JPS6056252B2 - 燃料噴射時期の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃料噴射ポンプにおける燃料噴射時期の制御装
置に関する。

従来、エンジンの作動効率あるいはエンジンの排ガス成
分を改良するために、該エンジンに使用する燃料噴射ポ
ンプは該エンジンの回転速度に応じて、その燃料噴射時
期を変化させている。

これら燃料噴射ポンプにおける燃料噴射時期を変化させ
る方法には、エンジンの回転速度を遠心式のガバナーに
よつて検出し、その検出値を使用して、該燃料噴射ポン
プの駆動回転位相角度を変化させているものと、電気的
に検出したエンジンの回転速度と燃料噴射ポンプにおけ
る駆動回転位相角とを独立して検出し、該それぞれの検
出信号は計算器に入力され、計算器は該入力によつてエ
ンジンの作動状態に最も適した該駆動回転位相角度に相
当する電気信号を出力し、該電気信号は油圧動力に変換
され、該油圧動力は油圧アクチュエータを作動させ、該
アクチュエータはリンク機構を介して、燃料噴射ポンプ
の駆動回転位相角度を調整しているものがある。以上の
従来の方式において、前者の遠心ガバナーを使用するも
のは、その非直線特性を含んでいるため、その制御にお
ける応答速度を高めることが困難となつている。

これに対し、後者の方式はそれぞれの検出信号が直線特
性を有していることより、その制御特性が秀れたものと
なる基本的な性質を有している。しかし、これらは、前
述のようにエンジンの回転速度と燃料噴射ポンプを駆動
する駆動回転位相角．度とを新たに独立して検出するこ
とを必要としており、また、その検出した信号による制
御は、最終的に応答よく制御され、且つこれらの構成は
、狭いエンジンルームの中にコンパクトに構成させなけ
ればならない点がある。本発明の目的は、上記後者の方
式における上述のような問題点を改善した制御装置を提
供することにある。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は本発明における一実施例としての噴射（時期の
調整装置１００を正断面図によつて示したものてあり、
第２図は該調整装置１００を含めた噴射時期制御装置全
体のシステム図を示したものてあり、また第２図中にお
ける調整装置１００は第１図におけるイイ断面を示した
ものである。第１図において、出力軸３を包説している
入力軸２は側板２ｂを複数のボルト６によつて締着して
おり、一体化した入力軸２と側板２ｂは軸受１ｂおよび
１ｃを介してケーシング１および側板１ａに軸支してお
り、側板１ａは図示していないボルトによつてケーシン
グ１へ締着している。出力軸３は、入力軸２へ嵌着した
スリーブ２ｄと側板２ｂに軸支しており、出力軸３に削
設したノ雄ヘリカルスプライン３ａは出力軸３の軸方向
に対してねじれた溝を有したスプラインを形成しており
、入力軸２に削設した雌スプライン２ｇは出力軸３の軸
方向に平行な通常のスプラインである。雄ヘリカルスプ
ライン３ａと雌スプライン２ｇとの環状部分にはスライ
ダー４が軸方向への摺動を可能に嵌合され、スライダー
４に削設した雄スプライン４ａおよび雌ヘリカルスプラ
イン４ｂは、それぞれ雌スプライン２ｇおよび雄ヘリカ
ルスプライン３ａへ嵌合する構成となつている。

ここで、雄ヘリカルスプライン３ａ１雌ヘリカルスプラ
イン４ｂ１スライダー４、雄スプライン４ａおよび雌ス
プライン２ｇは位相角変換装置を構成している。スライ
ダー４へー体的に固着している環状のピストン部分４ｅ
は、入力軸２に嵌着したスリーブ２ｋと側板２ｂに嵌着
したスリーブ２ｅとによつて構成する環状のシリンダ４
ｆに軸方向への摺動を可能に嵌合している。

入力軸２に穿設した穿孔２ｈはスライダー４における端
面４ｄの側に連通しており、他方、入力軸２へ穿設した
穿孔２１はピストン部分４ｅにおける端面４ｃの側へ連
通している。

ロータリジョイント５には、それぞれ環状の溝５ａおよ
び５ｂが削設しており、該溝５ａおよび５ｂには、第２
図に示すように、油圧弁８からの油圧管８ａおよび８ｂ
のそれぞれがそれぞれ連通しており、ロータリジョイン
ト５は入力軸２における回転周面２ｊを摺動しながらシ
ールする状態においてケーシング１へ固定し、溝５ａお
よび５ｂのそれぞれは、それぞれ穿孔２ｈおよび２１へ
連通している。

入力軸２に嵌着している歯車２ａはエンジンからの回転
動力をとり入れる部分であり、歯車２ａの周上を接近さ
せて設けた電磁ピックアップ９ａは、入力軸２の回転速
度とその回転角度を電気的に検出するものである。

出力軸３に嵌着した円板３ｂは周方向上に単数あるいは
複数の突起３ｃを削設しており、９ｂは９ａと同じ電磁
ピックアップである。

９ｃおよび９ｄは信号線であり、９は計算器、９ｅは計
算器９の出力電気信号を送る信号線、６はリザーバ、７
は油圧ポンプ、および７ａは油圧管である。

また、１ｄはオイルシール、２ｆは穿孔、および２ｃは
油圧ポンプ７を駆動する歯車である。以上の第１および
２図における構成においてその作用を説明する。

エンジン（図示せず）によつて入力軸２が駆動されるこ
とによつて、その動力は歯車２ａ１入力軸２、雌スプラ
イン２ｇ１スライダー牡雄ヘリカルスプライン３ａおよ
び出力軸３を介して、出力軸３とカップリング結合する
燃料噴射ポンプ（図示せす）を駆動している。

この状態において、入力軸２はエンジンと歯車結合して
駆動されているため、電磁ピックアップ９ａが歯車２ａ
の回転速度とその回転角度を検出していると言うことは
、該電磁ピックアップ９ａがエンジンの駆動軸における
それらを検出していることになる。

他方、出力軸３の回転角度を検出している電磁ピックア
ップ９ｂは入力軸２の回転角度に対する出力軸３の相対
回転位相角を検出していることになる。

これらの検出値は、それぞれのエンジン回転速度におい
て、燃料噴射ポンプが最も適切な回転角度から燃料噴射
を行なうように、計算器９における計算のデータとして
使用され、その計算結果としての計算器９における出力
電圧（アナログ量）あるいは出力パルス電圧（ディジタ
ル量）は信号線９ｅを介して、油圧弁８を作動させ、該
油圧弁８は該出力電圧あるいは該出力パルス電圧に相当
する油圧量を油圧管８ａあるいは８ｂに出力させる。

ここで、油圧弁８は信号線９ｅにおける電圧信号がアナ
ログ量の場合は比例制御弁になり、該電圧信号がディジ
タル量の場合はオン・オフ制御弁となる。

上述の作動において、油圧弁８ａに油圧量が与えられ、
油圧管８ｂがリザーバ６へ開放されているときは、該油
圧量は溝５ａおよび穿孔２ｈを介して、スライダー４に
おける端面４ｄの側へ作用し、他方、端面４ｃの側にお
ける圧油は穿孔２１．溝５ｂ、油圧管８ｂおよび油圧弁
８を介してリザーバ６へ開放されることになる。

その結果、スライダー４は該油圧量によつて右方へ押圧
移動し、このとき雌スプライン２ｇが出力軸３の軸方向
と平行にスプライン溝を形成していることに対して、雄
ヘリカルスプライン３ａは出力軸３の軸方向に対して、
斜方向にねじれたスプライン溝を形成していることより
、スライダー４が右方に移動すると、出力軸３は入力軸
２に対して、相対的にその回転位相角度を増大させるこ
とになる。

この相対回転位相角度が増大する状態は、常に電磁ピッ
クアップ９ａおよび９ｂによつて監視されているため、
その相対回転位相角度はエンジンの回転速度に相当する
プログラムされた相対回転位相角度に達したとき、油圧
弁８は閉じられ、その結果、スライダー４の軸方向にお
ける動きも停止する。

以上の作動とは逆に、エンジン回転速度に相当して、出
力軸３の入力軸２に対する相対回転位相角度を減少させ
る場合、油圧管８ｂに油圧量が送られ、油圧管８ａはリ
ザーバ６に開放され、該油圧量は端面４ｃの側を押圧す
ることによつて、スライダー４は左方へ移動し、その移
動はエンジン・回転速度に相当する計算器９においてプ
ログラムされた相対回転位相角度に達したとき停止する
ことは前述の説明と同じである。

本発明における燃料噴射時期の制御装置は以上のように
作動するものであるが、以上の作動にお・いて、ピスト
ン部分４ｅは、直接に位相角変換装置のスライダー４と
一体となつているため、ピストン部分４ｅの操作は、即
スライダー４の動きとなる。

その結果、機械操作系部分には、従来のリンクを介設し
た構成と異なり、まつたく１ガタョノを生ずる余地のな
いものとなつている。よつて、該操作における制御は、
非常に応答性を高めた制御が可能となる。

以上の作動説明において、回転位相角度を変化させるた
めには、雌スプライン２ｇ側をヘリカルスプラインとし
て雄ヘリカルスプライン３ａの側を通常のスプラインと
してもよく、また上述の両スプラインを全てヘリカルス
プラインとしてもよい。

また、入力軸２と出力軸３の使用を逆にして、出力軸３
の側からエンジンによつて駆動し、入力軸２によつて燃
料噴射ポンプを駆動しても相対的に同じこととなる。

以上の説明から明らかなように、本発明における燃料噴
射時期の制御装置は、筒状にした入力軸２の中に位相角
変換装置を包設し、且つ該筒内には、該位相角変換装置
を直接に操作するように油圧ピストン部分４ｅを内設し
、且つ該位相角変換装置の制御に必要とするエンジンの
回転速度およびその回転角を検出する部分は、エンジン
からの動力伝達を行なう歯車２ａを利用しているため、
新たに該検出用の円板等を入力軸２へ嵌着するような必
要がないものとなつている。

その結果、調整装置１００の軸方向長さは短かく構成す
ることが可能となり、自動車用の狭い工２ンジンルーム
内へ容易に装着出来る利点を有するものであつて、且つ
そのようなコンパクトにしても、油圧ピストン部分４ｅ
が直接位相角変換装置を操作する０ガタョのない操作と
なつて、制御の応答性を高めるため、自動車の燃料消費
率や排気ガス成分の改善に、大きく貢献するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例としての噴射時期の調
整装置を正断面図によつて示し、第２図は該調整装置を
含めた制御装置全体のシステム図を示したものである。 実施例に使用した符号は下記のとおりである。１：ケー
シング、１ａ：側板、１ｂおよび１ｃ：軸受、１ｄ：オ
イルシール、２：入力軸、２ａ：歯車、２ｂ：側板、２
ｃ：歯車、２ｄおよび２ｅ：スリーブ、２ｆ，２ｈおよ
び２１：穿孔、２ｇ：雌スプライン、２ｊ：回転周面、
２ｋ：スリブ、３：出力軸、３ａ：雄ヘリカルスプライ
ン、３ｂ：円板、３ｃ：突起、４：スライダー、４ａ：
雄スプライン、４ｂ：雌ヘリカルスプライン、４ｃおよ
び４ｄ：端面、４ｅ：ピストン部分、４ｆ：シリンダ、
５：ロータリジヨイント、５ａおよび５ｂ：溝、５ｃ：
パイプ、６：リザーバ、７：油圧ポンプ、７ａ：油圧管
、８：油圧弁、８ａおよび８ｂ：油圧管、９：計算器、
９ａおよび８ｂ：電磁ピックアップ、９ｃ，９ｄおよび
９ｅ：信号線、１００：調整装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸２と、燃料噴射ポンプを駆動する出力軸３と
   の間には、前記入力軸と前記出力軸との相対回転位相角
   を調整する調整装置１００を介設し、前記装置は、 （イ）前記入力軸あるいは前記出力軸を筒状に削設し、
   且つ前記削設によつて開放した前記筒状の軸方向一端に
   側板２ｂを螺着することによつて、前記出力軸あるいは
   前記入力軸の一部を包設し、（ロ）前記包設した内部の
   軸方向の一部には前記相対回転位相角を変換する位相角
   変換装置を設け、（ハ）前記包設した軸方向の残部には
   、前記位相角変換装置を直接に操作する油圧ピストン部
   分４ｅを装着する、以上の（イ）、（ロ）、（ハ）から
   の構成からなり、前記入力軸とエンジン出力軸との間に
   介設して歯車列のいずれかの歯車の周上には電磁ピック
   アップを固設し、前記出力軸の駆動系における回転軸に
   は、周上に突起３ｃを有する円板３ｂを嵌着し、前記円
   板における前記周上には他の電磁ピックアップを固設し
   、前記電磁ピックアップおよび前記他の電磁ピックアッ
   プにおけるそれぞれの検出信号を計算器９の入力信号と
   なし、前記計算器は前記入力信号によつて油圧弁８を駆
   動し、前記油圧弁は前記油圧ピストン部分を駆動するこ
   とによつて、前記位相角変換装置を操作し、該操作によ
   つて前記調整装置における前記相対回転位相角を調整す
   る構成となつていることを特徴とする燃料噴射時期の制
   御装置。 ２ 位相角変換装置は、入力軸２に雌スプライン２ｇを
   削設し、出力軸３に雄スプライン３ａを削設し、且つ前
   記雌スプラインおよび前記雄スプラインのうち、すくな
   くとも一方のスプラインはヘリカル状のとなし、前記雌
   スプラインと前記雄スプラインによつて形成する環状部
   分には前記両スプラインとそれぞれ係合するそれぞれの
   スプラインを有したスライダー４が嵌合し、前記スライ
   ダー４はピストン部分４ｅに固着している構成である特
   許請求の範囲第１項記載の燃料噴射時期の制御装置。 ３ 油圧ピストン部分４ｅは、筒状の入力軸２と、出力
   軸３とによつて形成するシリンダ４ｆへ環状に嵌合する
   構成である特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の
   燃料噴射時期の制御装置。