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    公开号:WO1991004398A1
    申请号:PCT/JP1990/001205
    申请日:1990-09-20
    公开日:1991-04-04
    发明作者:Hisashi Nakamura；Kenichi Kubo；Takashi Ohishi；Hitoshi Hosokawa
    申请人:Zexel Corporation；
    IPC主号:F02M59-00
    专利说明:
    [0001] m 糸田 * 電子制御式分配型燃料噴射ポンプにおける 送 率可変制御方法 技 術 分 野
    [0002] 本発明は、 電子制御式分配型燃料噴射ポンプにおける 送油率を可変に制御する方法に関する。 背 景 技 術
    [0003] ディ ーゼルエンジンの燃料噴射ポンプの一形式と して電 子制御式の分配型燃料噴射ポンプが知られている。 この分 配型燃料噴射ポンプに関し、 日本国実用新案公開第 1 . 2 3 2 7 3号/ 1 9 8 6 には、 分配ヘッ ドに、 プラ ンジャ の往 復動によ リ容積の変化する高圧室を低圧室（カム室）とつな ぐスピル用通路を穿設し、 このスピル用通路に電磁弁を取 リ付け、 前記電磁弁を開閉作動させる こ と によ り燃料の圧 送開始と圧送終り のタ イ ミ ングを制御し、 燃料の噴射量と 噴射時期と を調整する こ と が示されている。
    [0004] この先行技術では、 プランジャ を往復動させるカムの速 度が変化する と、 噴射時期の変化に応じて噴射量が変わつ て しま う 。 そ こでこの先行技術では、 カム速度を一定と し . その間で圧送始めと圧送終り と の制御を行っていた u だが. カム速度を高速側で一定にする と、 エンジンの高速、 高負 荷時には出力を大き くする ことができるが、 低速、 低負荷 時には騒音が大き く なる。 一方、 カム速度を低圧側で一定 にすると、 ' 速、 低負荷時のノ ッ ク音の低減を図る こ とが できるが、 反面、 高速、 髙負荷時にエンジン出力が不足す る。
    [0005] この対策と して、 日本国特許公開第 2 0 1 3 3 0号 Z 1 9 8 8 には、 電子制御式分配型燃料噴射ポンプにおいて、 プランジャ を往復動させるカムのプロ フィルと して、 高速 側で一定カム速度となる髙速等速部と、 低速側で一定カム 速度となる低速等速部を設け、 燃料の噴射率を制御するこ とが提案されている。
    [0006] と ころで、 上記のようなスピル用通路に電磁弁を設けて 行う燃料調量制御は、 電磁弁がノーマ リ一オープン型の場 合、 プランジャ がリ フ トする吐出行程でソ レ ノィ ドに通電 してバルブを リ フ ト してスピルポ一 卜を閉じる。 これによ り高圧室内の燃料圧力が上昇して圧送が開始される。 そし て、 ソ レ ノィ ドへの通電を止めることによ りバルブがスピ ルポー ト を開き、 これによ り高圧室内の燃料を低圧側に逃 がし圧送が終るという形態となる。
    [0007] だが、 このような制御時において、 ソ レ ノイ ドの作動は 電気的であるため素早いのに対し、 ァ一マチュアで動かさ れるバルブ（たとえばポペッ ト弁、 二一 ドル弁）は機械的な 摺動であるため相対的に遅く 、 応答遅れが生じる。 この応 答遅れは燃料噴射量と関連し、 噴射量の多いと き と少ない と きでは、 バルブの リ フ ト特性は第 4一 A図のよう なもの となる。 こ 応答遅れに伴うバルブリ フ ト特性は、 先行技 術で意図しているよ う な通常の噴射系においてはあま リ問 題とならないであろう。 しかながら、 高速回転噴射系や、 高速回転一直接噴射と いう噴射系を実現させよ う と した場 合には、 ハイアイ ドル運転域すなわち、 ガバニング域を含 めた高速回転 · 軽負荷の領域（たとえば坂道を登 リ き リ下 リ走行を している状態）において、 第 5 図の斜線のよ うな 安定調量不能域が生ずるこ と を避けられない。 ハイアイ ド ル運転域は、 燃料直接噴射タ イプの場合、 4 0 0 0〜 4 6 O O rpm , イ ンダイ レ ク ト噴射タ イ プの場合、 5 0 0 0〜 5 4 0 0 rpmである。
    [0008] その理由は、 ポンプ回転数の増加に応じて、 電磁弁のバ ルブ完全閉弁（バルブフルリ フ ト）時間をほぽゼロ に しても、 絞りの作用で通路が完全に閉じきる前に噴射が行おれた り、 開弁が始まっているにもかかわらず噴射し続ける現象 （プ リ フ ロー、 ア フ タ ープ ロ一効果） によ り、 噴射が行われて し ま う ためである。 このプリ フ ロー、 ア フ タ ーフ ローの効 果は、 よ り速度の大きな高回転仕様および髙送油率のカム を用いて行う場合や、 筒内直接噴射方式の場合に顕著に現 われる こ と は明 ら かである。 この条件下で、 ハイ アイ ドル 運転域すなわち高回転下での小量噴射領域、 が安定調量不 能域と重なる と、 ハイアイ ドル運転不能となる。 これは、 アイ ドル運転状態が自動車運転時の約 9割を占める実情か ら大きな^題である。
    [0009] 上記問題に対し、 ハイアイ ドル域での小調量を得る対策 と しては、 バルブの応答遅れ時間を予測して、 第 4 一 B図 のよう に、 バルブのフルリ フ ト前に開弁状態となるよう に ソ レ ノ ィ ドの通電を制御することが考えられる。 しかし、 この方法では、 バルブがいわゆる遊泳状態となるため、 か えって燃料の噴射が非常に不安定化し、 噴射サイ クルのバ ラツキなどを生じさせる。 したがって実用的とはいえない , 本発明は前記問題点を解消するために創案されたもので. その 目的とする と ころは、 電子式分配型燃料噴射ポンプに おいて、 ハイアイ ドル運転域などの高速時において安定し た小噴射量の調量を行う こ とができ、 高速回転一直接噴射 という噴射系の実現に効果的な送油率制御方法を提供する こ と にある。 発 明 の 開 示
    [0010] 上記目的を達成するため本発明は、 従来、 使用領域外で あるとみなされていたカム リ フ トゼロからの或る領域に着 目 し、 この領域を、 燃料噴射タイ ミ ングのずれの影響が最 も効いて く るハイアイ ドル域の制御域と して活用するよう に したものである。 こ うすれば、 片側がカム リ フ トゼロ （ カム速度ゼロ）のため応答遅れがな く な り、 調量制御が非 常に安定する。
    [0011] すなわち 本発明は、 機関の回転に関連して回転する と ともにカムによ リ往復動される単一のプランジャ を有し、 該プランジャ によ り これの軸線方向に位置する高圧室を加 圧し、 各気筒に燃料を分配圧送する形式であ り、 かつ、 前 記高圧室がスピル通路によ り低圧室と接続されていて、 そ のスピル通路を単一の電磁弁で連通 · 遮断させる こ と によ リ、 燃料の圧送開始と圧送終り のタ イ ミ ングを制御し、 さ らに圧送開始時のカ ム リ フ ト位置をタ イマで変化させ、 こ れらによ リ送油率を可変制御する形式の燃料噴射ポンプに おいて、 次のよ うな制御を行う 。
    [0012] a . カムの使用域を、 ローアイ ドルない しは低速 ' 低負荷 域（以下口一アイ ドル域と称す）と、 中負荷域と、 高負荷 域および力バニング域ない しハイアイ ドル域（以下ハイ アイ ドル域と称す）の 4モー ドとする。
    [0013] b . カム回転角の進む方向において、 カム リ フ 卜ゼロの位 置から或るカ ム速度領域をハイアイ ドル域、 カ ム速度最 大領域から速度下降域にかけて、 高負荷域→中負荷域→ 口一アイ ドル域の順序に設定する。
    [0014] c . 高負荷域、 中負荷域および口一アイ ドル域においては、 燃料の圧送始めカ ム速度位置と圧送終り カム速度位置の いずれかを固定した状態で、 必要噴射量に応じて、 圧送 期間を電磁弁によ り制御する こ とで調量し、
    [0015] d . ハイアイ ドル域においては、 カムのリ フ ト前に電磁弁 を閉弁し て圧送可能な状態にし、 燃料の圧送終りだけを 電磁弁を開弁するこ とで制御し、 カムリ フゼロから開弁 までの圧送期間を制御するこ とで調量する。
    [0016] このよ う な方法を採用するこ と によ り 、 プリ フ ロー、 ァ フタ一フ ローによるハイアイ ドル運転不能が回避され、 高 速時での安定した小噴射量調量を行う ことができる。
    [0017] 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0018] 第 1一 A図と 1一 B図は、 本発明で使用するカム特性 線図、 第 2図は本発明で使用する燃料噴射ポンプの一例を 示す部分切欠側面図、 第 2 — A図は第 2図の一部拡大図、 第 3図は本発明で使用する燃料噴射ポンプの他の例を示す 部分的な断面図、 第 4一 A図と第 4一 B図は従来の燃料噴 射ポンプにおけるバルブリ フ ト特性を示す線図、 第 5図は 従来の燃料噴射ポンプによるハイアイ ドル運転域での噴射 量特性を示す線図である。
    [0019] 発明の実施するための最良の形態 ' 以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
    [0020] 第 2図と第 2 — A図および第 3図は、 本発明で使用する 電子制御式分配型燃料噴射ポンプを例示し、 第 1一 A図と 第 1一 B図はカムプロ フィルないしカム特性を示している 第 2図において、 Aは燃料噴射ポンプ本体、 B は電子制 御装置である。 この電子制御装置 Bは、 マイク ロ コ ンピュ ータ を含むコ ン ト ロールユニッ ト 1 4 と、 各種のセンサ一 たとえば、 負荷センサ一 1 5 a、 回転数センサ一 1 5 b 、 ニー ドルリ フ トセンサー 1 5 c 、 燃料温度センサー 1 5 d 、 着火センサー 1 5 e 、 エアプ ロ一センサ一 1 5 f などから なっており、 コ ン トロールユニッ ト 1 4 は、 前記各センサ —からの送られた信号を演算処理し、 後述するソ レ ノイ ド バルブなどへの出力制御信号を決定し、 送出する。
    [0021] 燃料噴射ポンプ本体 Aのハウジング 1 の中心には躯動軸 2 が揷入され、 この躯動軸 2は図示しないエンジンからの 驄動 トルク を受けるよ う になつている。 離動軸 2 の右端側 はハウジング 1 と分配へッ ド 6 に囲まれたカム室 1 a に延 びている。 分配へッ ド 6 にはバ レル 7 が嵌め込み固定され ており、 このバレル 7 に対し摺動自在にプランジャ 5 が揷 入され、 そのプランジャ 5の左端側はカム室 1 a に進出し ている。
    [0022] プランジャ 5の基部はカム室 1 a に位置するカムディ ス ク 3 と圧入ピンによ り一体回転可能に組付けられ、 複数組 のスプリ ング 1 2 によ り反分配ヘッ ド方向に押圧されてい る。 カムディ スク 3 は駆動軸 2 から回転の伝達を受けかつ 軸方向へは相対移動が許されるよ う にク ロ スカ ツプリ ン グ 1 3で結ばれている。 カムディ スク 3 はさ らに下面が□— ラホルダ 4 に配された複数のローラ 4 a に接し、 前記スプ リ ング 1 2 による戻し力とによ りプランジャ 5 を往復動さ せるよう になつている。 カムディスク 3 の下面には、 気筒 数と同数^ ' 状をなしたカム面 3 a が.円周上に等間隔で設 けられている。 このカム面 3 a のプロ フィルはプランジャ の軸方向の位置変化を決定付ける。
    [0023] このカムプロ フ ィ ルは、 本発明の場合、 第 1一 A図また は第 1一 B図に示される速度特性が得られる形状である。 すなわち、 第 1一 A図は直接噴射タ イプに適したものであ る。 登り範囲（正の速度）において、 カム リ フ トゼロ位置（ カム速度ゼロ位置） 0 から最大カム速度ポイ ン ト V ma) (すな わちカ ム回転角度 0 iまでの不等速高速度領域と、 この最 大力ム速度ポイ ン ト V maxから変曲点カム角度 θ 2に対応す る速度ポイ ン ト までの比較的なだらかな不等速速度低 下領域と、 変曲点カ ム角度 θ 2対応する速度ポイ ン ト か らカムリ フ ト ト ジ プカ ム回転角 6 3までの減速率の高い不 等速速度低下領域が一連に設けられている。
    [0024] 第 1一 B 図は副燃焼室噴射タイプに対するものである。 このタ イプでは、 登り範囲（正の速度）において、 カム リ フ トゼロ位置 0 からカム速度 V 2 (く V i ) すなおち初期カム 角度 6 a まで不等速速度域を設け、 カ ム角度 S a からカ ム 角度 6 b 間の低速等速領域を設けている。 そして、 カ ム角 度 Θ b から最大カム速度ポイ ン ト V maxすなわちカム回転 角度 0 まで不等速高速度領域を設け、 この最大カム速度 ポイ ン ト V ma xから変曲点カム角度 0 2に対応する速度ボイ ン までの比較的なだらかな不等速速度低下領域と、 速度ポイン ト を境と して前記なだらかな不等速速度領 域よ り も減速率の高い不等速速度低下領域と を設けている 前記プランジャ 5 の先端面側（右端側）には、 分配ヘッ ド 6 に固定されたヘッ ドプラ グ 8 とバレル 7 とで容積可変の 高圧室 9 が形成されている。 また、 プランジャ 5 の先端部 外周には気筒数分のイ ン レ ツ トスリ ツ ト 5 a が形成され、 このイ ン レ ツ トス リ ッ ト 5 a は、 プランジャ下降行程でバ レル 7 の単一のイ ン レ ッ トポー ト 7 a と重な り、 それによ り カム室 l a 内の燃料を、 吸入通路 6 a を介して高圧室 9 および軸線方向通路 5 b に吸入する。 そ して、 吸入通路 6 a にはキ一スィ ッチと連動する燃料カ ツ ト用電磁弁 1 0 が 設けられている。
    [0025] プランジャ 5 の中間部には、 前記軸線方向通路 5 b から 分岐した単一のァゥ ト レ ッ トスリ ツ ト 5 c が設けられいる したがって、 高圧室 9 で加圧された燃料は、 プランジャ 5 の圧送行程でァゥ ト レ ッ トスリ ッ ト 5 c がバ レル 7 の各ァ ゥ ト レ ッ トポー ト 7 b と合致したと きに、 吐出通路 6 b か ら吐出され、 デリバリバルブ 1 1 を経て噴射ノズル 2 6 か らエンジンの燃焼室に噴射される。
    [0026] 通常の分配型燃料噴射ポンプにおいては、 カム室内のプ ランジャ外周にコ ン トロールスリーブが嵌められ、 これに よ り燃料の圧送終り を制御するよう になっている。 しかし . 本発明はこのよう なコン トロールスリーブは用いない。 そ の代わり ' 、 前記高圧室 9 とカム室 l a を接続するスピル 通路を用い、 こ こに単一のソ レ ノイ ドバルブ 1 6 を配置さ せ、 該ソ レ ノイ ドバルブ 1 6 の開閉によ り圧送始めと庄送 終り を制御するよう にしている。
    [0027] 第 2 図と第 2— A図の実施例では、 スピル通路と ソ レ ノ ィ ドバルブ 1 6はへッ ドプラグ 8 に設けられている。 第 3 図の実施例では、 スピル通路 3 1 と ソ レ ノ ィ ドバルブ 1 6 が、 燃料カ ツ 卜用電磁弁 1 0 とほぼ反対側部位の分配へッ ドに設けられている。
    [0028] 第 3図におけるソ レノィ ドバルブ 1 6は通常のものであ る。 すなわち、 円板状のァーマチュア 2 7 と、 これに対向 するステ一タ 2 8 と、 ステータ 2 8 に同心円状に配置され た電磁コイル 2 9 と を有し、 ァーマチュア 2 7 にはスピル 通路 3 1 を穿設した弁座体 3 0 に接触、 離間するためのバ ルブ 1 8 が連結されている。 この場合、 ソ レ ノイ ドバルブ 1 6 はノーマ リ一オープン型であ り、 電磁コイル 2 9 に対 し通電すれば、 スプリ ング 2 1 に抗してァ一マチュア 2 7 が下方に吸い付けられ、 バルブ 1 8 が弁座体 3 0 に着座し てスピル通路 3 1 を遮断する。
    [0029] これに対し、 第 2図と第 2— A図の実施例のソ レ ノイ ド バルブ 1 6 は、 ケ一シ ング 1 7 c 内に電磁コィノレ 1 Ί a と 固定鉄心 1 7 b を内蔵したュニッ トケーシ ング 1 7 と、 へ ッ ドプラグ 8 に形成した段付き貫通穴 8 a に内挿されたポ ぺッ トノ' ' ブ 1 8 を備えている。
    [0030] 前記ポペッ トバルブ 1 8は、 筒状ブロ ッ ク 1 8 a と、 軸 状のバルブ本体 1 8 b との 2体型からなっている。 筒状ブ ロ ッ ク 1 8 a は固定鉄心 1 7 b に形成したリ タ ーン スプリ ング室 1 7 0 に通じる軸線方向通路 1 8 1 を有し、 かつそ の軸線方向通路 1 8 1 の一部に雌ねじ 1 8 8 が形成されて ぉリ、 この雌ねじ 1 8 8 にバルブ本体 1 8 b の後端のねじ 部が螺合される こ と に よ り 、 筒状ブロ ッ ク 1 8 a と軸状の バルブ本体 1 8 b は一体化される。 そ して、 筒状ブロ ッ ク 1 8 a は前記段付き貫通穴 8 a の最大径部分にはめ られ、 固定鉄心 1 7 b との間に配した リ タ ーンスプリ ング 2 1 に よ り開弁方向に付勢されている。 なお、 固定鉄心 1 7 b と 筒状ブロ ック 1 8 a とのギャ ップ△は、 筒状ブロ ッ ク 1 8 a の長さ L を選択する こ と で調整可能となっている。
    [0031] バルブ本体 1 8 b は、 先端へッ ド 1 8 0 が高圧室 9 に臨 み、 こ の先端ヘッ ド 1 8 0 は段付き貫通穴 8 a の開孔縁に 形成したシー ト部 1 8 9 に接離される。 そ して、 先端へッ ド 1 8 0 の背後には、 第 1径小部 1 8 2 と、 これと一定の 間隔を置いて第 2径小部 1 8 4 が設けられ、 第 1径小部 1 8 2 と第 2径小部 1 8 4 には、 スピル通路と して、 軸線と J
    [0032] (12)
    [0033] 直交する通路孔 1 8 5 , 1 8 6 が形成され、 それら通路孔 1 8 5 , 1 8 6 は軸線方向の主通路孔 1 8 7 によ り前記ス プリ ング室 1 7 0 に通じている。 そして、 第 2径小部 1 8 4 とねじ ^始端との間の段部には、 前記筒状ブロ ック 1 8 a の端面に接するシム 1 9 が介装されている。 このシム 1 9 の厚さ t の選択によ り、 バルブ 1 8の リ フ ト量 H (Hく 厶） の調整が可能である。
    [0034] 一方、 ヘッ ドプラグ 8 には、 前記スピル通路の主部を得 るため、 段付き莨通穴 8 a の中間部位すなわち前記第 2径 小部 1 8 4 の位置する部位から、 エッジシール 1 8 e よ り も外側のへッ ドプラグ端面に開孔する数本のリ ターンポー ト 8 b が穿設されている。 それら リ タ一ンポー ト 8 b は分 配ヘッ ド 6 に穿設したヘッ ド リ タ ーンポー ト 6 e を介して カム室 l a に通じている。 なお、 ヘッ ド リ タ一ンポー ト 6 c の容量が不足する場合には、 ノ、'レル 7 のイ ン レ ッ トポ一 卜 7 a と通じるノ レルリ ター ンポー ト 7 c が穿設されても よい。
    [0035] 前記第 2 図と第 3 図のいずれのソ レ ノ ィ ドバルブ 1 6 も ノーマ リ一オープン型であ り、 コン トロールユニッ ト 1 4 からの信号で電磁コイル 1 7 a ， 2 9 が通電される ことに よ り作動される。 この制御を行うため、 第 2図のよ う に駆 動軸 2 に気筒数と同じ数の突起を持つセンシングギヤ 2 2 が設けられ、 これからの基準位置パルスを ピッ クアップ 2 2 a で検出し、 時間制御を行う よ う になっている。
    [0036] 一方、 前記ローラホルダ 4 には、 噴射時期すなわち圧送 始め時のカム リ フ ト位置（プレ リ フ ト）を調整するための油 圧タ イマ？ 3 が、 操作ロ ッ ド 2 3 a を介して連結されてい る。 油圧タ イマ 2 3 は説明の都合上 9 0度展開した状態で 示している。 油圧タ イマ 2 3の構成は従来のものと同じで あ り、 タ イマピス トン 2 3 が、 左右が燃料供給ポンプと力 ム室とに通じたシ リ ンダ室 2 4 に配されている。 そ して、 電磁タイ ミ ングコ一 ト ロールバルブ 2 5 によるシ リ ンダ室 2 4 の圧力調整でタイマピス トン 2 3 が位置決めされ、 こ れによ り カムディ スク 3 を軸線方向に動かすローラホルダ 4 の角度位置が調整されるよう になっている。 鼋磁タイ ミ ングコ一 ト ロールバルブ 2 5も、 前記センサからの情報を コ ン ト ロールュニッ ト 1 4で演算する こ と によ リ齠動制御 される。
    [0037] 本発明は、 以上述べたよ うな電子式分配型燃料噴射ボン プを使用 して、 次のよう な送油率可変制御を行う ものであ る。 まず、 前記第 1一 A図、 第 1一 B 図のいずれの場合で も、 カムの使用域を次の 4モー ドとする。
    [0038] I …口一アイ ドル域
    [0039] Π …中負荷域
    [0040] ΠΙ…高負荷域
    [0041] w…ハイアイ ドル域 そ して、 前記各モー ドの平均送油率を、 ローアイ ドル域
    [0042] I が低送油率、 中負荷域 π が中送油率、 高負荷域 mが高送 油率、 ハイアイ ドル域 wが低送油率、 と設定する。 なお、 ハイアイ ドル域と 口一アイ ドル域での低送油率の程度は、 ハイアイ ドル域の送油率≥口一アイ ドル域の送油率とする ことが望ま しい。 - 前記 4 つのモー ドは、 第 1一 A図、 第 1 一 B 図のカム速 度線図において、 カム角度の進む方向に、 w→ni→ n→ i の順で並べる。 詳し く は、 ハイアイ ドル域 IVは、 カムリ フ トゼロからあるカム速度の上がり始め範囲（〇〜 D )とする。 この範囲は、 1一 A図のよう に不等速領域でもよい し、 第 1一 B 図のよう に低速等速領域に渡っていてもよい。 高 負荷域 ΠΙは、 最大カム速度ポイ ン ト V maxに近い不等速高 速度領域から比較的なだらかな不等速速度領域の始ま り に わたる範囲（C， 〜C ) である。 また、 中負荷域 Π は、 比 較的なだらかな不等速速度領域から変曲点カム角度 0 2に 対応する速度ポイン ト V まで（Β ' 〜Β )か、 あるいは比 較的なだらかな不等速速度領域から変曲点カム角度 θ 2に 対応する該速度ポイ ン ト を越えて減速率の高い不等速 速度領域の始ま り に到る範囲（B ' 〜B )とする。 最後に、 口一アイ ドル域 I は、 減速率の高い不等速速度領域の途中 の範囲（A， 〜A )であ り、 この範囲は、 好ま し く はリ フ ト ト ップカム角度 θ 3に近い領域とする。 この条件でエンジンを駆動すれば、 センサ一 1 5 a 〜 l 5 f およびセンシングギヤ 2 2 から検出信号がコ ン ト ロ一 ルユニッ ト 1 4 に入力され、 運転状態に最適な燃料噴射率 が演算さズ る と ともに、 この燃料噴射率を得るのに必要な 駆動信号が、 燃料カ ッ ト用電磁弁 1 0 、 ソ レ ノ イ ドバルブ 1 6 および電磁タイ ミ ングコ一 ト ロールバルブ 2 5 にそれ ぞれ送られる。
    [0043] 藤動軸 2 がエンジンからの翻動力を受けて回転すると、 カムディ スク 3 がローラ 4 a に押しつけられながら回転す る。 これによ りプランジャ 5は回転往復動し、 プランジャ 5 が後退する吸入行程時にイ ン レ ツ トス リ ッ ト 5 a と イ ン レ ツ トポー ト 7 a を介してカム室 1 a から高圧室 9 に燃料 が吸入される。
    [0044] ソ レ ノィ ドバルブ 1 6 はノーマ リーオープン型であるか ら、 電磁コ イルに通電しない状態では、 燃料はスピル条件 下にある。 すなわち、 第 3図の例では、 スピル通路 3 1 が 開いているため、 高圧室 9 とカム室 l a と が通じ、 燃料は 逃されている。 また、 第 2図と第 2 — A図の例では、 高圧 室 9 の燃料は、 通路孔 1 8 5 —主通路孔 1 8 6 — リ ターン ポー ト 8 b —へッ ド リ ターンポー 卜 6 c の経路でカム室 1 a に逃される。 このと き燃料は軸線方向通路 1 8 1 を通つ てリ ターンスプリ ング室を満たし、 バルブ上流と下流の圧 力が同一となるため、 リ タ一ンスプリ ング 2 1 のセッ トカ で開弁状態が保持される。
    [0045] この状態で電磁コイル 1 7 a に通電すれば、 第 2図と第 2 — A図の例においては、 可動鉄心と してのポペッ ト型バ ルブ 1 8 が 引される。 これによ り先端ヘッ ド 1 8 0 が段 付き莨通孔 8 a のシー ト部 1 8 9 に着座して段付き賞通孔 8 a を閉じる。 これによ り高圧室 9 とカム室 l a を結ぶ通 路が遮断されるため、 プランジャ 5 のリ フ 卜に伴い高圧室 9 は圧力が上昇し、 燃料圧送を行える状態になる。
    [0046] バルブ本体 1 8 b が閉弁側にリ フ ト し始める ときにはプ ランジャ 5も リ フ トが開始されており、 先端ヘッ ド 1 8 0 の絞り によ り大きな圧力差が生じている。 この圧力差と電 磁力によ りバルブ本体 1 8 b は素早く閉弁する。 その閉弁 状態は、 加圧室 9 の圧力がバルブ本体 1 8 b を閉じ方向に 働く ため、 良好なシール性が保たれる。
    [0047] 以上のこ と から、 ソ レ ノィ ドバルブ 1 6の電磁コイル 1 7 a への通電オンとオフとによ リ、 燃料の圧送開始と圧送 終り （噴射量と噴射時期）を自由に設定するこ とができる。 つま り、 プランジャ 5 が吐出行程に入っても、 電磁コイル 1 7 a に通電しなければ、 バルブ本体 1 8 b は開弁状態に あ り、 高圧室 9 内の燃料は前記したルー トでカム室 l a に スピルされるため高圧室 9 の圧力は上昇せず、 燃料の圧送 は行われない。 電磁コイル 1 7 a に通電すれば、 バルブ本 体 1 8 b は閉弁して高圧室 9 が密閉されるため、 燃料圧力 は急上昇して圧送が開始される。 所定時間後に再び電磁コ ィル 1 7 a に通電すれば、 高圧室 9 内の燃料がカム室 1 ち にス ピルされ、 燃料圧送が終る。 ヒ レ ノ イ ドバルブ 1 6 の 閉弁時期は センシングギヤ 2 2 からの基準パルスによ り 時間設定すればよい。
    [0048] 本発明はこのよう なソ レ ノ ィ ドバルブ 1 6 の性能を前記 4 つのモー ドで使い分ける。 すなわち、 口一アイ ドル域 I 、 中負荷域 Π、 高負荷域 fflの各モー ドにおいては、 圧送始め カム速度位置 A ' 、 B ' 、 C * を固定とする。 または、 圧 送終りカム速度位置 A， B , C を固定する。 そ して、 それ らモー ドにおいて、 必要と される噴射量に応じて、 前記ソ レ ノィ ドバルブ 1 6 の開弁と閉弁と によ リ燃料圧送期間を 制御する。 たとえば、 圧送終り カム速度位置 A ， B , Cが 固定位置であれば、 カム速度位置 A ' 、 B ' 、 C ' または これよ りもカム角度の進み方向でソ レノイ ドバルブ 1 6 に 通電して閉弁させ、 カム速度位置 A， B , Cで通電をオフ と して開弁させればよい。
    [0049] 一方、 ハイアイ ドル域 Wでは、 第 1 一 A図、 第 1 — B 図 から明らかなよ う に、 片側がカム リ フ トゼロである。 この ため、 圧送終りだけをソ レ ノイ ドバルブ 1 6で制御する。 すなわち、 このハイアイ ドル域 IVでの制御は、 カム リ フ ト が始まる前に、 ソ レノィ ドバルブ 1 6の電磁コイル 1 7 a を通電してバルブ本体 1 8 b を閉弁させておく 。 これによ リ高圧室 9 とカム室 l a との連通が遮断され、 燃料圧送可 能な状態となる。 この状態のも とで、 次にカム リ フ トが始 まる と、 プランジャ 5 がリ フ ト して燃料の圧力が高まる。 そこで所 Γのカム回転角に達したこ とがセンシングギヤ 2 2で検出されたときに、 コ ン トロールュニッ ト 1 4 から信 号を発し、 電磁コイル 1 7 aへの通鼋を止めればよい。 こ れでバルブ本体 1 8 b が開弁し、 高圧室 9 の燃料がスピル され、 燃料圧送が終る。
    [0050] 前述のよう に、 ソ レ ノイ ドバルブ 1 6は電磁コ イル 1 7 a の通電とそれによるバルブ本体 1 8 b の機械的動作との 間にタ イムラグが存在する。 それゆえ、 カムの回転角の途 中で通電し開弁したのでは、 プリ フ ロー、 ア フ タ ープ ロ一 が不可避的である。 しかし、 本発明はカムリ フ トゼロ側を 使用 し、 カム リ フ ト前にバルブ本体 1 8 b を閉弁しておく ため、 応答遅れの介在するこ とはなく 、 第 1 一 A図や第 1 一 B 図におけるカム速度位置 Dのみを変化させるだけで圧 送期間が精度高く制御される。 すなわち、 カム速度位置 D はハイアイ ドル域 IVでの圧送終り位置であ り、 このカム速 度位置 Dをカムリ フ トゼロ に近づけるよう に小さなカム回 転角の時期でソ レ ノ ィ ドバルブ 1 6の通電を止めれば、 嘖 射量を限りな く小さなものにするこ とができる。 この場合、 ノーマ リ一オープン型のバルブであるため、 開弁すれば瞬 時に高圧室 9 の燃料圧が下がるから、 圧送終りの応答性は 良い。 したがって、 ガバニング、 ハイアイ ドル域で安定し た小噴射調量行える。
    [0051] 産業上の利用可能性
    [0052] 本発明 ' '電子式分配型燃料得噴射ポンプによる高速 · 直 接噴射系の送油率制御に好適である。
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲
    . 機関の回転に関連して回転すると ともにカムにょ リ往 復動される単一のプランジャ を有し、 該プランジャ によ り これ 軸線方向に位置する高圧室を加圧し、 各気筒に 燃料を分配圧送する形式であ り、 かつ、 前記高圧室がス ピル通路によ り低圧室と接続されていて、 そのスピル通 路を単一の電磁弁で連通 · 遮断させる こ と によ り 、 燃料 の圧送開始と圧送終りのタイ ミ ングを制御し、 さ らに圧 送開始時のカムリ フ ト位置をタイマで変化させ、 これら によ り送油率を可変制御する形式の燃料噴射ポンプにお いて、 次のよう な制御を行う。
    a . カムの使用域を、 口一アイ ドルない しは低速 · 低負荷 域 I と、 中負荷域 Π と、 高負荷域 IIIおよび力バニングな レヽ しノヽィアイ ドル域 IVの 4 モー ドとする。
    b . カム回転角の進む方向方向において、 カムリ フ トゼロ の位置から或る力ム速度領域を力バニングハイアイ ドル 域 IV、 カム速度最大領域から速度下降域にかけて、 高負 荷域 ffl→中負荷域 Π→ローアイ ドル、 低速 · 低負荷域 I の順序に設定する。
    c . 高負荷域 m、 中負荷域 πおよび口一アイ ドル、 低速 * 低負荷域 I においては、 燃料の圧送始めカム速度位置と 圧送終り カム速度位置のいずれか一方を固定した状態で、 必要噴射量に応じて、 圧送期間を電磁弁によ り制御する こ とで調量する。
    d . 力バニング、 ノヽィ アイ ドル域 IVにおいては、 カムの リ フ 卜前に電磁弁を閉弁して圧送可能な状態の元で、 燃料 の圧送^ りだけを電磁弁の開弁によ り制御し、 カム リ フ ゼロ から開弁までの圧送期間を制御する こ とで調量する
    2 . 電磁弁がノ一マ リ一オープン型の電磁弁である請求の 範囲第 1項記載の電子式分配型燃料噴射ポンプにおける 送油率制御方法。
    3 . 各モー ドの平均送油率と して、 口一アイ ドル、 低速 ' 低負荷域 I を低送油率、 中負荷域 Π を中送油率、 高負荷 域 ΠΙ を髙送油率、 力バニングハイアイ ドル域 IVを低送油 率に設定して行う請求の範囲第 1項記載の電子式分配型 燃料噴射ポンプにおける送油率制御方法。
    . カムの特性が、 登り範囲において、 カム リ フ トゼロ位 置 0 から最大カム速度ポイ ン 卜 V maxまでの不等速高速 度領域と、 この最大カム速度ポイン ト V maxから変曲点 カム角度 0 2に対応するカム速度ポイ ン ト までの比較 的なだらかな不等速速度低下領域と、 変曲点カム角度 0 2に対応するカム速度ポイ ン を境とする減速率の高 い不等速速度低下領域からなっている。
    カム リ フ 卜ゼロの位置から不等速高速度領域の登り始め のカム速度領域（0〜 D )を力バニング、 ハイアイ ドル域 IVと して使用 し、 不等速高速度領域から最大カム速度 V maxを越え比較的なだらかな不等速速度低下領域の始ま り に到る範囲（C，〜C )を高負荷域 1Πと して使用し、 比 較的なだらかな不等速速度低下領域の途中から該領域の 終端ま，一は滅速率の高い不等速速度低下領域の始ま リ に またがる範囲（B， 〜 B )を中食荷域 Π と して使用 し、 減 速率の高い不等速速度低下領域（A， 〜A )の途中の範囲 を口一アイ ドル、 低速 · 低負荷域 I と して使用する請求 の範囲第 1項記載の電子式分配型燃料噴射ポンプにおけ る送油率制御方法。
    . カムの特性が、 カム リ フ トゼロ位置 0 からカム角度 Θ a までの不等速速度域に続いてカム角度 0 a からカム角 度 0 b間に低速等速領域を有し、 そ して、 カム角度 6 b から最大カム速度ポイ ン ト V maxまで不等速高速度領域 が設けられ、 この最大カム速度ポイン ト V maxから変曲 点カム角度 0 2に対応する速度ポイ ン ト までの比較的 なだらかな不等速速度低下領域と、 変曲点カム角度 0 2 に対応するカム速度ポイ ン 卜 を境とする減速率の髙 い不等速速度低下領域とが設けられている。
    カム リ フ トゼ□位置 0 から低速等速速度域（0〜D )を 力バニング、 ハイアイ ドル域 Wと して使用 し、 不等速高 速度領域から最大カム速度 V maxを越え比較的なだらか な不等速速度低下領域の始ま り に到る範囲（C；，〜 C )を 高負荷域 ΠΙ と して使用し、 比較的なだらかな不等速速度 低下領域の途中から減速率の高い不等速速度低下領域の 末端または減速率の高い不等速速度低下領域の始ま り に またがる範囲（B， 〜 B )を中負荷域 Π と して使用 し、 滅 速率の い不等速速度低下領域（A ' 〜 A )の途中の範囲 をローアイ ドル、 低速 · 低負荷域 I と して使用する請求 の範囲第 1項記載の電子式分配型燃料噴射ポンプにおけ る送油率制御方法。
    . 電磁弁がヘッ ドプラグに設けられ、 髙圧室に向かって 突出するポぺッ ト型バルブを有している形式のものであ る請求の範囲第 1項記載の電子式分配型燃料噴射ポンプ における送油率制御方法。
    . 電磁弁が分配ヘッ ドに設けられてる形式のものである 請求の範囲第 1項記載の電子式分配型燃料噴射ポンプに おける送油率制御方法。
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-04-04| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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