JPH02161136A - Fuel injection device - Google Patents
Fuel injection deviceInfo
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- JPH02161136A JPH02161136A JP31351988A JP31351988A JPH02161136A JP H02161136 A JPH02161136 A JP H02161136A JP 31351988 A JP31351988 A JP 31351988A JP 31351988 A JP31351988 A JP 31351988A JP H02161136 A JPH02161136 A JP H02161136A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野ノ 本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。[Detailed description of the invention] “Industrial application field The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.
「従来の技術」
ディーゼル機関の燃料噴射装置には、燃料噴射ポンプと
各気筒毎のインジェクタとを高圧噴射管で接続し燃料噴
射ポンプに燃料の計量加圧を行わせるものと、各インジ
ェクタにポンプを内蔵したユニットインジェクタ方式の
ものとがある。``Prior art'' Some fuel injection systems for diesel engines include one in which a fuel injection pump is connected to an injector for each cylinder through a high-pressure injection pipe, and the fuel injection pump measures and pressurizes fuel. There is also a unit injector type with a built-in injector.
前者の装置で電子制御噴射システムに用いられるものと
して、たとえば実開昭６１−１１８９３６号公報には、
判型の燃料噴射ポンプであって、プランジャに外挿した
制御スリーブの上下位置をロータリンレノイドにより制
御することにより噴射時期をｒｌＪ′ＩＩｉすると共に
、プランジャを回動することにより噴射量を調整するよ
うにしたものが提案されている。The former device used in an electronically controlled injection system is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Application Publication No. 118936/1983.
It is a size-type fuel injection pump, and the injection timing is rlJ'IIi by controlling the vertical position of the control sleeve inserted on the plunger using a rotary lenoid, and the injection amount is adjusted by rotating the plunger. Something like this has been proposed.
「発明が解決しようとする課題」
しかしながら、前者の装置では噴射時期及び噴射量の制
御のための機構がプランジャ及びプランジャに摺接する
部材に集中しているので、構造が？Ｉｍになり装置が大
型になるという問題点があった。さらに、各気筒毎の制
御スリーブ等の部材が全気筒分連結されて制御されるの
で、故障時のフエイルセーフ機能を確保することが困難
であるという問題点があった。``Problems to be Solved by the Invention'' However, in the former device, the mechanism for controlling injection timing and injection amount is concentrated in the plunger and the member that slides in contact with the plunger, so the structure is difficult to solve. Im and the problem was that the device became large. Furthermore, since members such as control sleeves for each cylinder are connected and controlled for all cylinders, there is a problem in that it is difficult to ensure a fail-safe function in the event of a failure.
また、後者の装置ではインジェクタに制御機構が集中す
るため、インジェクタが大型化し車載用のエンジンに搭
載する上で大きな制約になるという問題点があった。さ
らに、燃料は燃料ポンプでかなりの圧力まで加圧されコ
モンレールと呼ばれる高圧サージタンクに蓄えられて各
インジェクタに供給されるので、高圧を維持するための
エネルギ損失が大きく、燃費を悪化させるという問題点
があった。また、高圧系に燃料もれを起こした場合、噴
射に必要な圧力が維持できず全気筒の噴射が停止してし
まうという問題点があった。In addition, in the latter device, since the control mechanism is concentrated in the injector, there is a problem that the injector becomes large and becomes a major constraint when installed in a vehicle engine. Furthermore, fuel is pressurized to a considerable pressure by a fuel pump, stored in a high-pressure surge tank called a common rail, and then supplied to each injector, so there is a large energy loss to maintain the high pressure, which worsens fuel efficiency. was there. Furthermore, if fuel leaks in the high-pressure system, there is a problem in that the pressure necessary for injection cannot be maintained and injection in all cylinders stops.
本発明は上記の問題点を解決するためなされたものであ
り、その目的とするところは、小型でフェイルセーフ機
能の高い燃料噴射装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to provide a fuel injection device that is small and has a high fail-safe function.
「課題を解決するための手段」
上記の目的を達成するため、本発明では、クランク軸に
より駆動されるプランジャの往復動により燃料を圧送す
るポンプであって、該プランジャのプレストロークを制
御する手段を備えた噴射ポンプと、その噴射ポンプのポ
ンプ室と連通されたノズル油溜室の高圧燃料を自動弁に
より開閉されるノズルから燃焼室に噴出するインジェク
タであって、該ノズル油溜室の高圧燃料を溢流させる制
御弁を備えたインジェクタと、を有することを特徴とす
る燃料噴射装置が提供される。"Means for Solving the Problem" In order to achieve the above object, the present invention provides a pump that pumps fuel by reciprocating motion of a plunger driven by a crankshaft, and a means for controlling the pre-stroke of the plunger. and an injector that injects high-pressure fuel in a nozzle oil reservoir chamber communicated with the pump chamber of the injection pump into a combustion chamber from a nozzle that is opened and closed by an automatic valve, the high-pressure fuel in the nozzle oil reservoir chamber communicating with the pump chamber of the injection pump. A fuel injection device is provided, comprising: an injector equipped with a control valve that causes fuel to overflow.
「作用」
上記のように構成された燃料噴射装置では、燃料の噴射
時期は噴射ポンプのプレストローク制御手段により、噴
射量はインジェクタの潅流制御弁によりそれぞれ分担し
て制御される。プレストローク制御手段又は濁流制御弁
のいずれか一方が故障しても、他方の制御により最低限
の運転を確保することができる。"Operation" In the fuel injection device configured as described above, the fuel injection timing is controlled by the pre-stroke control means of the injection pump, and the injection amount is controlled by the perfusion control valve of the injector. Even if either the pre-stroke control means or the turbid flow control valve fails, the minimum operation can be ensured by controlling the other.
「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。"Example" Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は燃料噴射装置の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a fuel injection device.
燃料噴射装置は噴射ポンプ１．インジェクタ３及び電子
制御装置６からなる。The fuel injection device is an injection pump1. It consists of an injector 3 and an electronic control device 6.
噴射ポンプ１は何型のものであり、ポンプ本体１０にエ
ンジンの気筒数に対応して設けられたシリンダ１１にプ
ランジャ１２が往復動自在に挿入されている。プランジ
ャ１２の下端はばね９１で下方に付勢されたタペット１
３に係合され、ローラ１４を介してカム１５に当接する
。カム軸１６は図示しないエンジンのクランク軸に連結
され回転駆動される。プランジャ１２の上方はポンプ室
１７を構成する。シリンダ１１にはプランジャ１２の行
程途中に開口する吸入ボート１８が設けられ、吸入ボー
ト１８はフィードポンプ７に接続され燃料タンク８かへ
燃料の供給を受ける。また、ポンプ室１７上方には吐出
ボート１９が設けられ、吐出ボート１９はばね２０によ
り付勢された弁体を有する吐出弁２１に連通されている
。吐出弁２１には高圧噴射管５が接続される。What type of injection pump 1 is there? A plunger 12 is reciprocatably inserted into a cylinder 11 provided in a pump body 10 corresponding to the number of cylinders of the engine. The lower end of the plunger 12 is a tappet 1 that is biased downward by a spring 91.
3 and comes into contact with the cam 15 via the roller 14. The camshaft 16 is connected to a crankshaft of an engine (not shown) and is rotationally driven. A pump chamber 17 is configured above the plunger 12 . The cylinder 11 is provided with a suction boat 18 that opens during the stroke of the plunger 12, and the suction boat 18 is connected to the feed pump 7 and receives fuel from the fuel tank 8. Further, a discharge boat 19 is provided above the pump chamber 17, and the discharge boat 19 communicates with a discharge valve 21 having a valve body biased by a spring 20. A high pressure injection pipe 5 is connected to the discharge valve 21 .
ポンプ本体１０の上方には噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２
が組付けられ、ポンプ室１７と燃料タンク８との連通を
開閉する。噴射時期制御弁（′ｒｃＶ）２はハウジング
２２に固着されたバルブボディ２３．バルブボディ２３
に慴動自在に挿入され、先端部に講状のシート２５が形
成された弁体２４゜弁体２４の上端に固着されたアーマ
チャ２６．アーマチャ２６及び弁体２４を下方に付勢す
る圧縮ばね２７．アーマチャ２６を吸引する電磁石をな
すコイル２８及び鉄心２９により構成されている。Above the pump body 10 is an injection timing control valve (TCV) 2.
is assembled to open and close communication between the pump chamber 17 and the fuel tank 8. The injection timing control valve ('rcV) 2 has a valve body 23 fixed to a housing 22. Valve body 23
A valve body 24. The armature 26 is fixed to the upper end of the valve body 24. The armature 26. A compression spring 27 that urges the armature 26 and the valve body 24 downward. It is composed of a coil 28 and an iron core 29 that form an electromagnet that attracts the armature 26.
噴射時期制御弁（１’ｃＶ）２は、圧縮ばね２７の付勢
力により常時は開かれ、通電時に閏じられてポンプ室１
７とドレインボート３０との連通を断つ常時開の電磁制
御弁である。ドレインボート３０は燃料タンク８に連通
されている。噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２はプランジャ
１２のプレストロークを制御する手段を構成する。The injection timing control valve (1'cV) 2 is normally opened by the biasing force of the compression spring 27, and is opened when energized to open the pump chamber 1.
7 and the drain boat 30 is a normally open electromagnetic control valve. The drain boat 30 is connected to the fuel tank 8. An injection timing control valve (TCV) 2 constitutes means for controlling the pre-stroke of the plunger 12.
インジェクタ３は各気筒の燃焼室に高圧燃料を噴射する
ための部品であり、シリンダヘッドに取付けられ噴射ポ
ンプｌと高圧噴射管５により接続されている。The injector 3 is a component for injecting high-pressure fuel into the combustion chamber of each cylinder, and is attached to the cylinder head and connected to the injection pump 1 by a high-pressure injection pipe 5.
インジェクタ本体３１の下方にはノズルボディ３２が先
端部を突出させて組込まれている。ノズルボディ３２に
は、先端の複数の噴孔３３とノズル油溜め室３４との連
通を開閉するニードル弁体３５が軸方向に摺動自在に嵌
挿されている。ニードル弁体３５はプレッシャビン３６
を介して圧縮ばね３７により下方に付勢されている。ま
た、圧縮ばね３７が格納されるばね室３８はニードル弁
体３５が挿通されるノズルボディ３２の孔と連通され、
ばね室３８の燃料油圧によってもニードル弁体３５を下
方に付勢するようにされている。ノズルボディ３２．ニ
ードル弁体３５．圧縮ばね３７等からなる弁はノズル（
噴孔）３３を開閉する自動弁を構成する。インジェクタ
本体３１には、ノズル油溜め室３４と高圧噴射管５を連
通ずる燃料通路３９が形成されている。A nozzle body 32 is installed below the injector main body 31 with its tip protruding. A needle valve element 35 that opens and closes communication between a plurality of nozzle holes 33 at the tip and a nozzle oil reservoir chamber 34 is fitted into the nozzle body 32 so as to be slidable in the axial direction. The needle valve body 35 is a pressure bin 36
It is urged downward by a compression spring 37 via. Further, the spring chamber 38 in which the compression spring 37 is stored communicates with a hole in the nozzle body 32 through which the needle valve body 35 is inserted.
The fuel oil pressure in the spring chamber 38 also urges the needle valve body 35 downward. Nozzle body 32. Needle valve body 35. A valve consisting of a compression spring 37 etc. is a nozzle (
This constitutes an automatic valve that opens and closes the nozzle hole) 33. A fuel passage 39 that communicates the nozzle oil reservoir chamber 34 and the high-pressure injection pipe 5 is formed in the injector body 31 .
ばね室３８は通路４１により定圧弁４２に連通され、ば
ね室３８内の燃料圧を定圧に保つようにされている。定
圧弁４２は圧縮ばね４３で付勢された弁体を有し、燃料
タンク８に連通する管路４４に接続されている。The spring chamber 38 is communicated with a constant pressure valve 42 through a passage 41, and the fuel pressure within the spring chamber 38 is maintained at a constant pressure. The constant pressure valve 42 has a valve body biased by a compression spring 43 and is connected to a pipe line 44 communicating with the fuel tank 8 .
インジェクタ本体３１の上方には高圧燃料を溢流させる
スピル制御弁（ＳＣＶ）４が取付けられている。スピル
制御弁（ＳＣＶ）４は、ノズル油溜め室３４と高圧噴射
管５とを結ぶ燃料通路３９と、ばね室３８と定圧弁４２
とを結ぶ通路４１との間を開閉する制御弁であり、ハウ
ジング４５に固着されたパルプボディ４６．パルプボデ
ィ４６に挿入され先端にシート４７が形成された軸状の
弁体４８、弁体４８の上端に固着されたアーマチャ４９
、アーマチャ４９及び弁体４８を上方に付勢する圧縮ば
ね５０．アーマチャ４９を下方に吸引する電磁石をなす
コイル５１及び鉄心５２により構成されている。スピル
制御弁（Ｓ ＣＶ ）４は、圧縮ばね５０の付勢力によ
り常時は開かれ、通電時に閉じられる常時開の電磁制御
弁である。A spill control valve (SCV) 4 is installed above the injector body 31 to allow high-pressure fuel to overflow. A spill control valve (SCV) 4 includes a fuel passage 39 connecting a nozzle oil reservoir chamber 34 and a high-pressure injection pipe 5, a spring chamber 38, and a constant pressure valve 42.
It is a control valve that opens and closes between a passage 41 and a pulp body 46 fixed to a housing 45. A shaft-shaped valve body 48 is inserted into the pulp body 46 and has a seat 47 formed at its tip, and an armature 49 is fixed to the upper end of the valve body 48.
, a compression spring 50 that urges the armature 49 and the valve body 48 upward. It is composed of a coil 51 and an iron core 52 that form an electromagnet that attracts the armature 49 downward. The spill control valve (S CV ) 4 is a normally open electromagnetic control valve that is normally opened by the urging force of the compression spring 50 and closed when energized.
噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２及びスピル制御弁（ＳＣＶ
）４のコイル２８．５１は電子制御装置６に接続され制
御される。電子制御装置６はコイル２８．５１’を直接
駆動する駆動ユニット（ＥＤＣ）６２とマイクロコンピ
ュータを備え演算処理等を行う制御ユニット（ＥＣＵ）
６１とからなる。制御ユニット（ＥＣＵ）６１には気筒
判別検出器６５からのＧ信号１回転数検出器６６からの
ＮＥ倍信号負荷検出器６７からのα信号などが人力され
る。Injection timing control valve (TCV) 2 and spill control valve (SCV)
) 4 coils 28.51 are connected to and controlled by the electronic control unit 6. The electronic control device 6 includes a drive unit (EDC) 62 that directly drives the coil 28.51' and a control unit (ECU) that includes a microcomputer and performs arithmetic processing, etc.
It consists of 61. A control unit (ECU) 61 receives a G signal from a cylinder discrimination detector 65, an NE multiplication signal from a single revolution speed detector 66, an α signal from a load detector 67, and the like.
気筒判別検出器６５及び回転数検出器６６はクランク軸
に連結されて回転するロータとロータの突起の通過を検
出する電磁センサとからなる。気筒判別検出器６５のロ
ータには、エンジンの気筒数の半分の歯が形成されてお
り、たとえば６気筒エンジンでは、Ｇ信号の最初の信号
を第１気筒。The cylinder discrimination detector 65 and the rotation speed detector 66 are composed of a rotating rotor connected to a crankshaft and an electromagnetic sensor that detects passage of a protrusion of the rotor. The rotor of the cylinder discrimination detector 65 is formed with half the number of teeth as the number of cylinders in the engine. For example, in a 6-cylinder engine, the first signal of the G signal is detected in the first cylinder.
次を第５気筒、第３気筒と気筒を検出していく。Next, the fifth cylinder is detected, then the third cylinder, and so on.
回転数検出器６６のロータには多数の歯が形成されてお
り、その歯は気筒判別検出器６５からＧ信号が検出され
る位置及びＧ信号のない気筒（第６゜２．４気ｒ：４）
の担当する位置で欠歯されている。A large number of teeth are formed on the rotor of the rotation speed detector 66, and the teeth are located at the position where the G signal is detected from the cylinder discrimination detector 65 and at the cylinder where there is no G signal (6°2.4r: 4)
There is a missing tooth in the position that is in charge of.
また、第１気筒のＧ信号の位置では他より多くの歯数が
欠歯されている０回転数検出器６６からのＮＥ倍信号よ
りクランク軸の回転角位置及び回転数を検出する。負荷
検出器６７は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する
センサである。Further, at the position of the G signal of the first cylinder, the rotational angular position and rotational speed of the crankshaft are detected from the NE multiplied signal from the 0 rotational speed detector 66, which has more missing teeth than the others. The load detector 67 is a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal.
以上の構成に基づき作動について第２図を参照し説明す
る。The operation based on the above configuration will be explained with reference to FIG. 2.
燃料噴射を行う準備として、スピル制御弁（ＳＣＶ）４
のコイル５１に通電し弁４８を閉じてノズル油溜め室３
４とばね室３８及び通路４１との連通を断たなければな
らない、スピル制御弁（ＳＣＶ）４のコイル５１に通電
するタイミングは、第１気筒では第１気筒のＧ信号の立
上がりにより、他の気筒ではＧ信号又は前の気筒のＮＥ
倍信号最後の歯を検出した時に通電が開始される。In preparation for fuel injection, spill control valve (SCV) 4
The coil 51 is energized and the valve 48 is closed to open the nozzle oil reservoir chamber 3.
The timing for energizing the coil 51 of the spill control valve (SCV) 4, which must cut off the communication between the spring chamber 38 and the passage 41, is determined by the rise of the G signal of the first cylinder in the first cylinder and For cylinders, G signal or NE of previous cylinder
Energization is started when the last tooth of the double signal is detected.
噴射ポンプ１のポンプ室１７にはフィードポンプ７から
吸入ボート１８を経由して送られた燃料が充満している
。エンジンの回転に従いカム１５が回転駆動されると、
ローラ１４．タペット１３を介してプランジャ１２が上
方に押し」−げられる。The pump chamber 17 of the injection pump 1 is filled with fuel sent from the feed pump 7 via the suction boat 18. When the cam 15 is rotationally driven according to the rotation of the engine,
Roller 14. Plunger 12 is pushed upwards via tappet 13.
プランジャ１２のリード１２Ａが吸入ボート１８
’を閉じた後は、ポンプ室１７の燃料は開状態の噴射時
期制御弁（１’ＣＶ）２のシート２５を通過し、ドレイ
ンボート３０から燃料タンク８に排出される。The lead 12A of the plunger 12 is connected to the suction boat 18
After closing ', the fuel in the pump chamber 17 passes through the seat 25 of the injection timing control valve (1'CV) 2 which is in the open state, and is discharged from the drain boat 30 into the fuel tank 8.
電子制御装Ｗ６では、エンジンの回転数Ｎｅ。In the electronic control unit W6, the engine rotation speed Ne.
負荷αからｌ＆速な噴射時期を算出し、その噴射時期を
実現すべく噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２のコイル２８に
通電を開始する１通電が開始されると弁体２４が−Ｆ昇
してシート２５が閉じられ、ドレインボー１・３０かｔ
ｒの燃料の排出が停止される。ポンプ室Ｊ７内の燃料は
上昇を続けるプランジャ１２により加圧され高圧になり
、吐出弁２１を押し開いて高圧噴射管５に送られるよう
になる。なお、ポンプ室１７内の燃料圧が高圧になった
後は、その燃料圧により圧縮ばね２７の付勢力に抗して
弁体２４を上方に押し付けるため、コイル２８への通電
を停止しても弁のシート２５が１＃１かれることはない
、このため、噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２のコイル２８
に通電するパルス幅Ｔ ｆは一定値でよく、制御の必要
がない。An injection timing of 1&speed is calculated from the load α, and energization is started to be applied to the coil 28 of the injection timing control valve (TCV) 2 in order to realize the injection timing. The sheet 25 is closed, and the drain is 1.30 tons.
The discharge of fuel of r is stopped. The fuel in the pump chamber J7 is pressurized by the plunger 12 which continues to rise, becomes high pressure, pushes the discharge valve 21 open, and is sent to the high pressure injection pipe 5. Note that after the fuel pressure in the pump chamber 17 becomes high, the fuel pressure presses the valve body 24 upward against the biasing force of the compression spring 27, so even if the power supply to the coil 28 is stopped, The seat 25 of the valve is never removed, so the coil 28 of the injection timing control valve (TCV) 2
The pulse width Tf for energizing may be a constant value, and there is no need for control.
ポンプ室１７から高圧噴射管５を経由してインジェクタ
３に送られた高圧燃料は、燃料通路３９を経由してノズ
ル油溜め室３４に到達する。高圧燃料はノズル油溜め室
３４の燃料圧を」−昇させ、ニードル弁３５を圧縮ばね
３７の付勢力及びばね室３８の燃料圧に抗して押し上げ
、ノズル油溜め室３４と噴孔３３との連通を開く、この
結果、高圧燃料は噴孔３３から噴射される。The high-pressure fuel sent from the pump chamber 17 to the injector 3 via the high-pressure injection pipe 5 reaches the nozzle oil reservoir chamber 34 via the fuel passage 39. The high-pressure fuel increases the fuel pressure in the nozzle oil sump chamber 34, pushes up the needle valve 35 against the urging force of the compression spring 37 and the fuel pressure in the spring chamber 38, and causes the nozzle oil sump chamber 34 and the injection hole 33 to As a result, high pressure fuel is injected from the injection hole 33.
このとき、噴射開始当初はニードル弁３５は圧縮ばね３
７の付勢力と定圧弁４２の閉弁圧で規制されるばね室３
８の燃料圧で下方に付勢されており、かつ、ばね室３８
が閉塞されているため、ニードル弁３５はゆっくりと上
昇する。ニードル弁３５の−Ｆ昇によりばね室３８の燃
料圧が高まり定圧弁４２が開弁すると、ばね室３８の燃
料圧は急激に低下する。このばね室３８の圧力低下によ
りニードル弁３５は急激に最大リフトまで上昇する。At this time, at the beginning of injection, the needle valve 35 is compressed by the compression spring 3.
The spring chamber 3 is regulated by the urging force of 7 and the closing pressure of the constant pressure valve 42.
It is urged downward by the fuel pressure of 8, and the spring chamber 38
Since the needle valve 35 is closed, the needle valve 35 slowly rises. When the fuel pressure in the spring chamber 38 increases due to the -F increase in the needle valve 35 and the constant pressure valve 42 opens, the fuel pressure in the spring chamber 38 rapidly decreases. This pressure drop in the spring chamber 38 causes the needle valve 35 to suddenly rise to its maximum lift.
ポンプ室１７の圧力上昇パターンとニードル弁３５のリ
フトの変化により、燃料噴射率は最初は低く始まり、途
中から高くなるブーツ形の波形が達成される。Due to the pressure increase pattern in the pump chamber 17 and the change in the lift of the needle valve 35, a boot-shaped waveform in which the fuel injection rate starts low at first and increases midway through is achieved.
電子制御装置６では、エンジンの回転数Ｎｅ。In the electronic control device 6, the engine rotation speed Ne.
負荷α等から最適な燃料噴射量を算出し、その噴射量を
実現すべくスピル制御弁（ＳＣＶ）４のコイル５１への
通電を遮断する。通電が遮断されると、コイル５１の吸
引力が消失し弁体４８は圧縮ばね５０により押し−Ｊ二
げられシート４７が開放される。The optimum fuel injection amount is calculated from the load α, etc., and the energization to the coil 51 of the spill control valve (SCV) 4 is cut off in order to realize the injection amount. When the current supply is cut off, the attractive force of the coil 51 disappears, the valve body 48 is pushed down by the compression spring 50, and the seat 47 is opened.
この結果、ノズル油溜め室３４とばね室３８とが燃料通
路３９及び通路４１を経由して連通され、ノズル油溜め
室３４の高圧燃料はばね室３８に排出され圧力を低下す
る。ノズル油溜め室３４の圧力の低下とばね室３８の燃
料圧力の−Ｆ昇により、圧縮ばね３７の付勢力と協動し
てニー・ドル弁３５を下降して開弁さぜ、燃料噴射を終
了する。ポンプ室１７から圧送される高圧燃料はスピル
制御弁（ＳＣＶ）１７）弁４８のシート４７から通路４
１に溢流され定圧弁４２を押し開けて燃料タンク８に排
出される。この溢流により、ポンプ室１７．ノズル油溜
め室３４．ばね室３８等の燃料圧は定圧弁４２の閉弁圧
まで低下していく。As a result, the nozzle oil reservoir chamber 34 and the spring chamber 38 are communicated with each other via the fuel passage 39 and the passage 41, and the high pressure fuel in the nozzle oil reservoir chamber 34 is discharged to the spring chamber 38 and its pressure is reduced. As the pressure in the nozzle oil reservoir chamber 34 decreases and the fuel pressure in the spring chamber 38 increases by -F, the needle valve 35 is lowered and opened in cooperation with the biasing force of the compression spring 37, and fuel injection is started. finish. The high-pressure fuel pumped from the pump chamber 17 flows from the seat 47 of the spill control valve (SCV) 17) to the passage 4.
1, the constant pressure valve 42 is pushed open, and the fuel is discharged into the fuel tank 8. This overflow causes the pump chamber 17. Nozzle oil sump chamber 34. The fuel pressure in the spring chamber 38 and the like decreases to the closing pressure of the constant pressure valve 42.
噴射ポンプ１では、ポンプ室１７の圧力低下により通電
が既に停止されている噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２の弁
体２４が圧縮ばね２７の付勢力により下降１．て開弁し
、プランジャ１２の引続く上昇にかかわらＶポンプ室１
７の圧力がさらに低ｒする。この結果、吐出弁２１が閉
弁し、インジェクタ３ではノズル油溜め室３４．ばね室
３８等の燃料圧が定圧弁４２の開弁圧に保持される。In the injection pump 1, the valve element 24 of the injection timing control valve (TCV) 2, which has already been de-energized due to the pressure drop in the pump chamber 17, is lowered by the biasing force of the compression spring 27. The valve opens, and the V pump chamber 1 opens despite the continued rise of the plunger 12.
7 pressure becomes even lower. As a result, the discharge valve 21 closes, and in the injector 3, the nozzle oil reservoir chamber 34. The fuel pressure in the spring chamber 38 and the like is maintained at the opening pressure of the constant pressure valve 42.
以上の作動を各気筒で順次繰り返すことにより最適な噴
射時期、噴射量を実現する定常走行時の制御が行われる
。始動時にはＧ信号１ＮＥ信号が確立されていないため
固定制御が行われる。すなわち、噴射時期制御弁（’ｒ
ＣＶ）２は通電状態が維持され弁体２４は開弁した状態
に保持される。スピル制御弁（ＳＣＶ）４も通電状態が
保持され弁体４８は閉弁した状態に保持される。このた
め、プランジャ１２のリード１２Ａが吸入ボート１８を
閉じてから１死点に達するまで全燃料が噴射ポンプ１か
らインジェクタ３に圧送される。スピル制御弁（ＳＣＶ
）４では溢流されないため圧送燃料の全波が１墳射され
る。この圧送燃料量が始動に必要な量又は最大噴射量と
なるようにカム１５のカム形状が決定されている。エン
ジンが回転し制御ユニット（ＥＣＵ＞６１により第１気
筒のＧ信号が検出され判別されると、その時点から噴射
時期制御弁（ＴＣＶ）２及びスピル制御弁（ＳＣＶ）４
の通電及び遮断時期を制御する定常走行時の制御に移行
する。By repeating the above operations sequentially for each cylinder, steady-state driving control is performed to achieve optimal injection timing and injection amount. At the time of starting, the G signal 1NE signal is not established, so fixed control is performed. In other words, the injection timing control valve ('r
CV) 2 is kept energized and the valve body 24 is kept open. The spill control valve (SCV) 4 is also kept energized and the valve body 48 is kept closed. Therefore, all the fuel is pumped from the injection pump 1 to the injector 3 after the lead 12A of the plunger 12 closes the suction boat 18 until it reaches the first dead center. Spill control valve (SCV)
) 4, one full wave of pumped fuel is injected because there is no overflow. The cam shape of the cam 15 is determined so that this amount of pressurized fuel becomes the amount required for starting or the maximum injection amount. When the engine rotates and the first cylinder G signal is detected and determined by the control unit (ECU>61), from that point on, the injection timing control valve (TCV) 2 and the spill control valve (SCV) 4
Shifts to control during steady running, which controls the timing of energization and cutoff.
次に各機器が故障した場合にエンジンの運転を確保する
フェールセーフ制御について説明する。Next, fail-safe control that ensures engine operation in the event of a failure of each device will be explained.
第１は、気筒判別検出器６５が故障しＧ信号が異常と制
御ユニット＜ＥＣｔＪ）６１により判定された場合であ
る。この場合、制御ユニット（ＥＣＵ）６１はＧ信号に
よる制御を中止し、ＮＥ傷信号代用する。制御ユニット
（ＥＣＵ＞６１では、ＮＥ傷信号うち欠歯数の多い部分
を第１気筒と判定し、ＮＥ傷信号欠歯位置を基準に順に
第１．第５．第３、第６．第２．第４気筒と判定してい
く、噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２の通電制御はＮＥ傷信
号用い正常時と同様に行われる。スピル制御弁（ＳＣＶ
）４の通電開始時期は前の気筒の最後のＮＥ信号パルス
により行い、通電遮断時期の制御は正常時と同様にＮＥ
傷信号基づいて算出制御される。The first case is when the cylinder discrimination detector 65 fails and the control unit <ECtJ) 61 determines that the G signal is abnormal. In this case, the control unit (ECU) 61 discontinues control using the G signal and substitutes the NE flaw signal. The control unit (ECU>61) determines that the part with a large number of missing teeth in the NE flaw signal is the first cylinder, and sequentially selects the first, fifth, third, sixth, and second cylinders based on the NE flaw signal missing tooth position. .The energization control of the injection timing control valve (TCV) 2, which determines that it is the 4th cylinder, is performed in the same way as in the normal state using the NE flaw signal.The spill control valve (SCV)
) 4, the energization start timing is determined by the last NE signal pulse of the previous cylinder, and the energization cut-off timing is controlled by the NE signal pulse as in the normal state.
Calculation is controlled based on the flaw signal.
上記のフェールセーフ制御により、正常時と同等の運転
性能を確保できる。The fail-safe control described above makes it possible to ensure operating performance equivalent to normal operation.
第２は、回転数検出器６６が故障しＮＥ傷信号異常と制
御ユニット（ＥＣＵ＞６１により判定された場合である
。この場合、制御ユニット（ＥＣＵ）６１は第１．第５
．第３気筒に担当する３つのＧ信号で気筒を判別すると
共に、残りの３気筒は上記３つのＧ信号パルスの間隔の
平均値から算出してＰＩ別する。さらに、Ｇ信号パルス
間隔から平均回転数を算出する。Ｇ信号のみに基づく気
Ｍ判別と平均回転数に基づき、噴射時期制御弁（ＴＣＶ
）２及びスピル制御弁（ＳＣＶ）４を制御する。このと
き、平均回転数に対して一定の噴射量を出すように通電
タイミングは固定される。上記のフェールセーフ制御に
より、一応の運転を確保できる。The second case is when the rotation speed detector 66 is broken and the control unit (ECU>61 determines that the NE flaw signal is abnormal.) In this case, the control unit (ECU) 61
．． The cylinder is determined based on the three G signals assigned to the third cylinder, and the remaining three cylinders are classified by PI by calculating from the average value of the intervals of the three G signal pulses. Furthermore, the average rotation speed is calculated from the G signal pulse interval. Based on the M discrimination based only on the G signal and the average rotation speed, the injection timing control valve (TCV
) 2 and spill control valve (SCV) 4. At this time, the energization timing is fixed so that a constant injection amount is produced with respect to the average rotational speed. The above fail-safe control can ensure a certain level of operation.
第３は、噴射時期制御弁（’ｌ”ｃＶ）２が故障し弁体
２４が閏じたままになった場合である。この場合、噴射
ポンプ１の圧送開始時期がプランジャ１２のリード１２
Ａが吸入ボート１８を塞ぐ時期に固定されるため、スピ
ル制御弁（ＳＣＶ）４の開弁時期を前方にシフトして所
定の噴射量を確保する。すなわち、制御ユニット（ＥＣ
Ｕ＞６１はスピル制御弁（ＳＣＶ）４の通電開始時期及
び通電遮断時期をリード１２Ａが吸入ボート１８を塞ぐ
時期を起点にエンジンの回転数、負荷から算出して制御
する。上記のフェールセーフ制御により一応の運転を確
保できる。なお、噴射時期制御弁（”ｒｃＶ）２の弁体
２４が開いたままになった場合は運転できずエンジンは
全停止する。The third case is when the injection timing control valve ('l''cV) 2 fails and the valve body 24 remains open.
Since A is fixed at the timing when the suction boat 18 is closed, the opening timing of the spill control valve (SCV) 4 is shifted forward to ensure a predetermined injection amount. That is, the control unit (EC
U>61 is controlled by calculating and controlling the energization start timing and energization cutoff timing of the spill control valve (SCV) 4 from the engine rotation speed and load starting from the timing when the reed 12A closes the suction boat 18. The above fail-safe control can ensure a certain level of operation. Note that if the valve body 24 of the injection timing control valve ("rcV) 2 remains open, the engine cannot be operated and the engine is completely stopped.
第４は、スピル制御弁（ＳＣＶ）４が故障し、弁体４８
が閏じたままになった場合である。この場合、潅流時期
が制御できず噴射量わりの時期がプランジャ１２の上死
点に固定されるため、噴射ポンプ１の圧送開始時期を制
御することにより噴射量を制御する。すなわち、制御ユ
ニ・ｙ？・（ＥＣＵ）６１では回転数、負荷から算出さ
れる最適噴射量を実現すべく、噴射時期制御弁（ＴＣＶ
）２の閉弁時期を算出し制御する。噴射時期制御弁（Ｔ
ＣＶ）２のコイル２８に通電され弁体２３が閉じられて
から、カム１５の上死点までのプランジャ１２の圧送行
程に相当する燃料量が噴射されることになる。上記のフ
ェールセーフ制御により、最低限の運転を継続すること
ができる。Fourth, the spill control valve (SCV) 4 malfunctions and the valve body 48
This is the case when the value remains in the gap. In this case, since the perfusion timing cannot be controlled and the timing for the injection amount is fixed at the top dead center of the plunger 12, the injection amount is controlled by controlling the pumping start timing of the injection pump 1. In other words, control unit y?・The (ECU) 61 controls the injection timing control valve (TCV) in order to achieve the optimum injection amount calculated from the rotation speed and load.
) Calculate and control the valve closing timing in step 2. Injection timing control valve (T
After the coil 28 of CV) 2 is energized and the valve body 23 is closed, an amount of fuel corresponding to the pressure stroke of the plunger 12 to the top dead center of the cam 15 is injected. The fail-safe control described above allows the minimum level of operation to continue.
以上述べた実施例では、噴射時期の制御は噴射ポンプ１
の噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２に、噴射量の制御はイン
ジェクタ３のスピル制御弁（ＳＣＶ）４にそれぞれ基本
的に分担されている。このため、故障により一方の制御
が阻害されても、他方の制御により阻害された機能を補
い運転を継続するフェールセーフ制御を行うことができ
る。In the embodiments described above, the injection timing is controlled by the injection pump 1.
The injection timing control valve (TCV) 2 of the injector 3 and the spill control valve (SCV) 4 of the injector 3 are basically responsible for controlling the injection amount. Therefore, even if one control is inhibited due to a failure, fail-safe control can be performed in which the other control compensates for the inhibited function and continues operation.
また、噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２に要求されるのは本
質的に開弁時期の制御であり、スピル制御弁（ＳＣＶ）
４に要求されるのは開弁時期の制御である。このため、
各電磁弁２．４には開閉いずれかの応答性能があればよ
く、要求される機能がｔＩＬ−であるから、′ｌｆＩ造
を簡単にし小型化することができる。さらに、噴射ポン
プｌ及びインジェクタ３の機能も分担され単純化されて
いるので燃料噴射装置の全体を小型化することができる
。In addition, what is essentially required of the injection timing control valve (TCV) 2 is control of the valve opening timing, and the spill control valve (SCV)
4 is required to control the valve opening timing. For this reason,
Each electromagnetic valve 2.4 only needs to have response performance for either opening or closing, and since the required function is tIL-, the structure can be simplified and miniaturized. Furthermore, since the functions of the injection pump 1 and the injector 3 are shared and simplified, the entire fuel injection device can be downsized.
前記実施例では、インジェクタ３のニードル弁体３５の
リフトを定圧弁４２で規制されるばね室３８の燃料圧と
圧縮ばね３７の付勢力により制御し、噴射率を噴射始め
はゆるやかにし途中から鋭くするブーツ形にした。噴射
率をブーツ形にすることにより点火遅れに起因するデー
ゼルノックをなくし燃焼を良好にすることができる。In the embodiment described above, the lift of the needle valve body 35 of the injector 3 is controlled by the fuel pressure in the spring chamber 38 regulated by the constant pressure valve 42 and the biasing force of the compression spring 37, and the injection rate is made gentle at the beginning of injection and sharply from the middle. I made it into a boot shape. By setting the injection rate to be boot-shaped, it is possible to eliminate diesel knock caused by ignition delay and improve combustion.
第３図はこの効果をより高めたインジェクタの一例を示
す断面図である。前記実施例と同一の部材には同一の符
号を付して説明を省略する。ここでは、ばね室３８と定
圧弁４２及びスピル制御弁（ＳＣＶ）４のシート４７と
を連通する通路４１に絞り７１が設けられ、シート４７
からばね室３８に流れる燃料をバイパスする逆止弁７２
が絞り７１と並列に設けられている。上記のように構成
されたインジェクタ７０では、噴射ポンプ１のポンプ室
１７からノズル油溜め室３４に高圧燃料が圧送され、ニ
ードル弁体３５が上昇しようとする際に、ばね室３８の
燃料が定圧弁４２に逃げるのが絞り７１により制限され
、ばね室３８の圧力が上昇する。このため、ニードル弁
体３５のト昇がより緩やかになり、噴射始めの噴射率を
より緩やかにする。一方、スピル制御弁（ＳＣＶ）４を
開弁し噴射を終了させる際には、スピル制御弁（ＳＣＶ
）４のシート４７からの通路４１に流入する高圧燃料は
逆止弁７２を経由してすみやかにばね室３８に流入し、
ばね室３８の燃料圧が急激に上昇し圧縮ばね３７と協動
してすみやかにニードル弁体３５をｍじる。つまり、噴
射始めはより緩やかに燃料を噴射し、噴射路わりは鋭く
なる効果がある。FIG. 3 is a sectional view showing an example of an injector that further enhances this effect. The same members as those in the previous embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, a throttle 71 is provided in a passage 41 that communicates the spring chamber 38 with the constant pressure valve 42 and the seat 47 of the spill control valve (SCV) 4.
A check valve 72 that bypasses the fuel flowing into the spring chamber 38
is provided in parallel with the diaphragm 71. In the injector 70 configured as described above, high pressure fuel is fed under pressure from the pump chamber 17 of the injection pump 1 to the nozzle oil reservoir chamber 34, and when the needle valve body 35 is about to rise, the fuel in the spring chamber 38 is kept at a constant level. The escape to the pressure valve 42 is restricted by the throttle 71, and the pressure in the spring chamber 38 increases. Therefore, the needle valve body 35 rises more slowly, and the injection rate at the beginning of injection becomes more gradual. On the other hand, when opening the spill control valve (SCV) 4 to terminate injection, the spill control valve (SCV)
) The high pressure fuel flowing into the passage 41 from the seat 47 of 4 immediately flows into the spring chamber 38 via the check valve 72.
The fuel pressure in the spring chamber 38 rises rapidly, working together with the compression spring 37 to quickly compress the needle valve body 35. In other words, the fuel is injected more slowly at the beginning of injection, and the injection path becomes sharper.
また、前記実施例では、プランジャ１２のプレストロー
クを制御する手段として噴射時期制御弁（ＴＣＶ）２に
よる電気的制御手段を用いたが、機械的手段を用いるこ
とも可能である。第４図はその一例を示す噴射ポンプ８
０の断面図である。ここでは、プランジャ８１の端面に
一部傾斜面が形成されてタイミングリード８２を構成し
、プランジャ８１の回動位置によりリード８２が吸入ボ
ート１８を塞ぎ圧送を開始する時期が制御される。Furthermore, in the embodiment described above, electrical control means using the injection timing control valve (TCV) 2 is used as means for controlling the pre-stroke of the plunger 12, but it is also possible to use mechanical means. Figure 4 shows an example of the injection pump 8.
FIG. Here, a partially inclined surface is formed on the end face of the plunger 81 to constitute a timing lead 82, and the timing at which the lead 82 closes the suction boat 18 and starts pressure feeding is controlled by the rotational position of the plunger 81.
プランジャ８１の中程には二面幅部８３が形成され、そ
の二面幅部８３がビニオン８４の角孔に摺動自在に嵌挿
されている。ビニオン８４にはラック８５が係合し、プ
ランジャ８１の回動位置を規制する。ラック８５は図示
しないタイミングガバナ機構に連結され、エンジンの回
転数、負荷等によりその位置が制御される。A width across flats portion 83 is formed in the middle of the plunger 81, and the width across flats portion 83 is slidably inserted into a square hole of a pinion 84. A rack 85 engages with the pinion 84 and restricts the rotational position of the plunger 81. The rack 85 is connected to a timing governor mechanism (not shown), and its position is controlled according to engine speed, load, etc.
「発明の効果」
本発明は、以上説明したように構成され、噴射ポンプと
インジェクタとで制御機能を分担するものであるから、
燃料噴射装置の各要素のｍ造を単純化し、装置の小型化
ができるという効果がある。"Effects of the Invention" The present invention is configured as described above, and the control function is shared between the injection pump and the injector.
This has the effect of simplifying the construction of each element of the fuel injection device and making the device more compact.
また、一部の要素の故障時においてもエンジンを全停止
とせず最小限の運転を継続するフェールセーフ制御が容
易に実現できるという効果がある。Furthermore, there is an effect that fail-safe control can be easily realized in which the engine continues to operate at a minimum level without completely stopping the engine even in the event of a failure of some of the elements.
図面は本発明の実施例を示し、第１図は燃料噴射装置の
構成を示す断面図、第２図は作動を示すタイミングチャ
ート、第３図は第２の実施例を示すインジェクタの断面
図、第４図は第３の実施例を示す噴射ポンプの断面図で
ある。
１０１．噴射ポンプ、 ２１１．プレストローク制御手
段をなす噴射時期制御弁（ＴＣＶ）、 ３ 、、インジ
ェクタ、 ４１．２溢流制御弁をなすスピル制御弁（Ｓ
ＣＶ）、 １２．、、プランジャ、 １７゜ポンプ
室、 ３２．、、ノズルボディ、 ３３ 、、、噴孔（
ノズル）、 ３４ 、、、ノズル油溜室、 ３５．。
自動弁をなすニードル弁体。
特許出願人 日本電装株式会社ｉ′ｒ−・、；第３図
第４図The drawings show embodiments of the present invention; FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a fuel injection device, FIG. 2 is a timing chart showing the operation, and FIG. 3 is a sectional view of an injector showing a second embodiment. FIG. 4 is a sectional view of an injection pump showing a third embodiment. 101. injection pump, 211. 3. Injection timing control valve (TCV) serving as prestroke control means; 3. Injector; 41.2 Spill control valve (S) serving as overflow control valve;
CV), 12. ,, plunger, 17° pump chamber, 32. ,, Nozzle body, 33,,, Nozzle hole (
nozzle), 34, nozzle oil reservoir chamber, 35. . A needle valve body that forms an automatic valve. Patent applicant Nippondenso Co., Ltd. i'r-・; Figure 3 Figure 4
Claims (1)
り燃料を圧送するポンプであって、該プランジャのプレ
ストロークを制御する手段を備えた噴射ポンプと、 その噴射ポンプのポンプ室と連通されたノズル油溜室の
高圧燃料を自動弁により開閉されるノズルから燃焼室に
噴出するインジェクタであって、該ノズル油溜室の高圧
燃料を溢流させる制御弁を備えたインジェクタと、 を有することを特徴とする燃料噴射装置。[Scope of Claims] An injection pump that pumps fuel by reciprocating motion of a plunger driven by a crankshaft, the injection pump having means for controlling the pre-stroke of the plunger, and communicating with a pump chamber of the injection pump. An injector that injects high-pressure fuel in a nozzle oil sump chamber into a combustion chamber from a nozzle that is opened and closed by an automatic valve, the injector comprising a control valve that causes the high-pressure fuel in the nozzle oil sump chamber to overflow. A fuel injection device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31351988A JPH02161136A (en) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | Fuel injection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31351988A JPH02161136A (en) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | Fuel injection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02161136A true JPH02161136A (en) | 1990-06-21 |
Family
ID=18042286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31351988A Pending JPH02161136A (en) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | Fuel injection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02161136A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0367059A (en) * | 1989-08-07 | 1991-03-22 | Toyota Motor Corp | Unit injector |
| CN103912387A (en) * | 2013-01-09 | 2014-07-09 | 广西玉柴机器股份有限公司 | Mechanical fuel injection pump fuel amount adjusting device |
-
1988
- 1988-12-12 JP JP31351988A patent/JPH02161136A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0367059A (en) * | 1989-08-07 | 1991-03-22 | Toyota Motor Corp | Unit injector |
| CN103912387A (en) * | 2013-01-09 | 2014-07-09 | 广西玉柴机器股份有限公司 | Mechanical fuel injection pump fuel amount adjusting device |
| CN103912387B (en) * | 2013-01-09 | 2017-02-08 | 广西玉柴机器股份有限公司 | Mechanical fuel injection pump fuel amount adjusting device |
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