JPS6036772Y2 - 噴射量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関用燃料噴射ポンプの噴射量制御装置に
関する。

一般に、この種の燃料噴射ポンプにおいては、フルＱ特
性と呼ばれている各回転数に対するラック位置の最大偏
位位置の特性が予め定められており、これにより回転数
に対する最大燃料噴射量が定められ、黒煙等を発生する
ことがないようになっている。

この特性は、例えばメカニカルガバナを調節することに
より適宜に定められるが、このフルＱ特性は、通常、負
荷運転時の状態、例えばディーゼルエンジン車輛の場合
でいえば走行時の状態、に基づいて定められるから、ア
イドル運転時等において所謂フリーアクセレーションを
行なうと燃料が過剰に供給され、燃料の浪費となる上に
黒煙、有害ガス等が発生することになる。

これは、アクセルを急激に踏込むとラックの位置が燃料
増方向であってフルＱ特性で規制される位置まで一旦用
かれた後、ガバナ装置によって定められる所定のラック
位置まで引き戻されるためである。

このような状態は、特に、アクセルを急激に最大位置さ
て一気に踏込んだ場合に問題となる。

この問題を解決するため、例えば特公昭５４−３８６９
６号公報には、内燃機関の加速度（例えばアクセルの踏
込速度）に応じて燃料噴射量調節材の移動速度を制御す
るようにした装置が開示されている。

しかしながら、この装置では、無負荷時でも負荷がかか
つているときでも同じ移動速度となるので、負荷がかか
っている場合には加速性が悪く、車輛に装置した場合に
、追越時に充分な加速を得ることができず、危険である
等の不具合いを有していた。

本考案の目的は、急加速動作時における供給燃料の適切
な供給を図り、もって燃費を向上させることができる噴
射量制御装置を提供することにある。

以下、図示の実施例により本考案を詳細に説明する。

第１図には、本考案による噴射量制御装置の一実施例が
示されている。

この噴射量制御装置１は、図示しないディーゼルエンジ
ンに燃料を噴射供給する燃料噴射ポンプのラック位置を
ガバナ装置とは別個に制御するための装置である。

制御装置１は、ラック（図示せず）と当接自在とされ、
ラックの最大偏位位置を制御する負圧アクチュエータ２
を有し、この負圧アクチュエータ２は、切換弁７を榎し
て負圧源８に接続されている。

切換弁７は、制御回路９からのパルス駆動信号Ｓ２によ
り、パイプ１０を負圧源８又は一端が大気に開口してい
るパイプ１１のいずれか一方に交互に接続するように切
換えられる。

負圧アクチュエータ２は、ケース１２内に設けられたダ
イヤフラム１３により２つの室に分けられており、一方
の室１４はパイプ１０により切換弁７に連通しており、
他方の室１５は常時大気圧に保たれている。

ダイヤフラム１３には作動桿１６が貫通され、作動桿１
６とダイヤフラム１３とは気密に固着されている。

作動拘１６の上端はケース１２にナツトで螺着された調
節ねじ１７が当接自在とされている。

作動桿１６を常に矢印Ａ方向にばね付勢しておくため、
作動桿１６に固着されたばね受け１８とケース１２との
間には、コイルばね１９が弾発的に介装されている。

作動桿１６の下端部はラック（図示せず）に当接自在と
されており、作動桿１６が、後述する如く室１４の負圧
の大きさに応じて上下動することにより、ラックの最大
偏位位置制御を図示しないガバナ装置とは別個に行なう
ことができる。

図示の例では、室１４の圧力が負圧源８の負圧力により
近づくにつれて、作動桿１６はコイルばね１９による押
下げ力に抗してより矢印Ｂ方向に引かれ、燃料噴射量が
増大する。

室１４の圧力がより大気圧に近づくと、作動桿１６は矢
印Ａ方向に引かれ、燃料噴射量が減少する。

作動桿１６の矢印Ｂ方向への移動は、作動桿１６の一端
がケース１２に螺着された調節ねじ１７に当接すると停
止する。

制御回路９は、パルス信号Ｓ１を発生する発振回路２３
と、パルス信号Ｓ１を電力増幅する駆動回路２４とを有
し、駆動回路２４からの信号はパルス駆動信号Ｓ２とし
て切換弁７に印加′される。

切換弁７は、パルス駆動信号Ｓ２のレベルが７１Ｊの場
合にパイプ１０を負圧源８に接続し、パルス駆動信号Ｓ
２のレベルがｒＯＪの場合にパイプ１０をパイプ１１に
接続するように切換えられる。

アクセルスイッチ２５は、アクセル（図示せず）を一杯
に踏込んだ場合にオンするスイッチで、アクセルスイッ
チ２５がオンすると発振回路２３に作動開始のための制
御電圧が印加され、パルス信号Ｓ１が出力される。

アクセルスイッチ２５がオフとなると、信号Ｓ１は出力
されず、発振回路２３の出力はｒｏＪレベルとなり、従
って、信号Ｓ２のレベルもｒＯヨのままである。

ギヤスイッチ２７は、内燃機関装置のギヤ装置がニュー
トラル位置にあるときのみオフとなり、クラッチスイッ
チ２８はクラッチがオフの場合にのみオフとなる。

従って、アイドル運転状態の場合にのみ発振回路２３の
デユーティ比制御端子ａ、 ｂが発振回路２３からのパ
ルス信号Ｓ□は、端子ａ−ｂ間が開放されると、端子ａ
−ｂ間が短絡されている場合に比してデユーティ比が小
さくなる。

次にこの装置１の動作について説明する。

アクセルが最大位置まで踏込まれていない場合には、ア
クセルスイッチ２５がオフ状態であり、従って、室１４
は切換弁７を介して大気に開放されており、ラックは図
示しないガバナ装置により位置制御がなされている。

さて、通常の負荷運転状態において、急加速を行なうた
め、アクセルを一気に最大踏込み位置まで踏込むと、ア
クセルスイッチ２５がオンし、切換弁７にパルス駆動信
号Ｓ２が印加される。

この場合、スイッチ２７．２８はいずれも閉じられてい
るから、信号Ｓ２のデユーティ比は大きく、従って速い
速度で室１４の圧力が負圧源８の負圧力に近づき、従っ
て、第２図中符号イで示される如（ラック位置ＸがＸｌ
からＸ２まで変化する。

即ち、燃料噴射量が比較的短時間のうちに最大値にまで
達する。

しかし、この場合は負荷運転状態であるから、このよう
に比較的急激に燃料噴射量を増大させても黒煙の発生を
伴うことはない。

尚、第２図に示す曲線イの傾むきの大きさは、スイッチ
２７．２８の閉じられた場合の信号Ｓ１のデユーティ比
を適宜の値に選ぶことにより、任意に設定することがで
きる。

従って、機関の特性を考慮腰黒煙が発生しないように選
べばよい。

アイドル運転状態において、アクセルを一杯に踏込んだ
場合には、スイッチ２７．２８はオフとなっているので
、信号Ｓ２のデユーティ比は小さく、従って、室１４の
圧力は遅い速度で負圧源８の負圧力に近づく。

このため、第２図中曲線口で示される如く、ラック位置
ＸがＸ□からＸ２まで変位するに要する時間ｔはｔ２と
なり、曲線イに沿つて変位する場合の所要時間りに比し
長くなる。

このように、アクセルを急激に踏込んでも燃料噴射量は
徐々に増大するから、ラック位置が最終的にはＸ２の位
置まで移動したとしても、黒煙、有害ガス等が発生する
ことがない。

また、上述の如く、負荷の状態に応じてアクセル踏込時
の燃料噴射量の増大速度を変化させているから所謂アク
セルフィーリングが悪くなることもない。

第３図には、本考案の他の実施例の回路図が示されてい
る。

第３図において、Ｒ１乃至Ｒ８は低抗器、ＯＰは演算増
幅器、Ｃはコンデンサ、ＴＲはトランジスタ、Ｅはバッ
テリーである。

演算増幅器ＯＰは、その出力と反転入力とをコンデンサ
Ｃにより接続することにより、積分器として動作し、そ
の積分時定数は、反転入力に接続されている低抗器Ｒ１
，Ｒ２の合戒低抗値とコンデンサＣの値とによって定ま
る。

第３図の実施例では、低抗器Ｒ１と並列に、ギヤがニュ
ートラル又はクラッチがオフの場合にのみ開かれるスイ
ッチ４０が接続されており、アイドル運転状態の場合に
はこの積分器の時定数を大きくし、通常の負荷運転状態
、即ちスイッチ４０が開いている場合を時定数は小さく
なる。

スイッチ４１はアクセルを一杯に踏込んだ場合に開かれ
るスイッチであり、第１図に示すアクセルスイッチ２５
に相当する。

スイッチ４１が閉じられていると、演算増幅器ＯＰの出
力は低レベルに保持され、トランジスタＴＲはオフした
ままであるので、アクチュエータの電磁コイルＬには、
バッチＩＪ−Ｅから電流が流れ込むことがない。

第４図には、トランジスタＴＲにより駆動されるアクチ
ュエータ４２が示されている。

アクチュエータ４２は、電磁コイルＬの付勢により電磁
吸引される磁性材料から成る可動部材４３と、可動部材
４３に一端が固着された作動＄１４４とを有し、作動杓
４４はケース４５の底部を貫通して外方に延びており、
作動杓４４の他端はラックに当接目在とされている。

可動部材４３とケース４５の底部との間にはコイルばね
４６が弾発的に介装されており、電磁コイルＬが消勢さ
れていると、可動部材４３は調節ねじ４７により定まる
位置までばね４６により押上げられている。

尚、作動拘４４は矢印Ｃ方向に移動すると燃料噴射量が
増加するようになっている。

このような構成によると、アクセルが一杯に踏込まれて
いない状態では、スイッチ４１がオンしており、電磁コ
イルＬには電流が流れていないので、作動拘４４は調節
ねじ４７により規制される位置にまで押し上げられてい
る。

しかしながら、アクセルが一杯に踏込まれると、スイッ
チ４１が開かれ、演算増幅器ＯＰの出力レベルは所定の
時定数に従って増大する。

このため、電磁コイルＬに流ねる電流の大きさがその時
の積分器の時定数に従って増大し、ラックの最大偏位位
置を徐々に燃料増方向に移動させる。

すでに述べたように、アイドル運転時の時定数は、負荷
運転時の時定数より大きいので、アイドル運転時にアク
セルを一杯に踏込むと、ラックは時間をかけて徐々に燃
料増方向に移動する。

しかし、負荷運転時にアクセルを一杯に踏込むと、時定
数が小さいため、ラックは速い速度で燃料増方向に引か
れ、短時間のうちに最大燃料噴射量位置にまで達する。

即ち、第２図に示されるのと同様の特性を得ることがで
きる。

第３図に示される装置の場合には、負圧源を必要としな
いので、機構が簡単にある利点を有する。

第３図に示される噴射量制御装置によれば、第１図に示
されている実施例と同様に、アクセルフィーリングを損
うことなく、機関の状態に応じて燃料の供給量の増大を
制御することができるので、特に急加速時の黒煙等の発
生を有効に防止することができる。

本考案によれば、上述の如く、急加速時において供給燃
料が適切に供給され、燃費の向上を図ることができると
共に、黒煙、有害ガスの発生を有効に防止すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す概略構成ブロッ
ク図、第２図は第１図の装置の特性を示す特性図、第３
図は本考案の他の実施例の装置の電気系統の配線図、第
４図は第３図の装置に用いられるアクチュエータの概略
断面図である。 １・・・・・・噴射量制御装置、２・・・・・・負荷ア
クチュエータ、７・・・・・・切換弁、９・・・・・・
制御回路、２３・・・・・・発振回路、２４・・・・・
・駆動回路、２５・・・・・・アクセルスイッチ、２７
・・・・・・ギヤスイッチ、２８・・・・・・クラッチ
スイッチ、４０，４１・・・・・・スイッチ、４２・・
・・・・アクチュエータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料噴射ポンプを含む内燃機関装置の燃料噴射量を制御
   する噴射量制御装置において、前記燃料噴射ポンプの噴
   射量調節部材の位置調節を行なうアクチュエータと、前
   記内燃機関装置がフリーアクセレーション可能な状態に
   あるか否かを検出する検出手段と、アクセル位置が所定
   の踏込み位置になったことに応答して検出信号を出力す
   る位置検出器と、前記位置検出器からの信号により作動
   し前記検出手段からの出力内容に従う速度で前記アクチ
   ュエータを作動させて噴射量の増大を行なわせるアクチ
   ュエータ制御駆動手段とを備えたことを特徴とする噴射
   量制御装置。