JPH0350893B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、分配型燃料噴射ポンプに係り、特
に、噴射量制御及び噴射時期制御の好適な電子制
御燃料噴射ポンプに関する。

〔発明の背景〕

噴射量及び噴射時期を高精度、高応答で制御す
る電子制御燃料噴射ポンプとして、先に出願した
特願昭55−130684号に示すように、２つの加圧室
の圧力をシヤトルにより伝達し、片方の加圧室に
は噴射される燃料を、他の加圧室には噴射時期を
制御する燃料をそれぞれの量において制御し、噴
射の進行と共に移動するシヤトルが溢流口を開い
たときに噴射を終了させるようにしたものが提案
されている。このシヤトルの溢流口開口は噴射弁
へと続く部分の反圧によつて阻害され、噴射終了
時には噴射弁開弁圧に近い値に保たれ吸い戻し作
用が働かず２次噴射が発生するものであつた。

この対策としては、噴射終了後噴射に係る室を
低圧部へ通流させ、その後噴射時期に係る余剰燃
料の排出を行なうことが必要となるが次のような
問題が生じていた。

１ 余剰燃料排出後のシヤトルの位置が常に一定
に安定せず毎回の繰り返し性が悪い。

２ 上記対策として噴射終了後噴射量及び噴射時
期に係る２つの室が連通している状態でシヤト
ルを一室位置に移動させると見かけ上噴射時期
に係る室に燃料が供給されことになり、このシ
ヤトルの移動量が一定でないことから噴射時期
に係る室への燃料戻り量が一定しない。

３ 噴射終了時に加圧室の圧力下降が急激に行な
われ、慣性を持つたプランジヤは種々の動きを
示しカム線図にならわず不安定な状態となり、
燃料供給開始時のプランジヤ位置が一定しな
い。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、燃料噴射量に係る第１加圧室
からの噴射が終了し、さらに噴射時期に係る第２
加圧室からの余剰燃料の排出終了後に、第１加圧
室と、第２加圧室に所定時に接続する中間室との
間にあるシヤトルを一定位置に移動させることに
より燃料供給開始時のシヤトル位置を一定とし噴
射の繰り返し性を向上させ、かつ第２加圧室への
燃料供給開始時に噴射時期を設定するプランジヤ
位置をも一定位置とし高精度な噴射量、噴射時期
制御を可能にする電子制御燃料噴射ポンプを提供
するにある。

〔発明の概要〕

本発明の電子制御燃料噴射ポンプは、シヤトル
に二分されて構成された２室のうちの一方でなり
噴射燃料が供給される第１加圧室１４と、２室の
うちの他方でなる中間室１６に所定時につながり
噴射時期制御燃料が供給される第２加圧室２３
と、内燃機関の駆動に伴つて回転し燃料の分配を
行う回転分配部材１の半径方向に配した一対のプ
ランジヤ３と、このプランジヤ３の外周に配置さ
れ内燃機関の気筒数と等しい数の略山形の突起を
有するカムリング４とを有し、前記回転分配部材
１の回転に伴い一対のプランジヤ３がカムリング
４と当接しながら互いに近接する内側方向に移動
することにより、第２加圧室２３から中間室１６
及びシヤトル１５を介して第１加圧室１４を高圧
として、第１加圧室１４の燃料を内燃機関に噴射
する。

本発明では、燃料噴射終了後でのシヤトル１５
の位置によつて形成され第１加圧室１４とこの電
子制御燃料噴射ポンプ内の低圧部２０とを通流さ
せる排出孔３６，３７と、同様に燃料噴射終了後
でのシヤトル１５の位置によつて形成され中間室
１６とその低圧部２０を通流させる別の排出孔３
０，３１とを設けたことを特徴としている。

そして、燃料噴射の終了は第１加圧室１４と低
圧部２０とを排出孔により通流させることにより
制御される。さらに燃料噴射終了後、回転分配部
材１が回転して第２加圧室２３から中間室１６を
つなぐ連通ポートを閉じ、それから第１加圧室１
４に燃料供給源のフイードポンプからの燃料圧が
かけられる。この燃料圧はシヤトル１５を中間室
１６方向へ移動させ、中間室１６の燃料を別の排
出孔３０，３１を通じて排出し、そしてシヤトル
１５がその別の排出孔３０，３１を閉じた位置で
シヤトル１５が停止する。かくして、シヤトル１
５を一定位置に戻して停止させるよう制御でき
る。ここで次の燃料噴射のために計量された噴射
量制御燃料が第１加圧室１４に供給されることに
なる。

また、燃料噴射の終了後に第２加圧室２３にも
フイードポンプからの燃料圧がかけられ、この時
プランジヤ３の位置はカムリング４により規制さ
れて一定となる。それから次の燃料噴射のために
計量された噴射時期制御燃料が第２加圧室２３に
供給されることになる。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明による電子制御燃料噴射ポン
プの一実施例を示す断面図で、特に、燃料供給状
態における断面図を示している。図示しないエン
ジンよりシヤトルを介して該エンジンと調時関係
を保つて駆動されるロータ１がある。このロータ
１の一部にはロータヘツド部２を有し、このロー
タヘツド部２には半径方向に組み込まれた一対の
プランジヤ３が配置されている。このプランジヤ
３は外周部に固定配置されかつ気筒数と同数（こ
の実施例では４個）の凸起を有するカムリング４
によつてその軸方向へ移動できるようになつてお
り、そのため前記カムリング４との間にローラ５
およびローラシユー６が配置されている。

前記ロータ１はスリーブ１１内を回転できるよ
うになつており、またこのスリーブ１１の外周に
はハイドロリツクヘツド７が配置され、このハイ
ドロリツクヘツド７には噴射量制御電磁弁（Ｑ
弁）８および噴射時期制御電磁弁（Ｔ弁）９が取
付けられている。ハイドロリツクヘツド７内には
図示していないフイードポンプから燃料を噴射量
制御電磁弁８および噴射時期制御電磁弁９へ供給
するための供給通路１０が形成されている。噴射
量制御電磁弁８および噴射時期制御電磁弁９に制
御パルスが印加されるとこの制御パルスに比例し
た量の燃料が、たとえば噴射量制御電磁弁８の場
合、噴射量制御弁８からスリーブ１１内の供給通
路１２およびロータ１内の供給口（気筒数と同数
でこの実施例では４本）１３を経て、ロータ１内
の第１加圧室１４を送られるようになつている。

この第１加圧室１４に送られた燃料は後述する
中間室１６と第１加圧室１４とを融離するシヤト
ル１５を燃料量に比例させて中間室１６側に移動
させるようになつており、これにより中間室１６
内の燃料は連通路１７およびスリーブ１１内の連
通路１８および通路１９を経てポンプ内低圧部２
０に排出されるようになつている。また噴射時期
制御電磁弁９の場合、噴射時期制御電磁弁９を経
た燃料は、スリーブ１１内の供給通路２１、ロー
タ１内の供給口２２（気筒数と同数でこの実施例
で４本）を経て第２加圧室２３に供給されるよう
になつている。そして、この第２加圧室２３に供
給された燃料は、前記一対のプランジヤ３をロー
ラシユー６およびローラ５とともに外側へ押し広
げるようになつている。ここで、このローラ５の
広がり先端位置は前記噴射時期制御電磁弁９に印
加される制御パルスに比例するものである。以上
で噴射量制御電磁弁（Ｑ弁）８、噴射時期制御電
磁弁（Ｔ弁）９からそれぞれ第１加圧室１４、第
２加圧室２３への供給が終了となる。

なお、ロータ１およびスリーブ１１には、前記
の供給通路１２、供給口１３、連通路１７，１
８、通路１９、供給通路２１及び供給口２２以外
に、後述するように他のいくつかの連通口等があ
るが、第１図に示す燃料供給状態ではこれらの他
の連通口は全て閉状態となつている。

次にロータ１が45゜の角度で回転した場合の断
面図を第２図に示す。この場合、噴射量制御電磁
弁８からの供給通路１２、噴射時期制御電磁弁９
からの供給通路２１は閉じられて、第１加圧室１
４および第２加圧室２３に供給されている燃料の
圧縮、噴射工程となるものであり、この圧縮、噴
射工程ではそれぞれの電磁弁８，９へ制御パルス
は印加されないが、それぞれ第１加圧室１４、第
２加圧室２３からの高圧受圧を避けるようになつ
ている。圧縮、噴射に関与する連通口はロータ１
の噴射口２４と、スリーブ１１に設けられている
気筒数と同数の吐出口２５とが通流となるととも
に、第２加圧室２３からロータ１の供給口２２と
スリーブ１１にある圧縮連通路２６が通流し、ス
リーブ１１の周表面の一部に構成されている連通
路２７、圧縮連通路２８、ロータ１に形成されて
いる連通路１７がすべて通流し、第２加圧室２３
と中間室１６は連通状態を形成するようになつて
いる。

さらに、シヤトル１５が第１加圧室１４側へ移
動した場合、第２加圧室２３内の余剰燃料を中間
室１６を介して排出するロータ１の回転排出口３
０と、スリーブ１１の固定排出口３１とが通流
し、この通路はハイドロリツクヘツド７の余剰燃
料排出通路１００から主排出路１０１へと連通す
るようになつている。なお、第２図から明らかな
ように圧縮、噴射の開始時点ではシヤトル１５は
第１加圧室１４側へ移動しておらず、従つて中間
室１６と回転排出口３０はシヤトル１５によつて
遮られ閉じられている。

以上が圧縮、噴射行程の通路構成と圧縮開始状
態であり、第４図はシヤトル１５周辺の圧縮開始
状態を示す。

この状態においてロータ１が回転し、やがて内
側に気筒数と同数の凸起部を持つてカムリング４
の凸起部とローラ５が接触を開始するようになつ
ている。この動作によりローラ５、ローラシユー
６、プランジヤ３は内側へ押し戻され第２加圧室
２３から中間室１６へ至る燃料は高圧になる。こ
の高圧はシヤトル１５により伝達され第１加圧室
１４の燃料を高圧にする。

この第１加圧室１４の高圧燃料はロータ１の噴
射口２４、スリーブ１１に設けられている吐出口
２５、ハイドロリツクヘツド７に設けられている
接続口４４、図示しないデリバリバルブ、高圧パ
イプ噴射弁を経てエンジン燃料室へ噴射させるよ
うになつている。このような一連の動作がなされ
る場合において、第１加圧室１４からの噴射開始
時期は、高圧パイプ内の圧力伝播を考慮すればカ
ムリング４とローラ５の接続開始時期である。従
つて燃料の噴射時期（噴射が開始される時期）は
カムリング４とローラ５の接触開始点を制御する
ことで制御でき、この接触開始点はローラ５の広
がり先端位置の制御であり、噴射時期制御電磁弁
９からの第２加圧室２３へ供給される燃料量（す
なわち噴射時期制御電磁弁９での計量量）となる
もので、噴射時期制御電磁弁９へ印加する制御パ
ルス巾により噴射時期制御を行うことができる。

このような噴射開始より噴射が進行すれば、第
１加圧室１４からの噴射に対応してシヤトル１５
は第１加圧室１４側へ移動し、さらに噴射が進行
すると第１加圧室１４からの所定の噴射が終了す
る。この噴射終了の状態に達したならば不必要に
高圧を維持しておくと２次噴射不斉噴射の発生を
生じることから速やかに第１加圧室１４の圧力を
降下させるようにしている。

以降の動作について第３図ないし第７図を用い
て説明する。

第３図は本発明に係る各ポートタイミングを示
したものであり、図中θsの期間がそれぞれ第１及
び第２加圧室へ燃料を供給するタイミングであ
り、この際の電子制御燃料噴射ポンプの断面図は
第１図に示すようになつている。このθsの期間で
の連通ポート形成は中間室１６からスリーブ１１
内の連通路１７、排出のための連通路１８、通路
１９を経て低圧部２０へ通じる通路となる。次に
圧縮期間となる図中θcのθ（＜θc）区間が実際の
圧縮、余剰燃料排出を行なう期間であり、第２図
の断面図に示す状態に対応している。

前記圧縮期間θcでの連通ポートは第２加圧室２
３から回転供給口２２、圧縮連通路２６、連通路
２７、圧縮連通路２８及び回転連通路１７で形成
され、開いているのはθの期間である。また、第
１加圧室１４からの吐出ポートは噴射口２４と吐
出口２５で形成される。第１加圧室１４の排出ポ
ートは高圧排出口３６、高圧固定排出口３７で形
成しθ区間だけ開いている。中間室１６排出ポー
トは回転排出口３０と固定排出口３１でそれぞれ
形成される。

第５図は噴射終了時のシヤトル１５の近傍の断
面図を示すものであり、第２図に示した噴射開始
時から噴射が進行し第１加圧室１４と高圧排出口
３６がシヤトル１５の中穴３４、円周溝３５を介
して通流状態となり、第３図に示すカムリフトの
Ａ点に対応する。

この状態では第１加圧室１４が速やかに圧力を
下降させ第１加圧室１４の燃料を第１加圧室１４
から中穴３４、円周溝３５、通路３６、通路３７
および通路１０２を通して排出する。さらにカム
リング４とローラ５の接触が続くことによりシヤ
トル１５は第５図に示すように第１加圧室１４の
方向へ移動し中間室１６と回転排出口３０を通流
状態として第２加圧室２３内の余剰燃料を排出し
て第３図に示すカムリフトの頂上Ｂ点に達する。

この際カムリフトＡ点からＢ点への動きは第１
加圧室１４の負荷がない（低圧となつている）こ
とから容易に行なわれる。

これまでの説明が燃料供給、圧縮、噴射、排出
の動作であり、第５図に示すシヤトル１５の位置
は運転条件、及び余剰燃料の排出条件で常に一定
の位置に定まらず、このことは次の噴射の燃料供
給開始の際における位置が変化することから噴射
の繰り返し性を損うことになる。

それ故、第６図はシヤトル１５を次の噴射のた
めの燃料供給に対して一定位置へ戻す際の動作を
示している。

ここでポートタイミングは第３図に示すθrの区
間に対応する。

θrの区間では第２加圧室２３からの連通ポー
ト、２２，２６，２７，２８、第１加圧室１４の
ポート３６，３７が閉じ、戻し燃料供給ポートが
開状態を示している。この時、シヤトル戻し燃料
供給ポートを形成する補助供給通路２００と、ロ
ータ１に設けられている導入口２０１は、供給通
路１０を経て図示しないフイードポンプからの供
給圧を第１加圧室１４へ導入し、シヤトル１５の
右端面に作用してシヤトル１５を中間室１６の方
向へ移動させる。シヤトル１５は第７図にその詳
細を示すようにシヤトル１５の図中左端面で中間
室１６と回転排出口３０を閉じる位置まで移動し
ハイドロリツクロツク状態となり、一定位置とな
る。

ここで第６図に示す状態のとき、連通ポートで
ある回転供給口２２、圧縮連通路２６、連通路２
７、圧縮連通路２８及び回転連通路１７を閉とし
ていることでシヤトル１５が中間室１６の方向へ
移動しても第２加圧室２３への燃料の戻りはなく
第２加圧室２３への燃料供給は噴射時期制御電磁
弁９からの供給燃料のみとなり、前記したように
噴射時期は供給燃料によるローラ５の先端広がり
位置で決まるようになる。連通ポート２２，２
６，２７，２８，１７が開の状態ではシヤトル１
５の移動により第２加圧室２３に燃料が戻り、見
かけ上燃料供給が行なわれたことになるこの戻り
量は一定ではなくカムリング４とローラ５の接触
位置のバラツキを招くものである。また第１加圧
室１４の排出ポート（高圧排出口３６、高圧固定
排出口３７）を閉としているのは第１加圧室１４
へ導入された燃料がシヤトル１５に作用しないで
低圧部２０（第１図参照）へ排出されるのを防ぐ
ためである。

シヤトル１５は前述のように余剰燃料を排出し
た後、常に第７図に示す位置を安定位置として、
この位置から次の噴射のための燃料供給が噴射量
制御電磁弁（Ｑ弁）８から行なわれる。したがつ
て噴射量は噴射制御電磁弁（Ｑ弁）８からの供給
量すなわち第７図に示すｌ相当量となる。

以上説明したように余剰燃料排出後、連通ポー
ト２２，２６，２７，２８，１７および第１加圧
室１４の排出ポート３６，３７を閉じてシヤトル
１５の一端に燃料圧を導き第２加圧室２３への影
響なしでシヤトル１５を常に一定位置に安定させ
ることが可能となる。

次に、プランジヤ３の安定動作について説明す
る。

プランジヤ３は通常外側にローラシユー６、ロ
ーラ５をともなつて第３図のカムリフトに示す軌
跡を示す、しかし第４図から第５図に示すように
加圧室１４からの急激な圧力の下降が発生する
と、カムリフトには従がわずに第３図のカムリフ
トに示すＢ点以上に圧縮された状態を有する。こ
れはプランジヤの有する慣性のためであり、次の
噴射のための噴射時期制御電磁弁（Ｔ弁）９から
の燃料供給開始位置を一定の位置にする必要があ
る。これは前記したように噴射時期がローラ５の
先端広がり位置すなわちプランジヤ３の広がりで
決定されるため、この広がり位置を制御する噴射
時期制御電磁弁（Ｔ弁）９からの燃料供給開始時
にはプランジヤ３は常に一定位置になつている必
要があるからである。

これは前記したシヤトル１５の一定位置への戻
し期間θrの間にプランジヤ３を一定位置に安定さ
れるθpの区間を有している。このθp区間では第
６図に示すように連通ポート２２，２６，２７，
２８，１７が閉じたあと、供給通路１０からの燃
料をプランジヤ戻し燃料供給ポートを形成する補
助供給通路３００、導入口３０１で第２加圧室２
３に導きプランジヤ３を外側へ押し広げて一定位
置へ安定させる。この燃料供給によるプランジヤ
３の広がり位置は第３図カムリフトのＣ点に対応
している。従つて余剰燃料排出後（すなわちＢ点
通過後）プランジヤ３がどのような位置にあつて
もカムリフトのＣ点を安定な一定位置とすること
が可能であり、噴射時期制御電磁弁（Ｔ弁）９か
らの燃料供給はこのＣ点より行なわれるわけであ
り上記説明で明らかなようにプランジヤ３の広が
り位置は噴射時期制御電磁弁（Ｔ弁）９からの燃
料供給量で決定される。

また第３図に示すプランジヤ戻し燃料供給ポー
ト３００，３０１とカムリフトＣ点の関係は、第
２加圧室２３を安定な圧力状態にすることおよび
第２加圧室２３への余分な燃料供給をさけること
からカムリフトＣ点を形成している時期にプラン
ジヤ戻し燃料供給ポート３００，３０１を開いて
いる。

以上の動作によりプランジヤ３は余剰燃料排出
後一定位置に安定な状態となることが可能であ
る。なお、シヤトル１５、プランジヤ３とも燃料
供給圧を戻し力としているが信頼性、スペースの
確認が許すならばバネ等の戻し力も可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたことから明らかなように、本発明に
よる電子制御燃料噴射ポンプによれば、次のよう
な効果を奏する。

１ それぞれの加圧室に噴射のための燃料供給が
行なわれるときシヤトル、プランジヤは常に一
定位置となつており、噴射の繰り返し性向上と
高精度な噴射量、噴射時期制御が可能となる。

２ 燃料圧によるシヤトル及びプランジヤが一定
位置へ移動されるため、一定の戻し力が得られ
かつ機械的部分を必要としないことから信頼性
が半永久的となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子制御燃料噴射ポンプ
の一実施例で供給時の縦断面図、第２図は本発明
による電子制御燃料噴射ポンプの一実施例の圧縮
時の縦断面図、第３図は本発明の実施例における
ポートタイミング図、第４図、第５図、第７図は
それぞれシヤトル部分の動作図、第６図はシヤト
ル及びプランジヤ部における動作を説明するため
の図である。 １……ロータ、２……ロータヘツド、３……プ
ランジヤ、４……カムリング、５……ローラ、８
……噴射量制御電磁弁（Ｑ弁）、９……噴射時期
制御電磁弁（Ｔ弁）、１４……第１加圧室、１５
……シヤトル、１６……中間室、２３……第２加
圧室、３０……回転排出口、３６……高圧排出
口、３４……中穴、３５……円周溝、１００……
供給通路、２００……補助供給通路、２０１……
導入口、３００……補助供給通路、３０１……導
入口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シヤトルにより２分されて構成された２室の
   うちの一方でなり計量された噴射量制御燃料が供
   給される第１加圧室１４と、前記２室のうちの他
   方からなる中間室１６に所定時につながり、かつ
   あらかじめ計量された噴射時期制御燃料が供給さ
   れる第２加圧室２３と、内燃機関の駆動に伴つて
   回転し燃料の分配を行う回転分配部材１の半径方
   向に配した一対のプランジヤ３と、このプランジ
   ヤ３の外周に配置されたカムリング４とを有し、
   前記一対のプランジヤ３の前記所定時における内
   側方向への移動により第２加圧室２３から中間室
   １６を高圧にしシヤトル１５を推進して第１加圧
   室１４の燃料を所定量だけ噴射し、その燃料の噴
   射後に第１加圧室１４に燃料を導入してシヤトル
   １５を所定位置に押し戻す電子制御燃料噴射ポン
   プにおいて、所定量の燃料噴射後に第２加圧室２
   ３と中間室１６とのつながりを遮断するよう回転
   分配部材１を構成すると共に、所定量の燃料噴射
   終了後におけるシヤトル１５の位置によつて形成
   され、シヤトル１５内に設けた導通孔３４，３５
   を通じて第１加圧室１４とポンプ内低圧部２０を
   通流させる排出孔３６，３７及び中間室１６とポ
   ンプ内低圧部２０を通流させる別の排出孔３０，
   ３１を設け、さらに燃料噴射終了後における回転
   分配部材１の位置によつて形成され、第１加圧室
   １４に燃料を導くシヤトル戻し燃料供給ポート２
   ００，２０１及び第２加圧室２３に燃料を導くプ
   ランジヤ戻し燃料供給ポート３００，３０１を設
   けたことを特徴とする電子制御燃料噴射ポンプ。