JPH04203349A - 電子制御式分配型燃料噴射ポンプにおけるコントロールスリーブ位置検出装置 - 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〕 本発明は電子制御式分配型燃料噴射ポンプにおけるコン
トロールスリーブ位置検出装置に関する。

〔従来の技術及びその技術的課題〕

ディーゼルエンジンの電子制御式分配型燃料噴射ポンプ
における噴射量制御手段としてエレクトリックガバナが
知られている。このエレクトリックガバナは、特開昭６
０〜１５３４４７７号公報等で示されるように、ポンプ
」二部のガバナ室に配置され、外部のコントロールユニ
ットからコイルへの通電による電磁力でロータとこれに
接続されているコントロールシャフトを回転させるもの
で。

コントロールシャフトは先端に偏心ボールを有し、その
偏心ボールがコントロールスリーブの穴に組付けられて
いるため、コントロールスリーブが直線運動し、それに
よりプランジャのカットオフポートの覗く時期が変わり
、圧送有効ストロークが調整されるのである。

この日−タリーソレノイド形式のエレクトリックガバナ
においては、通電により設定したコントロールスリーブ
位置（ロータ回転角度）が実際に正しい位置にあるかを
検出し、目標角度と実位置との整合性を得ることが不可
欠である。

このコントロールスリーブ位置検出手段として、先行技
術においては、ガバナ上部にコントロールシャフトの回
転角度をインダクタンスの変化として検出する位置セン
サが用いられていた。すなわち、この位置センサは、コ
ントロールシャフトの先端部に半径方向に延びるショー
トリングを固定する一方、コイル上の水平プレートにＵ
字型コアを配置し、このＵ字型コアに検出コイルを設け
たものである。

この先行技術の位置検出センサは、非接触式であるため
、センサ部の摩耗などの不具合がないが、インダクタン
ス方式であるため、機端が大型であり、しかもコントロ
ールユニットに発振回路や整流回路を組込むことが必要
となり、それによりコストが高くなったり、コントロー
ルユニットが大型になるという問題があった。

コントロールスリーブの位置検出センサとしては、他に
ポテンショメータを角度センサとして使用したものも知
られているが、接触型のため摩耗が起こり、また、冷却
のため導入されている燃料に不純物の混入があったよう
な場合にセンサ部にトラブルが生じ、噴射量の調整に悪
影響が及ぼされる欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記のような問題点を解消するために創案され
たもので、その目的とするところは、エレクトリックガ
バナのコントロールスリーブの位置を、それ自体小型な
構造でしかもコントロールユニット側に発振回路や整流
回路を設けずに検出することができる非接触型の検出装
置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の第１発明は、機関の回
転に関連して回転及び往復動するプランジャによりポン
プ室からプランジャ端部の加圧室に導入した燃料を加圧
して各気筒に分配圧送し、前記プランジャに外嵌するコ
ントロールスリーブをエレクトリックガバナで電気・機
械的に移動して燃料噴射量を制御する形式の燃料噴射ポ
ンプにおいて、偏心ボールによりコントロールスリーブ
に嵌合するコントロールシャフトの軸線上後方に、磁気
抵抗素子と該磁気抵抗素子と対峙するマグネットを先端
に持った回転シャフトを有する磁気抵抗素子センサを設
け、前記コントロールシャフトの後端とシャフトとシャ
フトを連結したものである。

また、本発明の第２発明は、プランジャとバレルを組み
込んだディストリビュータヘッドに磁気抵抗素子とこれ
と対峙するマグネットを先端に有するシャフトを備えた
磁気抵抗センサを設け、コントロールスリーブにはこれ
の軸心と平行な固定ジョイントロッドを設け、前記固定
ジヨイントロッドにリードの大きな雌ねじを形成する一
方、ディストリビュータヘッドから延びる前記シャツ１
〜には前記雌ねじと噛み合うリードの大きい雄ねじを設
けたものである。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図は本発明の第１発明を適用した電子制御式分配型
燃料噴射ポンプを示し、第２図と第３図−６＝ は本発明装置の要部を示している。

ａはポンプハウジングで、内部にポンプ室すを有し、ポ
ンプハウジングａの後部を貫きエンジンの出力軸と連結
した駆動軸が挿入され、この駆動軸の端部にカムディス
クＣを介してプランジャ１が一体回転自在に連結され、
カムディスクＣは下面に気筒数に応じたカム面を有し、
そのカム面が駆動軸と同心状に配置されたローラホルダ
ｄのローラにバネｅを介して弾接しており、これにより
プランジャ１は燃料分配のための回転を行うと共に、往
復運動して燃料を吸入圧送する。

前記プランジャ１はポンプハウジングａの側部開口ｉこ
嵌着されたディストリビュータヘッドｆに内挿したバレ
ル２に摺動自在に内挿され、ディストリビュータヘッド
ｆの端面側からねじ込んだプラグｇとの間に加圧室りを
画成しており、この加圧室りにディストリビュータヘッ
ドｆに形成した通路ｉと、バレル２に形成したインテー
クボート２００及びプランジャ１に形成したインテーク
スリット１００を介してポンプ室す内の燃料が供給され
るようになっている。

プランジャ１は軸線方向に前記加圧室りに通じる縦穴１
０１が穿設されており、縦穴１０１は中間でプランジャ
周面のディストリビュータスリット１０２に連通し、さ
らに縦穴１０１先端は十字状のカッ１−オーポート１０
３となっている。前記ディストリビュータスリット１０
２はバレル２とディストリビュータヘッドｆに形成され
た通路１０４．１０５を介して複数のデリバリバルブｊ
に順次連通されるようになっている。

前記カシトオフボート１０３は、前記プランジャ１に外
嵌しているコントロールスリーブ３により開閉されるよ
うになっており、そのコントロールスリーブ３は、エレ
クトリックガバナ４によりプランジャ１の軸線方向に移
動されるようになっている。

前記エレクトリックガバナ４は、ポンプ室すと隔壁付き
カバーｍにより隔てられているガバナ室に内に取付けら
れている。エレクトリックガバナ４は、保持部材４ａに
配設されたロータコイル４すと、ロータコイルへの通電
により磁極が発生するヨーク（コア）４ｃと、ヨーク内
に位置され該ヨークの磁極により回転されるロータ４ｄ
とを有するほか、保持部材４ａに設けられた軸受部４０
０に回転自在に貫挿され上部をもってロータ４ｄと接続
されることでこれと一体回転されるコントロールシャフ
ト４ｅを有し、該コントロールシャフト４ｅは先端にシ
ャフト軸と偏心したボール４０を有し、その偏心ボール
４０がコントロールスリーブ３の穴に組付けられている
。

前記ロータ４ｄには２本のリターンスプリング４ｆが回
転方向に対し反対側に引っ張るように取付けられ、スト
ッパレバー４ｇにより位置決めされるようになっている
。

以上のような構成は従来のエレクトリックガバナと同様
であるが、本発明は、コントロールスリーブ位置を検出
する装置として、エレクトリックガバナ上部にコントロ
ールシャフト４ｅと同心状に磁気抵抗素子センサ５を設
け、該磁気抵抗素子センサ５のシャフト８をコントロー
ルシャフト４ｅに連結してコントロールシャフト回転角
を検出するようにしている。

詳述すると、磁気抵抗素子センサ５は、フランジ５０を
有する基体５ａの上に、リング状または複数の脚を持つ
マウント部材５ｂを対向状に固定し、そのマウント部材
５ｂを外囲するように基体５ａにキャップ５ｃを固定し
ている。そして、前記基体５ａの中央部には貫通穴が設
けられると共に、その貫通穴にボールベアリング等から
なる軸受７ａ、７ｂが取付けら、それら軸受７ａ、７ｂ
によりシャフト８が回転自在に支持されている。

これに対しマウント部材５ｂには、前記シャフト８と同
一軸心に第３図に示すような２つの磁気抵抗素子９ａ、
９ｂが取付けられている。それら磁気抵抗素子９ａ、９
ｂは一端に入力用を含む端子９０．９１を有し、他端側
に出力端子９２が接続されており、それら３つの端子９
０，９］、、９２はそれぞれセンサリード線９０ａ、９
０ｂ、９０Ｃによりキャップ５ｃ外に導かれている。前
記シャフト８には軸受７ａの内レースと接する鍔８〇を
有するヘッド８１が設けられており、このヘッド８１に
前記磁気抵抗素子９ａ、９ｂと所定のギャップをおいて
対峙するようにマグネット１０が取付けられている。

一方、前記ヨーク４ｃの上方にはステーボルト等により
水平プレート６が固定されており、この水平プレート６
に、シャフト８がコントロールシャフト４ｅと同一軸線
上に位置するように前記磁気抵抗素子センサ５が配置さ
れ、フランジ５０を貫くリベット５００．５００により
水平プレート６に固定されている。

前記シャフト８の下端部は水平プレート６に形成した六
６０に延びており、その下端部は外周の２面が平行な面
取り突起８２を有している。これに対し、コントロール
シャフト４ｅはロータ４ｄから突出する上端部に同じく
外周の２面が平行な面取り突起４２が形成されており、
それら面取り突起８２．４２がそれらと合致する形状の
穴を有するジヨイント部材１１により連結されている。

面取り突起８２，４．２は同一形状であることが好まし
い。

水平プレート６には磁気抵抗素子センサ５に近く絶縁プ
レート１２を介して３つのセンサ用１！極１３が設けら
れ、それぞれのセンサ用電極１３に前記センサリード線
９０ａ、９０ｂ、９０Ｃが接続部を介して接続されてお
り、各センサ用電極１３は図示しないワイヤハーネスに
よりコン１〜ロールユニツトのフィードバック回路に接
続されている。また、絶縁プレート１２にはセンサ用電
極１３と別にロータコイル用の電極１３が設けられ、コ
ントロールユニットの駆動回路と電気的に接続されるよ
うになっている。

第４図は第２発明を示している。この発明は磁気抵抗素
子センサを使用し非接触方式でコントロールスリーブの
位置を検出する点では第１発明と同じであるが、エレク
トリックガバナ４のコントロールシャフト４ｅの回転角
を直接センシングするのでなく、コントロールスリーブ
３の軸方向変位を磁気抵抗素子センサのシャフトの回転
変化に変換してセンシングすることが特徴である。

そのため、まずディストリビュータヘッドｆの下側領域
でしかもデリバリノズル間およびスプリング間の領域に
、中間に雌ねじ１５０を有しその先の軸穴１５１がポン
プ室すに通しる穴１５を形成し、ここに磁気抵抗素子セ
ンサ５を取付けている。磁気抵抗素子センサ５は、基体
５ａにマウント部材５ｂとこれを外囲するキャップ５ｃ
を固着し、マウント部材５ｂに第１発明と同じように２
つの磁気抵抗素子９ａ、９ｂを固定しており、基体５ａ
は外周に雄ねじを有し、この雄ねじが雌ねじ１５０に螺
合されることでディストリビュータヘッドｆに固定され
る。キャンプ５ｃには螺合操作部５１が設けられている
。

基体５ａは中央の貫通穴に軸受７ａ、７ｂを取付け、シ
ャフト８を回転自在に支承している。シャフト８は軸受
の内レースと接するＨ８０，８５を有し、したがって定
位置での回転のみが許される。マウント部材側の鍔８０
にはヘッド８１を有し、ヘッド８１に前記磁気抵抗素子
９ａ、９ｂと所定のギャップをもって対峙するマグネッ
ト１０を取付けている。

前記シャフト８は反ヘッド側か軸穴１５１を貫いてポン
プ室す内に延びており、先端から所要範囲の外周にリー
ドの大きい雄ねじ８３が設けられている。実施例では鍔
８５より左方部分８ａが別部材となっており、左方部分
８ａの端面から軸線方向に形成した穴に鍔８５から突出
する細軸８４が圧入又は逆ねじ方式でねじ込まれること
で一体化されている。

一方、コントロールスリーブ３には、下部に圧入等によ
り固定ジヨイントロッド１６が設けられている。この固
定ジヨイント部材ド１６は側面り状に屈曲し、先端側ロ
ンド部１６０はコントロールスリーブ３の軸心と平行を
なし、その先端側ロンド部１６０に前記シャフト８と同
軸にリードの大きな雌ねじ１６１が形成され、その雌ね
じ１６１にシャフト８の雄ねじ８３が噛み合っている。

この第２発明の場合、エレクトリックガバナ４側は水平
プレート６の上にロータコイル４ｃに対する電極が設け
られるだけでよく、コントロール−１４＝ シャフト４ｅの上端は水平プレート６の」二に達してい
ても達していなくてもよい。

その他第１図において、ｍはタイマ、ｎはタイミングコ
ン１−ロールバルブ、Ｐは燃温センサ、１７はガバナ室
にとポンプ室す間の金網フィルタである。本発明はタイ
マｍを用いずコントロールスリーブ３だけで噴射時期を
も制御する形式にも適用できる。

〔実施例の作用〕

プランジャ１による圧送行程開始時にはコントロールス
リーブ３はカットオフ孔１０３を開放しており、その後
プランジャ１がリフトしてカットオフ孔１０３が閉じら
れると燃料の加圧が開始される。

そしてディストリビュータスリット１０２が分配通路１
０４とに通じて燃料の噴射が開始され、さらにプランジ
ャ１が進むとカットオフ孔１０３がコントロールスリー
ブ３から覗いて噴射が停止される。

この噴射開始から停止までがプランジャの有効ストロー
クＳであり、この有効ストロークＳを変化させることに
より噴射量が制御される。

このときのコントロールスリーブ３の位置がコントロー
ルユニットにより演算された必要な噴射量に合わせてエ
レクトリックガバナ４により調整される。すなわち、始
動時と走行時における噴射量が車両の走行状態、エンジ
ン負荷、回転数等と燃温補正によりコントロールユニッ
トで演算されると、それに即した電流が駆動回路からエ
レン１−リックガバナ４の電極１４に入力され、ロータ
コイル４ｂに通電される。

ロータコイル４ｂの通電によりヨーク４ｃに磁極が発生
し、ロータ４ｄおよびこれに接続されているコントロー
ルシャフト４ｅを回転させる。コントロールシャフト４
ｅは先端の偏心ボール４０がコントロールスリーブ３に
はまっているため、コントロールスリーブ３はロータの
回転角に対応して直線運動される。

第１発明においては、前記コントロールシャフト４ｅの
回転がジヨイント１１を介してシャフト８に伝達され、
シャフト８およびシャフト８の先端に装着されているマ
グネット１０がコントロー−１５＝ ルシャフト４ｅと同し角度回転する。このマグネッ１〜
１０は、ギャップをおいて２個一組の磁気抵抗素子９ａ
、９ｂと対峙している。このため、マグネット１０の回
転による磁場の強さの変化で電気抵抗値が変化し、シャ
フト８の回転（コントロールスリーブ位置）に比例する
出力電圧がセンサー電極１３に取り出され、それがコン
トロールユニットにフィー　ドパツクされ、コントロー
ルユニット内では目標の角度とが比較され、目標角度に
なるようにロータコイルへの電流が補正される。

第２発明においては、コントロールスリーブ３が軸線方
向に変位すると、固定ジョイントロッド１６も一体移動
し、これに形成されているリードの大きい雌ねじ１６１
もスライドする。このリードの大きい雌ねじ１６１はシ
ャフト８のリードの大きな雄ねじ８３が噛み合っており
、そのシャフト８は軸受７ａ、７ｂにより回転のみ許さ
れるように支持されている。

したがって、前記雌ねじ１６１のスライドによりシャフ
ト８とこれの先端のマグ沫ット１０がス＝１６− ムースに回転し、前記第１発明と同じようにコントロー
ルスリーブ位置がセンシングされる。シャフト８は同じ
位置で回転するだけで軸方向に移動しないため小型であ
り、ディス１−リビュータヘットｆ内に納められ、不必
要な突起物が生じない。

また、うの第２発明はエレクトリックガバナ４の上部構
造が簡略化されるため、ガバナ室の容積をｉＪｓさくす
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の第１、第２発明によるときには、
コントロールスリーブ位置を非接触で確実に検出するこ
とができ、その検出方式が磁気抵抗素子とマグネットの
回転による磁気抵抗の変化であるため、検出機構が小型
であり、インダクタンス方式の場合に必要であった発振
回路や整流回路を省略できるため、コントロールユニッ
トのコスＩ・ダウントと大幅な小型化を図ることができ
るというすぐれた効果が得られる。

また、第１発明によればコン１−ロールシャツ１〜の回
転をジヨイントを介して磁気抵抗素子センサの片側を構
成するマグネットの回転に伝達するためコントロールス
リーブの実位置を精度よく検出することができる。第２
発明によれば、コントロールスリーブの軸線方向の変位
を磁気抵抗素子センサの片側を構成するマグネットの回
転に変換してセンシングするため、センサ一部が小型で
ポンプから突出せず、またエレクトリックガバナの上部
スペースを小さくすることができるというすぐれた効果
が得られる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１発明を適用した電子制御式分配型
燃料噴射ポンプの部分切欠斜視図、第２図は第１発明の
要部を示す断面図、第３図は磁気抵抗素子とマグネット
との接続原理を示す説明図、第４図は本発明の第２発明
を示す断面図である。 ｂ・・・ポンプ室、ｆ・・・ディストリビュータヘッド
、ｈ・・・加圧室、１・・・プランジャ、３・・・コン
トロールスリーブ、４・・・エレクトリックガバナ、４
ｅ・・・コントロールシャフト、５・・・磁気抵抗素子
センサ、８・・・シャフト、９ａ、９ｂ・・磁気抵抗素
子、１゜・・・マグネット５１１・・・ジヨイント、１
６・・・固定ジョイントロッド、４０・・・偏心ボール
、８３・・・リードの大きい雄ねじ、１６１・・・リー
ドの大きい雌ねじ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関の回転に関連して回転及び往復動するプラン
   ジャによりポンプ室からプランジャ端部の加圧室に導入
   した燃料を加圧して各気筒に分配圧送し、前記プランジ
   ャに外嵌するコントロールスリーブをエレクトリックガ
   バナで電気・機械的に移動して燃料噴射量を制御する形
   式の燃料噴射ポンプにおいて、偏心ボールによりコント
   ロールスリーブに嵌合するコントロールシャフトの軸線
   上後方に、磁気抵抗素子と該磁気抵抗素子と対峙するマ
   グネットを先端に持った回転シャフトを有する磁気抵抗
   素子センサを設け、前記コントロールシャフトの後端と
   シャフトとシャフトを連結したことを特徴とする電子制
   御式分配型燃料噴射ポンプにおけるコントロールスリー
   ブ位置検出装置。
2. （２）機関の回転に関連して回転及び往復動するプラン
   ジャによりポンプ室からプランジャ端部の加圧室に導入
   した燃料を加圧して各気筒に分配圧送し、前記プランジ
   ャに外嵌するコントロールスリーブをエレクトリックガ
   バナで電気・機械的に移動して燃料噴射量を制御する形
   式の燃料噴射ポンプにおいて、プランジャとバレルを組
   み込んだデイストリビュータヘッドに磁気抵抗素子とこ
   れと対峙するマグネットを先端に有するシャフトを備え
   た磁気抵抗センサを設け、コントロールスリーブにはこ
   れの軸心と平行な固定ジョイントロッドを設け、前記固
   定ジョイントロッドにリードの大きな雌ねじを形成する
   一方、デイストリビュータヘッドから延びる前記シャフ
   トには前記雌ねじと噛み合うリードの大きい雄ねじを設
   けたことを特徴とする電子制御式分配型燃料噴射ポンプ
   におけるコントロールスリーブ位置検出装置。