JP2003201901A - 燃料制御システム - Google Patents
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Abstract
成部分の速度とを決定し、所定状態にある着火コマンド
デバイスと、実質的にゼロである速度とに応じて燃料ポ
ンプを所定期間作動させることによってエンジンを制御
する装置および方法。
Description
の燃料制御システムに、より詳しくは、エンジン速度お
よび着火コマンドデバイスを感知し、燃料ポンプを制御
する装置および方法に関する。
ディーゼルエンジンに利用されている。これらのシステ
ムの多くは、キースイッチがオン位置になっていればい
つでも燃料が燃料噴射器または他の同様のデバイスにポ
ンプ供給されるようにポンプを制御する。これらのシス
テムは、自動化エンジン駆動式ポンプ制御システム(特
許文献1参照)を含む。
料が存在しない場合ポンプを損傷させ、キースイッチが
オンになって、エンジンが作動していない場合バッテリ
を消耗させ、燃料フィルタ交換後にエンジンに燃料を注
入しない。さらに、多数の様々な構成要素、電気接続の
複雑さ、および制御システムの複雑さにより、保守や他
の保有および運転コストだけでなく製造コストをも増大
する。
問題を克服することに向けられている。
ンジンが提供されている。エンジンは、可動構成要素を
有し、着火信号、速度信号、制御装置、および燃料ポン
プを含む。着火信号は、着火コマンドデバイスの状態を
示す。速度信号は、可動構成要素の速度を示す。制御装
置は、着火信号および速度信号を受け、実質的にゼロで
ある速度と、少なくとも1つの所定状態にある着火コマ
ンドデバイスとに応じて制御信号を提供するように動作
可能である。燃料ポンプは制御信号に応答的である。
る。着火コマンドデバイスの状態と、エンジンの速度と
が決定される。燃料ポンプは、少なくとも1つの所定状
態にある着火コマンドデバイスと、実質的にゼロである
速度とに応じて所定期間作動される。
120を有するエンジン110が提供されている。エン
ジン110は、速度、着火信号、速度信号、制御手段1
25(例えば、制御装置130)、およびポンプ供給す
る手段135(例えば、燃料ポンプ140)を有する。
公知であるように、エンジン110は、クランク軸15
0、および/またはフライホイール160のような構成
要素を含む。速度は、クランク軸150、および/また
はフライホイール160の回転速度であっても良い。但
し、エンジン110は、他の移動構成要素、例えば、ピ
ストン170、ロッド175、または、エンジン110
の動作中に変化する任意の他の構成要素(例えば、カム
軸、ギヤ、または給油システム構成要素)を含んでも良
い。そのような構成要素の移動速度が、特許請求の範囲
に記載されたように本発明の範囲から逸脱することなく
その速度として利用されても良いことは理解されよう。
表的な速度を示す。好ましくは、制御システム120
は、速度信号を提供するように動作可能な速度センサ1
77を含む。速度センサ177は、構成要素の運動の速
度を決定するための1つまたはそれ以上の任意のセン
サ、公知の他の装置、技術的手法、すなわち技術であっ
ても良く、特に、フライホイール160または他の移動
構成要素に近接して位置決めされ、構成要素の移動の速
度(例えば、フライホイール160の回転速度)を示す
信号を提供できる流体、空気、機械、または磁気、音
響、または光学、または他の電子センサなどの使用を含
む。
の状態を示す。着火コマンドデバイス180は、少なく
とも2つの状態を有し、OFF、RUN、およびSTA
RT状態の少なくも1つの状態を有利に有する。着火コ
マンドデバイス180は、スイッチ、ボタン、タッチス
クリーン、マイクロスイッチ、近接センサ、聴覚、およ
び/または視覚センサ、または受信器など、または好ま
しくはキースイッチのような多数の手動または電子入力
デバイスのうち1つまたはそれ以上の任意のものである
こともある。
号を受け、応答的に制御信号を提供するように動作可能
である。制御信号は、位相、振幅、電圧、および電流シ
フトを含む任意の信号であっても良く、パワーを所定期
間ポンプに供給することを含むことは当業者には理解さ
れよう。但し、所定期間は、特定のサイズやモデルとな
るエンジン110の様々な設計基準によって異なること
は理解されよう。例えば、制御する手段が制御装置13
0であることもある。数多くの適当な制御装置130が
公知であるが、それらのうち任意の1つが実施形態と共
にたやすく、容易に使用されても良い。特定プログラム
コードは、選択された制御装置130に対して特定のア
センブリ言語、ソースコード、またはマイクロコード
で、図2に示されたフロー図からたやすく、容易に書き
込まれる。好ましくは、制御装置130は、多数の命令
を処理できる多くの容易に利用可能な制御装置130の
うちの1つである。制御装置130は、システムを形成
する分散構造環境で構成された多重処理ユニットを含ん
でも良いことは理解されよう。
のブロック200で始まる。第1のブロック200か
ら、プログラム制御は第2のブロック210に進む。
130は、着火および速度信号を読み取る。第2のブロ
ック210から、プログラム制御は第1の判定ブロック
220に進む。
装置130は、着火コマンドデバイス180がSTAR
TまたはRUN状態にあるかを判定する。着火コマンド
デバイス180がSTARTまたはRUN状態でない場
合、プログラム制御は主プログラムに戻る。そうでなけ
れば、プログラム制御は第2の判定ブロック230に進
む。
装置130は、速度が実質的にゼロであるかを判定す
る。実質的にゼロは、速度がゼロを含む範囲内にあるこ
とを意味し、その範囲は、エンジン110が始動または
作動していないという判定を許容する値を含む。その速
度が実質的にゼロでない場合、プログラム制御は第3の
ブロック240に進む。それ以外の場合、プログラム制
御は第4のブロック250に進む。
130は、制御信号を所定期間提供する。第4のブロッ
ク250から、プログラム制御は主プログラムに戻る。
130は、制御信号を提供する。第3のブロック240
から、プログラム制御は主プログラムに戻る。
燃料切れになったときのポンプ140への損傷を回避す
るための所望の判定および時間応答性を提供し、燃料フ
ィルタ182の交換後にエンジン110に燃料を注入す
るのに足るほど頻繁に実行される。但し、当業者には、
添付の特許請求の範囲によって定義されるように本発明
から逸脱することなく、制御論理の形態が、バッテリサ
イズや容量、ポンプ仕様、燃料配管長、燃料フィルタ仕
様、燃料噴射器仕様、エンジン110仕様等のような因
子により様々な頻度で判定されることは理解されよう。
度、およびポンプ140の状態の少なくとも1つにオペ
レータがアクセスできるようにするデータリンクインタ
ーフェイス188およびサービスツールインターフェイ
ス189の少なくとも1つが提供されると有利である。
それらのインターフェイスは、任意のデータスクリー
ン、LCD、CRT、可視表示装置、キーボード、タッ
チスクリーン、音声作動装置、近接作動装置、ビデオ装
置、光学装置、コンピュータ装置などの単独、あるいは
組合せであっても良い。
段135は、制御信号を受け、制御信号に応答し、燃料
だめ190、または燃料タンクのような他の利用可能な
リザーバから燃料を提供するように動作可能である。例
えば、ポンプ供給する手段135は、燃料を制御信号の
期間提供するか、または制御信号を受けた後の所定期
間、または1つまたはそれ以上の制御信号が受信される
まで燃料を提供しても良い。ポンプ供給する手段135
は、エンジン110の燃焼室内に燃料を提供するための
燃料ポンプ140、または任意の他の装置またはシステ
ムであっても良い。燃料ポンプ140は、燃料を燃料フ
ィルタ182に、次に燃料噴射器194に提供すると有
利である。
質的にゼロである速度、および所定状態にある着火コマ
ンドデバイス180に応答して所定期間作動する。但
し、所定期間は、特定のサイズおよびモデルとなるエン
ジン110の様々な設計基準により期間の長さが異なる
ことは理解されよう。ポンプ140は、OFF、ONま
たは所定期間ONのうちの少なくとも1つである状態を
有しても良い。
び多くの他の構成要素の一定の設計基準および仕様に依
存して、変換装置196を含むことが有利となる。変換
装置196は、制御信号を受け、応答的にポンプ140
を作動させるパワーを提供するように動作可能である。
変換装置196は、空圧、液圧、機械的、または好まし
くは電子制御信号を受け、ポンプ140を作動させるパ
ワーを提供するように動作可能である公知の多数の装置
のうち任意のものであっても良い。但し、変換装置19
6は、少なくとも1つのリレーまたはソレノイド作動型
弁であるのが好ましい。
参考にして特に示し、説明してきたが、様々な追加的実
施形態が本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく
考案されても良いことは当業者には理解されよう。例え
ば、自由ピストンエンジン110、クランク軸150を
持たないエンジン110が利用されても良い。但し、こ
のような実施形態に組み入れる装置または方法は、特許
請求の範囲やその等価物に基づいて判定されるとき本発
明の範囲内であることは理解されるべきである。
は、作業機械、オフロードトラック、中型および大型ト
ラック、機関車、発電装置、船舶などのような様々な用
途で利用される。これらの用途において、燃料は、様々
な供給源からエンジン110に提供される。これらは、
遠隔地のタンクや、燃料を供給する他の装置であっても
良い。
0の状態、およびエンジン速度を監視して、燃料ポンプ
140を連続的に所定期間作動すべきか否かを判定す
る。例えば、エンジン110のクランクが回転していな
い、すなわちエンジン110が作動していない場合、そ
の速度はゼロであり、着火コマンドデバイス180の状
態はOFFであり、結果としてポンプ140もOFFと
なる。たいてい、燃料は、エンジン110で使用する前
に濾過されなければならない。ゆえに、エンジン110
の定期的保守および保守性プログラムの一部として、燃
料フィルタ182は、通常、定期的に交換されなければ
ならない。これによって、エンジン110が燃料を利用
できない期間ができる。同様に、エンジン110は、通
常、エンジン110に利用できる燃料が尽きるまで作動
し続ける。例えば、パワーはONであるがエンジン11
0は作動していない(例えば、試験、エンジン110が
燃料を使い切った、保守、およびフィルタ182の交換
後に燃料システムに燃料を注入する)とき、速度はゼロ
であり、着火コマンドデバイス180の状態はRUNで
あり、ポンプ140が所定期間ONとなり、その後OF
Fとなる。それによって、バッテリの消耗もなく、燃料
が無くなったときでもポンプに損傷を与えない。エンジ
ン110のクランクが始動時に回転する、またはエンジ
ン110が作動しているとき、速度はゼロでなく、着火
コマンドデバイス180の状態もSTART、および/
またはRUNであり、結果としてポンプ140がONと
なる。以下の表1により、制御システム120の好まし
い動作および結果を要約する。
実施形態の装置および方法は、次のような利点を有す
る:キーはONであるが、エンジン110が作動してい
ない場合にバッテリを消耗させない;燃料が存在しない
場合にポンプを損傷させない;燃料フィルタ交換後にエ
ンジン110に燃料を注入する;適時に且つ効率的に使
用される;製造だけでなく使用する場合もより経済的で
ある。このような利点は特に、エンジン110の設計、
製造、および操作に組み入れる価値がある。さらに、本
発明は、未だ発見されていない他の利点をも提供する。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 可動構成要素を有するエンジンであっ
て、 着火コマンドデバイスの状態を表す着火信号を送るよう
に動作可能である着火コマンドデバイスと、 可動構成要素の速度を表す速度信号と、 着火および速度信号を受け、実質的にゼロである速度
と、少なくとも1つの所定状態にある着火コマンドデバ
イスとに応答して制御信号を応答的に提供する制御手段
と、 制御信号に応答して燃料をポンプ供給する手段と、 を備えるエンジン。 - 【請求項2】 ポンプ供給する手段は燃料ポンプであ
り、着火および速度信号を受け、応答的に制御信号を提
供する制御手段は、制御装置であり、少なくとも1つの
制御装置は、所定期間制御信号を提供し、ポンプはOF
F、ON、または所定期間ONのうち少なくとも1つの
状態を有する、請求項1に記載のエンジン。 - 【請求項3】 制御システムは、速度信号を提供するよ
うに動作可能な少なくとも1つの速度センサ、制御信号
を受け、ポンプを作動させるパワーを応答的に提供する
ように動作可能な変換デバイス、および着火コマンドデ
バイスの状態、速度、およびポンプの状態のうち少なく
とも1つをオペレータに提供するデータリンクインター
フェイスおよびサービスツールインターフェイスのうち
の少なくとも1つを含む、請求項2に記載のエンジン。 - 【請求項4】 実質的にゼロである可動構成要素の速度
と、所定状態にある着火コマンドデバイスとに応答して
所定期間作動される燃料ポンプを備える制御システム。 - 【請求項5】 所定状態はRUN状態およびSTART
状態のうちの少なくとも1つの状態である、請求項1ま
たは4に記載の制御システム。 - 【請求項6】 ポンプは、OFF、ON、または所定期
間ONのうち少なくとも1つの状態を有し、着火コマン
ドデバイスの状態、速度、およびポンプの状態のうちの
少なくとも1つをオペレータに提供するデータリンクイ
ンターフェイスおよびサービスツールインターフェイス
のうちの少なくとも1つを含む、請求項5に記載の制御
システム。 - 【請求項7】 エンジンを制御する方法であって、 着火コマンドデバイスの状態と、可動構成要素の速度と
を決定するステップと、 所定状態にある着火コマンドデバイスと、実質的にゼロ
である速度とに応答して燃料ポンプを所定期間作動させ
るステップと、 を備える方法。 - 【請求項8】 所定状態は、RUN状態およびSTAR
T状態のうちの少なくとも1つの状態である、請求項7
に記載の方法。 - 【請求項9】 着火コマンドデバイスの状態、速度、お
よびポンプの状態のうちの少なくとも1つをオペレータ
に提供するステップを含む、請求項8に記載の方法。
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