JPH0519020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃料供給制御装置に係り、特に燃料噴
射ポンプのコントロールラツクの最大ストローク
を規制するアクチユエータを設けるとともに、こ
のアクチユエータへの作動流体の供給を電子制御
装置によつて制御するようにした制御装置に関す
る。

デイーゼルエンジンには燃料噴射ポンプが設け
られており、この燃料噴射ポンプによつてエンジ
ンの各シリンダへ燃料を順次噴射することにより
燃料の供給を行なうようにしている。そしてこの
燃料の供給の制御は、燃料噴射ポンプに付設され
たメカニカルガバナによつて行なわれるようにな
つている。従来より使用されている最高最低型の
メカニカルガバナは、通常の回転域（約900rpm
以上）では、エンジンの回転数が、ロードレバー
によつて与えられる設定値よりも低下した場合に
は燃料の供給量を多くし、また設定値よりも上昇
した場合には燃料の供給量を減少させるような調
速機能を有していない。従つてこのような従来の
メカニカルガバナによつてデイーゼルエンジンを
搭載した車両のエコノミ走行や、定速度走行を行
なうことはできなかつた。

そこで上記燃料噴射ポンプのコントロールラツ
クの最大ストロークを規制するアクチユエータを
設けるとともに、このアクチユエータへの作動流
体の供給を電子制御装置によつて制御することが
試みられている。このような構造を燃料噴射ポン
プに付加することによつて、コントロールラツク
の最大ストロークを一定の値に規制することによ
りエコノミ走行が可能になるとともに、メカニカ
ルガバナの制御に優先してアクチユエータにより
コントロールラツクを制御することによつて車両
の定速度走行を行なうことが可能になる。ところ
が上記アクチユエータはメカニカルガバナに優先
してコントロールラツクを制御するようになされ
なければならず、このために例えば作動流体の供
給が絶たれた場合に、このアクチユエータがコン
トロールラツクのストロークを規制する方向に復
動されるようにした場合には、エンジンへの燃料
の供給が停止されて車両が走行できなくなり、ま
た作動流体が供給されない状態で始動を行なおう
としても、エンジンへの燃料の供給が行なわれな
いために、このエンジンは始動しなくなるという
不都合を生ずる。

本発明はこのような問題点を克服することを目
的としてなされたものであり、流体アクチユエー
タによる規制にともなうメカニカルガバナへの影
響を排除しつつ、コントロールラツクの最大スト
ロークを規制するアクチユエータへの作動流体の
供給が絶たれた場合には、このアクチユエータが
コントロールラツクの規制を解除する方向に作動
するようになし、これによつて作動流体の供給が
絶たれた場合でもエンジンの回転が継続されるよ
うになすとともに、エンジンの始動を行えるよう
にした装置を提供することを目的とするものであ
る。

以下本発明を図示の一実施例につき説明する
と、第１図は本実施例に係る燃料供給制御装置を
備えたデイーゼルエンジン１を示しており、この
エンジン１の側面側には燃料噴射ポンプ２が設け
られている。この燃料噴射ポンプ２は、エンジン
１の回転によつて、歯車３、タイマ４、およびカ
ムシヤフト５を介して駆動されるようになつてい
る。すなわち上記噴射ポンプ２には、エンジン１
のシリンダ数と同数のポンプユニツト６が設けら
れており、これらのポンプユニツト６の各プラン
ジヤは、カムシヤフト５に固着されたカムによつ
て順次駆動されるようになつている。そして各ポ
ンプユニツト６は、対応するシリンダと燃料供給
パイプ７によつて接続されており、このパイプ７
を介してエンジン１へ燃料を供給するようになつ
ている。

上記燃料噴射ポンプ２にはコントロールラツク
８が設けられており、このコントロールラツク８
によつて、各ポンプユニツト６が１回に供給する
燃料の供給量が制御されるようになつている。そ
してこのコントロールラツク８は燃料噴射ポンプ
２に付設されたメカニカルガバナ９によつて制御
されるようになされている。このメカニカルガバ
ナ９の側面側にはロードレバー１０が回動可能に
設けられており、しかもこのレバー１０はワイヤ
ケーブル１１を介してアクセルペダル１２に連結
されている。従つてアクセルペダル１２の回動量
はワイヤケーブル１１を介してロードレバー１０
に伝達され、さらにこのロードレバー１０の回動
量はメカニカルガバナ９を介してコントロールラ
ツク８に伝達され、このコントロールラツク８に
よつて燃料の供給量の制御がなされるようになつ
ている。

メカニカルガバナ９にはまたエアアクチユエー
タ１３が取付けられており、このアクチユエータ
１３は、エアタンク１４と電磁弁１５を介して接
続されている。またエアアクチユエータ１３から
の空気の排気は、電磁弁１６によつて行なわれる
ようになつている。さらに上記エアタンク１４
は、電磁弁１７を介してエアアクチユエータ１８
に接続されている。このアクチユエータ１８は、
そのロツドが押出されるとロードレバー１０を最
大回動位置へ回動させるようになつている。上記
各電磁弁１５，１６，１７はそれぞれマイクロコ
ンピユータ１９からの制御信号によつて制御され
るようになつている。なおマイクロコンピユータ
１９には、エンジンの回転数を検出する回転検出
センサ２０、エンジンオイルの温度を検出する温
度センサ２１、エンジンの冷却水の温度を検出す
る温度センサ２２、コントロールラツク８の位置
を検出する位置検出センサ２３、エアアクチユエ
ータ１３のロツドの位置を検出する位置検出セン
サ２４のそれぞれの検出出力が供給されるように
なつている。なおこの他に、例えばトランスミツ
シヨンのギヤ比、車両の走行速度、ブレーキの作
動の有無、外気温等の各種の情報も上記マイクロ
コンピユータ１９に供給されている。

次に上記エアアクチユエータ１３の構造につい
て述べると、エアアクチユエータ１３は第２図お
よび第３図に示すようにエアシリンダから構成さ
れており、このエアシリンダはピストン２５を備
えている。このピストン２５は一対の円盤状のプ
レートを重ねて構成したものであつて、その上方
には戻しばね２６が介装されている。またこのピ
ストン２５にはシールリング４０が装着されてお
り、このシールリング４０によつて空気が漏れな
いようになされている。またこのエアアクチユエ
ータ１３のベース４１にはポート４２が形成され
ており、このポート４２に接続された空気供給パ
イプ４３によつて、エアアクチユエータ１３は上
記電磁弁１５，１６と接続されている。またこの
エアアクチユエータ１３の上部側には、外部と連
通する小孔４４が形成されており、この小孔４４
の上端部にはエアフイルタ４５が取付けられてい
る。またピストン２５にはロツド２７が固着され
ており、このロツド２７は上記ポート４２に形成
された貫通孔４６を貫通している。そして貫通孔
４６とロツド２７との間にはブツシユ４７が介装
されている。またブツシユ４７の上部にはシール
リング４８が装着されている。

上記エアアクチユエータ１３のロツド２７は下
方に延びるとともに、メカニカルガバナ９のケー
シング内に挿入されている。そしてこのロツド２
７の下端にはピン２８が植設されている。そして
このピン２８と一端が当接可能なストツプレバー
２９がメカニカルガバナ９のケーシングにピン３
０を介して回動可能に支持されている。このスト
ツプレバー２９の他端は、コントロールラツク８
に設けられた突片３１と当接されるようになつて
いる。たコントロールラツク８はロツド３２およ
びスリーブ３３を介して、上記メカニカルガバナ
９の出力端を構成するフローテイングレバー３４
と連結されている。そしてロツド３２に形成され
た突起３５はスリーブ３３に形成されたスリツト
状の長孔３６と係合しており、両者の間には相対
的な軸線方向の運動が可能となつている。またス
リーブ３３内には圧縮コイルばね３７が介装され
ており、このばね３７によつてロツド３２は第２
図および第３図において左方（燃料の増加方向）
に向つて移動付勢されている。

以上のような構成において、マイクロコンピユ
ータ１９からの制御信号によつて電磁弁１６を開
き、アクチユエータ１３内の空気を排出すると、
第２図および第３図に示すピストン２５は戻しば
ね２６によつて下方へ移動し、これにともなつて
ロツド２７も下方へ移動することになる。従つて
ロツド２７を十分に下方へ移動させておけば、ス
トツプレバー２９は第２図において鎖線で示す位
置まで回動し得ることになり、このためにコント
ロールラツク８の移動を妨げることはない。この
ような状態においては、圧縮コイルばね３７の働
きによつて、ロツド３２の突起３５はスリーブ３
３の長孔３６の左端側に位置することになり、こ
の状態においてロツド３２とスリーブ３３との間
の相対位置は一定に保持されることになる。すな
わちこの場合にはロツド３２とフローテイングレ
バー３４とが直接結合された場合と同じように作
動することになる。従つてアクセルペダル１２を
踏込み、ワイヤケーブル１１によつてロードレバ
ー１０を回動させると、このロードレバー１０の
回動はメカニカルガバナ９を介してコントロール
ラツク８に伝達されることになり、従来のメカニ
カルガバナと同様にして燃料の供給の制御が行な
われることになる。

次にこのエンジンを用いてエコノミ走行を行な
う場合の動作について説明すると、マイクロコン
ピユータ１９の指示に基づいて、電磁弁１５を開
き、アクチユエータ１３内へ空気をこの電磁弁１
５を通してエアタンク１４から供給する。すると
ピストン２５は戻しばね２６に抗して押され、第
２図において上方へ移動することになる。このピ
ストン２５の上方への移動にともなつてロツド２
７も上方へ移動することになり、この結果ロツド
２７のピン２８によつて回動が規制されるストツ
プレバー２９は、第２図において例えば実線で示
す位置へ回動することになる。このようにロツド
２７の位置が所定の位置となるようにエアアクチ
ユエータ１３内の空気量を調整しておくことによ
り、ストツプレバー２９によつてラツク８が左方
へ移動する移動ストロークが規制されることにな
り、ラツク８は最大移動ストロークまで移動でき
なくなる。

従つて第４図において鎖線で示すようにエンジ
ンの回転数に対する燃料供給量の割合は、同図に
おいて実線で示す最大の供給量よりも低い値に抑
えられることになる。そしてマイクロコンピユー
タ１９によつて電磁弁１５および１６を制御し
て、アクチユエータ１３によつてロツド２７の位
置をさらに戻すことにより、第４図において点線
で示すように燃料の供給量をさらに少なくするこ
とができる。従つてこのアクチユエータ１３およ
びアクチユエータ１３によつて駆動されるストツ
プレバー２９を用いて、ラツク８の最大移動スト
ロークを規制することによりエコノミ走行を行な
うことができ、燃料の消費を少なくすることが可
能となる。またこのようにアクチユエータ１３を
用いてラツク８の最大ストロークを規制した場合
には、エンジンの回転数に対するエンジンの出力
トルクは、第５図に示すように実線の状態から鎖
線の状態へ、さらに点線の状態へと変化すること
になる。なお第４図と第５図とは対応しており、
燃料の供給量が第４図において鎖線で示される場
合には、第５図において鎖線で示すような出力ト
ルクが得られ、また燃料の供給量が第４図におい
て点線で示すように低下された場合には、エンジ
ンの出力は第５図において点線で示すようにな
る。

なお上記エコノミ走行の場合において、第２図
に示すガバナ９のフローテイングレバー３４が燃
料を増加させる方向に大きく回動されても、ラツ
ク８にこの大きな回動運動は伝達されることがな
く、スリーブ３３とロツド３２との間の相対運動
によつて吸収されることになる。すなわち圧縮コ
イルばね３７が収縮するとともに、ロツド３２が
スリーブ３３内へ相対的に挿入されることによつ
て、フローテイングレバー３４の所定量以上の回
動は吸収されることになる。

次にこのエンジンを用いて定速度走行を行なう
場合には、まずマイクロコンピユータ１９によつ
て電磁弁１７を開き、エアタンク１４から電磁弁
１７を通してアクチユエータ１８に圧縮空気を供
給する。するとこのアクチユエータ１８のピスト
ンロツドは押出され、アクセルペダル１２の踏込
み量に関係なくロードレバー１０が燃料を増やす
方向、すなわち第２図においてピン３８を中心と
して反時計方向に最大回動位置まで回動されるこ
とになる。従つてロードレバー１０の回動は、ガ
バナ９のフローテイングレバー３４を介してスリ
ーブ３３に伝達され、圧縮コイルばね３７によつ
てロツド３２が押されることになる。すなわちコ
ントロールラツク８は燃料を増やす方向に押され
ることになる。従つてこの状態においてマイクロ
コンピユータ１９によつて電磁弁１５および１６
を介してエアアクチユエータ１３を制御し、ロツ
ド２７およびストツプレバー２９によつてコント
ロールラツク８の第２図における左方への移動を
任意に規制することにより燃料の供給量を制御す
ることが可能になる。従つてエンジンの回転数、
車両の走行速度等の情報が入力されているマイク
ロコンピユータ１９の制御信号に基づいてコント
ロールラツク８を高精度に制御することにより車
両の定速度走行が可能となる。なおこの場合にお
いてもロツド３２とフローテイングレバー３４と
の間の相対的な運動は、スリーブ３３とロツド３
２との間の相対運動によつて吸収され、このとき
に圧縮コイルばね３７が変形するに留まる。従つ
て従来のメカニカルガバナ９にエアアクチユエー
タ１３，１８およびストツプレバー２９を設け、
これによつてコントロールラツク８の移動量を規
制することにより車両の定速度走行が可能にな
る。

またコントロールラツク８の移動量の規制に際
しては、エアアクチユエータ１３で揺動制御され
るストツプレバー２９をコントロールラツク８に
設けた突片３１に当接させて行つている。従つて
微妙な位置制御が困難エアシリンダでエアアクチ
ユエータ１３を構成した場合にも、ストツプレバ
ー２９のレバー比を適当に設定することでコント
ロールラツク８の制御精度を高くすることができ
る。

次にアクチユエータ１３へエアタンク１４から
空気が供給されなくなつた場合の動作につき述べ
る。すなわちコンプレツサあるいはエアタンク１
４等の圧縮空気の供給装置に何らかの異常が生じ
た場合には、たとえ電磁弁１５を開いても圧縮空
気がエアアクチユエータ１３内に供給されなくな
り、あるいはこのアクチユエータ１３内に供給さ
れる圧縮空気の圧力が作動圧以下になつてしま
う。従つてこの場合にはたとえマイクロコンピユ
ータ１９が制御信号を電磁弁１５に供給しても、
アクチユエータ１３が正しく作動しなくなる。そ
してこのアクチユエータ１３のピストン２５は戻
しばね２６によつて下方へ復動されることにな
る。従つてこのピストン２５とともにロツド２７
も下方へ移動することになる。従つてストツプレ
バー２９が自由に回動できる状態となり、このス
トツプレバー２９によるコントロールラツク８の
最大ストロークの規制は解除されることになる。
すなわちアクチユエータ１３が正しく作動されな
くなると戻しばね２６によつてロツド２７が復動
され、これにともなつてストツプレバー２９が突
片３１の移動軌跡の外側まで揺動退避されてコン
トロールラツク８と干渉しなくなるために、コン
トロールラツク８に対する最大ストロークの規制
が解除される。従つてこの場合にはアクチユエー
タ１３およびストツプレバー２９がないと同じこ
とになり、コントロールラツク８はメカニカルガ
バナ９によつて制御されることになり、通常の走
行を継続することが可能となる。またアクチユエ
ータ１３への作動流体、すなわち圧縮空気の供給
が絶たれた場合には、コントロールラツク８の移
動が自由になることから、スロツトルボタンを操
作しながらエンジンの始動を行なうことができ、
これによつてエンジンに十分な燃料を供給するこ
とが可能になる。

次に上記実施例の変形例を第６図につき説明す
る。なおこの変形例において、上記実施例と対応
する部分には同一の符号を付すとともに、同一の
構造の部分についてはその説明を省略する。この
変形例に係るアクチユエータ１３はゴム製のベロ
ーズ５１を備えており、このベローズ５１は空気
供給管４３と、このアクチユエータ１３のベース
４１に形成されたポート４２を介して連通されて
いる。そしてベローズ５１の下端はベース４１に
固着されるとともに、このベローズ５１の上端は
ばね受け５２に固着されている。そしてばね受け
５２とエアアクチユエータ１３のケーシングの上
部との間には戻しばね２６が介装されている。そ
してばね受け５２にはこのエアアクチユエータ１
３のロツド２７が固着されている。

従つてマイクロコンピユータ１９の指示に基づ
き、電磁弁１５および１６を開閉制御して、この
アクチユエータ１３のベローズ５１内の空気圧を
制御することにより、ロツド２７およびストツプ
レバー２９を介してコントロールラツク８の最大
ストロークを規制することにより、上記実施例と
同様にしてエコノミ走行あるいは定速度走行を行
なうことが可能となる。またこのアクチユエータ
１３のベローズ５１への空気の供給が絶たれた場
合には、戻しばね２６によつてばね受け５２を介
してロツド２７が下方へ移動され、これによつて
コントロールラツク８のストロークの規制が解除
される。従つて圧縮空気の供給系に異常が生じた
場合には、ガバナ９によつて通常の走行を行なう
ことができ、またアクチユエータ１３に圧縮空気
が供給されなくてもエンジンの始動を行なうこと
が可能になる。またアクチユエータ１３としてエ
アシリンダに代えてベローズ５１を備えたものを
用いるようにしているために、アクチユエータ１
３をシールするためのシールリング等が不要にな
り、これによつて構造を簡単にすることができ
る。

次に別の変形例を第７図につき説明する。この
変形例においては、金属製のベローズ５５が用い
られており、このベローズ５５の上端は取付け板
５６を介してロツド２７に連結されている。また
ベローズ５５の下端はベース４１に取付けられる
とともに、ベース４１のポート４２と連通されて
いる。そして金属製のベローズ５５はそれ自身が
常に収縮しようとしており、従つて圧縮空気をこ
のベローズ５５の収縮力に抗して供給することに
より、ロツド２７を上方へ移動させるようになつ
ている。従つて空気の供給を絶てば、ベローズ５
５自身の復元力によつてロツド２７は下方へ移動
され、ストツプレバー２９によるコントロールラ
ツク８の規制は解除されることになる。なおこの
変形例においても、ベローズ５５内への圧縮空気
の供給を制御することにより、コントロールラツ
ク８の最大ストロークを規制してエコノミ走行
や、あるいは定速度走行を行なうことができるこ
とについては、上記実施例と同様である。さらに
金属製のベローズ５５を用いているために、戻し
ばねを省略できる利点を生ずる。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、エアアクチユエータで揺動制御されるストツ
プレバーを用いてコントロールラツクの最大スト
ロークを規制するようにしているために、微妙な
位置制御が困難なエアシリンダでエアアクチユエ
ータを構成した場合であつても、ストツプレバー
のレバー比を適当に設定することでコントロール
ラツクの制御精度を高くすることができ、エアア
クチユエータへのエアの供給が断たれた場合は戻
しばねによつてストツプレバーがコントロールラ
ツクと干渉しない位置に揺動退避される。このた
めに、エアの圧力が低下した非常時にはメカニカ
ルガバナによる通常の制御が行われることにな
り、エンジンが停止に至るような不測の事態を回
避することができる。またアクチユエータをエア
アクチユエータで構成しているために、燃料供給
系の信頼性を高くできるとともに、エアアクチユ
エータの作動にともなつて燃料噴射ポンプへの燃
料の供給圧力が不用意に変化することもない。

さらにメカニカルガバナのフローテイングレバ
ーと燃料噴射ポンプのコントロールラツクとの間
にスプリングを介在させて両者間の相対運動を吸
収するようにしているために、エアアクチユエー
タによる規制時にもメカニカルガバナの内部に無
理な力が生じることがなく、最高最低型のメカニ
カルガバナを用いた簡潔構成であるにも拘らず、
燃料の最大供給量を抑制したエコノミ走行あるい
は、車両の走行速度を任意の設定値に維持させる
定速走行を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る燃料供給制御
装置を備えたデイーゼルエンジンの正面図、第２
図はこのエンジンに設けられているメカニカルガ
バナの要部を破断した正面図、第３図は同要部拡
大断面図、第４図はこのエンジンによるエコノミ
走行を行なう場合におけるエンジンの回転数に対
する燃料の供給量の変化を示すグラフ、第５図は
同エンジンの回転数に対するエンジントルクの変
化を示すグラフ、第６図は上記実施例の変形例に
係る第３図と同様の断面図、第７図は別の変形例
を示す第３図と同様の断面図である。 なお図面に用いた符号において、１……デイー
ゼルエンジン、２……燃料噴射ポンプ、８……コ
ントロールラツク、１３……エアアクチユエー
タ、１９……マイクロコンピユータ、２６……戻
しばね、５５……金属製のベローズ、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンに設けた燃料噴射ポンプのコントロ
   ールラツクを該燃料噴射ポンプに付設された最高
   最低型のメカニカルガバナで制御するようにした
   装置において、前記メカニカルガバナのフローテ
   イングレバーと前記コントロールラツクを該コン
   トロールラツクのストローク方向に沿つて相対移
   動自在に連結する手段と、前記コントロールラツ
   クをフローテイングレバーに対して燃料増加方向
   に向つて移動付勢するスプリングと、前記コント
   ロールラツクのストローク軌跡内に先端を臨ませ
   たストツプレバーと、該ストツプレバーを前記コ
   ントロールラツクのストローク方向に沿つて揺動
   して前記コントロールラツクの最大ストロークを
   可変制御するエアアクチユエータと、該エアアク
   チユエータへのエアの供給を制御する電子制御装
   置と、前記エアの圧力の低下時に前記ストツプレ
   バーをコントロールラツクのストローク軌跡の外
   部まで揺動退避させる戻しばねとを備えてなる燃
   料供給制御装置。