JPS6011656A - 燃料噴射ポンプのコントロ−ルラツク制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２バンクを有するディーゼルエンジンに付設
された２台の燃料噴射チンゾのコントロールラックを制
御する方法に関する。

ディーゼルエンジンに使用されるガバナ装置は、第１図
にその特性を例示するように、エンジンの回転速度Ｎｅ
カスロットルレパー（燃料コントロールレバー）の操作
位置Ｐ１　（低速）、Ｐ２（中速）、Ｐｓ　（高速）に
対応した回転速度Ｎｌ、Ｎ、、Ｎ３となるように燃料噴
射ポンプ（図示せず）のコントロールラックの位置を制
御する作用、つまりエンジンの出力トルクを制御する作
用をなす。

ところで、２バンクを有するディーゼルエンジン、たと
えばＶ型ディーゼルエンジンは、各バンクに燃料噴射ポ
ンプを設けているものが多い。かかるエンジンをいわゆ
る電子式ガバナ装置を用いて調速する場合、従来は上記
各燃料噴射ポンプのコントロールラックを同一の指令信
号にょシ同一の態様で作動させており、そのためっぎの
ような不都合を生じていた。すなわち燃料噴射ポンプが
１個である通常のディーゼルエンジンにおいては、軽負
荷時（第１図におけるＡ領域）においても上記噴射ポン
プよシ相当量の燃料が噴射されるが、上記２個の噴射ポ
ンプを備えたＶ型ディーゼルエンジンにおいては、ガバ
ナ装置の特性上上記軽負荷時における各ポンプの燃料噴
射量がきわめて少なくなり、そのだめエンジンの燃焼状
態が悪くなるという問題を生じていた。

本発明はかかる点に鑑み、上記軽負荷時におけるエンジ
ンの燃焼状態の悪化を解消することができる燃料噴射ポ
ンプのコントロールラック制御方法を提供しようとする
ものである。

そのため本発明では、２パンクを有するディーゼルエン
ジンの各パンクに配設された燃料噴射ポンプのコントロ
ールラックを電子式ガバナ装置によって制御し、もって
上記エンジンの調速を行なう場合において、一方の燃料
噴射ポンプのコントロールラックが所定の位置まで移動
される範囲内では、他方の燃料噴射ポンプにおけるコン
トロールラックの移動を禁止させるようにしている。

以下、図示する実施例を参照しながら本発明の詳細な説
明する。

第１図に示すディーゼルエンジン１は、２つのパンク２
，２′を有するＶ型仕様のものである。上記各パンク２
，２′の側方に配設された燃料噴射ポンプ３，３′は、
上記エンジン１の回転動力を利用して該エンジン１の各
パンクについてのインジェクタ２８〜２　ｆｔ　２　ａ
’〜２　ｆ’に燃料を供給する作用をなすものであシ、
それらの燃料供給量は第２図に示すコントロールラック
３　ａ　、　３　ｍ’の左右方向位置を変化させること
によって調整される。

第２図に示す直流ソレノイド４，４′は、上記コントロ
ールラック３，３′をリターンスプリング５゜５′に抗
して移動させるアクチュエータであり、そのプランジャ
４　ａ　＋　４　ａ’をラック３ａ＊３ａ’の右端に当
接させである。上記ラック３　ａ　＊　３　ｒｌの位置
はこのシランジャ４ａ、４１１′のストロークに応じて
変化し、該プランジャのストロークはこのソレノイド４
，４′に印加する電圧値つまシ該ソレノイドに流す電流
の大きさに応じて変化する。したがって上記各ソレノイ
ドに対する印加電圧の値を制御することによって上記各
パンク２．２′についての燃料の噴射量を制御すること
ができる。

なお、第２図はソレノイド４，４′によってコントロー
ルラック３　ａ　、　３　ａ’をフルロード位置、つま
シラツク３　ａ　＋１３　ａ’がストツノや２６に当接
する位置まで作動されている状態を示している。

上記プランジャ４　ｍ　、　４　ａ’に従動するラック
位置検出器６．ｅｆは、上記ラック３　ａ　＊　３　ａ
’の移動位置を電気信号Ｓ１　、Ｓ’、として検出する
ものであり、この実施例ではポテンショメータを適用し
ている。また第１図に示したスロットルレバー位置検出
器７は、スロットルンバー８の操作位置を電気信号Ｓ２
として検出するものであシ、これもポテンショメータ等
が適用される。

エンジン回転速度検出器９は、エンジン１の回転数を検
出するものであわ、該エンジンによって回動される歯車
１０の歯に対向して設けである。

この検出器９は、いわゆる電磁ピックアップであシ、上
記歯車の歯の凹凸に基づく磁気的変化を′５１′１用し
てエンジンの回転数に対応した周波数の電気信号Ｓ３を
出力する。しかして、その出力信号Ｓ３は波形整形回路
１１で方形波に整形され、かつ分周回路１２で分周され
たのち中央処理装置１３（以下、ＣＰＵと略称する）に
入力される。

排気温度検出器１４は、エンジン１の排気温度（５） に対応した電気信号ｓ４を出力するものであり、上記エ
ンジンの排気マニホールドに付設されている。

冷却水検出器１５は、エンジン１の冷却水の温度に対応
した電気信号ｓ５を出方するものであシ、該エンジンの
冷却配管系内に設置されている。

油圧検出器１６は、エンジン１の潤滑油圧に対応した電
気信号Ｓ６を出力するものであシ、エンジンの潤滑配管
中の適所たとえばオイルフィルタに設置される。

ＣＰＵ　１３は、アナログ／デジタル変換器１７を介し
て入力される上記各検出器７，１４．１５および１６の
出力信号８２　＋　８４　＋　８６およびｓ６と、上記
分周回路１２の出力信号ｓ３′とに基づいて、上記コン
トロールラック３　＆　＊　３　ａ’の移動位置を指令
する信号Ｓｃ、Ｓｃ’を演算し、かつエンジン１の異常
を検出する作用をなす。しかしてその演算結果および検
出結果はデジタル／アナログ変換器１８（以下、Ｄ／Ａ
変換器と略称する）を介しラック位置指令信号Ｓ、、Ｓ
γ′および異警報信（６） 号Ｓ８として出力される。

ソレノイド駆動回路１９は、上記ラック位置指令信号Ｓ
７　、Ｓ、’と前記ラック位置検出器６，６′の出力信
号Ｓ１とに基づいて、上記信号Ｓ７＋８７’に対応した
位置にラック３　ａ　＋　３　ａ’を移動させるように
前記ソレノイド４，４′を各々制御するものである。第
３図に例示するようにこの駆動回路１９は、上記指令信
号Ｓ、、Ｓ７’を加算点２０゜２０′を介して入力する
パルス幅変調（ＰＷＭ）回路２２　、２２’と、該変調
回路２２　、２２’の出力信号を入力して上記ソレノイ
ドを駆動する増幅器２３゜２３′とを備え、上記ラック
位置検出器６の出力信号Ｓ１を加算点２０にフィードバ
ックさせるように構成されている。

い１、上記指令信号Ｓ７とラック位置信号Ｓ１との偏差
が加算点２０より出力されると、この偏差に対応したデ
ユーティ比のパルス信号が上記変調回路２２よ多出力さ
れ、これによって上記ソレノイド４が付勢される。しか
して上記プランジャ４ａが上記偏差が零となるように移
動され、これによって上記コントロールラック３ａが上
記指令信号Ｓ７に対応する位置まで移動される。また、
指令信号８７′が加算点２０′に入力された場合も、上
記と同様の態様で該指令信号８７′に対応した位置まで
コントロールラック３ａ’が移動される。

なお第１図に示したメモリ２５は、後述する制御シーケ
ンスを実施するためのプログラムをストアさせるもので
ある。

第４図の破線枠２６内は、上記ＣＰＵ　１３の主たる処
理内容を示している。同枠内に示す如く、ＣＰＵ　１３
は上記スロットルレバー位置検出器７の出力信号Ｓ２と
エンジン１の回転速度を示す信号８３′との偏差をとシ
（処理３１）、ついでこの偏差に対するＰＩＤ　（微分
、積分、比例）補償演算を実行する（処理３２）。そし
てＰＩＤ補償された偏差信号ＳＡに後述の信号値制限処
理を施しく処理３３）。

この処理を経た。信号ＳＡを信号Ｓｃとして出力する。

また前記メモリ２５に予め記憶させた後述する関数と上
記偏差信号ＳＡとに基づいて該偏差に対応する関数値を
上記メモリ２５から読出すとともに（処理３４）、その
関数値を示す信号ｓＢに対し上記信号値制限処理３３を
施し、その処理結果を信号Ｓ。′　として出力する。

上記信号値制限処理３３は、上記信号ｓＡ、ｓＢの上限
つまり該各信号をＤ／Ａ変換器１８で変換したラック位
置指令信号ＳＡ、ＳＲの上限を規制するものであり、こ
の規制において前記コントロールラック３　ａ　、　３
　ａ’が第１図にラインＲ１１１８にで示す位置以上に
移動されることが抑制される。

また、上記メモリ２５に記憶させた関数は、第５図に示
すように信号ＳＡをパラメータとするものであわ、該信
号ＳＡを上記メモリのアドレスデータとして入力するこ
とによシ上記信号ＳＲが該メモリ２５から読出される。

いま、スロットルレバー８が低速位置（たとえばアイド
リング位置）にセットされ、このとき上記信号ＳＡの値
が第５図の領域Ｉに示す範囲にあるとすると、この信号
ＳＡは制限値ＳＡ−ｍａＸ　よシ小さいことから前記Ｄ
／Ａ変換器１８からラック位置指令信号Ｓγとして出力
され、これによって前記（９）　。

バンク２についての噴射ポンプ３のコントロールラック
３ａが該信号に対応した距離だけ右端位置から左行され
る。一方、上記領域Ｎにおいては信号ＳＢが零であるの
で信号Ｓ、／も零となシ、シたがって前記バンク７につ
いての噴射Ｉンプぎのコントｏ−シラツク３ａ’はその
移動範囲の右端位置におかれている。

上記領域Ｉは第１図に示した軽負荷領域Ａに対応してい
るが、上記するように本発明によればこの軽負荷時に一
方コントロールラック３ａのみが作動される。っまシ、
一方の燃料噴射ボン７’３ａのみから燃料が噴射される
。いま、従来のように双方のコントロールラック３　’
　ｐ　３　ａ’を同一量だけ作動させた場合の各燃料噴
射ポンプ３，３′の燃料噴射量を各々ｔとすると、上記
のように一方のラック３ａのみを作動させた場合、この
ラック３ａについての噴射ポンプの燃料噴射量は約２ｔ
となる。つまり、前者の場合に比してラック３ａの移動
量が約２倍となる。したがって軽負荷時においても燃焼
に支障をきたさない十分な量の燃料（１０） がパンク２側の各シリンダに供給され、これによって効
率よくエンジン１を作動させることができる０ 第５図の領域ぼけ、第１図に示した中間負荷領域Ｂに対
応しており、いま負荷トルクの増大により上記偏差信号
ＳＡの値が上記領域Ｂ′内の値をとると、同第５図の関
数関係に従って信号ＳＡの値に対応した信号ＳＢがメモ
リ２５から読出される。この結果、上記コントロールラ
ック３ａ　、　３ａ′の双方が作動されて、エンジン１
の各パンク２，２′のシリンダに燃料が供給される。第
５図に示した関数関係によれば、信号ＳＡが領域Ｉの値
から領域Ｗの値に移行するさいに信号ＳＢが零から増加
するので、バンクτ側のシリンダに急激に燃料が供給さ
れてるという虞れはなく、シたがってエンジン回転数が
滑らかに増加される。

第５図の領域Ｃ′は第１図に示した通常負荷領域Ｃ（建
設機械等においてはこの領域σでエンジンが作動されて
いる場合が多い）に対応しており、この領域ではスロッ
トルンバー８が大きく操作さく１１） れている。この領域Ｃにおいては、同図の関数から明ら
かなとおり信号ＳＡと信号ＳＲが等しい値をとり、これ
によって前記コントロールラック３ａ。

３　ａ’がそれらの信号の値に応じて同じ量だけ移動さ
れる。

なお、信号ｓＡ、　ｓＢが制限値ＳＡ−ｍａｘ　’　Ｓ
Ｒ−ｍｌＬＸ以上になった場合には第４図の処理３３に
よってこれらの制限値がラック位置指令信号ｓ７　、ｓ
７’の値となる。

また第４図においては、説明を容易にするためスロット
ルレバー位置信号を加算点３′に直接入力させているが
、実際にはエンジンの状態を示す前記各検出器１４．１
５および１６の出力信号Ｓ４゜Ｓ５およびＳ６に基づい
て上記信号Ｓ２を適宜変化させた信号が上記減算点３１
に入力される。

さらに上記実施例では、信号ＳＡをアドレス信号として
信号ＳＢをメモリ２５から得ているが、第４図に点線で
示す如くコントロールラック３ａの位置を示す位置検出
器６の出力信号Ｓ１を上記アドレス信号として使用して
もよい。

（１２） 本発明によれば、軽負荷時に２台の燃料噴射ポンプのう
ちの一方のみを作動させるようにしているので、該軽負
荷時における炉料の燃焼効率を高めて燃量の向上を図る
ことができ、また軽負荷時においてエン−シンを安定に
作動させることができる０

【図面の簡単な説明】

第１図はガバナ装置の作用を示した特性図、第２図は本
発明の方法を実施するための装置の一例を示したブロッ
ク図、第３図は燃料噴射ポンプに対するソレノイドの配
置態様を示した概念図、第４図はＣＰＵの作用とソレノ
イド駆動回路の構成例を示したブロック図、第５図は一
方のコントロールラックに対する他方のコントロールラ
ックの作動態様を示した図である。 １・・・エンジン、２　、２’・・・バンク、３．３’
・・・溶料噴射ポンプ、４．４’・・・ソレノイド、６
・・・ラック位置検出器、７・・・スロットルレバー位
置検出器、第１図 第３図 ５・５“　３ａ、３ａ”。、４ｏ。 ９ ６ 匡ヨコ ４．４９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２バンクを有するディーゼルエンジンノ各バンクに配設
   された燃料噴射ポンプのコントロールラックを電子式ガ
   バナ装置によって゛制御し、もって上記エンジンの調速
   を行なう場合において、一方の燃料噴射ポンプのコント
   ロールラックが所定の位置まで移動される範囲内では、
   他方の燃料噴射ポンプにおけるコントロールラックの移
   動を禁止させるようにしたことを特徴とする燃料噴射ポ
   ンプのコントロールラック制御方法。