JPH0463929A - 燃料噴射装置 - 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、内燃機関用の燃料噴射装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第１９図は内燃機関に用いられている燃料噴射装置の全
体的な構成を示したもので、この噴射装置は、噴射指令
信号が与えられたときに内燃機関１の吸気管１ａ内（燃
料噴射空間内）に燃料を噴射するインジェクタ２と、燃
料タンク３から燃料を汲み上げてインジェクタ２に至る
燃料供給管路４に燃料を圧送する燃料ポンプ５と、燃料
供給管路４と燃料タンク３との間に設けられた圧力調整
器（プレッシャレギュレータ）６とを備えて（する。

従来の燃料噴射装置においては、燃料ポンプ５がバッテ
リを電源として動作し、インジェクタ２に燃料を供給し
ている。インジェクタ２は電磁石により駆動されて開閉
する二一ドルノくルブと該ニードルバルブが開かれたと
きに燃料を噴射するノズルとを備えていて、このインジ
ェクタ２には燃料ポンプ側から加えられる圧力と機関１
の吸気管内の圧力との差圧が燃圧として常時印加されて
いる。

圧力調整器６には通常燃料ポンプから与えられる圧力の
外に内燃機関の吸気管内の圧力が与えられていて、側圧
力の差が設定値を超えたときに燃料ポンプから供給され
る燃料の一部を燃料タンク３に戻すようになっている。

この圧力調整器により、第１３図の直線ａのようにイン
ジェクタに加わる燃圧Ｐが回転数Ｎに対してほぼ一定に
保たれるようになっている。

インジェクタ２を駆動する電磁石の励磁コイルには、マ
イクロコンピュータを用いた電子制御装置により、機関
の所定の回転角度区間で所定の時間幅の噴射指令信号が
与えられる。この噴射指令信号が与えられている間イン
ジェクタのニードルバルブが開いて吸気管内に霧状の燃
料が噴射される。

インジェクタ２からの燃料噴射量は燃圧と噴射時間とに
より決まる。また噴射時間を一定とした場合、燃圧が大
きいほど噴射量が多くなる。第１４図はインジェクタか
らの噴射量Ｑと噴射時間Ｔとの関係の一例を示したもの
で、同図において曲線■は燃圧が大きい場合、曲線■は
燃圧が小さい場合を示している。

このようにインジェクタ２からの燃料噴射量は燃圧と噴
射時間とにより決まるが、インジェクタの動作を安定に
し、制御を容易にするためには、第１４図に示したイン
ジェクタの特性の内、噴射量Ｑと噴射時間Ｔとの間にリ
ニアな関係が成立する領域を使用する必要がある。即ち
、曲線■のように燃圧を大きくした場合には、噴射時間
をＴ１以上として０１以上の噴射量を得る領域で使用す
る必要がある。この場合Ｑ１より少ない噴射量を得るよ
うな使い方は避ける必要がある。また曲線■のように燃
圧を小さくした場合には、噴射時間をＴ０以上としてＱ
Ｏ（＜Ｑｌ）以上の噴射量を得る領域で使用する必要が
あり、ＱＯよりも少ない噴射量を得る使い方は避ける必
要がある。

機関への燃料の供給は機関の定められた回転角度区間で
行う必要があるため、インジェクタからの燃料の噴射が
有効な期間（噴射有効期間と言う。

）は第１８図に示したように機関の回転数Ｎの上昇に伴
って短くなっていく。即ち、機関の回転数が高くなれば
なるほど短い時間内に所定量の燃料を噴射させることが
必要になり、機関の高速時に必要な燃料噴射量を確保し
ようとすると、燃圧はある程度高く設定せざるを得ない
。

インジェクタからの燃料の噴射量は、噴射指令信号を与
える時間の長さを変えることにより調整できるが、機関
が必要とする燃費（燃料消費量）［ｌ／Ｈｒ］は一般に
第１７図に示したように回転数Ｎ［ｒｐｍ］の上昇及び
スロットル開度の増大に伴って増加していくため、イン
ジェクタに噴射指令信号を与える時間の長さは回転数の
上昇に伴って長（していく必要があり、スロットル開度
の増大に伴って長くしていく必要がある。

尚第１７図において破線で示した部分は、機関の動作が
不安定になるか、または機関の運転が不可能になる領域
を示している。また直線■及び■はそれぞれスロットル
開度が１／４及び２／４の場合を示し、直線■はスロッ
トル開度が４／４（全開）の場合を示している。

実際の燃料噴射装置においては、燃料ポンプ５とインジ
ェクタ２との間に更に燃料の脈動を緩和するためのダン
パ等が挿入されることがあるが、第１９図ではこれらの
図示を省略しである。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の燃料噴射装置においては、第１３図に示した直線
ａのように、インジェクタに印加される燃圧Ｐを回転数
Ｎの如何に拘らず常に一定に保つように調整し、インジ
ェクタに噴射指令信号を与える時間の長さのみを変える
ことにより燃料の供給量を調整していたが、この場合、
機関のすべての回転領域で理想的な燃料噴射量を得るこ
とができなかった。

即ち燃圧は機関が必要とする噴射量を勘案して適宜に設
定されるが、機関の高速時に十分な燃料を供給するよう
に第１４図の曲線■のように燃圧を高く設定した場合に
は、Ｑｌよりも少ない噴射量を得ることができなくなる
ため、機関の低速時に噴射される燃料が過剰になって燃
費が悪くなったり、排気ガス中のＣＯが多くなったりす
るという問題が生じる。また機関の低速時の燃料の噴射
量を理想的な量にするために、第１４図の曲線■のよう
に燃圧を低く設定した場合には、機関の高速時に十分な
燃料噴射量を得ることができなくなる。

本発明の目的は、機関の高速時に十分な燃料を供給して
しかも低速時に燃料の噴射量が過剰になるのを防ぐこと
ができるようにした内燃機関用の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］ 本発明は、噴射指令信号が与えられたときに内燃機関の
燃料噴射空間に燃料を噴射するインジェクタと、燃料タ
ンクからインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプとを
備えた燃料噴射装置に係わるもので、本発明は、インジ
ェクタに与えられる燃圧を内燃機関の回転数の上昇に伴
って増大させる燃圧制御装置を設けたことを特徴とする
。

上記燃料噴射空間は、インジェクタが燃料を噴射する空
間であり、機関により相違する。４サイクル機関の場合
通常は吸気管内の空間が燃料噴射空間であるが、機関の
シリンダ内に直接燃料を噴射する場合にはシリンダ内の
空間が燃料噴射空間となる。また２サイクル機関の場合
には吸気管内に燃料を噴射する場合と掃気管内に燃料を
噴射する場合とシリンダ内に直接燃料を噴射する場合と
がある。

上記燃圧制御装置は、燃圧を検出する燃圧検出手段と、
内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、回転数
検出手段により検出された回転数における燃圧の設定値
を与える燃圧設定手段と、燃圧検出手段により検出され
た燃圧を燃圧の設定値に一致させるように燃料ポンプの
回転を制御するポンプ制御装置とにより構成できる。

また上記燃圧制御装置は、燃料ポンプとインジェクタと
の間に設けられた燃圧調整手段と、燃圧調整手段を操作
するアクチュエータと、燃圧を検出する燃圧検出手段と
、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、回転
数検出手段により検出された回転数における燃圧の設定
値を与える燃圧設定手段と、燃圧検出手段により検出さ
れた燃圧を燃圧の設定値に一致させるために必要なアク
チュエータの操作量を演算する制御演算手段と、制御演
算手段により演算された操作量に応じてアクチュエータ
に駆動電流を供給する駆動回路とにより構成することも
できる。

上記燃圧調整手段は燃料ポンプとインジェクタとの間に
挿入された流量調節バルブでもよく、またインジェクタ
の入り口側の管路と燃料タンクとの間に設けられてイン
ジェクタに与えられる圧力が設定値を超えたときに燃料
ポンプから供給される燃料の一部を前記燃料タンクに戻
すことにより該インジェクタの入り口側の圧力を設定値
に保つ圧力調整器でもよい。この場合圧力調整器として
は、圧力の設定値を調整する設定値調整手段を備えて該
設定値調整手段がアクチュエータにより操作されるもの
を用いる。

上記圧力調整器は燃料ポンプとインジェクタとの間の管
路内の圧力と内燃機関の燃料噴射空間内の圧力との差圧
に応動してインジェクタの入り口側の圧力を設定値に保
つように構成しても良く、またインジェクタの入口側の
圧力のみに応動して該インジェクタの入口の圧力を設定
値に保つように構成しても良い。

インジェクタに加わる燃圧は、厳密には燃料ポンプから
インジェクタに供給される燃料の圧力と機関の燃料噴射
空間内の圧力との差であるので、上記燃圧検出手段は、
燃料ポンプとインジェクタとの間の管路に取り付けられ
て該管路内の圧力に比例した電気信号を出力する圧力セ
ンサと、機関の燃料噴射空間内の圧力を検出して該圧力
に比例した電気信号を発生する圧力センサと、側圧カセ
ンサの出力から燃圧を演算する手段とにより構成するこ
とができる。

またインジェクタの入口付近に圧力センサを取り付けて
、該圧力センサの出力を燃圧検出信号としても良い。

上記の構成では、フィードバック制御により燃圧を制御
するとしたが、本発明においては、機関の回転数の上昇
に伴って燃圧を上昇させるように制御すれば良く、必ず
しもフィードバック制御により燃圧を制御する必要はな
い。

例えば燃料ポンプを駆動する電源として内燃機関により
駆動されて機関の回転数の上昇に伴って出力電圧または
出力電流が増大する特性を有する交流発電機を用いるこ
とにより、内燃機関の回転数の増減に伴って燃料ポンプ
の吐出圧力を増減させてインジェクタに印加される燃圧
を機関の回転数の上昇に伴って上昇させるようにしても
良い。

尚必ずしも機関の全回転速度領域で回転数の上昇に伴っ
て燃圧を上昇させる必要は無く、所定の回転数以下の領
域でのみ回転数の上昇に伴って燃圧を上昇させて、所定
の回転数を超える領域では燃圧を一定に保つようにして
も良い。

また回転数の上昇に伴う燃圧の制御は必ずしも連続的に
行う必要は無く、幾つかの設定回転数を定めておいて、
各設定回転数で段階的に燃圧を変化させるようにしても
良い。

［作　用］ 上記のように構成する−と、回転数が低いときには燃圧
を低くして噴射量が少ない領域まで噴射量と噴射時間と
の間にリニアな関係を保つことができ、回転数が高いと
きには燃圧を高くして噴射量を増大させることができる
。

したがって機関の回転数が低い領域で噴射量が過剰にな
るのを防ぐことができる。また回転数の上昇に伴って燃
圧を上昇させるため、機関の高速時の噴射量の増大の要
求にも問題なく応えることができる。

尚上記のように回転数に応じて燃圧を変化させると、燃
圧と噴射時間との積により噴射量が決まることになるた
め、機関の各回転数において、また各スロットル開度に
おいて所定の噴射量を得るためには、燃圧を検出してそ
の検出値に応じて噴射時間を演算する必要があるが、こ
の噴射時間の演算はマイクロコンピュータまたはアナロ
グ演算回路を用いることにより行わせればよい。また各
回転数における燃圧が予め予測できる場合には、燃圧を
検出せずに、回転数を変数として噴射時間を求め不演算
式から噴射時間を求めるようにしても良い。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施例の構成を概略的に示したもので
、同図において１は内燃機関、２はインジェクタ、３は
燃料タンクであり、これらは第１９図に示した従来のも
のと同様である。

本発明においては、インジェクタ２に与えられる燃圧を
内燃機関１の回転数の上昇に伴って増大させるように制
御する燃圧制御装置１０を設ける。

この燃圧制御装置は種々の構成を取ることができるが、
第１図に示した例では、インジェクタ２の入口側で燃圧
を検出して燃圧検出信号Ｖｐを出力する燃圧検出手段１
１と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段１２
と、回転数検出手段１２により検出された回転数におけ
る燃圧の設定値を与える燃圧設定信号Ｖｐｓを出力する
燃圧設定手段１３と、燃圧検出手段により検出された燃
圧を燃圧の設定値に一致させるように燃料ポンプの回転
を制御するポンプ制御装置１４とにより燃圧制御装置１
０が構成されている。

ポンプ制御装置１４は、燃圧検出信号Ｖｐと燃圧設定信
号Ｖｐｓとの偏差を求める回路と、該偏差を零にするよ
うに電源１５から燃料ポンプ５に与えられる駆動電圧ま
たは駆動電流を制御する回路とにより構成できる。

燃圧設定手段１１は、予め定められた演算式を用いて回
転数に応じて燃圧の設定値を演算する回路でも良（、ま
たマイクロコンピュータ内のメモリから各回転数におけ
る燃圧の設定値を読み出すようにしたものでも良い。

本実施例では、燃料ポンプ５として、駆動電圧または駆
動電流に応じて吐出圧力が変化する特性を有するものを
用いる。第７図は本実施例で用いることができる燃料ポ
ンプ５の一例を示したちので、この例ではハウジング５
００内に設けられた固定子側界磁（磁石）５０１とハウ
ジング５００に軸受を介して支持された回転軸５０２に
取り付けられたロータ５０３とを備えた直流電動機と、
ハウジング５００の一端側に設けられて電動機により駆
動されるポンプ５０４とからなっている。

ポンプ５０４はポンプケーシング５０５と、その内部に
配置されたインペラ５０６とからなり、インペラ５０６
が回転軸５０２に結合されている。

ポンプ５０４のケーシングの端部に吸入口５０７が設け
られ、ハウジング５００の他端側に吐出口５０８が設け
られている。ハウジング５００の他端側にはまた給電端
子５０９が設けられ、該給電端子からブラシ５１０と整
流子５１１とを介してロータ５０３の巻線に給電される
ようになっている。

上記の燃料ポンプは燃料タンク内に配置され、吸入口５
０７が燃料中に挿入される。また吐出口５０８が図示し
ない配管を通してインジェクタに接続される。

上記の燃料ポンプのロータ５０３に給電されると該ロー
タが回転し、ポンプ５０４のインペラが回転する。これ
により吸入口５０７から燃料が吸入される。吸入された
燃料はハウジング５００内を通って吐出口５０８から送
出される。この燃料ポンプの吐出圧はロータに供給する
電圧の増大に伴って上昇していく。

次にインジェクタ２の一例を第８図に示した。

同図において２０１はインジェクタ本体で、この本体の
一端には、噴射口２０２の周囲にバルブシート２０３を
有するバルブボディ２０４と、該バルブボディ内に設け
られて噴射口２０２を開閉するニードル２０５とからな
るニードルバルブ２０６が取り付けられている。本体２
０１内には励磁コイル２０７と鉄心２０８と、鉄心２０
８に吸引されるアマチュア２０９とからなる電磁石２１
０が配置され、アマチュア２０９がニードル２０５に連
結されている。本体２０１内にはまた復帰ばね２１１が
設けられ、この復帰ばねによりニードル２０５が常時噴
射口２０２を閉じるように付勢されている。本体２０１
の他端側には燃料の入口２１２が設けられ、この入口側
にはフィルタ２１３が取り付けられている。本体２０１
にはまたコネクタ２１４が取り付けられ、該コネクタの
端子２１５からコイル２０７に給電されるようになって
いる。

上記のインジェクタ２は例えば機関の吸気管に取り付け
られ、噴射口２０２が吸気管内（燃料噴射空間内）に指
向される。インジェクタ２の入口２１２は図示しない配
管により燃料ポンプの吐出口に接続され、該人口２１２
に所定の圧力（燃圧）で燃料が供給される。またコネク
タ２１４に図示しないケーブルが接続されて、該ケーブ
ルを介してインジェクタ駆動装置に接続される。

噴射指令信号が与えられると、図示しないインジェクタ
駆動装置から励磁コイル２０７に駆動電流が与えられる
。励磁コイル２０７に駆動電流が与えられると、鉄心２
０８が励磁されるため、アマチュア２０９が該鉄心に吸
引され、ニードル２０５が電磁石側に移動してニードル
バルブが開（。

これにより噴射口２０２から燃料が霧状となって吸気管
内に噴射される。噴射指令信号が消滅し、励磁コイルの
駆動電流が消滅すると、コイル２０７が消磁され、復帰
ばね２１１の付勢力によりニードル２０５が噴射口２０
２を閉じる位置に復帰する。

第１図の実施例においては、インジェクタ２に与えられ
る燃圧が機関の各回転数に対して設定された設定値に一
致するように制御され、燃圧は回転数の上昇に伴って増
大していく。ここで燃圧設定値が回転数の上昇に伴って
直線的に増加するように定められていたとすると、機関
の回転数Ｎに対する燃圧Ｐの特性は第１３図の直線すの
ようになる。

上記のように機関の回転数の上昇に応じて燃圧を上昇さ
せるようにすると、機関の高速時には噴射量Ｑの噴射時
間Ｔに対する特性が例えば第１４図の曲線■のようにな
り、機関の高速時に十分大きな噴射量を得ることができ
る。

また機関の低速時には噴射量Ｑの噴射時間Ｔに対する特
性が例えば第１４図の曲線■のようになり、噴射量Ｑが
小さい領域まで噴射量Ｑの噴射時間Ｔに対する特性に直
線性を持たせることができる。したがって機関の低速時
の噴射量を必要な量に設定することができ、機関の低速
時に過剰な燃料が供給されるのを防ぐことができる。

またいかなる負荷条件において機関の制御を適確に行わ
せるという要求に応えるためには、インジェクタのダイ
ナミックレンジを大きくとれることが好ましいが、上記
のように回転数に応じて燃圧を変化させるとインジェク
タのダイナミックレンジを大きくすることができる。

インジェクタのダイナミックレンジは、最大噴射量Ｑｍ
ａｘと最小噴射量Ｑｍｉｎとの比ＱｍａＸ／Ｑｍｉｎで
定義される。例えば高速時に十分な噴射量Ｑを得るよう
に燃圧を設定して、該燃圧を一定とした場合の噴射時間
に対する噴射量の特性は第１５図の曲線■のようになる
。第１５図において横軸は噴射時間のデユーティＴｄを
示している。第１６図（Ａ）のように噴射指令信号Ｖｃ
ｉが与えられるときに、同図（Ｂ）に示すようにインジ
ェクタ２の励磁コイルに駆動電流Ｉｉが流れてインジェ
クタが開になるとすると、デユーティＴｄは噴射時間ｔ
ｉと噴射指令信号の１周期の時間ｔ１とから、Ｔｄ　＝
　（ｔｉ　／ｌｆ　）ｘｌＯＯ［％］で与えられる。

燃圧を一定にして第１５図の曲線■の特性を得た場合、
利用できる特性はリニアな関係が保たれる領域の特性の
みであるから、インジェクタのダイナミックレンジは、
Ｑｍａｘ　／Ｑ１ｍｉｎとなる。

これに対し、本発明のように燃圧を変化させた場合には
、噴射時間のデユーティＴｄに対する噴射時間Ｑの特性
を、高速時には第１５図の曲線■の特性とし、低速時に
は同図の曲線■の特性とすることができるため、噴射量
の最大値はＱｍａｘ　。

最小値はＱ　ｏｍｉｎ　（＜　Ｑ　１ｍ１ｎ）となる。

したがってインジェクタのダイナミックレンジはＱｍａ
ｘ／Ｑｏｍｉｎとなり、燃圧を一定とした場合よりもイ
ンジェクタのダイナミックレンジを大きくすることがで
きる。

上記の実施例では、燃料ポンプ５の回転を制御すること
により燃圧を制御するとしたが、本発明においては、燃
料の供給系統において燃圧を変化させ得る要素を機関の
回転数に応じて制御することにより燃圧を制御すれば良
い。

第２図は本発明の他の実施例を示したもので、この実施
例では、燃料ポンプ５の吐出口とインジェクタ２との間
に燃圧調整手段としてのバルブ２０を挿入し、このバル
ブを制御することにより燃圧を制御するようにしている
。

即ち、第２図の燃圧制御装置１０は、燃料ポンプ５とイ
ンジェクタ２との間に設けられた燃圧調整手段としての
バルブ２０と、バルブ２０を操作するアクチュエータ２
１と、燃圧を検出する燃圧検出手段２２と、内燃機関の
回転数を検出する回転数検出手段２３と、回転数検出手
段により検出された回転数における燃圧の設定値を与え
る燃圧設定手段２４と、燃圧検出手段により検出された
燃圧を燃圧の設定値に一致させるために必要なアクチュ
エータの操作量を演算す゛る操作量演算手段２５と、操
作量演算手段により演算された操作量に応じてアクチュ
エータ２１に駆動電流を供給する駆動回路２６とからな
っている。

この実施例では、検出された燃圧と各回転数における燃
圧の設定値との偏差に応じてバルブ２０が操作され、燃
圧が設定値に一致させられる。

第３図は本発明の更に他の実施例を示したもので、この
実施例では、燃料ポンプ５とインジェクタ２との間を接
続する管路の途中に圧力調整器３０の入口側が接続され
、該圧力調整器の出口側は燃料タンク３に接続されてい
る。圧力調整器３０は、インジェクタ２に与えられる圧
力が設定値を超えたときに燃料ポンプ５から供給される
燃料の一部を燃料タンク３に戻すことによりインジェク
タの入り口側の圧力を設定値に保つもので、この圧力調
整器は圧力の設定値を調整する設定値調整手段を備えて
いる。

この実施例では圧力調整器３０が燃圧調整手段として用
いられ、燃圧制御装置１０は、この圧力調整器と、内燃
機関１の回転数とインジェクタ２の燃圧とを検出して燃
圧の検出値と設定値との偏差に応じて圧力調整器３０の
設定値を変化させる制御部３１とにより構成されている
。

この制御部３１は、第２図に示したものと同様に、圧力
調整器を操作するアクチュエータと、燃圧を検出する燃
圧検出手段と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出
手段と、回転数検出手段により検出された回転数におけ
る燃圧の設定値を与える燃圧設定手段と、燃圧検出手段
により検出された燃圧を燃圧の設定値に一致させるため
に必要なアクチュエータの操作量を演算する操作量演算
手段と、操作量演算手段により演算された操作量に応じ
てアクチュエータに駆動電流を供給する駆動回路とによ
り構成できる。

第９図は圧力調整器３０の一例を示したもので、この圧
力調整器は、燃料室３２と、スプリング室３３とを有し
、燃料室３２とスプリング室３３との間はダイヤフラム
３４により区画されている。

燃料室３２には一端がダイヤフラム３４側に開口した管
３５が設けられ、管３５の一端に弁座３５ａが形成され
ている。ダイヤフラム３４にはバルブ３６が取り付けら
れ、該バルブ３６により管３５の一端が開閉されるよう
になっている。燃料室３２には、管３５の周囲の空間に
連通ずる入口３７が設けられ、管３５の他端が出口３８
となっている。スプリング室３３内にはダイヤフラム３
４を付勢するコイルスプリング３９が配置され、スプリ
ング３９のダイヤフラムと反対側の端部はスプリングの
軸線方向に移動可能なばね受は板４０により受は止めら
れている。スプリング室３３の端部壁を摺動自在かつ気
密に貫通して操作ロッド４１が設けられ、該ロッド４１
の一端かばね受は板４０に結合されている。

スプリング室３９の端部壁に設けられた支持部４２にピ
ン４３を介してレバー４４の中間部が支持され、レバー
４４の一端がピン４５を介してロッド４１に連結されて
いる。レバー４４の他端にはアクチュエータとの結合部
４４ａが設けられ、該結合部４４ａが図示しないアクチ
ュエータの出力部に連結される。

上記圧力調整器の入口３７は燃料ポンプ５の吐出口とイ
ンジェクタとの間を接続する管路の途中に接続され、出
口３８は所定の配管を介して燃料タンク３に接続される
。またスプリング室３３に吸気管接続口４６が設けられ
、該接続口４６が内燃機関の吸気管に接続される。

この圧力調整器においては、燃料ポンプから供給される
燃料の圧力と吸気管内の圧力との差（燃圧）がスプリン
グ３９により設定された圧力を超えたときにバルブ３６
が開いて入口３７と出口３８とを連通させ、燃料ポンプ
からインジェクタに供給される燃料の一部を燃料タンク
に戻す。圧力の設定値は、レバー４４を介してばね受は
板４０を動かしてダイヤフラム３４に加わるスプリング
３９の付勢力を調整することにより、適宜に変えること
ができる。

第３図に示した実施例では、燃圧の検出値と各回転数に
おける燃圧の設定値との偏差に応じて制御部３１が圧力
調整器３０の圧力設定値を調整して、燃圧を各回転数に
おける設定値に一致させる。

第３図に示した実施例のように、燃料ポンプとインジェ
クタとの間を流れる燃料の一部を燃料タンクに戻す経路
を設けておくと、インジェクタに供給される燃料の温度
が上昇するのを防ぐ効果も得られる。

第４図は本発明の他の実施例を示したもので、この実施
例では、内燃機関１の出力軸に発電機５０が取り付けら
れ、この発電機５０の出力が整流回路５１を介して燃料
ポンプ５の電源端子に印加されている。

発電機５０としては例えば磁石回転子と、電機子コイル
を有する固定子とからなる磁石式交流発電機を用いるこ
とができる。

発電機５０として磁石式交流発電機を用いる場合、その
出力電圧Ｖｏ対出力電流Ｉｏの特性は例えば第１０図ま
たは第１１図に示したようになる。

これらの図において曲線ａないしｄはそれぞれ異なる回
転数における特性曲線を示しており、ａ。

ｂ、ｃ、ｄの順に回転数Ｎが高（なっている。

第４図の実施例において第１０図に示したような特性の
発電機５０を用いた場合には、燃料ポンプの負荷直線（
入力電圧と入力電流との関係）をＬとすると、発電機の
回転数（機関の回転数）Ｎと燃圧との関係は第１２図の
曲線■のようになり、機関の回転数Ｎが比較的低い領域
で燃圧Ｐが急に上昇し、その後飽和してほぼ一定になる
特性が得られる。この場合には、比較的低い回転速度領
域でのみ回転数の上昇に伴って燃圧が増大し、所定の回
転数以上の速度領域では燃圧がほぼ一定になる。

この場合、第１９図に示した例と同様に、燃料ポンプと
インジェクタとの間の管路と燃料タンクとの間に圧力調
整器を設けて、機関の燃圧が設定値以上になったときに
該圧力調整器を通して燃料の一部を燃料タンクに戻すよ
うにすることにより、所定の回転数以上の速度領域で燃
圧を一定にするように制御しても良い。この場合には、
機関の回転数が設定値以下の領域で回転数の上昇に伴っ
て燃圧が増大し、設定回転数を超える領域で燃圧がほぼ
一定になる特性が得られる。

また第１１図に示すような特性の発電機５０を用いた場
合には、第１２図の■のように回転数Ｎに対して燃圧Ｐ
が直線的に上昇する特性が得られる。

尚第１２図において直線■は燃圧を一定に制御していた
従来の燃料噴射装置における特性を示している。

第４図の実施例において、発電機の出力側に燃料ポンプ
に印加される電圧が設定値を超えないように制御する電
圧調整器を設けることもできる。

このように電圧調整器を設けた場合にも、機関の回転数
が設定値以下の領域で回転数の上昇に伴って燃圧が増大
し、回転数が設定値を超える領域で燃圧がほぼ一定にな
る特性が得られる。

上記の例では、発電機として、回転数の上昇に伴って出
力電圧が上昇するものを用いることにより、回転数の上
昇に伴って燃料ポンプの出力を増大させて燃圧を増大さ
せているが、回転数の上昇に伴って出力電流が増大する
特性を有する発電機を用いても同様の結果が得られる。

上記の例では、発電機５０として交流発電機を用いてい
るが、この発電機として直流発電機を用いることもでき
、その場合には、整流回路が省略される。

第４図に示した実施例において発電機５０として交流発
電機を用いる場合には、燃料ポンプを駆動する電動機と
してブラシをもたない交流電動機を用いることができ、
その場合には整流回路５１が省略される。特に燃料ポン
プを燃料タンク内に配置する場合には、ブラシを持たな
い電動機により燃料ポンプを駆動するようにすると火花
が発生するおそれを無くすことができるため、安全性を
高めることができる。

上記の各実施例では、燃圧を電気的な手段により変化さ
せているが、第５図に示すように、内燃機関の回転数に
応じて機械的な変位を生じる公知の遠心ガバナ５１によ
り前述した圧力調整器３０の圧力の設定値を調整するこ
とによっても燃圧を回転数に応じて増減させることがで
きる。この場合は、遠心ガバナ５１と圧力調整器３０と
により燃圧制御装置１０が構成される。

また第２図に示したバルブ２０を遠心ガバナにより操作
することにより燃圧を回転数に応じて増減させることも
可能である。

第６図は本発明の更に他の実施例を示したもので、この
実施例では、燃料ポンプ５とインジェクタ２との間に蓄
圧器５２が設けられ、燃料ポンプ５から供給される所定
の圧力の燃料を蓄圧器５２に蓄積して、該蓄圧大器から
インジェクタ２に燃料を供給するようにしている。その
他の点は第４図の実施例と同様である。

機関を手動スタートまたはキックスタートする場合に発
電機５０の出力で燃料ポンプ５を駆動する構成をとると
、燃圧が零の状態で始動操作が行われた場合に、１回の
始動操作では所定の燃圧が得られないために機関を始動
させることができないことがある。燃料ポンプとインジ
ェクタとの間に蓄圧器５２を設けておくと、始動操作に
より生じさせられた燃圧を蓄圧器５２に蓄えておくこと
ができるため、最初燃圧が零の状態で始動操作を行った
場合でも、始動操作を繰り返すことにより所定の燃圧を
生じさせて機関の始動を可能にすることができる。

また蓄圧器５２を設けておくと、機関を停止させた際に
該蓄圧器５２内の圧力でインジェクタに残圧を付与する
ことができるため、機関の次の始動の際のインジェクタ
の燃圧を確保して機関の始動を容易にすることができる
。

第１図、第２図、第４図及び第６図に示した実施例にお
いては、燃料の供給系を流れる燃料の一部を燃料タンク
３に戻す経路が設けられていないが、これらの実施例に
おいても、インジェクタ２に与えられる燃料の温度上昇
を防ぐために燃料ポンプとインジェクタとの間を流れる
燃料の一部を燃料タンクに戻す経路を設けても良い。ま
たこれらの実施例に圧力調整器を負荷して、燃圧が設定
値以上には上昇しないように制御する（燃圧の上限を設
定する）こともできる。

上記の説明で示した燃料ポンプ、インジェクタ及び圧力
調整器の構成は、−例を示したに過ぎず、これらの装置
として、上記の説明で示した構成以外の構成を有するも
のを用いることを何等妨げない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、機関の回転数の増減に
応じて燃圧を増減させるようにしたので、機関の回転数
が低いときには燃圧を低くして噴射量が少ない領域まで
噴射量と噴射時間との間にリニアな関係を保つことがで
き、回転数が高いときには燃圧を高（して噴射量を増大
させることができる。したがって機関の回転数が低い領
域で噴射量が過剰になるのを防ぐことができる。また回
転数の上昇に伴って燃圧を上昇させるため、機関の高速
時の噴射量の増大の要求にも問題なく応えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はそれぞれ本発明の異なる実施例を
示すブロック図、第７図ないし第９図はそれぞれ燃料ポ
ンプ、インジェクタ及び圧力調整器の構造例を示した断
面図、第１０図及び第１１図はそれぞれ本発明の実施例
で用いることができる発電機の異なる特性例を示した線
図、第１２図は第４図の実施例により得られる燃圧対回
転数特性を示した線図、第１３図は従来の燃圧対回転数
特性と本発明により得られる燃圧対回転数特性の一例と
を比較して示した線図、第１４図はインジェクタの噴射
量と噴射時間との関係の一例を異なる燃圧に対して示し
た線図、第１５図はインジェクタの噴射量と噴射時間の
デユーティとの関係の一例を異なる燃圧に対して示した
線図、第１６図はインジェクタに与えられる噴射指令信
号と駆動電流の一例を示した波形図、第１７図は機関の
燃費と回転数との関係の一例を示した線図、第１８図は
機関の燃料噴射有効機関と回転数との関係の一例を示し
た線図、第１９図は従来の燃料噴射装置の構成を示した
ブロック図である。 １・・・内燃機関、２・−・インジェクタ、３・・・燃
料タンク、５・・・燃料ポンプ、１０・・・燃圧制御装
置、１１・・・燃圧検出手段、１２・・・燃圧検出手段
、１３・・・燃圧設定手段、１４・・・ポンプ制御装置
、２２・・・燃圧検出手段、２３・・・回転数検出手段
、２４・・・燃圧設定手段、２５・・・操作量演算手段
、２６・・・駆動回路、３０・・・圧力調整器、３１・
・・制御部、５０・・・発電機。 第２図 第 図 一＋電 汰Ｉ。 第 図 第 図 第 図 ｍ−回転数Ｎ［ｒＩ）ｍ］ ｍ−回転数Ｎ［ｒｏｍ］ 第 図 第 図 第 図 第 図 −−チ回転数Ｎ［ｒｐｍｌ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）噴射指令信号が与えられたときに内燃機関の燃料
   噴射空間に燃料を噴射するインジェクタと、燃料タンク
   から前記インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプとを
   備えた燃料噴射装置において、前記インジェクタに与え
   られる燃圧を内燃機関の回転数の上昇に伴って増大させ
   る燃圧制御装置を備えたことを特徴とする燃料噴射装置
   。
2. （２）前記燃圧制御装置は、前記燃圧を検出する燃圧検
   出手段と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段
   と、前記回転数検出手段により検出された回転数におけ
   る燃圧の設定値を与える燃圧設定手段と、前記燃圧検出
   手段により検出された燃圧を前記燃圧の設定値に一致さ
   せるように前記燃料ポンプの回転を制御するポンプ制御
   装置とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の
   燃料噴射装置。
3. （３）前記燃圧制御装置は、前記燃料ポンプとインジェ
   クタとの間に設けられた燃圧調整手段と、前記燃圧調整
   手段を操作するアクチュエータと、前記燃圧を検出する
   燃圧検出手段と、内燃機関の回転数を検出する回転数検
   出手段と、前記回転数検出手段により検出された回転数
   における燃圧の設定値を与える燃圧設定手段と、前記燃
   圧検出手段により検出された燃圧を前記燃圧の設定値に
   一致させるために必要な前記アクチュエータの操作量を
   演算する操作量演算手段と、前記操作量演算手段により
   演算された操作量に応じて前記アクチュエータに駆動電
   流を供給する駆動回路とを備えていることを特徴とする
   請求項１に記載の燃料噴射装置。
4. （４）前記燃圧調整手段は前記燃料ポンプとインジェク
   タとの間に挿入された流量調節バルブからなっている請
   求項３に記載の燃料噴射装置。
5. （５）前記燃圧調整手段は前記インジェクタの入り口側
   の管路と前記燃料タンクとの間に設けられてインジェク
   タに与えられる圧力が設定値を超えたときに燃料ポンプ
   から供給される燃料の一部を前記燃料タンクに戻すこと
   により該インジェクタの入り口側の圧力を設定値に保つ
   圧力調整器からなり、 前記圧力調整器は前記圧力の設定値を調整する設定値調
   整手段を備えて該設定値調整手段が前記アクチュエータ
   により操作されることを特徴とする請求項３に記載の燃
   料噴射装置。
6. （６）前記圧力調整器は前記燃料ポンプとインジェクタ
   との間の管路内の圧力と前記燃料噴射空間内の圧力との
   差圧に応動して前記インジェクタの入り口側の圧力を設
   定値に保つように構成されている請求項５に記載の燃料
   噴射装置。
7. （７）インジェクタと、燃料タンクから前記インジェク
   タに燃料を供給する燃料ポンプとを備えた燃料噴射装置
   において、 前記燃料ポンプを駆動する電源として内燃機関により駆
   動されて機関の回転数の上昇に伴って出力電圧または出
   力電流が増大する特性を有する交流発電機を用い、 内燃機関の回転数の増減に伴って前記燃料ポンプの吐出
   圧力を増減させることを特徴とする燃料噴射装置。