JPH0359263B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ポンプシリンダの中で摺動し、ポン
プ作業空間を制限するポンププランジヤを備えた
内燃機関のための燃料噴射ポンプであつて、前記
ポンププランジヤは、カムデイスクを有するカム
駆動装置によつて吸込行程と吐出行程とを交互に
行うように構成されており、 ポンププランジヤの吸込行程の場合には、 前記ポンプ作業空間は、燃料吸込チヤネルを介
し、燃料を供給するポンプ吸込室と、電磁弁の開
放期間に亘つて接続され、該燃料吸い込みチヤネ
ルは、電子制御装置から制御される電磁弁を備え
ており、ポンププランジヤの吐出行程の場合に
は、前記ポンプ作業空間は、吐出管路を介して燃
料噴射弁と接続される燃料噴射ポンプに関する。

背景技術 例えば自動車の内燃機関の燃料噴射装置での電
子燃料量調整には、調節素子と制御機構とから成
る調量装置と、制御信号を発生する装置として噴
射量検出装置とを設ける必要がある。この噴射さ
れた燃料の量に関する伝達信号は、この他電子噴
射時期調整にも必要である。

このために、調量された燃料の量を、噴射持続
時間や燃料噴射装置内に加わる圧力の持続時間、
または燃料調量用の電磁弁の持続時間から導出す
る方法が提案されている。しかしこれらの提案さ
れた燃料量信号発生方法は所定の動作条件下では
難点がある。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、上述のような従来技術の問題
点を解消し、簡素化され、改良された燃料噴射ポ
ンプを提供することである。

課題を解決するための手段 上記課題は本発明により、カムデイスクのカム
は、ポンププランジヤの吸込行程における調量過
程を線形特性経過するように制御する曲線部分を
有しており、当該燃料量を制御装置へ応答伝達の
ため調量開始信号が、制御装置と電気的に接続さ
れているポンププランジヤ位置センサ装置によつ
て形成され、上記の応答伝達される当該燃料量
は、ポンプ吸込行程で電磁弁の制御によりポンプ
作業空間に調量され、噴射弁に供給されるもので
あり、さらに調量終了信号が、電磁弁の閉鎖時点
を検出する制御装置の評価回路によつて、電磁弁
に印加される電圧から形成され、位置センサ装置
は、誘導形発信器であつて、燃料噴射ポンプのケ
ーシングの中に固定して配置された誘導コイルを
有する部分と、ポンププランジヤと共に動く可動
部分とを有していて、ポンププランジヤの運動方
向で磁束の跳躍的変化特性を有すように構成され
て解決される。

発明の効果 これに対して特許請求の範囲記載の本発明の特
徴とする構成を有する装置は、燃料量信号を僅か
なコストで発生する簡単且つ信頼性の高い装置が
得られ、しかも殊に、ポンププランジヤが軸線方
向に移動する際に生ずる摩耗を部分的に排除する
ことができ、ポンププランジヤの運動を信号発生
のために評価することができる。

実施態様項に記載の構成により本発明の有利な
実施例が実現される。

本発明の有利な実施例により、ポンププランジ
ヤの変位に対応する信号を、トロイダルコイルと
して構成された誘導形センサによつて簡単に得る
ことができる。他方簡単な電子回路により、電磁
弁に加わる電圧の非連続性から、調量の終了を表
す信号を取出すことができる。

更に本発明の装置を用いれば、調量開始と調量
終了とを示す信号から、これらの信号を簡単に選
出ないし変形することによつて、吐出開始ないし
吐出終了を示す信号を得ることができる。これに
より付加的なコストを僅かにかければ、吐出開始
を負荷に依存して調整できるようになる。

吐出終了信号または吐出開始信号は同時に電気
的噴射時期調整にも用いることができる。

実施例の説明 第１図の、本発明による装置を備えた燃料噴射
装置の実施例の回路略図では、噴射ポンプケーシ
ング１内に縦孔２が設けられており、この縦孔内
でポンププランジヤ３がポンプの作業空間４を閉
鎖している。ポンププランジヤ３は、カムローラ
ーリング６上で回転するカム５を介して、図示し
ていない装置によつて駆動される。その際ポンプ
プランジヤの回転運動時に、吸込み行程（調量）
行程と吐出し行程とを有するポンプ往復運動が行
なわれる。ポンプ作業空間への燃料供給は、ポン
プ吸込室９と通ずる燃料吸込チヤネル８を介して
行なわれる。この噴射ポンプ吸込室９には燃料供
給ポンプ１１を介して燃料タンク１２から燃料が
供給される。このときポンプ吸込室９内の圧力
は、燃料供給ポンプ１１に並列に接続された圧力
制御弁１４で調整される。

燃料吸込チヤンネル８には、導線１３を介して
制御装置１５により電気的に操作される弁１６
が、有利には電磁弁が、燃料調量装置として設け
られている。この弁１６の下流には更にポンプ作
業空間４へ燃料が注入される方向に開く逆止め弁
１７が設けられている。ポンプ作業空間４には、
ポンププランジヤ内に設けられた逃がしチヤネル
１８が連通しており、この逃がしチヤネルの端に
は半径方向孔１９が外方に導かれている。逃がし
チヤネル１８は更に別の半径方向孔２０を介して
分配みぞ２１と接続されており、この分配みぞに
よつて、ポンププランジヤ３の回転時、即ちプラ
ンジヤの吐出行程時に、吐出チヤネル２２が順次
ポンプ作業空間４と接続される。吐出チヤネル
は、所属の内燃機関の燃料を供給すべきシリンダ
の数に応じて、縦孔２の周囲に分布して設けられ
ており、各々１つのリリーフ弁２３を備えてお
り、各々１つの噴射弁２４に接続されている。縦
孔２の壁部には更に環状みぞ２６が設けられてお
り、少なくとも１つの孔２７を介してポンプ吸込
室９と接続されている。その際環状みぞ２６は、
ピストン３内の半径方向孔１９が最大吐出行程位
置に達してから連通するような位置に設けられて
いる。その結果この位置からプランジヤ２が更に
ストローク運動を行つて押出される燃料は、逃が
しチヤネル１８と半径方向孔１９と孔２７とを介
して吸込室９に排出させることができるので、吐
出チヤネル２２への加圧供給は遮断される。

第２Ａ図および第２Ｂ図には本発明の装置にお
いて用いられる位置センサの詳細を示すもので、
ポンププランジヤ３は更にセンサ装置２５と作用
結合されており、このセンサ装置がポンププラン
ジヤの相対的位置を検出する。

電磁弁１６は、既述のように制御装置１５によ
つて導線１３を介して電圧Ｕ（第１図では略示し
たが後に第３図ａにもとづき詳細に説明する）で
もつて制御される。このために制御装置１５は、
燃料噴射量の調量および時間的制御に関するパラ
メータに依存して動作する。その際制御装置１５
は例えば少なくとも１つの比較検出領域を備えて
おり、ここには噴射すべき燃料量の設定値が間接
または直接的な形で含まれている。パラメータと
しては公知の方法で、回転数や温度、空圧、負荷
などが考えられる。

実際に調量された燃料量をフイードバツクする
ために、本発明の装置が設けられる。この装置は
導線１３に加わつた電圧Ｕの経過と、センサ装置
２５の信号とから燃料量信号を形成する。

第２Ａ図および第２Ｂ図には誘導形発信器とし
て構成されたセンサ装置２５の実施例を示す。第
２Ａ図のセンサ装置はトロイダル形の誘導形発信
器の固定部分としての誘導コイル５０を備えてお
り、このコイルが、ポンプケーシング１の縦孔２
内で動くピストン３を取巻いている。その際コイ
ル５０は合成樹脂保持体５１内に設けられてお
り、この保持体はプランジヤ３とケーシング１と
導体５２とで取囲まれている。プランジヤ３は、
往復運動をする際にコイル５０のところを通過す
る誘導形発信器の可動部分としての部分に、制御
エツジ５５を備えている。第２Ａ図に示すプラン
ジヤ３の位置では、磁束はケーシング１内の導磁
部材５２とポンププランジヤ３との間で、制御エ
ツジ５５において突然狭くなる空隙（非連続的な
磁気特性発生部分）を介し、プランジヤ３とケー
シング１と導磁部材５２とを介して閉じている。
従つてプランジヤ３の位置に依存して、コイル５
０から信号が取出され、この信号は誘導形発信器
のコイル５０により、制御エツジ５５の通過に伴
い上昇、降下する波形を示す。その結果後続の閾
値段を介してプランジヤ３の所定の位置を検出す
ることができる。

第２Ａ図に示す装置の変形例を第２Ｂ図に示
す。この場合もコイル５０は、プランジヤを取巻
く合成樹脂保持体５１内に設けられている。第２
Ａ図の実施例と異なる点は、導磁体５３がＵ字形
に形成されており且つ導磁体５３自体が別の合成
樹脂保持体５４内に設けられていることである。
この保持体５４はポンプケーシング１に接合され
ている。この実施例では磁束は、コイル５０と導
磁体５３のところを通過するピストンの環状みぞ
５６に依存して変化する。これによりバイポーラ
信号が生じる。この信号の場合、回路技術上簡単
な方法で、プランジヤ３の所定の位置に対応する
零点通過を評価することができる。これにより電
圧値の上限ないし下限値の閾値超過を検出するよ
り簡単かつ正確に零通過を電子装置で検出できる
ので回路構成を簡単化できる。

次に第１図および第２Ａ図、第２Ｂ図に示す装
置の動作を、第３図ａ〜ｅにもとづいて説明す
る。

第３図ｂは、板カム５の回転角αとカムのカム
曲線の高さｈとの関係を示す。板カム５を適切な
形状にすることにより、ポンププランジヤ３の吐
出行程時の回転角α当りの行程変化を、プランジ
ヤ３の調量行程時の行程変化より著しく大きくす
ることができる。調量行程に相応する曲線の後半
部Ｂはプランジヤ３の反転切換点に当る限界領域
に至るまで直線的に経過している。第３図ｂの曲
線の吐出行程部Ａは３つの区間に分けられる。ピ
ストン３の吐出行程が始まる下死点UTから点
FB（実際に吐出が開始される点）までは、ポンプ
作業空間４内の燃料が、噴射弁２４を開く吐出圧
に達する迄圧縮される。曲線の第２区間は、点
FBと点FE（吐出が終了する点）との間に亘つて
いる。この区間に燃料が吐出チヤネル２２に供給
される。吐出圧によつて更に逆止め弁１７が閉じ
られる。逆止め弁は必要に応じてばねを取付け
て、そのばねで支持する。逆止め弁１７が閉じる
ので電気的に操作される弁１６（ここでは例えば
滑り弁として構成されている）が吐出圧は作用し
ない。

カム曲線の点FEに達すると、半径方向孔１９
が環状みぞ２６と連通するので圧縮室即ちポンプ
作業空間４が吸込室９へと接続され、圧力が逃が
される。したがつてプランジヤ３から押し出され
た余分な燃料が吸込室へ戻される。これは逃がし
チヤネル１８が開く期間に、つまりポート開き時
期の開始点FEから上死点OTまでの間に行なわれ
る。遅くとも上死点OTに達したときに電磁弁１
６が開く。電磁弁は上死点OTより早く開いても
よい、というのは吐出行程の間燃料吸込チヤネル
８は逆止め弁１７で閉じられているからである。
上死点OTと、逃がしチヤネルの閉じる時点、即
ち調量開始点ZBとの間では電磁弁１６が大きく
開き、そこを介して燃料が吸込まれる。あるいは
ポンプ作業空間４の圧力調整を逃がしチヤネル１
８と半径方向孔１９と孔２７とを介して行なうこ
ともできる。点FEからZBまでの区間では、ポン
プ作業空間内の圧力が確実に調整され、またポン
プ作業空間は絶えず燃料を注入され且つ排出され
る。点ZBからプランジヤ３の有効吸込み行程が
始まる。即ち、電磁弁が閉じる位置ZE（調量終了
点）まで燃料が吸込まれる。従つて有効な吸込行
程長α₂は、一方では燃料噴射ポンプの幾何学上の
構造（板カム５のカム曲線の高さの吸込行程h_N）
ないしは環状みぞ２６を限定する制御エツジの位
置によつて決められ、他方では電磁弁１６の投入
接続時間によつて決められる。第３図ａにこの電
磁弁１６の投入接続時間を示した。その際α₁は電
磁弁１６の全開放時間を示し、α₂は調量に有効な
時間を示す。

また第３図ａには、４０で電磁弁１６に加わる
電圧の経過を示した。電圧経過の立下り縁には行
き過ぎ量４１が生じており、行き過ぎ量の波形の
途中に非連続部４２がある。この非連続部４２の
原因は、電磁弁１６の弁針が電磁弁の弁座に突き
当る結果、ここでの弁針の経路の非連続性が電圧
の非連続性として現われることにある。この非連
続部４２は導線１３に加わる電圧から公知の方法
で検出できる。例えば電圧波形４０を何回も微分
することによつて検出できる。もちろん別の公知
の方法を特性曲線中の非連続部の検出に用いるこ
ともできる。

屈曲点４２を評価する際、調量の終了を示す調
量終了信号６１が、第３図ｅに示すように屈曲点
４２と同じ角度位置に発生する。調量の開始を表
す信号を第３図ｄに６０で示す。この信号６０は
本発明によれば第１図および第２Ａ図、第２Ｂ図
に示すセンサ装置２５を介して検出する。このた
めにポンププランジヤ３の制御エツジ５５ないし
環状みぞ５６を、半径孔１９が再び閉じられ、燃
料吸込チヤネル８の逆止め弁１７が開らかれたと
きに調量開始信号６０が発生するような位置に設
ける。

従つて調量開始点ZBに対する信号６０と、調
量終了点ZEに対する信号６１とが生じ、これら
の両信号の間隔が実際の燃料量を直接的に表わ
す。

センサ装置２５はポンププランジヤ３の１サイ
クル毎に２つの信号を発生し、このうちの１つの
信号が上述のように調量開始点ZBを示し、他方
の１つが吐出終了点FEを示す。他方、点ZBおよ
びZEに対応する信号６０，６１を介して調量行
程h_Nを検出することができるので、吐出終了点
FEの信号６０′と調量行程h_Nとを介して吐出開始
点FBも決めることができる。これは第３図ｂか
ら簡単に判かる。こうして生じた吐出開始信号６
１′は公知のように、吐出開始を負荷に依存して
制御するのに用いることができる。その場合、こ
の信号は、内燃機関の上死点OTに関連して、噴
射時期調整位置α₄ないし吐出終了角度α₃を導出す
るのに用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を備えた燃料噴射装置の
回路略図、第２Ａ図および第２Ｂ図は本発明の装
置に使用可能な位置センサの断面を詳細に示す
図、第３図ａ〜ｅは本発明の装置の動作を示す波
形図である。 ３…ポンププランジヤ、５…カム、８…燃料吸
込チヤネル、１６…電磁弁、２２…吐出しチヤネ
ル、２５…位置センサ装置、４０…電磁弁に加わ
る電圧波形、４２…電圧屈曲点、５０…環状コイ
ル、６０…調量開始信号、６１…調量終了信号、
６０′…吐出し終了信号、６１′…吐出し開始信
号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポンプシリンダ２の中で摺動し、ポンプ作業
   空間４を制限するポンププランジヤ３を備えた内
   燃機関のための燃料噴射ポンプであつて、 前記ポンププランジヤ３は、カムデイスク５を
   有するカム駆動装置５，６によつて吸込行程と吐
   出行程とを交互に行うように構成されており、 ポンププランジヤ３の吸込行程の場合には、 前記ポンプ作業空間４は、 燃料吸込チヤネル８を介し、燃料を供給するポ
   ンプ吸込室９と、電磁弁１６の開放期間に亘つて
   接続され、該燃料吸い込みチヤネル８は、電子制
   御装置１５から制御される電磁弁１６を備えてお
   り、 ポンププランジヤ３の吐出行程の場合には、 前記ポンプ作業空間４は、 吐出管路（逃がしチヤネル１８、半径方向穴２
   ０、吐出チヤネル２２）を介して燃料噴射弁２４
   と接続される燃料噴射ポンプにおいて、 カムデイスク５のカムは、ポンププランジヤ３
   の吸込行程における調量過程を線形特性経過する
   ように制御する曲線部分を有しており、 当該燃料量を制御装置１５へ応答伝達のため調
   量開始信号が、制御装置１５と電気的に接続され
   ているポンププランジヤ位置センサ装置２５によ
   つて形成され、 上記の応答伝達される当該燃料量は、ポンプ吸
   込行程で電磁弁の制御によりポンプ作業空間に調
   量され、噴射弁に供給されるものであり、 さらに調量終了信号が、電磁弁１６の閉鎖時点
   を検出する制御装置１５の評価回路によつて、電
   磁弁１６に印加される電圧から形成され、 位置センサ装置２５は、誘導形発信器２５であ
   つて、燃料噴射ポンプのケーシングの中に固定し
   て配置された誘導コイル５０を有する部分と、ポ
   ンププランジヤ３と共に動く可動部分とを有して
   いて、ポンププランジヤ３の運動方向で磁束の跳
   躍的変化特性を有していることを特徴とする燃料
   噴射ポンプ。 ２ 誘導形発信器のポンププランジヤ３と共に連
   動する部分は、制御エツジ５５として、ポンププ
   ランジヤ３に構成され、該ポンププランジヤ３は
   導磁性材料からなり、さらに誘導コイル５０は、
   ケーシングの中でポンププランジヤ３を取り囲む
   ように配置されているリングコイルを有している
   特許請求の範囲第１項記載の燃料噴射ポンプ。 ３ 電磁弁１６の弁ニードルが弁座に衝突する時
   に生じる、電磁弁１６に印加される電圧の経過４
   ０中の屈曲点４２が、評価回路によつて検出さ
   れ、さらに上記調量終了信号６１は、この検出し
   た電圧の経過４０を複数回微分することによつて
   得られる特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の燃料噴射ポンプ。 ４ 所定のポンププランジヤ行程位置において調
   量開始信号の送出の時点が、 ポンプ作業空間４からポンププランジヤ３を介
   してポンプ吸込室９へ通じる逃がしチヤネル１
   ８，２７の接続を中断する時点と一致しており、 さらに位置センサ装置２５により、ポンププラ
   ンジヤ３の吐出行程時に、所定のポンププランジ
   ヤ行程位置において送出される信号が、吐出終了
   信号６０′として制御装置１５に供給される特許
   請求の範囲第１項から３項いずれか１項記載の燃
   料噴射ポンプ。 ５ 制御装置１５は、調量開始信号と調量終了信
   号からポンププランジヤ３の調量行程を検出する
   装置と、吐出終了信号６０′とカムデイスク５の
   調量行程hnを介して吐出開始信号６１′を導出す
   る装置を有している特許請求の範囲第４項記載の
   燃料噴射ポンプ。 ６ 吐出終了信号６０′が、内燃機関の上死点セ
   ンサからの信号と共に、同時に上死点前の吐出終
   了α３ないし噴射時期調整位置α４を導出するた
   めに用いられる特許請求の範囲第４項または５項
   記載の燃料噴射ポンプ。