JPS5918249A - デイ−ゼル機関における燃料噴射率制御装置 - Google Patents
デイ−ゼル機関における燃料噴射率制御装置Info
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- JPS5918249A JPS5918249A JP12809082A JP12809082A JPS5918249A JP S5918249 A JPS5918249 A JP S5918249A JP 12809082 A JP12809082 A JP 12809082A JP 12809082 A JP12809082 A JP 12809082A JP S5918249 A JPS5918249 A JP S5918249A
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- fuel injection
- pressure
- fuel
- piston
- injection rate
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
- F02M59/08—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by two or more pumping elements with conjoint outlet or several pumping elements feeding one engine cylinder
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ディーゼル機関における燃料噴射率制御装
置に関する。
置に関する。
一般に、ディ、−ゼル機関において、燃料噴射率が機関
特性に重要な影響を及ぼす要因であることは知られてい
る。
特性に重要な影響を及ぼす要因であることは知られてい
る。
しかしながら、従来は燃料噴射率を制御せず、燃料噴射
ポンプのカムディスクのカム形状、配管。
ポンプのカムディスクのカム形状、配管。
噴射弁等をチューニンクすることによって、ある特定の
条件下でのみ最適な燃料噴射率が得られるようにしてい
た。
条件下でのみ最適な燃料噴射率が得られるようにしてい
た。
そのため、アクセルペダル踏代やエンジン回転数等の機
関の作動パラメータが変化した場合に燃料噴射率の最適
化を図ることが困維であった。
関の作動パラメータが変化した場合に燃料噴射率の最適
化を図ることが困維であった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ディ
ーゼル機関の作動パラメータに応じて燃料噴射率を制用
１できるようにすることを目的とする。
ーゼル機関の作動パラメータに応じて燃料噴射率を制用
１できるようにすることを目的とする。
そのため、この発明によるディーゼル機関における燃料
噴射率制御装置は、ピストンを内蔵するシリンダによっ
て、燃料噴射ポンプのプランジャによって燃料を加圧す
る加圧室又はプランジャによって加圧した燃料を噴射弁
へ送出する通路に連通ずる圧力室を形成し、このシリン
ダ内の圧力室と反対側の端部とピストンとの間に圧電効
果素子を積層したピエゾスタックを介挿し、このピエゾ
スタックに印加する電圧に応じてピストンを変位させて
圧力室の圧力を制御し、噴射弁に送出する燃料の圧力全
変化させて、機関の作動パラメータに応じて燃料噴射率
を制御し得るようにしたものである。
噴射率制御装置は、ピストンを内蔵するシリンダによっ
て、燃料噴射ポンプのプランジャによって燃料を加圧す
る加圧室又はプランジャによって加圧した燃料を噴射弁
へ送出する通路に連通ずる圧力室を形成し、このシリン
ダ内の圧力室と反対側の端部とピストンとの間に圧電効
果素子を積層したピエゾスタックを介挿し、このピエゾ
スタックに印加する電圧に応じてピストンを変位させて
圧力室の圧力を制御し、噴射弁に送出する燃料の圧力全
変化させて、機関の作動パラメータに応じて燃料噴射率
を制御し得るようにしたものである。
以下、この発明の実施例を添付図面を参照して説明する
。
。
第１図は、この発明を実施した燃料噴射率制御装置を備
えた燃料噴射装置の機構部の一例を示す構成図である。
えた燃料噴射装置の機構部の一例を示す構成図である。
同図において、燃料噴射ポンプ１はこの発明に関係する
部分のみを図示しているが、図示しないエンジンのドラ
イブシャフトに連結されたカムディスクの回転によって
、燃料分配のための回転運動及び燃料吸入圧送の往復運
動をするプランジャ２を備えている。
部分のみを図示しているが、図示しないエンジンのドラ
イブシャフトに連結されたカムディスクの回転によって
、燃料分配のための回転運動及び燃料吸入圧送の往復運
動をするプランジャ２を備えている。
このプランジャ２が図で左方向に移動するときに、吸入
縦溝２、ａが燃料吸入ボート６と一致して、燃料が加圧
室４内に吸入さ牙する。
縦溝２、ａが燃料吸入ボート６と一致して、燃料が加圧
室４内に吸入さ牙する。
また、プランジャ２が図で右方向に移動するときに、加
圧室４内の燃料が加圧され、吐出横通路２ｂと吐出通路
５が一致したとき、加圧燃料が縦通路２Ｃ２吐出横通路
２１〕、吐出通路５．デリバリバルブ６及び配管７を介
して噴射弁８に供給されて噴射が行なわれる。
圧室４内の燃料が加圧され、吐出横通路２ｂと吐出通路
５が一致したとき、加圧燃料が縦通路２Ｃ２吐出横通路
２１〕、吐出通路５．デリバリバルブ６及び配管７を介
して噴射弁８に供給されて噴射が行なわれる。
そして、プランジャ２の逃し通路２ｄがスリーブ９より
右方向に相対移動して開放されたときに、加圧燃料が逃
し通路２ｄからケース内空間１０に逃げてその圧力がデ
リバリバルブ６のセット圧未満になり、燃料噴射が終了
する。
右方向に相対移動して開放されたときに、加圧燃料が逃
し通路２ｄからケース内空間１０に逃げてその圧力がデ
リバリバルブ６のセット圧未満になり、燃料噴射が終了
する。
なお、燃料噴射量を決定するスリーブ９の位置は、スリ
ーブ９に固定したマグネット１１及びこのマグネット１
１の周囲に配設した２つの環状コイル１２．１３からな
るスリーブアクチュエータによって制御される。
ーブ９に固定したマグネット１１及びこのマグネット１
１の周囲に配設した２つの環状コイル１２．１３からな
るスリーブアクチュエータによって制御される。
次に、燃料噴射率制御装置１５は、燃料ポンプ１の加圧
室４に連通路１６を介して連通ずる圧力室１７を形成す
るように設けたピストン１８全備えたシリンダ１９と、
このシリンダ１９内の圧力室１７と端部１９ａとピスト
ン１８との間に介挿した圧電効果素子を積層したピエゾ
スタック２０と、圧力室１７側に設けたピストン１８に
プリロードを付与する圧縮コイルスプリング２１．及び
ピストン１８に嵌装したオイルシール２２とからなる。
室４に連通路１６を介して連通ずる圧力室１７を形成す
るように設けたピストン１８全備えたシリンダ１９と、
このシリンダ１９内の圧力室１７と端部１９ａとピスト
ン１８との間に介挿した圧電効果素子を積層したピエゾ
スタック２０と、圧力室１７側に設けたピストン１８に
プリロードを付与する圧縮コイルスプリング２１．及び
ピストン１８に嵌装したオイルシール２２とからなる。
なお、コイルスプリング２１は付勢力の弱いもので足り
、ピストン１８とピエゾスタック２０とを固着しておけ
ば省略してもよい。
、ピストン１８とピエゾスタック２０とを固着しておけ
ば省略してもよい。
また、燃料噴射ポンプ１の端部傾ストレインゲージ等に
よる圧力センサ２６を取付け、連通路１６全通して加圧
室４の圧力を検出するようにしてあ する。
よる圧力センサ２６を取付け、連通路１６全通して加圧
室４の圧力を検出するようにしてあ する。
第２図は、第１図の燃料噴射率制御装置１５のピエゾス
タック２０に印加する電圧全制御する制御部及びその出
力によるフィードバック制御系のブロック図である。
タック２０に印加する電圧全制御する制御部及びその出
力によるフィードバック制御系のブロック図である。
同図において、制御部２５は、関数発生器２６゜補償器
２７及び電圧発生器２８からなる。
２７及び電圧発生器２８からなる。
関数発生器２６は、アクセルペダル踏代α、エンジン回
転数Ｎ及び冷却水の温度Ｔ等の機関の作動パラメータに
基づいて目標圧力波形を作成し、クランク角θ。に同期
して時間の関数として各気筒ごとに圧力の目標値Ｐ。を
出力する。なお、目標圧力波形は、予め実験的に求め、
入力データに応じた目標圧力波形を選択するようにすれ
ばよい。
転数Ｎ及び冷却水の温度Ｔ等の機関の作動パラメータに
基づいて目標圧力波形を作成し、クランク角θ。に同期
して時間の関数として各気筒ごとに圧力の目標値Ｐ。を
出力する。なお、目標圧力波形は、予め実験的に求め、
入力データに応じた目標圧力波形を選択するようにすれ
ばよい。
補償器２７は、目標値Ｐ。と圧力センサ２６の検出値Ｐ
との差の大きさによって、比例、積分又は微分して応答
性及び安定性よく制御できるように補償する。
との差の大きさによって、比例、積分又は微分して応答
性及び安定性よく制御できるように補償する。
電圧発生器２８は、補償器２７の出力に応じた電圧ｅを
燃料噴射率制御装置１５のピエゾスタック２０に出力す
る。
燃料噴射率制御装置１５のピエゾスタック２０に出力す
る。
次に、このように構成した実施例の作用について説明す
る。
る。
まず、燃料噴射率制御装置１５による燃料圧力の制御に
ついて述べる。
ついて述べる。
燃料噴射率制御装置１５のピストン１８の変位ｆｊｋｖ
アは、ピエゾスタック２０に電圧ｅが印加されたことに
よる変位量ｙ。と、スプリング２１の七ツ］・力及び圧
力室１７の圧力Ｐｓによる変位量Ｙｐ との差（ｙｅ
ｖｐ） である（第６図参照）。
アは、ピエゾスタック２０に電圧ｅが印加されたことに
よる変位量ｙ。と、スプリング２１の七ツ］・力及び圧
力室１７の圧力Ｐｓによる変位量Ｙｐ との差（ｙｅ
ｖｐ） である（第６図参照）。
したがって、圧力室１７内の燃料の体積変化量Ｑ２は、
ピストン１８の断面積ｔ Ａ ２とすると、Ｑｚ＝Ａｚ
（ｙｅ−ｙｐ）＝Ａｚ（ｋｅ”ｅ ＆ｐ’Ｐｓ）で表
わされる。ただし、ｋｅ、ｋＰはいずれも係数である。
ピストン１８の断面積ｔ Ａ ２とすると、Ｑｚ＝Ａｚ
（ｙｅ−ｙｐ）＝Ａｚ（ｋｅ”ｅ ＆ｐ’Ｐｓ）で表
わされる。ただし、ｋｅ、ｋＰはいずれも係数である。
つまり、ピエゾスタック２０に印加する電圧ｅを可変す
ることによって体積変化量Ｑ２が変化する。
ることによって体積変化量Ｑ２が変化する。
一方、燃料噴射ポンプ１の加圧室４内の燃料の体積変化
量Ｑ１は、プランジャ２の断面積′ｆｆ：Ａ ＋ 。
量Ｑ１は、プランジャ２の断面積′ｆｆ：Ａ ＋ 。
ストローク量をＸとすると、
Ｑｔ＝Ａ＋ｘ
で表わされる。
したがって、デリバリバルブ６かも吐出される燃料量Ｑ
は、グランジャ２のストロークによって加圧室４に生じ
る燃料の体積変化量Ｑ１と、ピエゾスタック２０に電圧
ｅｆ印加することによって圧力室１７に生じる燃料の体
積変化量Ｑ２どの和になる。
は、グランジャ２のストロークによって加圧室４に生じ
る燃料の体積変化量Ｑ１と、ピエゾスタック２０に電圧
ｅｆ印加することによって圧力室１７に生じる燃料の体
積変化量Ｑ２どの和になる。
ところで、加圧室４に生ずる圧力Ｐ（流れのない状態で
は連通路１６及び圧力室１７の圧力も同じ）は、第２図
に系のゲインＧで示す配管、燃料の体積弾性率が寸法、
材質、燃料の種類によって決まるので、燃料の体積変化
率Ｑ、、 Ｑ２によって定まる。
は連通路１６及び圧力室１７の圧力も同じ）は、第２図
に系のゲインＧで示す配管、燃料の体積弾性率が寸法、
材質、燃料の種類によって決まるので、燃料の体積変化
率Ｑ、、 Ｑ２によって定まる。
以上より、加圧室４の圧力Ｐは、
Ｐ＝ ｆ（ｘ、 ｘ、 ｅ、 ｅ ）
で表わされる。ただし、二はス）ｏ−り量変化率。
こは電圧変化率である。
ここで、ストローク量Ｘ及びストローク量変化率；は、
燃料噴射ポンプ１によってエンジン回転数及びカムディ
スクのカム形状で一義的に決るので、圧力Ｐはピエゾス
タック２０に印加する電圧ｅを変えることによって任意
に制御できる。
燃料噴射ポンプ１によってエンジン回転数及びカムディ
スクのカム形状で一義的に決るので、圧力Ｐはピエゾス
タック２０に印加する電圧ｅを変えることによって任意
に制御できる。
この場合、圧力波形の制御はプランジャ２のストローク
によって定まるものを補正する程度で充分であるので、
体積変化量Ｑ２の変化は、体積変化量Ｑ１の数分の−で
足りる。
によって定まるものを補正する程度で充分であるので、
体積変化量Ｑ２の変化は、体積変化量Ｑ１の数分の−で
足りる。
したがって、ピエゾスタック２０の印加電圧ｅによる変
位量ｙ８は数十μｍで充分である。
位量ｙ８は数十μｍで充分である。
一方、変位量ｙｅが数十μｍ程度の微少変化であっても
、圧力波形の変化は数ｍ ｓ ｅ ｃのオーダーで生ず
るので、ピエゾスタック２０により１１ｅの変化速度を
数百μｓｅｃのオーダーにする必要がある。
、圧力波形の変化は数ｍ ｓ ｅ ｃのオーダーで生ず
るので、ピエゾスタック２０により１１ｅの変化速度を
数百μｓｅｃのオーダーにする必要がある。
このようにして、燃料噴射率制御装置１５によって加圧
室４の圧力を制御する。
室４の圧力を制御する。
そこで、制御部２５は、アクセルペダル踏代α。
エンジン回転数Ｎ及び冷却水の温度Ｔ等の機関の作動パ
ラメータに基づいて定めた圧力の目標値Ｐ。
ラメータに基づいて定めた圧力の目標値Ｐ。
と、圧力センサ２６によって検出した検出値Ｐとの差に
ＰＩＤ補償を行なった後、その差に応じた電圧ｅを燃料
噴射率制御装置１５のピエゾスタック２０に印加して、
圧力Ｐが目標値Ｐ。になるようにする。
ＰＩＤ補償を行なった後、その差に応じた電圧ｅを燃料
噴射率制御装置１５のピエゾスタック２０に印加して、
圧力Ｐが目標値Ｐ。になるようにする。
このようにして、加圧室４の圧力Ｐｉ機関の作動パラメ
ータに応じて制御することによって、噴射弁８による燃
料噴射率すなわち噴射波形を制御することができる。
ータに応じて制御することによって、噴射弁８による燃
料噴射率すなわち噴射波形を制御することができる。
第４図は、この発明の他の実施例を示す構成図であり、
第１図と対応する部分には同一符号を伺して、その部分
の説明は省略する。
第１図と対応する部分には同一符号を伺して、その部分
の説明は省略する。
この実施例は、燃料噴射率制御装置１５及び圧力センサ
２６を各気筒の噴射弁８の近くに設け、圧力室１７を、
プランジャによって加圧した燃料を噴射弁８へ送出する
通路６０に連通させ、圧力センサ２３をその通路６０内
の圧力を検出できるように配設したものである。
２６を各気筒の噴射弁８の近くに設け、圧力室１７を、
プランジャによって加圧した燃料を噴射弁８へ送出する
通路６０に連通させ、圧力センサ２３をその通路６０内
の圧力を検出できるように配設したものである。
このようにすれば、噴射弁８０入口圧を直接制御できる
ので、燃料が噴射弁８に至るまでに受けるポンプ、配管
の影響を補償でき、より精度の高い制御を行なうことが
できる。
ので、燃料が噴射弁８に至るまでに受けるポンプ、配管
の影響を補償でき、より精度の高い制御を行なうことが
できる。
以上説明したように、この発明によれば、燃料の噴射圧
力を制御できるので、アクセルペダル踏代、エンジン回
転数等の機関の作動パラメータに応じて燃料噴射率を最
適に制御でき、ディーゼル機関の燃費向」二、騒音及び
振動の低減、排気浄化。
力を制御できるので、アクセルペダル踏代、エンジン回
転数等の機関の作動パラメータに応じて燃料噴射率を最
適に制御でき、ディーゼル機関の燃費向」二、騒音及び
振動の低減、排気浄化。
始動性の向上管が図れる。また、カムディスクのカム形
状を単純にできるのでコスト低減が図れる。
状を単純にできるのでコスト低減が図れる。
第１図は、この発明の一実施例を示す構成図、第２図は
、第１図の燃料噴射率制御装置１５を制御する制御部及
びその出力によるフィードバック制御系の一例を示すブ
ロック図、第６図は、同じ（燃料噴射率制御装置１５の
特性の一例を示す線図、 第４図は、この発明の他の実施例を示す構成図である。 １・・・燃料噴射ポンプ ２・・・プランジャ４・・
・加圧室 ６・・・デリバリバルブ１５・・
・燃料噴射率制御装置 １７・・・圧力室１８・・・
ピストン １９・・・シリンダ２０・・・ピエゾ
スタック ２１・・・圧縮コイルスプリング ２６・・・圧カセンザ ２５・・制御部２６・・関
数発生器 ２７・・・補償器２８・・電圧発生器
６０・・通路第３図 第１＋＠ ２７７一
、第１図の燃料噴射率制御装置１５を制御する制御部及
びその出力によるフィードバック制御系の一例を示すブ
ロック図、第６図は、同じ（燃料噴射率制御装置１５の
特性の一例を示す線図、 第４図は、この発明の他の実施例を示す構成図である。 １・・・燃料噴射ポンプ ２・・・プランジャ４・・
・加圧室 ６・・・デリバリバルブ１５・・
・燃料噴射率制御装置 １７・・・圧力室１８・・・
ピストン １９・・・シリンダ２０・・・ピエゾ
スタック ２１・・・圧縮コイルスプリング ２６・・・圧カセンザ ２５・・制御部２６・・関
数発生器 ２７・・・補償器２８・・電圧発生器
６０・・通路第３図 第１＋＠ ２７７一
Claims (1)
- １ ディーゼル機関において、燃料噴射ポンプのプラン
ジャによって燃料を加圧する加圧室又は前記グランジャ
によって加圧した燃料を噴射弁へ送出する通路に連通ず
る圧力室を形成するように、ピストンを内蔵するシリン
ダを設け、該シリンダ内の前記圧力室と反対側の端部と
前記ピストンとの間にピエゾスタックを介挿し、このピ
エゾスタックに印加する電圧に応じて前記ピストンを変
位させて前記圧力室の圧力を制御し、前記噴射弁へ送出
する燃料の圧力を変位させて燃料噴射率を制御し得るよ
う如したこと全特徴とする燃料噴射率制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12809082A JPS5918249A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | デイ−ゼル機関における燃料噴射率制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12809082A JPS5918249A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | デイ−ゼル機関における燃料噴射率制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5918249A true JPS5918249A (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=14976151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12809082A Pending JPS5918249A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | デイ−ゼル機関における燃料噴射率制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918249A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6125925A (ja) * | 1984-07-16 | 1986-02-05 | Nippon Soken Inc | デイ−ゼル機関用燃料噴射率制御装置 |
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| US4748954A (en) * | 1984-07-16 | 1988-06-07 | Nippon Soken, Inc. | Electrostrictive actuator device and fuel injection device using same |
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| US4838233A (en) * | 1986-03-05 | 1989-06-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Pilot injection system for fuel injection pump |
-
1982
- 1982-07-22 JP JP12809082A patent/JPS5918249A/ja active Pending
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