JPH0573912B2

JPH0573912B2 -

Info

Publication number: JPH0573912B2
Application number: JP58006384A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Minami; Yoshihisa Kawamura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-01-18
Filing date: 1983-01-18
Publication date: 1993-10-15
Also published as: JPS59131735A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、デイーゼル機関などの燃料噴射ポン
プの燃料噴射装置に関する。

デイーゼル機関においては、燃料噴射量を機関
回転数や要求出力（負荷）に応じて可変的に制御
している。

その制御手段の一例が、第１図に示すような分
配型燃料噴射ポンプで最も広く実用化されている
（日産自動車(株)、昭和53年６月発行1980技術解説
書「デイーゼルエンジン」参照）。

まず燃料は、ポンプ本体の入口１から機関出力
軸に連結したドライブシヤフト２により駆動され
るフイードポンプ３によつて吸引される。

フイードポンプ３からの吐出燃料は、圧力調整
弁４により供給圧を制御されて、ポンプハウジン
グ３１の内部のポンプ室５へと供給される。

ポンプ室５の燃料は、作動部分の潤滑を行なう
と同時に吸入ポート１２を通つて高圧プランジヤ
ポンプ６に送られる。

このポンプ６のプランジヤ７は、ドライブシヤ
フト２に連結したカムデイスク８に固定されてお
り、継手２Ａを介して、前記ドライブシヤフト２
により機関回転に同期して駆動される。

また、カムデイスク８は、機関シリンダ数と同
数のフエイスカム９をもち、回転しながらローラ
リング１０に配設されたローラ１１をこのフエイ
スカム９が乗り越えるたびに、所定のカムリフト
だけ往復運動する。

従つて、プランジヤ７は回転しながら往復運動
をし、この往復運動によつて吸入ポート１２から
吸引された燃料が分配ポート１３よりデリバリバ
ルブ１４を通つて図示しない噴射ノズルへと圧送
される。

一方、燃料の噴射量は、プランジヤ７に形成し
たカツトオフポート１５を被覆するコントロール
スリーブ１６の位置により決められる。例えば、
カツトオフポート１５の開口部がプランジヤ７の
右行により、コントロールスリーブ１６の右端部
を越えると、それまで高圧室６Ａ分から分配ポー
ト１３への圧送されていた燃料が、カツトオフポ
ート１５を通つて低圧のポンプ室５への解放され
るので分配ポート１３への圧送を終了する。

したがつてコントロールスリーブ１６をプラン
ジヤ７に対して右方向に相対的に変位させると、
燃料噴射終了時期が遅くなつて燃料噴射量が増加
し、逆に左方向に変位させると燃料噴射終了時期
が早まつて燃料噴射量が減少するのである。

コントロールスリーブ１６は、図示しないアク
セルペダルと運動するリンクレバー装置１９に支
持され、踏み込み量に応じて変位する。これと同
時にドライブシヤフト２の回転で駆動されるガバ
ナ機構１８は、リンクレバー装置１９を補正制御
して、アクセル開度に対応した機関回転数を常に
一定に保つべく燃料噴射量を増減する。

このリンクレバー装置１９は、コレクタレバー
２１、テンシヨンレバー２２、スタートレバー２
３およびスタートスプリング２４よりなる。

コレクタレバー２１は支点Ｂを中心に回動自在
にポンプハウジング３１に支持され、圧縮スプリ
ング２５によつて、フルロードアジヤストスクリ
ユー２６に押しつけられて静止している。

また、テンシヨンレバー２２とスタートレバー
２３はこのコレクタレバー２１に支点Ａを中心に
回動自在に設けられ、テンシヨンレバー２２には
コントロールレバー２０の回動に伴つてコントロ
ールシヤフト２７を介して増減するテンシヨンス
プリング２８の付勢力が与えられ、この付勢力が
スタートスプリング２４を介してスタートレバー
２３に伝達され、スタートレバー２３を後述する
ガバナ機構１８のガバナスリーブ１８ｆに押し付
けている。

そして、このスタートレバー２３にボールジヨ
イント１８ｇを介して上記コントロールスリーブ
１６が支持される。

したがつて、レバー２０を回動してテンシヨン
スプリング２８の張力を強めれば、テンシヨンレ
バー２２が反時計方向に回動し、スタートスプリ
ング２４を介してスタートレバー２３を押し、支
点Ａを中心にしてコントロールスリーブ１６を右
方へ移動させて燃料噴射量を増量させる。

一方、ガバナ機構１８は、噴射ポンプ本体の上
層部に内蔵され、ギヤ１８ａと一体的に構成され
たフライウエイトホルダ１８ｂにはフライウエイ
ト１８ｃが接合点１８ｄを中心に回動自在にとり
つけられている。フライウエイトホルダ１８ｂ
が、ギヤ１８ａを介して伝えられるドライブシヤ
フト２の回転に従つてガバナシヤフト１８ｅを中
心に摺動回転すると、フライウエイト１８ｃも回
動し接合点１８ｄを中心に回転遠心力をうけ拡が
る。例えば、アクセル開度が変わらないのに回転
数が上昇したとすると、ガバナシヤフト１８ｅに
嵌合し、かつフライウエイト１８ｃに係合するガ
バナスリーブ１８ｆは、フライウエイト１８ｃに
おされて前進する。このガバナスリーブ１８ｆの
前進に伴つて、スタートレバー２３が、スタート
スプリング２４の押圧力に抗して支点Ａを中心に
回動し、コントロールスリーブ１６を図中左方へ
移動させて燃料噴射量を減少させる。このため回
転数が下降してアクセル開度に対応した機関回転
数に収束するのである。

また、燃料の噴射時期はローラリング１０を回
動させることにより制御される。

具体的にはカムデイスク８のフエイスカム９が
ローラ１１に乗り上げたときに燃料が噴射される
ので、例えばカムデイスク８の回転方向と逆方向
にローラリング１０を回動させると、フエイスカ
ム９のローラ１１に乗り上げる時期がそれだけ早
くなるため、燃料の機関クランク角に対する噴射
時期が早まる。

そのために、ローラリング１０はタイマスライ
ドピン２９を介してタイマピストン３０に回動自
在に嵌合されている。

シリンダ３０Ａの中で摺動するタイマピストン
３０の端面の高圧室３２には、通路３３を経てポ
ンプ室５の燃圧が導かれ、また反対側の低圧室３
４はフイードポンプ３の吸込側に連通して負圧に
近い状態になるが、スプリング３５の弾性力でタ
イマピストン３０を押し戻している。なお、第１
図はタイマピストン３０の軸線を90度回転させた
状態を示しており、実際にはローラリング１０の
回転接線方向に一致する。同様に説明の便宜上か
らフイードポンプ３の軸線も90度回転させたもの
が同一図中に図示してある。

ポンプ室５の燃圧はフイードポンプ３の回転数
に比例して上昇するので、タイマピストン３０は
機関回転数の上昇に伴つて、左方へと押され、こ
れによりカムデイスク８の回転と逆方向へローラ
リング１０を回動し、噴射時期を相対的に早める
ように作用する。

ところで、この装置では噴射率（単位クランク
角に対する噴射量）がプランジヤ径とフエイスカ
ム９のプロフイルによつて定まるプランジヤ速度
によつて一義的に決まつており運転条件に合わせ
て噴射率を変化させることが出来なかつた。この
ため、例えば高負荷域に噴射率をマツチングする
と、アイドル時及び低負荷域で初期噴射率が高く
なり一時的に混合気が濃くなつて燃焼初期の熱発
生率を高め、燃焼騒音レベル並びにNO_xエミツ
シヨンレベルが増大するという問題点があつた。

そこで本発明は設定した運転状態では主噴射の
前にパイロツト噴射を行ない一度に燃料が噴射さ
れないようにしてこれらの運転状態での燃焼騒音
とNO_xエミツシヨンの低減を図ることを目的と
する。

そのため、本発明は機関の負荷を検出する手段
と、機関のクランク角の基準位置及び単位角度を
検出する手段と、これらの検出手段からの信号に
基づき主噴射の噴射量及び噴射時期を演算する手
段と、この演算手段からの信号に基づき機関に同
期して回転しつつ往復動するプランジヤにより燃
料が吸引・吐出される高圧室への燃料供給通路に
介装される電磁弁を開閉駆動させる手段とを備え
たデイーゼル機関の燃料噴射ポンプにおいて、運
転状態を検出する手段と、この運転状態検出手段
からの信号に基づきパイロツト噴射の噴射量及び
噴射時期を演算する手段と、この演算手段からの
信号に基づき前記電磁弁を開閉駆動させる手段と
を設けるとともに、機関の不安定量を検出する手
段と、この機関不安定量検出手段からの信号に基
づき機関不安定量が適正状態になるようにこの機
関不安定量に対して前記パイロツト噴射の噴射時
期をフイードバツク制御する手段とを設ける。

以下図示実施例に基づいて説明する。

第２図は本発明の第１実施例の要部断面図、第
３図は第２図のＡ−Ａ断面図である。

図中、ポンプ室５と高圧室６Ａを連通する燃料
供給通路４３がポンプハウジング３１及びプラン
ジヤバレル３６に形成され、この燃料供給通路４
３には後述する制御回路からの信号により開閉す
る電磁弁４４が介装される。

この電磁弁４４が閉じている状態ではプランジ
ヤ７が右方へ移動して高圧室６Ａの燃料を加圧す
る一方、プランジヤ７が回転して分配スリツト３
８が分配ポート１３（第１図参照）と連通し、高
圧室６Ａの高圧燃料はセンタ孔３７、分配スリツ
ト３８から分配ポート１３、燃料通路４２ａ（第
３図）、デリバリバルブ１４（分配ポート１３、
デリバリバルブ１４は第２図には図示していない
ので第１図を参照のこと）を経て図示しない噴射
ノズルへと圧送されるようになつている。

タイマスライドピン２９はポンプハウジング３
１に固定されており、フエイスカム９は運転状態
にかかわらず常に所定の位置でリフトする。

４０はヘツドプラグ、４１は高圧室６Ａからの
燃料漏れを防止するワツシヤである。

その他の構成要素は第１図と同一であり同一構
成要素には同一符号を付してその説明は省略す
る。

第４図は電磁弁４４の拡大断面図で、これにつ
いて説明すると、図中ノズル４４ａにねじ部４４
ｂを形成しており、このねじ部４４ｂをポンプハ
ウジング３１及びプランジヤバレル３６にねじ込
むことにより電磁弁４４は固定される。

ノズル４４ａに形成される弁室４４ｃは通路４
４ｄを通して高圧室６Ａに連通するとともに、通
路４４ｅ、燃料供給通路４３を介してポンプ室５
に連通している。

弁室４４ｃには針状の弁体（ニードル）４４ｆ
が嵌装されるとともに、ノズル４４ａより右のケ
ース４４ｇ内には、弁体４４ｆの周囲に固定され
るアマチユア４４ｉ、アマチユア４４ｉを吸引す
るコア４４ｊ，４４ｋ、コア４４ｊ，４４ｋを励
磁するソレノイド４４ｌ，４４ｍ、ソレノイド４
４ｌ，４４ｍへの制御信号が供給される端子４４
ｎ，４４ｐ、弁体４４ｆを図で右方に付勢するス
プリング４４ｑが収納されている。

さらにケース４４ｇの右には弁体４４ｆが摺動
するシリンダ４４ｒをカバー４４ｓが固定すると
ともに、弁体４４ｆには軸中心に弁室４４ｃとシ
リンダ４４ｒ内の背圧室４４ｔとを連通する圧力
バランス通路４４ｕが貫通され、通路４４ｄには
計量オリフイス４４ｖが設けられている。

このため、常時はスプリング４４ｑの右方への
付勢力でアマチユア４４ｉをコア４４ｊから離間
し、弁体４４ｆが弁室４４ｃを開くようにしてい
るが、所定のクランク角で後述する制御回路から
ソレノイド４４ｌに通電されると、コア４４ｊが
励磁してアマチユア４４ｉを吸引し弁体４４ｆが
弁室４４ｃを閉じることになる。

このソレノイド４４ｌへの通電を止めるとスプ
リング４４ｑにより弁体４４ｆは弁室４４ｃを開
くことになるが、応答性を高めるため、ソレノイ
ド４４ｌへの通電を止めると同時にソレノイド４
４ｍに通電し、コア４４ｋを励磁してアマチユア
４４ｉを吸引し、スプリング４４ｑとともに弁体
４４ｆを右方へ付勢するようにしている。

さらに、プランジヤ７が右方へ移動する噴射行
程にこの電磁弁４４が閉じると、高圧室６Ａの燃
料が加圧されるに伴い通路４４ｄの燃圧も上昇
し、この燃圧が弁体４４ｆに右方への開弁力とし
て作用することになるが、一方この燃圧は圧力バ
ランス通路４４ｕを介して背圧室４４ｔに達し、
この背圧室４４ｔの燃圧が弁体４４ｆに今度は左
方への閉弁力として作用することになり、これら
の力が丁度打ち消されるので、ソレノイド４４
ｌ，４４ｍによる電磁力は弁体４４ｆ、アマチユ
ア４４ｉの重量と燃料の粘性に抗する力との合計
に対抗できればよく、比較的小さな電磁力でも、
高圧燃料にかかわらず開閉作動できるようになつ
ている。

次に、このような電磁弁４４の作動であるが、
例えば低負荷域について第９図で説明する。

フエイスカム９（第２図）はプランジヤ７（第
２図）がリフトして通常の噴射（主噴射）を行う
特性に、更にカムリフトの初期にも所定期間プラ
ンジヤ７がリフトしてパイロツト噴射を行うよう
にリフト特性を設定する（第９図上）。

このリフト特性に合わせて電磁弁４４は主噴射
以外にパイロツト噴射時にも閉弁し、合計２度の
閉弁を行なうように設定する。

すなわち、基準点を基準パルスS₁（後述する）
の立上り時点に選ぶと、電磁弁４４は基準点から
所定のクランク角θ₃経過後θ₄の期間、主噴射のた
めに閉弁し、更に基準点から所定のクランク角θ₁
経過後θ₂の期間、パイロツト噴射のために閉弁す
るように設定するのである（但しθ₁＋θ₂＜θ₃とす
る）。

以上の構成による作用を第２図に基づき説明す
る。

フエイスカム９が１つのローラ１１（第１図参
照）から降りる吸入行程で、ポンプ室５の燃料は
燃料供給通路４３から開弁状態の電磁弁４４を経
て高圧室６Ａに供給される。

フエイスカム９が次のローラに乗り上げ、プラ
ンジヤ７が右方へ移動すると、高圧室６Ａの燃料
は開弁状態の電磁弁４４を通つてポンプ室５に逃
げるため加圧されないが、基準点（基準パルスS₁
の立上り時点）からθ₁経過し電磁弁４４が閉じる
と、高圧室６Ａの燃料は閉じ込められて加圧さ
れ、この高圧燃料はセンタ孔３７に流入し、続い
て分配スリツト３８と分配ポート１３（第１図参
照）が連通すると、高圧燃料は燃料通路４２ａ
（第３図）から図示しないデリバリバルブのスプ
リングを押して開き、噴射ノズルを経て機関の燃
焼室内に供給される。これは主噴射の前に行われ
るパイロツト噴射であり、噴射量が分割されるた
め全体としての噴射率が下がることになり、次の
主噴射での急激な燃焼が避けられる。

このパイロツト噴射が所定期間θ₂続いた後電磁
弁４４は一旦開く。

次に基準点よりθ₃（θ₁＋θ₂＜θ₃）経過すると電
磁弁４４は再び閉じ、前述のように高圧室６Ａの
燃料が燃焼室に供給され、主噴射が所定期間θ₄行
われる。

分配ポート１３（第１図参照）はプランジヤ７
の周囲にシリンダ数と同数あるので、プランジヤ
７が一往復して１番目の燃料通路４２ａ（第３図）
から燃料が圧送されたとすると、次からのプラン
ジヤ７の一往復毎に燃料通路４２ｂ，４２ｃ，４
２ｄから順次燃料が圧送され、全気筒への燃料の
供給が終了する。

従つて基準点からの所定角θ₁、所定期間θ₂はそ
れぞれパイロツト噴射の噴射時期、噴射期間を、
また基準点からの所定角θ₃（θ₁＋θ₂＜θ₃）、所定期
間θ₄はそれぞれ主噴射の噴射時期、噴射期間に対
応することになる。

このため、燃料噴射は電磁弁４４の通常の閉弁
期間θ₄に燃料が圧送される主噴射の他に、低負荷
時には主噴射の前に燃料が閉弁期間θ₂に圧送され
てパイロツト噴射が行われ、低負荷域での噴射率
を押さえて燃焼特性を改善している。

次にこのような電磁弁４４を開閉駆動させる制
御回路について、第７図の概略のブロツク構成図
で述べる。

５０は機関の負荷を検出する手段としてのアク
セルセンサで、アクセルペダルの開度信号を出力
する。

５１はクランク角の基準位置（例えば上死点あ
るいは下死点等）を検出する手段としての基準パ
ルス検出装置で基準パルスS₁を出力し、５２はク
ランク角の単位角度を検出する手段としての単位
パルス検出装置で単位パルス（１〜２度程度の微
細な角度）S₂を出力する（実際にはクランクプー
リに固定されるシグナルデイスクプレートに取付
けられるクランク角センサにて基準パルスS₁及び
単位パルスS₂を発生している）。

機関の運転状態を検出する手段は例えば車輌の
トランスミツシヨンがニユートラルでハイレベル
の信号を出力するニユートラルスイツチ、機関回
転数が所定回転数以下でハイレベルとなる回転数
スイツチ、アクセル開度が所定値以下でハイレベ
ルとなるアクセルスイツチあるいは機関冷却水温
が所定値以下でハイレベルとなる水温スイツチな
どのうち少なくともいずれか１つから構成され、
ここではニユートラルスイツチ５３を例示する。

機関の不安定量を検出する手段は例えば機関の
振動量を検出する振動センサあるいは燃焼圧力を
検出する燃焼圧力センサなどのうちいずれか１つ
から構成され、これら振動センサ、燃焼圧力セン
サの具体的構造の一例を第５図、第６図に示し、
第７図では振動センサ５４を例示する。

具体的構造についてまず説明すると、第５図の
振動センサ５４は機関の振動を電磁誘導を利用し
て電圧変化に変換するセンサで、具体的には振動
センサ５４のハウジング５４ａ内にコイル５４
ｃ，５４ｃ及びコア５４ｄを固定しておき、永久
磁石５４ｅをコア５４ｄに対抗して設ける。但
し、永久磁石５４ｅは図で上下に振動し得るよう
になつており、ハウジング５４ａに形成したねじ
部５４ｂにより機関（エンジンブロツク等）に取
付けられると、機関振動に同期して振動する。

コア５４ｄは永久磁石５４ｅにより磁気回路を
形成するが、永久磁石５４ｅの振動はこの磁気回
路の磁束を変化させ、電磁誘導によりコイル５４
ｃ，５４ｃに起電力を生じさせる。

従つて機関振動に応じた電気信号が端子５４
ｆ，５４ｆより出力されることになる。

第６図の燃焼圧力センサ５５は筒内の燃焼圧力
を圧電素子を利用して電圧変化に変換する圧力セ
ンサで具体的には圧力センサ５５のハウジング５
５ａに、圧電素子５５ｃを両側から挾んだ圧力伝
達部材５５ｄ，５５ｄをセラミツク部材５５ｅを
介してリテーナ５５ｆにより固定しており、ハウ
ジング５５ａに形成したねじ部５５ｂによりシリ
ンダヘツド（燃焼室壁）に取付けられると、筒内
の燃焼圧力は圧力伝達部材５５ｄを介して圧電素
子５５ｃに伝達される。

圧電素子５５ｃはこの燃焼圧力に応じて電気分
極を変え、これが電圧変化としてリード線５５ｇ
から出力されるようになつている。

第７図に戻り、５７はセンサ５０〜５４からの
信号に基づき噴射量及び噴射時期を演算する手段
としての制御信号発生回路で、マイクロプロセツ
サ（MPU）５８、入力インターフエイス（IN）
５９、出力インターフエイス（OUT）６０、読
み出し専用メモリ（ROM）６１、書き込みと読
み出しが出来るメモリ（RAM）６２から構成さ
れ、更に後述する。

６３は制御信号発生回路５７からの制御信号に
基づき低電圧電源６４（８〜10V程度の電圧を発
生する）及び高電圧電源６５（60〜70V程度の電
圧を発生する）の出力電圧の電磁弁４４に対する
印加をオン・オフする一種のスイツチング回路と
しての駆動回路である。

第８図は制御信号発生回路５７及び駆動回路６
３の具体的なブロツク構成図である。

６７は計算処理回路で、単位パルス検出装置５
２からの単位パルスS₂を入力し、この単位パルス
S₂の周波数に比例する機関回転数Ｎを計算する。

６８，６９はアクセルセンサ５０、基準パルス
検出装置５１、単位パルス検出装置５２、計算処
理回路６７からの４つの信号に基づきパイロツト
噴射、主噴射の噴射量及び噴射時期を演算するパ
イロツト噴射信号発生回路、主噴射信号発生回路
である。

これら信号発生回路６８，６９は構成を同一に
しているので信号発生回路６８について詳述し、
信号発生回路６９については信号発生回路６８と
の相違点だけを述べることにする。

７０，７１は計算処理回路でアクセル開度信号
と機関回転数信号Ｎを入力し、アクセル開度と機
関回転数に対して読み出し専用メモリ６１（第７
図）に予め記憶されたデータからテーブルルツク
アツプによつてそれぞれ所定値θ₁，θ₂をそれぞれ
計算する。

７２は暗電流パルス計算処理回路で、計算処理
回路７０からの所定値θ₁から、予め設定された所
定値θ₀を差引きθ₁−θ₀（但しθ₁−θ₀＞０）を計算
す
る。

７６，７７，７８はカウンタで基準パルスS₁、
信号S₁₂を端子Ｓに、単位パルスS₂を端子CLに入
力しており、端子Ｓに入力するセツト信号（基準
パルスS₁、信号S₁₂）によつてセツトされ、端子
CLに入力する信号（単位パルスS₂）を計数する。

８２，８３，８４は比較器でカウンタ７６，７
７，７８からの信号S₅，S₆，S₇と計算処理回路７
２，７０，７１からの信号とを入力し、カウンタ
７６，７７，７８からの計算処理回路７２，７
０，７１で予め設定された値（基準値）θ₁−θ₀、
θ₁、θ₂（θ₁−θ₀＜θ₁）を越えるとハイレベルとな
る
信号をそれぞれ出力する。

また、カウンタ７６，７７，７８はこの比較器
８２，８３，８４から信号S₈，S₉，S₁₀を端子Ｒ
に入力しており、端子Ｒに入力するリセツト信号
（信号S₈，S₉，S₁₀）によつてリセツトされる（信
号S₈，S₉，S₁₀がハイレベルになるとすぐにリセ
ツトされる）ため、信号S₈，S₉，S₁₀は非常に幅
の狭いパルスを有する信号となる。

８８，８９はRSフリツプフロツプで比較器１
０５（後述する）からの信号S₁₁、単安定マルチ
バイブレータ９２からの信号S₁₄を端子Ｓに、信
号S₉，S₁₀を端子Ｒに入力しており、端子Ｓに入
力するセツト信号（信号S₁₁，S₁₄）によつてセツ
トされて端子Ｑからハイレベル信号を出力し、端
子Ｒに入力するリセツト信号（信号S₉，S₁₀）に
よつてそれぞれリセツトされる。

９２，９３は単安定マルチバイブレータで比較
器１０６（後述する）からの信号S₁₂，RSフリツ
プフロツプ８９からの信号S₁₅を端子Ｂ，Ａに入
力しており、端子Ｂ，Ａに入力するセツト信号
（信号S₁₂，S₁₅）によつてセツトされて端子Ｑか
らハイレベルの信号を出力し所定時間t₁，t₂後に
は自動的にリセツト状態に戻る。

信号発生回路６９については信号発生回路６８
の計算処理回路７０，７１，７２の設定値がθ₁，
θ₂，θ₁−θ₀（θ₁−θ₀＜θ₁）であるのに対し、計算
処
理回路７３，７４，７５の設定値がθ₃，θ₄，θ₃−
θ₀（但しθ₃−θ₀＜θ₃、θ₁＋θ₂＜θ₃）であること
を除
けば同一の構成であり、RSフリツプフロツプ８
８，８９、単安定マルチバイブレータ９２，９３
が信号S₁₃，S₁₄，S₁₅，S₁₆を出力するのに対し、
RSフリツプフロツプ９０，９１、単安定マルチ
バイブレータ９４，９５は信号S₁₇，S₁₈，S₁₉，
S₂₀を出力する。

１００，１０１，１０２はアンド回路でニユー
トラルスイツチ５３からの信号と信号S₁₃，S₁₄，
S₁₅を入力し、ニユートラルスイツチ５３がハイ
レベルのとき（無負荷状態のとき）信号S₁₃，
S₁₄，S₁₅を出力する。

９６，９７，９８，９９はアンド回路１００，
１０１，１０２からの信号S₁₃，S₁₄，S₁₅、単安
定マルチバイブレータ９３からの信号S₁₆と信号
S₁₇，S₁₈，S₁₉，S₂₀を入力し、２つの信号が重ね
合せられた信号S₂₁，S₂₂，S₂₃，S₂₄を出力する。

１０３は機関振動量が適正状態になるようにこ
の機関振動量に対してパイロツト噴射の噴射時期
をフイードバツク制御する手段としての補正回路
で計算処理回路１０４、比較器１０５，１０６か
ら構成されており、計算処理回路１０４は振動セ
ンサ５４からの振動量信号を入力し、振動量に対
して読み出し専用メモリ６１（第７図）に予め記
憶されたデータからテーブルルツクアツプによつ
て噴射時期の補正値αを求めθ₁−αを計算する。
ここでα＞０のときは設定値よりも振動量が多く
機関が不安定なことを示し、α＜０のときは設定
値よりも振動量が少ないことを示す。

比較器１０５，１０６は計算処理回路１０４か
らの信号と比較器８２，８３からの信号S₈，S₉を
入力し、θ₁をθ₁−αに置き換える。例えばα＞０
ではθ₁−α＜θ₁であり、信号S₈，S₉の立上り時期
をαだけ早める。逆にα＜０ではθ₁−α＞θ₁であ
り立上り時期を｜α｜だけ遅らせる。

１０７，１０８，１０９，１１０はパワートラ
ンジスタで、信号S₂₁，S₂₂，S₂₃，S₂₄をベースに
入力しており、信号S₂₁，S₂₂，S₂₃，S₂₄のハイレ
ベル時にベース電流が流れて導通し、低電圧電源
６４ａ，６４ｂ、高電圧電源６５からの電圧V₁
（約10V）、V₂（約70V）、V₃（約8V）をソレノイド
４４ｌ，４４ｍにそれぞれ印加する。

１１１，１１２は逆流防止用のダイオード、１
１３，１１４は電流の流れ過ぎを防止するドロツ
ピングレジスタ（抵抗）である。

以上の構成による作用を第８図、第９図のタイ
ミングチヤート図に基づいて説明する。

アクセルセンサ５０からのアクセル開度信号、
基準パルス検出装置５１からの基準パルスS₁、単
位パルス検出装置５２からの単位パルス５２、計
算処理回路６７で計算される機関回転数信号の合
計４つの信号はパイロツト噴射信号発生回路６
８、主噴射信号発生回路６９に入力してパイロツ
ト噴射信号、主噴射信号を出力するが、信号発生
回路６８，６９は共に同一の構成であるため、信
号発生回路６８を詳述する。

基準パルスS₁、単位パルスS₂は第９図のように
与えられ、基準パルスS₁の立上る時点を基準点と
する。

計算処理回路７０，７１ではアクセル開度信号
と機関回転数信号とからテーブルルツクアツプに
よつて所定値θ₁，θ₂がそれぞれ計算され、計算処
理回路７２では計算処理回路７０で計算された所
定値θ₁より予め設定された所定値θ₀が差引かれθ₁
−θ₀（θ₁−θ₀＞０）が計算される。

カウンタ７６，７７は端子Ｓに入力する基準パ
ルスS₁によつてセツトされ、端子CLに入力する
単位パルスS₂を計数し、段階的に増加する信号
S₅，S₆をそれぞれ出力する（信号S₅についてのみ
第９図に示す）。

比較器８２，８３は信号S₅，S₆と計算処理回路
７２，７０からの信号とを比較し、信号S₅，S₆の
値が所定値θ₁−θ₀、θ₁（θ₁−θ₀＞０）を越えると
ハ
イレベルとなる信号S₈，S₉をそれぞれ出力する
が、この信号S₈，S₉はカウンタ７６，７７の端子
Ｒにすぐに入力してカウンタ７６，７７をリセツ
トするため信号S₈，S₉は非常に幅の狭いパルスを
有する信号となる。従つて信号S₈，S₉は第９図の
ように基準点（基準パルスS₁の立上り時点）から
それぞれθ₁−θ₀、θ₁（θ₁−θ₀＜θ₁）経過後にハイ
レ
ベルとなる。

比較器１０５，１０６は後述するように、この
信号S₈，S₉の立上り時期を機関振動量に対してフ
イードバツク制御する（立上り時期を早めたり遅
らせたりする）が、ここでは機関振動量が適正状
態にあるものとすると、比較器１０５，１０６は
信号S₈，S₉の立上り時期を変更しないため、比較
器１０５，１０６を無視し、信号S₈，S₉が直接
RSフリツプフロツプ８８、単安定マルチバイブ
レータ９２に入力すると考えて差支えない。

RSフリツプフロツプ８８は端子Ｓに入力する
信号S₈によつてセツトされ、端子Ｒに入力する信
号S₉によつてリセツトされるため、端子Ｑからは
基準点からθ₁−θ₀（θ₁−θ₀＞０）経過後に所定期
間θ₀ハイレベルとなる信号S₁₃を第９図のように
出力する。

単安定マルチバイブレータ９２は端子Ｂに入力
する信号S₉によつてセツトされ、所定時間t₁後に
自動的にリセツトされるため、基準位置からθ₁経
過後に所定期間t₁の間ハイレベルとなる信号S₁₄
を第９図のように出力する。

一方、カウンタ７８は端子Ｓに入力する信号S₉
によつてセツトされ、端子CLに入力する単位パ
ルスS₂を計数し、段階的に増加する信号S₇を出力
し、比較器８４は信号S₇と計算処理回路７１から
の信号とを比較し、信号S₇の値が所定値θ₂を越え
るとハイレベルとなる信号S₁₀を出力するが、こ
の信号S₁₀はカウンタ７８の端子Ｒにすぐに入力
してカウンタ７８をリセツトするため、信号S₁₀
は信号S₈，S₉と同じく非常に幅の狭いパルスを有
する信号となる。従つて信号S₁₀は第９図のよう
に基準点からθ₁＋θ₂経過後にハイレベルとなる。

RSフリツプフロツプ８９は端子Ｓに入力する
信号S₁₄によつてセツトされ、端子Ｒに入力する
信号S₁₀によつてセツトされるため、端子Ｑから
は基準点からθ₁経過後に所定期間θ₂ハイレベルと
なる信号S₁₅を第９図のように出力する。

単安定マルチバイブレータ９３は端子Ａに入力
する信号S₁₅によつてセツトされ、所定時間t₂後
に自動的にリセツトされるため、基準位置からθ₁
＋θ₂経過後に所定時間t₂の間ハイレベルとなる信
号S₁₆を第９図のように出力する。

他方、信号発生回路６９については詳細な説明
を省略するが、信号発生回路６８と同様にして
RSフリツプフロツプ９０，９１、単安定マルチ
バイブレータ９４，９５から信号S₁₇，S₁₉，S₁₈，
S₂₀が出力され、これらの信号S₁₇，S₁₈，S₁₉，S₂₀
は信号S₁₃，S₁₄，S₁₅，S₁₆の右隣に示される。

無負荷状態ではニユートラルスイツチ５３がハ
イレベルの信号を出力するためアンド回路１０
０，１０１，１０２は信号S₁₃，S₁₄，S₁₅を出力
し、オア回路９６，９７，９８はこれらの信号
S₁₃，S₁₄，S₁₅と信号S₁₇，S₁₈，S₁₉を重ね合わせ
た信号S₂₁，S₂₂，S₂₃をそれぞれ第９図のように
出力する。またオア回路９９は信号S₁₆と信号S₂₀
を重ね合せた信号S₂₄を第９図のように出力する。

これらの信号S₂₁，S₂₂、S₂₃，S₂₄が駆動回路６
３に入力すると、トランジスタ１０７，１０８，
１０９，１１０は信号S₂₁，S₂₂，S₂₃，S₂₄のハイ
レベル時にベース電流が流れて導通し、低電圧電
源６４ａ，６４ｂ、高電圧電源６５からの電圧
V₁（約10V）、V₂（約70V）、V₃（約8V）を電磁弁
４４のソレノイド４４ｌ，４４ｍに印加する。

従つて、駆動回路６３はソレノイド４４ｌに三
段階の電圧値V₁（約10V）、V₂（約70V）、V₃（約
8V）を有する駆動信号S₃を、またソレノイド４
４ｍに一段階の電圧値V₂（約70V）を有する駆動
信号S₄を第９図のようにそれぞれ出力する。

すなわち、V₁（約10V）は電磁弁４４を閉じる
程ではなく応答速度を高めるために予め流す暗電
流を与える電圧、V₂（約70V）は応答良く敏速に
閉弁駆動させる大電流を与える電圧（これは信号
S₃についてであり、信号S₄についてのV₂は応答
良く開弁駆動させる電圧である）、V₃（約8V）は
一旦閉じた電磁弁４４を閉弁状態に保持する保持
電流を与える電圧である。

従つて、これらの駆動信号S₃，S₄により、電磁
弁４４は基準点からθ₁経過後に所定期間θ₂閉弁す
るとともに、基準点からθ₃（θ₁＋θ₂＜θ₃）経過後
に所定期間θ₄閉弁することになり、電磁弁４４は
基準点からθ₃経過後に所定期間θ₄閉弁して主噴射
を行うとともに、無負荷時には主噴射の前に基準
点からθ₁経過後に所定期間θ₂閉弁してパイロツト
噴射を行いアイドル時等の無負荷時には燃料を二
度に分割して噴射し噴射率を低くして燃焼圧力が
急激なピータを持たないように燃焼を改善してい
る。

一方、計算処理回路１０４は振動センサ５４か
らの機関振動量信号からテーブルルツクアツプに
よつて噴射時期の補正値αを求めθ₁−αを計算す
る。

例えば機関の振動量が適正状態として設定され
た値よりも多く機関が不安定の状態ではα＞０で
あるため、比較器１０５，１０６が計算処理回路
１０４からの補正信号と、比較器８２，８３から
の信号S₈，S₉を入力すると、信号S₈，S₉の立上る
時期θ₁−θ₀，θ₁（θ₁−θ₀＞０）をαだけ早める。

これは電磁弁４４の閉弁時期θ₁を早め、このθ₁
はパイロツト噴射の噴射時期に対応するので、機
関が不安定であれば早めにパイロツト噴射が行わ
れて機関を適正状態に戻すようにしている。

逆に、機関の振動量が設定値よりも少ない場合
はα＜０であるため信号S₈，S₉の立上る時期θ₁−
θ₀，θ₁（θ₁−θ₀＞０）を｜α｜だけ遅らせ、パイ
ロツト噴射を遅らせて行い、機関を同じく適正状
態に戻すようにしている。

すなわち、補正回路１０３は機関振動量に応じ
てパイロツト噴射の噴射時期を進遅補正してい
る。

また、無負荷状態以外ではニユートラルスイツ
チ５３がハイレベルの信号を出力しないため、ア
ンド回路１００，１０１，１０２は信号S₁₃，
S₁₄，S₁₅を出力せず、信号S₂₁，S₂₂，S₂₃は信号
S₁₇，S₁₈，S₁₉と等しく、パイロツト噴射信号発
生回路６８は信号を発生しないことになる。

すなわち、無負荷状態以外ではパイロツト噴射
は必要でなく、主噴射時に一度に燃料を噴射して
燃焼圧力を高め、機関出力の向上を図るのであ
る。

この実施例ではパイロツト噴射を無負荷状態の
ときに行うように設定しているが、その他アクセ
ルセンサにより検出される低負荷域、機関回転数
センサにより検出される低回転域、水温センサに
より検出される冷間時のそれぞれ、あるいはこれ
らの組合せの領域でパイロツト噴射を行わせるよ
うに設定すれば、設定した運転領域で燃焼状態を
改善できることはもちろんである。

以上のように本発明によれば、設定した運転領
域では主噴射の前にパイロツト噴射を行い、噴射
量を２度に分けて供給し噴射率を低く押さえたの
で、設定運転領域の燃焼騒音及びNOxエミツシ
ヨンの低減を図ることが出来るという効果が得ら
れる。

更に本発明では機関の不安定量を検出し、この
不安定量が適正状態になるようにこの不安定量に
対してパイロツト噴射の噴射時期をフイードバツ
ク制御しているので、設定運転領域での機関安定
性が向上するという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の断面図、第２図は本発明の
第１実施例の要部断面図、第３図は第２図のＡ−
Ａ断面図、第４図は第２図の電磁弁の拡大断面
図、第５図は振動センサの一例の断面図、第６図
は燃焼圧力センサの一例の断面図、第７図は前記
電磁弁を駆動する制御手段のブロツク構成図、第
８図は制御信号発生回路と駆動回路の一例の詳細
なブロツク構成図、第９図はタイミングチヤート
図である。６Ａ…高圧室、７…プランジヤ、４３…燃料供
給通路、４４…電磁弁、５０…アクセルセンサ、
５１…基準パルス検出装置、５２…単位パルス検
出装置、５３…ニユートラルスイツチ、５４…振
動センサ、５５…燃焼圧力センサ、６３…駆動回
路、６８…パイロツト噴射信号発生回路、６９…
主噴射信号発生回路、１０３…補正回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１機関の負荷を検出する手段と、機関のクラン
ク角の基準位置及び単位角度を検出する手段と、
これらの検出手段からの信号に基づき主噴射の噴
射量及び噴射時期を演算する手段と、この演算手
段からの信号に基づき機関に同期して回転しつつ
往復動するプランジヤにより燃料が吸引・吐出さ
れる高圧室への燃料供給通路に介装される電磁弁
を開閉駆動させる手段とを備えたデイーゼル機関
の燃料噴射ポンプにおいて、運転状態を検出する
手段と、この運転状態検出手段からの信号に基づ
きパイロツト噴射の噴射量及び噴射時期を演算す
る手段と、この演算手段からの信号に基づき前記
電磁弁を開閉駆動させる手段とを設けるととも
に、機関の不安定量を検出する手段と、この機関
不安定量検出手段からの信号に基づき機関不安定
量が適正状態になるようにこの機関不安定量に対
して前記パイロツト噴射の噴射時期をフイードバ
ツク制御する手段とを設けたことを特徴とする燃
料噴射ポンプの燃料噴射装置。