(57)【要約】  【課題】  エンジンを小型にすることができるとともに、ラック位置センサの取り付けに高い精度が要求されないディーゼルエンジンを提供する。  【解決手段】  ラック位置センサと被検出部との間に所定の離間寸法を保持し、この離間寸法の差異に基づくセンサ出力値Ｖ１の差異に拘らず、燃料調量ラック２の位置に対応した一定のラック位置情報Ｒ１を得るに当たり、エンジン調節時に、所定負荷をかけてエンジン運転を行う際、その所定負荷での調節時ラック位置Ｒ２に対応するセンサ出力値Ｖ２に基づいて、換算手段が、マップデータから前記離間寸法５に対応するラック位置換算係数Ｋを求め、エンジン調整後のエンジン運転時には、求めたラック位置換算係数Ｋに基づくラック位置換算式により、換算手段が、センサ出力値Ｖ１をラック位置情報Ｒ１に換算するようにした。【選択図】    図２
2005105927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射ポンプ(１)に直進する燃料調量ラック(２)を設け、この燃料調量ラック(２)の位置をラック位置センサ(３)で検出できるようにしたディーゼルエンジンにおいて、
燃料調量ラック(２)に被検出部(４)を設け、ラック位置センサ(３)に磁気センサを用い、燃料調量ラック(２)の被検出部(４)の直進方向と直交する向きで、ラック位置センサ(３)を被検出部(４)と対向させ、ラック位置センサ(３)と被検出部(４)との間に所定の離間寸法(５)を保持し、ラック位置センサ(３)で被検出部(４)の直進方向の変位を検出するとともに、その変位量に対応する出力を行い、このラック位置センサ(３)のセンサ出力値(Ｖ１)を、換算手段(６ａ)でラック位置情報(Ｒ１)に換算するようにし、
前記離間寸法(５)の差異に基づくセンサ出力値(Ｖ１)の差異に拘らず、燃料調量ラック(２)の位置に対応した一定のラック位置情報(Ｒ１)を得るに当たり、
エンジン調節時に、所定負荷をかけてエンジン運転を行う際、その所定負荷での調節時ラック位置(Ｒ２)に対応する調節時センサ出力値(Ｖ２)に基づいて、換算手段(６ａ)が、記憶手段(６ｂ)から前記離間寸法(５)に対応するラック位置換算係数(Ｋ)を求め、エンジン調整後のエンジン運転時には、求めたラック位置換算係数(Ｋ)に基づくラック位置換算式により、換算手段(６ａ)がセンサ出力値(Ｖ１)をラック位置情報(Ｒ１)に換算するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載したディーゼルエンジンにおいて、
ラック位置センサ(３)の温度の差異に基づくセンサ出力値(Ｖ１)の差異に拘らず、燃料調量ラック(２)の位置に対応する一定のラック位置情報(Ｒ１)を得るに当たり、
ラック位置センサ(３)の検出コイル(３ａ)と隣合う位置で、ラック位置センサ(３)のケース(７)内に温度センサ(８)を収容し、エンジン運転時の温度センサ(８)の検出値に基づいて、換算手段(６ａ)が記憶手段(６ｂ)から温度補正係数を求め、求めた温度補正係数により、換算手段(６ａ)がラック位置変換式を補正するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気通路(９)と吸気通路(１０)との間に排気還流通路(１１)を設け、排気還流通路(１１)に排気還流弁(１２)を設け、この排気還流弁(１２)の開閉制御により、排気還流(１３)を行うに当たり、
排気還流弁(１２)の開閉制御を、エンジン運転時のラック位置情報(Ｒ１)に基づいて行うようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のディーゼルエンジンとして、本発明と同様、燃料噴射ポンプに直進する燃料調量ラックを設け、この燃料調量ラックの位置をラック位置センサで検出できるようにしたものがある。
【０００３】
しかし、従来のディーゼルエンジンでは、本発明と異なり、ラック位置センサには、主として、直動式の差動トランスが用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来技術では、次の問題がある。
《問題１》  エンジンが大型化する。
直動式の差動トランスは、燃料調量ラックと直列に配置され、その全長も長いため、燃料噴射ポンプを収容したポンプ収容ケースからの突出寸法が大きくなり、これがエンジンを大型化する要因のひとつとなっている。
【０００５】
《問題２》  ラック位置センサの取り付けに高い精度が要求される。
直動式の差動トランスを取り付けるには、燃料調量ラックに被検出棒を取り付け、ポンプ収容ケースに検出コイルを取り付ける必要があるが、被検出棒と検出コイルとの芯出しが必要となるため、取り付けに高い精度が要求される。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決することができるディーゼルエンジン、すなわち、エンジンを小型にすることができるとともに、ラック位置センサの取り付けに高い精度が要求されないディーゼルエンジン、を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(請求項１の発明)
図１(Ａ)に例示するように、燃料噴射ポンプ(１)に直進する燃料調量ラック(２)を設け、この燃料調量ラック(２)の位置をラック位置センサ(３)で検出できるようにしたディーゼルエンジンにおいて、
図１(Ｂ)に例示するように、燃料調量ラック(２)に被検出部(４)を設け、ラック位置センサ(３)に磁気センサを用い、燃料調量ラック(２)の被検出部(４)の直進方向と直交する向きで、ラック位置センサ(３)を被検出部(４)と対向させ、ラック位置センサ(３)と被検出部(４)との間に所定の離間寸法(５)を保持し、ラック位置センサ(３)で被検出部(４)の直進方向の変位を検出するとともに、その変位量に対応する出力を行い、図２(Ａ)に例示するように、このラック位置センサ(３)のセンサ出力値(Ｖ１)を、換算手段(６ａ)でラック位置情報(Ｒ１)に換算するようにし、
図２(Ａ)に例示するように、前記離間寸法(５)の差異に基づくセンサ出力値(Ｖ１)の差異に拘らず、燃料調量ラック(２)の位置に対応した一定のラック位置情報(Ｒ１)を得るに当たり、
エンジン調節時に、所定負荷をかけてエンジン運転を行う際、図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、その所定負荷での調節時ラック位置(Ｒ２)に対応する調節時センサ出力値(Ｖ２)に基づいて、換算手段(６ａ)が、記憶手段(６ｂ)から前記離間寸法(５)に対応するラック位置換算係数(Ｋ)を求め、エンジン調整後のエンジン運転時には、求めたラック位置換算係数(Ｋ)に基づくラック位置換算式により、換算手段(６ａ)がセンサ出力値(Ｖ１)をラック位置情報(Ｒ１)に換算するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【０００８】
(請求項２の発明)
請求項１の発明において、
ラック位置センサ(３)の温度の差異に基づくセンサ出力値(Ｖ１)の差異に拘らず、燃料調量ラック(２)の位置に対応する一定のラック位置情報(Ｒ１)を得るに当たり、
図１(Ｂ)に示すように、ラック位置センサ(３)の検出コイル(３ａ)と隣合う位置で、ラック位置センサ(３)のケース(７)内に温度センサ(８)を収容し、エンジン運転時の温度センサ(８)の検出値に基づいて、換算手段(６ａ)が記憶手段(６ｂ)から温度補正係数を求め、求めた温度補正係数により、換算手段(６ａ)がラック位置換算式を補正するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【０００９】
(請求項３の発明)
請求項１または請求項２に記載したディーゼルエンジンにおいて、
図１(Ｂ)に例示するように、排気通路(９)と吸気通路(１０)との間に排気還流通路(１１)を設け、排気還流通路(１１)に排気還流弁(１２)を設け、この排気還流弁(１２)の開閉制御により、排気還流(１３)を行うに当たり、
排気還流弁(１２)の開閉制御を、図２(Ａ)に例示するように、エンジン運転時のラック位置情報(Ｒ１)に基づいて行うようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【発明の効果】
【００１０】
（請求項１の発明）
《効果１》  エンジンを小型化することができる。
図１(Ｂ)に例示するように、ラック位置センサ(３)に磁気センサを用いるため、差動トランスを用いる場合に比べ、ラック位置センサ(３)を小型化できる。そのうえ燃料調量ラック(２)の被検出部(４)の直進方向と直交する向きで、ラック位置センサ(３)を被検出部(４)と対向させるため、ラック位置センサ(３)を燃料調量ラック(２)と平行に配置することができ、燃料噴射ポンプ(１)を収容したポンプ収容ケース(１４)からのラック位置センサ(３)の突出量が小さくなる。このため、ラック位置センサとして差動トランスを用いる場合に比べ、エンジンを小型化することができる。
【００１１】
《効果２》  ラック位置センサの取り付けに高い精度が要求されない。
図２(Ａ)に例示するように、離間寸法(５)の差異に基づくセンサ出力値(Ｖ１)の差異に拘らず、燃料調量ラック(２)の位置に対応した一定のラック位置情報(Ｒ１)を得ることができるため、ラック位置センサ(３)の取り付けに高い精度が要求されない。
【００１２】
（請求項２の発明）
《効果３》  ラック位置情報の精度が高い。
ラック位置センサ(３)の温度の差異に基づくセンサ出力値(Ｖ１)の差異に拘らず、燃料調量ラック(２)の位置に対応する一定のラック位置情報(Ｒ１)を得ることができるため、ラック位置情報(Ｒ１)の精度が高い。
【００１３】
（請求項３の発明）
《効果４》  汎用エンジンの排気特性を向上させることができる。
図１(Ｂ)に例示するように、排気還流弁(１２)の開閉制御を、エンジン運転時のラック位置情報(Ｒ１)に基づいて行うようにしたため、負荷に対応させた排気還流(１３)の制御が可能となり、負荷変動が大きい機械に搭載するエンジンに適用した場合には、その排気特性を効果的に向上させることができる。このような用途のエンジンとしては、農業機械や建設機械に搭載する汎用エンジンがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図２はいずれも本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンを説明する図である。
【００１５】
このエンジンの概要は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、シリンダブロック(図外)の横壁にポンプ収容ケース(１４)を設け、このポンプ収容ケース(１４)のポンプ挿入口(１５)から燃料噴射ポンプ(１)のポンプ本体(１ａ)を挿入し、このポンプ本体(１ａ)をポンプ収容ケース(１４)内に収容している。燃料噴射ポンプ(１)のポンプ本体(１ａ)には、燃料調量ラック(２)を設けている。この燃料調量ラック(２)は、燃料増減方向に直進する。この燃料調量ラック(２)の位置を、ラック位置センサ(３)で検出できるようにしている。このラック位置センサ(３)と目標回転数検出手段(１５)と実回転数検出手段(１６)とを、制御手段(６)を介して、電子ガバナのアクチュエータ(１８)に連携させている。アクチュエータ(１８)の出力部(１８ａ)は、燃料調量ラック(２)の燃料増量側端面に臨ませている。燃料調量ラック(２)は付勢スプリング(１９)で燃料増量方向に付勢され、燃料調量ラック(２)の燃料増量側端面がアクチュエータ(１８)の出力部(１８ａ)に当接されるようにしている。制御手段(６)はマイクロコンピュータである。
【００１６】
制御手段(６)は、負荷の増減により、実回転数が変動すると、アクチュエータ(１８)により燃料調量ラック(２)を調量制御し、実回転数を目標回転数に近づける。この際、燃料調量ラック(２)の位置を検出しておくことにより、燃料調量ラック(２)を目標位置まで移動させるのに必要なアクチュエータ(１８)の出力を計算できるため、速やかな調量制御を行うことができる。
【００１７】
燃料調量ラック(２)の位置検出のための構造は、次の通りである。
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、燃料調量ラック(２)に被検出部(４)を設け、ラック位置センサ(３)として磁気センサを用い、図１(Ｂ)に示すように、燃料調量ラック(２)の被検出部(４)の直進方向と直交する向きで、ラック位置センサ(３)を被検出部(４)と対向させ、ラック位置センサ(３)と被検出部(４)との間に所定の離間寸法(５)を保持し、図２(Ａ)に示すように、ラック位置センサ(３)で被検出部(４)の直進方向の変位を検出するとともに、その変位量に対応する出力を行い、このラック位置センサ(３)のセンサ出力値(Ｖ１)を、換算手段(６ａ)でラック位置情報(Ｒ１)に換算するようにしている。換算手段(６ａ)は制御手段(６)と同じマイクロコンピュータである。センサ出力値(Ｖ１)は電圧値である。
【００１８】
図１(Ａ)に示すように、被検出部(４)は、燃料調量ラック(２)に取り付けた金属板で、その先端部の上縁は燃料増量方向に向けて下り傾斜し、その先端部の上下幅は燃料増量方向に行くにつれて次第に狭くなっている。ラック位置検出センサ(３)は、渦電流式近接センサで、図１(Ｂ)に示すように、検出コイル(３ａ)を備え、この検出センサ(３ａ)と対向する被検出部(４)の上下幅に対応するインピーダンスの変化で、被検出部(４)の直進方向の変位を検出し、その変位量に対応する電圧を出力する。
【００１９】
一定のラック位置情報(Ｒ１)を得るための工夫は、次の通りである。
前記離間寸法(５)の差異に基づくセンサ出力値(Ｖ１)の差異に拘らず、燃料調量ラック(２)の位置に対応した一定のラック位置情報(Ｒ１)を得るに当たり、次のようにしている。
エンジン出荷前のエンジン調節時に、トルクピークに対応する最大負荷をかけてエンジン運転を行う際、その最大負荷での調節時ラック位置(Ｒ２)に対応する調節時センサ出力値(Ｖ２)が得られると、この調節時センサ出力値(Ｖ２)に基づいて、換算手段(６ａ)が、図２(Ｂ)の線図で表されるデータから前記離間寸法(５)に対応するラック位置換算係数(Ｋ)を求める。このラック位置換算係数(Ｋ)は、図２(Ａ)の複数の線図(Ｌ１)〜(ＬＮ)で示されるデータに基づいて定められている。調節時センサ出力値(Ｖ２)は、電圧値である。
【００２０】
図２(Ａ)の複数の線図(Ｌ１)〜(ＬＮ)は、ラック位置に対するセンサ出力電圧の実測値を、異なる離間寸法(５)毎にプロットした線図であり、ラック位置換算係数(Ｋ)は、これら複数の線図(Ｌ１)〜(ＬＮ)の直線領域(２０)での傾きに相当する値である。すなわち、ラック位置換算係数(Ｋ)は、異なる離間寸法(５)毎のセンサ出力電圧に対するラック位置の変動率を示している。図２(Ｂ)の線図は、調節時センサ出力値(Ｖ２)に対応するラック位置変換係数(Ｋ)をプロットした線図であり、調節時センサ出力値(Ｖ２)を検出することにより、図２(Ａ)の複数の線図(Ｌ１)〜(ＬＮ)のうち、この調節時センサ出力値(Ｖ２)に対応する所定の線図(Ｌ２)の傾斜を、ラック位置変換係数(Ｋ)として選定することができるようになっている。記憶手段(６ｂ)には、図２(Ａ)(Ｂ)の線図で示されるデータが格納されている。記憶手段(６ｂ)は制御手段(６)であるマイクロコンピュータのメモリである。
【００２１】
エンジン調整後のエンジン運転時には、求めたラック位置換算係数(Ｋ)に基づくラック位置換算式により、換算手段(６ａ)がセンサ出力値(Ｖ１)をラック位置情報(Ｒ１)に換算する。ラック位置変換式は、Ｒ１＝Ｒ２−Ｋ(Ｖ１−Ｖ２)である。これにより、センサ出力値(Ｖ１)がラック位置情報(Ｒ１)に換算される。
【００２２】
ラック位置センサ(３)の温度の差異に基づくセンサ出力値(Ｖ１)の差異に拘らず、燃料調量ラック(２)の位置に対応する一定のラック位置情報(Ｒ１)を得るに当たり、次のようにしている。
図１(Ｂ)に示すように、ラック位置センサ(３)の検出コイル(３ａ)と隣合う位置で、ラック位置センサ(３)のケース(７)内に温度センサ(８)を収容し、エンジン運転時の温度センサ(８)の検出値に基づいて、記憶手段(６ｂ)データから温度補正係数を求め、求めた温度補正係数により、換算手段(６ａ)がセンサ出力電圧値(Ｖ１)からラック位置情報(Ｒ１)への換算を補正するようにしている。具体的には、検出コイル(３ａ)の温度が変動すると、検出コイル(３ａ)の電気抵抗が変動し、センサ出力電圧値(Ｖ１)に誤差が生じるため、温度補正係数をセンサ出力電圧値(Ｖ１)に乗じて、温度の変動による誤差をキャンセルする。
【００２３】
ラック位置センサ(３)による負荷の検出は、排気還流弁(１)の開閉制御に利用されている。
すなわち、図１(Ａ)に示すように、排気通路(９)と吸気通路(１０)との間に排気還流通路(１１)を設け、排気還流通路(１１)に排気還流弁(１２)を設け、この排気還流弁(１２)の開閉制御により、排気還流(１３)を行うに当たり、排気還流弁(１２)の開閉制御を、エンジン運転時のラック位置情報(Ｒ１)に基づいて行うようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプとラック位置センサとを説明する図で、図１(Ａ)は模式図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの記憶手段に記憶されているデータを説明する図で、図２(Ａ)はラック位置に対するセンサ出力電圧の実測値を異なる離間寸法毎にプロットした線図、図２(Ｂ)は調節時センサ出力値に対応するラック位置変換係数をプロットした線図である。
【符号の説明】
【００２５】
(１)…燃料噴射ポンプ、(２)…燃料調量ラック、(３)…ラック位置センサ、(３ａ)…検出コイル、(４)…被検出部、(５)…離間寸法、(６ａ)…換算手段、(６ｂ)…記憶手段、(７)…ケース、(８)…温度センサ、(９)…排気通路、(１０)…吸気通路、(１１)…排気還流通路、(１２)…排気還流弁、(１３)…排気還流、(Ｖ１)…センサ出力電圧値、(Ｖ２)…調節時センサ出力電圧値、(Ｒ１)…ラック位置情報、(Ｒ２)…調節時ラック位置、(Ｋ)…ラック位置換算係数。
【図１】
2005105927.tif 000003
【図２】
2005105927.tif 000004