KR100287704B1

KR100287704B1 - 전자 제어식 조속기

Info

Publication number: KR100287704B1
Application number: KR1019960067295A
Authority: KR
Inventors: 기성섭
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2001-05-02
Also published as: KR19980048664A

Abstract

본 발명은 디이젤 기관의 연료 분사량의 증감을 자동적으로 조절하는 전자 제어식 조속기에 관한 것으로서, 플라이 웨이트와 스프링에 연결되고 캠 축의 회전 속도에 따라 직선 이동되는 시프터와, 상기 시프터의 이동량에 따라 직선 이동되어 연료 분사량을 제어하는 제어 랙을 포함하는 조속기에 있어서, 상기 시프터의 이동량을 감지하는 시프터 변위 센서와, 상기 시프터 변위 센서의 감지 결과를 입력받는 ECU와, 상기 ECU의 제어로 상기 제어 랙을 직선 이동시키는 랙 구동 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의한 전자 제어식 조속기는 캠 축의 회전력에 의한 시프터의 이동 변위에 따라 ECU에서 제어 랙을 이동시켜 분사량을 조절하기 때문에 구조의 단순화를 도모함은 물론 상기 제어 랙의 정밀 제어로 연비 향상 및 엔진의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

전자 제어식 조속기

본 발명은 디이젤 기관의 연료 분사량의 증감을 자동적으로 조절하는 조속기에 관한 것으로서, 특히 캠 축의 회전수에 따른 변위량을 감지하여 ECU에서 제어 랙을 이동시킴으로써 연료 분사량의 정밀 제어로 연비 향상 및 기관의 성능을 향상시킨 전자 제어식 조속기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 디이젤 기관에서 운전자가 가속 페달을 조작하여 연료 분사량을 증감해서 기관의 회전 속도나 출력을 조정할 수 있으나, 특히 공회전 등을 할때는 부하에 약간의 변동이 있어도 회전 속도는 크게 변동한다. 그리고 오버 런을 방지하기 위해 일정한 회전 속도 이상으로 되지 않도록 항상 조정해야 한다.

상기와 같은 경우에 부하에 따라 분사량의 증감을 자동적으로 조정하여 제어 랙에 전달하는 장치가 필요하며 이것이 조속기이다. 상기 조속기에는 부압을 이용한 공기식 조속기와, 원심력을 이용한 기계식 조속기 및 부압과 원심력을 병용한 복합형 조속기가 있다. 상기 공기식 조속기는 연료의 분사량을 드로틀 밸브의 개도와 기관의 회전 속도에 따른 부압의 변화를 이용하여 자동적으로 조속하나 상기 기계식 조속기는 분사펌프의 회전 속도의 변화에 따른 플라이 웨이트의 원심력의 변화를 이용한 것이다.

여기서, 종래의 기계식 조속기는 도1에 도시된 바와 같이 2개의 플라이 웨이트(4)를 캠 축(2)의 끝단에 부착하여 회전시키면 상기 플라이 웨이트(4)는 원심력에 의해 바깥쪽으로 벌어지려고 한다. 상기 원심력은 회전 속도에 따라 변하며, 회전 속도가 증가하면 커지고, 회전속도가 낮아지면 원심력도 적어진다. 상기 플라이 웨이트(4)에는 2개의 롤러(5)가 달려 있기 때문에 회전 속도가 빨라지면 원심력이 커지고, 플라이 웨이트는 바깥으로 벌어진다. 그리고 롤러(5)를 누르고 있는 스프링(6)은 압축되어 일정 정도 이동한다.

또, 상기 캠 축(2)의 회전 속도가 낮아지면 원심력이 감소하므로 상기 롤러(5)는 스프링(6) 힘에 눌려 플라이 웨이트(4)는 안쪽으로 좁혀져서 다시 원위치로 되돌아 오며, 이 때는 원심력과 스프링(6)의 힘은 균형을 이룬다.

한편, 분사 펌프에서는 제어 랙(10)이 피니언을 돌려 피니언에 고정된 제어 슬리이브가 플런저를 회전시켜 연료를 증감한다. 상기 제어 랙(10)이 조속기 쪽으로 당겨지면(A방향) 분사량이 감소하고 반대로 펌프 본체 쪽으로 이동하면(B방향) 분사량이 증가하도록 되어 있다.

도1에서 시프터(7)는 가이드 레버(8)에 매달려 있고 플로팅 레버(9)가 지지점(C)에서 상기 가이드 레버(8)에 결합되어 있으며, 상기 플로팅 레버(9)의 끝은 링크(11)로 상기 제어 랙(10)과 연결되어 있다.

상기 플라이 웨이트(4)의 벌어짐에 따라 상기 시프터(7)가 가이드 레버(8)의 아래 부분을 오른쪽으로 밀어 지지점(C)은 오른 쪽으로 이동하고 상기 플로팅 레버(9)는 오른쪽으로 기울어서 제어 랙(10)을 분사량의 감소 방향(A 방향)으로 당겨 분사량은 감소한다. 반대로, 상기 스프링(6)에 의해 가이드 레버(8)의 아랫부분이 왼쪽으로 움직이면, 플로팅 레버(9)는 왼쪽으로 기울어 상기 제어 랙이 펌프 본체쪽(B 방향)으로 움직여 분사량은 증가한다.

즉, 기관의 회전속도가 빨라지면 원심력이 커져 시프터(7)는 오른쪽으로 이동하므로 분사량이 감속하여, 규정 이상의 회전속도로 되는 것을 방지한다.

또, 기관의 회전속도가 저하되면 원심력이 적어져 시프터(7)는 스프링(6)에 의해 왼쪽으로 되돌아가므로 상기 제어 랙(10)은 분사량의 증가 방향(B 방향)으로 움직여, 기관의 회전 속도를 높여, 항상 일정한 회전 속도로 유지하도록 작용한다.

그러나, 상기와 같이 구성되고 작동하는 종래의 기계식 조속기는 시프터(7), 가이드 레버(8), 플로팅 레버(9) 등의 여러 부품의 조합으로 작동하기 때문에 구조가 복잡하고, 이에 따라 캠 축(2)의 회전수 변화에 따른 정확한 전달과 제어에 있어서 일정 정도의 오차가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 캠 축의 회전변화에 따른 시프터의 변위량을 감지하여 ECU에서 제어 랙을 이동시킴으로써 구조가 간단해짐은 물론 전자 제어로 인한 연비 향상 및 기관의 성능이 향상되도록 한 전자 제어식 조속기를 제공하는 데 있다.

제1도는 종래 기술에서 기계식 조속기를 나타낸 구성도,

제2도는 본 발명에 따른 전자 제어식 조속기를 나타낸 개략적인 구성도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

52 : 캠 축 54 : 플라이 웨이트

56 : 스프링 57 : 시프터

60 : 시프터 변위 센서 70 : ECU

80 : 랙 구동 수단 90 : 제어 랙

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 전자 제어식 조속기는, 플라이 웨이트와 스프링에 의해 연결되고 캠 축의 회전 속도에 따라 직선 이동되는 시프터와, 상기 시프터의 이동량에 따라 직선 이동되어 연료 분사량을 제어하는 제어 랙을 포함하고, 상기 시프터의 이동량을 감지하는 시프터 변위 센서와, 상기 시프터 변위 센서의 감지 결과를 입력받는 ECU와, 상기 ECU의 제어에 의해 상기 제어 랙을 직선 이동시키도록 상기 ECU의 신호에 따라 제어되는 솔레노이드 밸브와, 상기 솔레노이드 밸브의 작동에 따라 직선 이동되어 상기 제어 랙을 이동시키는 피스톤으로 이루어지는 랙 구동 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 전자 제어식 조속기는 도2에 도시된 바와 같이 인젝션 펌프에 연결된 캠 축(52)의 끝단에 설치되어 상기 캠 축(52)의 회전력에 따른 원심력에 의해 그 사이가 벌어지는 플라이 웨이트(54)와, 상기 플라이 웨이트(54)의 중심에 연결되어 좌우 이동되는 시프터(57)와, 상기 시프터(57)를 원위치 시키는 스프링(56)이 구성된다.

또한, 상기 시프터(57) 상에 설치되어 상기 시프터(57)의 이동량을 감지하는 시프터 변위 센서(60)와, 상기 시프터 변위 센서(60)에 연결되어 시프터(57)의 이동 감지 결과를 입력받는 ECU(70)와, 상기 ECU(70)의 신호에 따른 제어로 제어 랙(90)을 직선 이동시키는 랙 구동 수단(80)으로 구성된다.

그리고, 상기 제어 랙(90)은 상기 ECU(70)의 제어에 따라 직선 이동되어 연료 분사량을 제어하게 된다. 즉, 도2에서 상기 랙 구동 수단(80)에 의해 좌측으로 이동되면 연료 분사량은 많아지고, 우측으로 이동되면 연료 분사량은 감소하게 된다.

상기 랙 구동 수단(80)은 상기 ECU(70)의 신호에 따라 제어되는 솔레노이드 밸브(82)와, 상기 솔레노이드 밸브(82)의 작동에 따라 직선 이동되어 상기 제어 랙(90)을 이동시키는 피스톤(84)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에서 상기 캠 축(52)을 회전시키면 상기 플라이 웨이트(54)는 원심력에 의해 바깥쪽으로 벌어지려고 한다. 상기 원심력은 회전 속도에 따라 변하며, 회전 속도가 증가하면 커지고, 회전속도가 낮아지면 원심력도 적어진다. 상기 플라이 웨이트(54)에는 2개의 롤러(55)가 달려 있기 때문에 회전 속도가 빨라지면 원심력이 커지고, 플라이 웨이트(54)는 바깥으로 벌어진다. 그리고 롤러(55)를 누르고 있는 스프링(56)은 압축되어 일정 정도 이동한다.

또, 상기 캠 축(52)의 회전 속도가 낮아지면 원심력이 감소하므로 상기 롤러(55)는 스프링(56) 힘에 눌려 플라이 웨이트(54)는 안쪽으로 오므러 들어 다시 원위치로 되돌아오며, 이 때는 원심력과 스프링(56)의 힘은 균형을 이룬다.

한편, 분사 펌프에서는 제어 랙(90)이 피니언을 돌려 피니언에 고정된 제어 슬리이브가 플런저를 회전시켜 연료를 증감한다. 상기 제어 랙(90)이 A방향으로 당겨지면 분사량이 감소하고 반대로 펌프 본체쪽, 즉 B방향으로 이동하면 분사량이 증가하도록 되어 있다.

여기서, 상기 플라이 웨이트(54)의 벌어짐에 따라 도2에서 상기 시프터(57)가 스프링(56)을 압축하면서 오른 쪽으로 이동하고, 이때 시프터 변위 센서(60)가 상기 시프터(57)의 변위량을 감지하여 ECU(70)에 감지 결과를 입력한다. 상기 ECU(70)가 상기 시프터 변위 센서(60)의 입력 결과에 따라 랙 구동 수단(80)의 솔레노이드 밸브(82)를 제어하여 피스톤(84)을 직선 이동시키고, 제어 랙(90)을 A 방향으로 당기게 된다. 그래서 연료 분사량은 감소하게 된다.

상기와 반대로, 상기 캠 축(52)의 회전속도가 느려지면 상기 플라이 웨이트(54)는 오므라들고 상기 스프링(56)이 팽창하여 상기 시프터(57)를 좌측 방향으로 밀게 된다. 이때에도 상기 시프터 변위 센서(60)가 상기 시프터(57)의 변위량을 감지하여 ECU(70)에 보내고, 상기 ECU(70)에서 랙 구동 수단(80)의 솔레노이드 밸브(82)를 제어하여 상기 제어 랙(90)을 B 방향으로 밀어 연료 분사량을 증가시키게 된다.

따라서, 기관의 회전속도가 빨라지면 원심력이 커져 시프터(57)는 오른쪽으로 이동하고, 상기 ECU(70)의 전자 제어에 의해 분사량이 감속하여, 규정 이상의 회전속도로 되는 것을 방지한다. 또한, 기관의 회전속도가 저하되면 원심력이 적어져 시프터(57)는 스프링(56)에 의해 왼쪽으로 이동하고, 상기 ECU(60)의 제어에 의해 상기 제어 랙(90)은 분사량의 증가 방향으로 움직이고, 기관의 회전 속도를 높여 항상 일정한 회전 속도로 유지하도록 작용한다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 전자 제어식 조속기는 캠 축(52)의 회전력에 의한 시프터(57)의 이동변위에 따라 ECU(70)에서 제어 랙(90)을 이동시켜 분사량을 조절하기 때문에 구조의 단순화를 도모함은 물론 상기 제어 랙의 정밀 제어로 연비 향상 및 엔진의 성능이 향상되는 이점이 있다.

Claims

플라이 웨이트와 스프링에 의해 연결되고 캠 축의 회전 속도에 따라 직선 이동되는 시프터와, 상기 시프터의 이동량에 따라 직선 이동되어 연료 분사량을 제어하는 제어 랙을 포함하는 조속기에 있어서, 상기 시프터의 이동량을 감지하는 시프터 변위 센서와, 상기 시프터 변위 센서의 감지 결과를 입력받는 ECU와, 상기 ECU의 제어에 의해 상기 제어 랙을 직선 이동시키도록 상기 ECU의 신호에 따라 제어되는 솔레노이드 밸브와, 상기 솔레노이드 밸브의 작동에 따라 직선 이동되어 상기 제어 랙을 이동시키는 피스톤으로 이루어지는 랙 구동 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자 제어식 조속기.