(57)【要約】【課題】燃料噴射ポンプを長時間使用してプランジャとプランジャバレル間に隙間が発生したり、また燃料温度が上がって燃料の粘性が下がったりした場合でも、燃料噴射量の減少を防止する燃料噴射ポンプの制御装置を提供する。【解決手段】コントローラ２０によりラックアクチュエータ４０を作動させ、コントロールラックの位置を制御する電子制御ガバナ装置７を備える燃料噴射ポンプ１の制御装置であって、前記コントローラ２０は運転時間演算手段２１を備え、前記コントロールラックの位置を、前記運転時間演算手段２１によって算出される運転時間ｔの経過に伴って噴射量増側に補正量ｒだけ補正するように構成した。また、前記コントロールラックの位置の補正は、前記運転時間ｔに対応した補正量ｒをマップにより設定して行う構成とした。【選択図】図４
2009041522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラによりラックアクチュエータを作動させ、
コントロールラックの位置を制御する電子制御ガバナ装置を備える燃料噴射ポンプの制御装置であって、
前記コントローラは運転時間演算手段を備え、
前記コントロールラックの位置を、
前記運転時間演算手段によって算出される運転時間の経過に伴って噴射量増側に補正することを特徴とする、
燃料噴射ポンプの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、
前記コントロールラックの位置の補正は、
前記運転時間に対応した補正量をマップにより設定して行われることを特徴とする、燃料噴射ポンプの制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、
前記コントロールラックの位置の補正は、
前記運転時間に対応した補正率をマップにより設定して行われることを特徴とする、燃料噴射ポンプの制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、
前記コントローラは冷却水温度検出手段と接続され、
前記補正量又は補正率の設定は、
運転時間の経過に対応すると同時に、
前記冷却水温度検出手段によって検出される冷却水温度にも対応したマップにより行われることを特徴とする、燃料噴射ポンプの制御装置。
【請求項５】
請求項２又は請求項３に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、
前記コントローラは潤滑油温度検出手段と接続され、
前記補正量又は補正率の設定は、
運転時間の経過に対応すると同時に、
前記潤滑油温度検出手段によって検出される潤滑油温度にも対応したマップにより行われることを特徴とする、燃料噴射ポンプの制御装置。
【請求項６】
請求項２又は請求項３に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、
前記コントローラは燃料温度検出手段と接続され、
前記補正量又は補正率の設定は、
運転時間の経過に対応すると同時に、
前記燃料温度検出手段によって検出される燃料温度にも対応したマップにより行われることを特徴とする、燃料噴射ポンプの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料噴射ポンプの制御装置の改良技術に関し、詳しくは、燃料噴射ポンプを長時間使用した時に噴射量が減少することを防ぐ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プランジャバレル内にてプランジャを上下摺動させることで、分配軸に圧送される燃料を、分配軸により複数の吐出弁へ送出し、各吐出弁から燃料噴射ノズルへ圧送する構成とするディーゼル機関用の燃料噴射ポンプが知られている。
この燃料噴射ポンプにおいては、コントローラによりラックアクチュエータを作動させ、コントロールラックの位置（以下、「ラック位置」とする）を制御する電子制御ガバナ装置を備えるものが知られており、前記ラックアクチュエータの作動によりポンプ回転数に合わせてラック位置を変更し、最適な燃料噴射量を実現させている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３２５３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、燃料噴射ポンプは長時間の使用により、プランジャとプランジャバレルが摩耗して隙間が発生し、この隙間から燃料が漏れやすくなる。しかし前記の従来技術等では、長時間の使用によってもラック位置は変化しないので、前記燃料漏れによって燃料噴射量は経時的に減少していく。特に、プランジャの速度が遅い始動時に燃料噴射量の減少は顕著になり、使用時間の長期化に伴って徐々に始動しにくくなっていく。さらに、燃料温度が低いと燃料の粘性が上がり、噴射しにくくなって燃焼性が悪化し、高すぎると黒煙、始動性などに悪影響を与えることも問題となっていた。
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するために、燃料噴射ポンプを長時間使用してプランジャとプランジャバレル間に隙間が発生したり、また燃料温度が高い場合や低い場合に、燃料噴射量が減少したりすることを防止する燃料噴射ポンプの制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、コントローラによりラックアクチュエータを作動させ、コントロールラックの位置を制御する電子制御ガバナ装置を備える燃料噴射ポンプの制御装置であって、前記コントローラは運転時間演算手段を備え、前記コントロールラックの位置を、前記運転時間演算手段によって算出される運転時間の経過に伴って噴射量増側に補正するものである。
【０００７】
請求項２においては、請求項１に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、前記コントロールラックの位置の補正は、前記運転時間に対応した補正量をマップにより設定して行われるものである。
【０００８】
請求項３においては、請求項１に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、前記コントロールラックの位置の補正は、前記運転時間に対応した補正率をマップにより設定して行われるものである。
【０００９】
請求項４においては、請求項２又は請求項３に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、前記コントローラは冷却水温度検出手段と接続され、前記補正量又は補正率の設定は、運転時間の経過に対応すると同時に、前記冷却水温度検出手段によって検出される冷却水温度にも対応したマップにより行われるものである。
【００１０】
請求項５においては、請求項２又は請求項３に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、前記コントローラは潤滑油温度検出手段と接続され、前記補正量又は補正率の設定は、運転時間の経過に対応すると同時に、前記潤滑油温度検出手段によって検出される潤滑油温度にも対応したマップにより行われるものである。
【００１１】
請求項６においては、請求項２又は請求項３に記載の燃料噴射ポンプの制御装置であって、前記コントローラは燃料温度検出手段と接続され、前記補正量又は補正率の設定は、運転時間の経過に対応すると同時に、前記燃料温度検出手段によって検出される燃料温度にも対応したマップにより行われるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、燃料噴射ポンプを長時間使用してプランジャとプランジャバレル間に隙間が発生しても、コントロールラックの位置を適切に補正することにより、燃料噴射量が減少することがない。
【００１４】
請求項２においては、運転時間に対応した補正量を適切に設定することにより、燃料噴射量を一定に確保することができる。
【００１５】
請求項３においては、運転時間に対応した補正率を適切に設定することにより、燃料噴射量を一定に確保することができる。
【００１６】
請求項４においては、燃料温度が上がって燃料の粘性が下がっても、潤滑油温度に対応してコントロールラックの位置を適切に補正することにより、燃料噴射量が少なくならない。
【００１７】
請求項５においては、燃料温度が上がって燃料の粘性が下がっても、潤滑油温度に対応してコントロールラックの位置を適切に補正することにより、燃料噴射量が少なくならない。
【００１８】
請求項６においては、燃料温度が上がって燃料の粘性が下がっても、燃料温度に対応してコントロールラックの位置を適切に補正することにより、燃料噴射量が少なくならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。また、以下の説明においては紙面左側を前側とするものとする。
図１は本発明を適用する燃料噴射ポンプの構成を示す側面断面図である。
図２はプランジャ周辺の構成を示す断面図である。
図３は本発明に係る制御装置に関する構成を示すブロック図である。
図４（ａ）は本発明によるラック位置の補正量を示したグラフ、（ｂ）は本発明による燃料噴射量を示したグラフである。
図５（ａ）は実施例１におけるラック位置補正量マップ、（ｂ）は同じくラック位置補正率マップである。
図６は実施例２における燃料温度によるラック位置補正量マップである。
【００２０】
本発明に係る燃料噴射ポンプ１はディーゼル機関に搭載されるものであり、該燃料噴射ポンプ１の構成について以下に説明する。
図１に示すごとく、該燃料噴射ポンプ１は、ポンプハウジング４５とハイドロリックヘッド４６の部分を上下に接合して構成されている。ポンプハウジング４５の部分の前側面には、電子制御ガバナ装置７のケーシング８が付設され、該ケーシング８の左側よりラックアクチュエータ４０が挿嵌固定されている。
前記ラックアクチュエータ４０は、摺動軸３を前後方向に進退させるものであり、該摺動軸３の先端部は、リンクレバー２３の中途部に枢結されている。
該リンクレバー２３は、その下部において基部ピン２４を中心に回動自在に配される一方、上端部にはコントロールレバー６が枢結されており、前記摺動軸３が前後方向に進退すると、リンクレバー２３は、基部ピン２４を回動中心として前後方向に回動し、これにより、コントロールレバー６が前後方向に移動して、プランジャ３２を回動させる図示せぬ調量ラックが操作される、即ち、燃料噴射量の増量・減量の制御が行われるものである。
また、前記ケーシング８の下部には、ポンプカム軸２の回転数を検知するための回転数センサー２２が取付けられている。
【００２１】
また、図１及び図２に示すごとく、前記ハイドロリックヘッド４６には、プランジャバレル３３が挿嵌されており、該プランジャバレル３３内にプランジャ３２が上下摺動自在に内装され、ポンプカム軸２に形設したカム４の回転により、タペットローラー１１（図１）及びタペット１２を介して、プランジャ３２が上下移動するように構成されており、プランジャバレル３３のメインポート３９より圧縮燃料を分配軸９（図１）に供給するようにしている。
また、ハイドロリックヘッド４６におけるプランジャバレル３３の側方には、低温始動進角装置（以下、「ＣＳＤ」とする）３０のピストンバレル３４が挿嵌されており、該ピストンバレル３４内のピストン３５を進角用アクチュエータ３８にて上下摺動させる構成としている。
【００２２】
そして、前記プランジャバレル３３に形設した溢流用サブポート３６は、ピストンバレル３４内とドレン油路３７を介して通じており、前記進角用アクチュエータ３８の作動時では、ピストン３５が上方に移動して、前記ドレン油路３７を介しての溢流用サブポート３６とハイドロリックヘッド４６の低圧室４７との連通が分断され、噴射時期の進角制御が行われるものである。
一方、前記進角用アクチュエータ３８の非作動時では、ピストン３５が下方に移動して、前記ドレン油路３７を介しての溢流用サブポート３６とハイドロリックヘッド４６の低圧室４７とが連通し、プランジャ３２によって圧縮される燃料の一部を前記低圧室４７に溢流させ、噴射時期の遅角制御が行われるものである。
【００２３】
次に、図３を用いて本発明の実施例である電子制御ガバナ装置７について、簡単に説明する。
図３に示すように、例えば建設機械のエンジンで使用する電子制御ガバナ装置７は、電子ガバナコントローラ（以下、コントローラ）２０を中心に信号伝達経路が構成されている。
すなわち、コントローラ２０は、運転時間演算手段２１を備え、ラック位置センサー１３、アクセルセンサー１４、回転数センサー２２、及び各温度（冷却水温度、潤滑油温度、燃料温度）検出手段となるセンサー２５〜２７と接続され、それぞれから入力信号を受け、ラックアクチュエータ４０に出力信号を送る構成とされている。また、コントローラ２０は、設定器１０にも接続されている。
【００２４】
ラック位置センサー１３は、エンジンの燃料噴射量を調整するラックの位置を検出し、ラック位置検出信号をアナログ入力回路（図示略）を介してコントローラ２０に入力する。具体的には、ラック位置センサー１３は、後述するラックアクチュエータ４０の動きを検出する。
【００２５】
アクセルセンサー１４は、アクセルの入れ込み量を検出し、アクセル位置検出信号をアナログ入力回路（図示略）を介してコントローラ２０に入力する。本実施例では建設機械を想定しているので、アクセルセンサー１４は、目標回転数を設定するアクセルレバーの操作量を検出する。
【００２６】
運転時間演算手段２１は、具体的にはコントローラ２０が有するクロックを利用してエンジン作動時間をカウントして、エンジンの総運転時間を演算するものである。ただし、タイマを用いてエンジン総運転時間を計時し、その信号をコントローラ２０に入力することも可能である。
回転数センサー２２は、エンジン回転数を検出し、エンジン回転数検出信号を回転数入力回路（図示略）を介してコントローラ２０に入力する。
【００２７】
各温度センサー（温度検出手段）２５〜２７は、具体的には、エンジン冷却水温度センサー２５、エンジン潤滑油温度センサー２６、及びエンジン燃料温度センサー２７である。エンジン冷却水温度センサー２５は冷却水経路の任意位置に配置され、例えば、ラジエータ、または、シリンダブロックのウオータージャケットに配置される。潤滑油温度センサー２６は潤滑油経路の任意位置に配置され、例えば、潤滑油ポンプの出口に配置される。燃料温度センサー２７は燃料供給経路の任意位置に配置され、例えば、燃料噴射ポンプ入口に配置される。コントローラ２０は、各温度センサー２５〜２７によって、エンジンの冷却水温度、潤滑油温度、又は燃料温度よりエンジン状態（冷態又は暖態）を判断する。なお、エンジン状態を判断するためには、各温度センサー２５〜２７のうち少なくとも一つのセンサーがあれば良い。
【００２８】
ラックアクチュエータ４０は、エンジンの燃料噴射ポンプにおける燃料噴射量調整ラックを摺動調整する装置である。コントローラ２０は、アクセル位置検出信号からエンジン目標回転数を算出し、実回転数との差分を補正するようにＣＰＵまたはトランジスタ出力回路（図示略）を介してラックアクチュエータ４０へ出力し、ラックアクチュエータ４０を操作して燃料噴射量を調整する。
【００２９】
設定器１０は、エンジン制御における各設定値をコントローラ２０に入力する装置である。例えば、後述するラック位置補正量マップがコントローラ２０のＲＯＭなどの記憶装置に記憶され、設定器１０により設定可能とされている。
【００３０】
［実施例１］
以上の構成により、本発明に係る燃料噴射ポンプの制御装置を構成するものであり、以下、実施例１に係る実施形態について説明する。
本実施例では、図１乃至図４に示すごとく、コントローラ２０によりラックアクチュエータ４０を作動させ、コントロールラックの位置を制御する電子制御ガバナ装置７を備える燃料噴射ポンプ１の制御装置であって、前記コントローラ２０は運転時間演算手段２１を備え、前記コントロールラックの位置を、前記運転時間演算手段２１によって算出される運転時間ｔの経過に伴って噴射量増側に補正量ｒだけ補正するように構成されている。
【００３１】
ラック位置補正量ｒは、後述するように本発明においては運転時間演算手段２１で算出される運転時間ｔに対応して設定されている。具体的には、図５（ａ）に示すように運転時間ｔに対応したラック位置補正量ｒのマップを作成し、それぞれがコントローラ２０のＲＯＭなどの記憶装置に記憶されているのである。前記ラック位置補正量ｒについては、実際には実験等によって適正な値が選定されることになる。
【００３２】
図４（ａ）は本発明によるラック位置の補正量を示したグラフ、（ｂ）は本発明による燃料噴射量を示したグラフである。図４（ａ）における破線Ｒ１は本発明による補正を行わない場合のラック位置、実線Ｒ２は本発明による補正を行った場合のラック位置、矢印ｒは本発明によるラック位置補正量を示す。また、図４（ｂ）における破線Ｆ１は本発明による補正を行わない場合の燃料噴射量、実線Ｆ２は本発明による補正を行った場合の燃料噴射量、矢印ｆは本発明による燃料噴射増加量を示す。
【００３３】
即ち、本発明によるラック位置補正を行わない場合、図４（ａ）破線Ｒ１に示すようにラック位置が一定のため、燃料噴射ポンプ１の運転時間ｔの経過により、プランジャとプランジャバレルが摩耗して隙間が発生し、図４（ｂ）破線Ｆ１に示すように燃料噴射量は減少していく。一方、本発明によるラック位置補正を行った場合、図４（ａ）実線Ｒ２に示すようにラック位置が運転時間の経過に伴ってラック位置補正量ｒだけ補正されるので、燃料噴射ポンプ１の運転時間ｔが経過し、プランジャとプランジャバレルが摩耗して隙間が発生しても、図４（ｂ）実線Ｆ２に示すように燃料噴射量が一定に保たれるのである。
なお、前記ラック位置の補正は、図５（ｂ）に示す運転時間ｔに対応したラック位置補正率ｒ´のマップを作成し、このマップにより設定して行う構成にすることもできる。
【００３４】
以上のように構成することにより、燃料噴射ポンプ１を長時間使用してプランジャ３２とプランジャバレル３３間に隙間が発生しても、コントロールラックの位置を適切に補正することにより、燃料噴射量が減少することがない。また、運転時間ｔに対応した補正量ｒ又は補正率ｒ´を適切に設定することにより、燃料噴射量を一定に確保することができるのである。よって、アクセルレバー等で設定した目標回転数に、長時間運転しても安定して保つことが可能となる。
【００３５】
［実施例２］
次に、実施例２に係る実施形態について説明する。なお、本実施例における燃料噴射ポンプの制御装置の説明において、実施例１と共通する部分については、同符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
本実施例におけるラック位置補正量ｒ（又は補正率ｒ´）の設定は、運転時間ｔの経過に対応すると同時に、前記燃料温度センサー２７によって検出される燃料温度ｘにも対応して行われる。具体的には、図６に示すように運転時間ｔ及び燃料温度ｘに対応したラック位置補正量ｒのマップを作成し、それぞれが実施例１におけるラック位置補正量マップと同様、コントローラ２０のＲＯＭなどの記憶装置に記憶されているのである。前記ラック位置補正量ｒについては、実際には実験等によって適正な値が選定されることになる。
【００３７】
前記燃料温度補正マップによりラック位置補正量ｒを設定することにより、燃料温度が上昇することによって燃料の粘性が下がった場合、経年変化とともにプランジャ３２とプランジャバレル３３の間の隙間から漏れる量が増加しても、ラック位置が適切に補正されるため、燃料噴射量が少なくなることを防止することができるのである。また、燃料温度が低く粘性が高い場合でも、前記同様にラック位置を適切に補正することができる。
なお、前記ラック位置補正量ｒは燃料温度ｘに限られず、図６と同様に潤滑油温度又は冷却水温度の何れかの変化に対応したマップを作成し、該マップに基づいて設定することが可能であり、潤滑油温度又は冷却水温度が上昇すると、経年変化とともにプランジャ３２とプランジャバレル３３が膨張してその間の隙間も大きくなり、前記と同様の作用・効果を奏するものである。
【００３８】
以上のように、コントローラ２０によりラックアクチュエータ４０を作動させ、コントロールラックの位置を制御する電子制御ガバナ装置７を備える燃料噴射ポンプ１の制御装置であって、前記コントローラ２０は運転時間演算手段２１を備え、前記コントロールラックの位置を、前記運転時間演算手段２１によって算出される運転時間ｔの経過に伴って噴射量増側に補正量ｒだけ補正するように構成される。
これにより、燃料噴射ポンプ１を長時間使用してプランジャ３２とプランジャバレル３３間に隙間が発生しても、コントロールラックの位置を適切に補正することにより、燃料噴射量が減少することがない。
【００３９】
また、前記コントロールラックの位置の補正は、前記運転時間ｔに対応した補正量ｒをマップにより設定して行われる。
これにより、運転時間に対応した補正量ｒを適切に設定することにより、燃料噴射量を一定に確保することができる。
【００４０】
また、前記コントロールラックの位置の補正は、前記運転時間ｔに対応した補正率ｒ´をマップにより設定して行われる。
これにより、運転時間に対応した補正率ｒ´を適切に設定することにより、燃料噴射量を一定に確保することができる。
【００４１】
また、前記コントローラ２０は冷却水温度センサー２５と接続され、前記補正量ｒ又は補正率ｒ´の設定は、運転時間ｔの経過に対応すると同時に、前記冷却水温度センサー２５によって検出される冷却水温度にも対応したマップにより行われる。
これにより、燃料温度が上がって燃料の粘性が下がっても、冷却水温度に対応してコントロールラックの位置を適切に補正することにより、燃料噴射量が少なくならない。
【００４２】
また、前記コントローラ２０は潤滑油温度センサー２６と接続され、前記補正量ｒ又は補正率ｒ´の設定は、運転時間ｔの経過に対応すると同時に、前記潤滑油温度センサー２６によって検出される潤滑油温度にも対応したマップにより行われる。
これにより、燃料温度が上がって燃料の粘性が下がっても、潤滑油温度に対応してコントロールラックの位置を適切に補正することにより、燃料噴射量が少なくならない。
【００４３】
また、前記コントローラ２０は燃料温度センサー２７と接続され、前記補正量ｒ又は補正率ｒ´の設定は、運転時間ｔの経過に対応すると同時に、前記燃料温度センサー２７によって検出される燃料温度にも対応したマップにより行われる。
これにより、燃料温度が上がって燃料の粘性が下がっても、燃料温度に対応してコントロールラックの位置を適切に補正することにより、燃料噴射量が少なくならない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を適用する燃料噴射ポンプの構成を示す側面断面図。
【図２】プランジャ周辺の構成を示す断面図。
【図３】本発明に係る制御装置に関する構成を示すブロック図。
【図４】（ａ）は本発明によるラック位置の補正量を示したグラフ、（ｂ）は本発明による燃料噴射量を示したグラフ。
【図５】（ａ）は実施例１におけるラック位置補正量マップ、（ｂ）は同じくラック位置補正率マップ。
【図６】実施例２における燃料温度によるラック位置補正量マップ。
【符号の説明】
【００４５】
１    燃料噴射ポンプ
２０    コントローラ
３２    プランジャ
３３    プランジャバレル
４０    ラックアクチュエータ
【図１】
2009041522.tif 000003
【図２】
2009041522.tif 000004
【図３】
2009041522.tif 000005
【図４】
2009041522.tif 000006
【図５】
2009041522.tif 000007
【図６】
2009041522.tif 000008