JPH0436262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転式分配部材型の燃料噴射ポンプ
装置に関し、該装置はハウジングと、装着機関と
調時関係をもつて駆動される回転式分配部材と、
前記分配部材内に穿設された内孔と、該内孔中を
滑動するプランジヤと、分配部材の回転に伴つて
前記プランジヤに内向き運動を行わせる前方側部
並びに外向き運動を行わせる後方側部とを有する
カムリングと、前記分配部材中に穿設された送出
通路と、前記内孔に燃料を供給する低圧供給ポン
プと、プランジヤの外向き運動中に前記低圧供給
ポンと前記内孔との間において該内孔内への燃料
量を調節するための電気的に制御されるオンオフ
弁と、該オンオフ弁を制御する電子制御システム
とから構成されている。

このような装置は当業界においては公知であ
り、内孔に供給される燃料量、従つて装着機関に
送出される燃料量を制御するために種々の方法が
知られている。そのうち最も一般的な方法は絞り
弁、即ちスロツトルバルブを用いるものであり、
この方法は簡単ではあるが充填期間に供給される
燃料量は例えば充填期間の長さ、燃料圧力および
その粘度等の多くの因子に左右されるから精密な
方法ではない。一層精密な制御方法は調節可能な
停止具をもつシヤトル弁を使用することである。
この制御方法はシヤトル弁を作動させるのに必要
な油圧回路はシヤトル弁が取付けられたシリンダ
の末端からおよび末端への燃料流量を制御する必
要があるから不利である。しかし、内孔に供給さ
れる燃料量を示す信号を得ることは可能であり従
つてこの信号を基に電気的に制御することも可能
である。

内孔に供給される燃料量を制御する別の方法
は、プランジヤの外向き運動量を制御する停止具
を提供することである。ハウジング内に配置され
た調節可能な停止具は公知であるが、これらは一
般に動作させるのに複雑な機構を必要とし、かつ
同時にかなりの場所を占める。別の装置では、こ
れらの停止具は固定式であつて分配部材が軸方向
に調節可能であるから、分配部材の軸方向位置に
従つて内孔に供給され得る燃料量が制御される。
燃料量を表す信号は分配部材の軸方向位置を測定
することによつて得られる。この形式の装置は既
知の形式の装置に比してその軸方向長さが長い。

この発明の目的は装着機関に供給される燃料量
が精密に制御されかつ燃料量を示す信号が提供で
きる上記に規定した種類の簡単かつ便宜な形式の
回転分配部材型の燃料噴射ポンプ装置を提供する
ことにある。

この発明によれば、上記に規定した種類の装置
において、前記送出通路が、分配部材の回転中心
軸に沿つて穿設された縦方向通路を介して内孔と
連通し、かつプランジヤの内向き運動中に装着機
関の噴射ノズルに接続された複数の送出ポートと
整合するために分配部材の外周面に開口してお
り、前記電子制御システムが前記ハウジングに支
持されカムリングと分配部材との相対角度位置信
号を各々出力する第１および第２の変換器と、こ
れらの変換器の信号を受け前記カムリングに対す
る分配部材の相対的な角度位置信号を出力する第
１の回路と、前記オンオフ弁を電気的に作動する
駆動回路と、前記第１の回路からの角度位置信号
を受けて該駆動回路にオンオフ弁を開くための第
１の信号を出力するする第２の回路およびこの回
路に並列接続れ、前記弁を閉じるための第２の信
号を出力する第３の回路と、更に所要送出燃料量
を表す信号を該第３への回路へ出力する調節回路
群とを有し、前記第２の回路が、カムリングと分
配部材が所定の相対角度位置に達した時に前記駆
動回路に第１の信号を出力し、該オンオフ弁の開
放を制御すると共に、前記第３の回路が、前記第
１の回路および前記調節回路群の出力する２つの
信号を受けて前記駆動回路に前記第２の信号を出
力し、前記オンオフ弁の閉鎖時期を制御してい
る。

この発明による燃料噴射ポンプ装置の例を図面
を参照しつつ以下に述べる。

第１図および第２図において、この装置はハウ
ジング１０を含み、その中に回転式円筒形分配部
材１１がジヤーナル受けされている。分配部材は
図示されない手段によつて装着機関の駆動軸に結
合され、該駆動軸は使用時には装着機関と調時関
係をもつて駆動される。分配部材内には横方向に
延びる内孔１２が形成され、該内孔内に一対のプ
ランジヤ１３が取付けられる。分配部材内に縦方
向通路１４が回転中心軸に沿つて穿設されてお
り、該通路は半径方向に延びる送出通路１５の一
端と連通し、また該送出路の他端は分配部材の外
周面に開口して、さらにハウジング１０に穿設さ
れかつ使用時には装着機関の各噴射ノズルに接続
される複数の送出ポート１６と整合する。

縦方向通路１４はさらに複数の半径方向に延び
る流入通路１７と連通し、これらの通路は分配部
材が回転すると、ハウジングに形成された流入ポ
ート１８と連通する。ポート１８は燃料供給通路
１９と連通し、該通路は２０で示す低圧供給ポン
プの流出部に接続されかつ燃料源から燃料を引き
出す。ポンプ２０の吐出圧力は弁２１によつて制
御される。

ポート１８と通路１９との中間にオンオフ弁２
２が配設され、該弁は軸方向に可動の弁部材２３
を含み、該弁部材の周辺には通路１９と常時連通
する溝が形成される。弁部材２３はシリンダ内を
滑動可能でかつ流入ポート１８と連通するポート
２４がこのシリンダに開口する。

弁部材２３は低圧ポンプ２０の吐出圧力を受け
この圧力は弁部材を閉鎖位置に押動する。弁部材
２３の運動はハウジング１０と一体の中空円筒形
のコア部材２９ａの内啌部分を貫通する圧縮コイ
ルばね２５の作用によつて抵抗され、このばねの
一端は円柱状のばね受部分２６と当接配置されか
つその他端は前記コア部材を囲繞するコツプ状の
電機子２８の底部２７の内面と当接する。コア部
材２９ａの周りのらせん状極部材間に形成された
螺旋溝内にコイル２９が巻回されており、このコ
イルに電流が通されると、電機子２８は前記螺旋
溝に対応して突出するらせん状極部材を備えてい
るため、ばねの作用に抗して上方へ吸引され、電
機子２８の底部２７から垂下する弁部材２３を閉
鎖位置である上方に移動する。この第１図におい
て電機子は付勢されていない時の位置で示されて
いる。

プランジヤ１３の内向き運動を可能にするため
に、環状カムリング３０が設けられ、該カムリン
グはその内周表面上に第２図において３１で示す
カム山部分をもつ。実際の場合、プランジヤの外
側端はカムの内周表面と係合するローラを担持す
るシユーと係合する。

第２図から判るように、各カム山部分３１は前
方側部３２および後方側部３３を有している。後
方側部は多数の個別区域を含む。このような第１
区域は３４で示されかつカム山部分の頂部から３
５で示す平坦部に延びる。区域３４の目的は送出
部１６それぞれに配設された送出弁を閉鎖させ、
これによつて予め定められた燃料量を送出ポート
と噴射ノズルを接続するラインから引き出せる。
平坦部３５はプランジヤ１３をその運動に対して
保持する。次の区域は３６で示すものでこれは平
坦部３５から延びる。区域３６の形態はゆるやか
な傾斜を持つからプランジヤはカム山部分に追従
できる。第４区域は第３区域に続き３７で示す。
後方側部のこの部分の形態は急激でカムの基円に
続く。

送出通路１５はプランジヤが参照文字Ａで示す
カム山部分の制御の下にある間送出ポート１６と
整合する。これはカム山部分の前方側部の第１区
域３４および平坦部３５の一部を含むことが判
る。送出通路１５は送出ポート１６との整合から
外れかつ流入通路１７は流入ポート１８と整合す
るように移動しかつＢに示される期間中整合し続
ける。この期間は平坦部３５およびカムの基円の
一部分とともに区域３６および３７を含む。

図から判るように、プランジヤがカム山部分の
前方側部の作用によつて内向きに移動されると、
燃料は内孔から流出部１１６に排除される。プラ
ンジヤが内向きに移動される瞬間は内孔へ供給さ
れる燃料量、ひいてはプランジヤの離反距離に左
右れる。プランジヤがカム山部分の頂部上に乗る
と、プランジヤは外向きに運動を開始し前述のよ
うに燃料を引き出し、次いで平坦部３５によつて
運動しないように保持される。プランジヤは平坦
部３５の末端に達すると、区域３６との間におけ
る外向き運動量は弁２２とカムの外郭形状によつ
て制御される。流入通路１７は期間Ａの間は流入
ポート１８との整合から外れているから上記した
オンオフ弁２２はこの期間中開かれる。オンオフ
弁２２はＣで示す期間中の或る時点において閉じ
られる。期間Ｃは区域３６および３７を含む。正
常運転時には、この弁は区域３６の或る時点で閉
じられるが、例えば始動時のように装着機関に過
剰燃料を供給する必要があるときには、この弁は
期間のＣの終わりまでは閉じられない。

区域３６内のカム山部分の後方側部の形状は既
述のとおりプランジヤがカム山部分に追従し、従
つてカムリングと分配部材の相対角度位置を測定
することによつて弁は予め定めた相対角度位置に
おいて閉じられるから、内孔に導入された燃料量
を知ることができる。

オンオフ弁２２の巻線内の電流の制御は全体を
３８で示しかつ第３図においてブロツクで示され
る電子制御システムによつて実施される。

第３図において、電子制御システム３８はハウ
ジングに支持されカムリング３０と回転式分配部
材１１との相対角度位置に関する信号を各々出力
する第１の変換器３９および第２の変換器４０と
を備えており、これら各変換器から出力された信
号は第１の回路５６に入力される。この第１の回
路５６はこれらの変換器の信号をデジタル変換す
ると共に前記カムリングに対する分配部材の相対
的な角度位置信号を演算し、第２の回路６２に出
力している。また、この第２の回路は実際にはス
イツチング回路であり、前記オンオフ弁２を電気
的に作動する駆動回路６１にオンオフ弁を開くた
めの第１の信号を出力している。

これと同時に前記第２の回路６２に対して並列
に接続され、前記オンオフ弁を閉じるための第２
の信号を出力する同じくスイツチング回路である
第３の回路６３にも出力されている。更にこの電
子制御システム３８は、所要送出燃料量を表す信
号を演算し上記した第３の回路６３へ出力する調
節回路群を具備している。この調節回路群は分配
部材の変換器４０からの信号を受けて該分配部材
の回転数をデジタル変換する分配部材回転数変換
回路５７と、装着機関の出力軸の回転速度信号を
デジタル変換する機関回転速度変換器５５と、最
大燃料噴射量を表す信号を出力する最大燃料回路
６０と、機関の温度および吸入圧力などの機関運
転因子の信号が入力される運転因子入力部５９
と、これらからの信号を受て供給燃料量を抑制す
る方向で所要燃料量を演算する調整回路５８とか
ら構成される。従つて、第３の回路６３は前記し
た第１の回路からの相対角度位置を時間に変換し
た信号と、機関運転状態に適応した供給燃料量を
基準に変換した時間間隔信号を入力して適切なオ
ンオフ弁２２の開放時間を算出し、次いで第１の
回路から出力された時間信号を基にその閉鎖時期
を決定して第２の信号として駆動回路６１に該弁
の閉鎖を指令する。

次に、上記した電子制御システムの動作は第２
図との関連で説明する。前記第２の回路６２が、
分配部材のプランジヤ１３がカムリング３０の平
坦部３５の終期に位置する所定の相対角度位置に
達した時、前記駆動回路６１に第１の信号を出力
し、該オンオフ弁の開放を指令する。前記第３の
回路６３が、前記第１の回路５６が出力する前記
した所定の相対角度位置の信号および前記調節回
路群の調整回路５８が出力する所要燃料量の信号
を受けて前記駆動回路６１に前記第２の信号を出
力し、前記オンオフ弁の閉鎖時期を指令する。な
お、この閉鎖時期は第２図における期間Ｃの区域
３６および３７の或る位置に対応する、その位置
は装着機関の運転状況に対応し通常の運転状態で
は区域３６の終末部分で前記オンオフ弁２２は閉
鎖されるが、前述たように冷間始動時の如くかな
りの量の過剰燃料を必要とするような状況におい
ては期間Ｃを外れた期間Ａが始まるすぐ手前の時
点まで遅らされる。

電子制御システム或いはこれと組み合わされた
機械構成要素が故障した場合、オンオフ弁２２を
スロツトルおよび液圧ガバナとして作用させるこ
とが出来る。このための構成として、ばね受部分
２６は緊急目的に対し機関の運転者が作動される
Ｌ字型の枢動レバー４１を回動することに依つて
弁部材２３を圧縮コイルばね２５を介して上下に
移動する事が可能である。低圧供給ポンプ２０の
吐出圧力が増大すると弁部材２３は圧縮コイルば
ね２５の作用に抗して既知の形式の液圧ガバナと
同一の方法でポート２４の有効サイズを減ずる。
ネジ調節可能な停止具４２および４３が枢動レバ
ー４１の両側に夫々配設されており、このレバー
の枢動範囲を規制しており、これらの取付け位置
は装着機関の最大速度およびアイドル速度の制御
を規定しており、これらの位置は当然調節可能で
ある。

以上述べたように、本発明による燃料噴射ポン
プ装置は、装着機関に供給される燃料量が精密に
無段階に制御され、且つ従来例に見られる如きカ
ムリングの側面に角度移動可能に取付けられる複
雑な機構を有する停止リングの如き調整補助装置
を使用しないので、機械部分の構造が極めて簡単
であり、その上電子制御システムもかなり簡素で
あるため製造も極めて容易であると共に故障の心
配も極めて少ないと言つた様々な特長的効果を備
えている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による燃料噴射ポンプ装置の
一実施例の概略切断側面図、第２図は第１図に示
す装置のカム山部分の展開説明図、第３図は第１
図に示す装置の電子制御システムのブロツク回路
図である。 図中の符号、１０…ハウジング、１１…分配部
材、１２…内孔、１３…プランジヤ、１４…縦方
向通路、１５…送出通路、１６…送出ポート、２
０…低圧供給ポンプ、２２…オンオフ弁、２９…
コイル、２９ａ…コア部材、３０…カムリング、
３２…側方側部、３３…後方側部、３８…電子制
御システム、３９…第１の変換器、４０…第２の
変換器、５５…機関回転速度変換器、５６…第１
の回路、５７…分配部材回転数変換回路、５８…
調整回路、５９…運転因子入力部、６０…最大燃
料回路、６１…駆動回路、６２…第２の回路、６
３…第３の回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジング１０と、装着機関と調時関係をも
   つて駆動される回転式分配部材１１と、前記分配
   部材内に穿設された内孔１２と、該内孔中を滑動
   するプランジヤ１３と、分配部材の回転に伴つて
   前記プランジヤに内向き運動を行わせる前方側部
   ３２並びに外向き運動を行わせる後方側部３３と
   を有するカムリング３０と、前記分配部材中に穿
   設された送出通路１５と、前記内孔に燃料を供給
   する低圧供給ポンプ２０と、プランジヤの外向き
   運動中に前記低圧供給ポンプと前記内孔との間に
   おいて該内孔内への燃料量を調節するための電気
   的に制御されるオンオフ弁２２と、該オンオフ弁
   を制御する電子制御システム３８とから構成され
   た回転式分配部材型の燃料噴射ポンプ装置におい
   て、 前記送出通路１５が、分配部材の回転中心軸に
   沿つて穿設された縦方向通路１４を介して内孔１
   ２と連通し、かつプランジヤの内向き運動中に装
   着機関の噴射ノズルに接続された複数の送出ポー
   ト１６と整合するために分配部材の外周面に開口
   しており、 前記電子制御システム３８が前記ハウジングに
   支持されカムリング３０と分配部材１１との相対
   角度位置信号を各々出力する第１および第２の変
   換器３９，４０と、これらの変換器の信号を受け
   前記カムリングに対する分配部材の相対的な角度
   位置信号を出力する第１の回路５６と、前記オン
   オフ弁２２を電気的に作動する駆動回路６１と、
   前記第１の回路からの角度位置信号を受けて該駆
   動回路にオンオフ弁を開くための第１の信号を出
   力するする第２の回路６２およびこの回路に並列
   接続され、前記弁を閉じるための第２の信号を出
   力する第３の回路６３と、更に所要送出燃料量を
   表す信号を該第３の回路へ出力する調節回路群５
   ５，５７，５８，６０）とを有し、 前記第２の回路６２が、カムリングと分配部材
   が所定の相対角度位置に達した時に前記駆動回路
   ６１に第１の信号を出力し、該オンオフ弁の開放
   を制御すると共に、前記第３の回路６３が、前記
   第１の回路５６および前記調節回路群５５，５
   ７，５８，５９，６０の出力する２つの信号を受
   けて前記駆動回路６１に前記第２の信号を出力
   し、前記オンオフ弁の閉鎖時期を制御しているこ
   とを特徴とする回転式分配部材型の燃料噴射ポン
   プ装置。