JPH039308B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関における燃料噴射時期検知
装置または吸・排気弁開閉時期検知装置などの電
子油圧による燃焼制御システムに関する。 周知のように、内燃機関、殊にデイーゼル機関
の燃料噴射装置の機能は、燃焼室内の高圧、高温
になつた空気内に燃料を高圧、噴霧状態で噴射す
ることであり、一方、機関の発生するトルクは、
燃焼する燃料量によつて決まるので、その燃焼室
内に噴射する燃料量を、正確に制御する機能が必
要である。さらに噴射の時間的条件として噴射時
期、噴射期間、噴射率および噴霧の状態などは、
燃焼室形状と結合し、混合気の形成、燃焼パター
ンを決定するため、機関性能、排気状態、排気煙
濃度に大きく影響する。そのため、各種の外部条
件に適合した細かい噴射量制御を行うため、電子
技術を利用した燃料システムが開発されている。 倒えば、燃料噴射時期検知装置でいえば、ノズ
ルバルブの揚程長さに応じて変化する磁界の強さ
をリフト検知に使用したもの（特開昭57−52672
号公報、特開昭57−93679号公報、実開昭56−
109660号公報、実公昭56−127362号及び実公昭57
−132068号公報）、ノズルバルブの揚程長さによ
つて、機械的に接触する接点を設けてリフト検知
に使用したもの（実開昭56−109657号公報、実開
昭57−76283号公報）、ノズルバルブの揚程長さに
応じて変化する遮光量をリフト検知に使用したも
の（実開昭56−109661号公報）、ノズルバルブと
連動する摺動ブラシによりノズル揚程長さに応じ
て変化する抵抗値をリフト検知に使用したもの
（実開昭56−109658号公報）、ノズルバルブの揚程
長さに応じた静電容量変化をリフト検知に使用し
たもの（実開昭56−109662号公報）、ノズルバル
ブの揚程長さに応じて変化する歪量を歪ゲージで
検知したもの（特開昭56−118553号公報、実開昭
56−109659号公報）及びノズルバルブの揚程長さ
に応じて変化する荷重を圧電素子で検知したもの
（特開昭56−113044号公報）などが提案されてい
る。 しかしながら、これらの燃料噴射時期検知装置
は、いずれも増圧器ならびにソレノイドバルブな
どがノズルスプリング室に近接して設けられてお
り、そのため、ノズルスプリング室部の構造が
複雑となり、小形化ならびにコンパクト化が困難
でコスト高となる、配線が複雑で分解、仕組が
繁雑となつて、保守のサービス性が不良となり、
油密保持に難点、燃焼室に近接し、温度変化
ならびに温度上昇大となり、検知装置の温度変化
による性能変化が大となる、更には、受光素子を
使用したものでは、汚染による受光素子の感度変
化とサービス性が不良となる、といつた問題点を
包含している。殊い、ソレノイドバルブの揚程を
検知して燃料噴射時期検知装置とする場合、ソレ
ノイドコイル部の温度によりコイル抵抗が変化
し、検知性能が変化する。すなわち、温度が大と
なれば、検知が遅れるという致命的な欠点を有し
ている。 そこで本発明は、これら従来の問題点に鑑みて
創作されたもので、殊に、燃料噴射時期検知装置
または吸・排気弁開閉時期検知装置における制御
を電子技術と油圧制御技術の組合わせによつて、
これらの問題点を解消しようとするものである。 本発明の構成を添付図面に示す実施例により詳
細に説明する。 第１図は第１の実施例の燃焼制御システムの系
統図で、１は燃料タンク、２は燃料フイルタ、３
は燃料油用供給ポンプ、４は燃料油用圧力調整
弁、５は燃料噴射弁Ａにおける時期センサ、６は
同Ａのサーボピストン、７は同Ａのプランジヤ、
８はノズル、８′はノズルスプリング、９はフラ
イホイル、１０は回転位相角センサ、１１は燃料
噴射弁Ａのソレノイドコイル、１２は同Ａの油圧
弁すなわちスプール弁、１３は該スプール弁１２
の流入口、１４は同流出口、１６はサーボピスト
ン室、１７は流出入口、１８はプランジヤ室、１
９はノズル油溜室、２０はアクテブコア、２１は
サプライバルブ、２２は燃料噴射弁Ａの上部に設
けた前記時期センサ５におけるソレノイドスプリ
ング、２３は同Ａの下部に設けたソレノイドスプ
リング、２４はアジヤストボルトを示し、また、
吸・排気弁Ｂにおいて、３６はピストン、３７は
同Ｂにおける時期センサ、３８はソレノイドコイ
ル、３９は油圧弁すなわちスプール弁、４０はス
プール弁３９の流入口、４１はスプール弁３９の
流出口、４２はピストン室、４３はピストン室４
２の流出入口、４４はプランジヤ室、４５はアク
テイブコア、４６は前記時期センサ３７における
ソレノイドスプリング、４７は吸・排気弁Ｂの下
部に設けたソレノイドスプリング、４８はアジヤ
ストボルト、４９は吸・排気弁、５０は吸・排気
スプリング、５１は吸・排気ポート、５２はバル
ブシート、５３はシリンダヘツドを示す。 Ｃは、電子制御システムであつて、５４はマイ
クロコンピユータを示し、図示のものは４サイク
ル６気筒用デイーゼル機関のものを示し、５５は
吸気弁への信号線のグループ、５６は排気弁への
信号線のグループ、５７は燃料噴射弁Ａへの信号
線のグループ、５８は排気弁時期センサ３７₁へ
の信号線のグループ、５９は吸気弁時期センサ３
７₂への信号線のグループ、６０は燃料噴射弁Ａ
における時期センサ５への信号線のグループを示
す。 Ｆは、前記従来技術でも示されているように普
通に知られている圧電磁器（または歪ゲートを用
いてもよい）で特に図示していないが、周知のよ
うに、力を加えると電圧が、逆に電圧を加えると
力が発生する性質を利用したもので、ABO₃ペロ
ブスカイト型構造から成る微結晶の集合体で、本
実施例の場合、この圧電素子の所にアクテブコア
２０または４５の揚程制限部６３として衝撃力を
加えて圧縮した場合、正の電圧が発生する。この
検知信号により燃焼噴射弁Ａまたは吸・排気弁Ｂ
の開弁または閉弁の時期検知に代用する。 すなわち、燃料噴射弁Ａのソレノイドコイル１
１を長時間作動させると、ソレノイドコイル１１
の温度が上り、コイルの抵抗値が増し、ソレノイ
ドの作用力が弱まり、通電から揚程制限部６３に
衝突するまでの時間は長くなる（すなわち開弁時
期が遅くなる）が、ソレノイドのアクテブコア２
０（すなわちスプール弁１２）が動き始めて揚程
制限部６３に衝突する迄の時間は殆んど変化しな
いことを本発明者は発見し、しかもスプール弁２
０からノズル８迄の油圧伝播時間の変化も小さく
て無視できることから（この点も本発明者らが解
明している。機械学会論文昭和46年８月）、つま
り、回転位相角センサ１０とアクテイブコア２０
の衝突時期とによりソレノイドコイル１１の通電
時期を制御し、燃料噴射時期を制御することがで
きる。 なお、Ｄは燃料油供給システム、Ｅは機関本
体、６１はアキユームレータ、６２は油管を示
す。 第１図の図示は、機関の圧縮・膨張行程を示す
が、第２図の図示は、同図の機関の吸・排気行程
を示し、イは燃料噴射弁Ａにおけるソレノイド１
１への電流遮断時、すなわち、燃料充填行程を示
し、ロは吸・排気弁Ｂにおけるソレノイド３８へ
の通電時、すなわち、吸・排気行程を示してい
る。 さて、以上のような構成になつた第１の実施例
では、次のような作動を行う。 マイクロコンピユータ５４は機関本体Ｅのフ
ライホイル９に近接設置した回転位相角センサ
１０からの信号を演算し、燃料噴射弁Ａにおけ
るソレイノイドコイル１１及び吸・排気弁Ｂに
おけるソレノイドコイル３８の通電時期とその
電流遮断時期とを制御する。 機関の圧縮・膨張行程については、第１図に
示すように、燃料噴射Ａでは、機関本体Ｅのピ
ストンが上死点近傍でソレノイドコイル１１に
通電するので、アクテイブコア２０が図の上方
に吸引され、スプール弁１２がソレノイドスプ
リング２３の作用で押上げられ、燃料油が流入
口１３を経由してサーボピストン室１６内に流
入し、プランジヤ室１８内の燃料油はサーボピ
ストン６とプランジヤ７の横断面積比に増圧さ
れて、ノズル油溜室１９に送られ、ノズル８か
ら噴射される。なお、アジヤストボルト２４に
よりアクテイブコア２０とスプール弁１２の作
動行程を予め調節しておく。 また、同行程で、吸・排気弁Ｂでは、圧縮行
程の始めで、吸気弁のソレノイドコイル３８₁
への電流が遮断される。この時点では、排気弁
のソレノイドコイル３８₂への電流も遮断され
ている。したがつて、ソレノイドコイル３８へ
の通電が遮断されると、アクテイブコア４５は
ソレノイドスプリング４６の作用により押下げ
られ、燃料油の流入口４０とピストン室４２と
の油路が閉ざされ、ピストン室４２の燃料油は
流出口４１から燃料油タンク１へ流出する。ピ
ストン室４２の圧力が下り、吸・排気弁４９は
スプリング５０により押上げられシリンダヘツ
ド５３のバルブシート５２を閉じる。 次に、機関の吸・排気行程については、第２
図に示すように、燃焼噴射弁Ａでは、ソレノイ
ドコイル１１への通電が遮断すると、アクテブ
コア２０とスプール弁１２とは、ソレノイドス
プリング２２の押下力がソレノイドスプリング
２３の押上力より大いきので、下方に押下げら
れる。そのためサーボピストン室１６は燃料油
の流入口１３との油路が閉ざされ、燃料タンク
１に通じる流出口１４への油路が開き、サーボ
ピストン室１６ならびに連動しているプランジ
ヤ室１８の圧力が下がる。そして、燃料噴射弁
Ａに供給された燃料油はサプライバルブ２１を
下方に押し開きプランジヤ室１８に流入する。 なお、プランジヤ室１８の燃料充填量はソレ
ノイドコイル１１の通電遮断時間の長さにより
決まる。 また、同行程で、吸・排気弁Ｂでは、膨張行
程の終り近くで排気弁のソレノイドコイル３８
_２へ通電し、排気行程の終り近くで、吸気弁ソ
レノイドコイル３８₁へ通電すると、アクテイ
ブコア４５が上方に吸引され、スプール弁３９
がソレノイドスプリング４７より上方に押上れ
られ、燃料油が流入口４０、該出口４３を経由
してピストン室４２に流入し、スプリング５０
の荷重に打勝つて吸・排気弁４１を押下げバル
ブシート５２を開く。 ここで、噴射量と回転速度との制御方法につ
いて述べれば、噴射量変更は燃料噴射弁Ａのソ
レノイドコイル１１の通電遮断時間の長さを変
えて行い、それにより、プランジヤ７の充填行
程長さが変化する。また、回転速度は、燃料噴
射弁Ａのソレノイドコイル１１への通電サイク
ルの時間間隔（または遮断サイクルの時間間
隔）を変更することにより行う。すなわち、時
間間隔が小の場合、回転速度は上昇する。 燃料噴射時期制御は、ピストンの位置を示す
回転位相角センサ１０を基準にして、基準シリ
ンダー例えば図中No.１または基準シリンダーNo.
１を含む複数シリンダーの燃料噴射弁Ａの噴射
時期センサ５の信号と、ソレノイド温度などと
の信号とをマイクロコンピユータ５４に入力
し、ソレノイドコイル１１への通電時期を制御
することにより行う。 次に、第３図に示すものは、本発明の第２の実
施例で、第１の実施例と同一部分は同一符号で示
しその説明を省略するが、第１の実施例では燃料
油供給システムＤの中に作動油供給システムを混
在させていた。しかしながら、第２の実施例で
は、同システムＦを分離している。すなわち、第
３図中２７は作動油タンク、２８は作動油フイル
タ、２９は供給ポンプ、３０は圧力調整弁で、機
関本体Ｅからの伝動装置６４によつて、燃料油用
の供給ポンプ３とともに、作動油用の供給ポンプ
２９を駆動する。 更に、第４図に示すものは、本発明の第３の実
施例で、第２の実施例に更に燃料油制御システム
Ｈを附加したものである。すなわち、燃料油制御
システムＨのソレノイドコイル３１に通電する
と、ソレノイドバルブ３４はソレノイドスプリン
グ３２に抗して上方に吸引され、燃料油制御シス
テムＨから供給される燃料油は流入口３３、流出
口３５を経由して燃料噴射弁Ａのサプライバルブ
２１を下方に押し開きプランジヤ室１８に流入す
るようにしている。したがつて、プランジヤ室１
８の燃料充填量は、燃料制御システムＨの通電時
間により決まる。 以上要するに本発明は、内燃機関のシリンダヘ
ツドに装着され油圧とスプリングによつて開閉す
る開閉弁において、該油圧の供給を制御する油圧
弁を設け、該油圧弁とソレノイド内に装着された
アクテイブコアとを連結し、これら油圧弁または
アクテイブコアの揚程制限部で衝突する際の衝撃
力を検知することによる内燃機関の燃焼用開閉弁
の制御装置であるから次の諸効果を奏する。 ○…

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関のシリンダヘツドに装着され、油圧
   とスプリングによつて開閉する開閉弁において、
   該油圧の供給を制御する油圧弁を設け、該油圧弁
   とソレノイド内に装着されたアクテイブコアとを
   連結し、これら油圧弁またはアクテイブコアの揚
   程制限部で衝突する際の衝撃力を検知することに
   より開閉弁を制御する内燃機関の燃焼用開閉弁の
   制御装置。