JPS6128753A - 燃料噴射ポンプ - 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〕 本発明はエンジンに燃料を供給する燃料噴射装置に係わ
り、燃料噴射量および燃料噴射時期を電子制御するのに
好適な燃料噴射ポンプに関するものである。

〔従来技術〕

従来、燃料噴射ポンプとしては、例えば特開昭５’７−
５６６６０に示されるように、ポンプ回転に伴って圧縮
を受ける圧力室をフリーピストンによって２分割し、一
方の圧力室部分には噴射量に係る燃料を供給し、他方の
圧力室部分には噴射時期に係る燃料を供給する構成、す
なわち液体吸入用の第１開閉手段および加圧機構に連通
した第１加圧室と、液体吸入用の第２開閉手段および液
体吐出用の吐出通路に連通した第２加圧室と、前記第１
加圧室および前記第２加圧室の間に配置されこれら加圧
室相互間に液体伝達可能なフリーピストンとを備え、前
記加圧機構は、回転に応じて拘束的に加圧圧縮する圧縮
機関と、少なくとも一方の加圧室に燃料が供給されると
き非拘束的に燃料流入を許す吸入機関とを交互に発生さ
せるように構成され、前記第１加圧室および前記第２の
加圧室へ吸入される液体の量を制御することにより、液
体の吐出時期および吐出量を制御する燃料噴射ポンプの
構成が知られている。

しかしながら、この構成は、燃料の供給量を制御するの
に、第１開閉手段および第２開閉手段の２つの開閉手段
を必要とするため、構造が複雑になると共に高価になる
という欠点があった。

（発明の目的〕 本発明は従来知られた前記の燃料噴射ポンプの欠点をな
くして、構造が簡単で安価な電子制御が可能である燃料
噴射ポンプを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明はポンプ回転に伴って圧縮を受ける圧力室をタイ
ミングプランジャを設けて２分割し、一方の圧力室に噴
射量に係わる燃料を供給し、他方の圧力室に噴射時期に
係わる燃料を供給する点においては前記従来の燃料噴射
ポンプと同様であるが、それぞれの圧力室に供給される
燃料量を１個の電磁弁によって制御する噴射ポンプを提
供するものである。

更に説明するとタイミングプランジャ（９）により２分
割して形成した第１圧力室（’１０）および第２圧力室
（１１）を設け、第１圧力室（１０）に吸入通路（４５
，４６，２２）および吐出通路（１８，２４，２５）を
選択的に連通ずると共に、第１圧力室（１０）に連通ず
る制御通路（１３）を設け、第２圧力室（１１）に吸入
燃料通路（１７）を設けると共に低圧側との連通を許容
するチェック弁（４０）を設け、且つ第１圧力室（１０
）の制御通路（１３）と第２圧力室（１１）の吸入燃料
通路（１７）との各々に選択的に連通ずる燃料通路（１
４，１６）を設け、この燃料通路の途中に１個の開閉手
段（１５）を設ける。

〔作用〕　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（ポンプ吸入行程では、第１圧力室（１０）に
は吸入通路（４５，４６，２２）より燃料圧Ｐ２にて供
給され、第２圧力室（１１）には燃料通路（１Ｇ）より
電磁弁（１５）、吸入燃料通路（１７）を経て燃料圧Ｐ
Ｉにて供給される。ここでＰｌ〉Ｐ２の関係に設定され
ている。またポツプ圧送行程では燃料通路（１４，１６
）にある電磁弁（１５）は制御通路（１３）を介して第
１圧力室（１０）と連通し、また、ノズルへの吐出通路
（１８，２４，２５）も第１圧力室（１０）と連通する
。

プランジャ（５）の圧送が始まるとタイミングプランジ
ャ（９）は右方へ移動し、第２圧力室（１１）の燃料は
チェック弁（４０）を通って低圧側に流出する。タイミ
ングプランジャ（９）がチェック弁（４０）に当り移動
が止まると第１圧力室（１０）の燃料圧が上昇して吐出
通路（１８，２４，２５）を介してノズルからの噴射が
始まる。

従って噴射時期は圧送開始時のタイミングプランジャ（
９）の位置で制御され、その位置は燃料通路（１４）と
吸入燃料通路（１７）が連通してから電磁弁（１５）が
閉弁される時期で制御される。

噴射量は、噴射中の電磁弁（１５）の開弁時期で制御さ
れる。

このようにして１個の開閉手段である電磁弁（１５）を
開弁することにより燃料噴射量を制御し、その電磁弁（
１５）を閉弁することにより燃料噴射時期を制御する。

〔実施例〕

第１図乃至第４図は本発明の実施例に関するものであり
、第１図は実施例の燃料吸入行程における断面図、第２
ｒＩ！Ｊは実施例の燃料吐出行程における断面図、第３
図は第２図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第４図はカムアン
グルの変化に対する基準信号とカムリフトの変化、電磁
弁の開閉との対応関係を表す作動特性図を各々示す。

最初に構造について説明する。

第１図において、エンジンと同期して回に−する。

シャフト１の半径方向孔に嵌合する少なくとも一対の圧
送プランジャ５、および各プランジャの外側に収納され
たローラシュー３、およびローラ２が設けられ、シャフ
ト１と共に回転する。

ローラ２の外周には第３図に示すように内面にカム形状
を有するローラリング４がハウジング６に取付けられて
いる。シャフト１はハウジング６に嵌合された軸受３５
と、ハウジング７に取付けられたブツシュ８の内周とで
回転自在に支持されて回転運動を行う。

シャフト１の内部には、シャフト１の中心軸方向孔に摺
動自在に嵌合されたタイミングプランジャ９を有し、圧
送プランジャ５によって圧縮を受ける圧縮室１００と該
圧縮室１００に連通ずると共にタイミングプランジャ９
の端面に隣接して形成された第１圧力室１０、および前
記軸方向孔の右端に配置されたチェック弁４０とタイミ
ングプランジャ９との間に形成された第２圧力室１１が
設けられている。

チェック弁４０は第２圧力室１１と連通する通路４１、
該通路４１の開閉を行う弁４２、弁４２を付勢するスプ
リング４３、および低圧側に連通する通路４４から構成
され、低圧側への燃料の流出を許容する。ただし弁４２
はエンジンに取り付けられた図示しない噴射ノズルの開
弁圧より低い圧力にて開弁するようにセットされる。

第１圧力室１０はシャフトｌに設けられたエンジン気筒
数と同数の通路４５と連通しており、燃料吸入行程にて
、ブツシュ８に設けられた通路４６、−および！ｈウジ
ング７に設けられた通路２２．２３と選択的に連通して
吸入通路を形成する。

また第２図に示すように、第１圧力室１０は、シャフト
１に設けられたエンジン気筒数と同数の制御通路１３と
連通しており、燃料吐出行程にて、ブツシュ８に設けら
れた燃料通路１４およびハウジング７に設けられた燃料
通路１６と選択的に連通ずる。

また、第１圧力室１０は、シャフト１に設けられた１個
の通路１８と連通しており、燃料吐出行程にて、エンジ
ン気筒数と同数配置されたブツシュ８の通路２４、およ
びハウジング７の通路２５の１つと選択的に連通して吐
出通路を形成する。

ハウジング７には通路２５と連通し、図示しないデリバ
リパイプを取り付けるためのバルブホルダ２７が設置し
である。

第１図において、第２圧力室１１は、シャフト１に設け
られたエンジン気筒数と同数の吸入燃料通路１７と連通
しており、燃料吸入行程にて、ブツシュ８に設けられた
前記燃料通路１４と選択的に連通ずる。

ハウジング７には、電磁弁１５が配置されており、ブツ
シュ８に設けられた燃料通路１４、およびハウジング７
に設けられた燃料通路１６の連通、遮断を行う。

前記通路１６から供給される燃料圧力をＰ＋、前記通路
２３から供給される燃料圧をＰ２とするとＰＩ＞Ｐ２の
関係となるように図示しないプレッシャレギュレータが
配設されている。

また、燃料圧Ｐ１は、前記チェック弁４０の開閉弁より
は低い値に設定される。

シャフト１にはバルサ２０が固定され、その回転数を回
転数センサ２１で検出する。

バルサ２０が収納されている空間５ｏは、前記チェック
弁４０の通路４４と連通しており、またブツシュ８に設
けられた通路５１を介してハウジング７に設けられた前
記通路２２と連通ずる。

第３図において示すように、燃料噴射ポンプはシャフト
１の右回転によって燃料の吸入を行う吸入期間θ２と圧
縮吐出を行う吐出期間θ１とを有する。

なお、第３図は４気筒エンジン用燃料噴射ポンプを例に
とって示したため、ローシリング４の内周の４等分位置
に各気筒に対応する４個のカム形状を有する構造となっ
ている。

次に作動について説明する。

第１ＦｇＪにおいて、圧送プランジャ５の吸入行程では
、通路１４と通路１７、および通路４６と通路４５が連
通する。

燃料は図示せぬ燃料タンク、燃料フィルタ、セジメンク
を経て、一方は図示せぬ第１のプレッシャレギュレータ
を経て通路１６、電磁弁１５（開弁）、通路１４、およ
び通路１７を通って第２の圧力室１１に供給され、他方
は、図示せぬ第２のプレッシャレギュレータを経て通路
２３から通路２２、通路４６、および通路４５を経て第
１の圧力室１０に供給される。

通路１６より供給される燃料圧は通路２３より供給され
る燃料圧より高く設定されているので、第２圧力室１１
内の圧力は第１圧力室ｌｏ内の圧力よりも高くなり、タ
イミングプランジャ９は図中左方へ移動して第２圧力室
１１中に満たされる燃料が増加する。

一方、圧送プランジャ５の圧送行程においては、シャフ
ト１の回転により、通路１４と通路１７、および通路４
６と通路４５の連通は遮断されている。

また、第２図に示すように、通路１４と通路１３および
通路１８と通路２４が連通する。

そして、圧送プランジャ５の移動ストロークにより、第
１の圧力室１０内の圧力が上昇するので（電磁弁１５は
閉弁している）タイミングプランジャ９は図中右方へ移
動しそれに伴って第２の圧力室１１内の圧力も上昇する
。

第２の圧力室１１内圧力がチェック弁４０の開弁圧より
も上昇すると、弁４２が開弁し、第２の圧力室１１内燃
料がタイミングプランジャ９の移動と伴にチェック弁４
０の通路４１を通って空間５０に流出する。

なお、チェック弁４０の開弁圧はエンジンに配置された
図示しない噴射ノズルの開弁圧より低（設定されている
ので、タイミングプランジャ９の移動中は、第１の圧力
室１０内圧力は、噴射ノズルの開弁圧より低い状態で保
持されている。

タイミングプランジャ９がチェック弁４０に当接し移動
が終了すると、第１の圧力室１０内圧力が更に上昇を始
め、エンジンに配置された噴射ノズルの開弁圧より高く
なると第１の圧力室１０内燃料は通路工８、通路２４、
通路２５、バルブホルダ２７、図示せぬデリバリパイプ
を通って噴射ノズルから噴射される。

噴射途中において、電磁弁１５を開弁すると第１の圧力
室１０内高圧燃料は通路１３、通路１４、　　　　　　
（電磁弁１５を通って通路１６に逃げるので、第１の圧
力室１０内の圧力が低下し、噴射が終了する。

以上の作動説明から理解されるように、タイミングプラ
ンジャ９が圧送開始から、チェック弁４０に当接するま
で噴射ノズルからの燃料噴射が遅れるので、燃料噴射時
期制御は圧送開始時のタイミングプランジャ９の位置、
つまり、第２の圧力室１１内への燃料供給量を制御すれ
ば可能となる。

燃料噴射時期の制御方法について説明する。

第１図において示すように、圧送プランジャ５の吸入行
程においては、第２圧力室１１への燃料供給は、通路１
６、電磁弁１５、通路１４、通路１７を経て供給される
。

すなわち、電磁弁１５の開弁期間を制御することにより
第２圧力室１１への燃料供給量を制御できる。

第４図において、エンジンのピストンまたはカムの位置
、または噴射ポンプのカムの位置を検出する図示せぬ基
準位置センサの出力を基準信号として、この基準信号か
らの時間ｔ２を図示せぬコンピュータにより計算し、そ
の計算結果に基づいて電磁弁１５に閉弁信号を与えると
、シャフト１の回転により通路１４と通路１７が連通し
てから電磁弁１５が閉弁するまでの時間、第２圧力室１
１への燃料供給が行われる。

電磁弁１５の閉弁時期を早めてｔ２ａの時期で行えば、
第２圧力室１１への燃料供給期間が短くなり燃料供給量
が減少し、タイミングプランジャ９の移動ストロークが
短くなって燃料噴射時期は早まる。

逆に閉弁時期を遅らせてｔ２ｂの時期にて行えば、燃料
供給期間が長くなり燃料噴射時期は遅くなる。

以上の説明かられかるように、電磁弁１５の閉弁時期を
制御することにより、第２圧力室１１への燃料供給期間
を制御でき、燃料噴射時期を制御できる。

次に燃料噴射量の制御方法について説明する。

第２図に示されるように、圧送プランジャ５の圧送行程
において電磁弁１５が閉弁している場合には、タイミン
グプランジャ９による噴射時期制御が行われた後、第１
の圧力室１０内圧力の上昇により噴射ノズルからの燃料
噴射が開始される。

その後、第４図に示すように、圧送途中の１゜の時期で
電磁弁１５を開弁させると、第１の圧力室１０内高圧燃
料は通路１３、通路１４、電磁弁１５、通路１６を通っ
て逃げるので、第１の圧力室１０内圧力が低下し燃料噴
射が終了する。

電磁弁１５の開弁時期を早めてｔｅａの時期で開弁させ
ると、燃料噴射が早く終了し燃料噴射量は減少する。

逆に、電磁弁１５の開弁時期を遅らせると燃料噴射期間
が長くなり、燃料噴射量は増加する。

以上のように、圧送プランジャ５の圧送行程において、
電磁弁１５の開弁時期を制御することにより燃料噴射量
の制御ができる。

なお、電磁弁１５の開弁時期は第４図において示すよう
に基準信号からの時間１．を図示せぬコンピュータによ
り計算し、その計算結果に基づいて電磁弁１５に開弁信
号を与え、開弁さ廿ている。

以上述べた実施例では、開閉手段をシート弁型電磁弁で
構成したが、スプール弁型電磁弁を用いても何らさしつ
かえない。また、上述実施例は燃料圧縮機構をインナー
カム方式にて構成したが、他の圧縮方式、例えば、フェ
イスカム方式、あるいはアラクーカム方式でも構成可能
なことは、当業者において容易に理解できよう。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば１個の電磁
弁のみを用いることにより、その閉弁時期で燃料噴射時
期をその開弁時期で燃料噴射量を制御できるので、構造
簡単で安価な８燃料噴射ポンプが得られるという優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例に関するものであり
、第１図は実施例の燃料吸入行程における断面図、第２
図は実施例の燃料吐出行程における断面図、第３図は第
２図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第４図はカムアングルの
変化に対する基準信号とカムリフトの変化、電磁弁の開
閉との対応関係を表す作動特性図を各々示す。 ９・・・タイミングプランジャ、１０・・・第１の圧力
室２１１・・・第２の圧力室、１３・・・制御通路、１
４゜１６・・・燃料通路、１５・・・電磁弁、１７・・
・吸入燃料通路、１８，２４．２５・・・吐出通路、４
５．−４６゜２２・・・吸入通路、４０・・・チェック
弁、１００・・・圧縮室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポンプの回転に伴って圧縮を受ける圧縮室（１００）に
   連通した圧力室を該圧力室内に摺動自在に嵌合したタイ
   ミングプランジャ（９）によって２分割して前記圧縮室
   （１００）に連通する第１圧力室（１０）と、前記圧縮
   室（１００）に連通しない第２圧力室（１１）とを形成
   した燃料噴射ポンプにおいて、前記第１圧力室（１０）
   に連通する制御通路（１３）と、選択的に連通する吸入
   通路（４５、４６、２２）および吐出通路（１８、２４
   、２５）を設け、前記第２圧力室（１１）に吸入燃料通
   路（１７）を連通させると共に前記第２圧力室（１１）
   と低圧側との連通する通路に低圧側への流れのみを許容
   するチェック弁（４０）を設け、且つ前記制御通路（１
   ３）と前記吸入燃料通路（１７）との各々に選択的に連
   通する燃料通路（１４、１６）を設け、該燃料通路（１
   ４、１６）の途中に１個の開閉手段（１５）を設けたこ
   とを特徴とする燃料噴射ポンプ。