JPS59170437A - 内燃機関用電子式ガバナ - 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】 本発明は内燃機関用電子式ガバナに関し、更に詳細に述
べると、高低速がバナ特性とオールスピードガバナ特性
とを切換えることができるようにした内燃機関用電子式
ガバナに関する。

例えば、ディーゼル機序９用燃量噴射ポンプにおける燃
料調節用ガバナとしては、任意の回転速度において一定
の回転速度を保つように制御でき、従って特に作業機械
用に適したオールスピードがバナ特性を備えたものと、
アクセルペダルの踏み加減によってフィーリングよく車
速の制御を行なうことができる車幅等の走行用に適した
高低速がバナ特性を備えたものに大別される。従って、
１つのディーゼル電気を走行用と作業用とに兼用する場
合には、ガバナ特性を所望の特性に選択的に切換えるこ
とかできるようにすることが望ま詐る。

このような要求を満たす装置と（て、例えば特開昭５６
−１４８６３５号公報に示される如き内燃機関用電気式
ガバナが既に提案さｎ２ている。し〃・しながら、この
提案さ扛た従来の装置ｄでは、オールスピードガバナ特
性と高低速ガバナ特性の切換条件が定めら扛ていないた
め、例えば走行中又は作業中に不用意に切換を行なうと
内燃機関の回転速度が急変し、極めて危険な運転状態に
陥る虞れがあるという欠点ヲ鳴していた。

本発明の目的は、従って、４−ルスビードガバナ特性と
高低速ガバナ特性との切換時に、機関が危険な運転状態
に陥ることを未然に防止することができるようにした内
燃憔関用電子式がバナを提供することにある。

本発明の構成は、内燃機関用燃料噴射Ｉンプの噴射量調
節を行なうアクチェータが内燃機関の運転条件を示す電
気信号に応答して駆動される内燃機関用電子式ガバナに
おいて、該電気信号に応答してオールスピード特性制御
用の第１信号を出力する手段と、該電気信号に応答して
高低速特性制慴１用の第２信号を出力する手段と、内燃
機関が所定の切換可能な運転状態にあるか否かを判別す
る判別中一段と、第１又は第２信号のいずれか一方を指
定する指定手段と、上記判別手段によって上記所定の切
換可能な運転状態にあることが検出されている場合にお
いて上記指定手段に応じて上記第１又は第２信号のいず
れか一方を選択する選択手段と、上記選択手段から出力
さｎる信号に応答して上記アクチェータを駆動する手段
とを備えた点に特徴を有する。

以下、図示の実施例にょシ本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明による電子式ガバナを用いた内燃機
関用燃料噴射ポンプの一実施例が示されている。燃料噴
射ボンデ１は内燃機関２にょシ駆動されるよう連結され
ており、燃料噴射ポンプ１から噴射される燃料は噴射管
３′ｆ、介して内燃機関２の各気筒内に供給される。図
示の実施例では、燃料噴射ボンデ１は分配型燃料噴射ポ
ンプとして構成されておシ、第１図では、燃料噴射ポン
プ１の要部の機械的構成のみが一部断簡して図示され、
その他の公知の機械的構成は図示するのが省略されてい
る。

燃料噴射−ングｌ？′ｉ、シランジャ４に嵌め合ゎされ
たフントロールスリーブ５が噴射を調節部材として設け
られておシ、コントロールスリーブ５は連接棒６を介し
て電磁アクチェータ７に連結さｊている。電磁アクチェ
ータ７は、コントロールユニット８から後述の如くして
供給される駆動電流に従って駆動され、これによシコン
トロールスリーブ５がシランジャ４の軸線に沿って位着
決めされ、噴射量の調節が行なわれる。電磁アクチェー
タ７によシ定められたコントロールスリーブ５の位置を
検出する目的で、電磁アクチェータ７にはセンサコイル
９が取付けらね、ている。センサコイル９け、電磁アク
チェータ７の作動門に従ってそのインダクタンス値が変
化するように構成された可変インダクタンス素子であシ
、センサコイル９が接続されている位置検出回路１０か
らは、コントロールスリーブ５の調節位置に応じたレベ
ルの直流電圧信号である位置信号Ｒが出力される。

コントロールユニット８には、機関２の機関速度を示す
速度信号Ｎ及びアクセルペダル（図示せず）の操作針を
示すアクセル信号Ａが、回転速度検出器１１及びアクセ
ル検吊器１２がら夫々供給されている。コントロールユ
ニット８は、機関ノ運転状態を示すこれらの各信号Ａ、
Ｎ及び位置信号Ｒに従って、電磁アクチェータ７に供給
される駆動電流Ｉ′Ｊ＆：制御し、機関２の運転状態に
応じて、高低速ガバナ特性又はオールスピードガバナ特
性が得られるようにコントロールスリーブ５の位置制御
が行なわれる。

第２図には、第１図に示した装置の制御系統を示すブロ
ック図が示されている。制御ｒ−タ発生回路２０は、速
度信号Ｎ及びアクセル信号Ａに応答して、所要のオール
スピードがバナ特性’ｔ４，６ために必要なその時々の
目標噴射量を示す第１目標データＤｌを出力する第１目
標データ発生回路１３と、同じく速度信号Ｎ及びアクセ
ル信号Ａに応答して所要の高低速ガバナ特性を得る友め
に必要なその時々の１標噴射菫を示す第２目標データＤ
２を出力する第２目標データ発生回路１４とを備えてい
る。第１目標データＤ１及び第２目標ｆ−タＤ２は、判
別回路１５がらの切換制御信＋３ｃによって切換操作さ
れる切換スイッチ１６に入力されておυ、いずれか一方
のデータのみが目標噴射量データＤ。とじて選択さね４
、位置検出回路１０からの位置信号Ｒが入力されている
スリーブ位置制御回路１７に入力される。

符号１８で示されるのは、第１目標データＤ！又は第２
目標データＤ２のうちのいずれを選択するかを選択する
ためのスイッチであり、スイッチ１８は、オールスピー
ドガバナ特性を選択する場合には実線で示さｊ、るよう
に切換えられ、一方、高低速がパナ特性を選択する場合
には点線で示されるように切換えられる。

機関２が所定の運転状態にある場合のみスイッチ１８の
操作に応答して切換スイッチ１６の切換動作が行なわわ
、るように、スイッチ１８は、機関２が所定の連転状態
にあるか否かを判別する機能を備えた判別回路１５に接
続されている。判別回路１５には、速度信号Ｎ及びアク
セル信号Ａが印加されておシ、こｎらの信号Ｎ、Ａに基
ついて機成１２がアイドル運転状態にあるか否かの判別
が行なわれる。即ち、アクセルペダルの踏込量が零であ
ることがアクセル信号Ａから判別され、且つ機関速度が
所定１直以下であることが速度信号Ｎから判別された場
合に機関２がアイドル運転状態にあると判別さ１、この
ようにして機関２がアイドル運転状態にあると判別さｊ
た場合にのみ、スイッチ１８の操作状態に従った制御信
号Ｃが出力さｔ、切換スイッチ１６がスイッチ１８の操
作状態に従った切換状態とされる。

スリーブ位置制御回路１７は、目標噴射量データＤ、を
、該目標噴射量データＤＯによって示さ扛る噴射量を得
るのに必要なコントロールスリーブ５の位置を示す目標
スリーブ位置信号に変換し、別途入力されている位置信
号Ｒと該目標スリーブ位置信号との差分が零となるよう
に電磁アクチェータ７が駆動制御さｊ、る。この結果、
コントロールスリーブ５（第１図参照）は、目標噴射量
７”　−タＤｏによって示さｎる噴身」量がイ与らｎる
ように位置制御さｊ、る。従って、第１目標データ発生
回路１３から出力される第１目標データＤ１のデータ・
ぐターンに従うオールスピードガバナ特性又は第２目標
データ発生回路１４から出力される第２目標データＤ２
のデータ・ｆターンに従う高低速がバナ特性のいずれか
の特性にて燃料噴射量の制御を行なうことができる。

上述のオールスピードがバナ特性及び高低速がバナ特性
における各アイドリング制御特性はほぼ同一特性となる
ように設定されている。

従って、このような構成によると、判別回路１５の働き
によシ、機関２がアイドル連転状態にある場合にのみ、
スイッチ１８の操作に応答して切換スイッチ１６が作動
することとなるので、ガバナ特性の切換は、一方のアイ
ドリング制御特性曲線から他方のアイドリング制御特性
曲線上に移ることになる。しかし、上述の如く、両アイ
ドリング制御特性はほぼ同一となるように設定さｊ２て
いるので、特性の切換時に機関２の運転状態が著しく変
化する等の不具合いを確実に防止することができる。

このことを第３図を参照して説明する。第３図Ｋ１−１
、第１目標データ発生回路１３において定められている
オールスピードがパナ特性のうちアイドリング制御特性
曲線（イ）とアクセル操作量がＡＩのときの部分負荷特
性曲線（ロ）、及び第２目標データ発生回路１４におい
て定めらカ、る高低速ガバナ特性のうちのアイドリンク
制御特性曲線（ハ）とアクセル操作量が同じ＜ＡＩ　の
ときの部分負荷特性曲線に）が夫々示されている。ここ
で、横軸は機関速度ＶＸ縦軸はコントロールスリーブ位
置Ｐにとりである。既に説明したように、各アイドリン
グ制御特性曲線（イ）と（ハ）とは実質的に同一特性と
なるように設定さｎ、ているので、第３図においては同
一の特性曲線として示されている。今、ａ２関２の負荷
＠線が図中点線で示される状態にあるとすると、アクセ
ル操作量がＡ１の場合に機関２が第１目標データＤ１に
よジオールスピードガバナ特性にて制御さｊ−でいる場
合の動作点はＡ点となシ、一方、アクセル操作が同じ＜
Ａｔ　のときに機関２が第２目標データＤ２により高低
速ガバナ特性にて制御さ肛ている場合の動作点はＢ点と
なる。従って、前述の負荷状態においてスイッチ１６を
切換えてガバナ特性の変更を行なうと、動作点がＡ点か
らＢ点へ、或はＢ点からＡ点へと移動することになシ、
いず看にしても、機関２の回転違反が急激に変化するこ
ととなシ、極めて危険であシ、機関２にも大きな機椋的
ショックを与えるという不具合いが生じる。ガバナ特性
の相違による動作点の変化はその時の機関２の運転状態
によシ異なるが、いずｎにしても一般に大きな回転速度
変動を伴うことになる。

これに対し、アイドリング時には、いずれのガバナ特性
に従っても動作点は０点にあるので、ガバナ特性の切換
を行なっても機関２の運転状態に対して変化を与えるこ
とがなく、上述の不都合は全く発生しないものである。

第２図に示した制御データ発生回路２０は、マイクロコ
ンピータを用いて実現することも可能であシ、第４図に
は、その場合のプログラムの一例がフローチャートにて
示さｊている。第４図に示シタプログラムについて説明
すると、スタート後、ステップａにおいて機関２がアイ
ドル運転状態にあるか否かの判別が行なゎｊ、る。この
判別は、速度信号Ｎ及びアクセル信号Ａに基づいて既述
の如くして行なわれ、アイドル運転状態にある場合には
、ステップｂに進み、スイッチ１８の開閉状態が判別さ
れる。スイッチ１８が第１図で実線で示される状態にあ
り、オールスピードガバナ特性の選択を指示している場
合には、ステップＣにおいてオールスピードフラグがセ
ットされ、一方、スイッチ１８が第１図で点線で示され
る状態にあシ、高低速がパナ特性の選択を指示している
場合には、ステップｄにおいて高低速フラグがセットさ
れる。尚、ステップＣにおいては高低速フラグのリセッ
トが行なわｎｌ、一方ステップｄにおいてはオールスピ
ードフラグのリセットが行なわれ、常にいず牲か一方の
フラグのみがセット状態となるように構成されている。

ステップｅにおいては、上述した２種類のフラグのうち
どちらのフラグがセットされているかの判別が行なわれ
、オールスピードフラグカセットさｎている場合には、
ステップｆにおいて、第１図の第１目標データ発生回路
１３の機能に相応したオールスピードガバナ特性演舞が
マツプ演算により実行され、第１目標データＤ１が得ら
カ、る。

一方、高低速フラグがセットされて込る場合には、ステ
ップｇに進み、第１図の第２目標データ発生回路】４の
機能に相応した高低速ガバナ特性演算がマツプ演算によ
シ実行され、第２目標データＤ２が得らｎる。次いで、
ステ、ｆｈにおいていずれか一方のデータが出力され、
ステップａに戻る。

上記説明から判るように、機関がアイドル運転状態にあ
る場合にだけ各フラグのセット状態の変更が許さ力、機
関２／／ｉ、フラグのセット状態に従って、高低速がバ
ナ特性又はオールスピードガバナ特性で運転制御される
ことになシ、第１図に示した場合と同様の効果を得るこ
とができる。

上記実施例では、いずｎも、機関がアイドル運転状態に
ある場合に・のみガバナ特性の変更が行なえるよゲにし
た場合を示したが、本発明はこれ−らの実施例に限定さ
れるものではなく、ガバナ特性の変更を可能とする条件
として、アイドル運転状態以外の適宜の条件を与えても
よい。

第５図には、ガバナ特性の変更を許す条件を、アイドル
運転状態の代りに電源をオンした直後の初期化状態とし
た場合のプログラムの例が示すしている。Ｍ５図に示す
フローチャートは第４図のフローチャートに代えてマイ
クロコンピュータで実行されるものであシ、電源をオン
することに応答してステップｉにてシステムの初期化が
行なわれた後、直ちに、スイッチ１８の状態が判別され
（ステップｂ）、以後、第４図に示したステップと同様
の手順によってガバナ特性の切換が行なわれ、所要のデ
ータが出力される。第５図におけるステップｂ乃至りは
、第４図に示したステッｆｂ乃至りと夫々同一のもので
あるから、詳しい説明は省略する・ 第５図に示したプログラムに従えば、機関の始動前にお
いてのみ、ガバナ特性の切換が可能となシ、よシ一層安
全にガバナ特性の切換を行なう、ととができる。

本発明によれば、上述の如く、所定の条件下においての
みオールスピードガバナ特性と高低速ガバナ特性との間
の特性の切換を可能とする構成としたので、運転者の不
注意その他の理由にょ９機関速度が急変する等の不具合
いを確実に防止することができる安全性の高い内燃機関
用惰子式がパナを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概Ｆ＠楢成ブロック図、第
２図は第１図に示した装置の制御系統を示す回路ブロッ
ク図、第３図は第２図に示す制御系統の作動を説明する
だめの特性曲線図、第４図は第１図に示す制御データ発
生回路をマイクロコンピュータにより構成する場合のプ
ログラムのフローチャート、第５図は第４図に示すプロ
グラムの変形例を示す別のプログラムのフローチャート
である。 １・・・溶料噴射ポンプ、２・・・内燃機関、５・・・
コントロールスリーブ、７・・・電値アクチェータ、８
・・・コントロールユニット、９・・・センサコイル、
１゜・・・位置ｙ出回路、１１・・・回転速度検出器、
１２・・・アクセル検出器、１３・・・第１目標データ
発生回路、１４・・・第２目標データ発生回路、１５川
判別回路、１６・・・切換スイッチ、１８・・・スイッ
チ、２ｏ・・・制御データ発生回路、ＤＩ・・・第１目
標データ、Ｄ２・・・第２目標データ、Ｄ、・・・目標
噴射量データ、Ａ・・・アクセル信号、Ｎ・・・速度信
号。 特許出願人　ヂーゼル機器株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　内燃機関用燃料噴射ポンプの噴射量調節を行なう
   アクチェータが内燃機関の運転条件を示す電気信号に応
   答して駆動される内燃機関用電子式ガバナにおいて、前
   記電気信号に応答してオールスピード特性制御用の第１
   信号全出力する手段と、前記電気信号に応答して高低速
   特性制御用の第２信号を出力する手段と、内燃機関が所
   定の切換可能な運転状態におるか否か全判別する判別手
   段と、第１又は第２信号のいずれか一方を指定する指定
   手段と、前記判別手段によって前記所定の切換可能な運
   転状態にあることが検出されている場合において前記指
   定手段に応じて前記第１又は第２信号のいずれか一方を
   選択する選択手段と、前記選択手段から出力される信号
   に応答して前記アクチェータを駆動する手段とを備えた
   ことを特徴とする内燃機関用′成子式ガバナ。