JPS649459B2

JPS649459B2 -

Info

Publication number: JPS649459B2
Application number: JP54146996A
Authority: JP
Inventors: Edogaa Ban Suitsukuren Junia Howaado
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1978-11-13
Filing date: 1979-11-13
Publication date: 1989-02-17
Also published as: SE7909352L; ATA704479A; IT1124943B; GB2035607B; JPS5566634A; DE2942012C2; CA1129521A; FR2441061A1; AT373044B; FR2441061B1; DE2942012A1; SU927129A3; IT7927157A0; US4232647A; GB2035607A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関、特にデイーゼルエンジンの
燃料を制御する分野に関する。

現在一般に使用されているデイーゼルまたは高
圧縮点火内燃機関は、通常、シリンダに噴射され
る燃料の量を制御するラツク機構を調速機から機
械的に作動させる。多種のデイーゼルエンジンに
使用されてきた最近の電気式ないし電子式装置
は、電気的パルスで作動させられるソレノイド弁
の附勢中にシリンダに燃料を一定圧力で噴射する
定圧方式であつた。しかし、最近の装置では、回
転するカムにより押し棒を介して機械的に作動さ
せられるジヤークポンプ噴射器を使用することに
より、速度に応じて圧力も噴射時間と同様に変化
させている。（ジヤークポンプは、例えば、バー
マン（Paul J.Burman）及びデルカ（Frank
Duluca）の共著になる「内燃機関用の燃料噴射
と制御（Fuel Injection And Controls For
Internal Combustion Engines）」（1962年）の21
頁〜23頁に説明されている。燃料の噴射にジヤー
クポンプ噴射器を使用すれば、定圧装置よりさら
に正確に噴射することができるので、本発明では
機械式ラツクで制御する代りに電子式装置であふ
れ弁を制御するものであるが、圧力の制御にはジ
ヤークポンプを使用している。その場合にはジヤ
ークポンプがエンジンにより回転させられるカム
から駆動されることを考慮しなければならない。

燃料噴射装置を制御する電子式制御装置は先行
技術では極めて一般的であるが、これらの装置の
大半はエンジンの回転角の特定角度としてではな
く時間の関数として燃料パルス継続時間を制御し
ている。代表的先行技術は米国特許第3653365号、
同第3659571号及び同第3800749号に開示されてい
る。米国特許第3653365号には、エンジンの回転
によつて制御されて、鋸歯状波を造るデイーゼル
エンジン用電子制御装置が記載されている。ちな
みに前記鋸歯状波の勾配は回転速度によつて決定
される。

一方、米国特許第3659571号は、エンジンの予
定の速度―負荷特性に応じて変化する継続時間の
入力パルスを発生するデイーゼルエンジン用電子
式速度調整装置を開示している。単安定マルチバ
イブレータから発生される入力パルスはエンジン
速度の関数である継続時間を有している。これら
の入力パルスは、噴射器弁の作動状態の関数であ
る継続時間を有する一連の予定のパルスと共に、
比較器に送られ、予定の速度―負荷特性に応じて
変化させられる。又、米国特許第3800749号は、
デイーゼルエンジンの電子式噴射制御装置内の正
方形波信号の継続時間を調整する装置を教示して
いる。この装置は、エンジンの回転に応じて各噴
射周期を開始するパルス発生器と、基準電圧を発
生する関数発生器とを有している。零から基準信
号の瞬時値まで上昇しその後当該瞬時値に相当す
る値をとる調整電圧の発生のために、矩形遅延信
号が生成される。噴射信号の継続時間は前記調整
電圧の関数である。これらの特許は何れも燃料パ
ルスを時間の関数として決定しており、何れも、
デイーゼルエンジンまたは火花点火内燃機関の燃
料パルスの継続時間をエンジンクランク軸の回転
角度の関数として決定していない。

本発明は、電子制御で燃料が噴射される内燃機
関に使用される燃料噴射制御装置であつて、燃料
はエンジンクランク軸が設定された回転角度をま
わり過ぎるに要する時間の間シリンダに噴射され
ることを特徴とする。

本発明によれば、速度に応じた直流傾斜出力の
速度信号を生じる速度信号発生回路３２と、その
速度信号を与えられる単安定マルチバイブレータ
３１とが設けられ、その単安定マルチバイブレー
タの出力パルスの継続時間は、エンジンクランク
軸が所定の回転角度をまわるに要する時間に等し
くなるように速度に依存している。単安定マルチ
バイブレータに供給する電流の量を上記速度信号
を用いて調節することによつて、一定の回転角度
をエンジンクランク軸が回転していくまでの時間
に燃料供給時間を等しくするものである。

エンジンクランク軸の回転角度を基にした、こ
のような燃料供給時間によれば、エンジンクラン
ク軸の回転速度にエンジン負荷の変動等のため変
動が生じた場合には、回転速度の低下に対しては
燃料量が増大し、回転速度の上昇に対しては燃料
量が減少するという作用を奏する。この作用によ
つて、エンジンから駆動されエンジン速度に依存
した特性をもつジヤークポンプを用いた燃料噴射
装置に好適な燃料噴射制御装置が得られる。

従つて、本発明の目的は燃料供給時間をエンジ
ンクランク軸の正確な回転角度に対応して設定で
きる内燃機関用燃料噴射制御装置を提供するにあ
る。

本発明の上記及びその他の目的は、添付図面に
関する以下の詳細な説明から明らかとなる。

第１図乃至第５図は、エンジンの速度の全域に
対してエンジンクランク軸の回転角度を用いて一
率に設定された継続時間を有するパルスを燃料噴
射ソレノイド弁用として発生する燃料噴射制御装
置を示すブロツク結線図である。これらブロツク
内にある回路の詳細図は第１４，１５及び１６図
に示されており、又本燃料噴射制御装置を使用す
る負荷時のエンジンの一般的作動特性は第１０図
と第１２図とに示されている。

まず、本発明のいくつかの特徴を利用した内燃
機関用燃料噴射制御装置の一部のブロツク結線図
を第１図に示す。噴射制御装置は燃料噴射器のソ
レノイド弁を附勢する回路に電気的パルスを供給
する。このパルスは、予定の最高速度まではクラ
ンク軸の速度に関係なく、エンジンクランク軸が
一定の回転角度をまわりすぎるのに等しい継続時
間を有している。一般に、トリガ回路１０は、リ
ンク機構を介してエンジンクランク軸またはカム
軸１に結合されていてトリガパルス１０．１を発
生する。該信号は、パルス成形回路２０によつて
成形されてパルス発生器３０に信号２０．１を送
る。次にパルス発生器３０は、エンジン速度に関
係なく、エンジンクランク軸の一定の回転角度に
よつて決定される継続時間を有する信号パルス３
０．１を発生する。信号パルス３０．１は、第１
図においてはそのまま附勢パルスとなり、噴射器
ソレノイドに（必要があれば図示しない噴射器の
駆動回路を介して）に供給されてパルスの継続時
間に応じて噴射器を開く。第１図においてはパル
ス発生器３０単独でパルス発生装置を構成してい
る。１個以上の噴射器を備えた方式では、分配器
（図示せず）を使用して各噴射器ソレノイドに
夫々の信号パルス３０．１を分配する。トリガ回
路１０の作用は、パルス発生器３０から発生され
た信号パルス３０．１が噴射器ソレノイドの制御
を開始するエンジンクランク軸の回転の特定点
（例えば上死点）を識別する基準信号すなわちト
リガパルス１０．１を発生することにある。タイ
ミング変化制御回路８０により信号パルス（ここ
では附勢パルス３０．１の発生時点を（例えば、
上死点の前や上死点の後へ）調節（手動または自
動により）できる。本実施例では、信号パルス
（附勢パルス）３０．１の発生開始の点はエンジ
ンクランク軸の回転速度の関数として自動的に調
節される。

第１図に示したパルス発生器３０を構成する最
少部品のブロツク結線図を第２図に示す。エンジ
ンクランク軸の回転角度に見合う所定の継続時間
を有する信号パルス３０．１を発生するために、
単安定マルチバイブレータ３１の調時部分は速度
信号発生回路３２からクランク軸の速度信号３
２．１を受ける。これにより、単安定マルチバイ
ブレータ３１は、エンジンクランク軸の回転角度
数によつて設定される継続時間の信号パルス３
０．１を生じる。

第３図は、信号パルス３０．１の継続時間を定
めるクランク軸の回転角度の値を調節（第１２図
において直線A₁の上下の位置を調節することに
相当する。）する回路を第２図に追加することに
よつて、本発明による装置が一種以上の内燃機関
に使用できることを示すためのブロツク線図であ
る。この作用を行う最大燃料パルス調節回路３５
は、速度信号発生回路３２と単安定マルチバイブ
レータ３１との間に設置される。従つて、例えば
10゜のクランク軸回転角度に見合つた継続時間を
有する信号パルス３０．１を発生するようにある
エンジンのために調節でき、一方別のエンジンに
対しては、信号パルス３０．１が12゜のクランク
軸の回転角度に見合つた継続時間を有するように
調節することができる。エンジンにより動作条件
が異なるから、これは望ましいことである。

第４図は第１図に示した装置にさらに別の特徴
を加えた装置を示すブロツク結線図である。特
に、第４図に示した装置は、(1)操作員の手動の絞
り弁操作によりエンジン速度を変える速度調整回
路と、(2)クランク軸の速度が予定の最高速度を越
えないように（第１２図の直線Ｘを左右に移動さ
せて）する調節可能な最高速度制限回路とを有し
た速度範囲制御部を備えている。

第５図は、第４図に示した速度範囲制御部の構
成を示すブロツク結線図である。速度範囲制御部
は、最高速度制限回路３７と、これを介してエン
ジンの操作員によつて制御される絞り弁から送ら
れる信号３７．１を受ける最大速度調整器すなわ
ち比較器すなわち速度調整回路３６を備えてい
る。最大燃料パルス調節回路３５は、クランク軸
の回転角度を基準として燃料パルスの継続時間を
決定する。速度範囲制御部３６，３７は最高速度
即ち操作員の指令により作動可能な範囲の限界を
決定する最高速度制限信号３６．１を発生する。
例えば、操作員が絞り弁を操作すれば、クランク
軸の速度は変化するが、操作員は速度範囲制御部
３６，３７によつて決定される最高速度を越えて
運転することはできない。

第６図乃至第９図は、複数のエンジン速度範囲
の夫々において別々に設定されたクランク軸回転
角度に見合う継続時間を有するパルスを燃料噴射
器ソレノイド弁に送る燃料噴射制御装置を示すブ
ロツク結線図である。回路の詳細図は第１４，１
５及び１６図に示されており、一方この燃料噴射
制御装置の使用時における、有負荷状態のエンジ
ンの一般的動作特性は、第１１図と第１３図とに
示されている。

第６図は、さらに別の特徴を追加した内燃機関
用の燃料噴射制御装置を示すブロツク結線図であ
る。この図において、パルス発生装置５０は、１
個またはそれ以上の燃料噴射器用の駆動回路に附
勢パルス５０．１を供給する。附勢パルス５０．
１は予定の最高速度に至るまで、クランク軸速度
の複数の速度範囲の夫々において、相互に異なる
設定されたクランク軸回転角度に見合う継続時間
を有している。ここで、トリガ回路１０、パルス
成形回路及びタイミング変化制御回路８０の作用
は第１図乃至第５図に関し説明したものと同様で
ある。パルス発生装置５０の詳細は第７，８及び
９図に例示されている。

第７図において、パルス発生装置５０は、パル
ス発生器３０と、第２のパルス発生器６０と、パ
ルス継続時間選択比較器５１とを有している。一
般に、パルス継続時間選択比較器５１は、パルス
発生器３０からの信号パルス３０．１と第２のパ
ルス発生器６０からの信号パルス６０．１とを比
較してこれら２つの信号中の短かい方を選択し
て、噴射器ソレノイドに印加される附勢パルスの
継続時間を定め、従つて噴射器によつてエンジン
に噴射される燃料の量を制御する。燃料パルスと
いう語を、噴射器がエンジンに燃料を供給してい
る時間を説明する目的で使用するものとすると、
本実施例では、燃料パルスが決してクランク軸の
特定の最大回転角度を越えないように、又、クラ
ンク軸の速度が決して特定の最大値を越えないよ
うにするために、比較器５１によつて、最大値を
設定するパルス発生器３０からの継続時間の最大
値の設定に相当する信号と、第２のパルス発生器
６０から送られる信号とを比較して、２つの信号
の内、継続時間の短かい方を選択して結果を附勢
パルス５０．１として発生する。附勢パルス５
０．１の継続時間は、パルス発生器３０から発生
される信号パルス３０．１の継続時間によつて決
定される最大値を越えないものである。

第８図は、第７図に示した第２のパルス発生器
６のブロツク結線図である。第８図は第３図と同
様のものであり、調時信号６９．１を受けて信号
パルス６０．１の継続時間を制御する単安定マル
チバイブレータ６１を有している。例えば０乃至
300rpm、300乃至500rpm、及び500乃至1000rpm
といつた複数の速度範囲があるべきものとする
と、速度範囲それぞれではクランク軸の異なる回
転角度に見合うパルス継続時間が得られなければ
ならず、そのため第２のパルス発生回路は単安定
マルチバイブレータ６１と、速度信号発生回路６
８との間に燃料パルス調節回路６９と、第９図に
示したブロツク６２乃至６７で構成される調節器
回路とを有している。

第９図は、第８図に示したブロツク結線図の部
分詳細図である。第９図は、３つの速度範囲にお
いて、それぞれ異なるクランク軸回転角度に見合
う継続時間の信号パルス６０．１を得るためのブ
ロツク結線図を示している。今１つの速度信号発
生回路６８から送られる信号６８．１と加算回路
６３から送られる信号６３．１とを受ける加算回
路６２が設けられ、別の加算回路６３から信号６
３．１が送られない場合には、第１速度範囲で作
動する。第２速度範囲調節器６７から比較器６４
に速度信号６７．１が送られると、比較器６４は
信号６４．１を加算回路６３に送り、次に加算回
路６３は信号６３．１を加算回路６２に送つて作
動を第２速度範囲に進める。第３速度範囲調節器
６６からの信号６６．１を受けると、比較器６５
は信号６５．１を加算回路６３に送り、このため
第３速度範囲で作動するようになる。加算回路６
２と６３とは、速度範囲に対して選択されたクラ
ンク軸回転角度に応じて加算増幅器または減算増
幅器とすることができる。しかしここでは、加算
回路６２と６３とは加算を行う回路である。

第１０図及び第１２図は、第１図乃至第５図に
示した噴射器制御装置の燃料パルス継続時間とク
ランク軸速度との相対関係を示すグラフである。
第１０図の燃料パルス継続時間はミリ秒で示され
ており、一方第１２図の燃料パルス継続時間はク
ランク軸の回転角度で示されている。第１０図で
は、横軸はクランク軸速度を回転数で表してお
り、また縦軸は燃料パルスの継続時間をミリ秒で
表わしており、曲線Ａはクランク軸速度に対する
燃料パルス継続時間を示す。燃料パルス継続時間
即ち燃料供給時間は第１図に示したパルス発生器
３０から送られるパルスの継続時間に等しい。線
Ｌ１とＬ２とは負荷線（或る負荷の下で、燃料パ
ルス継続時間を変化させたときのクランク軸回転
速度を表わす線）である。負荷Ｌ１を有するある
特定のエンジンの速度は、燃料噴射器が附勢され
る時間の長さによつて決定される。従つて、負荷
Ｌ１を有するそのエンジンは負荷線Ｌ１が曲線Ａ
と交差する点の速度で作動し、一方相対的に軽い
負荷Ｌ２を有するエンジンは負荷線Ｌ２が線Ｘと
交差する点の速度で作動する。線Ｘはそれ以上の
速度でエンジンを作動させてはいけない最高クラ
ンク軸速度である。

第１２図は、噴射器作動時間が一定のクランク
軸回転角度である時のエンジンの特定の負荷Ｌ１
とＬ２の下での作動状態を示している。エンジン
が負荷線Ｌ１で示した負荷を有する場合には、ク
ランク軸は負荷線Ｌ１が線Ａ１と交差する点の速
度で作動する。エンジンの負荷を負荷線Ｌ２で示
した負荷に変えると、クランク軸の速度は、負荷
線Ｌ２が線Ｘと交差する点によつて決定される。
エンジンが第３の負荷（線Ｌ３）の下で作動する
と、クランク軸の速度は負荷線Ｌ３が線Ａ１と交
差する点によつて決定される。線Ａ１は第３図に
示した最大燃料パルス調節回路３５によつて設定
される。線Ｘは第４図と第５図とに示した最高速
度制限回路３７によつて設定される。換言する
と、線Ａ１は最大燃料パルス調節回路３５がある
特定のエンジンに対して選択した継続時間を表わ
す。一方線Ｘは、それ以上の速度でエンジンを作
動させてはならない第５図の最高速度制限回路３
７によつて設定された最高速度である。

第１１図及び第１３図は、第６図乃至第９図に
示した燃料噴射制御装置の燃料供給時間とクラン
ク軸速度との相対関係を示すグラフである。第１
１図はクランク軸速度の回転数とミリ秒単位の燃
料供給時間との相対関係を示しており、一方第１
３図は、クランク軸速度の回転数とクランク軸回
転角度で表わした燃料供給時間との相対関係を示
している。第１１図は３種の速度範囲Ａ，Ｂ及び
Ｃと、線Ｙによつて示された最高速度とを示す。
負荷線Ｌ１により、特定の燃料供給時間である場
合におけるクランク軸の速度が決定される。第１
３図は、３種の速度範囲Ａ１，Ｂ１およびＣ１
と、線Ｙによつて示された最高速度とを有する場
合の作動特性を示す。第１３図は第７図と照らし
合わすことによつて良く理解できる。第７図中の
信号パルス３０．１は第１３図の線ＥとＹとを設
定する。第７図中の信号パルス６０．１は第１３
図の線Ａ１，Ｂ１及びＣ１を設定する。さらに詳
細に説明すると、線Ｅは、第３図に示した最大燃
料パルス調節回路３５によつて設定され、また線
Ｙは第５図に示した最高速度制限回路３７によつ
て設定され、一方線Ａ１は第９図の加算回路６２
によつて、さらに他の線は加算回路６３のような
他の回路によつて設定される。

第１４図、第１５図及び第１６図は、第１図乃
至第９図に示したブロツク結線図で説明した作用
を行う燃料噴射制御装置の詳細な回路図である。
回路図を容易に理解できるようにするため、各ブ
ロツクの出力や入力には参照数字が記入してあ
る。

第１４図はトリガ回路１０、パルス成形回路２
０、タイミング変化制御回路８０、パルス発生器
３０、及び比較器５１の回路図である。トリガ回
路１０において、電磁式トリガパルス発生器によ
つて発生される各トリガパルスは増幅されてトリ
ガパルス１０．１となり、続いてパルス成形回路
２０によつて成形されて矩形のタイミングパルス
２０．１を発する。次にタイミングパルス２０．
１は速度信号発生回路３２と単安定マルチバイブ
レータ３１とに送られる。クランク軸の速度が増
すに従つて、速度信号発生回路３２はその出力に
エンジン速度に直線的に比例して増大する直流傾
斜電圧（電圧対エンジン速度）の速度信号３２．
１を発生する。速度信号３２．１は単安定マルチ
バイブレータ３１に送られる前に最大燃料パルス
調節回路３５に送られて、単安定マルチバイブレ
ータ出力信号（これはパルス発生器３０の出力パ
ルスである）３０．１の最大（制限）パルス継続
時間を設定して、燃料パルスが、操作員の行う絞
り弁操作による指令または負荷変化によつて予定
の最大燃料量を越えないようにする。単安定マル
チバイブレータ３１から送られる信号パルス３
０．１の継続時間（第６図〜第９図の実施例では
パルス６０．１の継続時間より短かい場合）は噴
射器のON時間を、従つて噴射器を通してエンジ
ンに流入する燃料の量を制御する。最大燃料パル
ス調節回路３５は燃料供給時間をクランク軸回転
速度の全域において抵抗器３５．６の値に応じた
クランク軸回転角度に制限する。正確な角度は重
要でないが、エンジンの機能及び燃料の節約のた
めには、40゜の角度に設定するのが良いことが判
つた。速度信号発生回路３２の直流傾斜電圧の速
度信号３２．１の一部を単安定マルチバイブレー
タ３１に送ることによつて、信号パルス３０．１
の継続時間（クランク軸回転角度で定められる）
が設定される。速度信号発生回路３２から単安定
マルチバイブレータ３１に送られる速度信号３
２．１によつてクランク軸回転角度に見合う燃料
供給時間が決定される。最大燃料パルス調節回路
３５の抵抗器３５．６は燃料がエンジンに噴射さ
れるクランク軸回転角度の最大値を設定し、エン
ジン速度範囲のすべてをカバーする。第６図〜第
９図の実施例ではこれによる例えば０乃至
500rpmという全範囲は、３つの速度範囲すなわ
ち０乃至100rpm、101乃至300rpm及び301乃至
500rpmの小範囲に分かれている。各小範囲に対
して、抵抗器６９．６（第１速度範囲）、６７．
６（第２速度範囲）及び６６．６（第３速度範
囲）を調節することによつて、速度範囲それぞれ
でクランク軸回転角度を設定できる。

速度調整回路３６と最高速度制限回路３７とは
ある燃料パルス継続時間を設定して所定の負荷時
において所定速度を保持する。絞りの位置の決定
後に負荷が変化すると、燃料供給時間が増減して
エンジンに供給される燃料の量を変えて所望の速
度を維持するので、これはガバナー作用に似てい
る。最高速度制限回路３７はエンジンが予定の速
度以上で運転されるのを防ぐのでガバナの停止点
と同様の作用をする。最高速度制限回路３７は速
度信号３２．３を基準信号として使用して、予定
速度以上の燃料供給時間（クランク軸回転角度で
測つた、燃料がエンジンに供給される継続時間）
を短縮することによつて最高速度を制限する。

トリガパルス１０．１を用いてクランク軸の位
置に関連して噴射器のON時間が開始されること
をタイミングと言う。タイミング変化制御回路８
０を使用することにより、クランク軸の速度と位
置とに応じてトリガパルス１０．１の発生時期を
調節して、噴射器に送られるパルス５０．１を進
めたり遅らせたりすることができる。本発明で使
用したトリガコイル３は、磁束の変化によつて作
動して、速度が増加するに従つてパルスの振幅と
継続時間とが増加するようにしているため、パル
スの振幅と継続時間とを制御すればタイミングを
制御することができる。上記の様に、速度信号発
生回路３２の速度信号３２．２を使用して、タイ
ミングを調節する時期を決定して、又自動的にタ
イミングをその時期に調節すれば、最適のエンジ
ン作動が得られる。

第１４図に示した回路の作用を更に詳細に説明
する。クランク軸の予定位置に関して機械的に配
向されている羽根車の羽根４がコイル付近を通過
する時、トリガ回路１０によつてトリガパルスが
発生される。羽根車はクランク軸の回転に応答し
て回転し、また噴射器と同数の羽根を有してい
る。各噴射器は羽根がコイルを通過する時エンジ
ン作動サイクル（エンジンの燃焼プロセスの一
巡）中に１度の割で作動する。コイル３から送ら
れたパルスは、集積回路増幅器１０．５、キヤパ
シタ、及び可変抵抗器を有する増幅器回路を通過
してパルス成形回路２０に送られる。パルス成形
回路２０は一種の矩形パルスであるパルス信号２
０．１を発生する集積回路増幅器２０．５を含む
単安定マルチバイブレータを有しており、前記矩
形パルスの継続時間は、時間的に一定であるか
ら、クランク軸の回転角度で測ると変化する。

パルス信号２０．１は増幅器３２．５を有する
速度信号発生回路３２に送られて、速度に比例す
る直流出力の速度信号３２．１を発生する。前記
パルス信号２０．１は、噴射器のソレノイド弁の
附勢に使用できる信号パルス３０．１を発生する
単安定マルチバイブレータ３１をONにすること
によつて燃料の噴射を開始時期を定める。直流傾
斜電圧の速度信号３２．１を抵抗器３５．６を介
して単安定マルチバイブレータ３１に与え、その
抵抗器３５．６の抵抗値を調節することによつ
て、信号パルス３０．１の継続時間を所望のエン
ジンクランク軸回転角度に設定できる。この調節
は、抵抗器３５．６を可変抵抗器としその値を特
定値に設定することによつて容易に行なえる。

単安定マルチバイブレータ３１からの信号パル
ス３０．１の継続時間は元来は時間的に一定であ
るが、速度信号３２．１によつて直流が単安定マ
ルチバイブレータ３１に供給されているため、実
際の継続時間は、エンジンクランク軸速度が増す
に従つて時間的には短縮される。信号パルス３
０．１の継続時間はエンジンクランク軸速度が増
してもクランク軸の角度で測ると一定である。こ
うして、エンジン速度に関係なく、燃料噴射器の
ON時間をある予定のエンジンクランク軸回転角
度（例えば40゜）に限定することができる。いつ
たんこの数値が燃料制御回路に与えられると、負
荷の変化あるいは操作員による絞り弁開度の変更
に関係なく、エンジンはこの数値より大きい角度
に亘つて燃料を受けることができない。

最高速度制限回路３７と速度調整回路３６とを
使用してクランク軸の運転速度を制御する。最高
速度制限は可変抵抗器３７．４によつてセツトさ
れる。ポテンシヨメータ３７．３はエンジン操作
員によつて調節される絞り弁制御器となる。この
様に、可変抵抗器３７．４によつてポテンシヨメ
ータ３７．３からの信号３７．１を最高速度制限
以内に設定できる。速度調整回路３６は、速度信
号発生回路３２から信号３２．３を受け、最高速
度制限回路３７から信号３７．１を受ける電圧レ
ベル検出回路すなわち電圧レベル比較回路を、集
積回路増幅器３６．５を用いて構成している。信
号３７．１が速度信号発生回路３２からの信号３
２．３より大きい場合は、集積回路増幅器３６．
５の出力は単安定マルチバイブレータ３１に影響
を与えず、単安定マルチバイブレータからのパル
ス３０．１の継続時間は、最大燃料パルス調節回
路３５からの信号３５．１によつてしか制御され
ない。しかし、信号３２．３の電圧レベルが信号
３７．１の電圧レベルを越える場合は、パルス３
０．１の継続時間は信号３５．１と信号３６．１
とによつて制御されて、単安定マルチバイブレー
タ３１からのパルス３０．１の継続時間が短縮さ
れる。速度範囲の終端（第１０図乃至第１３図の
線ＸとＹとを参照）における単安定マルチバイブ
レータ３１からのパルス３０．１の継続時間の短
縮率は増幅器３６．５の利得を決定する可変抵抗
器３６．３の値の関数となる。従つて、この回路
は調速器または速度調整器の作用をする。

比較的高速ないし高負荷でのエンジンの運転で
は、信号パルス３０．１により比較器５１を介し
て燃料供給を開始させることができ、噴射器ソレ
ノイドを附勢する。しかしエンジン速度と負荷と
が比較的低い場合には、例えば40゜のクランク軸
回転角度に設定された燃料パルス継続時間は長く
なり過ぎるために供給する燃料の量が多くなり過
ぎてしまう。この問題を緩和するには、最大値に
調節された第２のパルス発生器６０を使用して燃
料パルス供給時間をさらに小さくクランク軸回転
角度まで短縮する。また、エンジンは低速で全出
力を出すように作られておらず、確実に出力を制
限するためには噴射器によつて導入される燃料を
制限する。しかし、始動時には充分な量の燃料を
供給することが望ましいため、エンジンを始動さ
せるには、空転時に必要とされるよりも燃料を濃
厚化することが望ましい。さらに、デイーゼルエ
ンジンにおいては、ジヤークポンプの圧力は速度
と共に増加するが、これは直線的に増加せず、そ
のため低速で噴射される燃料の量が多くなり過ぎ
る。

与えられたエンジン速度と負荷とに対する調節
された最大燃料曲線（第１３図の線Ａ１，Ｂ１及
びＣ１を参照）を決定すれば、第２のパルス発生
器６内の部品の定数を決定できる。加えて、特定
のエンジンに必要とされる正確な値に第２のパル
ス発生器６０を容易に調整することができる。パ
ルス３０．１について既に説明と同様に、パルス
６０．１はパルスをクランク軸回転角度の関数と
する回路によつて形成される。

第１５図は第１４図に示した第２のパルス発生
器６０を示す。第２のパルス発生器６０は、第９
図にブロツクで示したように、単安定マルチバイ
ブレータ６１、加算回路６２と６３、比較器６４
と６５、第３速度範囲調節器６６、第２速度範囲
調節器６７、速度信号発生回路６８、及び燃料パ
ルス調節器６９を有している。

速度信号発生回路６８の出力である速度信号６
８．１は増幅器６２．５を通して第１速度範囲の
ための燃料パルス調節回路６９に供給されて、第
１の一定のクランク軸回転角度に等しい継続時間
を有する信号パルス６０．１を形成する。クラン
ク軸の速度が第２速度範囲に増加するに従つて、
比較器６４にクランク軸回転角度に見合つた信号
パルス６０．１の一定継続時間を第２速度範囲調
節器６７によつて設定された継続時間まで増加さ
せる。これは、比較増幅器６４．５に入る速度信
号６８．１の大きさが、第２速度範囲調節器６７
から出て同様に比較増幅器６４．５に入る信号６
７．１の大きさと等しくなる時に起こる。次に比
較増幅器の出力信号６４．１は増幅器６３．５を
通して増幅器６２．５に送られ、そこで速度信号
６８．１に加えられて、第２速度範囲のための新
規の信号パルス６０．１を与える。この新規の信
号パルスは、クランク軸速度が第１速度範囲内に
ある時に供給される信号とは異なる一定の継続時
間（角度に見合う）を有している。同様に、集積
回路増幅器６５．５を有する比較器６５は第３速
度範囲のための信号パルス６０．１の基準値を与
える。

第１４図及び第１５図に示した回路では、集積
回路組増幅器（quadamplifiers）が使用されてお
り、三角形で示されている。これらの組増幅器は
融通性があり、増幅器であると共に比較器として
回路に接続することができる。各組増幅器は４個
の増幅器を有しており、各回路部品内の増幅器は
参照番号１０．５，２０．５，３１．５，３２．
５，３６．５，５１．５，６３．５，６４．５，
６６．５，６９．５，８０．５１，８０．５２、
及び８０．５３によつて夫々識別されている。実
際の回路部品に使用された組増幅器は、
RCACA3401E、ナシヨナル3900N又はモトロー
ラMC3301Pである。

第１６図は、エンジンの運転サイクルに時間的
に関連する夫々の噴射器に電力を分配する残りの
回路を示している。正しい燃料供給継続時間とタ
イミングとが決定されて、開始されると、これら
を使用することによつて正しい点火順序に従つて
燃料噴射器から燃料を送り出す。本実施例では、
これは光学的分配器によつて行われる。また例え
ば機械式電磁式等のその他の分配器も使用するこ
とができる。一般に光学的分配器３４．１〜３
４．４は回転部（図示せず）によつて検出器（ト
ランジスタ）から離されている複数個の発光ダイ
オード（LED）を有している。ON時間パルスは
LED３４．１乃至３４．４（各燃料噴射器につ
き夫々１個）を附勢する増幅器３２′によつて増
幅される。回転部は１個の溝または穴を有する円
板で構成されており、そのため、ある与えられた
時間においてのみ、１個のLEDは夫々の検出器
に可視光波または赤外線波を送る。残りのLED
から発せられた光はエンジンクランク軸と同じ速
度で回転する円板によつて阻止される。円板の溝
はピストン位置に対し機械的に配向されている。
LED３４．１と接続された検出器をONにする
と、増幅器３８．１と３８．５とが作動して適宜
の燃料噴射器４２．１を作動させる電力を制御す
る。本発明にとつて重要ではないが、ここに説明
した実施例は２個の誘導子を使つて１個の燃料噴
射器を制御する。整列した検出器中の１個を夫々
のLEDによつて附勢すると、信号は燃料噴射器
のON誘導子を作動させ、同時に前記噴射器の
OFF誘導子が働かないようにする。ON時間パル
スが終了すると、検出器のLEDはOFFになり、
噴射器のOFF誘導子がONになつて、噴射器を確
実に作動しないようにする。例えば、該噴射器を
OFFにするには、検出器３４．１をOFFにする
ことによつて作動される増幅器４２．５と４２．
１７とによつて誘導子４２．１３を附勢する。同
様に、検出器３４．２は夫々増幅器３８．２と３
８．６及び４２．６と４２．１８とを通じて誘導
子４２．２と４２．１４との作動を制御する。
又、各追加の噴射器についても同様である。

本文中で説明した電力制御回路は24Vの電圧を
供給する電池４６から電力の供給を受ける。24V
の電源の誘導子立上り時間は比較的遅いため、高
電圧源４８はプツシユブル回路を介して約68Vの
追加の電圧を供給して、ON及びOFF誘導子の立
上り時間を早める。従つて各ソレノイド弁に供給
される全電圧は約92Vである。

出力信号５０．１は全てのLEDをONにする
が、溝または穴がLEDと夫々の検出器（ダーリ
ントントランジスタ回路）との間を通る場合だけ
この回路は信号パルス５０．１の長さだけ作動す
る。信号５０．１の存在下で溝または穴がLED
３４．１にある場合は、LEDは作動し、LED３
４．１の関連回路は導電状態になり増幅器３８．
１と３８．５とをONにして電流を噴射器誘導子
４２．１に流して燃料噴射器をONにする。誘導
子４２．２，４２．３及び４２．４は増幅器３
８．２，３８．３、及び３８．４と共に増幅器３
８．６，３８．７、及び３８．８を使用すること
によつて同様に附勢される。誘導子４２．１の附
勢と同時に、出力増幅器３８．１は増幅器４２．
５と４２．１７とをOFFにする。そのため前記
噴射器のOFF誘導子である誘導子４２．１３に
は電流が流れなくなる。ON時間の最後に、比較
器５１の出力５０．１は零になり、トランジスタ
３２′、LED３４．１と増幅器３８．１とで構成
される光学的スイツチ及び増幅器３８．５を
OFFにして、増幅器４２．５と４２．１７とを
介して誘導子４２．１３に電圧を再び印加する。
同様に、燃料が特定の燃料噴射器に送られる時、
増幅器４２．６，４２．７，４２．８，４２．２
０，４２．１９、及び４２．１８と誘導子４２．
１６，４２．１５及び４２．１４とはOFFにな
る。回転部の溝または穴は回転しつづけてトリガ
コイル３が再び燃料制御電子装置を作動させる時
に次の噴射パルスを発する位置に来る。

しかし、24Vの標準電池を電源として使用する
とON及びOFF誘導子の立上り時間は所望のもの
より遅くなることに留意されたい。種々の速度増
加方法を使用することができるが、これらは全
て、短時間の間定格値より高い電圧及び／または
電流を印加して誘導子を最初に附勢する方法であ
る。これらの方法の大半は比較的長時間附勢され
る誘導子の初期電圧を発生する。しかし、１個の
噴射器に対し、ON及びOFF誘導子を使用する
と、ONパルスが短かい場合、初期電圧を発生し
てOFF誘導子をOFFにする時間はわずかである。
さらに８気筒エンジンの場合は、この作動モード
で運転するには24Vの電圧で16アンペアの定常電
流を要し、このため相当量の電力を供給し、また
相当量の熱を浪費するという別の問題が起こる。
前記装置の運転用に開発された回路は、プツシユ
プル効果によつて、電池に24Vの電圧を加えた時
誘導子に約92Vの全電圧を与える68Vの高電圧初
期パルスを発生して双方の誘導子に送る。燃料供
給パルスの開始直前にコンデンサ４８．１と４
８．２とは68Vまで充分充電される。燃料供給パ
ルスの発生によつてトランジスタ３２′がONに
なるとコンデンサ４８．１と４８．２とは68Vに
充電される。燃料供給パルスの発生によつてトラ
ンジスタ３２′がONになるとコンデンサ４８．
１は誘導子４２．１，４２．２，４２．３及び４
２．４の何れかに放電して、夫々の燃料誘導子を
ONにすることによつて立上り時間を早める。ト
ランジスタ３２′からONパルスが送られなくな
ると、燃料OFF誘導子に相当するシリコン制御
整流器４２．９，４２．１０，４２．１１及び４
２．１２中の１個がトリガされてコンデンサ４
８．２ば正しい誘導子に放電できるようにする。
例えば、誘導子４２．１を附勢する場合は、シリ
コン制御整流器４２．９をトリガした後で、コン
デンサ４８．１は誘導子４２．１に放電し、次に
コンデンサ４８．２は誘導子４２．１３に放電す
る。トランジスタ４８．４がONになる時シリコ
ン制御整流器４２．９は逆バイアスされるので、
放電後にOFFになる。増幅器４８．４と４８．
５とは共にOFFパルスの始めにONになり該増幅
器４８．５と４８．４とをOFFにする予定の電
流値に達するまで誘導子４８．３を介して電流を
送る。増幅器４８．５がOFFになると誘導子４
８．３内の電流が遮断されて、68Vの電圧が誘導
される。これはコンデンサ４８．１と４８．２と
に印加されて次の誘導子が附勢される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明による燃料噴射制御
装置第１の実施例（燃料パルス継続時間がクラン
ク軸速度の全範囲に亘つて所定のクランク軸回転
角度に一率に設定される場合）を示すブロツク結
線図；第６図乃至第９図は本発明による燃料噴射
制御装置の第２の実施例（燃料パルス継続時間が
クランク軸速度の３つの速度範囲それぞれにおい
て異なるクランク軸回転角度に設定される場合）
を示すブロツク結線図；第１０図と第１２図とは
第１図乃至第５図に示した第１の実施例の作動特
性を示す図；第１１図と第１３図とは第６図乃至
第９図に示した第２の実施例の作動特性を示す
図；及び第１４，１５及び１６図は第１図乃至第
９図に示した本発明の実施例の詳細な回路図であ
る。３０……パルス発生器、３１……単安定マルチ
バイブレータ、３２，６８……速度信号発生回
路、３７……最高速度制限回路、５０……パルス
発生装置、５１……パルス継続時間選択比較器、
６０……第２のパルス発生器。

Claims

【特許請求の範囲】１クランク軸を有する内燃機関用のソレノイド
で動作する燃料噴射器を附勢パルスで制御するた
めの制御装置であつて、前記クランク軸に結合され、前記噴射器のソレ
ノイドに対する附勢パルスによる燃料噴射ごとの
制御の開始のためにトリガパルスを発生するトリ
ガ回路１０と、前記トリガパルスに応動して前記附勢パルスを
発生するパルス発生装置３０，５０であつて、前
記クランク軸の回転速度が所定の速度範囲にある
とき、前記附勢パルスの継続時間が、設定された
回転角度を前記クランク軸が回転するに要する時
間に等しくなるようになつているパルス発生装置
３０，５０とを備え、このパルス発生装置は、前記クランク軸の回転
速度の増大とともに大きさが増大する直流傾斜信
号を生じる速度信号発生回路３２，６８と、前記
トリガパルスに応動して動作を開始し、前記直流
傾斜信号を受けてそれにより制御され、もつて前
記一定の回転角度を前記クランク軸が回転するに
要する時間に前記附勢パルスの継続時間を定める
単安定マルチバイブレータ３１，６１とを含んで
いる、ソレノイドで動作する燃料噴射器を制御するため
の制御装置。