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WO1998032965A1 - Dispositif de commande et procede de commande pour injecteur a appareil de commande electronique du type a entrainement par came - Google Patents

Dispositif de commande et procede de commande pour injecteur a appareil de commande electronique du type a entrainement par came Download PDF

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WO1998032965A1
WO1998032965A1 PCT/JP1998/000255 JP9800255W WO9832965A1 WO 1998032965 A1 WO1998032965 A1 WO 1998032965A1 JP 9800255 W JP9800255 W JP 9800255W WO 9832965 A1 WO9832965 A1 WO 9832965A1
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pressure
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plunger
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Takashi Sakasai
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Komatsu Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a control device and a control method for a cam-driven electronically controlled unit injector, and more particularly to a control device and a control for a cam-driven electronically controlled unit injector for high-pressure injection of a diesel engine.
  • a control device and a control for a cam-driven electronically controlled unit injector for high-pressure injection of a diesel engine are particularly to a control device and a control for a cam-driven electronically controlled unit injector for high-pressure injection of a diesel engine.
  • the rocker arm 6 is curved as shown by the broken line in FIG.
  • the rocker arm 6 curved at the time of the high-pressure injection reversely bends due to the reaction force as shown by a two-dot chain line, and the driving system component (the driving force transmission component) is separated from the cam 4. appear.
  • the driving force transmitting component hits the surface of the force 4, and an impact force is generated. This impact not only becomes a significant noise source, but also has a problem that the durability of the driving force transmitting component is significantly deteriorated. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has been made in consideration of the above-mentioned problems.
  • a cam-driven electronically controlled unit and a control method for the cam-driven electronic control unit in which a driving force transmission component does not separate from a cam even when the injection pressure is increased to a high pressure and the impact force and noise are small. It is intended to be
  • a control device for a cam-driven electronic control unit injector includes a cam-driven plunger having a function of a reciprocating pump and a plunger chamber formed at one end of the plunger during a discharge stroke.
  • Control device for a cam-driven electronically controlled unit that has a structure that discharges fuel into the brass chamber during the suction stroke, and a fuel injection valve that is disposed below the plunger chamber.
  • An oil reservoir communicating with the low-pressure fuel source passage and the drain passage;
  • a supply / pressure passage for interconnecting the oil reservoir and the plunger chamber
  • a first solenoid that moves the valve during the discharge stroke, closes the supply and pressure passage, and increases the pressure in the plunger chamber
  • a spring or second solenoid that presses the valve to open the supply and pressure passage, and the current from the valve movement during the discharge stroke during the discharge stroke and a predetermined time immediately after the end of the main injection Control means for flowing a smaller current through the first solenoid for a predetermined period of time to move the valve in the direction of closing the supply and pressure passage, and to output a command to increase the pressure of the plunger chamber by moving in the direction of closing.
  • the control means when the cam rotates and reaches a predetermined position, the control means outputs a command to the first solenoid, and the valve is opposed to the spring or the second solenoid. Activate and close the valve.
  • the plunger is pushed down by the rotation of the cam, and the main injection is performed.
  • the driving force transmitting component disposed between the cam and the plunger is deformed by applying a large load such as bending to the rocker arm and compressing the push rod, for example.
  • a small current is again supplied to the first solenoid, and the valve is operated again in the closing direction for a predetermined period.
  • the pressure in the plunger chamber increases. Due to this pressure increase, for example, the load applied to the rocker arm also does not suddenly become zero from the maximum load. As a result, the rocker arm does not bend in the opposite direction, and the driving force transmitting components are constantly driven in contact with each other, so that the phenomenon in which the driving force transmitting components are separated from the cam, that is, the so-called jump phenomenon, is eliminated. For this reason, the driving force transmitting component does not generate an impact force hitting the cam surface, and the noise caused by the impact can be prevented. Further, the durability of the driving force transmitting component can be remarkably improved.
  • a speed sensor for detecting the rotation speed of the engine
  • a position sensor for detecting an operation amount of an accelerator of the engine
  • An angle sensor for detecting a rotation angle of the cam An angle sensor for detecting a rotation angle of the cam
  • the control means receives a signal from the rotation speed sensor, the position sensor, and the angle sensor, calculates a predetermined time immediately after the end of the main injection and a predetermined period in which a small current flows, and outputs the obtained value to the first solenoid. You may do so.
  • control means obtains the predetermined time and the predetermined period according to the rotation speed of the engine and the operation amount of the accelerator means (load applied to the engine).
  • the control method for a cam-driven electronically controlled unit injector according to the present invention is characterized in that the driving force from the cam is controlled via a driving force transmitting component including at least a push rod and a mouth arm.
  • a driving force transmitting component including at least a push rod and a mouth arm.
  • a pressure is generated in the plunger chamber of the plunger for a predetermined period of time, and the driving force transmitting parts are pressed so as not to be separated.
  • a predetermined pressure lower than that at the time of the main injection is generated in the plunger chamber for a predetermined period after a predetermined time immediately after the end of the main injection in which the plunger is pushed down. Due to this pressure, the load applied to the rocker arm does not suddenly become zero from the maximum load, as in the device control invention. As a result, the rocker arm does not bend in the opposite direction, and the driving force transmitting component is constantly abutted and driven, so that a so-called jump phenomenon is eliminated. For this reason, the driving force transmitting component does not generate an impact force hitting the cam surface, and the noise caused by the impact can be prevented. Further, the durability of the driving force transmitting component can be remarkably improved.
  • the predetermined time and the predetermined period may be calculated according to the rotation speed of the engine and the load applied to the engine.
  • the predetermined time and / or the predetermined period is changed according to the rotation speed of the engine and the load applied to the engine.
  • the position at which the pressure of the plunger chamber is increased again and the magnitude of the pressure become variable according to the rotational speed of the engine and the load applied to the engine.
  • the pressure in the plunger chamber can be generated according to the load applied to the driving force transmitting component that drives the motor.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control device for a cam-driven electronic control unit injector according to the present invention.
  • FIG. 2 shows an evening chart of a control method for a cam-driven electronic unit injection according to the present invention.
  • FIG. 3 is a control flowchart of the cam-driven electronic control unit according to the present invention.
  • FIG. 4 is a timing chart of a drive current flowing from the control unit of the cam-driven electronic control unit according to the present invention to the solenoid and a drive current again.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a control device 1 for a cam-driven electronically controlled unit injection according to the present invention.
  • a roller 3 rotatably supported by a cam follower 2 is provided so as to abut against a cam 4.
  • One end of the push rod 5 is swingably supported by the cam follower 2, and the other end of the push rod 5 is swingably supported by one end of the mouth arm 6.
  • the rocker arm 6 has a central portion rotatably supported by the engine head 7 and the other end abutting against one end surface 11 a of the plunger 11 of the unit injector 10. In contact.
  • the unit injector 10 has a plunger 11, a plunger spring 12, a solenoid valve 13 and a solenoid 14 (hereinafter referred to as a first solenoid 14). And a valve spring (spring) 15 and a body 16.
  • a plunger chamber 11 c is formed on the other end 11 b side of the plunger 11 1, and the other end 11 b of the plunger 11 is a plunger chamber 11.
  • a plunger spring 12 is disposed on one end surface 11 a side of the plunger 11.
  • the plunger spring 12 is disposed such that one end thereof contacts the plunger 11 and the other end thereof contacts the body 16, and presses the plunger 11 so that it contacts the other end of the rocker arm 6. I have.
  • a fuel injection valve (not shown) is provided below the plunger chamber 11c, and a pressure passage 17 communicating with the fuel injection valve is formed on a lower surface of the plunger chamber 11c.
  • the solenoid valve 13 is formed in a three-stage shape, and a central portion of one end is formed in a conical shape 13a, which abuts the body 16 to shut off the passage.
  • the central cylindrical portion 13 b is slidably and pivotally inserted into the body 16, and holds the solenoid valve 13 slidably.
  • the other end of the solenoid valve 13 is formed in a disk shape 13c, and a first solenoid 14 is disposed near the other end surface of the disk shape 13c.
  • the solenoid valve 13 is disposed in parallel with the plunger 11 with the disk shape 13c at the other end facing upward.
  • Solenoid valve 1 3 Lower conical shape 1 3 Near area a
  • a circular oil reservoir 16a is formed adjacent to the plunger chamber 11c.
  • the conical shape 13a of the solenoid valve 13 is inserted into the circular oil sump 16a, and the conical seat is inserted into the oil sump 16a facing the conical shape 13a.
  • Surface 16b
  • the space 13 d between the conical shape 13 a at one end of the solenoid valve 13 and the cylindrical portion 13 b at the center is formed in the plunger chamber 11 via the supply / pressure passage 18. It is connected to the side of c.
  • the solenoid valve 13 operates as a valve that opens and closes the supply and pressure passage 18.
  • the space 13d and the circular oil reservoir 16a are connected via a conical seat surface 16b.
  • a drain passage 19b is provided on the side of the oil sump 16a.
  • a valve spring 15 is disposed between the circular portion 13 b of the solenoid valve 13 and the disc shape 13 c, and the valve spring 15 is disposed below the solenoid valve 13. The end face is pressed so as to contact the body 16.
  • a solenoid (referred to as a second solenoid) may be used for the valve spring 15. When the second solenoid is used, pressing operation is performed by a command from the control unit 20.
  • the first solenoid 14 is disposed near and above the solenoid valve 13.
  • the first solenoid 14 is connected to the control unit 20 and operates the solenoid valve 13 according to a command from the control unit 20.
  • the solenoid valve 13 is operated by suction, the conical shape 13a of the solenoid valve 13 and the conical seat surface 16b of the oil reservoir 16a come into contact, and the plunger chamber Shut off between 1 1 c and oil reservoir 16 a.
  • the plunger 11 and the solenoid valve 13 are inserted so as to hatch freely and the plunger 11 and the solenoid valve 13 are held so as to hatch freely.
  • Body 16 is attached to engine head 7.
  • the output shaft of the engine is provided with a speed sensor 21 for detecting the engine speed, and outputs a signal of the speed to the control unit 20.
  • the accelerator petal (axel means) 22 is provided with a position sensor 22 a, which is adapted to the operation amount of the accelerator petal 22.
  • the signal is output to the control unit 20.
  • the operation amount of the accelerator petal 22 is used as an example of detecting the load applied to the engine.
  • An angle sensor 23 is attached to the axis of the cam 4, and outputs the rotation angle of the cam 4 to the control unit 20.
  • FIG. 2 (a) shows the amount of lift of the cam 4
  • FIG. 2 (b) shows the current of the first solenoid 14 based on a command from the control unit 20
  • FIG. 2 (c) Is the amount of movement of the solenoid valve 13 and Fig. 2 (d) is the plunger chamber.
  • Fig. 2 (e) shows the load applied to the rocker arm 6.
  • the solid line shows the data of the present invention
  • the one-dot chain line shows the data when the same control as in the past is used. Note that the data denoted by the symbol p in the solid line is data based on the drive current again.
  • Fig. 2 (a) at point A, the lift amount of the cam 4 is zero.
  • the control unit 20 receives a signal from the angle sensor 23 of the cam 4 and It outputs so that the drive current I 1 flows through the laser 14.
  • the solenoid valve 13 starts moving from the point C as shown in FIG. 2 (c).
  • the solenoid valve 13 starts to move, and the conical shape 13 a of the solenoid valve 13 and the conical seat surface 16 b of the oil reservoir 16 a come into close contact with each other.
  • the pressure in the plunger chamber 11c begins to rise immediately before the point of interruption between the plunger chamber 11c and the oil reservoir 16a, immediately from point D in Fig. 2 (d). .
  • the load on the rocker arm 6 also starts to rise, as shown in Fig. 2 (e).
  • the cam 4 further rotates and the solenoid valve 13 comes to the predetermined position E as shown in FIG. 2 (c)
  • the conical shape 13a of the solenoid valve 13 and the oil sump are formed.
  • the fiber-shaped sheet surface 16b of 16a is in close contact with the plunger chamber 11c and the circular oil reservoir 16a is completely shut off.
  • a substantially constant drive current I 1 flows through the first solenoid 14.
  • the control unit 20 receives a signal from the angle sensor 23 of the cam 4 and ),
  • the drive current I 1 flowing through the first solenoid 14 begins to decrease gradually, and the position G It is zero at the point.
  • the solenoid valve 13 starts to return from the position G and opens between the plunger chamber 11c and the oil reservoir 16a.
  • the pressure in the plunger chamber 1lc becomes the maximum injection pressure as shown in FIG. 2 (d).
  • the load applied to the rocker arm 6 also becomes maximum. This causes the rocker arm 6 to bend as shown by the broken line in FIG.
  • the control unit 20 receives a signal from the angle sensor 23 of the cam 4, Instructs the first solenoid 14 to apply the drive current I 2 again. Again, the drive current I 2 is a current smaller than the drive current I 1.
  • the solenoid valve 13 completely returns at the point J, and the connection between the plunger chamber 11c and the oil sump 16a is established. The space was completely open. However, in the present invention, by flowing the drive current I 2 again, the solenoid valve 13 moves in the closing direction again at the halfway point H as shown in FIG.
  • step 1 the operation amount Acc of the accelerator pedal 22 is detected by the position sensor 22 a of the accelerator pedal 22, and the signal is read by the control unit 20.
  • Step 2 The rotation speed Ne of the engine is detected by the speed sensor 21, and the signal is read by the control unit 20.
  • the control unit 20 stores a map diagram (10) in advance.
  • the map diagram (10) is a fuel injection amount control characteristic diagram in which the horizontal axis indicates the engine rotation speed Ne and the vertical axis indicates the fuel injection amount.
  • the vertical axis that is, the fuel injection amount is defined as the time A V1 of the drive current I 1 flowing through the first solenoid 14.
  • the control unit 20 generates the first solenoid 14 based on the map diagram (10), the rotation speed Ne of the engine read in step 1 and step 2, and the manipulated variable Acc of the accelerator battery 2. Obtain the time AV 1 of the driving current II flowing.
  • step 4 the time AV1 of the drive current Ii flowing through the first solenoid 14 is determined.
  • step 5 the control unit 10 stores a map diagram (20) in advance.
  • the horizontal axis represents the engine speed Ne
  • the vertical axis represents the fuel injection timing T1
  • the drive current time AV1 is a parameter.
  • the control unit 20 obtains the fuel injection timing T1 from the map diagram (20) and the determined drive current time AV1.
  • step 6 the fuel injection timing T1 is determined.
  • step 7 the control unit 20 stores a map diagram (30) in advance.
  • the horizontal axis represents the engine rotation speed Ne
  • the vertical axis represents the time (period) AV2 in which the drive current I2 flows through the first solenoid 14 again.
  • the time AV1 of I1 is used as a parameter.
  • the control unit 20 obtains the time AV2 of the drive current 12 flowing through the first solenoid 14 again from the map diagram (20) and the determined time AV1 of the drive current II.
  • step 8 the time AV2 of the second drive current I2 flowing through the first solenoid 14 is determined.
  • the control unit 10 stores a map diagram (40) in advance.
  • the horizontal axis represents the engine rotation speed Ne
  • the vertical axis the time T2 at which the drive current I2 starts flowing again
  • the time AV1 of the drive current I1 as a parameter. I have.
  • the control unit 20 restarts after the fuel main injection time, that is, after the time AV1 during which the drive current I1 is passed.
  • Time (predetermined time) T2 until dynamic current I2 starts to flow is calculated.
  • the time T 2 is determined.
  • the control unit 20 outputs a command as shown in FIG. 4 based on the result obtained as described above. That is, after receiving the signal S 1 from the angle sensor 23 of the cam 4, when the control section 20 reaches the start position S 2 of the fuel injection timing T 1, the control section 20 changes the drive current I 1 during the time AV 1. Outputs a flowing command. As a result, the first solenoid 14 is actuated, and the conical shape 13 a of the solenoid valve 13 and the conical seat surface 16 b of the oil reservoir 16 a are brought into close contact with each other. Then, the plunger chamber 11c and the oil reservoir 16a are completely shut off, and the main injection is performed.
  • control unit 20 starts to move the solenoid valve 13 in the closing direction again from the position S3 at which the time AV1 has elapsed, so that the plunger chamber 11c and the oil reservoir 16a Measure the time T 2 until the drive current I 2 starts flowing again.
  • the control section 20 reaches the position S4 where the time T2 has elapsed, the control section 20 outputs a command to flow the drive current I2 again for the time AV2.
  • either the drive current I 2 or the time A V 2 may be set to a constant value again. At this time, the time T 2 through which the drive current I 2 and the drive current 12 are supplied again is increased when the engine rotation speed and the operation amount of the accelerator petal 22 are large.
  • the present invention is directed to a cam-driven electronically controlled injection unit that does not leave a driving force transmitting component away from the cam even when the injection pressure of the unit injection is increased to a high pressure, thereby reducing the impact force and noise. It is useful as a control device and a control method therefor.

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Description

明 細 書 カム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジニ ク夕の制御装置及びその制御方法 技 術 分 野
本発明は、 カム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジェクタの制御装置及びその制 御方法に係わり、 特に、 ディ ーゼルエンジンの高圧噴射用のカム駆動式の電子制 御ュニッ トイ ンジェクタの制御装置及びその制御方法に関する。 背 景 技 術
ディ ーゼルエンジンの低燃費、 高出力化が進むなかで、 近年、 低騒音化、 低ェ ミ ツ シ ョ ン化など環境保全に対する要求がますます高まつてきている。 このよう な相反する性能を同時に達成するため、 高圧噴射化、 噴射率パター ンの改善、 噴 射期間の短縮が必要となり、 ユニッ トイ ンジヱクタが採用され始めている。 この ュニッ 卜 イ ンジヱクタは、 図 1 を流用して説明すれば、 カム 4からの力をローラ 3、 プ ッ シ ュ □ ッ ド 5、 及びロ ッカアーム 6等の部品を介して受けて、 ュニッ ト イ ンジヱクタ 1 0のプラ ンジャ 1 1 により高圧燃料を噴射している。
しかしながら、 ュニッ トイ ンジヱクタ 1 0の噴射圧力の高圧噴射化に伴い、 プ ラ ンジャ 1 1 の内圧による荷重が大きいため、 ロッカアーム 6が図 1 の破線のよ うに湾曲する。 この高圧噴射時に湾曲したロッカアーム 6 は、 噴射が終了すると 、 2点鎖線のように反力で逆に湾曲して駆動系部品 (駆動力伝達部品) がカム 4 と離間する、 いわゆるジャ ンプ現象が発生する。 この際に、 駆動力伝達部品が力 ム 4 の面を叩き衝撃力が発生する。 この衝撃は著しい騒音源となるのみならず、 駆動力伝達部品の耐久性を著しく悪化させるという問題がある。 発 明 の 開 示
本発明は上記の問題点に着目 してなされたもので、 ュニッ ト イ ン ジ ヱクタの噴 射圧力が高圧噴射化されても、 駆動力伝達部品がカムから離れることがなく 、 衝 撃力及び騒音が少ないカム駆動式の電子制御ュニッ トイ ンジ ク夕の制御装置及 びその制御方法を提供することを目的と している。
本発明に係るカム駆動式の電子制御ユニッ トイ ンジェク タの制御装置は、 往復動ポンプの機能を有するカム駆動式ブラ ンジャと、 プラ ンジャの一端部側に 形成されるプラ ンジャ室から吐出行程中に燃料を排出し、 吸入行程中にブラ ンジ ャ室に燃料を吸い込む構造と、 プランジャ室の下方に配設される燃料噴射弁とを 備えるカム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジヱク夕の制御装置において、 低圧燃料源通路及びドレン通路に連通する油溜部と、
油溜部とプラ ンジャ室とを相互に連通する供給兼圧力通路と、
供給兼圧力通路を開閉する弁と、
吐出行程中に、 弁を移動させ、 供給兼圧力通路を閉と して、 プランジャ室の圧力 を上昇させる第 1 ソ レノ ィ ドと、
弁を押圧して、 供給兼圧力通路を開とするスプリ ング又は第 2 ソ レノ ィ ドと、 吐出行程中であつて主噴射終了直後の所定時間後に、 吐出行程中の弁移動での電 流より小さな電流を第 1 ソ レノ ィ ドに所定期間流して、 供給兼圧力通路の閉鎖方 向に弁を移動させ、 閉鎖方向への移動により、 プランジャ室の圧力を上昇させる 指令を出力する制御手段とを備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、 カムが回動して所定の位置に来たと きに、 制御手段から 第 1 ソ レノ ィ ドに指令を出力し、 スプリ ング又は第 2 ソ レノ ィ ドに抗して弁を作 動させて、 弁を閉じる。 さ らにカムの回動により、 プラ ンジャが押し下げられて 主噴射を行う。 このときには、 カムとプラ ンジャ との間に配設される駆動力伝達 部品には、 例えばロッカアームには曲げ、 また例えばプッ シュロッ ドには圧縮、 等の大きな荷重がかかり変形している。 この主噴射終了直後の所定時間後に、 即 ち弁が完全に元に復帰する前に、 再度第 1 ソ レノ ィ ドに小電流を流して、 弁を所 定期間閉鎖方向に再度作動する。 弁が閉鎖方向に作動するこ とにより、 プラ ンジ ャ室の圧力が上昇する。 この圧力上昇により、 例えばロッカアームに掛かる荷重 も、 最大荷重から急激にゼロになることはなく なる。 これにより、 ロッカアーム が反対側に湾曲することがなく なり、 各駆動力伝達部品は絶えず当接して駆動さ れるので、 駆動力伝達部品がカムから離れる現象、 いわゆるジャ ンプ現象がなく なる。 このため、 駆動力伝達部品がカム面を叩く衝撃力が発生しなく なり、 かつ この衝撃に伴う騒音発生を防止できる。 更に、 駆動力伝達部品の耐久性を著しく 向上させることができる。
また、 エンジ ンの回転速度を検出する速度センサと、
エンジンのァクセル手段の操作量を検出する位置センサと、
カムの回動角度を検出する角度センサとを備え、
制御手段は、 回転速度センサ、 位置センサ及び角度セ ンサからの信号を受けて、 主噴射終了直後の所定時間及び小さな電流を流す所定期間を求め、 求めた値を第 1 ソ レノ ィ ドに出力すると してもよい。
かかる構成によれば、 制御手段は、 エンジンの回転速度と、 アクセル手段の操 作量 (エンジ ンにかかる負荷) とに応じて、 所定時間及び所定期間を求めて、 第
1 ソ レノ ィ ドに流す所定時間及び/又は所定期間を変更する。 これにより、 ブラ ンジャ室圧力を再度上昇させる位置及び圧力の大きさが、 ェンジンの回転速度及 びエン ジンにかかる負荷に応じて可変となるので、 ュニッ 卜イ ンジヱクタを駆動 する駆動力伝達部品に掛かる負荷に応じたプラ ンジャ室圧力を発生させることが できる。
本発明に係るカム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジェク夕の制御方法は、 カムからの駆動力を、 少なく と もプッ シュロ ッ ド及び口 ッカアームを含む駆動力 伝達部品を介してュニッ 卜イ ンジヱ ク タのプラ ンジャに伝達し、 プラ ンジャによ り燃料を噴射するカム駆動式の電子制御ュニッ トイ ンジュク夕の制御方法におい て、
主噴射終了直後の所定時間後に、 所定期間だけブラ ンジャのプラ ンジャ室に圧力 を生じさせて、 各駆動力伝達部品が離間しないように押圧することを特徴とする かかる構成によれば、 プランジャが押し下げられた主噴射終了直後から、 所定 時間後に、 プラ ンジャ室に主噴射時より低い所定の圧力が、 所定期間だけ生じる 。 この圧力により、 上記装置制御の発明と同様に、 ロッカアームに掛かる荷重も 最大荷重から急激にゼロになることはなく なる。 これにより、 ロッカアームは反 対側に湾曲することがなく なり、 駆動力伝達部品は絶えず当接して駆動されるの で、 いわゆるジャ ンプ現象がなく なる。 このため、 駆動力伝達部品がカム面を叩 く衝撃力が発生しなく なり、 かつ、 この衝撃に伴う騒音発生を防止することがで きる。 更に、 駆動力伝達部品の耐久性を著しく 向上させることができる。
また、 所定時間及び所定期間は、 エンジンの回転速度及びエンジンにかかる負 荷に応じて算出してもよい。
かかる構成によれば、 主噴射終了後に再度ブランジャ室に所定の圧力を生じさ せるとき、 エンジンの回転速度及びエンジンにかかる負荷に応じて、 所定時間及 び/又は所定期間を変更する。 これにより、 上記装置制御の発明と同様に、 ブラ ンジャ室圧力を再度上昇させる位置及び圧力の大きさが、 ェンジンの回転速度及 びエンジンにかかる負荷に応じて可変となるので、 ュニッ 卜イ ンジヱク タを駆動 する駆動力伝達部品に掛かる負荷に応じたブラ ンジャ室圧力を発生させることが できる。 図面の簡単な説明
図 1 は本発明のカム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジェク夕の制御装置の模式 的構成図である。
図 2 は本発明のカム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジェク夕の制御方法の夕ィ ミ ングチヤ一トである。
図 3 は本発明のカム駆動式の電子制御ュニッ トイ ンジヱク夕の制御のフローチ ヤー トである。
図 4 は本発明のカム駆動式の電子制御ュニッ トイ ンジヱク 夕の制御部からソ レ ノ ィ ドに流す駆動電流及び再度駆動電流のタイ ミ ングチヤ一 トである。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 本発明に係るカム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジニク夕の制御装置 及びその制御方法の実施例について、 図面を参照して詳述する。
図 1 は本発明のカム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジェク夕の制御装置 1 の断 面図である。 図 1 において、 カムフ ォロワ 2 に回転自在に支持されているローラ 3力く、 カム 4 に当接して設けられている。 カムフ ォロワ 2 にはプッ シュロッ ド 5 の一端が揺動自在に支持され、 プッ シュロ ッ ド 5の他端は口ッカアーム 6の一端 部に揺動自在に支持されている。 ロッカアーム 6 は、 中央部が回動自在にェンジ ンへッ ド 7 に支持されるとと もに、 他端部がュニッ 卜イ ンジヱクタ 1 0のプラ ン ジャ 1 1 の一端面 1 1 aに当接している。 ュニッ トイ ンジェク夕 1 0 は、 プラ ン ジャ 1 1 と、 プラ ンジャ用バネ 1 2 と、 ソ レノ イ ドバルブ 1 3 と、 ソ レノ イ ド 1 4 (以下、 第 1 ソ レノイ ド 1 4 と呼ぶ) と、 バルブ用バネ (スプリ ング) 1 5 と 、 ボディ 1 6 とを備えている。 プランジャ 1 1 の他端部 1 1 b側にはプランジャ 室 1 1 cが形成され、 プラ ンジャ 1 1 の他端部 1 1 bは、 プランジャ室 1 1 。 に 一部が揷入されている。 プランジャ 1 1 の一端面 1 1 a側にはプラ ンジャ用バネ 1 2が配設されている。 プラ ンジャ用バネ 1 2 は、 一端面がブラ ンジャ 1 1 に、 他端面がボディ 1 6 に当接するように配設され、 プランジャ 1 1 をロッカアーム 6の他端部に当接するように押圧している。 プラ ンジャ室 1 1 cの下方には図示 しない燃料噴射弁が配設され、 プラ ンジャ室 1 1 cの下面には、 この燃料噴射弁 に通ずる圧力通路 1 7が形成されている。
ソ レノ ィ ドバルブ 1 3 は 3段形状で構成され、 一端部の中央部側は、 円錐形状 1 3 aに形成され、 ボディ 1 6 と当接して通路を遮断する。 中央部の円柱部 1 3 bは、 ボディ 1 6 に摺動自在に枢密に挿入され、 ソ レノ イ ドバルブ 1 3を摺動自 在に保持している。 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3の他端部は円板形状 1 3 c に形成され 、 円板形状 1 3 cの他端面近傍には第 1 ソ レノイ ド 1 4が配設されている。 ソ レ ノ ィ ドバルブ 1 3 は、 他端部の円板形状 1 3 cを上側にして、 プランジャ 1 1 と 並列に配設されている。 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3の下側の円錐形状 1 3 a部の近傍 で、 かつ、 プランジャ室 1 1 cに隣接して、 円形の油溜部 1 6 aが形成されてい る。 円形の油溜部 1 6 aにはソ レノ ィ ドバルブ 1 3の円錐形状 1 3 a部が挿入さ れ、 円錐形状 1 3 a部と対向する油溜部 1 6 a には円錐形状のシー ト面 1 6 bが 形成されている。
ソ レノ ィ ドバルブ 1 3の一端部の円錐形状 1 3 a と中央部の円柱部 1 3 b との 間の空間部 1 3 dは、 供給兼圧力通路 1 8を介して、 プラ ンジャ室 1 1 cの側面 部に接続されている。 ソ レノイ ドバルブ 1 3 は、 供給兼圧力通路 1 8を開閉する 弁と して作動する。 空間部 1 3 dと円形の油溜部 1 6 a とは、 円錐形状のシー 卜 面 1 6 bを介して接続されている。 油溜部 1 6 aの側面部には、 燃料ポンプ 9か らの燃料が供給される低圧燃料源用通路 1 9 a力 <、 また、 油溜部 1 6 aの反対側 の側面部には、 ドレン通路 1 9 bが設けられている。 ソ レノ イ ドバルブ 1 3の円 拄部 1 3 b と円板形状 1 3 c との間にはバルブ用バネ 1 5が配設され、 バルブ用 バネ 1 5 は、 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3の下端面がボディ 1 6 に当接するよう押圧し ている。 バルブ用バネ 1 5 は、 図示しないがソ レノィ ド (第 2 ソ レノ ィ ドと呼ぶ ) を用いても良い。 なお、 第 2 ソ レノ ィ ドを使用する場合、 制御部 2 0からの指 令により押圧作動させる。
第 1 ソ レノ イ ド 1 4 は、 ソ レノィ ドバルブ 1 3の上方の近傍に配設されている 。 第 1 ソ レノ イ ド 1 4 は制御部 2 0 に接続され、 制御部 2 0からの指令により ソ レノ ィ ドバルブ 1 3を吸引作動する。 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3が吸引作動すると、 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3の円錐形状 1 3 a と油溜部 1 6 aの円錐形状のシ一 卜面 1 6 b とが当接して、 プラ ンジャ室 1 1 c と油溜部 1 6 a との間を遮断する。 ボデ ィ 1 6 は、 プラ ンジャ 1 1 及びソレノ ィ ドバルブ 1 3が枢密に憎動自在に挿入さ れ、 プランジャ 1 1及びソ レノ ィ ドバルブ 1 3を憎動自在に保持している。 ボデ ィ 1 6 は、 エンジンへッ ド 7 に取着されている。
ェンジンの出力軸にはェンジン回転速度を検出する速度センサ 2 1 が付設され 、 回転速度の信号を制御部 2 0 に出力している。 アクセルペタル (ァクセル手段 ) 2 2 には位置センサ 2 2 aが付設され、 アクセルペタル 2 2 の操作量に応じた 信号を制御部 2 0 に出力している。 本実施例では、 エンジンにかかる負荷を検出 する一例と して、 アクセルペタル 2 2の操作量を用いている。 カム 4の軸には角 度センサ 2 3 が付設され、 カム 4 の回転角度を制御部 2 0 に出力している。 上記構成による作動について説明する。 図 2 において、 図 2 ( a ) はカム 4の リ フ 卜量を、 図 2 ( b ) は制御部 2 0 の指令に基づく 第 1 ソ レノ イ ド 1 4 の電流 を、 図 2 ( c ) はソ レノィ ドバルブ 1 3の移動量を、 図 2 ( d ) はプランジャ室
1 1 c の圧力を、 図 2 ( e ) はロッカアーム 6 に掛かる荷重を示す。 図中、 実線 は本発明のデータを、 1点鎖線は従来と同じ制御にした場合のデータを示す。 尚 、 実線で符号 pを付したデータは、 再度駆動電流によるデータである。
図 2 ( a ) において、 A点はカム 4のリ フ ト量がゼロである。 A点よりカム 4 が回転し、 図 2 ( b ) に示す所定の位置 B点に来たときに、 制御部 2 0 は、 カム 4の角度センサ 2 3からの信号を受けて、 第 1 ソ レノ ィ ド 1 4 に駆動電流 I 1 を 流すように出力している。 第 1 ソ レノィ ド 1 4の電流が駆動電流 I I になると、 図 2 ( c ) に示すように、 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3 は、 C点の時点から移動を開始 する。 ソ レノ イ ドバルブ 1 3 が移動を開始し、 ソ レノ イ ドバルブ 1 3 の円錐形状 1 3 a と油溜部 1 6 aの円錐形状のシ一 卜面 1 6 b とが緊密に当接する手前から 、 換言すればブラ ンジャ室 1 1 c と油溜部 1 6 a との間を遮断する手前から、 即 ち図 2 ( d ) の D点から、 プラ ンジャ室 1 1 cの圧力は上昇を始める。 これに伴 い、 図 2 ( e ) に示すよう に、 ロッカアーム 6 に掛かる荷重も上昇を始める。 カム 4が更に回転し、 図 2 ( c ) に示すようにソ レノ ィ ドバルブ 1 3が所定の 位置 E点に来たと きに、 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3 の円錐形状 1 3 a と油溜部 1 6 a の円維形状のシー ト面 1 6 b とが緊密に当接して、 プラ ンジャ室 1 1 c と円形の 油溜部 1 6 a との間を完全に遮断する。 これにより、 図 2 ( b ) に示すように、 第 1 ソ レノ イ ド 1 4 には、 ほぼ一定の駆動電流 I 1 が流れる。
更に、 カム 4が回転して図 2 ( a ) に示す所定の位置 F点に来たときに、 制御 部 2 0 は、 カム 4の角度センサ 2 3からの信号を受けて、 図 2 ( b ) に示すよう に、 第 1 ソ レノ イ ド 1 4 に流していた駆動電流 I 1 を漸次減少させ始め、 位置 G 点でゼロにしている。 図 2 ( c ) に示すように、 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3 は位置 G 点から復帰し始め、 プラ ンジャ室 1 1 c と油溜部 1 6 a との間を開き始める。 ま た、 この位置 G点では、 図 2 ( d ) に示すように、 プラ ンジャ室 1 l cの圧力は 最大噴射圧力となる。 これに伴い、 図 2 ( e ) に示すように、 ロッカアーム 6 に 掛かる荷重も最大となる。 これにより、 ロッカアーム 6 は図 1 の破線に示すよう に湾曲する。
本発明では、 更にカム 4が回転して、 図 2 ( b ) に示す所定の位置 H点に来た ときに、 制御部 2 0 は、 カム 4の角度センサ 2 3からの信号を受けて、 第 1 ソ レ ノ イ ド 1 4 に再度駆動電流 I 2 を流すように指令する。 再度駆動電流 I 2 は、 駆 動電流 I 1 より小さな電流である。 一方、 従来と同じであれば、 図 2 ( c ) に示 すよ うに位置 J点でソ レノ イ ドバルブ 1 3が完全に復帰して、 プランジャ室 1 1 c と油溜部 1 6 a との間を完全に開いていた。 しかし、 本発明では、 再度駆動電 流 I 2 を流すことにより、 図 2 ( c ) に示すようにソ レノ ィ ドバルブ 1 3 は、 途 中の H点で再度閉鎖方向に移動し、 プラ ンジャ室 1 i c と油溜部 1 6 a とのスキ マを小さ く する。 これにより、 図 2 ( d ) に示すように、 プラ ンジャ室 1 1 cの 圧力は僅かに上昇し、 若干の圧力が残る。 この若干の圧力により、 図 2 ( e ) に 示すように、 ロッカアーム 6 に掛かる荷重も最大荷重から急激にゼロになること はなく なる。 従って、 ロッカアーム 6 は、 図 1 の 2点鎖線に示すような反対側へ の湾曲を、 生じることがなく なる。 また、 若干の圧力が残ることにより、 カムフ ォロワ 2、 ローラ 3、 カム 4、 及びプッ シュロ ッ ド 5の駆動系の構成部品を絶え ず当接させて駆動させるとと もに、 駆動系がカムから離れる、 いわゆるジャ ンプ 現象がなく なる。 したがって、 駆動系がカム 4面を叩く 衝撃力が発生しなく なり 、 かつ、 この衝撃に伴う騒音 (約 2 d Bから 3 d B程度) を低減できる。 しかも 、 駆動系の耐久性を著しく 向上させることができる。
次に、 上記構成における制御について説明する。 図 3 において、 ステップ 1 で は、 ァクセルぺ夕ル 2 2 の操作量 A c cがァクセルべタル 2 2 の位置センサ 2 2 aにより検出され、 その信号が制御部 2 0に読み込まれている。 ステップ 2では 、 ェンジンの回転速度 N eが速度センサ 2 1 により検出され、 その信号が制御部 2 0 に読み込まれている。
ステップ 3 において、 制御部 2 0 には予め、 マップ図 ( 1 0 ) が記憶されてい る。 マップ図 ( 1 0 ) は、 横軸にエンジンの回転速度 N eを、 縦軸に燃料の噴射 量をとる燃料噴射量制御特性図である。 尚、 本マップ図 ( 1 0 ) では、 縦軸、 即 ち燃料噴射量を、 第 1 ソ レノイ ド 1 4 に流す駆動電流 I 1 の時間 A V 1 と してい る。 制御部 2 0 は、 マップ図 ( 1 0 ) と、 ステッ プ 1及びステップ 2で読み込ま れたェンジンの回転速度 N e及びァクセルベタル 2 の操作量 A c c とにより、 第 1 ソ レノ ィ ド 1 4 に流している駆動電流 I I の時間 A V 1 を求める。 ステップ 4 では、 第 1 ソ レノイ ド 1 4 に流す駆動電流 I i の時間 A V 1 を決定する。 ステップ 5 において、 制御部 1 0 には予め、 マップ図 ( 2 0 ) が記憶されてい る。 マップ図 ( 2 0 ) は、 横軸にエンジンの回転速度 N eを、 縦軸に燃料の噴射 時期 T 1 をと り、 駆動電流の時間 A V 1 をパラメ ータと している。 制御部 2 0 は 、 マップ図 ( 2 0 ) と決定した駆動電流の時間 A V 1 とから、 燃料の噴射時期 T 1 を求める。 ステップ 6では、 燃料の噴射時期 T 1 を決定する。
ステップ 7 において、 制御部 2 0 には予め、 マップ図 ( 3 0 ) が記憶されてい る。 マップ図 ( 3 0 ) は、 横軸にェンジンの回転速度 N eを、 縦軸に第 1 ソ レノ イ ド 1 4 に再度駆動電流 I 2 を流す時間 (期間) A V 2をと り、 駆動電流 I 1 の 時間 A V 1 をパラメータと している。 制御部 2 0 は、 マップ図 ( 2 0 ) と決定し た駆動電流 I I の時間 A V 1 とから、 第 1 ソ レノ ィ ド 1 4 に流している再度駆動 電流 1 2 の時間 A V 2を求める。 ステップ 8では、 第 1 ソ レノ ィ ド 1 4 に流す再 度駆動電流 I 2 の時間 A V 2を決定する。
ステップ 9 において、 制御部 1 0 には予め、 マップ図 ( 4 0 ) が記憶されてい る。 マップ図 ( 4 0 ) は、 横軸にェンジンの回転速度 N eを、 縦軸に再度駆動電 流 I 2 を流し始める時間 T 2をとり、 駆動電流 I 1 の時間 A V 1 をパラメータと している。 制御部 2 0 は、 マップ図 ( 4 0 ) と決定した時間 A V 1 とに基づいて 、 燃料の主噴射時間後、 即ち、 駆動電流 I 1 を流した時間 A V 1後から、 再度駆 動電流 I 2 を流し始めるまでの時間 (所定時間) T 2を求める。 ステップ 1 0で は、 時間 T 2 を決定する。
制御部 2 0 は上記により求めた結果に基づいて、 図 4のように指令を出力して いる。 即ち、 制御部 2 0 は、 カム 4の角度センサ 2 3からの信号 S 1 を受けた後 、 燃料の噴射時期 T 1 の開始位置 S 2 になったら、 駆動電流 I 1 を時間 A V 1 の あいだ流す指令を出力する。 これにより第 1 ソ レノ イ ド 1 4が作動して、 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3の円錐形状 1 3 a と油溜部 1 6 aの円錐形状のシ一 卜面 1 6 b と を緊密に当接させて、 プラ ンジャ室 1 1 c と油溜部 1 6 a との間を完全に遮断し 、 主噴射を行う。 また、 制御部 2 0 は、 時間 A V 1 が経過した位置 S 3から、 ソ レノ ィ ドバルブ 1 3が途中で再度閉鎖方向に移動して、 プラ ンジャ室 1 1 c と油 溜部 1 6 a との間のスキマを小さ くする再度駆動電流 I 2 を流し始めるまでの、 時間 T 2を計測する。 制御部 2 0 は、 時間 T 2が経過した位置 S 4 になったら、 再度駆動電流 I 2 を時間 A V 2の間、 流すように指令を出力する。
これにより、 プランジャ室 1 1 cの圧力は僅かに上昇し、 若干の圧力が残る。 なお、 上記において、 再度駆動電流 I 2 あるいは時間 A V 2のいずれかは一定値 に しても良い。 このと き、 再度駆動電流 I 2 及び再度駆動電流 1 2 を流す時間 T 2 は、 ェンジン回転速度及びァクセルペタル 2 2の操作量が大きいときには、 大 き く している。 産業上の利用可能性
本発明は、 ュニッ 卜イ ンジェク夕の噴射圧力が高圧噴射化されても、 駆動力伝 達部品がカムから離れることがなく 、 衝撃力及び騒音が少ないカム駆動式の電子 制御ュニッ 卜イ ンジェク夕の制御装置及びその制御方法と して有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 往復動ポ ンプの機能を有するカム(4) 駆動式プラ ンジャ (11)と、 前記プラ ン ジャ (11)の一端部側に形成されるブラ ンジャ室(11c) から吐出行程中に燃料を排 出し、 吸入行程中に前記プラ ンジャ室(lie) に燃料を吸い込む構造と、 前記ブラ ンジャ室(11c) の下方に配設される燃料噴射弁とを備えるカム駆動式の電子制御 ュニッ トイ ンジヱ ク 夕の制御装置において、
低圧燃料源通路(19a) 及びドレン通路(19b) に連通する油溜部(16a) と、 前記油溜部(16a) と前記プラ ンジャ室(11c) とを相互に連通する供給兼圧力通 路(18)と、
前記供給兼圧力通路(18)を開閉する弁(13)と、
吐出行程中に、 前記弁(13)を移動させ、 前記供給兼圧力通路(18)を閉と して、 前記ブラ ンジャ室(11c) の圧力を上昇させる第 1 ソ レノ ィ ド(14)と、
前記弁(13)を押圧して、 前記供給兼圧力通路(18)を開とするスプリ ング(15)又 は第 2 ソ レノ イ ドと、
前記吐出行程中であつて主噴射終了直後の所定時間(T2)後に、 前記吐出行程中 の弁(13)移動での電流より小さな電流を前記第 1 ソ レノ ィ ド(14)に所定期間(AV2 ) 流して、 前記供給兼圧力通路(18)の閉鎖方向に前記弁(13)を移動させ、 前記閉 鎖方向への移動により、 前記プラ ンジャ室(11c) の圧力を上昇させる指令を出力 する制御手段(20)とを備えることを特徴とするカム駆動式の電子制御ュニッ トィ ンジュ ク 夕の制御装置。
2. 請求の範囲 1記載のカム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジェクタの制御装置 において、
ェンジンの回転速度を検出する速度センサ(21)と、
前記ェンジ ンのアクセル手段(22)の操作量を検出する位置センサ(22a) と、 前記カム(4) の回動角度を検出する角度センサ(23)とを備え、 前記制御手段(20)は、 前記回転速度センサ(21)、 前記位置センサ(22a) 及び前 記角度センサ(23)からの信号を受けて、 前記主噴射終了直後の所定時間(T2)及び 前記小さな電流を流す所定期間(AV2) を求め、 前記求めた値を前記第 1 ソ レノ ィ ド(14)に出力することを特徴とするカム駆動式の電子制御ュニッ トイ ンジヱクタ の制御装置。
3. カム(4) からの駆動力を、 少なく と もプッ シュロッ ド(5) 及びロ ッカアーム (6) を含む駆動力伝達部品を介してュニッ 卜イ ンジェ クタ(10)のブラ ンジャ (1 に伝達し、 前記ブラ ンジャ (11)により燃料を噴射するカム駆動式の電子制御ュニ ッ トイ ンジヱクタの制御方法において、
主噴射終了直後の所定時間(T2)後に、 所定期間(AV2) だけ前記プラ ンジャ (11) のプラ ンジャ室(11c) に圧力を生じさせて、 前記各駆動力伝達部品が離間しない ように押圧することを特徴とするカム駆動式の電子制御ュニッ 卜イ ンジ二ク タの 制御方法。
4. 請求の範囲 3記載のカ厶駆動式の電子制御ュニッ トイ ンジ クタの制御方法 において、
前記所定時間(T2)及び前記所定期間(AV2) は、 エンジンの回転速度及び前記ェ ンジンにかかる負荷に応じて算出されることを特徴とするカム駆動式の電子制御 ュニッ トイ ンジヱ ク 夕の制御方法。
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