JPH0458045A - 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、内燃機関の燃料噴射ポンプで加圧された燃料
を燃焼室に燃料噴射する装置、特に、分配型噴射ポンプ
により燃料加圧する燃料噴射装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関、特にディーゼルエンジンは燃焼室の高温高圧
エア内に燃料を噴射して圧縮着火を行い、所定の出力を
得ている。

このようなディーゼルエンジンでは、同エンジンの駆動
力の一部を受けて駆動する燃料噴射ポンプにより燃料を
高圧化しており、この燃料を噴射管を介して燃料噴射弁
に導き、その燃料噴射弁が燃焼室内に燃料噴霧を行って
いる。

ここで用いる燃料噴射ポンプは剥型燃料噴射ポンプと分
配型の燃料噴射ポンプが多用されている。

剥型燃料噴射ポンプは、内燃機関の気筒数だけのプラン
ジャを備え、各プランジャを対向するカムにより駆動し
て燃料加圧を行っている。他方、分配型の燃料噴射ポン
プは単一のプランジャを往復動させて燃料加圧を行うと
共に同プランジャを回転させて複数気筒への燃料分配を
も行っている。

このように、側型燃料噴射ポンプに対して分配型燃料噴
射ポンプは部品点数が比較的少なくなり、小型化を図り
易く多用されている。

ところで、この分配型燃料噴射ポンプは第６図にその一
例が示される様に、ポンプスリーブ１内で摺動回転する
プランジャ２には回転力がエンジン側より伝達され、一
体結合されたフェイスカム３にローラー４がコロ接触す
ることによりプランジャ２が摺動してポンプ作動する様
に構成されている。

ここで、ローラー４の枢支部材５は油圧タイマによりフ
ェイスカムのリフト作動時期を進角あるいは遅角方向Ｒ
に移動調整され、この機構によりポンプの送油時期を調
整する。他方、プランジャ２には図示しないガバナを備
えたアクセルリンク系に操作されるスピルリング６が嵌
挿され、このリングがスピルポート７を開放する位置に
応して送油量が調整されるように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） このような燃料噴射装置の燃料噴射ポンプの場合、燃焼
室に供給された燃料は着火遅れｔａやその後の急爆発燃
焼Ｂｒにより、騒音発生、　ＮＯ，発生等のレヘルが急
増し易く、問題となっている。

本発明の目的は、騒音発生の低減を図れる分配型の燃料
噴射ポンプを備えた燃料噴射装置を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明は、内燃機関により
駆動される回転軸に一端が一体回転するように結合され
ると共に噴射ポンプの基体側のローラーにコロ接触する
フェイスカムが一体結合されたプランジャと、上記プラ
ンジャの他端側を摺動及び回転自在に嵌挿したプランジ
ャ穴が形成されると共に上記プランジャ穴内の圧送室で
加圧された燃料を複数気筒の各燃料噴射弁に導く複数の
分配通路が形成されたポンプスリーブと、上記圧送室と
スピルポートとの間を適時に閉鎖する常開の電磁弁と、
上記内燃機関の機関回転数情報と負荷情報及びクランク
角情報を回転数センサと負荷センサ及びクランク角セン
サより受けて上記電磁弁に邦動信号を出力するコントロ
ーラとを有し。

上記コントローラが上記燃料噴射弁の主噴射の主駆動信
号に先立ち常にパイロット噴射のパイロット信号を上記
電磁弁に出力することを特徴とする。

（作　　用） コントローラが主駆動信号に先立ち常にパイロット信号
を出力するので、燃料噴射弁が主噴射に先立ち常にパイ
ロット噴射出来るようになる。

（実　施　例） 第１図に示した燃料噴射装置は多気筒ディーゼルエンジ
ンの燃料供給系１０に付設されている。

このディーゼルエンジンの燃料供給系１０は燃料タンク
１１の燃料を図示しないフィルタを介して分配型燃料噴
射ポンプ（以後単に噴射ポンプと記す）】２に供給し、
同ポンプで加圧された燃料を噴射管１３を介して燃料噴
射弁１４に供給するように構成されでいる。

ここで燃料噴射弁１４はエンジンの気筒数だけ配備され
、それぞれは噴射管１３を介して噴射ポンプＩ２に接続
されている。なおここでは噴射管１３及び燃料噴射弁１
４を１つのみ示した。

ここで符号１５はドレーン路を示している。

燃料噴射装置は分配型燃料噴射ポンプ１２と同ポンプの
常開の電磁弁１６を駆動するコントローラ１７と、この
コントローラに接続された負荷センサ１８、クランク角
センサ１９、回転センサ４１とで構成されている。

燃料噴射弁１４には図示しない針弁が配設され、同針弁
は噴射管■３を介して圧送される噴射ポンプ１２からの
燃料を受け、その噴射管内の噴射圧力Ｐｆを変化させ、
噴射圧力Ｐｆの変化に応じ図示しない針弁をリフトＲさ
せ、例えば第２図に示すような所定の噴射量パターンで
燃料を噴射する。

噴射ポンプ１２は基体としてのケーシング２ｏに枢支さ
れる回転軸２１と、回転軸２１に取り付けられたフィー
ドポンプ２２と、基体の一部であるポンプスリーブ２３
と、回転軸２１にジヨイント２４を介して結合されると
共にポンプスリーブ２３のプランジャ穴２５に摺動及び
回転自在に嵌挿されたプランジャ２６と、ケーシング２
０側に支持された４つのローラー２７と、これらローラ
ー２７にコロ接触するフェイスカム２８と、ポンプスリ
ーブ２３内でプランジャ穴２５の一部をなす圧送室２９
とドレーン路１５に連通するスピルポート３０との間を
適時に閉鎖する常開の電磁弁１６とを備える。

ここでフェイスカム２８には４つのリフト部ｒが形成さ
れ、この部分が４つのローラー２７に対向するとポンプ
作動方向Ｐにフェイスカム２８及びプランジャ２６がリ
フト作動し、第２図に示すようにプランジャ２６のリフ
ト量Ｒｐが変化するように構成されている。

なお、ジヨイント２４は回転軸２１とプランジャ２６の
一端とを相対的に接離可能に、かつ、一体化移転可能に
連結するように構成されている。

プランジャ２６はその他端に圧送室２９に連通する中央
路３２を備え、その一端の分配溝３３がポンプスリーブ
２３の４つの分配通路３４に順次対向するように構成さ
れ、しかも、圧送室２９に常時対向する吸入溝３５がポ
ンプスリーブ２３の吸い込み通路３６に対向するように
構成されている。

ここで吸い込み通路３６はカム室３７を介してフィート
ポンプ２２に接続されている。なお、符号１８はドレー
ン路１５に設けたオーバーフローオリフィスを示し、符
号３９はプランジャ２６の戻しバネを示し、符号４０は
デリバリバルブを示している。

電磁弁１６は常開であり、駆動信号を受けた際に第１図
に示すような閉位置に切り換えられる。

コントローラ１７は制御回路１７１．記憶回路１７２、
入出力回路１７３及び駆動回路１７４，１７５及び図示
しない電源回路等で構成される。

コントローラ１７内の入出力回路１７３は上述の負荷セ
ンサ１８、クランク角センサ１９、エンジン回転数情報
を出力する回転数センサ４１等より各検出信号を受ける
ように構成される。記憶回路１７２は第５図（ａ）、（
ｂ）に示した噴射制御プログラムや、第３図の送油率（
Δｑ／Δｔ）及び噴射時期Ｔの算出マツプ、あるいは第
４図の噴射量（電磁弁のオン時間１　、、（＝　１゜。

１＋ｔ、。２）に応した値）の算出マツプがそれぞれ設
定され記憶処理される。

特に、コントローラ１７は電磁弁３１の駆動制御の際、
各噴射時期Ｔに主噴射に先立ち、パイロット噴射を行う
へく電磁弁１６を２度閉作動すへ＜、４つのタイマのセ
ット処理を行う。

即ち、主噴射用の弁閉処理で主噴射オンタイマのセット
を行い、主噴射用の弁開処理で主噴射オフタイマのセッ
トを行い、更に、各噴射時期Ｔに主噴射に先立ち、パイ
ロット用の弁閉処理でパイロットオンタイマのセットを
行い、パイロット用の弁開処理であるパイロットオフタ
イマのセットを行う。

ここで、第３図の送油率（Δｑ／Δｔ）及び噴射時期Ｔ
の算出マツプでは次のような特性が得られるように設定
される。

ここで、低回転高負荷においては、高送油率（Δｑ／Δ
ｔ）化を図り、これに伴い噴射時期Ｔの遅角化が図られ
、これにより高圧噴射による出力アップを可能とする。

他方、高回転での送油率（△ｑ／Δｔ）を相対的に低減
し、これに伴い噴射時期Ｔの進角化を図り、過剰噴射を
防止して、耐久性向上、パティキュレート、ＨＣの低減
を図る。

更に、アイドル域での遅角化、高送油率（Δｑ／Δｔ）
化を図り、アイドル回転の安定化、アイドル騒音の低減
を図る。

他方、第４図の噴射量ｑの算出マツプではエンジン回転
には関係無く、負荷の増大に応じて噴射量ｑ（電磁弁の
オン時間ｔ。。に応じた値となる）が増加するように設
定されている。

制御回路１７１は記憶回路１７２の噴射制御プログラム
に沿って制御量を算出し、電磁弁１６をその駆動回路１
７４を介して駆動し、噴射圧力Ｐｆの調圧制御を行うよ
うに構成されている。

ここで燃料噴射装置の作動を第５図（ａ）、（ｂ）に示
した噴射制御プログラムに沿って説明する。

エンジンの図示しないメインスイッチがオンされること
によりコントローラ１７はメインルーチンの作動を開始
する。

まず、現在のエンジン回転数Ｎ、負荷Ｌ、クランク角θ
、噴射時期Ｔ等の各情報を取り込み、所定のエリアに格
納する。

そして、エンジン回転数Ｎ、負荷りに応した目標の噴射
時期Ｔや送油率（Δｑ／Δｔ）が第３図に示した噴射時
期Ｔ及び送油率（Δｑ／Δｔ、）の算出マツプに基づき
算出され、所定のエリアに格納され、ステップａ１に戻
る。

他方、図示しない制御ルーチンにより、クランク角信号
θが割込み処理により順次カウントされる。

更に、各気筒毎の基準信号θ０の割込みにより電磁弁駆
動ルーチンに入り、ステップｂ１に達する。

ここで、目標の噴射時期Ｔに応じたパイロット噴射（第
２図のｔ、ゎ１域参照）のパイロット信号オン時ｔｐｌ
及びオフ時ｔｐ２が算出され、順次パイロットオンカウ
ンタ及びパイロットオフカウンタにセットされる。

更に、ステップｂ２に達する。ここでは、目標の噴射時
期Ｔに応じた主噴射（第２図のｔ　、、２域参照）の主
噴射信号オン時ｔ１が算出され、主噴射オンカウンタに
セットされ、更に、目標の噴射時期Ｔに応じた主噴射信
号オフ時ｔ２が算出さ主噴射オフカウンタにセットされ
リターンする。

この処理により、パイロット噴射が所定時限（ｔ。。１
）噴射ポンプより燃料噴射弁１４に燃料が供給され、向
弁では開弁圧ρａを上回った時点で噴射弁がリフトし、
パイロット噴射が行われ、続いて、主噴射が所定時限（
ｔ＝、２）噴射ポンプより燃料噴射弁１４に燃料が供給
され、向弁では開弁圧ｐａを上回った時点で噴射弁がリ
フトし、主噴射が行われる。

なお、噴射時期Ｔの進角化により第２図に破線で示すよ
うな作動特性に切り替わることとなる。

このように、この燃料噴射装置は、コントローラに操作
される電磁弁１６が主噴射に先立ちパイロット噴射を行
えるので、過度の筒内圧の上昇を防止出来、エンジン騒
音の低減を図れ、　ＮｏＸの低減を図れる。しかも、送
油率（Δｑ／Δｔ）の調整（第５図のｔａ位置よりｔｂ
位置の送油率が小さい）それに伴う噴射時期Ｔの調整が
行えるので、送油率（Δｑ／Δｔ）、噴射時期Ｔをエン
ジン回転域及び負荷域に応じた最適な状態に設定出来る
。このため、アイドル時の騒音低減や、低速高負荷での
出力向上を図れる。

他方、高回転低負荷では低噴射率（Δｑ／Δも）での噴
射をして過剰噴射を防止して、噴射系やエンジンの耐久
性を向上させ、エンジン回転による振動、騒音の低減を
図ることができる。

更に、この燃料噴射装置は、ガバナを備えたアクセルリ
ンク系に操作されるスピルリングや噴射時期の調整をす
る油圧タイマを排除出来、装置の小型化を図りやすい。

更に、電磁弁３１のオン、オフ制御により送油率（Δｑ
／Δ１）−噴射時期Ｔを適確に調整出来、これらの制御
時の応答性が向上する。

（発明の効果） 以上のように、本発明は、コントローラに操作される常
開の電磁弁が主噴射にい伴うパイロット噴射を行えるの
で、燃焼室の過度な燃焼圧の上昇を押えて防止出来、エ
ンジンの騒音低減、Ｎｏ工の低減を図れ、しかも、送油
率及び噴射時期をエンジン回転域及び負荷域内で最適な
状態に自由に設定出来、この点からもエンジンの騒音低
減、過剰噴射の防止、排ガスの改善を図れ、装置の小型
化をも図り易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての燃料噴射装置の全体
構成図、第２図は同上装置の行う制御時の各部の作動特
性線図、第３図及び第４図は各々異なる同上装置のコン
トローラに内臓される噴射時期及び送油率算出マツプの
特性線図、第５図（ａ）、（ｂ）は同上装置の制御プロ
グラムのフローチャート、第６図は従来の噴射ポンプの
要部断面図である。 １・・・ディーゼルエンジン、１２・・・噴射ポンプ、
１４・・・燃料噴射弁、１６・・・電磁弁、１７・・・
コントローラ、１８・・・負荷センサ、１９・・・クラ
ンク角センサ。 ２０・・・ケーシング、２１・・・回転軸、２３・・・
ポンプスリーブ、２５・・・プランジャ穴、２６・・・
プランジャ、２７・・・ローラー、 ２８・・・フェイスカム、 ２９・・・圧送 室、 ３０・・・スピルポート。 ３４・・・分配通路、 ４１・・・ 回転センサ。 代 理 人 樺 山 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関により駆動される回転軸に一端が一体回転す
   るように結合されると共に噴射ポンプの基体側のローラ
   ーにコロ接触するフェイスカムが一体結合されたプラン
   ジャと、上記プランジャの他端側を摺動及び回転自在に
   嵌挿したプランジャ穴が形成されると共に上記プランジ
   ャ穴内の圧送室で加圧された燃料を複数気筒の各燃料噴
   射弁に導く複数の分配通路が形成されたポンプスリーブ
   と、上記圧送室とスピルポートとの間を適時に閉鎖する
   常開の電磁弁と、上記内燃機関の機関回転数情報と負荷
   情報及びクランク角情報を回転数センサと負荷センサ及
   びクランク角センサより受けて上記電磁弁に駆動信号を
   出力するコントローラとを有し、上記コントローラが上
   記燃料噴射弁の主噴射の主駆動信号に先立ち常にパイロ
   ット噴射のパイロット信号を上記電磁弁に出力すること
   を特徴とする燃料噴射装置。