JPH088277Y2 - 電子制御燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、燃料噴射量を電子的に制御するようにした
内燃機関用の燃料噴射装置に関するものである。

（従来の技術） 燃料噴射ポンプにおいて燃料加圧室を電磁弁を介して
燃料低圧部と連通しうる構成とし、この電磁弁の開閉制
御によって燃料の噴射の制御を電子的に行ないうるよう
にした燃料噴射装置が公知である（特開昭56-154134号
公報）。

この種の従来装置では、内燃機関の運転パラメータに
基づいて計算された所要の燃料噴射量を得るための電磁
弁の閉弁期間は、その目標とする燃料噴射量をポンププ
ランジャの１回の圧送ストローク当たりの燃料体積（mm
³／ストローク）で示す目標噴射量データとその時の機
関速度とから例えばマップ計算により決定し、この決定
に従って電磁弁の開閉制御が実行される構成となってい
る。

（考案が解決しようとする課題） しかし、燃料噴射率を調節するためプリストローク量
を調節可能とし、これにより送油率を変化しうるように
構成された燃料噴射装置にあっては、たとえ燃料噴射期
間を一定値に固定していても、この送油率の変化のため
に、燃料噴射量を精度よく制御することはできないもの
である。

ここで、送油率は燃料噴射ポンプ本体から圧送される
燃料について定義されるものであり、ポンププランジャ
の径をｄ、該ポンププランジャを往復動させるためのカ
ムのカム速度をVcとすると、 πd²Vc/24 （mm³/deg） で示される。このため、プリストローク量を調節する
と、カム速度Vcが変化して送油率を調節することができ
るのである。

一方、燃料噴射率は、燃料噴射ノズルから噴射される
燃料について定義されるものであって、燃料噴射ノズル
から噴射される燃料噴射量を噴射期間でわった値（単位
mm³/deg）であり、送油率と同じ単位である。しかし、
送油率が同一であっても、噴射ノズルの噴孔径、開弁
圧、噴射パイプの内径や長さ等によって燃料噴射率は影
響されるので、１つの燃料噴射装置においても、両者は
必ずしも同一の値になるとは限らない。また、電磁弁の
開閉制御によって燃料噴射制御を行なう構成の燃料噴射
装置では、燃料の噴射開始時期は電磁弁の閉弁タイミン
グにより定められるから、プリストローク量の調節によ
って燃料の噴射開始時期が直接的に影響されることはな
い。

本考案の目的は、従来技術における上述の問題点を解
決することができる改善された電子制御燃料噴射ポンプ
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本考案の特徴は、カム部材
のカムプロフィルに従って往復運動せしめられるプラン
ジャと該プランジャの往復運動に従って燃料の加圧を行
うための高圧室とを備えて成る燃料加圧圧送機構と、該
高圧室と燃料低圧部との間に配設された電磁弁と、前記
燃料加圧圧送機構の燃料の送油率を調節するための調節
部と、前記燃料加圧圧送機構で加圧された燃料の圧送開
始タイミングと圧送期間とを調節するため前記電磁弁の
開閉制御を行なう電磁弁制御ユニットとを備えて成る内
燃機関用の電子制御燃料噴射装置において、前記電磁弁
制御ユニットが、前記内燃機関用の機関速度を検出する
速度センサと、アクセル部材の操作量を検出するアクセ
ルセンサと、少なくとも前記速度センサとアクセルセン
サとに応答し噴射すべき燃料の目標量を示す目標量信号
を出力する目標量出力ユニットと、前記目標量信号に応
答し前記目標量に相応した前記電磁弁の閉弁期間を示す
第１信号を出力する信号発生部と、前記調節部による調
節量を示す調節量信号を出力する出力手段と、前記速度
センサ及び該調節量信号に応答しその時のプリストロー
ク値に応じた閉弁期間の補正量を示す補正信号を出力す
る補正信号発生部と、前記第１信号と前記補正信号とに
応答し前記補正量に基づいて前記第１信号を補正して成
る第２信号を出力する補正部と、少なくとも前記速度セ
ンサとアクセルセンサとに応答し噴射すべき燃料の噴射
開始タイミングを示す目標タイミング信号を出力する手
段と、前記第２信号と前記目標タイミング信号とに応答
し前記目標タイミング信号により示される噴射開始タイ
ミングから前記第２信号によって示される閉弁期間だけ
前記高圧室を前記燃料低圧部から遮断するように前記電
磁弁の開閉制御を行なうための信号を出力する出力部と
を備えて成る点にある。

（作用） 目標量出力ユニットからは、運転状態に応じた目標噴
射量を示す目標量信号が出力される。信号発生部から
は、所与の目標噴射量に相応した電磁弁の閉弁期間を示
す第１信号が出力される。

補正信号発生部からは、調節部のその時の調節量に応
じた閉弁期間の補正量、すなわち、その時の調節量に基
づく送油率で燃料が加圧圧送された場合に増減すべき閉
弁期間の値、を示す補正信号が出力される。

第１信号は補正部においてこの補正信号に従う増減値
分だけ補正され、この補正された閉弁期間を示す第２信
号が出力される。

出力部からは、目標タイミング信号によって示される
噴射開始タイミングから第２信号によって示される補正
された閉止期間だけ高圧室を燃料低圧部から遮断するよ
うに前記電磁弁の開閉制御を行なうための信号が出力さ
れる。

この結果、燃料噴射量を規定する電磁弁の閉弁期間が
その時の送油率を考慮して補正されるので、送油率が調
節部によってどのように設定されようとも、この設定状
態によって燃料噴射量の制御精度が低下することはな
い。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本考案の一実施例について
詳細に説明する。

第１図は、本考案を分配型燃料噴射装置に適用した場
合の一実施例を示すものである。この燃料噴射装置１
は、図示しない内燃機関と組合されて使用され、後述の
如く電子的に制御され、内燃機関の各気筒に燃料を供給
するものであり、噴射ポンプ２を含んで成っている。

噴射ポンプ２は、内燃機関の回転速度に関連した回転
速度にて回転駆動される駆動軸３に連結されているベー
ンポンプ４とローラホルダ５とを有している。ベーンポ
ンプ４は図示しない燃料タンクから通路６を介して供給
される燃料を加圧し、ハウジング７内の通路に加圧され
た燃料を送り出す。駆動軸３の一端はハウジング室９内
に延びており、カムディスク11がドライビンディスク10
を介して駆動軸３の一端に連結されている。カムディス
ク11の一側面にはプランジャ12がプランジャスプリング
13により圧接されており、プランジャ12はハウジング７
に形成されたシリンダ部14に嵌合されている。この結
果、駆動軸３の回転に従って、プランジャ12は回転する
と同時に往復運動を行なう。

プランジャ12の嵌合端部には、内燃機関の気筒数に応
じた数のインテークスリット15が形成されており、第１
図には、４つのインテークスクットのうちの１つのみが
示されている。プランジャ12の下降行程において、通路
８の終端部に形成されたインテークポート16とインテー
クスリットのうちの１つとが重なり合った時に、通路８
によって送給されている加圧燃料が、シリンダ部14とプ
ランジャ12とにより形成される高圧室17内に吸入され
る。高圧室17内に吸入された燃料は、プランジャ12の回
転リフト動作によりインテークポート16が閉じられた後
のカムリフト動作によって加圧されはじめる。

プランジャ12内に形成された通路18はディストリビュ
ータスリット19に連通しており、プランジャ12が更に回
転リフトを続けることによりディストリビュータスリッ
ト19がアウトレットパッセージ20と重なり合うと、加圧
された高圧燃料は送出弁21を開いて図示しない噴射ノズ
ルに連結されるパイプ22に送出される。

この噴射ポンプ２は、プランジャ12の位置とは無関係
に所望のタイミングで燃料噴射を開始、終了させること
を可能とするために、高圧室17と燃料噴射装置内の燃料
低圧部との間に配設された電磁弁24を備えている。図示
の実施例では、電磁弁24の一方のポートは通路23により
高圧室23に連通しており、その他方のポートは通路28を
介して図示しない燃料タンクに連通されている。

電磁弁24は、シリンダ室27内に可動自在に収納され爆
発ばね29により常時上方に押し上げられている弁体26を
含んで成っている。弁体26は、励磁コイル30が消勢され
ている場合に通路23,25を連通状態となるように位置決
めされ、電磁弁24が開状態となる。一方、励磁コイル30
が付勢されると、弁体26はばね29の力に抗して移動し、
通路23のシリンダ室側の開口端が弁体26の側壁で塞が
れ、電磁弁24は閉状態となる。上記説明から判るよう
に、電磁弁24が閉状態となっている場合にのみ高圧室17
内で燃料を加圧することが可能となる。

符号40で示されるのは従来の油圧式タイマ装置と同様
に構成されたプリストローク調節機構であり、プランジ
ャ12のリフト開始タイミングを調節することによりその
プリストローク値を所望の値に設定するために設けられ
ている。プリストローク調節機構40は、ばね41により爆
発付勢されているピストン42を備え、このピストン42に
は通路８内の圧力が絞り43を介して印加されている。こ
のピストン42に作用する流体圧を調節し、ピストン42の
位置を所望の位置に位置決めする目的で、電磁式の圧力
調節弁44が設けられており、この圧力調節弁44の開度を
調節することにより、シリンダ室45の圧力を所望の値に
設定することができる。

ピストン42は、一端がローラホルダ５に連結されてい
るロッド46の他端に関節継手接続されており、ピストン
42の位置に従ってローラホルダ５の角度位置を変え、こ
れによりプリストローク量の調節が行なわれる構成であ
る。

上述の如くしてプリストローク値が調節されると、プ
ランジャ12を往復運動させるためのカムディスク11のカ
ム面の使用域が変化する。したがって、プリストローク
値の調節と独立して電磁弁24によって調節される燃料噴
射開始タイミングが一定値に固定されていたとしても、
プリストローク値が調節されると送油率が変化し、これ
により、燃料噴射率を調節することができる。すなわ
ち、本実施例では、このプリストローク調節機構は送油
率調節機構として用いられており、後述するプリストロ
ーク制御ユニット55と協働して、機関の運転状態に応じ
た送油率の制御が行なわれる。なお、送油率と燃料噴射
率との間の関係は既に説明した通りの関係となってい
る。

以上の如く構成されている燃料噴射ポンプ２を電子的
に制御するため、燃料噴射装置１は、電子制御部50を備
えている。

電子制御部50は、アクセルペダル51の操作量を示すア
クセル信号Ａを出力するアクセルセンサ52,内燃機関の
機関回転速度を示す速度信号Ｎを出力する速度センサ5
3,及びプリストローク調節機構40の調節量を示す信号と
してピストン42の位置を示す位置信号Ｐを出力する位置
センサ54を備えている。

符号55で示されるのは、アクセル信号Ａ及び速度信号
Ｎに応答し内燃機関のその時の運転状態に見合ったプリ
ストローク量を与えるように圧力調整弁44の開度を制御
するためのプリストローク制御ユニットである。プリス
トローク制御ユニット55からは、圧力調整弁44の開度を
所要の値とするために必要なデューティ比を有するパル
ス信号がプリストローク制御信号Saとして出力され、プ
リストローク制御信号Saは圧力制御弁44の励磁コイル44
aに印加され、圧力調整弁44の開度がプリストローク制
御信号Saのデューティ比に応じて調節される。

アクセル信号Ａ及び速度信号Ｎは、また、目標値演算
部56に入力され、ここで内燃機関のその時の運転条件に
見合った燃料噴射量の目標値が計算され、この計算結果
得られた燃料噴射量を示す信号が、目標信号Ｔとして出
力され、アクセル信号A,速度信号Ｎ及び位置信号Ｐが別
途入力されている電磁弁制御ユニット60に入力されてい
る。

電磁弁制御ユニット60は、燃料噴射ポンプ２により噴
射される燃料の噴射時期及び噴射量を制御する目的で電
磁弁24の開閉制御を行なうためのものであり、各入力信
号に応答して電磁弁24の開閉制御のための駆動制御信号
Ｃを出力する。

次に第２図を参照して電磁弁制御ユニット60について
説明する。

有効噴射角計算部61は、目標信号Ｔ及び速度信号Ｎに
応答し、所定のマップデータに基づいて目標信号Ｔによ
り示される目標噴射量を得るために必要なカムの回転角
である有効噴射角EAの計算を行ない、その結果をカム角
度にて示した第１信号S1として出力する。第１信号S1に
よって示される有効噴射角の期間だけ電磁弁24が閉じら
れたとしても、機関速度及びプリストローク値により実
際に噴射される燃料の量が増減することに鑑み、電磁弁
制御ユニット60にはこの増減量を零にするための有効噴
射角の補正量を計算するための補正信号発生部62が設け
られている。補正信号発生部62は速度信号Ｎ及び位置信
号Ｐに応答し、これらの信号と上記燃料の増減量との間
の予め判っている関係を示すマップデータに基づいてマ
ップ計算が補正信号発生部62において実行される。そし
て、このマップ計算により得られた増減量に応じた有効
噴射角の補正のための角度値を示す補正信号Ｈが出力さ
れる。

補正部63は第１信号S1及び補正信号Ｈに応答し補正信
号発生部62において計算された増減量を実際に生じさせ
ることがないように第１信号S1の補正が補正信号Ｈに基
づいて行なわれ、第２信号S2が出力される。したがっ
て、第２信号S2により示される噴射角、すなわち電磁弁
24の閉弁期間は、その時の機関速度及びプリストローク
量において目標信号Ｔにより示される噴射量を実際に与
えることとなる電磁弁24の制御値である。

符号64で示されるのは、速度信号及びアクセル信号Ａ
により示される運転条件に見合った燃料噴射時期を計算
するための噴射時期計算部であり、ここで計算された燃
料噴射時期を示す目標噴射時期信号TIは、第２信号S2が
入力されているパルス発生回路65に入力されている。

パルス発生回路65には、また、内燃機関のクランク軸
（図示せず）が所定角度回転する毎に回転パルスP1が回
転パルス発生器66から入力されると共に、上記クランク
軸が所定回転位置に達したときに基準パルスP2が基準パ
ルス発生器67から入力される。この基準パルスP2は、例
えば内燃機関の所定の気筒のピストンがその圧縮上死点
に達したタイミングで出力されるように基準パルス発生
器67を構成するこができる。

パルス発生回路65は回転パルスP1及び基準パルスP2に
よって示されるタイミング情報に基づき、第２信号S2及
び目標噴射時期信号TIにより示される燃料の噴射量及び
噴射時期に関する目標情報に従って電磁弁24の開閉制御
のためのパルス信号である駆動制御信号Ｃを出力する構
成となっている。すなわち、目標噴射時期信号TIによっ
て示されるタイミングで電磁弁24を閉じて高圧室17を低
圧部から遮断して燃料の噴射を開始せしめ、第２信号S2
により示される噴射角に相応する間だけ電磁弁24の閉成
状態を保持するように電磁弁24の開閉制御を行なう駆動
制御信号Ｃが電磁弁制御ユニット60から出力され、これ
に従って電磁弁24が開閉制御される。

このような構成によると、燃料噴射ポンプ２において
プリストローク量の調節がプリストローク調節機構40に
より行なわれている場合において、その調節のために送
油率が変化しても、補正信号発生部62において出力され
る補正信号Ｈにより第１信号S1の補正が行なわれ、その
時のプリストローク量において目標信号Ｔにより示され
る目標噴射量が得られる噴射角を示す第２信号がパルス
発生回路65に入力される。その結果、プリストローク調
節量に関係なく、目標値演算部56において決定された目
標噴射量が得られるように電磁弁24の開閉制御が実行さ
れるので、極めて精度よく、燃料の噴射量を制御するこ
とができる。

なお、上記実施例において、第１図に示した速度セン
サ53は、第２図に示した回転パルス発生器66からの回転
パルスP1を利用して機関速度の検出を行なう構成とする
ことができるのは勿論である。

（考案の効果） 本考案によれば、上述の如く、燃料噴射率を調節する
ため調節部によって送油率を調節しても、燃料噴射量を
規定する電磁弁の閉弁期間がその時の送油率を考慮して
補正されるので、送油率が調節部によってどのように設
定されようとも、この設定状態によって燃料噴射量の制
御精度が低下するのを有効に防止することができ、燃料
噴射装置における燃料の噴射量の制御精度を格段に向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図に示す電磁弁制御ユニットの詳細ブロック図である。 １……燃料噴射装置、２……燃料噴射ポンプ、12……プ
ランジャ、17……高圧室、24……電磁弁、40……プリス
トローク調節機構、56……目標値演算部、60……電磁弁
制御ユニット、61……有効噴射角計算部、62……補正信
号発生部、63……補正部、65……パルス発生回路、Ｔ…
…目標信号、S1……第１信号、S2……第２信号、Ｃ……
駆動制御信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】カム部材のカムプロフィルに従って往復運
   動せしめられるプランジャと該プランジャの往復運動に
   従って燃料の加圧を行うための高圧室とを備えて成る燃
   料加圧圧送機構と、 該高圧室と燃料低圧部との間に配設された電磁弁と、 前記燃料加圧圧送機構の燃料の送油率を調節するための
   調節部と、 前記燃料加圧圧送機構で加圧された燃料の圧送開始タイ
   ミングと圧送期間とを調節するため前記電磁弁の開閉制
   御を行なう電磁弁制御ユニットとを備えて成る内燃機関
   用の電子制御燃料噴射装置において、 前記電磁弁制御ユニットが、 前記内燃機関用の機関速度を検出する速度センサと、 アクセル部材の操作量を検出するアクセルセンサと、 少なくとも前記速度センサとアクセルセンサとに応答し
   噴射すべき燃料の目標量を示す目標量信号を出力する目
   標量出力ユニットと、 前記目標量信号に応答し前記目標量に相応した前記電磁
   弁の閉弁期間を示す第１信号を出力する信号発生部と、 前記調節部による調節量を示す調節量信号を出力する出
   力手段と、 前記速度センサ及び該調節量信号に応答しその時のプリ
   ストローク値に応じた閉弁期間の補正量を示す補正信号
   を出力する補正信号発生部と、 前記第１信号と前記補正信号とに応答し前記補正量に基
   づいて前記第１信号を補正して成る第２信号を出力する
   補正部と、 少なくとも前記速度センサとアクセルセンサとに応答し
   噴射すべき燃料の噴射開始タイミングを示す目標タイミ
   ング信号を出力する手段と、 前記第２信号と前記目標タイミング信号とに応答し前記
   目標タイミング信号により示される噴射開始タイミング
   から前記第２信号によって示される閉弁期間だけ前記高
   圧室を前記燃料低圧部から遮断するように前記電磁弁の
   開閉制御を行なうための信号を出力する出力部と を備えて成ることを特徴とする電子制御燃料噴射装置。