JP3039776U - 内燃機関用燃料供給制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】速度検出信号を発生する回転センサの部分の構
成の簡素化を図った電子ガバナ式の内燃機関用燃料供給
制御装置を提供する。 【解決手段】カム軸１７に設けたカム１８により燃料噴
射ポンプ２を駆動し、電磁式アクチュエータ５により燃
料噴射ポンプ２の吐出量を調節する。機関のクランク軸
の回転をカム軸１７に伝達する伝達機構の一部を構成す
るためにカム軸１７に取り付けた歯車１１の歯を検出し
て速度検出信号を発生する信号発電子１２をアクチュエ
ータ５のフレーム２６に固定し、歯車１１と信号発電子
１２とにより回転センサ３を構成する。信号発電子１２
が発生する速度検出信号をコントローラに与えてアクチ
ュエータ５を制御することにより、機関への燃料の供給
量を調節して機関の回転速度を制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、内燃機関の回転速度を指示速度に保つように機関への燃料の供給量 を制御する内燃機関用燃料供給制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に電子ガバナとして知られている方式の内燃機関用燃料供給制御装置は、 機関の実際の回転速度または機関により駆動される負荷の実速度の情報を含む速 度検出信号と、機関の指示速度を示す速度指示信号とに基いて機関への燃料の供 給量を制御することにより、機関の回転速度を指示速度に保つように構成されて いる。

【０００３】 図７は一例として、ディーゼル機関の回転速度を指示速度に保つように制御す る電子カバナ式の燃料供給制御装置の構成を示したもので、同図において１は内 燃機関、２は内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段としての燃料噴射ポンプ、 ３は内燃機関１の回転速度を検出して速度検出信号を出力する回転センサ、４は 内燃機関の指示速度を示す速度指示信号を出力する回転速度指示器、５は燃料噴 射ポンプ２の燃料吐出量調節手段に連結されたアクチュエータ、６は回転速度指 示器４から得られる速度指示信号と回転センサ３から得られる速度検出信号とを 入力として、機関の回転速度を指示速度に一致させるようにアクチュエータ５に 所定の駆動信号を与えるコントローラである。

【０００４】 コントローラ６は、速度指示信号と速度検出信号とから、機関の回転速度を指 示回転速度に一致させるために必要な操作量を演算して、該操作量だけアクチュ エータ５の可動子を変位させるように所定の駆動信号をアクチュエータに与え、 これにより所定量の燃料を内燃機関に与えて該機関の回転速度を指示速度に近付 ける。この例では燃料噴射ポンプ２、回転センサ３、回転速度指示器４、アクチ ュエータ５及びコントローラ６により内燃機関用燃料制御装置Ｇが構成されてい る。

【０００５】 アクチュエータ５としては、通常、燃料噴射ポンプに対して固定されたフレー ムに支持されて直線変位または回転変位可能に設けられた可動子と、前記フレー ムに固定されていて可動子を駆動する固定子と、可動子を原位置に復帰させる復 帰バネとを備えた電磁式アクチュエータが用いられている。

【０００６】 この種の電磁式アクチュエータの可動子は鉄等の磁性材料からなり、該可動子 は可動側磁極部を有する。また固定子は、可動子が変位する過程でその可動側磁 極部が所定の間隙を介して対向する固定側磁極部を有する鉄心と、該鉄心に巻回 されて励磁された際に固定側磁極部と可動側磁極部との間に磁気吸引力を生じさ せる励磁コイルとを備えている。

【０００７】 復帰バネは、可動子を固定子から離反させる方向に付勢するように設けられて いて、励磁コイルに励磁電流が供給されたときに該励磁コイルから生ずる磁束に より生じさせられる磁気吸引力と復帰バネの付勢力とが釣合う位置で可動子が停 止するようになっている。

【０００８】 回転センサ３は、外周部にリラクタを有し機関の回転に対して一定の回転比で 回転するロータと、該ロータのリラクタを検出して機関の回転数に比例する周波 数のパルスを速度検出信号として出力する信号発電子とからなっている。リラク タを有するロータとしては、機関の起動電動機のピニオンと噛み合うリングギア や、機関の出力軸に取り付けられたプーリの外周に凹部あるいは突起部を形成し てリラクタとしたものを用いたり、雑誌「内燃機関」第３１巻３８９号（１９９ ２年３月号）３９頁に掲載されているように、燃料噴射ポンプのカム軸に回転数 検出用パルス板を特別に取り付けて、該パルス板をロータとして用いたりしてい る。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】 上記の電子ガバナ式の内燃機関用燃料供給制御装置では、機関の回転速度を検 出して速度検出信号を得るため、リラクを有するロータと該ロータのリラクタを 検出して速度検出信号を発生する信号発電子とが必要である。

【００１０】 従来のこの種の燃料供給制御装置では、前記のように、リラクタを有するロー タとして機関のリングギアや機関の出力軸に取り付けられたプーリを利用したり 、あるいは燃料噴射ポンプのカム軸に回転センサ用ロータとして特別に設けられ た回転数検出用パルス板を用いたりしていた。そのため、燃料供給制御装置を機 械式ガバナから電子ガバナ方式に置き換える場合には、信号発電子を取り付ける ために機関のケースに設ける取付部をアクチュエータとは別の所に設けたり、あ るいは回転数検出用パルス板を新設したりする必要があり、これらのことが製造 コストの上昇を招く要因となっていた。

【００１１】 本考案の目的は、ロータを新設したり、機関のケースに信号発電子の取付部を 特別に設けたりすることなく回転センサを構成できるようにして、機械式ガバナ からの置き換えを容易に行なうことができるようにした電子カバナ式の内燃機関 用燃料供給制御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、内燃機関の回転速度を指示回転速度に一致させるように機関への燃 料の供給量を制御する内燃機関用燃料供給制御装置に係わるものであって、本考 案が対象とする燃料供給制御装置は、内燃機関のクランク軸により駆動されるカ ム軸と該カム軸に設けられたカムにより駆動されるポンプ機構とを備えていて内 燃機関のケースに固定された燃料噴射ポンプと、燃料噴射ポンプに固定されたフ レームに支持されていて可動側磁極部を有する可動子と、該可動子の可動側磁極 部が所定の間隙を介して対向する固定側磁極部を有する鉄心に励磁コイルが巻装 されて該励磁コイルが励磁された際に固定側磁極部と可動側磁極部との間に磁気 吸引力を生じさせる固定子と、可動子を磁気吸引力に抗する方向に付勢する復帰 バネとを備えていて、可動子が燃料噴射ポンプの燃料吐出量調節手段に連結され た電磁式アクチュエータと、内燃機関の回転速度情報を含む速度検出信号を出力 する回転センサと、該回転センサから得られる速度検出信号を入力として電磁式 アクチュエータの励磁コイルに供給する電流を制御するコントローラとを備えて いる。

【００１３】 本考案においては、燃料噴射ポンプのカム軸に取り付けられていて外周にリラ クタを有するロータと、電磁式アクチュエータのフレームに固定されていてロー タのリラクタを検出して速度検出信号を発生する信号発電子とにより前記回転セ ンサを構成する。

【００１４】 上記のように、信号発電子を電磁式アクチュエータのフレームに固定するよう すると、信号発電子を取り付けるための取付部を機関のケースに新設する必要が ないため、信号発電子の取り付けを容易にすることができる。

【００１５】 内燃機関のクランク軸から燃料噴射ポンプのカム軸に動力を伝達する伝達機構 の一部を構成するために、上記カム軸に歯車が取り付けられている場合には、該 カム軸に取り付けられた歯車の外周の歯を検出して速度検出信号を発生する信号 発電子により、上記回転センサを構成することができる。即ち、カム軸に歯車が 取り付けられている場合には、該歯車をロータとして利用して、該ロータと信号 発電子とにより回転センサを構成することができる。

【００１６】 上記のように、歯車伝達機構の一部を構成する歯車を回転センサのロータとし て用いて、該歯車の歯を信号発電子により検出することによって速度検出信号を 発生させるようにすると、回転センサ専用のロータを設けることなく、内燃機関 の回転速度に比例する周波数のパルス信号を速度検出信号として得ることができ 、回転センサの構成を簡単にすることができる。

【００１７】

【考案の実施の形態】

図１ないし図５は、本考案に係わる内燃機関用燃料供給制御装置の構成例を示 したものである。図１は同内燃機関用燃料供給制御装置の縦断面図、図２は図１ の制御装置のカバーを断面して同図の右方から内部を見た断面図で、これらの図 において２は内燃機関のケース１０に対して固定された燃料噴射ポンプ、３は回 転センサ、５はアクチュエータカバー１３に取り付けられて機関のケース１０に 対して固定された電磁式アクチュエータである。

【００１８】 燃料噴射ポンプ２は、ポンプハウジング１４に固定されたポンプ機構１５と、 ポンプハウジング１４に嵌着された一方の軸受１６及び図示しない他方の軸受に より回転可能に支持されたカム軸１７と、ポンプ機構１５内に設けられたコント ロールラックを変位させて燃料吐出量を調節するコントロールリンク１９を有す る燃料吐出量調節手段とを備えている。カム軸１７の一端には歯車１１が取り付 けられ、歯車１１及び、該歯車１１に噛み合わされた中間歯車２０を含む伝達機 構を介して図示しない機関のクランク軸からカム軸１７に動力が伝達されるよう になっている。カム軸１７にはカム１８が設けられていて、該カム１８の回転に よりポンプ機構１５が駆動される。

【００１９】 本考案においては、回転センサ３のロータとして、カム軸１７に取り付けられ た歯車１１を用いる。図３に示すように、歯車１１は外周に多数の歯１１ａ，１ １ａ，…を有し、該歯車の外周に近接して信号発電子１２が配置されている。

【００２０】 信号発電子１２は、継鉄２１と永久磁石２２と先端に磁極部２３ａを有する信 号発電子用鉄心２３と該鉄心２３に巻回された信号コイル２４とを樹脂製のケー ス２５内に収納したものからなっていて、磁極部２３ａを歯車１１の歯１１ａに 小間隙を介して対向させた状態でアクチュエータ５のフレーム２６に固定されて いる。歯車１１の歯１１ａは回転センサのリラクタとして作用し、各歯１１ａが 信号発電子用鉄心の磁極部２３ａの位置を通過する際に鉄心２３を通る磁束に変 化を生じさせて、信号コイル２４に、内燃機関の回転速度に比例した周波数のパ ルス信号を誘起させる。このパルス信号が速度検出信号として信号発電子１２か ら出力される。

【００２１】 電磁式アクチュエータ５は、図４ないし図６に示すように、アルミ合金等で形 成されたフレーム２６に固定された固定子２７と、フレーム２６に回動可能に支 持された可動子２８と、固定子２７と可動子２８との間に設けられた１対の復帰 バネ２９，２９とを備えている。フレーム２６にはまた、信号発電子１２がネジ ３０により取り付けられている。

【００２２】 固定子２７は、所定の形状の鉄板の積層体からなるほぼコ字状の鉄心３１と、 該鉄心３１の中央部にボビン３２を介して巻回された励磁コイル３３とからなっ ている。鉄心３１の両端部には、対向する１対の円弧状の曲面からなる磁極面を もつ固定側磁極部３１ａ，３１ａが形成されている。励磁コイル３３の両端子は リード線３４ａ，３４ｂにより図示しないコントローラに接続されている。鉄心 ３１はネジ３５ａ〜３５ｃによりフレーム２６に固定されている。

【００２３】 可動子２８は所定の形状に打ち抜かれた鉄板の積層体からなっていて、固定側 磁極部３１ａ，３１ａと所定の間隙を介して対向する１対の可動側磁極部２８ａ ，２８ａを有している。図５に示したように、可動子２８はフレーム２６に軸受 ３６により回転可能に支持された回転軸３７の一端に固定されている。図４の状 態で励磁コイル３３に励磁電流が流れると、固定側磁極部３１ａと可動側磁極部 ２８ａとの間に磁気吸引力が生じ、この磁気吸引力により可動子２８が図示の矢 印方向に回動しようとする。

【００２４】 図示の例では、１対の復帰バネ２９，２９が引張りコイルバネからなっていて 、各バネの両端がそれぞれ固定子と可動子とに係止され、これらのバネにより、 可動子２８が上記磁気吸引力に抗する方向に付勢されている。可動子２８は励磁 コイル３３から生じる磁束により生じさせられる磁気吸引力と復帰バネ２９の付 勢力とが釣り合う位置で停止する。

【００２５】 可動子の回転軸３７の他端にはアクチュエータ出力レバー３８が固定され、該 レバーの先端部にアクチュエータ出力ピンが固定されている。

【００２６】 信号発電子１２は、アクチュエータ５が機関のケース１０に取り付けられた際 に、信号発電子用鉄心の磁極部２３ａが燃料噴射ポンプ駆動用歯車１１の外周に 所定の間隙を介して対向する状態になるように、アクチュエータのフレーム２６ に設けられた支柱２６ａにねじ３０で固定されている。

【００２７】 アクチュエータの固定子２７及び可動子２８と信号発電子１２とが取り付けら れたフレーム２６は、図１及び図２に示すように、ねじ４０によりアクチュエー タカバー１３に固定され、該アクチュエータカバーが機関のケース１０に取り付 けられる。

【００２８】 アクチュエータ出力ピン３９は、一端がコントロールリンク１９に連結された リンクプレート４１の他端側に係合させられていて、アクチュエータの可動子２ ８の回動により、リンクプレート４１及びコントロールリンク１９が図１におい て左右方向に変位させられるようになっている。燃料噴射ポンプ２の燃料吐出量 は可動子２８に加わる磁気吸引力と復帰バネ２９の付勢力とが釣り合った位置に 対応した吐出量となる。

【００２９】 図２に示したように、アクチュエータカバー１３には、該カバーを貫通するレ バー軸４２が取り付けられ、レバー軸４２のアクチュエータカバー１３外に位置 する一端には、手動停止用レバー４３が固定されている。またレバー軸４２のカ バー１３内に位置する他端にはインナレバー４４が取り付けられ、レバー軸４２ と手動停止用レバー４３とインナレバー４４とにより手動停止機構が構成されて いる。インナレバー４４の先端部はリンクプレート４１に形成された突起部４１ ａに当接されていて、内燃機関を停止させようとする際に、手動停止レバー４３ を動かして燃料噴射ポンプのコントロールリンク１９を燃料停止の位置まで変位 させることにより、機関を停止させることができるようになっている。

【００３０】 電磁式アクチュエータ５の励磁コイル３３に流れる励磁電流を制御するコント ローラ６と回転速度指示器４とは公知のものを用いることができ、コントローラ ６は回転速度指示器４から得られる速度指示信号及び回転センサ３３から得られ る速度検出信号と、その他の機関運転状態の情報とを入力として、機関の回転速 度を指示速度に一致させるために必要な操作量を演算し、該操作量だけアクチュ エータの可動子２８を変位させるように所定の励磁電流を励磁コイル３３に供給 する。これによりアクチュエータ５は燃料噴射ポンプ２の燃料吐出量調節手段を 調節し、所定の燃料を機関に与えて回転速度を指示速度に近付ける。

【００３１】 燃料供給制御装置の機械式ガバナを上記の電磁式アクチュエータに交換する場 合には、信号発電子１２と共にフレーム２６に組み付けられた電磁式アクチュエ ータ５をアクチュエータカバー１３に取り付けた状態で、該アクチュエータカバ ー１３を図示しないボルトにより内燃機関のケース１０に固定し、アクチュエー タ出力ピン３９をリンクプレート４１を介して燃料噴射ポンプのコントロールリ ンク１９に連結すればよい。

【００３２】 上記のように、本考案によれば、機関のケースに信号発電子の取付け部を特に 設けたり、回転センサ専用のロータを新設したりする必要がないため、燃料供給 制御装置の構成を簡単にすることができ、また機械式ガバナから電子式ガバナへ の変更を容易に行なうことができる。

【００３３】 上記の例では、機関のクランク軸からカム軸に動力を伝達するために歯車伝達 機構を持ちているが、クランク軸からカム軸にチェーンスプロケット機構や、タ イミングベルト等の他の動力伝達機構を介して動力を伝達する場合にも、本考案 を適用することができる。チェーンスプロケット機構を用いる場合には、チェエ ーンを噛み合わせるためにカム軸に取り付けた歯車（スプロケットホイール）を 回転センサのロータとして用いて、該歯車の歯を信号発電子１２によって検出す ることにより速度検出信号を得ることができる。またタイミングベルトを用いる 場合には、該タイミングベルトを噛み合わせるためにカム軸に取り付ける歯車（ ベルト車）を回転センサのロータとして用いればよい。

【００３４】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、回転センサを構成する信号発電子を電磁式ア クチュエータのフレームに固定することにより、信号発電子を取り付けるための 取付部を機関のケースに新設する必要がないようにしたため、信号発電子の取り 付けを容易にすることができる。

【００３５】 特に請求項２に記載した考案によれば、機関のクランク軸から燃料噴射ポンプ のカム軸に動力を伝達する伝達機構の一部を構成するためにカム軸に取り付けら れた歯車を回転センサのロータとして用いて、その歯車の外周の歯を信号発電子 によって検出することにより速度検出信号を得るようにしたので、リラクタを有 するロータを別個に設ける必要がなく、機関のケースに信号発電子の取り付け部 を新設する必要がないことと相俟って、機械式ガバナから電子式ガバナへの変更 を容易に行なわせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる内燃機関用燃料供給制御装置の
構成例を示した縦断面図である。

【図２】図１の制御装置のカバーを断面して同図の右方
から内部を見た断面図である。

【図３】本考案で用いる回転センサの構成例を示した断
面図である。

【図４】本考案で用いる電磁式アクチュエータの構成例
を示した正面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】図５のＸ方向矢視図である。

【図７】燃料供給制御装置の構成例を示したブロック図
である。

【符号の説明】

２ 燃料噴射ポンプ ３ 回転センサ ５ 電磁式アクチュエータ １０ ケース １１ 燃料噴射ポンプ駆動用歯車 １２ 信号発電子 １３ アクチュエータカバー １５ ポンプ機構 １７ カム軸 １８ カム １９ コントロールリンク ２６ フレーム ２７ 固定子 ２８ 可動子 ２８ａ 可動側磁極部 ２９ 復帰バネ ３１ 鉄心 ３１ａ 固定側磁極部 ３３ 励磁コイル ３７ 可動子回転軸 ３８ アクチュエータ出力レバー ４１ リンクプレート ４３ 手動停止用レバー

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のクランク軸により駆動される
   カム軸と該カム軸に設けられたカムにより駆動されて内
   燃機関に供給される燃料を吐出するポンプ機構とを備え
   て前記内燃機関のケースに対して固定された燃料噴射ポ
   ンプと、 前記燃料噴射ポンプに対して固定されたフレームに変位
   可能に支持された可動側磁極部を有する可動子と、前記
   可動子が変位する過程で前記可動側磁極部が所定の間隙
   を介して対向する固定側磁極部を有する鉄心と該鉄心に
   巻装されて励磁された際に前記固定側磁極部と可動側磁
   極部との間に磁気吸引力を生じさせる励磁コイルとを有
   して前記フレームに固定された固定子と、前記可動子を
   前記磁気吸引力に抗する方向に付勢する復帰バネとを備
   えて、前記可動子が前記燃料噴射ポンプの燃料吐出量調
   節手段に連結された電磁式アクチュエータと、 前記内燃機関の回転速度の情報を含む速度検出信号を出
   力する回転センサと、 前記回転センサから得られる速度検出信号を入力として
   前記電磁式アクチュエータの励磁コイルに供給する電流
   を制御するコントローラとを備えた内燃機関用燃料供給
   制御装置において、 前記回転センサは、外周部にリラクタを有していて前記
   カム軸に取り付けられたロータと、前記ロータのリラク
   タを検出して前記速度検出信号を発生する信号発電子と
   からなり、 前記信号発電子は前記アクチュエータのフレームに固定
   されていることを特徴とする内燃機関用燃料供給制御装
   置。
2. 【請求項２】 内燃機関のクランク軸により駆動される
   カム軸と該カム軸に設けられたカムにより駆動されて内
   燃機関に供給される燃料を吐出するポンプ機構とを備え
   て前記内燃機関のケースに対して固定された燃料噴射ポ
   ンプと、 前記燃料噴射ポンプに対して固定されたフレームに変位
   可能に支持された可動側磁極部を有する可動子と、前記
   可動子が変位する過程で前記可動側磁極部が所定の間隙
   を介して対向する固定側磁極部を有する鉄心と該鉄心に
   巻装されて励磁された際に前記固定側磁極部と可動側磁
   極部との間に磁気吸引力を生じさせる励磁コイルとを有
   して前記フレームに固定された固定子と、前記可動子を
   前記磁気吸引力に抗する方向に付勢する復帰バネとを備
   えて、前記可動子が前記燃料噴射ポンプの燃料吐出量調
   節手段に連結された電磁式アクチュエータと、 前記内燃機関の回転速度の情報を含む速度検出信号を出
   力する回転センサと、 前記回転センサから得られる速度検出信号を入力として
   前記電磁式アクチュエータの励磁コイルに供給する電流
   を制御するコントローラとを備えた内燃機関用燃料供給
   制御装置において、 前記回転センサは、前記クランク軸からカム軸に動力を
   伝達する伝達機構の一部を構成するために前記カム軸に
   取り付けられた歯車の外周の歯を検出して前記速度検出
   信号を発生する信号発電子からなり、 前記信号発電子は前記アクチュエータのフレームに固定
   されていることを特徴とする内燃機関用燃料供給制御装
   置。