JPS6358247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油圧サーボ機構によつて燃料油を増
圧して噴射するようにしたインジエクター装置
と、油圧式弁駆動装置によつて吸気弁と排気弁を
開閉制御するようにした吸排気弁装置の油圧制御
を電子制御装置によつて行うようにした内燃機関
の電子油圧制御装置に関するものである。

この種の内燃機関の電子油圧制御装置の従来例
としては、インジエクター装置と吸排気弁装置の
油圧源を別々に設けたものが知られているが、こ
のようにインジエクター装置と吸排気弁装置の油
圧源を別々に設けた場合には、各油圧源にそれぞ
れ作動油タンク、フイルター、油圧ポンプ等の部
品を設けなければならないので、部品点数の増大
によつてコストアツプになつたり、構造が複雑で
且つ装置が大形化するという問題があつた。

又、従来の内燃機関の電子油圧制御装置におい
ては一般に作動油としてエンジンの潤滑油や燃料
油より粘度の高い作動油を使用するようにしてい
るところから、作動部分の粘性抵抗や油路の抵抗
あるいは作動油の温度上昇によるソレノイドコイ
ルの性能低下等によつてインジエクター装置及び
吸排気弁装置の応答性が悪くなるという問題もあ
つた。

本発明は、上記の如き従来の内燃機関の電子油
圧制御装置の問題に鑑み、油圧源の共通化を図る
ことにより、コストの低廉化と構造の簡略化及び
装置の小形軽量化を促進せしめることを主たる目
的とし、さらに、油圧アクチユエータの作動油と
して燃料油の一部を利用することによりインジエ
クター装置と吸排気弁装置の応答性の向上を図る
ことを他の目的とするものであつて、内燃機関に
よつて駆動される燃料供給ポンプを有する燃料油
供給装置と、燃料油供給装置から圧送される燃料
油を油圧サーボ機構により増圧してノズルバルブ
から噴射するインジエクター部と該油圧サーボ機
構を作動せしめる作動油の流通を制御するソレノ
イドバルブ部とを有するインジエクター装置と、
吸気弁を油圧力によつて開閉駆動する動弁機構部
と該動弁機構部を作動せしめる作動油の流通を制
御するソレノイドバルブ部を有する油圧式弁駆動
装置を備えた油圧駆動式吸気弁装置と、該油圧駆
動式吸気弁装置とほぼ同一構成を有する油圧駆動
式排気弁装置と、前記インジエクター装置のソレ
ノイドバルブ部のソレノイドコイルと吸気弁装置
と排気弁装置のソレノイドバルブ部のソレノイド
コイルとを内燃機関の運転状態に応じて適宜に制
御するマイクロコンピユータを有する電子制御装
置とを備えるとともに、燃料油供給装置の燃料供
給ポンプから前記インジエクター装置のインジエ
クター部側に圧送される燃料油の一部をインジエ
クター装置の油圧サーボ機構と吸気弁装置及び排
気弁装置の動弁機構部の作動油として利用するよ
うにしたことを特徴とするものである。

以下、本発明の内燃機関の電子油圧制御装置を
第１図に示すシステム図を参照して説明すると、
この内燃機関の電子油圧制御装置は、内燃機関６
８によつて駆動される燃料供給ポンプ６９を有す
る燃料油供給装置Ｓと、燃料油を噴射するインジ
エクター装置Ｔと、油圧式弁駆動装置を有する油
圧駆動式吸気弁装置Ｘと油圧駆動式排気弁装置Ｙ
（詳細図示省略）と、内燃機関の運転状態に応じ
てインジエクター装置Ｔと吸気弁装置Ｘと排気弁
装置Ｙを制御する電子制御装置Ｒとを有してい
る。

燃料油供給装置Ｓは、燃料タンク７１内の燃料
油を、燃料供給ポンプ６９によつて適宜圧力に加
圧して、第１燃料供給管７３と第２燃料供給管７
４を介してインジエクター装置Ｔ及び吸気弁装置
Ｘと排気弁装置Ｙに供給するようになつている。
図中符号７０はフイルター、７５は圧力調整弁、
７２は燃料供給ポンプ６９から圧送される燃料油
を整圧するためのアキユームレータ又は集合管で
ある。

インジエクター装置Ｔは、インジエクターボデ
イ１内に、油圧サーボ機構３３により燃料油を増
圧して噴射するインジエクター部３２と、該油圧
サーボ機構３３の作動油の流通を制御るるソレノ
イドバルブ部３１とを有している。この油圧サー
ボ機構３３は、大径のサーボピストン４と小径の
プランジヤ３で構成されており、インジエクター
ボデイ１の側部に形成した燃料油入口２２から後
に詳述するソレノイドバルブ部３１を介してサー
ボピストン室５内に導入される燃料油の導入と排
出を該ソレノイドバルブ部３１によつて適宜に制
御することにより、燃料油入口２２内の燃料油を
燃料油充填油路２３に設けたサプライバルブ２１
を介してプランジヤ室６内に導入して増圧し、こ
の高圧燃料油を高圧燃料油路２４を介して油溜室
２０内に導入して該燃料油の油圧力によつてノズ
ルバルブ２を開弁して噴口１９，１９……から噴
射するようになつている。又、ノズルバルブ２の
背圧側に設けたノズルバルブシート嵌挿穴１７に
は、作動油第４油路３４を介して燃料油の一部が
導入されており、該ノズルバルブ２の開弁圧は、
このノズルバルブシート嵌挿穴１７内の油圧力と
ノズルバルブ付勢用スプリング１６のバネ力によ
つて設定される。尚、サーボピストン４のリーク
油は第４排出油路３０を介して燃料タンク７１側
に還流せしめられる。

ソレノイドバルブ部３１は、油圧サーボ機構３
３の作動油としてサーボピストン室５内に導入さ
れる燃料油の流通を制御するスプール弁７と、ソ
レノイドコイル１２の吸引力によつて駆動せしめ
られるアクチブコア９とを同軸状に配置して構成
されている。スプール弁７は、軸方向に変位せし
められることによりその２つのランド部７ａ，７
ｂで燃料油入口２２とスプール室８を連通せしめ
る作動油第１油路２５と、該スプール室８とサー
ボピストン室５を連通せしめる作動油第２油路２
６と、スプール室８と燃料タンク７１を連通せし
める作動油第３油路２９を適宜に開閉して作動油
の流通を制御する如く作用する。即ち、スプール
弁７が上方に引き上げられた場合には、作動油第
１油路２５と作動油第２油路２６が相互に連通し
燃料油入口２２から燃料油がサーボピストン室５
内に導入され（第１図、図示位置、以下、この弁
位置を第１弁位置という）、逆に、下方に押し下
げられた場合には作動油第２油路２６と作動油第
３油路２９とが相互に連通し、サーボピストン室
５内の燃料油が燃料タンク７１側に排出せしめら
れる（この場合の弁位置を第２弁位置という）こ
のスプール弁７の弁位置は、ソレノイドコイル１
２の吸引力とアクチブコア９側に設けた第１スプ
リング１４とスプール弁７側に設けた第２スプリ
ング１５のバネ力の釣り合いによつて制御され
る。即ち、この実施例では、アクチブコア９側の
第１スプリング１４のバネ力をスプール弁７側の
第２スプリング１５よりも大きく設定しており、
ソレノイドコイル１２の吸引力が消滅している場
合（換言すればソレノイドコイル１２への通電が
遮断されている場合）には、スプール弁７とアク
チブコア９を一体的に第１スプリング１４のバネ
力と第２スプリング１５のバネ力の差によつて下
方に押しつけて該スプール弁７を第２弁位置に設
定し、ソレノイドコイル１２に吸引力が発生した
場合（換言すればソレノイドコイル１２が通電さ
れた場合）には、先ず、その吸引力によつてアク
チブコア９が第１スプリング１４のバネ力に抗し
て上方に引き上げられ、次にスプール弁７が第２
スプリング１５のバネ力によつて上方に押し上げ
られて第１弁位置に設定される。このアクチブコ
ア９のストロークは、即ち、アクチブコア９の作
動行程はアクチブコア９の上面９ａ側に設けたア
ジヤストボルト１３によつてアクチブコア９の上
動限界を設定することにより調整される。又、ス
プール弁７のリーク油は、第１排出油路２７から
アクチブコア９に設けた通油孔１１及び第２排出
油路２８を介して燃料タンク側に還流せしめられ
る。

吸気弁装置Ｘは、シリンダヘツド３５に装着し
た吸気弁３６の弁棒頂部３６ａに、該吸気弁３６
を油圧力によつて開閉駆動せしめる油圧式弁駆動
装置６１を取付けて構成されており、該吸気弁３
６をバルブスプリング３９のバネ力と油圧式弁駆
動装置６１の油圧力とによつて開閉弁するように
なつている。油圧式弁駆動装置６１は、固定ボル
ト５９，５９……によつてシリンダヘツド３５側
に固定されたシリンダボデイ４２内に、吸気弁３
６を油圧力によつて開弁方向に変位せしめる如く
作用するピストン４４と、該ピストン４４の作動
室４３に導入される作動油の流通を制御するソレ
ノイドバルブ部６３を有している。このソレノイ
ドバルブ部６３は、前記インジエクター装置Ｔの
ソレノイドバルブ部３１とほぼ同一の構成を有し
ており、ソレノイドコイル４８の吸引力によつて
駆動せしめられるアクチブコア４７とスプール弁
４５を同軸状に配置し、このスプール弁４５を、
該スプール弁４５側に取付けた第２スプリング５
１とアクチブコア４７側に設けた第１スプリング
５０のバネ力とソレノイドコイル４８の吸引力に
よつて上下動させ、その２つのランド部４５ａ，
４５ｂで作動油入口５２とピストン室導入油路５
３とピストン室排出油路５４を適宜に開閉してピ
ストン４４を上下動させることにより吸気弁３６
を開閉弁せしめるようになつている。即ち、この
実施例では、第１スプリング５０のバネ力を第２
スプリング５１のバネ力よりも大きく設定し、ソ
レノイドコイル４８が通電遮断されている場合に
は第１スプリング５０と第２スプリング５１のバ
ネ力の差によつてスプール弁４５を下方に押し下
げてピストン室導入油路５３とピストン室排出油
路５４とを連通せしめて作動室４３内から作動油
を排出し（以下、この場合のスプール弁４５の弁
位置を第１弁位置という）、逆にソレノイドコイ
ル４８が通電されている場合にはその吸引力によ
つてアクチブコア４７を第１スプリング５０のバ
ネ力に抗して上方に引き上げ、スプール弁４５を
第２スプリング５１のバネ力によつて上方に押し
上げて作動油入口５２とピストン室導入油路５３
を連通せしめ、燃料油を作動室４３内に導入せし
める（以下、この場合のスプール弁４５の弁位置
を第２弁位置という）。尚、アクチブコア４７の
ストロークは、アジヤストボルト４９のねじ込み
量によつて調整される。又、スプール弁４５のリ
ーク油は、第１排出油路５６からアクチブコア４
７に設けた通油孔６４を介して第２排出油路５５
から燃料タンク７１側に、またピストン４４のリ
ーク油は第３排出油路５７から燃料タンク７１側
にそれぞれ還流せしめられる。

排気弁装置Ｙは、上記吸気弁装置Ｘと同一構成
を有しているためその詳細図示及び説明は省略す
る。

電子制御装置Ｒは、内燃機関６８のフライホイ
ール６７に近接して取付けた回転位相角センサ６
６と、該回転位相角センサ６６からの信号を演算
して前記インジエクター装置Ｔのソレノイドコイ
ル１２と吸気弁装置Ｘと排気弁装置Ｙのソレノイ
ドコイル４８の通電開始時期、通電遮断時期等を
設定し、もつて燃料の噴射量と噴射時期及び内燃
機関６８の回転速度並びに吸、排気弁の開閉弁時
期を制御するマイクロコンピユータ６５とを有し
ている。

続いて、図示実施例の内燃機関の電子油圧制御
装置の作用を説明すると、内燃機関６８が運転さ
れると先ず、燃料供給ポンプ６９によつて燃料タ
ンク７１内の燃料油が適宜圧力に加圧され、その
一部は第１燃料供給管７３を通つてインジエクタ
ー装置Ｔの燃料油入口２２に、又、他の一部は作
動油として第２燃料供給管７４を通つて吸気弁装
置Ｘの作動油入口５２と排気弁装置Ｙの作動油入
口（図示省略）に圧送される。

インジエクター装置Ｔの燃料油入口２２側に圧
送された燃料油は、その一部が燃料油として燃料
油充填油路２３から油圧サーボ機構３３のプラン
ジヤ室６内に、また他の一部は作動油として作動
油第３油路３４からノズルバルブシート嵌挿穴１
７と作動油第１油路２５からサーボピストン室５
にそれぞれ分流して供給される。今、ソレノイド
コイル１２が通電されたとすると、該ソレノイド
コイル１２の吸収力によつてアクチブコア９が上
方に引き上げられ、スプール弁７が第１弁位置に
設定される。スプール弁７が第１弁位置に設定さ
れると作動油第１油路２５と作動油第２油路２６
が連通するため、燃料油入口２２から作動油第１
油路２５及び作動油第２油路２６を通つて作動油
がサーボピストン室５内に導入され、該サーボピ
ストン室５内の作動油圧力によつてサーボピスト
ン４とともにプランジヤ３が下動せしめられ、プ
ランジヤ室６内の燃料油を増圧して噴口１９，１
９……からシリンダ内に噴射せしめる（燃料噴射
行程、第１図、図示位置）。

ソレノイドコイル１２への通電が遮断されると
ソレノイドコイル１２の吸引力が消滅するためア
クチブコア９とスプール弁７は第１スプリング１
４と第２スプリング１５のバネ力の差によつて下
方に押し下げられ、該スプール弁７が第２弁位置
に設定される。スプール弁７が第２弁位置に設定
されると今度は作動油第２油路２６と作動油第３
油路２９とが連通し、サーボピストン４は、燃料
油充填油路２３からサプライバルブ２１を押し開
いてプランジヤ室６内に導入される燃料油の圧力
によつて上動せしめられ、サーボピストン室５内
の作動油が燃料タンク７１側に排出されると同時
にプランジヤ室６内に燃料油が充填される（燃料
充填行程）。この燃料噴射行程と燃料充填行程を
繰り返えすことによつて内燃機関６８が連続的に
運転される。

燃料の噴射量は、マイクロコンピユータ６５に
よつてソレノイドコイル１２の通電遮断時間を調
整して燃料充填量を変化させることにより制御さ
れる。即ち、通電遮断時間を長くすれば燃料充填
量が多くなり、それだけ燃料噴射量が増加する。

燃料の噴射時期は、回転位相角センサ６６から
の信号を基準にしてソレノイドコイル１２の通電
開始時期を制御することによつて調整される。例
えば、進角操作時には通電開始時期を早める。

又、内燃機関６８の回転速度は、ソレノイドコ
イル１２への通電サイクルの時間間隔を変更する
ことによつて制御される。例えば、回転速度を上
昇させる場合には通電サイクルの時間間隔を小さ
くする。

このインジエクター装置Ｔにおいては、油圧サ
ーボ機構３３の作動油として粘度の低い燃料油
（例えば軽油、灯油等の良質油）を利用している
ため、スプール弁７あるいは油圧サーボ機構３３
の作動抵抗が少なく、燃料の噴射特性を内燃機関
６８の運転状態の変化に対して応答良く制御する
ことができる（応答性の向上）。

又、図示実施例においては、スプール弁７のリ
ーク油を、アクチブコア９に設けた通油孔１１内
を流通させて燃料タンク７１側に排出するように
しているため、該リーク油によつてアクチブコア
９即ち、ソレノイドコイル１２の昇温を抑えるこ
とができ、これによりソレノイドコイル１２の吸
引力特性を長期に亘つて安定且つ良好に維持せし
めることができる。一方、吸気弁装置Ｘのソレノ
イドコイル４８と排気弁装置Ｙのソレノイドコイ
ル（図示省略）は、内燃機関６８の作動行程に応
じて通電あるいは通電遮断される。即ち、吸気弁
装置Ｘのソレノイドコイル４８は、排気行程の終
了近くにおいて通電され、圧縮行程の始めにおい
て通電遮断される。即ち、ソレノイドコイル４８
が通電されると、その吸引力によつてアクチブコ
ア４７が上方に引き上げられ、スプール弁４５が
第２弁位置に設定されるため、作動室４３内に作
動油が導入され、ピストン４４の下動に伴つて吸
気弁３６が開弁される。一方、ソレノイドコイル
４８への通電が遮断されると、スプール弁４５が
第１弁位置に設定され、吸気弁３６はバルブスプ
リング３９のバネ力によつて閉弁せしめられる。

一方、排気弁装置Ｙのソレノイドコイルは、膨
張行程の終り近くで通電されて排気弁を開弁せし
めるとともに、吸入行程の始めに通電遮断されて
排気弁を閉弁せしめる如く作用する。

この吸気弁装置Ｘも排気弁装置Ｙもともに油圧
式弁駆動装置６１の作動油として燃料油を利用し
ているため、前記インジエクター装置Ｔの場合と
同様に作動油の粘性による作動抵抗が少なく、そ
れだけ吸気弁３６及び排気弁を内燃機関６８の運
転状態に応じて応答良く開閉作動せしめることが
でき、内燃機関６８の吸気特性及び排気特性が向
上する。

又、この電子油圧制御装置においては、インジ
エクター装置Ｔのソレノイドバルブ部３１の構造
と、吸気弁装置Ｘとソレノイドバルブ部６１及び
排気弁装置Ｙのソレノイドバルブ部の構造をほぼ
同一構造としているため、インジエクター装置
Ｔ、吸気弁装置Ｘ及び排気弁装置Ｙの各部品間に
互換性があり、このため、部品種類が少なくてよ
く、構造の簡略化とコストの低廉化を促進せしめ
ることができる。

次に、本発明の効果を説明すると、本発明の内
燃機関の電子油圧制御装置は、インジエクター装
置の油圧サーボ機構と、吸気弁装置と排気弁装置
の油圧式弁駆動装置に供給される作動油とインジ
エクター装置からシリンダ内に噴射される燃料油
とを同一の油圧源から供給することにより油圧源
の共通化を図つているため、複数の油圧源をもつ
た従来の電子油圧制御装置の場合に比して油圧ポ
ンプ、フイルター等の部品点数が少なくてよく、
それだけ装置の構造の簡略化と小形軽量化及びコ
ストの低廉化を図り得るという効果がある。

又、本発明の電子油圧制御装置は、粘度の低い
軽油あるいは灯油を燃料油とし、この燃料油の一
部をインジエクター装置の油圧サーボ機構と、吸
気弁装置と排気弁装置の動弁機構部の作動油とし
て利用するようにしているため、粘度の高いエン
ジン潤滑油等を作動油として利用するようにした
場合に比して作動部の粘度抵抗が少なく、しかも
粘度抵抗によつて作動油の温度が上昇しソレノイ
ドコイルの吸引力特性が悪化するというようなこ
ともないので、インジエクター装置、吸気弁装置
及び排気弁装置の応答性が向上し、それだけ内燃
機関の噴射特性及び吸、排気特性の向上を図り得
るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例に係る内燃機関の電子油
圧制御装置のシステム図である。 ２……ノズルバルブ、１２……ソレノイドコイ
ル、３１……ソレノイドバルブ部、３２……イン
ジエクター部、３３……油圧サーボ機構、３６…
…吸気弁、４８……ソレノイドコイル、６１……
油圧式弁駆動装置、６２……動弁機構部、６３…
…ソレノイドバルブ部、６５……マイクロコンピ
ユータ、６８……内燃機関、６９……燃料供給ポ
ンプ、Ｒ……電子制御装置、Ｓ……燃料油供給装
置、Ｔ……インジエクター装置、Ｘ……吸気弁装
置、Ｙ……排気弁装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関６８によつて駆動される燃料供給ポ
   ンプ６９を有する燃料油供給装置Ｓと、前記燃料
   油供給装置Ｓから圧送される燃料油を油圧サーボ
   機構３３により増圧してノズルバルブ２から噴射
   するインジエクター部３２と該油圧サーボ機構３
   ３を作動せしめる作動油の流通を制御するソレノ
   イドバルブ部３１とを有するインジエクター装置
   Ｔと、吸気弁３６を油圧力によつて開閉駆動する
   動弁機構部６２と該動弁機構部６２を作動せしめ
   る作動油の流通を制御するソレノイドバルブ部６
   ３を有する油圧式弁駆動装置６１を備えた油圧駆
   動式吸気弁装置Ｘと、該油圧駆動式吸気弁装置Ｘ
   とほぼ同一構成を有する油圧駆動式排気弁装置Ｙ
   と、前記インジエクター装置Ｔのソレノイドバル
   ブ部３１のソレノイドコイル１２と前記吸気弁装
   置Ｘと排気弁装置Ｙのソレノイドバルブ部６３の
   ソレノイドコイル４８とを前記内燃機関６８の運
   転状態に応じて適宜に制御するマイクロコンピユ
   ータ６５を有する電子制御装置Ｒとを備えるとと
   もに、前記燃料油供給装置Ｓの前記燃料供給ポン
   プ６９から前記インジエクター装置Ｔのインジエ
   クター部３２側に圧送される燃料油の一部を前記
   インジエクター装置Ｔの前記油圧サーボ機構３３
   と前記吸気弁装置Ｘ及び前記排気弁装置Ｙの動弁
   機構部６２の作動油として利用するようにしたこ
   とを特徴とする内燃機関の電子油圧制御装置。