JPS59128971A

JPS59128971A - 内燃機関の燃焼用開閉弁の制御装置

Info

Publication number: JPS59128971A
Application number: JP58002610A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Saito; 篤斎藤
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1983-01-10
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1984-07-25
Also published as: JPH039308B2

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】本発明は、内燃機関における燃料噴射時期検知装置また
は吸・排気弁開閉時期検知装置などの電子油圧による燃
焼制御システムに関する。

周知のように、内燃機関、殊にディーゼル機関の燃料噴
射装置の機能は、燃焼室内の高圧、高温になった空気内
に燃料を高圧、噴霧状態で噴射することであり、一方、
機関の発生するトルクは、燃焼する燃料量によって決ま
るので、その燃位室内に噴射する燃料量を、正確に制御
する機能が必要である。さらに噴射の時間的条件として
噴射時期、噴射期間、噴射率および噴霧の状態などは、
燃焼室形状と結合し、混合気の形成、燃焼パターンを決
定するため、機関性能、排気状態、排気煙濃度に大きく
影響する。そのため、各種の外部条件に適合した細かい
噴射量制御を行うため、電子技術を利用した燃料システ
ムが開発されている。

例えは、燃料噴射時期検知装置でいえば、ノズルバルブ
の揚程長さに応じて変化する磁界の強さをリフト検知に
使用したもの（特開昭５７−５２６７２号公報、特開昭
５７−９３６７９号公報、実開昭５６−１０９６６０号
公報、実公昭５６−１２７３６２号及び実公昭５７−１
３２０６８　号公報〕、ノズルバルブの揚程長さによっ
て、機械的に接触する接点を設けてリフト検知に使用し
たもの（実開昭５６−１０９６５７号公報、実開昭５７
−７６２８３号公報）、ノズルバルブの揚程長さに応じ
て変化する遮光量をリフト検知に使用したもの（実開昭
５６−１０９６６１号公報）、ノズルバルブと連動する
摺動ブラシによりノズル揚程長さに応じて変化する抵抗
値をリフト検知に使用したもの（実開昭５６−１．０９
６５８号公報）、ノズルバルブの揚程長さに応じた静電
容量変化をリフト検知に使用したもの（実開昭５６・−
１０９６６２号公報）、ノズルバルブの揚程長さに応じ
て変化する中衛を歪ゲージで検知したもの（特開昭５６
−１１８５５３号公報、実開昭５６−１．０９６５９号
公報）及びノズルバルブの揚程長さに応じて変化する荷
重を圧電素子で検知したもの（特開昭５６−１１３０４
４号公報〕などが提案されている。

しかしながら、これらの燃料噴射時期検知装置は、いず
れも増圧器ならびにソレノイドバルブなどがノズルスプ
リング室に近接して設けられており、そのため、■ノズ
ルスプリング室部の構造か複雑となり、小形化ならびに
コンパクト化が困難でコスト高となる、■配線が複雑で
分解、仕組が繁雑となって、保守のサービス性が不良と
なり、■油密保持に難点、■燃焼室に近接し、温度変化
ならびに温度」；昇天となり、検知装置の温度変化によ
る性能変化が大となる、史には、受光素子を使用したも
のでは、汚染による受光素子の感度変化とサービス性が
不良となる、といった問題点を包含している。殊に、ソ
レノイドバルブの揚程を検知して燃料噴射時期検知装置
とする場合、ソレノイドコイル部の温度によりコイル抵
抗が変化し、検知性能が変化する。すなわち、温度が大
となれば、検知が遅れるという致命的な欠点を有してい
る。

そこで本発明は、これら従来の問題点に鑑みて創作され
たもので、殊に、燃料噴射時期検知装置または吸・排気
弁開閉時期検知装置における制御を電子技術と油圧制御
技術の組合せによって、これらの問題点を解消しようと
するものである。

本発明の構成を添付図面に示す実施例により詳細に説明
する。

第１図は第１の実施例の燃焼制御システムの系統図で、
１は燃料タンク、２は燃料フィルタ、３は燃料油用供給
ポンプ、４は燃料曲用圧力調整弁、５は燃料噴射弁Ａに
おける時期センサ、６は同Ａのサーボピストン、７は同
Ａのプランジャ、８はノズル、８はノズルスプリング、
９はフライホイル、１０は回転位相角センサ、１１は燃
料噴射弁Ａのソレノイドコイル、１２は同人の油圧弁す
なわちスプール弁、１３は該スプール弁１２の流入口、
１４は同流出口、１６はサーボピストン室、１７は流出
入１コ、１８はプランジャ室、１９はノズル油溜室、２
０はアクチブコア、２１はサプライバルブ、２２は燃料
噴射弁Ａの上部に設けた前記時期センサ５におけるソレ
ノイドスプリング、２３は同Ａの下部に設けたソレノイ
ドスプリング、２４はアジャストボルトを示し、また、
吸・排気弁１３において、３６はピストン、３７は同Ｉ
ｓにおける時期センサ、３８はソレノイドコイル、３９
は油圧弁すなわちスプール弁、４０はスプール弁３９の
流入口、４１はスプール弁３９の流出口、４２はピスト
ン室、４３はピストン室４２の流出入口、４４はプラン
ジャ室、４５はアクティブコア、４６は前記時期センサ
３７におけるソレノイドスプリング、４７は吸・排気弁
Ｂの下部に設けたソレノイドスプリング、４８はアジャ
ストボルト、４９は吸・排気弁、５０は吸・排気弁スプ
リング、５１は吸・排気ボート、５２はバルブシート、
５３はシリンダヘッドを示す。

Ｃは、電子制御システムであって、５４はマイクロコン
ピュータを示し、図示のものは４サイクル６気筒用デイ
一ゼル機関のものを示し、５５は吸気弁への信号線のグ
ループ、５６は排気弁への信号線のグループ、５７は燃
料噴射弁Ａへの信号線のグループ、５８は排気弁時期セ
ンサ３７１への信号線のグループ、５９は吸気弁時期セ
ンサ３７２への信号線のグループ、６０は燃料噴射弁Ａ
における時期センサ５への信号線のグループを示す。

Ｆは、前記従来技術でも示されているように普通に知ら
れている圧電磁器（または歪ゲートを用いてもよい）で
特に図示していないが、周知のように、力を加えると電
圧が、逆に電圧を加えると力が発生する性質を利用した
もので、ＡＢＯ３ペロブスカイト型構造から成る微結晶
の集合体で、本実施例の場合、この圧電素子の所にアク
テブコア２０または４５の揚程制限部６３として衝撃力
を加えて圧縮した場合、正の電圧が発生する。この検知
信号により燃料噴射弁Ａまたは吸・排気弁Ｂの開弁また
は閉かの時期検知に代用する。

ずなわぢ、燃料噴射弁Ａのソレノイドコイル１１を長時
間作動させると、ソレノイドコイル１１の温度か上り、
コイルの抵抗値が増し、ソレノイドの作用力が弱まり、
通電から揚程制限部６３に衝突するまでの時間は長くな
る（すなわち開弁時期が遅くなる）が、ソレノイドのア
クチブコア２０（すなわちスプール弁１２）が動き始め
て揚程制限部６３に衝突する迄の時間は殆んど変化しな
いことを本発明者は発見し、しかもスプール弁２０から
ノズル８迄のｎｌ＋圧伝播時間の変化も小さくて無風で
きることから（この点も本発明者らが解明している。機
械学会論文昭和４６年８月）、つまり、回転位相角セン
サ１０とアクティブコア２０の衝突時期とによりソレノ
イドコイル１．１の通電時期を制御し、燃料噴射時期を
制御することができる。

なお、■）は燃料油供給システム、Ｅは機関本体、６１
はアキュームレータ、６２は油管を示す。

第１図の図示は、機関の圧縮・膨張行程を示すが、第２
図の図示は、同図の機関の吸・排気行程を示し、（イ）
は燃料噴射弁Ａにおけるソレノイド１１への電流遮断時
、すなわち、燃料充填行程を示し、（ロ）は吸・排気弁
Ｂにおけるソレノイド３８への通電時、すなわち、吸・
排気行程を示している。

さて、以上のような構成になった第１の実施例では、次
のような作動を行う。

■　マイクロコンピュータ５４は機関本体Ｅのフライホ
イル９に近接設置した回転位相角センサ１０からの信号
を演算し、燃料噴射時期におけるソレノイ背占及び吸・
排気弁Ｂにおけるソレノイ２３８の通電時期とその電流
遮断時期とを制御する。

■　機関の圧縮・膨張行程については、第１図に示すよ
うに、燃料噴射弁Ａでは、機関本体Ｅのピストンが上死
点近傍でソレノイドコイル１工に通電するので、アクテ
ィブコア２０が図の−１一方に吸引され、スプール弁１
２がソレノイドスプリング２３の作用で押上げられ、燃
料油が流入口１３を経由してサーボピストン室１６内に
流入し、プランジャ室１８内の燃料油はサーボピストン
６とプランジャ７の横断面積比に増圧されて、ノズル油
／！／１室１９に送られ、ノズル８から噴射される。な
お、アジャストボルト２４によりアクティブコア２０と
スプール弁１２の作動行程を予め調節しておく。

■　また、同行程で、吸・排気弁Ｂでは、圧縮行程の始
めで、吸気弁のソレノイドコイル３８１への電流が遮断
される。この時点では、排気弁のソレノイドコイル３８
２への電流も遮断されている。したがって、ソレノイド
コイル３８への通電が麻断されると、アクティブコア４
５はソレノイドスプリング４６の作用により押下けられ
、燃料油の流入口４０とピストン室４２との油路が閉さ
され、ピストン室４２の燃料油は流出口４１から燃料油
タンクｌへ流出する。ピストン室４２の圧力がＦす、吸
・排気弁４９はスプリング５０により押」−けられシリ
ンダヘッド５３のバルブシート５２を閉じる。

■　次に、機関の吸・排気行程については、第２図に示
すように、燃焼噴射弁Ａでは、ソレノイドコイル１１へ
の通電が遮断すると、アクチブコア２０とスプール弁１
２とは、ソレノイドスプリング２２の押Ｆ力がソレノイ
ドスプリング２３の押上刃より大きいので、下方に押上
げられる。そのためサーボピストン室１６は燃料油の流
入１−］　１３との油路が閉ざされ、燃料タンク１に通
じる流出口１４への油路が開き、サーボピストン室１６
ならびに連動しているプランジャ室１８の圧力がドがる
。そこで、燃料噴射弁Ａに供給された燃料油はサプライ
バルブ２１を下方に押し開きプランジャ室１８に流入す
る。

なお、プランジャ室１８の燃料充填計はソレノイドコイ
ル１１の通電遮断時間の長さにより決まる。

■　また、同行程で、吸・排気弁Ｂでは、膨張行程の終
り近くで排気弁のソレノイドコイル３８２へ通電し、排
気行程め終り近くで、吸気弁ソレノイトコイル３８１へ
通電すると、アクティブコア４５Ｉが上方に吸引され、
スプール弁３９がソレノイドスプリング４７より」三方
に押上げられ、燃料油が流入口４０、該出１コ４３を経
由してピストン室４２に流入し、スプリング５０の荷重
に打勝って吸・排気弁４１を押下げバルブシート５２を
開く。

■　ここで、噴射府と回転速度との制御方法について述
べれば、噴射府変更は燃料噴射弁Ａのソレノイドコイル
１１の通電遮断時間の長さを変えて行い、それにより、
プランジャ７の充填行程長さが変化する。また、回転速
度は、燃料噴射弁へのソレノイドコイル１１への通電サ
イクルの時間間隔（または遮断サイクルの時間間隔）を
変更することにより行う。すなわち、時間間隔が小の局
舎、回転速度は上昇する。

■　燃料噴射時期制御は、ピストンの位置を示す回転位
相角センサ１０を基準にして、基準シリンダー例えば図
中パ１または基準シリンダー惠１を含む複数シリンダー
の燃料噴射弁Ａの噴射時期センサ５の信号と、ソレノイ
ド温度などとの信号とをマイクロコンピュータ５４に入
力し、ソレノイドコイル１１への通電時期を制御するこ
とにより行う。

次に、第３図に示すものは、本発明の第２の実施例で、
第１の実施例と同一部分は同一符号で示しその説明を省
略するが、第１の実施例では燃料油供給システムＤの中
に作動油供給システムを混在させていた。しかしながら
、第２の実施例では、同システムＦを分離している。す
なわち、第３図中２７は作動油タンク、２８は作動油フ
ィルタ、２９は供給ポンプ、３０は圧力調整弁で、機関
本体Ｅからの伝動装置６４によって、燃料曲用の供給ポ
ンプ３とともに、作動油相の供給ポンプ２９を駆動する
。

更に、第４図に示すものは、本発明の第３の実施例で、
第２の実施例に更に燃料油制御システムＩ］を附加した
ものである。すなわち、燃料油制御システムｉ−１のソ
レノイドコイル３１に通電すると、ソレノイドバルブ３
４はソレノイドスプリング３２に抗して上方に吸引され
、燃料油制御システム［Ｉから供給される燃料油は流入
［１３３、流出口３５を経由して燃料噴射弁Ａのサプラ
イバルブ２１を下方に押し開きプランジャ室１８に流入
するようにしている。したがって、プランジャ室１８の
燃料充填計は、燃料制御システムｔｉの通電時間により
決まる。

以上要するに本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに装
着され油圧とスプリングによって開閉する開閉弁におい
て、該油圧の供給を制御する油圧弁を設け、該油圧弁と
ソレノイド内に装着されたアクティブコアとを連結し、
これら油圧弁またはアクティブコアの揚程制限部で衝突
する際の衝撃力を検知することによる内燃機関の燃焼用
開閉弁の制御装置であるから次の諸効果を奏する。

■　従来技術の問題点を解消することができる。

■　ソレノイドによって作動させるアクティブコアの衝
突する際の衝撃力が大きいので、その検知が容易に得ら
れ、制御が確実となる。

■　検知能力が犬、すなわち、感度が犬であるため検知
装置は小形、コンパクトにすることができ、シリンダヘ
ッド・の狭隘な場所にソレノイドなどを容易に組込むこ
とができる。

■　アクティブコアなどの衝突時期で開閉弁の開弁時期
が代用することができるので、燃焼室の熱伝達が回避で
き、熱による誤作動が生じない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１の実施
例の燃焼制御システムの系統図で、第２図は第１図の吸
・排気行程における燃料噴射弁と吸・排気弁の断面図（
イ）（ロ）、第３図は第２の実施例の系統図、第４図は
第３の実施例を示す。８・・・ノズル、８′・・・ノズルスプリング、１１．
３８・・・ソレノイドコイル、２０．４５・・・アクテ
ィブコア、４９・・・吸・排気弁、５０・・・スプリン
グ、５３・・・シリンダヘッド、６３・・・揚程制限部
。代理人　弁理士　　岡　部　吉　彦

Claims

【特許請求の範囲】

内燃機関のシリンダヘッドに装着され、油圧とスプリン
グによって開閉する開閉弁において、該油圧の供給を制
御する油圧弁を設け、該油圧弁とソレノイド内に装着さ
れたアクティブコアとを連結し、これら油圧弁またはア
クティブコアの揚程制限部で衝突する際の衝撃力を検知
することにより開閉弁を制御する内燃機関の燃焼用開閉
弁の制御装置。