JPH0458044A

JPH0458044A - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0458044A
Application number: JP2169264A
Authority: JP
Inventors: Taizo Shimada; 泰三嶋田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1992-02-25
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JP2580845B2

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、内燃機関の燃料噴射ポンプで加圧された燃料
を燃焼室に燃料噴射する装置、特に、分配型噴射ポンプ
により燃料加圧する燃料噴射装置に関する。

（従来の技術）内燃機関、特にディーゼルエンジンは燃焼室の高温高圧
エア内に燃料を噴射して圧縮着火を行い、所定の出力を
得ている。

このようにディーゼルエンジンでは、同エンジンの駆動
力の一部を受けて駆動する燃料噴射ポンプにより燃料を
高圧化しており、この燃料を噴射管を介して燃料噴射弁
に導き、その燃料噴射弁が燃焼室内に燃料噴霧を行って
いる。

ここで用いる燃料噴射ポンプは列型燃料噴射ポンプと分
配型の燃料噴射ポンプがある。

列型燃料噴射ポンプは、内燃機関の気筒数だけのプラン
ジャを備え、各プランジャを対向するカムにより駆動し
て燃料加圧を行っている。他方、分配型の燃料噴射ポン
プは単一のプランジャを往復動させて燃料加圧を行うと
共に同プランジャを回転させて複数気筒への燃料分配を
行っている。

このように１列型燃料噴射ポンプに対して分配型燃料噴
射ポンプは部品点数が比較的少なくなり、小型化を図り
易く多用されている。

ところで、この分配型燃料噴射ポンプは第８図にその一
例が示される様に、ポンプスリーブ１内で摺動回転する
プランジャ２には回転力がエンジン側より伝達され、一
体結合されたフェイスカム３にローラー４がコロ接触す
ることによりプランジャ２が摺動してポンプ作動する様
に構成されている。

ここで、ローラー４の枢支部材５は油圧タイマによりフ
ェイスカムのリフト作動時期を進角あるいは遅角方向Ｒ
に移動調整され、この機構によりポンプの噴射時期を調
整する。他方、プランジャ２には図示しないガバナを備
えたアクセルリンク系に操作されるスピルリング６が嵌
挿され、このリングがスピルボート７を開放する位置に
応じて燃料噴射量が調整されるように構成されている。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来の燃料噴射装置で用いる分配型燃料噴
射ポンプはその送油率や噴射時期、燃料噴射量を調整す
るための油圧タイマが油圧値により増減調整され、スピ
ルリング６が図示しないガバナを備えたアクセルリンク
系に直接操作される。

しかし、この種従来装置は応答性に限界があり、しかも
、従来の油圧タイマやスピルリングは比較的その制御域
が狭く、制御の自由度も低く、制御性に問題を生じてい
た。

本発明の目的は、応答性や制御性の向上を図れる燃料噴
射装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上述の目的を達成するために本発明は、内燃機関により
駆動される回転軸に一端が一体回転するように結合され
ると共に噴射ポンプの基体側のローラーにコロ接触する
フェイスカムが一体結合されたプランジャと、上記ロー
ラーの枢支部材を上記フェイスカムの回転方向に回動さ
せて上記フェイスカムのリフト作動時期を進角あるいは
遅角させる油圧タイマと、上記プランジャの他端側を摺
動及び回転自在に嵌挿したプランジャ穴が形成されると
共に上記プランジャ穴内の圧送室で加圧された燃料を複
数気筒の各燃料噴射弁に導く複数の分配通路が形成され
たポンプスリーブと、上記圧送室とスピルボートとの間
を適時に閉鎖する常開の電磁弁と、上記油圧タイマを進
角あるいは遅角させる操作油を給排操作するタイマ電磁
弁と、上記内燃機関の機関回転数情報と負荷情報及びク
ランク角情報を回転数センサと負荷センサ及びクランク
角センサより受けて上記常開の電磁弁及びタイマ電磁弁
に開閉出力を発するコントローラとを有し、上記コント
ローラが上記燃料噴射弁の噴射時期と送油率とを互いに
独立して制御する様に構成されたことを特徴とする。

（作　　用）常開の電磁弁が圧送室とスピルボートとの間を適時に閉
鎖でき、タイマ電磁弁が油圧タイマを進角あるいは遅角
させる圧油を給排操作でき、これらの電磁弁をコントロ
ーラにより制御できるので、このコントローラが送油率
を独立して調整できると共に噴射時期を独立して調整出
来るようになる。

（実　施　例）第１図に示した燃料噴射装置は多気筒ディーゼルエンジ
ンの燃料供給系１０に付設されている。

このディーゼルエンジンの燃料供給系１０は燃料タンク
１１の燃料を図示しないフィルタを介して分配型燃料噴
射ポンプ（以後単に噴射ポンプと記す）１２に供給し、
同ポンプで加圧された燃料を噴射管１３を介して燃料噴
射弁１４に供給するように構成されている。

ここで燃料噴射弁Ｉ４はエンジンの気筒数だけ配備され
、それぞれは噴射管１３を介して噴射ポンプ１２に接続
されている。なおここでは噴射管１３及び燃料噴射弁１
４を１つのみ示した。

ここで符号１５は１〜レーン路を示している。

燃料噴射装置は分配型燃料噴射ポンプ１２と同ポンプの
常開の第一電磁弁１６とタイマ電磁弁としての第二、第
三電磁弁４２．４３を駆動するコントローラ１７とこの
コントローラに接続された負荷センサ１８、クランク角
センサ１９、回転センサ４１及び進角センサ４４とで構
成されている。

燃料噴射弁Ｉ４には図示しない針弁が配設され、同針弁
は噴射管１３を介して圧送される噴射ポンプ１２からの
燃料を受け、その噴射管内の噴射圧力Ｐｆを変化させ、
噴射圧Ｐｆの変化に応じ図示しない針弁をリフトＲさせ
、例えば第２図に示すような所定の噴射量パターンで燃
料を噴射する。

噴射ポンプ１２は基体としてのケーシング２０に枢支さ
れる回転軸２１と、回転軸２１に取り付けられたフィー
ドポンプ２２と、基体の一部であるポンプスリーブ２３
と、回転軸２１にジヨイント２４を介して結合されると
共にポンプスリーブ２３のプランジャ穴２５に摺動及び
回転自在に嵌挿されたプランジャ２６と、４つのローラ
ー２７を枢支する回動枠４５をプランジャ２６の回転方
向Ｒに回動する油圧タイマ４６と。

ケーシング２０側に支持されたローラー２７にコロ接触
するフェイスカム２８と、ポンプスリーブ２３内でプラ
ンジャ穴２５の一部をなす圧送室２９とドレーン路１５
に連通ずるスピルボート３０との間を適時に閉鎖する常
開の第一電磁弁１６とを備える。

ここで回動枠４５は、４つのローラー２７を環状に配列
して枢支しており、この回動枠がその一部の係止片４５
１を介して油圧タイマ４６に駆動される。

第２図に示す様に、油圧タイマ４６はケーシング２０の
一部に形成された油圧室４８と、そこに摺動自在に嵌合
して戻しバネ４９により遅角方向ａに付勢されているピ
ストン４７とで構成される。この油圧室４８は、フィー
ドポンプ２２の圧油を第二電磁弁４２を介して供給され
ると共に分岐管３０上の第三電磁弁４３を介してドレー
ン路１５に圧油を戻すように構成されている。この油圧
タイマ４６は第３図に示すのように、供給される油圧Ｐ
Ｏが増加するのに応じて進角方向すに回動して、回転枠
４５の各ローラー２７を遅角最小位置（ｍｉｎｉ）より
進角最大位置（ｍａｘ）に切り換え移動させる様に構成
されている。

なお、第二、第三電磁弁４２．４３はデユーティ−弁で
あり、デユーティ−比Ｄｕの増加に応じてその量弁率を
増加させる様に構成されている。

フェイスカム２８には４つのリフト部ｒが形成され、こ
の部分が４つのローラー２７に対向するとポンプ作動方
向Ｐにフェイスカム２８及びプランジャ２６カリフト作
動し、第５図に示すようにプランジャ２６のリフト量Ｒ
ｐが変化するように構成されている。なお、ジヨイント
２４は回転軸２１とプランジャ２６の一端とを相対的に
接離可能に、がっ、一体化移転可能に連結するように構
成されている。

プランジャ２６はその他端に圧送室２９に連通する中央
路３２を備え、その一端の分配溝３３がポンプスリーブ
２３の４つの分配通路３４に順次対向するように構成さ
れ、しかも、圧送室２９に常時対向する吸入溝３５がポ
ンプスリーブ２３の吸い込み通路３６に対向するように
構成されている。

ここで吸い込み通路３６はカム室３７を介してフィート
ポンプ２２に接続されている。

なお、符号３８はトレーン路１５に設けたオーバーフロ
ーオリフィスを示し、符号３９はプランジャ２６の戻し
バネを示し、符号４０はデリバリバルブを示している。

第一電磁弁１６は常開であり、閉出力を受けた際に第１
図に示すように閉位置に切り換えら九る。

コントローラ１７は制御回路１７１、記憶回路１７２、
入出力回路１７３及び駈動回路１７４，１７５及び図示
しない電源回路等で構成される。

コントローラ１７内の入出力回路１７３は上述の負荷セ
ンサ１８、クランク角センサ１９、エンジン回転数情報
を出力する回転数センサ４１．噴射時期Ｔを油圧タイマ
４６側より検出する進角センサ４４等より各検出信号を
受けるように構成される。記憶回路１７２は第７図（ａ
）、（ｂ）に示した噴射制御プログラムや第４図に示す
ような油圧タイマの噴射時期Ｔの調整用の第二、第三電
磁弁４２．４３のｄｕ比の算出マツプや、第６図（ａ）
、（ｂ）の送油率（Δｑ／Δｔ）の算出マツプ、噴射時
期Ｔの算出マツプがそれぞれ設定され記憶処理される。

ここで、第６図（ａ）の送油率（Δｑ／Δし）の算出マ
ツプでは次のような特性が得られるように設定される。

ここで、低負荷全域あるいは高回転全域で低送油率（Δ
ｑ／Δｔ）化を図り過剰噴射を防止して耐久性向上、パ
ティキュレート、Ｈｃの低減を図り、低、中回転の中高
負荷においては高送油率化を図り、これにより高圧噴射
による出力アップを可能とする。他方、第６図（ｂ）の
噴射時期Ｔの算出マツプでは次のような特性が設定され
る。ここで、低回転低負荷で遅角化を図り、アイドル騒
音の低減を図り、高速高負荷でも遅らせて、機関の耐久
性の向上を図り、排ガス、Ｈｅの低減を図る。

制御回路１７１は記憶回路１７２の噴射制御プログラム
に沿って制御量を算出し、第一電磁弁１６の駆動回路１
７４、第二、第三電磁弁４２．４３の駆動回路１７５し
、噴射圧力Ｐｆの調圧制御を行うように構成されている
。

ここで燃料噴射装置の作動を第７図（ａ）、（ｂ）に示
した噴射制御プログラムＬこ沿って説明する。

エンジンの図示しないメインスイッチがオンされること
によりコントローラ１７はメインルーチンの作動を開始
する。

まず、現在のエンジン回転数Ｎ、負荷し、クランク角θ
、噴射時期Ｔ等の各情報を取り込み、所定のエリアに格
納する。

そして、エンジン回転数Ｎ、負荷りに応じた目標噴射時
期Ｔや送油率（Δｑ／Δｔ）が第６図（ａ）、（ｂ）に
示した噴射時期Ｔ及び送油率（Δｑ／Δｔ）の算出マツ
プに基づき算出され、所定のエリアに格納される。

ステップａ３では現噴射時期Ｔｎと目標噴射時期Ｔとの
差分ΔＴ（＝Ｔ−Ｔｎ）を算出し、その差分ΔＴに応じ
たΔＤｕ比をＤｕ比算出マツプ（第４図参照）より算出
する。その上で、現デユーティ−比ＤＵをΔＤｕ比の加
減算により修正し、更新する。

ステップａ４では更新されたＤｕ比で第二、第三電磁弁
４２，４３を駆動し、ステップａ１に戻る。この場合、
現噴射時期Ｔｎを更に、差分ΔＴだけ進角させたい場合
であると、その補正量ΔＤｕ比は正の値となり、第二電
磁弁４２のデユーティ−比を更新して、同出力で駆動す
る。他方、現噴射時期Ｔｎを差分ΔＴだけ遅角させたい
場合であると、その補正量ΔＤｕ比は負の値となり、第
三電磁弁４３のデユーティ−比を更新して、同出力で更
新する。

他方、図示しない制御ルーチンにより、クランク角信号
θが割込み処理により順次カウントされる。

更に、各気筒毎の基準信号θ０の割込みにより、ステッ
プｂ１に達し、ここで、現噴射時期Ｔｎに応じた電磁弁
オン時ｔ１が算出され、カウンタにセットされ、更に、
負荷情報りに応じた噴射量ｑを確保出来る噴射時間ｔが
得られる電磁弁オフ時ｔ２が算出され、カウンタにセッ
トされ、リターンする。

この処理により、所定時限（ｔｌ〜ｔ２）噴射ポンプよ
り燃料噴射弁１４に燃料が供給され、量弁では開弁圧ｐ
ａを上回った時点で噴射弁がリフトし、燃料噴射が行わ
れ、第６図（ａ）、（ｂ）のマツプに沿った特性が得ら
れる。

このように、この燃料噴射装置は、コントローラに操作
される第一電磁弁１６が送油率（Δｑ／Δｔ）の調整（
第５図のｔａ位百よりｔｂ位置の送油率が小さい）を行
えると共に、噴射時期Ｔが第二、第三電磁弁４２．４３
に操作される油圧タイマ４６により操作（第５図のプラ
ンジャリフト及びその速度Ｖρが実線の遅角側より二点
鎖線の進角側に調整される）されるので、送油率（Δｑ
／Δｔ）、噴射時期Ｔ、噴射量をエンジン回転域及び負
荷域で最適な状態に自由に設定出来る。このため、アイ
ドル時の騒音低減や、低速高負荷での出力向上を図れる
。他方、高回転低負荷では低噴射率（Δｑ／Δｔ）での
噴射をして過剰噴射を防止して、噴射系やエンジンの耐
久性を向上させ、エンジン回転による振動、騒音の低減
を図ることができる。

更に、この燃料噴射装置は、ガバナを備えたアクセルリ
ンク系に操作されるスピルリングを排除出来、装置の小
型化を図りやすい。

更に、電磁弁のオン、オフ制御により送油率（Δｑ／Δ
ｔ）、噴射時期Ｔ、噴射量を適確に調整出来、これらの
制御時の応答性が向上する。

（発明の効果）以上のように、本発明は、コントローラに操作される常
開の電磁弁が送油率の調整を行えると共に、噴射時期が
タイマ電磁弁に操作される油圧タイマにより調整される
ので、送油率、噴射時期。

噴射量をエンジン回転域及び負荷域内で最適な状態に自
由に設定出来、エンジンの騒音低減、過剰噴射の防止、
排ガスの改善、装置の小型化を図り易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての燃料噴射装置の全体
構成図、第２図は第１図中の油圧タイマの側断面図、第
３図は同上油圧タイマの作動特性図、第４図は同上装置
のコントローラに内臓されるΔＤｕ算出マツプの特性線
図、第５図は同上装置の行う制御時の各部の作動特性線
図、第６図（ａ）。（ｂ）は同上装置内のコントローラが内蔵する噴射率（
Δｑ／Δｔ）及び進角量Ｔの算出マツプの特性線図、第
７図（ａ）、（ｂ）は同上装置の制御プロダラムのフロ
ーチャート、第８図は従来の噴射ポンプの要部断面図で
ある。１・・・ディーゼルエンジン、１２・・・噴射ポンプ、
１４・・・燃料噴射弁、１６，４２．４３・・・電磁弁
、１７・・・コントローラ、１８・・・負荷センサ、１
９・・・クランク角センサ、２０・・・ケーシング、２
１・・・回転軸、２３・・・ポンプスリーブ、２５・・
・プランジャ穴、２６・・・プランジャ、２７・・・ロ
ーラー、２８・・・フェイスカム、２９・・・圧送室、
３０・・・スピルポート、３４・・・分配通路、４１・
・・回転センサ、４４・・・進角センサ、４６・・・油
圧タイマ。智曝田１←Ｈ夢だ口クツツク冶〔θ〕壱　６図／、ｄ）弗ｄ圀

Claims

【特許請求の範囲】

　内燃機関により駆動される回転軸に一端が一体回転す
るように結合されると共に噴射ポンプの基体側のローラ
ーにコロ接触するフェイスカムが一体結合されたプラン
ジャと、上記ローラーの枢支部材を上記フェイスカムの
回転方向に回動させて上記フェイスカムのリフト作動時
期を進角あるいは遅角させる油圧タイマと、上記プラン
ジャの他端側を摺動及び回転自在に嵌挿したプランジャ
穴が形成されると共に上記プランジャ穴内の圧送室で加
圧された燃料を複数気筒の各燃料噴射弁に導く複数の分
配通路が形成されたポンプスリーブと、上記圧送室とス
ピルポートとの間を適時に閉鎖する常開の電磁弁と、上
記油圧タイマを進角あるいは遅角させる操作油を給排操
作するタイマ電磁弁と、上記内燃機関の機関回転数情報
と負荷情報及びクランク角情報を回転数センサと負荷セ
ンサ及びクランク角センサより受けて上記常開の電磁弁
及びタイマ電磁弁に開閉出力を発するコントローラとを
有し、上記コントローラが上記燃料噴射弁の噴射時期と
送油率とを互いに独立して制御する様に構成された燃料
噴射装置。