JPS6123385B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、デイーゼルエンジンの燃料噴射ポ
ンプの安全装置に関し、詳しくは燃料噴射ポンプ
の制御系の故障時に燃料噴射量を抑制して安全な
走行を可能としたものである。

デイーゼルエンジンに燃料を噴射供給するもの
として例えば分配型の噴射ポンプが知られてお
り、燃料の噴射量等はエンジンの回転数やアクセ
ルの開度に応じて機械的に制御されるようにした
ものがある。

ところが、このように機械的な制御では応答性
等にやや難点があり、このため、近年ではマイコ
ン（電子制御回路）を利用した制御方法が考えら
れ、この燃料噴射量の制御にも適用されようとし
ている。

この電子制御式の分配型燃料噴射ポンプは、例
えば第１図のように構成されている（例えば、
SAEペーパー800167、参照）。

燃料は、ポンプ本体の入口１から、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た後、
ポンプハウジングの内部のポンプ室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
うと共に、高圧プランジヤポンプ６に送られる。

プランジヤ７はエキセントリツクデイスク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より駆動される。

エキセントリツクデイスク８は機関シリンダ数
と同数のフエイスカム９をもち、ローラリング１
０に配設されたローラ１１を乗り越えて回転しな
がら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
することになり、この往復運動に伴い吸入ポート
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。

燃料の噴射量はプランジヤ７に形成したスピル
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のであり、プランジヤ７
の右行によりスピルポート１５が開くと高圧燃料
をポンプ室５の内部へと解放して圧送を終了す
る。

従つて、コントロールスリーブ１６を図中、右
方へ移動すれば燃料の噴射量は増加し、左方へ移
動すれば逆に減少するのである。

コントロールスリーブ１６の位置は、支点Ｂを
中心に回転運動するリンク１７を介して伝えられ
るスライダー１８の移動によつて決定される。

スライダー１８は、DCモータ２０のモータ軸
１９と螺合しており、このDCモータ２０の回転
に応じて往復運動する。

DCモータ２０の作動は、図示しないコントロ
ール装置によつて制御される。

コントロール装置は、クランク角やアクセル開
度等を検出する各種センサからの信号に基づい
て、適切な燃料噴射量を演算し、DCモータ２０
を所定値だけ回転させる。

２１はポテンシヨンメータであり、DCモータ
２０の回転量を検出してコントロール装置にフイ
ードバツクする。

このようにして、燃料の噴射が行なわれるので
あり、エンジンの運転状態に応じて、応答良く最
適な燃料噴射量が得られるように制御されるので
ある。

なお、このほか第２図に示すように、ポンプ室
５の燃料は、ポンプハウジング下部のタイマー部
２２にも導入され、ドライブシヤフト２の回転数
にほぼ比例して増減する燃圧により燃料の噴射時
期を調整すると共に、ポンプハウジング上部の開
口部２３より燃料の一部をオーバーフローさせ
て、燃料タンク２４にもどし、その過程で燃料の
冷却を行なうようにしている。

ところで、この分配型燃料噴射ポンプの電子制
御系が何らかの原因でトラブルを起こした時、例
えばコントロール装置が故障したり、コントロー
ル装置からDCモータ２０等に電気信号を送る配
線（リード線２５等）が断線したような時には、
通常のエンジン停止の場合と同様に、ポンプ室５
から高圧プランジヤポンプ６へ燃料を供給する導
入通路２４に設置された燃料カツト弁２７によ
り、その導入通路２６を遮断して燃料の供給を止
め、ただちにエンジンを停止させるようにしてい
る。

ところが、このように電子制御系の故障の程度
にかかわらず、即エンジンを停止させてしまうの
では、運転者にとつて迷惑なことで、例えばエン
ジンの回転制御が不可能となつてもある程度の回
転数（約1000rpm位）を保つことができれば、冬
期には暖房が、夏期には冷房が維持できて運転者
を救うのみならず、走行することが可能となつて
最寄りの人家や修理工場に援助を求めたり、ある
いは高速道路等では少なくとも車両を安全な場所
まで移動することができる等、多くの利点がある
のである。

しかしながら、噴射ポンプは分配型、列型を問
わず、第３図に示すような噴射特性を有してお
り、例えばコントロールスリーブ１６をアイドリ
ングの位置に固定した場合の噴射量特性Ａは、エ
ンジンの無負荷回転時に必要とされる噴射量曲線
Ｂを上まわる性質がある。このため、噴射ポンプ
の制御が不可能になつたら、ただちにエンジンを
停止させでもしない限り、余分の噴射量が余剰ト
ルクとなつてエンジンの暴走を招くという問題が
あつた。

この発明は、このような要望や問題に答えるべ
くなされたものであり、燃料ポンプの制御系の故
障により燃料の噴射量制御が不能となるような時
に、ポンプ室内燃料圧力を低下させることによ
り、高圧プランジヤポンプからの噴射量を抑制し
て、エンジンの暴走を防止すると共に、エンジン
を停止させることなく走行を可能にした噴射ポン
プの安全装置の提供を目的とする。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第４図で、（第１図、第２図参照）燃料タンク
２４からフイードポンプ３の入口１に燃料を導く
ための燃料通路２８の途中に、主通路２９と、こ
の主通路２９をバイパスする通路としての補助通
路３０とが形成される。

主通路２９には、これを開閉するように電磁弁
３１が設置される。この電磁弁３１の弁体３２
は、その先端が主通路２９の着座面２９Ａに対向
して略円錘状に形成されると共に、電磁弁３１内
のスプリング等により、主通路２９を閉じる方向
に付勢されている。したがつて、電磁弁３１のソ
レノイド３３に通電すれば主通路２９は開状態と
なる。

一方、補助通路３０の途中には、所定の開口面
積を有するオリフイス３４が設けられる。

このオリフイス３４の開口面積と、主通路２９
の通路面積との和は、従来の燃料通路２８の通路
面積とほぼ等しくなるように形成される。

そして、前記電磁弁３１は、第５図に示すよう
に、噴射ポンプのコントロール装置３５と並列し
てバツテリ３６に接続され、その回路の途中に、
キースイツチ３７とは別に非常用のスイツチ３８
が設けられる。

ただし、エンジン停止時に高圧プランジヤポン
プ６に供給される燃料をカツトするめの燃料カツ
ト弁２７は、コントロール装置３５等の故障時に
は作動しないようにする。

次に、作用を説明する。

通常の運転時には、主通路２９は開状態であ
り、燃料噴射ポンプはコントロール装置３５によ
り、エンジンの運転状態に応じて最適な噴射を行
なうように制御される。

この場合、主通路２９と補助通路３０を通つて
噴射ポンプに導入される燃料は、フイードポンプ
３によつて加圧された後、圧力調整弁４により制
御され、ポンプ室５へと供給されるが、ポンプ室
５内の燃料圧力は、第６図に示すＣのようにエン
ジン回転数にほぼ正比例した特性となる。

したがつて、エンジン回転数が上昇して高圧プ
ランジヤポンプ６の吸入行程の時間が短かくなつ
ても、これに応じてポンプ室５からは高い燃料圧
力により高速で燃料が高圧プランジヤポンプ６に
供給されるので、高圧プランジヤポンプ６が燃料
を充足しないまま圧送行程に入ることはなく、エ
ンジンの回転数等に応じた要求通りの噴射量が確
保されるのである。

これに対して、噴射ポンプの制御系が何らかの
原因で故障した時には、非常用スイツチ３８を切
れば、コントロール装置３５の作動がただちに停
止されると共に、電磁弁３１のソレノイド３３へ
の通電が断たれ、主通路２９が閉じられる。

これにより、燃料タンク２４から噴射ポンプに
導入される燃料は、補助通路３０のオリフイス３
４によつて流量を規制されるのである。

このため、ポンプ室５内の燃料圧力特性は第６
図のＤのようになり、エンジン回転数（フイード
ポンプ３の回転数）が上昇しても、燃圧がそれほ
ど高くなることはなく、ほぼ一定となる。

したがつて、高圧プランジヤポンプ６への燃料
の単位時間当りの供給量もほぼ一定となり、この
結果高圧プランジヤポンプ６の一行程当りの燃料
噴射量は、第７図に示すＥのように、エンジンの
回転数が高くなるほど大きく減少し、これにより
エンジン回転数の上昇が抑制されるのである。

ただし、第７図中Ｆは、エンジンの無負荷運転
時に必要な噴射量であり、Ｇは通常の場合におけ
る噴射ポンプの最大噴射量を表わしたものであ
る。

このようにして、エンジンの回転制御等が不可
能になつたとしても、エンジンが暴走することは
防止され、しかもある程度のエンジンの回転数
（第７図で、ＥとＦとの交点Ｎにおける回転数以
下のもの）を維持することができるので、冷暖房
だけでなく、走行が可能となつて修理や安全のた
めに車両を移動することができるのである。

なお、補助通路３０に設けられたオリフイス３
４を適当に選定すれば、ポンプ室５内の燃圧を任
意に調整でき、エンジンの回転数を自由に変える
ことができる。

第８図、第９図は本発明の他の実施例であり、
前記実施例の通電時開の電磁弁３１の代わりに通
電時閉の電磁弁３９を設けたものである。

この場合、電磁弁３９の弁体４０は、その先端
が逆円錘状に、かつ主通路２９の燃料流出方向か
らその主通路２９を開閉するように形成されると
共に、スプリング等により、主通路２９を開く方
向に付勢されている。

そして、この電磁弁３９は、第９図に示すよう
に切換型の非常用スイツチ４１により、前記コン
トロール装置３５と選択的にバツテリ３６に接続
される。

したがつて、通常はコントロール装置３５が働
いて、噴射ポンプの制御を行なうが、その制御の
故障時に、非常用スイツチ４１を切換えて電磁弁
３９に通電すると、主通路２９が閉じられるので
ある。

このように常時開、通電時閉の電磁弁３９を用
いれば、消費電流の節約ができ、省エネルギに適
合したものとなる。

第１０図は、前記実施例のように、燃料通路２
８に主通路２９と補助通路３０の２つの通路を形
成することはなく、主通路２９のみを形成すると
共に、この主通路２９を開閉する電磁弁４２の弁
体４３の内部に補助通路３０Ａを形成したもので
あり、この補助通路３０Ａには、所定のオリフイ
ス３４が設けられる。

このようにすれば、燃料通路２８等の容積が小
さくでき、コストが低減される。

なお、この電磁弁３１，３９，４２や補助通路
３０のオリフイス３４の配設箇所は、燃料タンク
２４からポンプ本体の入口１までの間、あるいは
フイードポンプ３の入口４４まで等、最も取付け
やすい所で良く、この場合、燃料の流量特性が多
少異なるが、これはオリフイス３４の内径を変え
ることによつて自由に補正できる。

また、本発明の非常用スイツチ３８，４１の動
作を、コントロール装置３５等に連動させ、コン
トロール装置３５等の故障時に即座に安全装置が
働くようにしても良い。

以上説明した通り、本発明によれば、燃料噴射
ポンプの電子制御が故障して燃料噴射量の制御が
不可能になつた場合に燃料の供給を抑御するよう
にしたので、エンジンを安全な回転で維持して冷
暖房停止という事態を避けることができると共
に、低速走行を可能にして危険地帯からの脱出や
民家、修理工場への自力走行が可能になる等、優
れた効果を得ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は分配型燃料噴射ポンプの断面図、第２
図は燃料の流れを示すブロツク図、第３図は噴射
ポンプの噴射特性図、第４図は本発明の実施例を
示す要部断面図、第５図は第４図の制御回路図、
第６図はポンプ室内燃料圧力特性図、第７図は、
エンジン回転数に対する高圧プランジヤポンプ一
行程当りの燃料噴射量を示すグラフ、第８図は本
発明の他の実施例を示す要部断面図、第９図は第
８図の制御回路図、第１０図は、同じく本発明の
他の実施例を示す要部断面図である。 １……入口、３……フイードポンプ、４……圧
力調整弁、５……ポンプ室、６……高圧プランジ
ヤポンプ、２４……燃料タンク、２５……リード
線、２６……導入通路、２８……燃料通路、２９
……主通路、３０……補助通路、３１……電磁
弁、３２……弁体、３４……オリフイス、３５…
…コントロール装置、３８……非常用スイツチ、
３９……電磁弁、４０……弁体、４１……非常用
スイツチ、４２……電磁弁、４３……弁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン回転に同期して回転往復動するプラ
   ンジヤポンプにより各気筒へ燃料を分配圧送する
   ようにした燃料噴射ポンプにおいて、フイードポ
   ンプの入口側の燃料通路に、この燃料通路を開閉
   する電磁弁を配設すると共に、この電磁弁をバイ
   パスする通路を形成し、電磁弁開時の通路面積と
   バイパス通路の通路面積との和が要求流量を供給
   するのに必要な通路面積となり、かつ電磁弁開時
   の通路面積よりもバイパス通路の通路面積が小さ
   くなるように設定し、燃料噴射ポンプの故障時に
   上記燃料通路の電磁弁を閉じて、上記バイパス通
   路を介してのみ燃料を供給するように構成したこ
   とを特徴とする燃料噴射ポンプの安全装置。 ２ 電磁弁をバイパスする通路はオリフイスを有
   するバイパス通路であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の燃料噴射ポンプの安全装
   置。 ３ 電磁弁をバイパスする通路は電磁弁の弁体に
   形成したバイパス通路であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の燃料噴射ポンプの安全
   装置。