(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ガバナにより燃料の噴出量や噴射タイミングが電子制御される燃料噴射ポンプのタイミングラックの位置を制御空気にて位置決めし、タイミングラックを位置決めされた位置まで移動させるタイミングラックアクチュエータの駆動源として作動空気が用いられる燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムであって、
前記制御空気および前記作動空気として用いられる、所定の圧力を有する圧縮空気を蓄えておく空気槽から、前記タイミングラックアクチュエータに前記制御空気を導く制御空気ラインと、
前記制御空気ラインの途中に設けられて、前記電子ガバナから送られてきた制御空気圧力指令を空気圧力信号に変換して、自身よりも下流側に位置する前記制御空気ラインを介して前記タイミングラックアクチュエータに導かれる制御空気の圧力を調整する電空変換器と、
前記電空変換器よりも下流側に位置する前記制御空気ラインの途中に設けられた流路切替弁と、
前記電空変換器よりも上流側に位置する前記制御空気ラインの途中に上流端が接続され、前記流路切替弁に下流端が接続されたバックアップラインと、
前記バックアップラインの途中に設けられた圧力調整弁と、
前記流路切替弁よりも下流側に位置する前記制御空気ラインを流れる前記制御空気の圧力を測定する圧力トランスミッタと、を備え、
前記電子ガバナにおいて、前記電子ガバナから前記電空変換器に出力されている制御空気圧力指令と、前記圧力トランスミッタから前記電子ガバナに入力されてくる制御空気圧力現在値とを比較し、その差が閾値を超えたとき、前記電子ガバナから前記流路切替弁に切替信号が出力されて前記制御空気の流路が切り替えられ、前記空気槽から送出された前記制御空気が、前記電空変換器を通らずに、前記バックアップライン、および前記流路切替弁よりも下流側に位置する前記制御空気ラインを介して前記タイミングラックアクチュエータに導かれることを特徴とする燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム。
【請求項２】
前記圧力調整弁よりも下流側に位置する前記バックアップラインの途中に上流端が接続され、前記流路切替弁よりも下流側に位置する前記制御空気ラインの途中に下流端が接続されたバイパスラインと、
前記バイパスラインの途中に設けられた第１のエアコックと、
前記電空変換器と前記流路切替弁との間に位置する前記制御空気ラインの途中に設けられた第２のエアコックと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムを備えていることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子（式）ガバナにより燃料の噴出量や噴射タイミングが電子制御される燃料噴射ポンプのタイミングラックの位置を制御空気にて位置決めし、タイミングラックを位置決めされた位置まで移動させるタイミングラックアクチュエータの駆動源として作動空気が用いられる燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料ラックの位置を、船内制御用空気を用いて位置決めするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３１０５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、近年では、図３に示すような、電子ガバナ１１により燃料の噴出量や噴射タイミングが電子制御される燃料噴射ポンプ１２のタイミングラック１３の位置を制御空気にて位置決めし、タイミングラック１３を位置決めされた位置まで移動させるタイミングラックアクチュエータ１４の駆動源として作動空気が用いられる燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム９０が提案されている。
【０００５】
しかしながら、近年提案されている燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム９０では、燃料噴射ポンプ１２毎に設けられたタイミングラックアクチュエータ１４の状態を個別に監視できるよう、各タイミングラックアクチュエータ１４に変位センサ１５を取り付けていたため、機器構成が複雑化し、また、コスト高になるといった問題点があった。
【０００６】
なお、燃料噴射ポンプ１２は、一つのシリンダ（図示せず）に対して一つずつ設けられており、タイミングラックアクチュエータ１４は、一つの燃料噴射ポンプ１２に対して一つずつ設けられている。
また、図３中の符号１６は電空変換器、符号１７は制御空気および作動空気として用いられる、所定の圧力を有する圧縮空気を蓄えておく空気槽、符号１８は空気槽１７から電空変換器１６を介して各タイミングラックアクチュエータ１４に制御空気を導く制御空気ライン、符号１９は空気槽１７からタイミングラックアクチュエータ１４に作動空気を導く作動空気ライン、符号２０は電空変換器１６から各タイミングラックアクチュエータ１４に導かれる制御空気の圧力を測定する圧力ゲージ、符号２１は空気槽１７からタイミングラックアクチュエータ１４に導かれる作動空気の圧力を測定する圧力ゲージである。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、機器構成の簡略化を図ることができ、コストの低減化を図ることができる燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムは、電子ガバナにより燃料の噴出量や噴射タイミングが電子制御される燃料噴射ポンプのタイミングラックの位置を制御空気にて位置決めし、タイミングラックを位置決めされた位置まで移動させるタイミングラックアクチュエータの駆動源として作動空気が用いられる燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムであって、前記制御空気および前記作動空気として用いられる、所定の圧力を有する圧縮空気を蓄えておく空気槽から、前記タイミングラックアクチュエータに前記制御空気を導く制御空気ラインと、前記制御空気ラインの途中に設けられて、前記電子ガバナから送られてきた制御空気圧力指令を空気圧力信号に変換して、自身よりも下流側に位置する前記制御空気ラインを介して前記タイミングラックアクチュエータに導かれる制御空気の圧力を調整する電空変換器と、前記電空変換器よりも下流側に位置する前記制御空気ラインの途中に設けられた流路切替弁と、前記電空変換器よりも上流側に位置する前記制御空気ラインの途中に上流端が接続され、前記流路切替弁に下流端が接続されたバックアップラインと、前記バックアップラインの途中に設けられた圧力調整弁と、前記流路切替弁よりも下流側に位置する前記制御空気ラインを流れる前記制御空気の圧力を測定する圧力トランスミッタと、を備えており、前記電子ガバナにおいて、前記電子ガバナから前記電空変換器に出力されている制御空気圧力指令と、前記圧力トランスミッタから前記電子ガバナに入力されてくる制御空気圧力現在値とを比較し、その差が閾値を超えたとき、前記電子ガバナから前記流路切替弁に切替信号が出力されて前記制御空気の流路が切り替えられ、前記空気槽から送出されるとともに、前記圧力調整弁にて所定の圧力に調整された前記制御空気が、前記電空変換器を通らずに、前記バックアップライン、および前記流路切替弁よりも下流側に位置する前記制御空気ラインを介して前記タイミングラックアクチュエータに導かれることになる。
【０００９】
本発明に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムによれば、流路切替弁は正常であるが、何らかの原因で電空変換器および／または圧力トランスミッタに異常が生じた場合、電子ガバナから電空変換器に出力されている制御空気圧力指令と、圧力トランスミッタから電子ガバナに入力されてくる制御空気圧力現在値との間に差が生じ、その差が閾値を超えると、流路切替弁が（自動的に）切り替えられて、空気槽から送出されるとともに、圧力調整弁にて所定の圧力に調整された制御空気が、電空変換器を通らずに、バックアップライン、および流路切替弁よりも下流側に位置する制御空気ラインを介してタイミングラックアクチュエータに導かれることになる。
これにより、各タイミングラックアクチュエータに取り付けられていた変位センサを不要とすることができ、機器構成の簡略化を図ることができて、コストの低減化を図ることができる。
【００１０】
上記燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムにおいて、前記圧力調整弁よりも下流側に位置する前記バックアップラインの途中に上流端が接続され、前記流路切替弁よりも下流側に位置する前記制御空気ラインの途中に下流端が接続されたバイパスラインと、前記バイパスラインの途中に設けられた第１のエアコックと、前記電空変換器と前記流路切替弁との間に位置する前記制御空気ラインの途中に設けられた第２のエアコックと、を備えているとさらに好適である。
【００１１】
このような燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムによれば、何らかの原因で電空変換器および／または圧力トランスミッタに異常が生じ、かつ、流路切替弁にも異常が生じた場合、第１のエアコックを（手動で）閉から開とし、第２のエアコックを（手動で）開から閉とすることにより、空気槽から送出されるとともに、圧力調整弁にて所定の圧力に調整された制御空気が、流路切替弁を通らずに、バックアップライン、バイパスライン、および流路切替弁よりも下流側に位置する制御空気ラインを介してタイミングラックアクチュエータに導かれることになる。
これにより、電空変換器および／または圧力トランスミッタに異常が生じ、かつ、流路切替弁に異常が生じた場合でも、圧力調整弁にて所定の圧力に調整された制御空気をタイミングラックアクチュエータに導くことができ、当該燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムの信頼性（安全性）を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係る内燃機関は、上記いずれかの燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムを具備している。
【００１３】
本発明に係る内燃機関によれば、各タイミングラックアクチュエータに取り付けられていた変位センサを不要とすることができ、機器構成の簡略化を図ることができて、コストの低減化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、機器構成の簡略化を図ることができて、コストの低減化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムを示す概略構成図である。
【図３】近年提案されている燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムについて、図１を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムを示す概略構成図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム１０は、電子ガバナ１１と、電空変換器１６と、空気槽１７と、制御空気ライン１８と、作動空気ライン１９と、バックアップライン（第１のバイパスライン）３１と、圧力トランスミッタ３２と、を備えている。
電子ガバナ１１は、内燃機関（例えば、舶用等の大型ディーゼルエンジン）の負荷や回転数に応じて、燃料噴射ポンプ１２から吐出される燃料の噴出量や噴射タイミングを電子的にコントロールし、内燃機関の回転を安定させるものである。
【００１８】
電空変換器１６は、電子ガバナ１１から送られてきた制御空気圧力指令（４〜２０ｍＡの電流信号）を空気圧力信号に変換して、電空変換器１６よりも下流側に位置する制御空気ライン１８を介してタイミングラックアクチュエータ１４に導かれる（送られる）制御空気の圧力を調整する信号変換器である。
バックアップライン３１は、電空変換器１６よりも上流側に位置する制御空気ライン１８の途中に一端（上流端）が接続され、電空変換器１６よりも下流側に位置する制御空気ライン１８の途中に設けられた（接続された）流路切替弁３３に他端（下流端）が接続された配管であり、その途中には、圧力調整弁３４が設けられている（接続されている）。
【００１９】
圧力トランスミッタ３２は、流路切替弁３３よりも下流側に位置する制御空気ライン１８を流れる制御空気の圧力を測定し、測定されたゲージ圧力を４〜２０ｍＡの電流信号に変換するものであり、変換された電流信号は、電線３５を介して電子ガバナ１１に電送されるようになっている。
流路切替弁３３は、電子ガバナ１１から送られてきた切替信号に基づいて、制御空気の流路を自動的に切り替えるバルブである。そして、電子ガバナ１１から送られてきた切替信号に基づいて流路切替弁３３が切り替えられると、空気槽１７から送出された制御空気は、電空変換器１６を通らずに、バックアップライン３１、および流路切替弁３３よりも下流側に位置する制御空気ライン１８を介してタイミングラックアクチュエータ１４に導かれることになる。
【００２０】
圧力調整弁３４は、バックアップライン３１を通過する制御空気の圧力を、予め設定された圧力まで減ずる手動式の減圧弁である。
ここで、電子ガバナ１１では、電子ガバナ１１から電空変換器１６に出力されている（送られている）制御空気圧力指令（４〜２０ｍＡの電流信号）と、圧力トランスミッタ３２から電子ガバナ１１に入力されてくる（送られてくる）制御空気圧力現在値（４〜２０ｍＡの電流信号）とが比較され、制御空気圧力指令と制御空気圧力現在値との差を制御空気圧力指令で割った値がリアルタイムで算出されている。そして、この制御空気圧力指令と制御空気圧力現在値との差を制御空気圧力指令で割った値が±０．０５（５％）を超えたとき、電子ガバナ１１から流路切替弁３３に、電線３６を介して切替信号が出力され、かつ、電子ガバナ１１から警報装置３７に、電線３８を介して警報信号が出力されて、警報装置３７が作動し、内燃機関を監視している者（舶用の場合は機関士・機関員、陸用の場合は作業員）に異常を知らせることになる。
【００２１】
図１中の符号３９は圧力調整弁３４からバックアップライン３１を介して流路切替弁３３に導かれる制御空気の圧力を測定する圧力ゲージ、符号４０は流路切替弁３３からタイミングラックアクチュエータ１４に導かれる制御空気の圧力を測定する圧力ゲージである。
【００２２】
本実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム１０によれば、流路切替弁３３は正常であるが、何らかの原因で電空変換器１６および／または圧力トランスミッタ３２に異常が生じた場合、電子ガバナ１１から電空変換器１６に出力されている制御空気圧力指令と、圧力トランスミッタ３２から電子ガバナ１１に入力されてくる制御空気圧力現在値との間に差が生じ、その差が閾値を超えると、流路切替弁３３が自動的に切り替えられて、空気槽１７から送出されるとともに、圧力調整弁３４にて所定の圧力に調整された制御空気が、電空変換器１６を通らずに、バックアップライン３１、および流路切替弁３３よりも下流側に位置する制御空気ライン１８を介してタイミングラックアクチュエータ１４に導かれることになる。
これにより、各タイミングラックアクチュエータ１４に取り付けられていた変位センサ１５（図３参照）を不要とすることができ、機器構成の簡略化を図ることができて、コストの低減化を図ることができる。
【００２３】
そして、本実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム１０を具備した内燃機関によれば、各タイミングラックアクチュエータ１４に取り付けられていた変位センサ１５（図３参照）を不要とすることができ、機器構成の簡略化を図ることができて、コストの低減化を図ることができる。
【００２４】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムについて、図２を参照しながら説明する。
図２は本実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システムを示す概略構成図である。
【００２５】
図２に示すように、本実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム５０は、バイパスライン（第２のバイパスライン）５１と、第１のエアコック５２と、第２のエアコック５３と、をさらに備えているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２６】
バイパスライン５１は、圧力調整弁３４よりも下流側に位置するバックアップライン３１の途中に一端（上流端）が接続され、流路切替弁３３よりも下流側に位置する制御空気ライン１８の途中に他端（下流端）が接続された配管であり、その途中には、エアコック５２が設けられている（接続されている）。
エアコック５２は、手動で開閉されるバルブであり、常時閉とされている。
【００２７】
エアコック５３は、電空変換器１６と流路切替弁３３との間に位置する制御空気ライン１８の途中に設けられた（接続された）、手動で開閉されるバルブであり、常時開とされている。
ここで、エアコック５２が閉から開に操作され、エアコック５３が開から閉に操作されるのは、電子ガバナ１１から流路切替弁３３に切替信号が送られてきたが、流路切替弁３３が作動せず、圧力調整弁３４で減圧された制御空気をタイミングラックアクチュエータ１４に供給することができないときである。
【００２８】
本実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム５０によれば、流路切替弁３３は正常であるが、何らかの原因で電空変換器１６および／または圧力トランスミッタ３２に異常が生じた場合、電子ガバナ１１から電空変換器１６に出力されている制御空気圧力指令と、圧力トランスミッタ３２から電子ガバナ１１に入力されてくる制御空気圧力現在値との間に差が生じ、その差が閾値を超えると、流路切替弁３３が自動的に切り替えられて、空気槽１７から送出されるとともに、圧力調整弁３４にて所定の圧力に調整された制御空気が、電空変換器１６を通らずに、バックアップライン３１、および流路切替弁３３よりも下流側に位置する制御空気ライン１８を介してタイミングラックアクチュエータ１４に導かれることになる。
これにより、各タイミングラックアクチュエータ１４に取り付けられていた変位センサ１５（図３参照）を不要とすることができ、機器構成の簡略化を図ることができて、コストの低減化を図ることができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム５０によれば、何らかの原因で電空変換器１６および／または圧力トランスミッタ３２に異常が生じ、かつ、流路切替弁３３にも異常が生じた場合、第１のエアコック５２を手動で閉から開とし、第２のエアコック５３を手動で開から閉とすることにより、空気槽１７から送出されるとともに、圧力調整弁３４にて所定の圧力に調整された制御空気が、流路切替弁３３を通らずに、バックアップライン３１、バイパスライン５１、および流路切替弁３３よりも下流側に位置する制御空気ライン１８を介してタイミングラックアクチュエータ１４に導かれることになる。
これにより、電空変換器１６および／または圧力トランスミッタ３２に異常が生じ、かつ、流路切替弁３３に異常が生じた場合でも、圧力調整弁３４にて所定の圧力に調整された制御空気をタイミングラックアクチュエータ１４に導くことができ、当該燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム５０の信頼性（安全性）を向上させることができる。
【００３０】
そして、本実施形態に係る燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム５０を具備した内燃機関によれば、各タイミングラックアクチュエータ１４に取り付けられていた変位センサ１５（図３参照）を不要とすることができ、機器構成の簡略化を図ることができて、コストの低減化を図ることができる。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜必要に応じて変形・変更実施可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム
１１  電子ガバナ
１２  燃料噴射ポンプ
１３  タイミングラック
１４  タイミングラックアクチュエータ
１６  電空変換器
１７  空気槽
１８  制御空気ライン
３１  バックアップライン
３２  圧力トランスミッタ
３３  流路切替弁
３４  圧力調整弁
５０  燃料噴射ポンプの噴射タイミング調整制御システム
５１  バイパスライン
５２  第１のエアコック
５３  第２のエアコック
【図１】
0005875408.tif 000002
【図２】
0005875408.tif 000003
【図３】
0005875408.tif 000004