JPH07502584A - 内燃機関用燃料噴射ポンプ - 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】 内燃機関用燃料噴射ポンプ 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念による燃料噴射ポンプに関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２２４６０５６号公報から公知のこの種の燃料 噴射ポンプでは、ポンプピストン（このピストンの端面によってポンプ動作室が 仕切られている）が、シリンダライナ内を軸方向に移動する。またシリンダ壁部 内に配置された制御開口部を通過横断することにより噴射開始を制御するポンプ ピストンの端面側における制御縁部は、（燃料を）供給すべき内燃機関の定格負 荷範囲を制御する、制御開口部に対するポンプピストンの回動調整位置範囲の中 で次のように面取り加工されている。すなわち噴射開始が当該の回動調整位置範 囲の中でより遅く開始される方向に遅延されるように面取り加工されている。

このような構成は、比較的大きな負荷範囲に対する噴射開始の最適化を可能にす る他に、ポンプ動作室内の高い最大燃圧をその他の動作時点においても可能にす る。なぜならばこれによって定格負荷範囲に依存することのない適合化が行われ 得るようになるからである。

それにより公知の燃料噴射ポンプにおいては最大燃圧のアップが、この場合の構 成要素の機械的負荷受容能力の最大許容限界値を越えることなく燃料噴射ポンプ の全ての動作範囲において達成される。

しかじがらこの場合、公知の燃料噴射ポンプの設計仕様においては内燃機関の排 気の最適化のために噴射開始が遅延設定されるように構成されていなければなら ない。なぜなら内燃機関がまだ暖まっていない動作状態においては負荷が最低範 囲にあるかないしは負荷がゼロの場合に白煙が生じるからである。この白煙によ っては、このような動作状態における供給すべき内燃機関からの有害物質の排出 が高まる。

発明の利点 請求の範囲第１項に記載の本発明による燃料噴射ポンプによって得られる利点は 、送出開始とそれに伴う噴射開始を制御するポンプピストンの制御エツジに切欠 き（凹欠）領域を形成よることによって、負荷がゼロかないしは比較的僅かな場 合の送出開始の早期（早め）シフト調整が温度に依存して行われることである。

これにより、外部の付加的な噴射調整部を必要とすることなく、内燃機関の暖機 フェーズにおける有害な白煙の低減が実現され得る。

この場合特に有利には、請求の範囲第４項に記載のように２つの領域が形成され ている制御エツジの構成により、負荷が比較的僅かか又はゼロの状態で動作され ているまだ暖まっていない内燃機関の動作範囲に対し、制御領域が非常に早めの シフト調整によって作用せしめられる。これに対して負荷又は温度が比較的高い 場合には、送出開始の早期シフト調整が別の制御領域によって比較的僅かな程度 に押さえられる。このような手法により、早期シフト調整の大きさがとりわけア イドリング動作時において内燃機関の動作温度と負荷に依存して変化調整され得 る。それにより種々異なる動作範囲毎に最適な送出開始を調整せしめることが可 能となる。その場合さらなる利点が制御エツジ相互間の縦溝による仕切りによっ て達成される。この構成により２つの制御エツジ領域が相互に正確に分離される 。これは別個のポンプ特性領域のそのつどの対応を特徴とする請求の範囲第２項 に記載の本発明による燃料噴射ポンプでは、軸線に平行な複数のエツジに亘って の制御エツジから制御エツジエツジへの絶壁状の移行部によってさらに次のよう な利点が得られる。すなわち個々の制御位置への迅速な導入制御が跳躍的な機能 作用によってなされる。それにより個々の制御領域への正確な対応付けが可能と なる。

請求の範囲第５項に記載の本発明によればさらに次のような利点が得られる。す なわち電子制御式燃料噴射ポンプにおいて、複数の制御エツジ領域間の切換と複 数のポンプ特性領域間の切換が温度と負荷に依存して簡単な論理回路を介して行 われる。さらにこの論理回路は、制御ループシーケンスの中で生じるヒステリシ スを考慮するものである。これにより制御系に係る経費が低減され、さらに限界 値の設定に関する高い順応性も得られる。

本発明による実施例の別の利点並びに別の有利な構成例は図面及び以下の説明並 びに従属請求項に記載される。

図面 図１は本発明による燃料噴射ポンプの断面図である。

図２は制御エツジの構成を表す、ポンプピストンの展開図である。

図３は本発明による燃料噴射ポンプの制御経路に亘る送出量のダイヤグラムであ る。

図４は、論理回路による制御機構の電子的な制御を表す詳細図である。

図５は図４による論理回路の詳細図である。

実施例の説明 次の本発明の実施例を図面に基づき以下に詳細に説明する。

本発明の実質的な領域のみが示された図１中の燃料噴射ポンプにおいては、ポン プピストン１がここでは図示されていないカム駆動部によって、ポンプケーシン グ内に挿入されたシリンダライナ５のシリンダ孔部３内を軸方向で往復移動され る。この場合ポンプピストン１の、カム駆動部とは反対側の端面側７によってシ リンダ孔部３内のポンプ動作室９が仕切られている。

このポンプ動作室９は、ピストン行程の一部の期間中に半径方向の制御開口部１ １によって、シリンダライナ５を囲繞する燃料の充たされた負圧室と接続される 。

この場合半径方向の制御開口部１１はポンプピストンの長手方向でその吐出側エ ツジで以ってそれぞれ１つの上方制御エツジｌＯと下方制御エツジ１２を形成す る。この２つのエツジはポンプピストン１と共働する。

ポンプピストン１は噴射制御のために、同様にここでは図示されていない制御ロ ッドを介して回動可能である。またポンプピストンｌはその外套面に前記制御開 口部１１と共働する制御切欠き部１３を有している。

この制御切欠き部１３は、ポンプ動作室側で傾斜制御エツジ１５によって仕切ら れている。又この制御切欠き部１３は縦溝１７を介してポンプ動作室９と常に接 続する。ポンプピストンｌの端面側７から外套面への移行部によって生ぜしめら れるエツジは、ポンプピストン１において上方の第１の制御エツジ１９を形成す る。このエツジ１９はシリンダライナ５の制御開口部１１と共働して送出開始と 噴射開始を制御する。

ポンプピストンｌはさらに本発明によれば、第２の制御エツジ２３と第３の制御 エツジ２５を有する第１及び第２の切欠き領域を有している。前記２つの制御エ ツジ２３．２５は縦溝１７によって第１の制御エツジ１７と分離されている。図 ２に示されたポンプピストン１の展開図に示されているいるように、第１の制御 エツジ１９による端面側７の平面的な経過によって第１の領域Ａが形成される。

この第１の制御エツジ１９は、ポンプピストン１のカム駆動部側端部に対し最大 の間隔を有している。前記第１の領域Ａから縦溝１７によって分離されている第 ２の領域Ｂは、当該端面側７に対してカム駆動部方向に後退している。この場合 前記第２の領域Ｂは、第１の切欠き部を形成する。

この第１の切欠き部は第２の制御エツジ２３によりカム駆動部方向で仕切られて いる。さらにこの第１の切欠き部は自身側で、さらにもう１つの後退ないしはカ ム駆動部方向に凹欠された領域Ｃを有している。この領域Ｃにおいては第３の制 御エツジ２５を有する第２の切欠き部が形成されている。この場合側々の領域の 間の制御エツジの移行個所は段部２１として構成される。それによりこの軸線に 平行な移行部の跳躍的な機能作用による個々の制御位置への導入制御がなされ、 それぞれの領域への明確な対応付けが可能となる。

縦溝１７によって分離された領域Ａ及びＢには種々異なるピストン特性領域が対 応付けされる。この特性領域は供給すべき内燃機関の異なる動作領域をカバーす る。それにより領域Ａにはポンプ特性領域２が対応付けされる。この特性領域に よっては負荷が僅かか又はゼロの場合での暖まっていない内燃機関の動作が制御 される。又領域Ｂには（この領域Ｂには領域Ｃが続く）、暖まった状態かないし は比較的高い負荷での内燃機関のその他の動作領域が対応付けされる。

送出の終了と噴射量を制御する傾斜制御エツジ１５の傾斜度は、当該エツジの延 在部全体に互って同じである。すなわち最大燃料送出量は、領域Ｃにおけるこの 領域の、縦溝１７とは反対側の端部において達成される。この場合この設定調整 は、供給すべき内燃機関のほぼ全負荷領域に対応付けされる。

シリンダライナ５に対して相対的なポンプピストンｌの回動位置の調整は、既述 したように制御ロッドによって行われ、電子制御式の制御機構（これは図４及び 図５に示されているように簡単な論理回路を有している）は、供給すべき内燃機 関の個々の動作特性量（例えば温度及び所望の燃料量）を処理し、制御領域ない しポンプ特性領域を制御する。

さらに前記回路は、図４に示されているように切換スイッチ３１からなっている 。この切換スイッチ３１は、噴射皿制御用の電子制御機構と接続されており、さ らに入力特性量ないし制御特性量としての信号を受入れるために第１の電子制御 装置３３か又は第２の電子制御装置３５に接続可能である。前記第１の制御装置 ３３によっては、制御機構の調整が回転数と所望の量に依存して第１のポンプピ ストン特性領域（ＰＫＦｌ）に従って制御される。また前記第２の電子制御装置 ３５によっては、制御機構が回転数と所望の燃料量に依存して第２のポンプ特性 領域に従って制御される。

二の場合２つの制御装置３３．３５の間の切換は、図５に詳細に示されている、 論理回路を処理する制御装置３７によって行われる。この制御装置３７によって は、温度と所望の燃料量ないしは所望の入力特性量として送出すべき出力が、設 定された限界値と比較され、その比較結果から簡単な＋／−の出力信号が形成さ れる。

本発明による燃料噴射ポンプは以下のように動作する。

下死点方向へのポンプピストンｌの吸入行程期間中は、負圧室からの燃料がポン プピストンｌの端面側７から開放された制御開口部１１を介してポンプ動作室９ 内へ流入する。引き続き上死点方向への送出行程の際には、まずポンプ動作室７ 内に残留する燃料のうちの少量が再び制御開口部１１を介して負圧室内へ戻され る。この場合、上方の制御エツジ１９が制御開口部１１の上方の制御エツジ１０ を通過横断してポンプピストンがこの制御開口部１１を外套面で閉鎖するまで戻 される。これに後続するポンプピストンの経過過程においてはポンプ動作室９内 に残留する燃料が圧縮される。この燃圧が噴射圧力に達すると、当該燃料はここ では図示されていない噴射導管を介して、供給すべき内燃機関燃焼室内への燃料 噴射のための噴射弁に到達する。傾斜エツジ１５が制御開口部１１の下方の制御 エツジＩ２を通過横断することによって、高圧下におかれているポンプ動作室９ と負圧室との間の接続が制御される。それによりポンプ動作室９内の圧力が低減 され、制御開口部１１を介して燃料が負圧室に戻される。この場合噴射系におけ る圧力は再び所要の噴射圧力以下に減圧され、噴射弁は閉鎖される。

制御開口部１１の閉鎖及び制御時点と、燃料送出の開始及びその持続と５噴射さ れる燃料量とがポンプピストン１の回動によって制御調整可能である。

この場合ポンプピストン１の第１の制御エツジ１９の領域Ａの調整位置を介して 非常に早期の噴射開始が達成され得る。この早期噴射開始は比較的像かな負荷で のまだ暖まっていない内燃機関の動作の際に、有害な白煙の発生を回避するのに 必要とされるものである（ポンプ特性領域２）。

しかしながらこのような早期噴射開始は、十分に暖まった内燃機関の動作の際な いしは比較的大きな負荷での動作（すなわち比較的多い燃料送出ＩＩ）の際には 有害物質の生成、とりわけＮｏｘの排出を非常に高めることにつながるので、こ のような動作領域に対しては制御エツジ２３の領域Ｂ（ポンプ特性領域ｌ）が設 けられている。この領域已においては噴射開始が制御エツジ２３のリターンによ って遅延方向ヘシフトされる。この場合領域ＡとＢとの間の正確な分離を生せし めるために、当該の領域間に縦溝１７が設けられる。

それにより図３に示されたダイヤグラムに示されているような送出量特性曲線が 制御経路に亘って生せしめられる。この場合この図からも明らなように、送出量 Ｑは、制御ロッド又は制御機構の調整によって（ＲＷ−制御経路の中で）まず全 負荷方向に増加し、その後非常に短時間の間中断され、そして既知のように引き 続き常に上昇している。この場合領域Ｃによって引き起こされる噴射開始の遅延 方向への新たな調整は、当該送出１特性に実質的な影響を与えるものではない。

なぜならば傾斜制御エツジ１５の傾斜による影響力の方が段部構成による影響力 よりも大きいからである。

そのため特性曲線経過上ではほんの僅かな低下しか生ぜしめられない。

制御エツジ２５を有する、付加的な切欠きによって形成されている領域Ｃによっ ては、比較的大きな負荷かないしは全負荷の場合の調整がなされる。この領域に より噴射開始がさらに再度遅延されることにより（これは移動するピストンの上 死点の前後の領域まで遅延させることができる）、有害物質の生成とここではと りわけＮＯｘの排出が低減される。

シリンダライナ５に相対的なポンプピストンｌの回動位置の調整と、制御開口部 １１を覆う制御エツジ１９．２３．１５の複数の領域のうちの１つの調整は、本 発明の実施例では制御ロッド駆動部の電子制御を介して行われる。この制御構成 は図４と図５に示されている。

この場合図４においては、ポンプ特性領域２，１ないし領域Ａ、Ｂの間の切換は 、内燃機関の動作温度、例えば冷却水温度（Ｔ）及びアクセルロッドを介してめ られる燃料量目標値（所望負荷）等に依存して行われるものとする。ポンプ特性 領域２（制御装置３５）によっては、内燃機関が暖まっていない場合と比較的僅 かな負荷の場合の調整移動が制御される。これに対してポンプ特性領域１（制Ｗ 装置３３）は、内燃機関のその他の動作領域において用いられる。

図４のブロック回路図には、論理制御回路（制御装置３７）を介して複数のポン プ特性領域の間での切換が行われることが示されている。この論理制御回路は内 燃機関の動作温度信号と、入力特性量としての所望の負荷出力信号とを処理する 。この場合回転数制御器を介した複数のポンプ特性領域のうちの１つの設定に従 って回転数実際値と所望の負荷出力信号との間で比較が行われる。この比較結果 においてポンプピストンの回動位置制御が行われる。

図５には制御装置３７の論理回路の作用が概略的に示されている。この論理回路 はここではＡＮＤ回路として動作する。この場合法のことが設定されている。

すなわち温度（Ｔ）及び所望の負荷（ＭＥ）の入力値と、設定された限界値との 比較に従って、当該２つの入力値が限界値を下回った場合に初めてポンプ特性領 域１からポンプ特性領域２への切換が行われることが設定されている。それによ り非常に早期の噴射開始調整を生ぜしぬる特性領域２の領ＩｔＡが、比較的低い 温度と比較的僅かな負荷の場合にのみ用いられるものとなる。これに対して、既 に１つの入力値のみが限界値を上回った場合には、ポンプ領域１へのリターンが 行われる。

この場合限界値領域における頻繁な切換を避けるために、図５に示されているよ うにヒステリシスに依存した切換が行われる。この場合温度においても負荷にお いても、上方の限界ヒステリシス（ＴＩ、Ｍｌ）と下方の限界ヒステリシス（Ｔ ｏ、ＭＯ）を有する限界値帯域が与えられている。この帯域の中では実際値が変 化しても調整用信号は外部に向けて何も送出されず、上方又は下方の限界ヒステ リシスを越えた場合にのみ出力領域に依存して相応の信号（＋／−）が送出され る。その際温度に依存した切換を時間ヒステリシスに関連させて行なわせること が選択的に可能である。この場合は所定の温度値が所定の時間を下回るか又は上 回った場合に初めて切換が行われる。

これにより本発明による燃料噴射ポンプでは、負荷がゼロかないしは比較的低い 場合の早期シフト調整を、外部からの噴射調整器か又は付加的な構成要素の援助 を必要とすることなく、温度と負荷との関連で以って行うことが可能となり、ひ いては燃料を供給すべき内燃機関の当該の動作状態における有害な白煙の生成が 回避される。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに前後して配置され、高さおよび異種ビンチェック、壁口、底および残 留液チェック並びにロック、特にクリッブロックチェックなど種々の検査課題の ために形成された多数の検査区間（８−１０）が設けられ、その検査区間を介し てビンが周面にビン用の収容スペースを有する１つあるいは互いに前後して配置 された多数の回転可能なビン支持体によって移送され、かつその際に検査され、 検査区間（８−１０）の端部に配置された選別ステーション（１１）が設けられ 、該選別ステーションは検査結果に従ってビンを種々の移送区間（３−５）へ供 給し、かつ検査区間（８−１０）に連続するマガジン（１３、１４、２２）が設 けられており、マガジンからテストビン（Ｔ）を検査区間（８−１０）へ混入さ せることができ、かつ特に検査区間（８−１０）から再びマガジン（１３、１４ 、２２）へ排出することができ、その場合に検査区間（８−１０）の始端と終端 はサブ移送区間（Ｎ）を介してテストビン（Ｔ）用の閉鎖された循環を形成して 短絡可能である、ビン検査機械において、 サブ移送区間（Ｎ）が周面に配置されたテストビン（Ｔ）用の収容スペースを有 する回転可能なビン支持体（１３、１４、２１）として形成されており、かつ短 絡された状態においてサブ移送区間（Ｎ）を形成するビン支持体（１３、１４） と検査区間（８−１０）を形成する１つあるいは複数の他のビン支持体の収容ス ペースがテストビン（Ｔ）用の収容スペースの隙間のないチェーンを形成するこ とを特徴とするビン検査機械。
2. ２．選別ステーション（１１）が検査区間（８−１０）とサブ移送区間〔Ｎ）の 閉鎖された循環の中にないことを特徴とする請求項１に記載のビン検査機械。
3. ３．閉鎖された循環の収容スペースの数が、サブ移送区間（Ｎ）を含むビン支持 体（１３、１４）の収容スペースの数の数倍であることを特徴とする請求項１又 は２に記載のビン検査機械。
4. ４．固定配置の回転軸を有する回転可能なビン支持体（１３、１４）として形成 されたサブ移送区間（Ｎ）がマガジンを形成し、かつビン支持体（１３、１４） の周面の収容スペースの領域に少なくとも１つの切欠き（１３ａ、１３ｂ、１４ ａ）が形成されており、その切欠きはビン支持体（１３、１４）が循環から切り 離されて停止している場合に機械の流入部から検査区間（７−１１）へ、並びに 検査区間（７−１１）から機械の流出部（３−５）へビンがじゃまされずに通過 することを可能にすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のビン 検査機械。
5. ５．固定配置の回転軸を有する回転可能なビン支持体（２１）として形成された サブ移送区間（Ｎ）にマガジン（２２）が接続可能であって、そのマガジンの収 容スペースのピッチは検査区間（８−１０）の収容スペースのピッチと一致し、 かつサブ移送区間（Ｎ）内の収容スペースと同方向に同期して駆動されることを 特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のビン検査機械。
6. ６．収容スペースを有するマガジン（２２）が循環区間を形成することを特徴と する請求項５に記載のビン検査機械。
7. ７．検査区間（８−１０）のサブ移送区間（Ｎ）への移行部に少なくとも４つの 位置へ切り替え可能なポイント（１５、１６）が配置されており、かつその場合 に、 ポイント（１５、１６）の第１の位置においてテストビン（Ｔ）がサブ移送区間 （Ｎ）から検査区間（８−１０）へ達し、ポイント（１５、１６）の第２の位置 においては、ビンが検査区間（８−１０）からサブ移送区間（Ｎ）を介して再び 検査区間（Ｎ）内へ案内されることによって、検査区間（８−１０）が閉鎖され ており、 ポイント（１５、１６）の第３の位置においてはテストビン（Ｔ）が検査区間（ ８−１０）からサブ移送区間（Ｎ）へ達して、そこに留まっており、かつ 第４の位置においては検査区間（８−１０）内のビンはサブ移送区間（Ｎ）を通 過して案内されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のビン検査 機械。
8. ８．ポイント（１５、１６）が第５の位置へ揺動可能であって、その位置におい てはテストビン（Ｔ）はサブ区間（Ｎ）内で循環されることを特徴とする請求項 ７に記載のビン検査機械。
9. ９．各ポイント（１５、１６）はビンの移送方向において互いに前後して配置さ れ、互いに独立して切り替え可能な２つの部分（１５ａ、ｂ、１６ａ、ｂ）から なり、これらの部分がそれぞれ固定配置の回転点を中心に揺動可能であることを 特徴とする請求項７又は８に記載のビン検査機械。
10. １０．サブ移送区間（Ｎ）に対応するポイント（１５、１６）のガイド面（１５ ｄ、１６ｄ）がサブ移送区間（Ｎ）の曲率に等しい曲率を有し、かつ 検査区間（８−１０）に対応するガイド面（１５ｃ、１６ｃ）は検査区間（８− １０）の曲率に等しい曲率を有することを特徴とする請求の範囲項７から９いず れかに記載のビン検査機械。
11. １１．検査区間からサブ移送区間への移行部（１７、１８）の前および／または 後ろに固定配置のガイド（１９）が設けられておりこのガイドがビンの供給およ び搬出を支援することを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載のビン検 査機械。
12. １２．サブ移送区間（Ｎ）の自由側がガイドレール（２０）によって仕切られて いることを特徴とする請求の範囲項１から１１のいずれかに記載のビン検査機械 。
13. １３．自動制御装置に流入部のビン阻止装置およびビン阻止装置が能動化された 後に機械の出力を減少させる出力制御装置と、流出部の通過チェック装置とが設 けられており、通過チェック装置はビンの流れがなくなると自動制御装置に信号 を供給し、その信号によって自動制御装置はマガジン（１３、１４、２２）から のビン（Ｔ）の混入と循環の閉鎖並びに少なくとも１回のテストビンの通過後に テストビン（Ｔ）を循環からマガジン（１３、１４、２２）へ排出することを行 わせ、その後に自動制御装置はビン阻止装置を開放して、出力制御装置に出力を 増大させる信号を出力することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載 のビン検査機械。
14. １４．自動制御装置はマガジン（１３、１４、２２）の再充填後に初めてマガジ ンを循環から切り離すことを特徴とする請求項１３に記載のビン検査機械。