JPS6217361A - 燃料噴射装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジン等に燃料を供給する燃料噴
射装置に関する。

〔従来の技術〕

通常、この種の燃料噴射装置は、燃料調量ポンプから送
られてきた燃料を、エンジンの運転に同期して往復駆動
される圧送プランジャによって圧送ポンプ室内で加圧し
、この加圧燃料を噴射ノズルから燃焼室へ噴霧供給する
ようになっていることは知られている。ところで、エン
ジンに燃料を供給する場合には、エンジンの運転状況に
応じて燃料噴射量および噴射タイミングを制御する必要
がある。

このような燃料噴射量および噴射時期を制御する手段と
して、特開昭５４−５０７２６号公報に見られるごとく
、電磁弁を使用したものがすでに開発されている。この
ものは電磁弁に対するパルス信号を制御すると、電磁弁
の開弁じている時間に応じて噴射燃料量を調量できると
ともに、電磁弁の開きタイミングにより噴射時期の調整
が行え、したがってエンジンの運転状況に対応して噴射
量および噴射時期を容易に制御することができる利点が
ある。

しかしながら、上記従来のものは、プランジャによって
加圧された高圧燃料が直接に電磁弁に作用するようにな
っているため、電磁弁の耐圧強度が不足して高圧噴射の
圧力を高めることに限界がある。噴射圧力が低いと、所
定量の噴射のために噴射時間を長くしなければならない
とともに、噴射終期の噴射切りも高精度に行えない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするところは、電磁弁の開閉により噴射量を決
定する分配型調量ポンプを用いてエンジンの運転状況に
見合った正確な噴射量の制御を可能とすると共に、高圧
電磁弁を必要とせず、高圧噴射を可能とし、さらに噴射
時期の制御も容易に行なえる燃料噴射装置を提供しよう
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、エンジンと同期して作動される圧送プランジ
中により圧送ポンプ室内の燃料を加圧し、この圧送ポン
プ室の油圧により噴射プランジャを作動させて噴射ポン
プ室内の燃料を加圧し、この噴射ポンプ室内の高圧燃料
を噴射ノズルに供給して噴射するようにし、上記噴射ポ
ンプ室内にはエンジンの運転状況に応じた最適噴射量と
なるように電磁弁制御分配型燃料調量ポンプによって調
量された燃料を導入するようにし、また、噴射タイミン
グ用電磁ソレノイド機構の駆動時期制御により、上記噴
射ポンプ室内の調量燃料加圧開始時期を制御するように
している。

〔実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

この実施例は、電磁弁溢流式の分配型燃料調量ポンプと
共に示したもので、第１図はその構成を示している。こ
の図では、内燃機関に設けられる複数の気筒に対して燃
料を分配供給する分配型の燃料調量ポンプ１１と、上記
各気筒に対してそれぞれ設けられるユニットインジェク
タ１２の１つを取り出して示しているもので、機関の各
気筒に対しては、それぞれ図で示されると同様のユニッ
トインジェクタが設けられるものである。

図において、１１は公知のボッシュタイプの分配型燃料
噴射ポンプをベースとする電磁弁スピル調量方式燃料調
量ポンプ（以下、燃料調量ポンプと呼ぶ）、１３は内燃
機関のクランク軸に連結されベーン式フィードポンプ１
４を回転させる駆動軸である。ベーン式フィードポンプ
１４は吸入口４から図示しない燃料タンク内の燃料をフ
ィルタを介して導入し、この燃料を加圧してレギュレー
トパルプ５の設定する圧力に調圧したのち、調量ポンプ
１１内に形成した燃料室１７へ供給する。

上記駆動軸１３はカップリング３２を介してプランジャ
２１を駆動する。このカップリング３２はプランジャ２
１を回転方向へは一体的に回転させるが、プランジ中２
１が軸方向へ往復運動する場合にはこの軸方向移動を自
由に許す。上記プランジ中２１にはフェイスカム２４が
一体的に設けられている。フェイスカム２４はスプリン
グ２３によりローラリング３１に配置したカムローラ６
に押付けられており、これらフェイスカム２４とカムロ
ーラ６の摺接により、これらのフェイスカム２４のカム
山がカムローラ６に乗り上げると一プランジャ２１が往
復動される。プランジ中２１は１回転中に、図示しない
エンジンの気筒数に応じた回数だけ往復動される。

プランジャ２１は調量ポンプ１１に取付けられたヘッド
７に摺動自在にかつ精密に嵌合されており、このヘッド
７とプランジャ２１の端面とでポンプ室２５を形成して
いる。プランジャ２１の端部周面には吸入溝３５が形成
されており、プランジャ２１の吸入行程中に、即ち図示
左方への移動中にこれら吸入溝３５のうち１つが、ヘッ
ド７に設けた吸入ボート３４に連通ずると、前記燃料室
１７からポンプ室２５に燃料を吸入する。またプランジ
ャ２１の圧縮行程中、つまり図示右方への移動中に、ポ
ンプ室２５内で加圧された燃料は、連通路２６、分配ボ
ート２７を通じて調量通路２９へ圧送され、吐出弁２８
を介して、上記ユニットインジェクタ１２へ供給される
。

上記ポンプ室２５には電磁弁スピル式の燃料調量機構１
が接続されている。すなわちポンプ室２５は溢流通路３
８．２０により燃料室１７に連通されており、上記溢流
通路３日は電磁弁２により開閉される。電磁弁２は、ニ
ードル弁３７を電磁コイル３６によって作動するもので
、この電磁コイル３６に通電するとニードル弁３７がリ
フトされてポンプ室２５が溢流通路３日に開放される。

したがってプランジャ２１の圧縮行程中に、電磁弁２を
作動させるとポンプ室２５内で加圧されている燃料が溢
流通路３８．２０を介して低圧側の燃料室１７へ逃がさ
れるから、前記調量通路２９側へは送られなくなり、燃
料の調量が停止される。

このことによりインジェクタ側に供給すべき燃料噴射量
を制御する。尚、制御室１７へ溢流した燃料の一部は燃
料タンク１５へ還流する。

上記電磁弁２への通電開始タイミングは、マイクロコン
ピュータを備えた電子制御回路１９によって行われるが
、電子制御回路１９の構成及び動作については後述する
。

上記ローラリング３１には例えば電磁ピックアップ式、
ホール素子式あるいは光学的角度検出式などのタイミン
グ検出器１８が取付けられており、これに対して駆動軸
１３にはパルサ３３が固定されている。駆動軸１３の回
転によりパルサ３３に形成した突起３０の１つが上記タ
イミング検出器１８を横切ると、このタイミング検出器
１８が信号を発生する。この信号は前記電子制御回路１
９へ送られる。電子制御回路１９ではこのタイミング検
出器１８からの出力信号をうけると、この基準信号とし
て所定時間後に、電磁弁２へその作動を指令する電力信
号を出す。

前記ユニットインジェクタ１２は、エンジンヘッド４０
に挿入設定されるもので、Ｏリング４１ａ〜４１ｃによ
って燃料ギヤラリ４２ａ、４２ｂが設定されるようにな
っている。そして、この燃料ギヤラリ４２ａには、燃料
調量ポンプ１１の燃料室１７に連通し、特定される圧力
の燃料がフィルタ４３、逆止弁４４、フィード通路４５
を介して供給されるようになるものである。

その他、燃料ギヤラリ４２ａに対しては、図では示して
ないがエンジンによって駆動されるフィードポートによ
って、燃料タンクから燃料を取出し、安全弁等で最高圧
力を規定して供給するようにしてもよい。

第２図は上記ユニットインジェクタ１２を取り出して示
したもので、インジェクタボデー５０内に圧送シリンダ
５１、噴射シリンダ５２およびノズルホルダ５３が直列
的に設定され、これらはホルダナツト５４で一体的に組
付けられている。

圧送シリンダ５１内には、圧送プランジャ５５が移動自
在にして設定されるもので、この圧送プランジャ５５の
噴射シリンダ５２方向の部分には、圧送ポンプ室５６が
形成されるようになっている。

この圧送プランジャ５５は、カムフォロア５７に一体的
に結合されるもので、このカムフォロア５７には圧縮ス
プリング５８を作用させ、常時圧送ポンプ室５６を拡大
する方向に力を付勢するように設定する。このカムフォ
ロア５７には図では示してないがエンジンに同期して回
転するカムに直接的あるいはロッカーアーム・ブツシュ
ロッド等を介してスプリング５８に抗する力を作用させ
、エンジンの回転に同期し、燃料噴射時期に対応して圧
送プランジャ５５を図上で下方に移動させられるように
駆動制御されるものである。

噴射シリンダ５２は上記圧送ポンプ室５６に連通ずる状
態で構成され、圧送シリンダ５１よりも小径で構成され
る。そして、この噴射シリンダ５２内に噴射プランジャ
５９が移動自在にして設定される。

上記圧送シリンダ５１には、圧送ポンプ室５９に開口す
るフィードポート６０が設けられており、さらに圧送プ
ランジャ５５の環状溝６１に開口するタイミングボート
６２が設けられる。これらフィードポート６０は圧送プ
ランジャ５５のメインリード６３によって、またタイミ
ングボート６２は圧送プランジャ５５に一体に設けたタ
イミングリード６４によって圧送プランジャ５５の移動
に対応して開閉制御されるもので、フィードポート６０
は圧送シリンダ５１とホルダナツト５４との間に形成さ
れる、燃料ギヤラリ６５ａに連通設定される。この燃料
ギヤラリ６５ａは、複数の開口６６ａを介して、前記燃
料ギヤラリ４２ａに連通される。また、上記フィードポ
ート６０はフィード通路６７を介して燃料ギヤラリ６５
ａに連通されているものであり、さらに圧送ポンプ室５
６には燃料ギヤラリ６５ａに連通ずるフィードポート６
８が開口されている。この場合、上記フィードポート６
８はフィード通路６７よりも小径でタイミングポート６
２と同程度の面積（直径でフィード通路６７より０〜数
ｍｍ小さく）設定されている。

圧送ポンプ室５５の環状溝６１には、スピルリード６９
が形成されるもので、上記環状溝６１は横穴６９ａおよ
び縦穴６９ｂで圧送ポンプ室５６に連通設定されている
。ここで環状溝６１は、圧送プランジャ５５が図上で下
方に移動したときに、フィードポート６０部を開口し、
圧送ポンプ室５６と燃料ギヤラリ６５ａとを連通ずるよ
うになる。

さらに、タイミングボート６２は、タイミング通路７０
、スプール弁７１、ドレイン通路７２を介して燃料ギヤ
ラリ６５ａに連通されるもので、スプール弁７１は電子
制御回路１９からの信号線２５３を介する指令で制御さ
れる電磁ソレノイド機構７３で制御され、タイミングポ
ート６２と燃料ギヤラリ６５ａとの間の通路を選択的に
開閉制御する。

また、上記フィードポート６８はメインリード６３で開
閉されるが、その開閉時期はタイミングボート６２がタ
イミングリード６２によって開閉される時期とは、所定
の時間間隔が設定されるようになっている。

噴射シリンダ５２には、ドレインボート７４およびスピ
ルボート７５が開口されており、噴射プランジャ５９に
は、その移動に対応してスピルボート７５およびドレイ
ンボート７４を開閉するスピルリード７６およびドレイ
ンリード７７が形成されている。噴射プランジャ５９の
ノズルホルダ５３側には、噴射ポンプ室７８が形成され
ているもので、上記スピルリード７６に対応して噴射プ
ランジャ５９に形成される環状溝７９は、横穴８０ａお
よび縮高８０ｂを介して噴射ポンプ室７８に連通されて
いる。

ここで、前記調量ポンプ１１の吐出弁３０から得られる
調量された燃料は、調量通路８１、フィルタ８２、絞り
８３を介してエンジンヘッド４０内の燃料ギヤラリ４２
ｂ１ホルダナツト５４の開口６６ｂ１ホルダナツト５４
とシリンダ５２間のギヤラリ６５ｂに供給し、さらに噴
射シリンダ５２のスピル通路８４を介してスピルボート
７５に、あるいは調量通路８５、調量弁８６を介してノ
ズルホルダ５３の噴射燃料通路８７に、そして噴射ポン
プ室７８に供給される。

上記ドレインボート７４は前記燃料ギヤラリ６５ａに連
通され、このギヤラリ６５ａはリーク通路８８を介して
ノズルホルダ５３内のノズルスプリング室８９内に連通
される。前記ギヤラリ４２ｂには空気抜き９２が形成さ
れ、独立している。

このノズルホルダ５３には、リテーニングナツト９０に
よってノズル９１を一体的に組付けているもので、この
ノズル９１は針弁９２によって噴射孔を開閉する構成の
ものである。この針弁９２はノズルスプリング９３によ
って閉方向に付勢されるもので、燃料噴射通路８７の燃
圧が上昇したときにスプリング９３に抗して針弁９２が
開放され、燃料噴射が実行されるようになる。

すなわち、上記のように構成されるユニ、７トインジエ
クタ１２にあっては、まず圧送プランジャ５５が上死点
にある場合に、分配型調量ポンプ１１の作動で噴射ポン
プ室７８に噴射量に対応した量の燃料が充填され、その
充填量に応じた位置に噴射プランジャ５９が設定される
。またこのとき圧送ポンプ室５６内には、調量ポンプ１
１の燃料室１７の燃料が調圧されて燃料ギヤラリ４２ａ
。

６５ａ、フィードポート６０を介して送り込まれて充満
されている。

この状態でエンジンの回転に対応するカムでカムフォロ
ア５７がスプリング５８に抗して駆動され、圧送プラン
ジャ４５が駆動されると、圧送ポンプ室５６内の燃料は
フィードポート６０から排出される。そして、プランジ
ャ５５の移動に伴いメインリード３がフィードポート６
０を閉じる少し前に、電磁ソレノイド機構７３に通電し
てスプール弁７１を開き、タイミング通路７０とドレイ
ン通路７２とを連通して、タイミングボート６２から、
またフィードポート６８からも圧送ポンプ室５６内の燃
料が排出されるようになる。

ここでエンジンの回転数、負荷等に応じた最適の噴射時
期が得られるように、第３図に示すような噴射時期制御
二次元マツプをあらかじめ制御回路１９に記憶設定して
おき、その時の負荷条件等に応じた最適噴射時期に電磁
ソレノイド機構７３に対しての励磁通電を断ち、スプー
ル弁７１を閉じる。すなわち、この最適噴射時期でタイ
ミングボート６２からの燃料排出が停止され、フィード
ポート６８から引続き燃料が排出される状態となる。第
４図は、カム回転角に対するカムリフトの状態、ボート
面積の状態、燃料噴射量の状態をそれぞれ示すもので、
カム回転角度に対する各ボート６０．６２．６８のボー
ト面積は、それぞれ第４図の（Ｂ）にａ、ｂ、ｃでそれ
ぞれ示すような状態で変化する。

そして、フィードポート６０が閉じ、タイミングボート
６２が閉じると、フィードポート６８から排出される燃
料は、このボート６８が小径であるため少な（プレフロ
ー効果のため圧送ポンプ室５６内の圧力が徐々に上昇す
る状態となり、圧送プランジャ５５の移動と共に圧送ポ
ンプ室５６の燃料は高圧となって、噴射プランジャ５９
に対して圧力が作用するようになる。このようにして、
ノズル開弁圧以上に噴射ポンプ室７８内の圧力が上昇す
ると、燃料の噴射が開始されるものである。

しかし、フィードポート６８から燃料が排出される状態
にあるため、その圧力は緩やかに上昇し続けるものであ
り、燃料噴射率は第４図の（Ｃ）に示すように右上がり
の三角形の状態となる。つづいて圧送プランジャ５５が
下降し、メインリード６３がフィードポート６８を閉じ
る状態となると、圧送ポンプ室５６はさらに高圧の状態
となり、噴射プランジャ５９は圧送プランジャ５５と噴
射プランジャ５９の受圧面積化分だけ増速した速度で駆
動される。

尚、タイミングボート６２は、最も遅角させて噴射させ
るのに必要な位置に開口されているもので、圧送ポンプ
室５６内の燃料圧力が最高圧に達する前にタイミングボ
ート６２はリード６４で閉じられる。このため、スプー
ル弁７１部には、高圧状態の燃料は負荷されないもので
あり、このスプール弁７１の機構は強度的に充分に保護
される。

このように、タイミングボート６２が、スプール弁７１
によって閉じられることによって、噴射プランジャ５９
が圧送プランジャ５５で駆動され、噴射ポンプ室７８の
圧力を上昇させる。このようにして、圧送プランジャ５
５が駆動され、噴射ポンプ室７８の圧力が上昇して、そ
の圧力が噴射燃料通路８７を介してノズル９１に伝達さ
れ開弁圧に達すると、針弁９２がノズルスプリング９３
に抗して押し上げられ、ノズル噴孔から燃料の噴射が開
始されるようになる。そして、圧送プランジャ５５は引
続きスプリング５８に抗して駆動され、右上がりの三角
形の噴射率形状でこの燃料噴射状態は継続される。

上記のように噴射プランジャ５９が駆動され、そのスピ
ルリード７６がスピルボート７５を開口すると、噴射ポ
ンプ室７８内の高圧燃料は環状溝７９およびスピルボー
ト７５、スピル通路８４を介して燃料ギヤラリ６５　ｂ
、　１１量通路８５に戻され、噴射ポンプ室７８内の燃
料圧力は低下して上記燃料噴射動作は終了する。すなわ
ち、調量ポンプ１１から送られた燃料量に応じて噴射プ
ランジャ５９が押し上げ決定され、その押し上げストロ
ークに応じた量、すなわち上記調量に応じた量の燃料噴
射が実行されるようになる。

その後、圧送プランジャ５５はさらに駆動され、噴射プ
ランジャ５９を駆動するものであるが、ドレインリード
７７がドレインボート７４を開口し、圧送ポンプ室５６
内の燃料をドレインボート７４を介して燃料ギヤラリ６
５ａに導出し、燃料ギヤラリ４２ａを介して部外の燃料
タンクに排出するようになる。そして、この時点で噴射
プランジャ５９の動きは一度停止される。

圧送プランジャ５５はその後もさらに下降し、圧送シリ
ンダ５２のフィードポー）６０をスピルリード６９が開
口し、フィードポート６０からも圧送ポンプ室５６内の
燃料を排出し、さらに下降して圧送プランジャ５５は下
死点に至って停止する。

燃料ギヤラリ６５ｂに一度戻された溢流燃料は、スピル
通路８４、スピルボート７５あるいは調量通路８５、調
量弁８６から噴射ポンプ室７８へ逆流し、毎回繰り返し
て利用されるものであるため、調量効率は高められる。

上記のように圧送プランジャ５５が下死点に達し再び上
昇を開始すると、フィードポート６０はスピルリード６
９によって閉じられる。したがって、圧送ポンプ室５６
の圧力が低下し噴射プランジャ５９を引き上げる力が作
用するようになり、調量ポンプ１１の分配ポンプ室２５
で加圧された燃料が調量通路８１、ギヤラリ４２ｂ１開
口６６ｂおよびギヤラリ６５ｂを介して噴射ポンプ室７
８に供給され、噴射プランジャ５９は上方に移動される
ようになる。ここで、噴射ポンプ室７８に供給される燃
料量は、調量装置１’ｌにおいて調量され、エンジンの
運転状態に対応したものとなる。

すなわち、エンジンが高負荷状態の時は、多量の燃料が
ポンプ室７８に供給され、低負荷の時にはその燃料量が
減少されるようになる。

ここで、吐出弁２８から調量通路８１に供給される燃料
量は、電磁弁２を閉じ、分配プランジャ２１の端面とな
る吸入リードがフィードポート３５を閉じてから、再び
電磁弁２を開くまでの、分配プランジ中２１の圧送スト
ロークと、このプランジャ２１の断面積を乗じた値とな
る。そして、この燃料量はアクセル位置、エンジン回転
数等の条件によって変化するものであり、１１量燃料量
はエンジンの運転状態に応じた最適値に制御される状態
となるものである。

ここで、減筒運転を実行したい気筒がある場合には、そ
の減筒気筒に対応する調量行程中において、調量ポンプ
１１の電磁弁２のニードル弁３７を電磁コイル３６によ
りリフトさせ、インジェクタ側に送り込まれないように
する。すなわち、減筒気筒に対して燃料が送り込まれな
いように制御されるものである。

前述したように、噴射ポンプ室７８に燃料が送り込まれ
、圧送プランジャ５５がさらに上昇してフィードポート
６０を再び開口すると、燃料ギヤラリ６５ａから圧送ポ
ンプ室５６内に燃料が供給され、圧送プランジャ５５が
上死点まで移動して停止する。そして、以後エンジンの
回転状態に対応して上記の動作を繰り返すものである。

第５図に示す電子制御回路１９は周知のＣＰＵ１５１、
　ＲＯＭＩ　５２．　ＲＡＭＩ　５３、データバス１５
５を主要部として構成されており、外部との入出力を行
う為に入力ポート１５７、パルス入力ポート１５８、出
力ボート１６０を備え、データバス１５５によって各素
子は相互に接続されている。入力ポート１５７はＡ／Ｄ
変換の機能を有し、エンジンの運転状態を検出する為に
種々のセンサ、例えばアクセルペダル１６８の位置（踏
込みりを検出するアクセルペダルセンサ１７０やエンジ
ンの回転角を検出する図示しない回転数センサ、あるい
は、吸気温センサ等が接続されると共に、電気信号調整
手段としての抵抗調整回路１９０からの２組の電圧信号
も入力されている。パルス入カポ−１−１５８には前述
のタイミング検出器１８の出力が信号線２５１を介して
つながれており、パルサ３３と組合わされて、前述の如
く燃料調量ポンプのフェイスカム２４の回転位相に応じ
たパルス信号を検出するよう構成されている。

又、出力ポート１６０は燃料調量時間τをセットするカ
ウンタを備えており、ＣＰｔＪ１５１によって該カウン
タにセットされた時間の゛経過後に、接続された前記電
磁弁２の電磁コイル３６を励磁する電力信号を信号線２
５２を介して出力して、その開閉を行う。

次に、上述のタイミング検出器１８からのパルス信号を
検出して、フェイスカム２４の回転位相（ここでは駆動
ｌ１ｌｉ１３の回転位相）を検出する手法について説明
する。タイミング検出器１８を用いて行われる駆動軸１
３の回転に対するタイミングの検出は、燃料調量量制御
における基準点の検出を意味しており、後述の燃料調量
量（燃料調量時間）の制御はこの基準点により行われる
３第６図は、第１図のａ−ａ断面図であって、タイミン
グ検出器１８とパルサ３３との関係を説明する為のもの
である。図示する如く、パルサ３３はその円周を４等分
して突起３９を備えている。パルサ３３は、これらの突
起３９が４気筒エンジンの各気筒への燃料調量を行うプ
ランジャ２１を駆動するカム２４の各々の下死点におい
て、タイミング検出器１８に最も接近して、その検出端
を通過するような角度をもって、駆動軸１３に圧入・嵌
着されている。従って、タイミング検出器１８には、プ
ランジャ２１による燃料調量の為の加圧が開発される時
点で、パルス信号が生成されることになる。

これらのタイミングを第７図のタイミングチャートに示
した。図において、（１）はプランジャのリフトｔを示
しておた、ＤＰはその下死点を示している。（■）はパ
ルサ３３の突起３９が通過することによってタイミング
検出器１８に発生する電圧信号を示し、（Ｉｎ）は該信
号が電子制御回路１９のパルス入力ポート１５８によっ
て波形整形された後のパルス信号を示している。（ＩＶ
）はプランジャ２１の下死点を示すこのパルス信号を基
準点（回転角度θ＝０）として、所定の回転角度θの時
点で電磁弁２が通電されて開弁するタイミングを示して
いる。電磁弁２のニードル弁３７が開くと加圧されてい
た燃料が溢流通路３８．２０を通って低圧側へ溢流して
燃料調量は終了する。

（Ｉ）において斜線を施した部分ｑ、ｑ’がプランジャ
２１の加圧により燃料調量が行われる範囲を示している
。従って、後述するように、電子制御回路１９において
、アクセル開度をアクセルセンサ１７０によって検出し
、燃料調量量を求め、エンジンの回転数を検出して燃料
調量時間を算出し、前述の如く、所定の回転角度θで電
磁弁２を開弁操作するよう構成すれば、電磁弁スピル調
量方式による燃料調量量制御装置として機能することに
なる。

次に、第８図を用いて電気信号調整手段として第５図中
の抵抗調整回路１９０の構成について説明する。図にお
いて、１９１ないし１９４は抵抗値を等しくする固定抵
抗器１９５．１９６は調整用抵抗器である。又Ｖｃｃは
抵抗調整回路１９０に供給される定電圧（ここでは５Ｖ
）を示している。従って、調整電圧出力端子１９７，１
９８とアース端子１９９間には、各々、抵抗器１９１゜
１９２と調整抵抗器１９５とによる分圧電圧■τ、抵抗
器１９３．１９４と調整抵抗器１９６とによる分圧電圧
■θ、とが出力される。調整抵抗器１９５．１９６は可
変抵抗器によってその抵抗値を調整してもよいが、車載
用としての条件を考慮して、固定抵抗器の交換による調
整、あるいは膜状抵抗器のレーザトリミング等による調
整としてもよい。

次に、以上の構成をもって行われる燃料調量量の制御に
ついて、第９図に示すフローチャートに依拠して説明す
る。エンジンが始動されて、定常運転における燃料調量
量の制御が開始サレルト、電子制御回路１９は本制御ル
ーチンを図示しない他の必要な制御ルーチンと共に繰り
返し実行する。

本制御ルーチンはＡより開始され、ステップ２６０では
、まず、入力ポートよりエンジンの運転状態としてアク
セルペダル１６８の踏込み量に対応したアクセルセンサ
１７０の出力やエンジンの回転数等を読み込む処理が行
われる。続くステップ２６５では、ステップ２６０で読
み込んだアクセルペダル１６８の踏込み量から燃料調量
量を求め、エンジンの回転数から該燃料調量量に対応し
た燃料調量時間を演算する。プランジャ２１の１ストロ
ークによって吐出される調量量は決まっており、エンジ
ンの回転数が増大するに従って、同じ燃料量を吐出・噴
射する為に必要な時間は短くなるので、アクセルの踏込
み量とエンジン回転数とから燃料調量時間で、が求めら
れる。続（ステップ２７０では抵抗調整回路１９０より
調整抵抗器１９５．１９６とによって各々調整された電
圧信号Ｖτ、Ｖθとを読み込む処理が行われる。次のス
テップ２７５では、ステップ２７０で読み込んだ電圧信
号Ｖτ、Ｖθから補正する燃料調量量に対応する補正量
Δτ、Δθを求め、実際に電磁弁１９を駆動して実現さ
れる燃料調量時間τを求める処理が行われる。

ここで、電圧信号Ｖτ、Ｖθは調整操作によって決定さ
れた電圧であって、電圧信号Ｖτは電磁弁２の応答遅れ
時間Δτに、電圧信号■θはタイミング検出器１８が発
生するパルスのプランジャ２１の下死点に対する回転角
度上のズレΔθに、各々対応している。■τとΔτ、Ｖ
θ、Δθとの対応関係は、例えばＲＯＭ１５２内に格納
されたマツプにより定められており、第１０図（Ａ）。

（Ｂ）は各々その一例を示している。このうち回転角度
上のズレΔθによって補正すべき燃料調量時間の補正量
は、エンジンの回転数の関数となる為、ステップ２６０
で読み込んだエンジンの回転数Ｎを用いて、ｆ　（Δθ
、Ｎ）として演算される。

従って、抵抗調整回路１９０の電圧信号Ｖθよりマツプ
によって求められた補正すべき回転角度Δθからエンジ
ンの回転数Ｎを用いて演算した補正すべき燃料調量時間
ｆ　（Δθ、Ｎ）と、同じく電圧信号■τから求められ
た電磁弁２の応答遅れ時間に対応した補正すべき燃料調
量時間Δτと、ステップ２６５で求めた燃料調量時間τ
１とを加算して、エンジンの運転状態によって定まる燃
料調量量での燃料調量を実現する為に電磁弁２に与えら
れる開弁信号のタイミングτが演算される訳である。続
くステップ２８０では、ステップ２７５で求めたタイミ
ングτを出力ポート１６０のカウンタ内にセントした後
、処理はＢへ抜けて本制御ルーチンを終了する。

本制御ルーチンで出力ポート１６０のカウンタにセット
されたタイミングτを用いて、図示しない燃料調量制御
ルーチンにより、タイミング検出器１８によって検出さ
れたパルス信号を基準として、出力ポートのカウンタを
動作（カウントダウン）させ、カウンタの値が零となっ
た時、電磁弁２へ駆動信号を出力し、ニードル弁３７を
開弁して燃料を低圧側へ溢流させ、燃料調量量の制御が
行われる。

従って、個々にバラついた電磁弁２の応答遅れ時間Δτ
やタイミング検出器１８の発生するパルス信号のプラン
ジ中２１の下死点に対する回転角度上のズレΔθに対し
て、これを補正するように抵抗調整回路１９０の電圧信
号■τ、■θが調整されていれば、電磁弁２の開弁のタ
イミングは上述の誤差に応じて補正され、正確な燃料調
量量の制御を行うことができる。そこで次に、以上の構
成を有する内燃機関の燃料噴射量制御装置の調整の一手
法について説明する。

まず、以上の構成を有する内燃機関の燃料噴射量制御装
置において用いられる電磁弁スピル調量方式の燃料調量
ポンプ１１本体から電磁弁２を取りはずし、調整用のマ
スクとして開弁時の応答速度が正確に管理された調整用
電磁弁を取付ける。

電磁弁２として応答速度が管理された調整用電磁弁を取
付けたことから、抵抗調整回路１９０の電圧信号のうち
Ｖτは基準値（ここでは２．５Ｖ）に設定する。この状
態で、内燃機関の燃料噴射量制御装置を所定の回転数と
負荷とにより運転し、燃料の吐出量を測定・調整する。

例えば、回転数ｌｏｏｏｒｐｍ、アクセルの踏込み量半
開で運転し、吐出量が計算上の設定値８．８　ｃｃ　／
ストロークとなるように、抵抗調整器１９０の調整抵抗
器１９６を調整して電圧信号Ｖθを変更し、燃料調量量
を調整する。この操作によって、タイミング検出器１８
が発生するパルス信号のプランジャ２１の下死点に対す
る回転角度上のズレΔθの補正が行われたことになる。

次に調整用電磁弁を取りはずし内燃機関の燃料噴射量制
御装置本来の電磁弁２を取付け、上述と同様に燃料調量
量の調整を、今度は、調整抵抗器１９５を調整し、電圧
信号■τを変更して行う。この調整により、調整用電磁
弁に対する電磁弁２の応答速度のバラツキが補正される
。

以上の簡単な調整により、電磁弁２の応答速度のバラツ
キ（Δτ）とタイミング検出器１８によるプランジャ２
１の下死点検出の回転角度上のバラツキ（Δθ）とが補
正されたことになり、実施例の内燃機関の燃料噴射量制
御装置は、既述の燃料調量量制御ルーチン（第９図に示
す）によって、エンジンの全運転領域、即ち回転数と燃
料調量量の全領域に亘って、正確な燃料調量量による燃
料噴射を実現することができる。

又、こうした燃料調量量の補正を行う為の電気信号調整
手段としての抵抗調整回路１９０は、数本の抵抗しか必
要とせず、簡単な構成によって燃料調量量の補正を実現
している上、その結果として信頼性・耐久性に優れてい
るという利点も有する。

尚、上記実施例の電子制御回路１９は、ＣＰＵ１５１を
主要部として構成し、ディジタル制御としたが、第１２
図に図示するような通常の電子制御回路により構成する
ことも何ら差支えない。第１１図において、１９′は電
子制御回路であって、２０１はアクセルセンサ（第１実
施例の１７０に相当）、２０３はエンジンの回転数検出
センサ、２０５は電磁弁スピル調量式燃料調量ポンプ１
１の電磁弁（第１実施例２に相当）、２０７は燃料ｉＰ
］Ｉポンプの駆動軸１３の回転位相を検出するタイミン
グ検出器（第１実施例の１８に相当）、２１０は抵抗調
整回路（第１実施例の１９０に相当）を各々表している
。電子制御回路１９′は、遅延回路２２０，２２５、増
幅回路２３０、除算回路２４０からなる。増幅回路２３
０は、アクセルセンサ２０１の出力Ａを増幅し、これを
回転数検出センサ２０３の出力信号Ｎに応じて燃料調量
時間に換算した上で、アクセルの踏込量に応じた信号を
遅延回路２２０の第１の遅延量制御端子Ｄ１に出力する
。一方除算回路２４０は、抵抗調整回路２１０のひとつ
の電圧信号Ｖθを回転数検出センサ２０３の出力信号Ｎ
で除算し、タイミング検出器の回転角度上のズレを燃料
調量時間上の補正量に変換するように働く。除算回路２
４０の出力は、遅延回路２２０の今ひとつの遅延量制御
端子Ｄ２に入力されており、遅延回路２２０は、タイミ
ング検出器２０７からのパルス信号をトリガ用の端子Ｃ
ＬＫに入力した時点から、前記遅延量制御端子り、、Ｄ
ｔに入力された信号に基づく所定の時間後に、出力端子
ＯＵＴの電圧をロウレベルからハイレベルに反転させる
。この信号をうけた次段の遅延回路２２５は、遅延量制
御端子Ｄ３に入力された抵抗調整回路２１０の今ひとつ
の電圧信号Ｖτに応じた時間後に、その出力端子ＯＵＴ
をアクティブとして、電磁弁２０５を開弁じ燃料調量を
終了させる。

第１１図の如（構成された電子制御回路１９′を用いて
も第１実施例と同様の制御を行うことができ、同様な効
果を得ることができる。第１１図に示すような通常の電
子制御回路１９′を用いて内燃機関の燃料噴射量制御装
置を構成する場合、ＣＰＵ等を用いないことから電子制
御回路１９′の構成をやや簡略にでき、製品コストも低
く抑えることができる。

又、第１実施例では、駆動軸１３の回転位相を検出する
ために、パルサ３３として突起３０を気筒数と等しい数
（４）だけ備えたものを用いたが、回転角度のより一層
緻密な制御を行う為に、例えば第１３図にその横断面を
示すようなパルサ３３′タイミング検出器１８を用いて
もよい。第１２図は第１図のａ−ａ断面図に相当するが
、第１２図ではパルサとして外周に４箇所を欠歯とする
５６個の突起３０′を設けたパルサ３３′を用いている
。４箇所の切歯の部分は丁度プランジャ２８の下死点に
相当する位置にある。第１３図は上記の構成におけるタ
イミング検出器１８の出力信号等を示すタイミングチャ
ートである。図において（Ｉ）はプランジャ２１のスト
ロークを示しており、ＤＰはその下死点（加圧開始の時
点）を意味している。（調量）はタイミング検出器に発
生する起電力信号を、（ＩＩ［）はそれを波形整形した
後のパルス信号を示している。プランジャ２１の下死点
（ＤＰ）を欠歯部分に生じるパルス幅の大きなパルスの
立ち上がり点として検出し、この点を基準として、タイ
ミング検出器１８からの微小角度を表すパルスの数をカ
ウントしてその回転角度を検出すれば、駆動軸１３の回
転角度を一層正確に知ることができ、第１実施例で詳解
した電磁弁スピル調量方式の燃料ｆｉ！ポンプによる燃
料調量量制御をより緻密に行うことができる。

又、上記の実施例では、電気信号調整手段として抵抗調
整回路１９０を用いたが、−抵抗調整回路１９０は数個
の抵抗器によって構成されているので極めて小型に製作
することができ、形状から取付は場所を制限されること
がないとう利点を有する。従って、燃料ポンプ１１に搭
載することもでき、この場合、燃料調量ポンプ１１の機
差は抵抗調整回路１９０の電圧信号Ｖτ、Ｖθによって
電子制御回路１９にとっては補償されているとみなすこ
とができ、燃料調量ポンプ１１単体としての互換性が確
保されることとなって好適である。

更に、上述の実施例では、電磁弁２の開弁時の応答遅れ
時間のバラツキ、タイミング検出器１８の検出するパル
スのプランジャ２１の下死点に対する回転角度のズレの
バラツキとを共に補正しているが、例えば電磁弁の応答
速度が単体で機械的に補正できるならば、後者の補正だ
けでよい。同様に逆の場合には、電磁弁の応答遅れのみ
補正すればよい。

又、電気信号調整手段としては抵抗調整回路１９０に限
定する必要はなく、外部からその電気信号の状態（電圧
、周波数、２進コード等）を変更できるものであれば何
ら差支えない。又、補正後の値をメモリ上に固定するよ
うな手法を用いてもよい。

第１４図は減筒制御の流れを示すもので、まずステップ
４２１でエンジンの運転状態、走行状態を読み取り、さ
らに気筒信号を読み取ってステップ４２２で減筒運転が
可能か否かを判断する。そして、減筒運転が可能と判断
されたときには、ステップ４２３でどの気筒を減筒する
かを設定された条件に基づき判断して選択する。次に、
ステップ４２４で回転数Ｎｅ、気筒信号から減筒すべき
気筒の調量時期に調量量がＱ＝　ＯＩＩＪ／　Ｓ　ｔと
なる様に燃料調量時間τを演算し、次にステップ４２５
で求めたタイミングτを出力ボートのカウンタ内にセッ
トし、減筒制御を実行する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、噴射量の調量制御に電
磁弁制御方式の分配型調量ポンプを使用しているので、
ディーゼル機関のユニットインジェクタの噴射量を、そ
の運転状態に対応して常に精度良く、各噴射毎に応答性
良く設定制御できる。

また、ユニットインジェクタの圧送ポンプ室の圧力が、
複数のフィードポートを制御することによって可変制御
されるものであり、内燃機関の回転数の全域にわたって
効果的に噴射率パターンが設定されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る内燃機関の燃料噴射
装置を説明する構成図、第２図は上記装置のユニットイ
ンジェクタ部分を特に示す断面構成図、第３図は上記実
施例の制御回路において使用される調量量演算のための
二次元マツプを示す図、第４図は上記ユニットインジェ
クタにおけるカム回転角に対応する制御状態を説明する
特性図、第５図は本実施例の電子制御回路のブロック図
を含む燃料噴射量制御装置の概略構成図、第６図は第１
図ａ−ａ断面図、第７図はタイミング検出器の出力パル
スと燃料調量のタイミングとの関係を示すタイミングチ
ャート、第８図は抵抗調整回路の構成を示す回路図、第
９図は燃料調ｔｔの制御の一例を示すフローチャート、
第１０図（Ａ）は抵抗調整回路１９０の電圧出力■τと
電磁弁の遅れ時間の補正量Δτとの関係を示すグラフ、
第１Ｏ（Ｂ）は同じく電圧出力Ｖθとその補正量Δθと
の関係を示すグラフ、第１１図は電子制御回路の他の実
施例を示すプロ・ツク図、第１２図はバルサの他の実施
例を示す断面図、第１３図は第１２図に示すバルサを用
いた場合の出力パルスと燃料調量量制御とのタイミング
を示すタイミングチャート、第１４図はそれぞれ上記装
置の減筒制御の態様を説明する流れ図である。 １・・・調ｆｆｉ機構、２・・・電磁弁、１１・・・分
配型燃料調量ポンプ、１２・・・ユニットインジェクタ
、１３・・・回転軸、１７・・・燃料室、１８・・・タ
イミング検出器、１９・・・制御回路、２１・・・分配
プランジャ、２５・・・分配ポンプ室、３３・・・バル
サ、５１・・・圧送シリンダ、５２・・・噴射シリンダ
、５３・・・ノズルホルダ、５５・・・圧送プランジャ
、５６・・・圧送ポンプ室。 ５７・・・カムフォロア、５９・・・噴射プランジャ、
６７・・・フィード通路、６８・・・フィードポート、
７３・・・電磁ソレノイド機構、７８・・・噴射ポンプ
室、８６　・・・８周量弁、　　ｌ　５１　・・・ＣＰ
Ｕ。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第６図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 噴射シリンダおよびこのシリンダに嵌合される噴射プラ
   ンジャによって形成される噴射ポンプ室と、圧送シリン
   ダおよびこのシリンダに嵌合される圧送プランジャによ
   って形成される圧送ポンプ室とを有し、この圧送ポンプ
   室に充填された燃料を介して上記圧送プランジャの駆動
   力を上記噴射プランジャに伝達して、噴射ポンプ室圧力
   で燃料を噴射するユニットインジェクタを備え、このユ
   ニットインジェクタの噴射ポンプ室には、運転状態に対
   応して調量ポンプにて調量した燃料を供給すると共に、
   圧送ポンプ室には燃料を所定の時期に供給するようにし
   てなり、上記圧送ポンプ室には、それぞれ異なる径とし
   た複数のフィードポートを開口し、この複数のフィード
   ポートの少なくとも１つを制御機構によって開閉制御す
   るように構成し、上記圧送ポンプ室の圧力が上記制御機
   構によって可変制御される様にした燃料噴射装置であっ
   て、上記噴射ポンプ室に噴射燃料を調量供給する調量ポ
   ンプは電磁弁の開閉制御により噴射燃料量を決定する分
   配型燃料調量ポンプであることを特徴とする燃料噴射装
   置。