JPH0468462B2 - - Google Patents
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- JPH0468462B2 JPH0468462B2 JP60117675A JP11767585A JPH0468462B2 JP H0468462 B2 JPH0468462 B2 JP H0468462B2 JP 60117675 A JP60117675 A JP 60117675A JP 11767585 A JP11767585 A JP 11767585A JP H0468462 B2 JPH0468462 B2 JP H0468462B2
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は燃料噴射ポンプの燃料制御装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fuel control device for a fuel injection pump.
デイーゼル機関の燃料噴射ポンプの燃料制御
は、燃料をスピルすることで燃料噴射を終了させ
ることによるものと、吸入行程中に必要量の燃料
を吸入してその全量を噴射させることによるもの
とがあり、本発明は後者のタイプの改良である。
このような燃料制御装置は例えば特開昭58−
38367号公報に開示されている。
There are two types of fuel control for diesel engine fuel injection pumps: one is to end fuel injection by spilling fuel, and the other is to suck in the required amount of fuel during the intake stroke and inject the entire amount. , the present invention is an improvement of the latter type.
Such a fuel control device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 1986-
It is disclosed in Publication No. 38367.
上記公報に記載された発明は、燃料噴射ポンプ
のシリンダに2つのポンプ室を形成するととも
に、それぞれのポンプへの吸入量をそれぞれに電
磁弁によつて制御することによつて噴射量と噴射
時期とを決定するようにしたものである。そのよ
うな燃料噴射ポンプを使用しているので組付けが
複雑になり、且つ今日使用可能な電磁弁では応答
性に限界があるという問題点がある。現在、燃費
やエミツシヨン、騒音等の低減のためにさらに緻
密な燃料噴射制御が求められているが、電磁弁を
使用した装置ではそのような要求に答えられなく
なつてきている。
The invention described in the above publication forms two pump chambers in the cylinder of a fuel injection pump, and controls the amount of suction into each pump using a solenoid valve, thereby improving the injection amount and timing. It is designed to determine the following. The use of such a fuel injection pump requires complicated assembly, and there are problems in that the solenoid valves available today have limited responsiveness. Currently, more precise fuel injection control is required to reduce fuel consumption, emissions, noise, etc., but devices using electromagnetic valves are no longer able to meet such demands.
電歪素子を使用すれば優れた応答性を得ること
ができるが、その作動変位量が小さいので関連部
品の精密な仕上げと組付けにおける正確な位置決
めとが要求され、単に電歪素子を使用するという
ことのみで燃料噴射を緻密に制御することはでき
ない。本発明は電歪素子を使用して精密な制御を
行うことのできる燃料制御装置を提供することを
目的とするものである。 Excellent response can be obtained by using an electrostrictive element, but since the amount of operating displacement is small, precise finishing of related parts and accurate positioning during assembly are required, so simply using an electrostrictive element is not possible. Therefore, it is not possible to precisely control fuel injection. An object of the present invention is to provide a fuel control device that can perform precise control using an electrostrictive element.
本発明によれば、シリンダ内に挿入されたプラ
ンジヤによつて形成されるポンプ室を有する燃料
噴射ポンプの燃料吸入通路の途中に設けられる燃
料制御装置であつて、シリンダと前記燃料吸入通
路の一部をなす燃料通路とが形成されたハウジン
グと、前記シリンダ内に挿入され且つ印加電圧に
応じて伸縮する電歪素子と、前記シリンダ内に挿
入され且つ前記電歪素子の伸縮に応じて往復動す
るピストンと、前記燃料通路を遮断可能な弁体
と、該弁体と前記ピストンとの間に形成される圧
力室とを具備し、前記電歪素子の縮退が前記ピス
トンを介して前記圧力室の圧力を減小させて前記
弁体をして前記燃料通路を開放せしめ且つ前記電
歪素子の伸長が前記圧力室の圧力を上昇させて前
記弁体をして前記燃料通路を遮断せしめ、弁体の
これらの開放と遮断との間に燃料を吸入し、該吸
入された燃料を前記燃料噴射ポンプから噴射させ
るようにした燃料制御装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a fuel control device provided in the middle of a fuel suction passage of a fuel injection pump having a pump chamber formed by a plunger inserted into a cylinder, the fuel control device being provided in the middle of a fuel suction passage of a fuel injection pump, which a housing having a fuel passage formed therein; an electrostrictive element inserted into the cylinder and expanding and contracting according to applied voltage; and an electrostrictive element inserted into the cylinder and reciprocating according to the expansion and contraction of the electrostrictive element. the piston, a valve body capable of blocking the fuel passage, and a pressure chamber formed between the valve body and the piston; The pressure in the pressure chamber is decreased to cause the valve body to open the fuel passage, and the expansion of the electrostrictive element increases the pressure in the pressure chamber to cause the valve body to close the fuel passage. There is provided a fuel control device which sucks fuel between these opening and closing of the body and injects the sucked fuel from the fuel injection pump.
第1図は本発明による分配型燃料噴射ポンプ1
0と、このポンプ10に組込まれた燃料制御装置
としての燃料調量装置12とを示している。第2
図はこの燃料調量装置の拡大図である。
FIG. 1 shows a distribution type fuel injection pump 1 according to the present invention.
0 and a fuel metering device 12 as a fuel control device incorporated in this pump 10. Second
The figure is an enlarged view of this fuel metering device.
第1図において、分配型燃料噴射ポンプ10は
ポンプ本体14を有し、ポンプ本体14内にはシ
リンダ14と燃料貯留室18とが形成される。燃
料貯留室18には燃料タンク20からフイードポ
ンプ22によつて常に燃料が供給され、その圧力
がプレツシヤレギユレーテイングバルブ24によ
つてほぼ一定に維持される。シリンダ16内には
プランジヤ26が摺動可能に挿入され、その先端
側にポンプ室28が形成される。ポンプ室28は
燃料吸入通路30a,30bによつて燃料貯留室
18に連通する。プランジヤ28の先端からその
中心を通つて分配ポート32が形成され、分配ポ
ート32はプランジヤの中間部の位置で半径方向
に開口する。この半径方向の開口部に対応して、
シリンダ16には気筒数と同数の分配通路34が
形成され、分配通路34はデリバリバルブ36を
介して燃料噴射ノズル38に連通される。従つ
て、プランジヤ26が第1図で左方に動くときに
ポンプ室28に燃料が吸入され、右方に動くとき
にポンプ室28の燃料を加圧して燃料噴射ノズル
38に圧送する。 In FIG. 1, a distribution type fuel injection pump 10 has a pump body 14, in which a cylinder 14 and a fuel storage chamber 18 are formed. Fuel is constantly supplied to the fuel storage chamber 18 from a fuel tank 20 by a feed pump 22, and its pressure is maintained approximately constant by a pressure regulating valve 24. A plunger 26 is slidably inserted into the cylinder 16, and a pump chamber 28 is formed at its distal end. The pump chamber 28 communicates with the fuel storage chamber 18 through fuel intake passages 30a and 30b. A distribution port 32 is formed from the tip of plunger 28 through its center, and opens radially at a midpoint location of the plunger. Corresponding to this radial opening,
The same number of distribution passages 34 as the number of cylinders are formed in the cylinder 16 , and the distribution passages 34 communicate with a fuel injection nozzle 38 via a delivery valve 36 . Therefore, when the plunger 26 moves to the left in FIG. 1, fuel is sucked into the pump chamber 28, and when it moves to the right, the fuel in the pump chamber 28 is pressurized and fed to the fuel injection nozzle 38.
プランジヤ26は従来の分配型燃料噴射ポンプ
と同様に機関に同期して回転する駆動軸40に公
知の継手を介して連結され、駆動軸40から回転
を伝達されるが軸線方向には駆動軸40とは自由
に動き得るようになつている。さらにプランジヤ
26にはフエースカム42が取付けられており、
フエースカム42はスプリング44に付勢されて
ローラ46に係合される。フエースカム42とロ
ーラ46との係合がプランジヤ26を往復動させ
ることは明らかであろう。後でさらに詳細に説明
されるが、本発明においては、スプリング44の
ばね力はカム42とローラ46とが必ずしも常時
接触するとは限らないように選択される。さら
に、ローラ46は図示しない公知のタイマ機構に
よつて制御される。 The plunger 26 is connected via a known joint to a drive shaft 40 that rotates in synchronization with the engine, similar to a conventional distribution type fuel injection pump, and rotation is transmitted from the drive shaft 40. It has become possible to move freely. Furthermore, a face cam 42 is attached to the plunger 26,
The face cam 42 is urged by a spring 44 and engaged with a roller 46. It will be appreciated that the engagement of face cam 42 and roller 46 causes plunger 26 to reciprocate. As will be explained in more detail below, in the present invention the spring force of spring 44 is selected such that cam 42 and roller 46 are not necessarily in constant contact. Further, the roller 46 is controlled by a known timer mechanism (not shown).
駆動軸40にはさらにシグナルロータ48が取
付けられており、ジグナルロータ48はその端面
に設けられた1個の突起48aとその外周に5度
毎に設けられた凹凸突起48bとを有し、これら
の突起48a,48bの通過をそれぞれ検出する
ための磁気抵抗素子センサ50,52が設けられ
る。これらのセンサ50,52の検出信号は電子
制御装置(ECU)54に入力され、さらにアク
セル開度センサ56の検出信号も制御装置54に
入力される。制御装置54はデイジタルコンピユ
ータにより構成されることができ、前記センサ5
0,52,56の検出信号に応じて燃料調量装置
12に制御信号を送る。 A signal rotor 48 is further attached to the drive shaft 40, and the signal rotor 48 has one protrusion 48a provided on its end face and uneven protrusions 48b provided every 5 degrees on its outer circumference. Magnetoresistive element sensors 50 and 52 are provided for detecting passage of protrusions 48a and 48b, respectively. Detection signals from these sensors 50 and 52 are input to an electronic control unit (ECU) 54, and a detection signal from an accelerator opening sensor 56 is also input to the control device 54. The control device 54 can be constituted by a digital computer, and the control device 54 can be configured by a digital computer, and
A control signal is sent to the fuel metering device 12 in response to the detection signals of 0, 52, and 56.
ポンプ本体14の燃料吸入通路30の途中には
円筒状のボア58が形成される。この円筒状のボ
ア58の底面は平坦であつてこの底面の中央にポ
ンプ室28から延びる燃料吸入ポート30aが開
口する。円筒状のボア58の側面には内ねじが切
られていて燃料調量装置12の円筒状ハウジング
60が螺着されるようになつている。燃料貯留室
18が延びる燃料吸入通路30bが円筒状ボア5
8の側面に前記底面と内ねじ部分との間で開口す
る。 A cylindrical bore 58 is formed in the middle of the fuel suction passage 30 of the pump body 14 . The bottom surface of the cylindrical bore 58 is flat, and a fuel intake port 30a extending from the pump chamber 28 opens at the center of the bottom surface. The side surface of the cylindrical bore 58 is internally threaded to allow the cylindrical housing 60 of the fuel metering device 12 to be screwed thereon. The fuel suction passage 30b through which the fuel storage chamber 18 extends is connected to the cylindrical bore 5.
8 is opened between the bottom surface and the internal threaded portion.
第1図及び第2図において、燃料調量装置12
は前述したように円筒状ハウジング60を有し、
その外面の下端部付近62は残りの部分より断面
が小さくなつていてポンプ本体14に取付けられ
たときに円筒状のボア58との間に環状通路63
を形成するようになつている。この断面の小さい
部分62の上には円筒状のボア58の内ねじと対
応して外ねじが切られている。さらに、ポンプ本
体14とハウジング60との間にはシールリング
64が配設される。又、ハウジング60の下端面
には環状突起65が形成され、この環状突起64
は円筒状のボア58の底面に着座して燃料吸入通
路30aの開口部と環状通路63とを分離する。 1 and 2, the fuel metering device 12
has a cylindrical housing 60 as described above,
The lower end portion 62 of the outer surface has a smaller cross section than the remaining portion, and an annular passage 63 is formed between the cylindrical bore 58 and the cylindrical bore 58 when attached to the pump body 14.
is beginning to form. An external thread is cut on this small cross-section portion 62 to correspond to the internal thread of the cylindrical bore 58 . Furthermore, a seal ring 64 is disposed between the pump body 14 and the housing 60. Further, an annular projection 65 is formed on the lower end surface of the housing 60, and this annular projection 64
is seated on the bottom surface of the cylindrical bore 58 to separate the opening of the fuel intake passage 30a from the annular passage 63.
ハウジング60内には肩60aによつて区画さ
れる大径のシリンダ66と小径のボア68とが連
続的に形成されている。大径のシリンダ66には
電歪素子70とピストン72が挿入される。ピス
トン72はシリンダ66内を摺動可能であり、ピ
ストン72の上下間のシールのためにシールリン
グ74が配設される。電歪素子70はこれをアク
チユエータとして使用する場合に周知のように円
板状エレメントの積層体として構成され、例えば
厚さ0.5mmのエレメントが50枚積層されてなる。
0.5mmのエレメントに−500Vの電圧を印加すれば
約1μm縮み、50枚の積層体であれば50μmの収縮
が得られる。これらのエレメントの積層体からな
る電歪素子70は絶縁性及び熱収縮性チユーブ7
6に収められている。電歪素子70の両端面には
絶縁プレート78が配設され、一端側の絶縁プレ
ート78がピストン72に接触し、他端側の絶縁
プレート78は大径のシリンダ66を閉じるハウ
ジング60の盲壁80に接触する。このようにし
て、電歪素子70及びピストン72が盲壁80に
向かつて当接されているときに、ピストン72の
先端面は肩60aよりも大径のシリンダ66側に
収つているようにされている。尚、大径のシリン
ダ66と熱収縮性チユーブ76との間には環状の
間隙82があり、ハウジング60には、前記断面
の小さい部分62から軸線方向に延びて盲壁80
の近くでシリンダ66内に開口する燃料通路84
と、ピストン72の近くでシリンダ66内に開口
して軸線方向に延び且つ小径のボア68の内面に
形成された環状溝87に開口する燃料通路90と
が形成される。従つて、電歪素子70は大径のシ
リンダ66内を通る燃料によつて冷却されること
ができる。さらに、実施例においては、電歪素子
70に通電するためのリード線92が盲壁80を
通つて液密に延ばされる。 A large diameter cylinder 66 and a small diameter bore 68 are continuously formed in the housing 60 and are defined by a shoulder 60a. An electrostrictive element 70 and a piston 72 are inserted into the large diameter cylinder 66. The piston 72 is slidable within the cylinder 66, and a seal ring 74 is provided for sealing between the top and bottom of the piston 72. When the electrostrictive element 70 is used as an actuator, it is constructed as a laminate of disk-shaped elements, for example, 50 elements each having a thickness of 0.5 mm are laminated as is well known.
If a voltage of -500V is applied to a 0.5 mm element, it will shrink by about 1 μm, and a laminate of 50 elements will shrink by 50 μm. The electrostrictive element 70 made of a laminate of these elements has an insulating and heat-shrinkable tube 7.
It is included in 6. Insulating plates 78 are disposed on both end surfaces of the electrostrictive element 70, the insulating plate 78 on one end side contacts the piston 72, and the insulating plate 78 on the other end side is a blind wall of the housing 60 that closes the large diameter cylinder 66. Contact 80. In this way, when the electrostrictive element 70 and the piston 72 are in contact with the blind wall 80, the tip end surface of the piston 72 is located on the side of the cylinder 66 having a larger diameter than the shoulder 60a. ing. Note that there is an annular gap 82 between the large-diameter cylinder 66 and the heat-shrinkable tube 76, and the housing 60 has a blind wall 80 extending in the axial direction from the small-section portion 62.
A fuel passage 84 opens into the cylinder 66 near the
and a fuel passage 90 that opens into the cylinder 66 near the piston 72, extends axially, and opens into an annular groove 87 formed in the inner surface of the small diameter bore 68. Therefore, the electrostrictive element 70 can be cooled by the fuel passing through the large diameter cylinder 66. Further, in the embodiment, a lead wire 92 for energizing the electrostrictive element 70 is extended through the blind wall 80 in a liquid-tight manner.
小径のボア68内にはアツパーピース94、シ
リンダピース95、及びロアピース96が嵌合さ
れ、これらは等しい直径をもつとともに平行で平
坦な端面を有し且つナツト98をハウジング60
に螺着することによつてハウジング60を固定さ
れ、このときにアツパーピース94が肩60aに
当接する。前述したように、ピストン72は肩6
0aに達していないので、ピストン72とアツパ
ーピース94との間には圧力室100が形成され
る。この圧力室100内には皿ばね102が配設
され、固定のアツパーピース94に対してピスト
ン72を上方に付勢している。 Fitted within the small diameter bore 68 are an upper piece 94, a cylinder piece 95, and a lower piece 96, which have equal diameters, parallel flat end surfaces, and which connect the nut 98 to the housing 60.
The housing 60 is fixed by screwing into the shoulder 60a, and at this time the upper piece 94 comes into contact with the shoulder 60a. As mentioned above, the piston 72 is attached to the shoulder 6
Since the pressure has not reached 0a, a pressure chamber 100 is formed between the piston 72 and the upper piece 94. A disc spring 102 is disposed within the pressure chamber 100 and urges the piston 72 upward against the fixed upper piece 94.
アツパーピース94の中央には貫通小孔104
が形成される。シリンダピース95の中央に形成
されるシリンダ106は小孔104よりも直径が
大きく、このシリンダ106内に弁体108が摺
動可能に挿入される。この場合、シリンダ106
と弁体108との間には実質的なクリアランスが
あるように形成され、このクリアランスを介し
て、弁体108の下方からアツパーピース94の
小孔104を通つて圧力室100に燃料が供給さ
れるようになつている。さらに、シリンダピース
90の底面側中央部に凹陥部110が形成され
る。前述したハウジング60のボア68の内面の
環状溝88はこの凹陥部110に対応する位置に
設けられたものであり、中央の凹陥部110と環
状溝88を連結して放射状の小孔112が設けら
れる。そして、ロアピース96およびナツト98
にもそれぞれ小孔114,116が設けられる。
さらに、弁体108はこれを挟むアツパーピース
94及びロアピース96の上下面間の距離よりも
わずかに短くて、その距離の差だけ摺動すること
ができ、弁体108の上端側外周部を縮径するこ
とによつてスプリング118を配設して弁体10
8をロアピース96に向かつて常時付勢してい
る。弁体108はさらに凹陥部110内に露出し
た部分が段付きに形成され、凹陥部110内の燃
料の圧力が弁体108を上方に動かすように作用
するようになつている。尚、以上説明した燃料調
量装置12の燃料通路は、燃料通路84、シリン
ダ66、燃料通路90、環状溝88、放射状小孔
112、凹陥部110、小孔114,116によ
つて形成され、燃料が通るとともに電歪素子70
を冷却することができるようにしたものである。
しかしながら、燃料通路をシリンダ66を通すこ
となく直接的に凹陥部110に連結することも可
能である。 A small through hole 104 is located in the center of the upper piece 94.
is formed. A cylinder 106 formed in the center of the cylinder piece 95 has a larger diameter than the small hole 104, and a valve body 108 is slidably inserted into the cylinder 106. In this case, cylinder 106
and the valve body 108, and through this clearance, fuel is supplied from below the valve body 108 to the pressure chamber 100 through the small hole 104 of the upper piece 94. It's becoming like that. Furthermore, a concave portion 110 is formed in the center of the bottom surface of the cylinder piece 90. The annular groove 88 on the inner surface of the bore 68 of the housing 60 described above is provided at a position corresponding to this recess 110, and radial small holes 112 are provided connecting the central recess 110 and the annular groove 88. It will be done. And lower piece 96 and nut 98
Small holes 114 and 116 are also provided in each of them.
Further, the valve body 108 is slightly shorter than the distance between the upper and lower surfaces of the upper piece 94 and the lower piece 96 that sandwich it, and can slide by the difference in distance, so that the outer circumference on the upper end side of the valve body 108 is reduced in diameter. By doing so, the spring 118 is arranged and the valve body 10 is
8 toward the lower piece 96 and is constantly energized. Further, the portion of the valve body 108 exposed within the concave portion 110 is formed in a stepped manner so that the pressure of the fuel within the concave portion 110 acts to move the valve body 108 upward. The fuel passage of the fuel metering device 12 described above is formed by the fuel passage 84, the cylinder 66, the fuel passage 90, the annular groove 88, the radial small hole 112, the recessed part 110, and the small holes 114, 116. As fuel passes through the electrostrictive element 70
It is designed so that it can be cooled.
However, it is also possible to connect the fuel passage directly to the recess 110 without passing through the cylinder 66.
以上の構成の燃料調量装置12の組立に際して
は、アツパーピース104が肩60aに当接する
までナツト98を締付ければ良く、その他の調整
は全く必要でない。さらに、燃料調量装置12を
燃料噴射ポンプ10に組付けるに際しては、環状
突起65がボア58の底面に着座するまでハウジ
ング60をボア58に締付ければ良く、位置決め
等の調整は不要である。そして、従来の燃料噴射
ポンプに比べて、フユエルカツトバルブ、吸入ポ
ート、ガバナ、プランジヤの吸入用グループ等が
不用になり、噴射ポンプの構造が小型に簡単にで
きる。 When assembling the fuel metering device 12 having the above configuration, it is sufficient to tighten the nut 98 until the upper piece 104 comes into contact with the shoulder 60a, and no other adjustment is necessary. Further, when assembling the fuel metering device 12 to the fuel injection pump 10, it is sufficient to tighten the housing 60 to the bore 58 until the annular projection 65 is seated on the bottom surface of the bore 58, and no adjustment such as positioning is necessary. In addition, compared to conventional fuel injection pumps, fuel cut valves, suction ports, governors, plunger suction groups, etc. are unnecessary, and the structure of the injection pump can be made smaller and simpler.
燃料調量装置12の電歪素子70には通常電圧
が印加されていないか又は正の電圧が印加されて
おり、従つて、電歪素子70は伸長した位置にあ
り、弁体108はピストン72及び圧力室100
の油圧に押されて小孔114を閉じている。燃料
噴射ポンプ10のプランジヤ26は機関に同期し
て往復動及び回転することは前述した通りであ
り、プランジヤ26が第1図で右方に動くときに
ポンプ室28内の燃料を加圧し、分配ポート32
及び分配通路34を介して特定の燃料噴射ノズル
38に燃料を圧送する。プランジヤ26が左方に
動くときにポンプ室28内に燃料を吸入する。本
発明においては、プランジヤ26が左方に動くと
きにポンプ室28に吸入された全量がプランジヤ
の右方運動の際に圧送される。
The electrostrictive element 70 of the fuel metering device 12 is normally unenergized or has a positive voltage applied thereto, so that the electrostrictive element 70 is in an extended position and the valve body 108 is in the position of the piston 72. and pressure chamber 100
The small hole 114 is closed by the pressure of the hydraulic pressure. As mentioned above, the plunger 26 of the fuel injection pump 10 reciprocates and rotates in synchronization with the engine, and when the plunger 26 moves to the right in FIG. 1, it pressurizes and distributes the fuel in the pump chamber 28. port 32
and pumping fuel to specific fuel injection nozzles 38 via distribution passages 34 . When the plunger 26 moves to the left, it draws fuel into the pump chamber 28. In the present invention, the entire amount sucked into the pump chamber 28 when the plunger 26 moves to the left is pumped during the rightward movement of the plunger.
第3図を参照すると、同図Aはプランジヤ26
のリフトを示し、右上りの線分の圧送行程、右下
りの線分が吸入行程を示す。プランジヤ26の圧
送行程において、同図Fに示されるように燃料噴
射ノズル38から噴射が行われる。一方、第1図
において駆動軸40の角度位置を検出する2つの
磁気抵抗素子センサ50,52の一方のセンサ5
0は駆動軸40の1回転毎に基準信号θ1Bを発生
し、他方のセンサ52は5度毎の位相信号Cを発
生し、制御装置(ECU)54は基準信号θ1がオ
ンしてから位相信号を計数する。制御装置
(ECU)54内には、アクセル開度及び回転数の
関数の形体で電歪素子70に通電すべき時及び機
関が予め記憶されており、例えば第3図Dに示さ
れるようにプランジヤ26の吸入行程のθ2におい
て電歪素子70に−500Vを印加させる。すると、
前述したように、電歪素子70は約50μm収縮
し、ピストン72が皿ばね102に押されて電歪
素子70に追従し、圧力室100の圧力が低下す
る。弁体108の肩には常時ほぼ一定の油圧が作
用しているために、この油圧により弁体108が
押開けられ、弁体108の上端面がアツパーピー
ス94の下端面に密着する。弁体198とそのシ
リンダ106との間には実質的なクリアランスが
あるために、圧力室100内の油圧は最大でも弁
体108の下方の圧力に等しくなり、その受圧圧
積は小孔104の断面積になる。他方、弁体10
8の下方側の受圧面積は前述した肩ばかりでなく
弁体108が開くことによつて小径先端面をも含
むものとなり、弁体108の上下の受圧面積の差
によつて弁体108の開弁状態が維持される。か
くして、燃料は燃料吸入通路30aを通つてポン
プ室28に吸入されることになる。 Referring to FIG. 3, A in the figure shows the plunger 26.
The upper right line segment indicates the pumping stroke, and the lower right line segment indicates the suction stroke. During the pressure feeding stroke of the plunger 26, fuel injection is performed from the fuel injection nozzle 38 as shown in FIG. On the other hand, in FIG. 1, one sensor 5 of the two magnetoresistive element sensors 50 and 52 that detects the angular position of the drive shaft 40
0 generates a reference signal θ 1 B every rotation of the drive shaft 40, the other sensor 52 generates a phase signal C every 5 degrees, and the control unit (ECU) 54 generates a reference signal θ 1 B when the reference signal θ 1 is turned on. Count the phase signal from . In the control unit (ECU) 54, the timing and engine to apply electricity to the electrostrictive element 70 are stored in advance in the form of a function of the accelerator opening degree and the rotation speed. For example, as shown in FIG. -500V is applied to the electrostrictive element 70 at θ 2 of the suction stroke of No. 26. Then,
As described above, the electrostrictive element 70 contracts by about 50 μm, the piston 72 is pushed by the disc spring 102 and follows the electrostrictive element 70, and the pressure in the pressure chamber 100 decreases. Since a substantially constant hydraulic pressure is always acting on the shoulder of the valve element 108, the valve element 108 is pushed open by this oil pressure, and the upper end surface of the valve element 108 comes into close contact with the lower end surface of the upper piece 94. Since there is a substantial clearance between the valve body 198 and its cylinder 106, the hydraulic pressure in the pressure chamber 100 is at most equal to the pressure below the valve body 108, and the received pressure product is the pressure product of the small hole 104. becomes the cross-sectional area. On the other hand, the valve body 10
When the valve body 108 opens, the pressure receiving area on the lower side of the valve body 8 includes not only the above-mentioned shoulder but also the small diameter tip face when the valve body 108 opens. The valve state is maintained. Thus, fuel is sucked into the pump chamber 28 through the fuel suction passage 30a.
所定の時期θ3になると、前述した−500Vを解
除もしくは若干の正電圧を印加すると、電歪素子
70は元の位置まで伸長する。そのために、ピス
トン72が押されて圧力室100の圧力が上昇
し、その圧力によつて弁体108が押下げられて
ロアピース96の上端面に着座して閉弁する。ア
ツパーピース94の小孔104は絞りの作用をし
て急激な圧力の上昇を許容するが、時間の経過と
ともにその圧力は下降し、やがて弁体108の下
方の圧力と等しくなる。しかしながら、弁体10
8はスプリング118によつて付勢されているた
めに閉弁状態が維持され、さらに、燃料通路30
aの方から高圧が作用しても、その高圧はロアピ
ース96の小孔114の断面積に相当するものに
限られ、これに比べて比較的大径の弁体108の
上端面にかかる油圧がそのような高圧に抗してさ
らに閉弁状態を維持する。 At a predetermined time θ 3 , the above-mentioned −500V is removed or a slight positive voltage is applied, and the electrostrictive element 70 extends to its original position. Therefore, the piston 72 is pushed and the pressure in the pressure chamber 100 increases, and the valve body 108 is pushed down by the pressure and seats on the upper end surface of the lower piece 96, thereby closing the valve. The small hole 104 of the upper piece 94 acts as a throttle and allows a rapid increase in pressure, but as time passes, the pressure decreases and eventually becomes equal to the pressure below the valve body 108. However, the valve body 10
8 is biased by a spring 118, the valve is maintained in a closed state, and furthermore, the fuel passage 30
Even if high pressure acts from side a, the high pressure is limited to that corresponding to the cross-sectional area of the small hole 114 of the lower piece 96, and compared to this, the hydraulic pressure applied to the upper end surface of the valve body 108, which has a relatively large diameter, is The valve remains closed against such high pressure.
かくして、燃料は弁体108の開弁から閉弁ま
での期間によつて調量される。又、第3図の右半
部に示されるように、燃料の量を増加させるべき
ときには電歪素子70への通電期間θ4−θ5を増加
すればよく、任意の燃料量に設定することが可能
である。さらに、通電時期を時間よりもむしろ位
相(角度)によつて制御することによつてより精
密な制御が可能になる。 In this way, the amount of fuel is measured according to the period from when the valve body 108 opens to when it closes. Furthermore, as shown in the right half of FIG. 3, when the amount of fuel needs to be increased, it is sufficient to increase the energization period θ 4 −θ 5 to the electrostrictive element 70, and the amount of fuel can be set to an arbitrary amount. is possible. Furthermore, more precise control is possible by controlling the energization timing based on phase (angle) rather than time.
燃料噴射ポンプ10のプランジヤ26は吸入さ
れた燃料の量に応じて第1図で左方への後退位置
を変化させる。例えば、燃料吸入量が少い場合に
は、プランジヤ26がその吸入行程中にスプリン
グ44によつて戻される途中でポンプ室28内が
負圧状態になり、プランジヤ26はこの負圧とス
プリング44のばね力が釣合つた位置で直線運動
を停止する。この位置が例として第3図Aにaに
よつて示されている。吸入燃料量が多い場合に
は、プランジヤ26はさらに左方の位置で停止す
ることになり、この位置がbによつて示されてい
る。プランジヤ26の回転は常時維持される。従
つて、次の燃料圧送行程の開始は吸入された燃料
の量によつて変化することになる。即ち、吸入燃
料量が少い場合の噴射開始時期θ6は比較的遅く、
多い場合のプランジヤ開始時期θ7は比較的早くな
る。これは機関の燃料を行う上で好都合である。
さらに、通電開始時期θ2、θ4はプランジヤ26の
圧送行程の終了直前になるように設定すると、燃
料噴射ノズル38の燃料噴射終了時の圧力低下が
急激となるため、2次噴射等の不斉噴射を防止す
ることができる。そして当然のことながら、通電
開始時期の制御により、燃料噴射量が正確に制御
できるようになる。 The plunger 26 of the fuel injection pump 10 changes its retracted position to the left in FIG. 1 depending on the amount of fuel sucked in. For example, when the amount of fuel intake is small, the inside of the pump chamber 28 becomes a negative pressure state while the plunger 26 is being returned by the spring 44 during its suction stroke, and the plunger 26 absorbs this negative pressure and the spring 44. Linear motion is stopped at the position where the spring forces are balanced. This position is shown by way of example in FIG. 3A by a. If the intake fuel quantity is large, the plunger 26 will stop further to the left, this position being indicated by b. The rotation of the plunger 26 is maintained at all times. Therefore, the start of the next fuel pumping stroke will vary depending on the amount of fuel sucked. In other words, when the intake fuel amount is small, the injection start timing θ 6 is relatively late;
In the case where there are many cases, the plunger start timing θ 7 is relatively early. This is convenient for fueling the engine.
Furthermore, if the energization start timings θ 2 and θ 4 are set to be immediately before the end of the pressure feeding stroke of the plunger 26, the pressure drop of the fuel injection nozzle 38 at the end of fuel injection will be rapid, resulting in failures such as secondary injection. Simultaneous injection can be prevented. Naturally, by controlling the energization start timing, the fuel injection amount can be accurately controlled.
本発明による燃料調量装置は非常に応答性が良
いので、燃費やエミツシヨン、騒音低減等に有効
なパイロツト噴射を行うこともできる。この場合
には、圧送開始直後のθ8において電歪素子70に
通電し、わずかの期間の後のθ9において通電を停
止するば弁体108が瞬間的に開弁してポンプ室
28の圧力を低下させる。これによつて第3図F
に示されるようなパイロツト噴射が可能である。
この場合には、ポンプ室28内の燃料が逆流する
ことになるので、その分を見込んで燃料供給量を
設定しておくことが必要である。 Since the fuel metering device according to the present invention has very good responsiveness, it is also possible to perform pilot injection, which is effective for improving fuel efficiency, emissions, and noise reduction. In this case, if the electrostrictive element 70 is energized at θ 8 immediately after the start of pumping and the energization is stopped at θ 9 after a short period of time, the valve body 108 will open momentarily and the pressure in the pump chamber 28 will be reduced. decrease. By this, Figure 3 F
Pilot injection as shown is possible.
In this case, the fuel in the pump chamber 28 will flow backwards, so it is necessary to set the fuel supply amount in consideration of this.
第5図は先端が円錐形の弁体108をもつ燃料
調量装置12の例を示すものであり、その他の構
造は第1図の例と同様である。 FIG. 5 shows an example of a fuel metering device 12 having a valve body 108 having a conical tip, and the other structure is the same as the example shown in FIG.
以上説明したように、本発明によれば電歪素子
を使用することによつて燃料の調量精度を際めて
高くすることができ、パイロツト噴射を行うこと
も可能になる。そして、噴射ポンプの燃料吸入通
路にそのような燃料制御装置を配置することによ
つて、燃料制御装置及び燃料噴射ポンプの構造を
簡単にすることができるとともに組立及び組付け
を簡単に行うことができるようになる。そして、
燃料吸入通路の途中の比較的低圧の燃料を制御す
るために駆動力が小さくて良く、この点からも燃
料制御装置を小型化できる。又、電歪素子が収縮
したときのみ燃料を挿入するようにすることによ
つてフエールセーフ機能をもたせることができ
る。
As explained above, according to the present invention, by using an electrostrictive element, the accuracy of fuel metering can be greatly increased, and pilot injection can also be performed. By arranging such a fuel control device in the fuel suction passage of the injection pump, the structure of the fuel control device and the fuel injection pump can be simplified, and assembly and assembly can be performed easily. become able to. and,
Since the fuel at a relatively low pressure in the middle of the fuel intake passage is controlled, a small driving force is required, and from this point of view as well, the fuel control device can be downsized. Furthermore, by inserting fuel only when the electrostrictive element contracts, a fail-safe function can be provided.
第1図は本発明を適用した燃料噴射ポンプの断
面図、第2図は第1図の燃料調量装置の拡大図、
第3図は作用を説明するための図、第4図は別の
作用を説明するための図、第5図は燃料調量装置
の第2実施例の断面図である。
10……噴射ポンプ、12……燃料調量装置、
26……プランジヤ、28……ポンプ室、30
a,30b……燃料吸入通路、60……ハウジン
グ、84,90,110,114,116……燃
料通路、66……シリンダ、70……電歪素子、
72……ピストン、108……弁体。
FIG. 1 is a sectional view of a fuel injection pump to which the present invention is applied, FIG. 2 is an enlarged view of the fuel metering device of FIG. 1,
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation, FIG. 4 is a diagram for explaining another operation, and FIG. 5 is a sectional view of a second embodiment of the fuel metering device. 10... Injection pump, 12... Fuel metering device,
26...Plunger, 28...Pump chamber, 30
a, 30b... Fuel intake passage, 60... Housing, 84, 90, 110, 114, 116... Fuel passage, 66... Cylinder, 70... Electrostrictive element,
72...piston, 108...valve body.
Claims (1)
形成されるポンプ室を有する燃料噴射ポンプの燃
料吸入通路の途中に設けられる燃料制御装置であ
つて、シリンダと前記燃料吸入通路の一部をなす
燃料通路とが形成されたハウジングと、前記シリ
ンダ内に挿入され且つ印加電圧に応じて伸縮する
電歪素子と、前記シリンダ内に挿入され且つ前記
電歪素子の伸縮に応じて往復動するピストンと、
前記燃料通路を遮断可能な弁体と、該弁体と前記
ピストンとの間に形成される圧力室とを具備し、
前記電歪素子の縮退が前記ピストンを介して前記
圧力室の圧力を減小させて前記弁体をして前記燃
料通路を開放せしめ且つ前記電歪素子の伸長が前
記圧力室の圧力を上昇させて前記弁体をして前記
燃料通路を遮断せしめ、弁体のこれらの開放と遮
断との間に吸入した燃料を前記燃料噴射ポンプか
ら噴射させるようにした燃料制御装置。 2 前記電歪素子へ電圧を印加するための制御手
段と、前記プランジヤの角度位置を検出するセン
サとを有し、該制御手段が該センサの出力に基づ
いて前記電歪素子への通電開始及び通電終了時期
を制御することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の燃料制御装置。 3 前記制御手段がポンプの圧送行程中に前記電
歪素子に通電して前記弁体を所定期間だけ開放せ
しめ、前記ポンプ室内の圧力を一時的に低下させ
てパイロツト噴射を行うようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載の燃料制御装置。 4 前記制御手段がポンプの圧送工程終了直前に
前記電歪素子に通電して前記弁体を開放せしめ、
前記ポンプ室内の圧力を急激に低下させて燃料の
噴射を終了させるようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の燃料制御装置。[Scope of Claims] 1. A fuel control device provided in the middle of a fuel suction passage of a fuel injection pump having a pump chamber formed by a plunger inserted into a cylinder, the device comprising: a housing in which a fuel passage forming a part is formed; an electrostrictive element that is inserted into the cylinder and expands and contracts according to the applied voltage; and an electrostrictive element that is inserted into the cylinder and reciprocates according to the expansion and contraction of the electrostrictive element. a moving piston,
comprising a valve body capable of blocking the fuel passage, and a pressure chamber formed between the valve body and the piston,
Retraction of the electrostrictive element reduces the pressure in the pressure chamber via the piston, causing the valve body to open the fuel passage, and expansion of the electrostrictive element increases the pressure in the pressure chamber. The fuel control device is configured to cause the valve body to shut off the fuel passage, and to cause the fuel injection pump to inject fuel sucked in between opening and shutoff of the valve body. 2. The control means includes a control means for applying a voltage to the electrostrictive element, and a sensor for detecting the angular position of the plunger, and the control means starts energization to the electrostrictive element and controls the energization based on the output of the sensor. Claim 1, characterized in that the energization end timing is controlled.
Fuel control device as described in section. 3. The control means energizes the electrostrictive element during the pump's pressure feeding stroke to open the valve body for a predetermined period of time, thereby temporarily lowering the pressure in the pump chamber to perform pilot injection. A fuel control device according to claim 2, characterized in that: 4. The control means energizes the electrostrictive element to open the valve body immediately before the end of the pump's pumping process,
3. The fuel control device according to claim 2, wherein the fuel injection is terminated by rapidly reducing the pressure within the pump chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117675A JPS61277865A (en) | 1985-06-01 | 1985-06-01 | Fuel amount regulating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117675A JPS61277865A (en) | 1985-06-01 | 1985-06-01 | Fuel amount regulating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61277865A JPS61277865A (en) | 1986-12-08 |
| JPH0468462B2 true JPH0468462B2 (en) | 1992-11-02 |
Family
ID=14717503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60117675A Granted JPS61277865A (en) | 1985-06-01 | 1985-06-01 | Fuel amount regulating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61277865A (en) |
-
1985
- 1985-06-01 JP JP60117675A patent/JPS61277865A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61277865A (en) | 1986-12-08 |
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