JP2604813B2 - 電子ガバナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、エンジンへの燃料供給量を調節してエン
ジンの回転数を制御する電子ガバナに関し、特にエンジ
ンへの燃料の最大供給量が常時正確に維持されるように
した電子ガバナに関する。

（ｂ）従来の技術 一般にエンジンの回転数は主に燃料の供給量によって
変化し、燃料供給量を調節することによってエンジンの
回転数を制御できる。この場合においてエンジン回転数
を目標の回転数に正確に維持するためには燃料の供給量
を連続的に変更できるようにしなければならない。第９
図に示すように、一般にエンジンに燃料を供給する燃料
噴射ポンプ13はコントロールラック19の変位によって燃
料の供給量を変更するようにされている。したがって、
燃料の供給量を連続的に変更するためにはコントロール
ラック19の位置を連続的に変位できるようにするととも
に、コントロールラック19の現在位置を正確に知る必要
がある。そこで、従来の電子ガバナでは、リニアアクチ
ュエータ15の出力ロッド16を介してコントロールラック
19を変位させるとともに、コントロールラック19の現在
位置を電気的に検出する差動トランス17などの位置検出
手段を備えている。この差動トランス17はコントロール
ラック19の直線的な位置変化によって出力電圧が変化す
るものであり、差動トランス17の出力電圧を読み取るこ
とによってコントロールラック19の位置を検出できる。

（ｃ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記差動トランスを含む電気的な位置
検出手段は、外部温度の変化等によってその出力特性が
変化し、コントロールラックの位置と位置検出手段の出
力との関係に誤差を生じ、コントロールラックの位置を
正確に検出できなくなる場合が生じる。これを放置する
とエンジンへの燃料供給量が正確に設定されず、回転数
制御を正確に行うことができなくなる。特に、エンジン
の許容回転数に対応する燃料の制限供給量に相当する制
限位置を超えてコントロールラックが変位すると、過剰
の燃料がエンジンに供給されることとなり、エンジンに
おいて過回転を生じ、エンジンと故障や破壊などの事故
の原因となる問題が生じる。

また、位置検出手段の劣化によりこれを交換するに際
して各位置検出手段の寸法上の固体差や取付誤差によっ
てコントロールラックとの位置関係が変化する場合があ
り、このような場合にも位置検出手段の交換の前後にお
いてコントロールラックの位置と位置検出手段の出力と
の関係が変化し、コントロールラックの制限位置に対応
する出力値が変化することにより、位置検出手段の交換
後にエンジンへの制限供給量が正確に守られず、エンジ
ンにおいて過回転を生じる問題がある。

この発明の目的は、コントロールラックが制限位置に
達したときの位置検出手段の検出値をコントロールラッ
クの制限位置に対応する制御データとして再設定するこ
とにより、コントロールラックが制限位置を超えて変位
されることを防止し、過剰の燃料供給を防止してエンジ
ンの過回転の発生を防ぎ、エンジンの故障や破壊などの
事故の発生を未然に防ぐことができる電子ガバナを提供
することにある。

また、位置検出手段の交換に際し、コントロールラッ
クの制限位置を機械的に特定しておき、新たな位置検出
手段においてコントロールラックの制限位置に対応する
制御データを容易に特定できるようにし、位置検出手段
の交換後においても燃料の過剰供給を防止できる電子ガ
バナを提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段 請求項１に記載した発明は、コントロールラックの変
位によりエンジンへの燃料供給量を変更する燃料噴射ポ
ンプと、コントロールラックを変位させる変位手段と、
コントロールラックの現在位置を電気的に検出する位置
検出手段と、位置検出手段の検出値がコントロールラッ
クの目標位置に対応する制御データに一致するように変
位手段を駆動制御する制御手段と、を備えてなる電子ガ
バナにおいて、 コントロールラックが燃料の制限供給量に相当する制
限位置に達したことを検出するとともに、位置検出手段
の交換前の制限位置を位置検出手段の交換後においても
機械的に維持する制限位置検出手段と、位置検出手段の
交換後に制限位置検出手段がコントロールラックを検出
したときの新たな位置検出手段の検出値をコントロール
ラックの前記制限位置に対応する制限制御データとして
更新的に記憶する制限記憶手段と、を設け、前記制限位
置検出手段を前記コントロールラックを挟んで前記変位
手段及び位置検出手段が取り付けられている側面の反対
側の側面に取り付けたことを特徴とする。

すなわち、第１図に示すように、位置検出手段はコン
トロールラックの位置を検出し、この検出結果を制御手
段に入力する。制御手段には図外のエンジンの回転数も
入力される。制御手段は、このエンジンの回転数が目標
の回転数に一致するように変位手段に制御データを出力
する。変位手段は、この制御データに従ってコントロー
ルラックを移動する。燃料噴射ポンプからはコントロー
ルラックの位置に応じた燃料がエンジンに供給される。
制限位置検出手段は、コントロールラックが制限位置に
達したことを検出するとともに、位置検出手段の交換前
における制限位置を位置検出手段の交換後においても機
械的に維持する。また、位置検出手段の交換後にコント
ロールラックが制限位置に達したことを制限位置検出手
段が検出した時の位置検出手段の検出値が新たな制限制
御データとして制限記憶手段に記憶される。制限手段か
ら変位手段に出力される制御データは制限記憶手段に記
憶されている制限制御データと上回ることがないように
される。

請求項２に記載した発明は、コントロールラックの一
端に当接して軸方向に変位させる変位手段と、コントロ
ールラックの現在位置を電気的に検出する位置検出手段
と、コントロールラックの変位によりエンジンへの燃料
供給量を変更する燃料噴射ポンプと、を備えた電子ガバ
ナにおいて、 コントロールラックの一端側にコントロールラックか
ら遠ざかる方向に前記変位手段及び前記位置検出手段を
この順に配置するとともに、 燃料の制限供給量に相当する制限位置にあるコントロ
ールラックの他端に当接する位置に、コントロールラッ
クの軸方向に形成されたネジ孔に螺合することにより、
着脱自在にされた当接部材と、 変位手段の交換時に当接部材を装着する際に、当接部
材がコントロールラックに当接したことを、当接部材の
先端に設けた接触スイッチの出力により、又は、コント
ロールラックの変位により検出する当接検出手段と、 を設けたことを特徴とする。

（ｅ）作用 この発明においては、制限位置検出手段がコントロー
ルラック制限位置に達したことを検出したときの位置検
出手段の検出位置が制限記憶手段に記憶される。制御手
段は制限記憶手段に記憶された検出位置のデータ（制限
制御データ）を上回ることがないように変位手段に制御
データを出力する。したがってコントロールラックは制
限位置を超えて変位することがない。

また、コントロールラックを挟んで両側に、変位手段
及び制限位置検出手段が位置し、変位手段および制限位
置検出手段のそれぞれは、コントロールラックの一端及
び他端に当接している。したがって、位置検出手段を交
換する場合にも、変位手段、コントロールラック及び制
限位置検出手段の位置関係は失われず、位置検出手段の
交換前のコントロールラックの制限位置は、制限位置検
出手段によって位置検出手段の交換後においても機械的
に維持される。一方、制限記憶手段は、位置検出手段の
交換後にコントロールラックが制限位置に達したことを
制限位置検出手段が検出した時の位置検出手段の検出値
を新たな制限制御データとして記憶する。

したがって、位置検出手段の交換に際して、位置検出
手段を交換する前に制限位置検出手段によりコントロー
ルラックの制限位置を検出してこれを機械的に維持して
おき、位置検出手段の交換後にコントロールラックを制
限位置検出手段が維持している制限位置まで移動させる
ことにより、コントロールラックが位置検出手段の交換
前と同一の制限位置に達した時の位置検出手段の検出値
を新たな制限制御データとして制限記憶手段に記憶させ
ることができる。即ち、位置検出手段の交換後にコント
ロールラックを制限位置に移動させるだけで、位置検出
手段の交換後におけるエンジンへの燃料の制限供給量に
対応する位置検出手段の検出値が自動的に設定されるこ
とになり、位置検出手段の交換後においても燃料の過剰
供給が継続的に防止される。

（ｆ）実施例 第２図は、請求項１に記載の発明の実施例である電子
ガバナの構成を示す断面図である。

エンジン11の一部にはポンプ室12が設けられており、
内部に燃料噴射ポンプ13を収納している。この燃料噴射
ポンプ13はコントロールラック19の変位によってエンジ
ンへの燃料供給量を変更する。ポンプ室12の一方の側面
14にはリニアアクチュエータ15および作動トランス17が
連結して備えられている。リニアアクチュエータ15はこ
の発明の変位手段であり、駆動電圧に応じてコントロー
ルラック19を矢印ＡまたはＢ方向に移動する。差動トラ
ンス17は位置検出手段であり、リニアアクチュエータ15
の出力ロッド16を介してコントロールラック19の位置を
検出する。ポンプ室12の他方の側面にはリターンスプリ
ング10が設けられており、このリターンスプリング10の
弾性力がストッパ18に矢印Ｂ方向に作用している。この
ストッパ18はコントロールラック19に矢印Ｂ方向に当接
する。なお、コントロールラック19が図中に示す位置か
ら矢印Ａ方向に変位するに従い、燃料噴射ポンプ13の燃
料供給量が増量する。

コントロールラック19が図中２点鎖線で示す制限位置
に達すると、燃料噴射ポンプ13からはエンジンの許容回
転数を実現する制限供給量の燃料が供給される。ポンプ
室12の他方の側面側には検出スイッチSW1が固定されて
いる。この検出スイッチSW1はガイド18を介して制限位
置に変位したコントロールラック19に当接してオンす
る。すなわち、この検出スイッチSW1がコントロールラ
ックが制限位置に達したことを検出するこの発明の制限
位置検出手段である。

この検出スイッチSW1は第３図に示すように、中空円
筒形状の本体４の内部にスプリング３を備えている。こ
のスプリング３は当接部分２を矢印Ｂ方向に付勢してい
る。当接部分２はスプリング３の弾性力に抗する外力が
作用した際には矢印Ａ方向に移動する。こののち外力の
作用が解除されると、スプリング３の弾性力により矢印
Ｂ方向に移動し、当接部分２のフランジ部2aと本体４の
絞り部1aとの当接によって規制される位置に停止する。
エンジンの始動時には一時的に制限供給量以上の燃料が
燃料噴射ポンプ13からエンジンに供給されるが、検出ス
イッチSW1において当接部分２が矢印Ａ方向に移動する
ことにより始動時における過剰な燃料の供給が許容さ
れ、エンジンを確実に始動できる。

第４図は、上記電子ガバナの制御部のブロック図であ
る。

CPU41にはI/Oインターフェイス44を介してA/D変換器4
5,46からそれぞれ回転数センサ48及び作動トランス17の
検出データが入力される。回転センサ48は頭街のエンジ
ンの回転数を検出し、作動トランス17は前述のようにコ
ントロールラック19の位置を検出する。また、検出スイ
ッチSW1のオンデータがCPU41に入力される。CPU41はROM
42に予め書き込まれたプログラムに従ってドライバ47に
制御データを出力する。このドライバ47は入力された制
御データに従ってリニアアクチュテータ15を駆動する。
また、CPU41に接続されたRAM43のメモリエリアMA1は後
述する制限制御データを記憶するエリアに割り当てられ
ている。

CPU41はROM42のプログラムに従って、エンジンの回転
数が目標の回転数となるようにリニアアクチュエータ15
を駆動してコントロールラック19を変位させる。このと
き検出スイッチSW1がオンすると、第５図に示すように
作動トランス17の出力Ｖを読み出す（n1）、この差動ト
ランスの出力ＶをRAM43のメモリエリアMA1に制限制御デ
ータとして記憶する（n2）。この差動トランス17の出力
Ｖの読み出しおよびメモリエリアMA1への記憶は、エン
ジンの始動時を除いて検出スイッチSW1がオンするたび
に更新的になされ、メモリエリアMA1の制限制御データ
は検出スイッチSW1がオンする毎に書き換えられる。

以上のようにしてこの実施例によれば、外部温度の変
化などにより差動トランス17の特性が変化し、コントロ
ールラック19の制限位置に対応する差動トランス17の出
力値が変化した場合にも、コントロールラック19が制限
位置に達したことを検出スイッチSW1により機械的に検
出できる。このときの差動トランス17の出力値を制限制
御データとして記憶しておき、後の制御において差動ト
ランス17の出力がこの制限制御データの値を超えない範
囲でコントロールラック19を変位させることによってエ
ンジンに過剰な燃料が供給されることを防止し、エンジ
ンの過回転を防止することができる。

第６図（Ａ）および（Ｂ）は、いずれも請求項２に記
載の発明に係る側面図である。

第２図において検出スイッチSW1の取り付けられてい
る位置にはネジ孔63が形成されている。このネジ孔63に
は調整ネジ61が螺合する。調整ネジ61を正逆回転するこ
とにより、調整ネジ61は矢印ＡまたはＢ方向に移動す
る。また、調整ネジ61はロックナット62を備えており、
このロックナット62を締め込むことにより調整ネジ61の
移動を規制できる。この調整ネジ61は差動トランス17を
交換する際に用いられ、その他の場合にはネジ孔63は通
常のネジ64により塞がれている。

差動トランス17の交換時には交換前にコントロールラ
ック19を制限位置まで移動したのち、調整ネジ61をネジ
孔63に螺合し、ガイド18を介してコントロールラック19
に当接するまで締めこむ。こののちロックナット62を締
めつけて調整ネジ61を固定すれば、コントロールラック
19の制限位置を調整ネジ61により固定的に特定しておく
ことができる。この状態で差動トランス17を交換し、コ
ントロールラック19が調整ネジ61に当接したときの新た
な差動トランス17の出力が交換前の差動トランス17のコ
ントロールラック19の制限位置に対応する制限制御デー
タに一致するように取付位置を調整する。このようにす
ることによって差動トランス17の寸法上の固体差および
取付誤差を解消し、交換作業終了後に調整ネジ61を抜き
取った状態においてもコントロールラック19が制限位置
を超えて変位することを防止でき、エンジンへの過剰な
燃料の供給を防いで過回転の発生を防止できる。

なお、この場合において調整ネジ61に第７図に示すよ
うに接触スイッチSW2を備えることにより調整ネジ61を
締め込む際にコントロールラック19と当接したことを容
易に知ることができる。さらに、調整ネジ61を締め込む
際にコントロールラック19に当接した時点を知るために
は、第８図に示すように交換モード時に制御部において
交換前の差動トランス17の出力変化を常時検出しておき
（n11）、制限位置にあるコントロールラック19に対応
する差動トランス17の出力Vaと比較し（n12）、変化を
生じた際にこれを表示する（n13〜n14）ようにしてもよ
い。

また、コントロールラック19が調整ネジ61に当接した
状態における新たな差動トランス17の出力値が従前の差
動トランス17の出力値に一致するように制御部において
オフセットを与えるようにしてもよい。

（ｇ）発明の効果 この発明によれば、コントロールラックが制限位置に
達したことを検出した際に位置検出手段の検出値を制限
制御データとして記憶しておき、後の制御において位置
検出手段の出力値がこれを上回ることのないようするこ
とによってコントロールラックが制限位置を超えて変位
することを防止し、エンジンに対する過剰の燃料の供給
を防ぐことができる。これによってエンジンの過回転を
未然に防止し、故障や事故の発生を防ぐことができる。

また、コントロールラックを挟んで両側に、変位手段
及び制限位置検出手段が位置し、変位手段および制限位
置検出手段のそれぞれは、コントロールラックの一端及
び他端に当接し、位置検出手段を交換する場合にも、変
位手段、コントロールラック及び制限位置検出手段の位
置関係は失われず、また、位置検出手段の交換前におけ
る制限位置は位置検出手段の交換後においても制限位置
検出手段により機械的に維持され、さらに、位置検出手
段の交換後においてコントロールラックが制限位置に達
したことを制限位置検出手段が検出した時の位置検出手
段の検出値が新たな制限制御データとして制限記憶手段
に記憶されるため、位置検出手段の交換後におけるエン
ジンへの燃料供給量に対応する位置検出手段の検出値が
自動的に設定されることになり、位置検出手段の交換後
においても燃料の過剰供給を継続的に防止できるととも
に、位置検出手段の交換にともなう制限供給量に対応す
るコントロールラックの位置検出や、位置検出手段の検
出値の設定作業が不要になり、位置検出手段の交換作業
を極めて簡略化できる。

さらに、位置検出手段と交換するに際し、交換前にコ
ントロールラックの制限位置を調整ネジにより固定的に
特定しておくことによって、位置検出手段の交換後にラ
ックが制限位置に達したことを容易に知ることができ、
交換後の位置検出手段の出力を交換前の位置検出手段の
出力に容易に一致させるこができ、交換後においてコン
トロールラックの制限位置を守ることができる。これに
よって燃料噴射ポンプから過剰の燃料が供給されること
を防止し、エンジンの過回転を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１に記載した発明の電子ガバナの機能ブ
ロック図、第２図は同電子ガバナの構成を示す断面図、
第３図は同電子ガバナに設けられる制限位置検出手段の
構成を示す断面図、第４図は同電子ガバナの制御部のブ
ロック図、第５図は同電子ガバナの制御部の処理手順の
一部を示すフローチャートである。第６図（Ａ）および
（Ｂ）は請求項２に記載した発明の電子ガバナの要部を
示す断面図である。第７図は請求項２に記載した発明の
別の実施例に係る電子ガバナの要部を示す断面図であ
る。第８図は請求項２に記載した発明のさらに別の実施
例に係る電子ガバナの制御部の処理手順の一部を示すフ
ローチャートである。また、第９図は従来の電子ガバナ
の構成を示す断面図である。 11……エンジン、 13……燃料噴射ポンプ、 15……リニアアクチュエータ（変位手段）、 17……差動トランス（位置検出手段）、 19……コントロールラック、 61……調整捻子、 SW1……検出スイッチ（制御位置検出手段）、 SW2……接触スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−107926（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−61939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−105639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−168030（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−79035（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−84337（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コントロールラックの変位によりエンジン
   への燃料供給量を変更する燃料噴射ポンプと、コントロ
   ールラックを変位させる変位手段と、コントロールラッ
   クの現在位置を電気的に検出する位置検出手段と、位置
   検出手段の検出値がコントロールラックの目標位置に対
   応する制御データに一致するように変位手段を駆動制御
   する制御手段と、を備えてなる電子ガバナにおいて、 コントロールラックが燃料の制限供給量に相当する制限
   位置に達したことを検出するとともに、位置検出手段の
   交換前の制限位置を位置検出手段の交換後においても機
   械的に維持する制限位置検出手段と、位置検出手段の交
   換後に制限位置検出手段がコントロールラックを検出し
   たときの新たな位置検出手段の検出値をコントロールラ
   ックの前記制限位置に対応する制限制御データとして更
   新的に記憶する制限記憶手段と、を設け、前記制限位置
   検出手段を前記コントロールラックを挟んで前記変位手
   段及び位置検出手段が取り付けられている側面の反対側
   の側面に取り付けたことを特徴とする電子ガバナ。
2. 【請求項２】コントロールラックの一端に当接して軸方
   向に変位させる変位手段と、コントロールラックの現在
   位置を電気的に検出する位置検出手段と、コントロール
   ラックの変位によりエンジンへの燃料供給量を変更する
   燃料噴射ポンプと、を備えた電子ガバナにおいて、 コントロールラックの一端側にコントロールラックから
   遠ざかる方向に前記変位手段及び前記位置検出手段をこ
   の順に配置するとともに、 燃料の制限供給量に相当する制限位置にあるコントロー
   ルラックの他端に当接する位置に、コントロールラック
   の軸方向に形成されたネジ孔に螺合することにより、着
   脱自在にされた当接部材と、 変位手段の交換時に当接部材を装着する際に、当接部材
   がコントロールラックに当接したことを、当接部材の先
   端に設けた接触スイッチの出力により、又は、コントロ
   ールラックの変位により検出する当接検出手段と、 を設けてなる電子ガバナ。