JPS62191644A - 内燃機関の調速制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、内燃機関、特にディーゼル機関用の燃料噴
射ポンプの噴射燃料量設定制御を電気的な指令に括づい
て実行させる内燃機関の調速制御装置に関する。

［背景技術］ 例えばディーゼル機関にあっては、この機関の複数の気
筒それぞれに設定される燃料噴射弁に対して、燃料噴射
ポンプから調量された燃料が供給され、上記各気筒に調
量された燃料が噴射制御されるようになっている。この
場合、上記機関の運転状態に対応した指令に基づいて、
上記噴射ポンプの燃料噴射量制御が実行される。そして
、このような燃料噴射量制御は、例えばディーゼル機関
の電気的な運転状態検出手段からの検出信号に基づいて
適正噴射量を演算し、この演算結果に対応した電気的な
信号によって、上記噴射ポンプの噴射口調節部材を駆動
するようにしているものである。そして、この噴射ｒ：
Ｌ調節部材のの駆動手段としては、電磁的なアクチュエ
ータ機構、さらにはこのようなアクチュエータ機構に油
圧機構を組合わせた電気的な制御手段が考えられている
。

この場合、上記噴射量調節部材の位置が噴射燃料量に対
応するようになるものであり、この調節部材の位置を電
気的な位置検出器を用いて検出し、この検出信号に基づ
いて上記噴射量調節部材の位置決めのだめのフィードバ
ック制御を実行するようにしている。

しかし、このように構成される調速制御装置において、
上記燃料の噴射ご調節部材の位置を検出する検出器の検
出信号にばらつきが存在するものであり、また噴射量調
節部材と位置検出器とのト］１対的な位置関係にばらつ
きがあり、噴射量調節部材の位置に対する位置検出器か
らの検出信号に充分な精度を設定することか困難である
。すなわち、精度の高い噴射全調節部材の位置決め制御
、並びに精度の高い燃料噴射量制御を実行させるために
問題点を有するものであった。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、燃料
を調量して噴射制御させる噴射ポンプの燃料噴射量調節
部材の動きを、電気的な位置検出手段において高精度に
検出できるようにすると共に、特に噴射量調節部材と、
その位置検出手段からの検出信号との相対関係を高精度
に調節設定できるようにして、例えばディーゼル機関に
対する燃料噴射量制御が、高精度に実行できるようにす
る内燃機関の調速制御装置を提供しようとするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明に係る内燃機関の調速制御装置にあ
っては、指令噴射量に対応した信号によって駆動される
電磁機構によって、燃料噴射ポンブノ噴射量調節部材を
駆動するようにすると共に、この調節部材の動きを連結
部材を介して位置検出手段に伝達し、この位置検出手段
からの検出信号を実噴射量信号として用いて、電気的な
燃料噴射量制御が実行されるようにする。この場合、」
二層連結部材の例えば位置関係を可変して、噴射量調節
部材と位置検出手段との相対位置関係を補正制御される
ようにするものであり、この補正部材を操作制御し固定
設定することができるようにしているものである。

［作用］ 上記のような調速制御装置にあっては、内燃機関の運転
状態の検出信号によって、例えばマイクロコンピュータ
を利用した電子制御装置によって適正噴射燃料量を演算
するものであり、その演算結果に対応した噴射量信号に
よって噴射量調節部材が駆動され、この部材の動きの量
に対応した量の燃料が噴射制御されるようになる。そし
て、この調節部材の動作位置が連結部材を介して位置検
出手段に伝達され、この検出手段から実噴射量信号とし
て検出されるようになる。この場合、連結部材によって
噴射口調節部材と位置検出手段との相対位置関係が設定
されるものであり、その位置関係は補正手段によって可
変調節できるようになる。すなわち、補正手段を操作設
定することによって、噴射量調節部材の位置に対応した
位置検出信号が高精度に得られるように調節補正制御で
きるようになるものであり、精度の高い実噴射量信号が
確実に１９られるようになって、高精度の燃料＋１ｒＩ
射量制御が実行できるようになるものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図は調速装置の＋７．Ｓ成を示すもので、この調速
装置では例えばボッシュ型の燃料噴射ポンプの噴射ｒ：
Ｌ調節部材に対して、コントロールラック１１が連結さ
れるようになるものである。すなわち、このコントロー
ルラック１１の矢印で示すような直線方向の動きによっ
て上記調節部材が駆動され、その位置に対応した噴射燃
料量が設定されるようになる。

このコントロールラック１１は、この調速装置を）７４
成するハウジング１２の内部に導入されるもので、この
ハウジング１２の内部で電磁式アクチュエータ機ｈ’／
ｌ　ｌ　３を構成する連結棒１４に適宜ビンを介して連
結される。この連結棒１４は、ステータコア１５の中心
孔部を貫通して設定されるもので、その先端にはムービ
ングコア１Ｇが取付けられている。この場合、」二１；
己ステータコア１５とムービングコア１Ｂとの間にはス
プリング１７が介在設定されている。上記ステータコア
１５の外周部には、励磁コイル■８が設定され、この励
磁コイル１８に励磁電流を供給することによって、ステ
ータコア１５とムービングコア１６との間に吸引力が発
生し、ムービングコア１６がスプリング１７に抗して吸
引駆動されるようになる。

この場合のムービングコア１Ｇの移動量は、励磁コイル
Ｉ８に流れる励磁電流によって決定されるもので、この
励磁電流は電子的な制御回路１９によって制御される。

上記コントロールラック１４には、連結バー２０の一端
がビン２１によって回動自在に連結されている。

この連結バー２０は、支持軸２２で回動自在に支持され
ているもので、この連結バー２０の他端には同じくビン
２３によって実位置検出器２４の連結棒２５が連結され
ている。すなわち、この実位置検出器２４の連結棒２５
と上記電磁アクチュエータ機構１３の連結棒１４とが、
連結バー２０によって構成される連結部ヰ」によって結
合されるもので、連結棒１４が矢印Ａの方向に移動され
た場合、連結棒２５がその逆方向に４二記移動量に対応
する量だけ移動されるようになる。この場合、連結棒Ｉ
４と連結棒２５との相対位置関係は、連結バー２０の位
置によって決定されるようになる。

実位置検出器２４は、上記連結棒２５と一体的に設定さ
れたコア２６と、このコア２６の外周部に固定的に設定
される誘導コイル２７によって構成されるもので、連結
棒２５と一体に移動されるコア２Ｇの位置に対応してコ
イル２７のインピーダンスが変化され、このコア２６の
位置に対応した電気的な信号が検出回路２８で検出され
るようになっている。ここで、連結棒２５の位置は、コ
ントロールラック１１と共に移動する連結棒１４の位置
に対応して設定されるものであり、したがってコントロ
ールラック１１が燃峯−１噴射ポンプの噴射量調節部材
を駆動するものであるため、検出回路２８で検出される
信号は燃料の実噴射量を表現するようになる。そして、
この検出回路２８から得られるこの実燃料噴射量信号は
、制御回路１９に供給されるようになるものである。

尚、上記連結捧２５にはスプリング２９が設定されてい
る。このスプリング２９は、連結バー２０を介して電磁
アクチュエータ機構１３の電磁力に抗するように設定さ
れ、アクチュエータ機構１３の動きが正確に実位置検出
器２４に伝えられるようになっている。

上記連結バー２０の支持軸２２は、コントロール部＋Ａ
’３０の一端部分て支持されている。このコントロール
部キイ３０は固定支軸３１で回動自在に支持されている
もので、このレバー３０の他端はハウジング１２に形成
した開口を介して外部に導出され、一対の調節ねじ３２
１．３２２に挟まれて、その回動方向の位置が固定設定
されるようになっている。すなわち、この調節ねじ３２
１および３２２を１週節してコントロール部材３０の回
動方向の位置を変化させるようにすれば、連結バー２０
の支持軸２２の位置が変化され、連結棒１４と連結棒２
５との相対位置関係が変化Ｉ１１制御されるようになる
ものである。すなわち、この支持軸２２を支持するコン
トロール部月３０の部分は、実位置検出器２４とアクチ
ュエータ機＋Ｍ１３の相対位置関係のＦ＋［ｉ正手段、
すなわち実位置検出器２４の検出信号の補正手段を構成
するようになる。

上記ハウジング１２には、さらにこの図では示されない
機関の回転と同期的に回転される輔８３が導入されてい
る。この輔３３は例えば燃料噴射ポンプのカムシャフト
であり、この輔３３には一体的に回転されるように磁性
体による歯車３４が取付けられている。そして、この歯
車３４の歯の部分に近接するようにしてピックアップ３
５が設定され、このピックアップ３５から上記歯車３４
の歯を計数するようになるパルス信号が検出されるよう
にしている。

すなわち、このピックアップ３５からは、機関の回転数
に対応する周期のパルス信号が検出されるようになり、
この機関回転速度を表現するようになるパルス信号は、
機関回転数検出信号として制御回路１９に供給される。

制御回路１９は、例えばマイクロコンピュータによって
構成されるもので、上記機関回転速度検出信号の他に、
例えばアクセル操作量検出器３６、吸気圧検出器３７、
吸気温度検出器３８、燃料温度検出器３９、さらにスタ
ータ信号検出器４０等からの検出信号が供給され、これ
ら検出信号に基づき検出される機関の運転状態に対応し
た適正燃料噴射ごを演算する。そして、この演算結果に
対応した噴射損ス。号に基づいて電磁アクチュエータ１
３を制御し、機関にその演算結果に対応した量の燃料を
噴射させるようにするもので、その実噴射瓜を実位置検
出器２４で検出して制御回路１９に供給し、フィードバ
ック制御が実行されるようにしている。

第２図は上記のような調速装置を用いた機関制御手段の
構成を示したもので、上記したように各種検出器による
運転条件検出手段４１を備える。すなわち、この検出回
路４１ではアクセル操作量、機関回転数、各種温度等の
機関運転状態の検出信号か得られるもので、これら検出
信号は制御回路１９に供給される。

この制御回路１９では、前述したように上記検出信号に
基づく演算動作を実行して適正噴射燃料量を算出するも
ので、この演算結果に対応して電磁アクチュエータ機構
１３を駆動制御する。そして、このアクチュエータ機ｈ
’ｉ　ｌ　３１こよってコントロールラック１１介して
ｌ１ｆｉ　ｆＪＪ　量調節部材４２を駆動し、この調節
部材４２によって燃料噴射ポンプ４３を制御し、上記演
算された適正な量の燃料が内燃機関４４に噴射されるよ
うになる。

ここで、上記噴射量調節部材４２の動きは実位置検出器
２４で検出され、その検出信号は制御回路１９にフィー
ドバックされるようになっている。

第３図は、上記実施例で使用される連結バー２０、およ
びその支持軸２２を支えるコントロール部＋４’３０を
含む補正手段の具体的な構成例を示すもので、連結バー
２０に形成した軸受孔２０１に支持軸２２が挿入される
ようになる。この支持軸２２は、上記軸受孔２０＋に挿
入された状態で、サークリップ２０２で保Ｆｊ！設定さ
れ、この支持軸２２に連結バー２０が回動自在に支持さ
れるようにしている。

上記支持軸２２は、円筒状にしたコントロール部材３０
の端面に突出形成されるようになっているもので、この
場合コントロール部材３０の回転中心から距離を外れた
位置に支持軸２２が設定されるようにしている。ここで
、上記コントロール部材３ｏは、例えばハウジング１２
に形成した開口にＯリング３０１で油密の状態で貫通す
るようにして、さらに回転自在にして嵌め込み設定され
るもので、この部材３０の一端はハウジングの外に突出
されるようになる。

このハウジングから突出するコントロール部材３０の端
面には、板状にした調節部材３０２か一体的に取付けら
れているもので、この調節部材３０２は円筒状のコント
ロール部材３０の一方の側部に突出するようになってい
る。そして、この突出した部分に、コントロール部材３
０の中心軸に同心的な円弧に対応して細長い開口３０３
が形成され、この開口３０３に締め付けねじ３０４が嵌
め込まれ、ハウジングに固定されるようになっている。

すなわち、上記調節部材３０２を回動させてコントロー
ル部材３０を回転させることによって、この部材３０の
中心軸を外れて設定された支持軸２２が［１！１動され
、連結バー２０の回動中心の位置が変化制御されるよう
になる。そして、ねじ３０４を締め付けることによって
、コントロール部材３０の回転位置が固定され、連結バ
ー２０の回動中心位置が固定設定されるようになる。

具体的には、調節部材３０２を反時計方向に回動させた
とすると、支持軸２２も反時計方向に半径ｔの円周上で
回動する。このため、この支持軸２２によって回動軸部
を支持されている連結バー２０は、コントロールラック
１１に固定されたピン２１を中心として第４図に破線で
示すように回動され、実位置検出器２４のコア２６の相
対位置が変化されるようになる。

すなわち、調節部材３０２を回動させることによって、
コントロールラック１１が特定位置に固定された場合の
実位置検出器２４のコア２６の相対位置が設定されるよ
うになるものであり、上記コントロールラック１１の位
置に対する実位置検出器２４の実位置検出信号を調整す
ることができるようになるものである。

第５図は第４図における実線の状態および破線の状態そ
れぞれの実位置検出器２４からの検出信号の状態を示し
ている。

すなわち、例えば位置検出器の検出感度にばらつきがあ
るような場合、また電磁アクチュエータ機＋ｉ’１７１
３と実位置検出２ｇとのわＩ立て相対位置関係にばらつ
きが存在するような場合には、燃［−［の実噴射瓜に対
応するコントロールラック１１の位置と、実位置検出信
号との間に誤差が存在するようになり、粘度の高い燃料
噴射ポンプを実行することができない。このような誤差
は、例えば制御回路内でｂ［ｉ　ｉｌＥ制御することが
考えられるものであるが、その調整精度を向上させるこ
とが非常に困難である。また、組立てに際してシム等を
用い、コントロールラック１１の位置と位置検出器から
の出力信号との相対関係を：Ａ４ｉすることも考えられ
るが、実際的にこのような調整は困難であり、制御精度
を向−１−させることができない。

これに対して上記実施例に示した装置によれば、この調
速装置を組立てた後に、その外部よりコン！・ロールラ
ック１１の位置と実位置検出器２４からの検出信号との
相対関係が調整できるものであり、燃料噴射量のフィー
ドバック制御が非常に高精度に実行できるようになるも
のである。

ここで、上記のように構成される。調速制御装置におい
て、燃料噴射ポンプ４３の噴射量制御部材４２を制御す
る電磁アクチュエータ１３に制御信号を供給する制御回
路１９は、例えば第６図に示すように構成される。

この制御回路Ｉ９に対しては、アクセル操作量険Ｈｉ　
’Ａ’；ｒ　３Ｂ、吸気圧検出器３７、吸気温度検出器
３８、燃料温度検出器３９、スタータの制御に対応する
キースイッチ４５等からの検出信号、さらにピックアッ
プ３５によって構成される回転数検出器４Ｇからの検出
信号、および実位置検出器２４からの検出信号が供給設
定されている。

そして、上記上記検出４群からのキースイッチ信号は波
形整形回路４８で波形整形し、またアクセル操作量検出
信号、吸気圧検出信号、吸気温度検出信号、燃料温度検
出信号はバッファ４９に供給し、これら波形整形回路４
８およびバッファ４９からの出力信号がマイクロコンピ
ュータ等によって構成されるデータ処理装置５０に供給
されるようになっている。そして、このデ〜り処理装置
５０からの処理出力信号はアクチュエータサーボ５１に
供給し、このサーボ５１からの出力信号によって電磁ア
クチュエータ機構１３を駆動制御するようになるもので
ある。この場合、実位置検出Ｓ２４からの信号の供給さ
れる検出回路２８からの出力信号は、上記電磁アクチュ
エータ１３が実際に駆動された結果の信号として、すな
わち実際の噴射燃料量に対応する信号としてデータ処理
回路５０に供給され、この処理回路５０がアクチュエー
タサーボ５１に出力した指令信号と対比して、この指令
内容と実際の燃料噴射量とが精度良く一致するようにフ
ィードバック制御されるようにしている。

すなわち、上記データ処理装置５０では人力される各種
検出信号に基づいて、１」標とする燃料噴射量を算出す
るもので、この目標噴射量に対応する電磁アクチュエー
タ機構１３の駆動目標位置が演算されるようになる。そ
して、この１１標位置は検出回路２８からの実位置に対
応する信号と比較され、この１」標位置と実位置との２
分に対応してアクチュエータサーボ５１が制御され、こ
のサーボ５１によって電磁アクチュエータ機ｔ１１’＋
１３の励磁コイル１８に対する励磁電流が制御される。

その結果、コントロールラック１１が上記目標位置に一
致するように駆動制御され、燃料噴射ポンプ４３の燃料
噴射量をＩＩ　標値に設定するものである。

第７図は上記データ処理装置５０の構成例を示している
もので、目標噴射量を計算する中央処理ユニッ１−（Ｃ
ＰＵ）５４を備えるもので、このユニット５４は制御プ
ログラムや制御定数等を記憶設定したＲ　ＯＭ　、上記
制御プログラムにしたがって動作中に制御データ等を一
時記憶するＲＡＭを含むワンチップマイクロコンピュー
タによって構成される。そしてこの処理ユニット５４に
は、機関の運転状態の検出信号となるアクセル操作量検
出信号、吸気圧検出信号、吸気温度検出信号、燃料温度
検出信号等のアナログ状の検出信号は、アナログ入力ポ
ート５５を介して順次人力させ、Ａ／Ｄ変換器５Ｇでデ
ィジタルデータに変換して取り込まれるようにする。た
、キースイッチ信号のオン状態に対応するスタータ信号
は、ディジタル入力ポート５７を介して入力させ、処理
ユニット５４に取り込ませ、さらに回転数信号は検出回
路２８から処理ユニット５４に人力されるようにする。

そして、上記中央処理ユニット５４ては、上記各種検出
信号に基づいて、その時の機関運転状態に対応した適正
燃料噴射量に相当する目標値を演算し、その演算結果を
ディジタルデータとして出力するようになるもので、こ
の出力データはＤ／Ａ変換器５８でアナログ信号に変換
して目標位置信号としてアクチュエータサーボ５１に出
力するようになる。

これまでの実施例では、ボッシュ型の燃料噴射ポンプを
使用するように説明しているものであるが、これは例え
ば分配型の燃料噴射ポンプに対しても適用できるもので
ある。この分配型の噴射ポンプの場合にあっては、噴射
量調節部材はスピルリングとなる。また、実施例ではア
クチュエータとして電磁式のりニアソレノイドの構造を
示しているものであるが、これはＤＣモータ、リニアモ
ータ、ステップモータ、油圧ピストン等が適宜用いるこ
とができるものである。さらに実位置検出器は、ポテン
ショメータ等によって構成することが可能である。

また、噴射量調節部材と共に移動されるコントロールラ
ック１１と実位置検出器２４とを連動させる手段として
、実施例では１個の支持軸２２を有する１個の連結バー
２０が用いられるようにした。しかし、これは複数の支
持軸および複数のリンク機構によって構成するようにし
てもよい。

［発明の効果〕 以上のようにこの発明に係る内燃機関の調速制御装置に
あっては、燃料噴射ｍを制御する噴射量調節部材の動き
が、実位置検出手段によって確実に検出することができ
、機関の運転状態に適合した燃料噴射量制御が効果的に
実行されるようになる。この場合、噴射量調節部材と実
位置検出手段とのｔ目射位置関係が効果的に調整するこ
とができるものであるため、特にこの調速装置を組立て
た後に上記調整が効果的に実行できる状態にあるため、
噴射量調節部材の位置に対応する精度の高い実位置検出
信号が得られるものであり、非常に粘度の高いフィード
バック制御が実行されるようになり、内燃機関の調速制
御が高精度に安定して実行されるようになるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る内燃機関の調速制御
装置を説明する断面（１＋４成図、第２図は」二層装置
の全体的な動作構成図、第３図は上記第１図で示した装
置の特に補正手段の部分を取り出して示したもので、（
Ａ）は正面から見た分解図、（Ｂ）は側面から見た一部
断面した分解図、第４図は上記１＋［ｉ正手段の）＋Ｉ
ｉ正状態を説明する図、第５図は上＋＋ａ　＞＋Ｄ正に
よるコントロールラック位置と実位置検出信号との関係
を説明図、第６図は上記装置の制御回路の具体例を説明
する構成図、第７図は上記制御回路のデータ処理部分の
例を説明する図である。 １１・・・コントロールラック（噴射量調整部材に結合
）、１２・・・ハウジング、１３・・・電磁アクチュエ
ータ機構、１４．２５・・・連結棒、１９・・・制御回
路、２０・・・連結パー、２２・・・支持軸、２４・・
・実位置検出器、３０・・・コントロール部材、３１・
・・固定支軸、３０２・・・調節部祠、３０３・・・開
口、３０４・・・ねじ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　汀第１．暮 第２図 （Ａ）　　　　　　　　　　　（Ｂ） ；ｉ’；　　３　　図 ＨＨ：、　　４　　ｒ″！　　　　　　　　’６’ｌ’
７　５　　間第　６　図 秒 糖　７　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁機構によって駆動され、燃料噴射量の増減制
   御機構を制御する噴射量調節部材と、実際の燃料噴射量
   に対応する上記噴射量調節部材の位置に対応した信号を
   発生する実位置検出手段と、 この実位置検出手段と上記噴射量調節部材との間を結合
   し、この噴射量調節部材の位置を実位置検出手段に伝達
   する連結部材と、 この連結部材の位置を可変制御できるように設定され、
   上記噴射量調節部材と実位置検出手段との相対位置関係
   を可変制御する補正手段とを具備し、 この補正手段によって、上記実位置検出手段から上記噴
   射量調節部材で設定される噴射燃料量に適合した燃料噴
   射量検出信号が得られるようにしたことを特徴とする内
   燃機関の調速制御装置。
2. （２）上記連結部材は、上記噴射量調節部材と実位置検
   出手段との間を連結する連結棒によって構成され、この
   連結棒は特定される支点を中心に回動されるように支持
   すると共に、この回動支点は上記補正部材を構成する回
   動自在にした連結バーによって支持し、この連結バーの
   一方の端部は外部に導出し、その位置が可変制御され、
   さらに固定されるようにした特許請求の範囲第１項記載
   の内燃機関の調速制御装置。