JPH0536627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、燃料噴射ポンプのポンプ室から低圧
側へ通じる通路に備えられた電磁弁の開弁タイミ
ングを制御して燃料噴射ポンプの燃料噴射量を定
める燃料噴射量制御装置に関する。

［従来技術］ デイーゼルエンジンの燃料噴射ポンプとして、
例えば特公昭51−34936号公報に示されるものが
挙げられる。この燃料噴射ポンプにおいては、燃
料噴射量は電磁弁の開弁タイミングによつて定ま
る。

ところで、一般に電磁弁が開弁指令を受けてか
ら開弁に至るまでの時間、即ち応答時間は、複数
の電磁弁において、弁の受圧面積、リターンスプ
リング特性および磁気吸引力などにバラツキがあ
ることから、個々の電磁弁で異なり、同一の応答
時間をもつ電磁弁を多数製造することはほとんど
不可能である。

従つて、上記の如き燃料噴射ポンプにおいて
は、同一時刻に開弁指令が発せられても個々の電
磁弁で開弁タイミングに差を生じ、このため所望
の燃料噴射量が全ての燃料噴射ポンプで得られる
ことは難しかつた。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、電磁弁の機差による応答時
間の差を補正し、全ての燃料噴射ポンプで所望の
燃料噴射量が得られるようにすることである。

［発明の構成］ かかる目的を達成する為になされた本発明の構
成は、第１図に示す如く、 燃料噴射ポンプのポンプ室Ａから低圧側へ通じ
る通路Ｂに電磁弁Ｃを備えると共に、 該電磁弁Ｃの開弁タイミングを定めるための基
準信号を発生する信号発生手段Ｄと、該信号発生
手段Ｄからの基準信号を入力すると機関運転条件
に応じて求められた期間が経過した後に開弁指令
信号を上記電磁弁Ｃに出力する制御回路Ｅとを備
え、 上記電磁弁Ｃを開弁させて上記ポンプ室Ａ内の
高圧燃料を上記低圧側へ溢流させ燃料噴射量を決
める燃料噴射量制御装置において、 上記信号発生手段Ｄを、 機関の回転に同期して回転する回転体Ｆであつ
て、周面に、回転軸方向に対して長手方向が斜め
となる突部Ｇを少なくとも１つ有するものと、 上記突部Ｇとの相対的位置関係に応じて信号を
発生する信号発生部Ｈと、 上記回転体Ｆの回転軸方向に該信号発生部Ｈの
位置調整を兼ねて該信号発生部Ｈを支持する支持
部材Ｉと、 を有する構成とした ことを特徴とする。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第２図は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。図において、１は公知のボツシユタイプの分
配型燃料噴射ポンプをベースとする電磁弁スピル
調量方式燃料噴射ポンプ（以下、燃料噴射ポンプ
と呼ぶ）、２は内燃機関のクランク軸に連結され
ベーン式フイードポンプ３を回転させる駆動軸で
ある。ベーン式フイードポンプ３は吸入口４から
図示しない燃料タンク内の燃料をフイルタを介し
て図示Ａより導入し、この燃料を加圧してレギユ
レートバルブ５の設定する圧力に調圧したのち、
燃料噴射ポンプ１内に形成した燃料室６へ供給す
る。

上記駆動軸２はカツプリング７を介してプラン
ジヤ８を駆動する。このカツプリング７はプラン
ジヤ８を回転方向へは一体的に回転させるが、プ
ランジヤ８が軸方向へ往復運動する場合にはこの
軸方向移動を自由に許す。上記プランジヤ８には
４つのカム山をもつフエイスカム９が一体的に設
けられている。フエイスカム９はスプリング１０
によりカムローラ１１に押し付けられており、こ
れらフエイスカム９とカムローラ１１の摺接によ
り、プランジヤ８が往復動される。プランジヤ８
は１回転中に、図示しないエンジンの気筒数に対
応する回数（ここでは４回）だけ往復動される。

プランジヤ８は燃料噴射ポンプ１に取り付けら
れたヘツド１２に摺動自在にかつ精密に嵌合され
ており、このヘツド１２とプランジヤ８の端面と
でポンプ室１３を形成している。プランジヤ８の
端部周面には吸入溝１４が形成されており、プラ
ンジヤ８の吸入行程中に、即ち第２図における左
方側への移動中にこれら吸入溝１４のうち１つ
が、ヘツド１２に設けた吸入ポート１５に連通す
ると、前記燃料室６からポンプ室１３に燃料を吸
入する。またプランジヤ８の圧縮行程中、つまり
第２図における右方側への移動中に、ポンプ室１
３内で加圧された燃料は、連通路１９、分配ポー
ト１６を通じて噴射通路１７へ圧送され、吐出弁
１８を介して、図示Ｂから、図示しない噴射弁に
よりエンジンの燃焼室へ噴射される。

上記ポンプ室１３には電磁弁スピル式の燃料調
量機構２０が接続されている。すなわちポンプ室
１３は溢流通路２１，２２により燃料室６に連通
されており、上記溢流通路２１は電磁弁２３によ
り開閉される。電磁弁２３は、ニードル弁２４を
電磁コイル２５によつて作動するもので、この電
磁コイル２５に通電するとニードル弁２４がリフ
トされてポンプ室１３が溢流通路２１に開放され
る。したがつてプランジヤ８の圧縮行程中に、電
磁弁２３を作動させるとポンプ室１３内で加圧さ
れている燃料が溢流通路２１，２２を介して低圧
側の燃料室６へ逃がされるから、前記噴射通路１
７側へは送られなくなり、燃料の噴射が停止され
る。このことによりエンジン側に供給すべき燃料
噴射量を制御する。

上記電磁弁２３への通電開始タイミングは、マ
イクロコンピユータを備えた電子制御回路２６に
よつて行なわれるが、電気制御回路２６の構成及
び動作については後述する。

前述のカムローラ１１はローラリング２７に保
持されている。このローラリング２７は燃料噴射
時期調整機構（タイマー）３０によつて作動され
る。燃料噴射時期調整機構３０はタイマピストン
３１を備え、このタイマピストン３１の一端面に
は前記燃料室６の燃料圧力が作用する。燃料室６
内の燃料圧力はエンジン回転数、つまりフイード
ポンプ３の回転数に応じて変化する。タイマピス
トン３１の一端面に上記燃料室６の燃料圧力が作
用すると、このタイマピストン３１は他端面に作
用するスプリング３２の力に抗して第２図におけ
る左方へ移動される。このようなタイマピストン
３１の往復動はピン３３を介してローラリング２
７に伝えられる。第２図ではタイマピストン３１
を実際の場合とは直交する姿勢で示してあり、実
際はタイマピストン３１の軸線が紙面と直交する
方向に向いて取り付けられるものである。したが
つてタイマピストン３１の往復動はローラリング
２７を、駆動軸２を中心として回動変位させる。
このため、カムローラ１１とフエイスカム９とが
相対的に周方向へ変位するので、フエイスカム９
のカム山がカムローラ１１に乗り上げるタイミン
グがずれ、駆動軸２の回転角位置に対するプラン
ジヤ８の長手方向位置の位相が変化する。この結
果分配ポート１６と噴射通路１７との連通タイミ
ングが変わるので、燃料噴射時期が調整される。

上記ローラリング２７には例えば電磁ピツクア
ツプ式、ホール素子式あるいは光学的角度検出式
などの信号発生部即ちタイミング検出器３５が取
り付けられており、これに対して駆動軸２には回
転体即ちパルサ３６が固定されている。駆動軸２
の回転によりパルサ３６に形成した突起３７の１
つが上記タイミング検出器３５を横切ると、この
タイミング検出器３５が信号を発生する。この信
号は前記電子制御装置２６へ送られる。電子制御
装置２６ではこのタイミング検出器３５からの出
力信号をうけ、この信号が基準信号である場合に
は、この基準信号入力時点から所定時間後に、電
磁弁２３へ開弁動作を指令する電力信号を出す。

上記タイマー３０の作動によりローラリング２
７が回動されると、タイミング検出器３５もロー
ラリング２７と同じ位相だけ回動される。したが
つて燃料噴射時期が調整された場合に、電子制御
装置２６へ送る基準信号も同じ位相だけずれるの
で、電磁弁２３の作動時期が変わり、プランジヤ
８の往復タイミングのずれ分だけ溢流時期も変化
するから噴射量に変化を及ぼさないようになつて
いる。また、４０はタイミング検出器３５をその
図面左右方向位置を調整可能に支持する支持部材
即ち相対位置変更機構である。

電子制御回路２６は周知のCPU５１、ROM５
２、RAM５３、データバス５５を主要部として
構成されており、外部との入出力を行なう為に、
入力ポート５７、パルス入力ポート５８、出力ポ
ート６０を備え、データバス５５によつて各素子
は適宜に接続されている。入力ポート５７はＡ／
Ｄ変換の機能を有し、エンジンの運転状態を検出
する為に種々のセンサ、例えばアクセルペダル６
８の位置（踏み込み量）を検出するアクセルペダ
ルセンサ７０やエンジンの回転角を検出する回転
数センサ（本実施例ではタイミング検出器３５と
パルサ３６とが回転数センサとしても機能す
る。）、あるいは吸気温センサ等からの信号が入力
されている。パルス入力ポート５８には前述のタ
イミング検出器３５の出力がつながれており、パ
ルサ３６と組み合わされて、前述の如く燃料噴射
ポンプのフエイスカム９の回転位相に応じたパル
ス信号を検出するよう構成されている。又、出力
ポート６０は燃料噴射時間τをセツトするカウン
タを備えており、CPU５１によつて該カウンタ
にセツトされた時間の経過後に、接続された前記
電磁弁２３の電磁コイル２５を励磁する電力信号
を出力して、開弁させる。

第３図は、第２図のａ−a′線による断面図であ
つて、タイミング検出器３５とパルサ３６との関
係を説明する為のものである。図示する如く、パ
ルサ３６はその周面に４箇所を欠歯とする例えば
56個の突起３７を備えている。パルサ３６は、４
気筒エンジンの各気筒への燃料噴射を行なうプラ
ンジヤ８を駆動するフエイスカム９の各々の下死
点において、この欠歯の部位がタイミング検出器
３５の検出端を通過するような角度をもつて、駆
動軸２に圧入・嵌着されている。従つて、タイミ
ング検出器３５には、プランジヤ８による燃料噴
射の為の加圧が開始される時点で、この欠歯によ
る幅の広いパルス信号が生成されることになる。

これらのタイミングを第４図のタイミングチヤ
ートに示した。図において、（）はプランジヤ
８のリフト量を示しており、DPはその下死点を
示している。（）はパルサ３６の突起３７が通
過することによつてタイミング検出器３５に発生
する電圧信号を示し、（）は該信号が電子制御
回路２６のパルス入力ポート５８によつて波形整
形された後のパルス信号を示している。又、（）
はプランジヤ８の下死点（DP）を、欠歯部分に
生じるパルス幅の大きなパルスの立ち下がり点と
して検出し、この点を基準点（回転角度θ＝０）
として、タイミング検出器３５からの微小角度を
表わすパルスの数をカウントしてパルサ３６の回
転角度を検出し、所定の回転角度θの時点で電磁
弁２３に通電し、これを開弁するタイミングを示
している。電磁弁２３のニードル弁２４が開くと
加圧されていた燃料が溢流通路２１，２２を通つ
て低圧側へ溢流して燃料噴射は終了する。（）
において斜線を施した部分ｑ，q′はプランジヤ８
の加圧により燃料噴射が行なわれる範囲を示して
いる。従つて、後述するように、電子制御回路２
６において、アクセル開度をアクセルセンサ７０
によつて検出し、燃料噴射量を求め、エンジンの
回転数を検出して燃料噴射時間を算出し、前述の
如く、所定の回転角度θで電磁弁２３を開弁操作
するよう構成すれば、電磁弁スピル調量方式によ
る燃料噴射量制御装置として機能することにな
る。

次に本実施例に用いるパルサ３６の形状及び相
対位置変更機構４０について説明する。第５図Ａ
はパルサ３６の上面図、第５図Ｂはその正面図で
ある。第５図Ａ，Ｂに示す如く、パルサ３６は歯
車形状をしており、その周端面上において、特定
の突起３７−１は軸方向に対して斜めに形成され
ている。尚、既述の如く、歯列には４箇所の欠歯
部が存在し歯数（突起部３７の数）は５６であ
る。

一方相対位置変更機構４０は、第６図に示す如
く、ボールネジの切られた軸４２を要部とし、タ
イミング検出器３５の上部に設けられた雌ネジを
有する貫通孔にこの軸４２を螺嵌して構成されて
いる。軸４２は燃料噴射ポンプ１の外壁に設けら
れた支持用の孔にＯ−リングによつてシールされ
つつ、回動自在に保持されており、燃料噴射ポン
プ１の外側に突出している頭部４４をドライバ等
で回すことにより、軸４２全体を回転させること
ができる。軸４２が回転されると、タイミング検
出器３５はガイド４５によつてその動きを制限さ
れていることから、駆動軸２の軸方向に平行な方
向にのみ移動する。即ち、軸４２を時計回りに回
転させた時には図中Ｂ方向へ、半時計回りに回転
させた時は図中Ａ方向へ、タイミング検出器３５
は各々移動する。第５図Ａ，Ｂで示したように、
パルサ３６の突起３７−１は駆動軸２の方向に対
して斜めに形成されているので、タイミング検出
器３５が軸方向ＡＢに移動すると、タイミング
検出器３５の出力信号のうち突起３７−１に対応
する部分の位相が、第７図に実線と破線と一点鎖
線で示すように変化する。

次に、以上の構成をもつて行なわれる燃料噴射
量の制御について、第８図に示すフローチヤート
に依拠して説明する。エンジンが始動されて、定
常運転における燃料噴射量の制御が開始される
と、電子制御回路２６は本制御ルーチンを図示し
ない他の必要な制御ルーチンと共に繰返し実行す
る。本制御ルーチンはＡより開始され、ステツプ
110では、まず、入力ポートよりエンジンの運転
状態としてアクセルペダル６８の踏み込み量に対
応したアクセルセンサ７０の出力やエンジンの回
転数等を読み込む処理が行なわれる。続くステツ
プ120では、ステツプ110で読み込んだアクセルペ
ダル６８の踏み込み量から燃料噴射量を求め、エ
ンジンの回転数から該燃料噴射量に対応した燃料
噴射時間τを演算する。プランジヤ８の１ストロ
ークによつて吐出される燃料量は決まつており、
エンジンの回転数が増大するに従つて、同じ燃料
量を吐出・噴射する為に必要な時間は短くなるの
で、アクセルの踏み込み量とエンジン回転数とか
ら燃料噴射時間τが求められる。続くステツプ
130では、ステツプ120で求めたタイミングτを出
力ポート６０のカウンタ内にセツトした後、処理
はＢへ抜けて本制御ルーチンを終了する。

本制御ルーチンで出力ポート６０のカウンタに
セツトされたタイミングτを用いて、図示しない
燃料噴射制御ルーチンより、タイミング検出器３
５によつて検出されたパルス信号を基準として、
出力ポートのカウンタを動作（カウントダウン）
させ、カウンタの値が零となつた時、電磁弁２３
へ駆動信号を出力し、ニードル弁２４を開弁して
燃料を低圧側へ溢流させ、燃料噴射量の制御が行
なわれる。

従つて、相対位置変更機構４０の軸４２を、燃
料噴射ポンプ１の外から回転させ、フエースカム
９の回転位相の検出のタイミングを調整して、燃
料圧送ポンプの加圧開始時期に正確に一致させる
なら、燃料噴射ポンプ毎にバラつく加圧開始時期
の検出タイミングを補正したことになり、燃料噴
射量の制御を正確に行なうことができる。具体的
な調整としては、上述の構成を有する内燃機関の
燃料噴射量制御装置を所定の回転数と負荷とによ
り運転しながら燃料の吐出量を測定することによ
り行なうのが簡便である。たとえば回転数
1000rpm、アクセル踏込量半開で運転し、吐出量
が計算上の設定値8.8c.c.／ストロークとなるよう
に、軸４２のヘツド４４を回転し、燃料噴射量を
調整する。この操作によつて、タイミング検出器
３５が発生するパルス信号のプランジヤ８の下死
点に対する回転角度上のズレ（フエースカム９の
回転位相のズレ）の補正が行なわれたことにな
る。

従つて、以上のように構成された本実施例にお
いては相対位置変更機構４０の軸４２を正・逆自
在に回転させることによつて、フエースカム９の
回転位相に対するタイミング検出器３５の出力信
号の位相を、容易に進ませたり送らせたりするこ
とができる。従つて燃料噴射ポンプ毎に存在する
燃料圧送開始時期検出上のズレを容易に補正する
ことができ、正確な燃料噴射量制御を実現するこ
とができる。又、本実施例においては、回転する
パルサ３６は駆動軸２に嵌着されたままであつ
て、その周端面に回転軸方向に対して斜めに形成
された歯列を有し、タイミング検出器３５の位置
を直線的に変更するだけで両者の回転上の相対的
位置を変更し、検出タイミングの補正を行なうこ
とができるよう構成されている。従つて構造が簡
略にできるばかりでなく、駆動軸２のような力の
伝達手段とは切り離された形で相対的位置変更手
段を構成していることから耐久性に優れたものに
もなつている。

以上本発明の実施例について説明したが、本発
明はこのような実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、
種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば、回転体の
周面に、長手方向が回転体軸方向に対して斜めと
なる基準信号発生のための突部を設けると共に回
転体に対向する信号発生部を回転体軸方向に位置
調整できるようにしたため、個々の燃料噴射ポン
プにおいて、信号発生部の位置を調整することに
より電磁弁の開弁タイミングを調整することがで
き、最適な燃料噴射量が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための基本構成図、
第２図ないし第８図は本発明の一実施例を示し、
第２図はその全体構成図、第３図は信号発生手段
の概略構成図、第４図は本実施例の動作を説明す
るためのタイミングチヤート、第５図は回転体の
説明図、第６図は信号発生部と回転体と支持部材
との関係を表わす説明図、第７図は信号発生部の
出力波形図、第８図は制御回路による処理を説明
するためのフローチヤートである。 Ａ……ポンプ室、Ｂ……溢流通路、Ｃ……電磁
弁、Ｄ……信号発生手段、Ｅ……制御回路、Ｆ…
…回転体、Ｇ……突部、Ｈ……信号発生部、Ｉ…
…支持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料噴射ポンプのポンプ室から低圧側へ通じ
   る通路に電磁弁を備えると共に、 該電磁弁の開弁タイミングを定めるための基準
   信号を発生する信号発生手段と、該信号発生手段
   からの基準信号を入力すると機関運転条件に応じ
   て求められた期間が経過した後に開弁指令信号を
   上記電磁弁に出力する制御回路とを備え、 上記電磁弁を開弁させて上記ポンプ室内の高圧
   燃料を上記低圧側へ溢流させ燃料噴射量を決める
   燃料噴射量制御装置において、 上記信号発生手段を、 機関の回転に同期して回転する回転体であつ
   て、周面に、回転軸方向に対して長手方向が斜め
   となる突部を少なくとも１つ有するものと、 上記突部との相対的位置関係に応じて信号を発
   生する信号発生部と、 上記回転体の回転軸方向に該信号発生部の位置
   調整を兼ねて該信号発生部を支持する支持部材と を有する構成とした ことを特徴とする燃料噴射ポンプの燃料噴射量制
   御装置。