逃すよう該ピストン手段によ
   り覆われない位置に穿設されている事を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載された燃料噴射ポ
   ンピング装置。 ３ 前記第１のバルブ・ヘツド２９を前記第１の
   弁座２９ａに係合せしめる方向に弁軸２８ａを押
   圧する弾性手段３２を備え、前記電磁装置３１が
   該弾性手段と反対の方向に第２のバルブ・ヘツド
   ３０を前記第２の弁座３０ａに押圧するべく該弁
   軸を付勢するように配設されている事を特徴とす
   る前記特許請求の範囲第１項に記載された燃料噴
   射ポンピング装置。