(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ガバナ(１)とメカニカルガバナ(２)とを備え、燃料調量部(３)の調量領域のうち、エンジン始動領域(７)を除く領域での電子ガバナ(１)による電子制御の最大燃料供給量をメカニカルガバナ(２)で制限するようにし、
速度設定手段（１８）の速度設定で、電子ガバナ（１）による電子制御特性とメカニカルガバナ(２)によるメカ制御特性とを設定することにより、所定の基準負荷(Ｌ５)の時に、燃料調量手段(３)が上記電子制御の最大燃料供給位置(４)に位置するようにし、この所定の基準負荷（Ｌ５）よりも低い負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）での電子制御の整定回転速度（ＮＸ）が、同一負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）でのメカ制御の整定回転速度（ｎ４）〜（ｎ１）よりもそれぞれ低くなるようにし、エンジン運転中、上記基準負荷（Ｌ５）よりも低い負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）では、電子ガバナ（１）がエンジン回転速度（Ｎ）を電子制御の整定回転速度（ＮＸ）に整定するようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載したエンジンの燃料供給装置において、
前記基準負荷（Ｌ５）よりも低い負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）では、各負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）での電子制御の整定回転速度（ＮＸ）が同一の値をとるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したエンジンの燃料供給装置において、
単一の速度設定手段（１８）の速度変更で、電子制御特性とメカ制御特性とを表す電子調速線(６０)とメカ調速線(５１)とがエンジン回転速度の増減方向に一連にスライドするように、制御特性を変更することができるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載したエンジンの燃料供給装置において、
基準負荷変更手段（Ｍ）で、前記基準負荷（Ｌ５）を高さの異なる他の基準負荷（Ｌ３）に変更することができるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載したエンジンの燃料供給装置において、
前記速度設定手段（１８）を電子ガバナ（１）の速度設定手段（１８ａ）とメカニカルガバナ（２）の速度設定手段（１８ｂ）とで構成し、これら各速度設定手段（１８ａ）・（１８ｂ）の速度設定で、電子制御特性とメカ制御特性とを個別に設定することにより、前記基準負荷の高さを自由に設定することができるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載したエンジンの燃料供給装置において、
前記速度設定手段（１８）の速度設定で、上記基準負荷（Ｌ３）での電子制御の整定回転速度（ＮＸ）をエンジンの定格回転速度（ＮＴ）を越える値に設定した場合には、電子ガバナ（１）が基準負荷（Ｌ３）をこれよりも高い新たな基準負荷（Ｌ５）に変更し、
エンジン運転中、新たな基準負荷（Ｌ５）以下の負荷（Ｌ５）〜（Ｌ１）では、電子ガバナ（１）がエンジン回転速度（Ｎ）を上記定格回転速度（ＮＴ）以下の電子制御の整定回転速度（ＮＸ´）に整定し、新たな基準負荷（Ｌ５）を越える負荷（Ｌ６）では、メカニカルガバナ（２）がエンジン回転速度（Ｎ）を上記定格回転速度（ＮＴ）以下の速度に制限するようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項７】
電子ガバナ（１）とメカニカルガバナ（２）とを備え、電子ガバナ（１）による電子制御と、メカニカルガバナ（２）によるメカ制御とを行う、エンジンの燃料供給装置において、
速度設定手段（１８）の速度設定で、電子制御特性とメカ制御特性とを設定することにより、所定の基準負荷（Ｌ５）よりも低い負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）での電子制御の整定回転速度（ＮＸ）が、同一負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）でのメカ制御の整定回転速度（ｎ４）〜（ｎ１）よりもそれぞれ低くなるようにし、
エンジン運転中、上記基準負荷（Ｌ５）よりも高い負荷（Ｌ６）では、メカニカルガバナ（２）がエンジン回転速度（Ｎ）をメカ制御の整定回転速度（ｎ６）に整定し、
上記基準負荷（Ｌ５）よりも低い負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）では、電子ガバナ（１）がエンジン回転速度（Ｎ）を電子制御の整定回転速度（ＮＸ）に整定するようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項８】
請求項７に記載したエンジンの燃料供給装置において、
前記基準負荷（Ｌ５）よりも低い負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）では、各負荷（Ｌ４）〜（Ｌ１）での電子制御の整定回転速度（ＮＸ）が同一の値をとるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載したエンジンの燃料供給装置において、
単一の速度設定手段（１８）の速度設定で、電子制御特性とメカ制御特性とを一連に設定することができるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項１０】
請求項９に記載したエンジンの燃料供給装置において、
基準負荷変更手段（Ｍ）で、前記基準負荷（Ｌ５）を高さの異なる他の基準負荷（Ｌ３）に変更することができるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項１１】
請求項７または請求項８に記載したエンジンの燃料供給装置において、
前記速度設定手段（１８）を電子ガバナ（１）の速度設定手段（１８ａ）とメカニカルガバナ（２）の速度設定手段（１８ｂ）とで構成し、これら各速度設定手段（１８ａ）・（１８ｂ）の速度設定で、電子制御特性とメカ制御特性とを個別に設定することにより、前記基準負荷の高さを自由に設定することができるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項１２】
請求項７から請求項１１のいずれかに記載したエンジンの燃料供給装置において、
前記速度設定手段（１８）の速度設定で、上記基準負荷（Ｌ３）での電子制御の整定回転速度（ＮＸ）をエンジンの定格回転速度（ＮＴ）を越える値に設定した場合には、電子ガバナ（１）が基準負荷（Ｌ３）をこれよりも高い新たな基準負荷（Ｌ５）に変更し、
エンジン運転中、新たな基準負荷（Ｌ５）以下の負荷（Ｌ５）〜（Ｌ１）では、電子ガバナ（１）がエンジン回転速度（Ｎ）を上記定格回転速度（ＮＴ）以下の電子制御の整定回転速度（ＮＸ´）に整定し、新たな基準負荷（Ｌ５）を越える負荷（Ｌ６）では、メカニカルガバナ（２）がエンジン回転速度（Ｎ）を上記定格回転速度（ＮＴ）以下のメカ制御の整定回転速度（ｎ６）に整定するようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃料供給装置に関し、詳しくは、電子ガバナとメカニカルガバナの両方を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子ガバナとメカニカルガバナとを備え、電子ガバナによる電子制御と、メカニカルガバナによるメカ制御とを行う、エンジンの燃料供給装置として、電子単独制御モードとメカ単独制御モードとを切り替えて使用するものが知られている。
【０００３】
この従来技術の場合、電子単独制御モードでは電子ガバナのみで、メカ単独制御モードではメカニカルガバナのみで、それぞれ調速と最大燃料供給量の制限を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術には、次の問題がある。
電子単独制御モードでは、電子ガバナで電子制御の最大燃料供給量の制限を行う必要があるため、かかる制限機能を備えた電子ガバナを用いる必要があり、電子ガバナのコストが高くなる。また、かかる制限を考慮した電子ガバナの調整が必要となり、その調整に手間がかかる。
【０００５】
本発明の課題は、上記問題点を解決できる、エンジンの燃料調量装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の構成は、次の通りである。
図１または図１０に示すように、電子ガバナ１とメカニカルガバナ２とを備え、燃料調量部３の調量領域のうち、エンジン始動領域７を除く領域での電子ガバナ１による電子制御の最大燃料供給量をメカニカルガバナ２で制限するようにし、
【０００７】
図１または図１０に示すように、速度設定手段１８の速度設定で、電子ガバナ１による電子制御特性とメカニカルガバナ２によるメカ制御特性とを設定することにより、図２に示すように、所定の基準負荷Ｌ５の時に、燃料調量手段３が上記電子制御の最大燃料供給位置４に位置するようにし、
【０００８】
この所定の基準負荷Ｌ５よりも低い負荷Ｌ４〜Ｌ１での電子制御の整定回転速度ＮＸが、同一負荷Ｌ４〜Ｌ１でのメカ制御の整定回転速度ｎ４〜ｎ１よりもそれぞれ低くなるようにし、エンジン運転中、上記基準負荷Ｌ５よりも低い負荷Ｌ４〜Ｌ１では、電子ガバナ１がエンジン回転速度Ｎを電子制御の整定回転速度ＮＸに整定するようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【０００９】
請求項７の発明の構成は、次の通りである。
図１または図１０に示すように、電子ガバナ１とメカニカルガバナ２とを備え、電子ガバナ１による電子制御と、メカニカルガバナ２によるメカ制御とを行う、エンジンの燃料供給装置において、
【００１０】
図１または図１０に示すような速度設定手段１８の速度設定で、電子制御特性とメカ制御特性とを設定することにより、図２に示すように、所定の基準負荷Ｌ５よりも低い負荷Ｌ４〜Ｌ１での電子制御の整定回転速度ＮＸが、同一負荷Ｌ４〜Ｌ１でのメカ制御の整定回転速度ｎ４〜ｎ１よりもそれぞれ低くなるようにし、
【００１１】
エンジン運転中、上記基準負荷Ｌ５よりも高い負荷Ｌ６では、メカニカルガバナ２がエンジン回転速度Ｎをメカ制御の整定回転速度ｎ６に整定し、
【００１２】
上記基準負荷Ｌ５よりも低い負荷Ｌ４〜Ｌ１では、電子ガバナ１がエンジン回転速度Ｎを電子制御の整定回転速度ＮＸに整定するようにした、ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
請求項１の発明は、次の作用効果を奏する。
図１または図１０に示すように、エンジン始動領域７を除く領域での電子ガバナ１による電子制御の最大燃料供給量をメカニカルガバナ２で制限するため、電子ガバナ１にはこの機能が不要となり、そのコストを安くすることができる。また、このような制限を考慮した電子ガバナ１の調整を省略し、或いは簡略化することができ、その調整の手間を軽減することができる。
【００１４】
また、電子制御の最大燃料供給量をメカニカルガバナ２で制限するため、排気ガス特性に実績がある既存のメカニカルガバナ付きエンジンに電子ガバナ１を追加すると、電子制御の最大燃料供給量については、メカニカルガバナ２の実績ある調量特性をそのまま引き継ぐことができる。このため、排気ガス規制をクリアしたメカニカルガバナ付きエンジンに電子ガバナ１を追付けしても、このエンジンは排気ガス特性が変わらない。
【００１５】
また、エンジン運転中、基準負荷Ｌ５よりも低い負荷Ｌ４〜Ｌ１では、電子ガバナ１がエンジン回転速度を、メカニカルガバナ２よりも低く整定するため、部分負荷Ｌ４〜Ｌ２や無負荷Ｌ１でのエンジン騒音を小さくすることができる。
【００１６】
また、基準負荷Ｌ５よりも低い負荷Ｌ４〜Ｌ１での電子制御の整定回転速度ＮＸと、基準負荷Ｌ５での電子制御の整定回転速度ＮＸとを同一の値に設定し、或いは、接近した値に設定することができるため、部分負荷Ｌ４〜Ｌ２及び無負荷Ｌ１でのエンジン騒音を抑制しながら、定格負荷Ｌ５での作業能率を高く維持することができる。
【００１７】
請求項２から請求項６の発明は、次の作用効果を奏する。
請求項２の発明によれば、エンジン発電機等、エンジン回転速度を一定に維持することが必要な用途に有用に用いることができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、図１に示すように、電子制御特性とメカ制御特性との組み合わせによる複数制御特性の変更乃至は設定を単一の操作で容易に行うことができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、図３または図５に示すように、基準負荷の異なる複合制御特性を設定することができ、エンジンの用途に応じて複合制御特性を選択することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、図１０に示すように、基準負荷の異なる複合制御特性を自由に設定することができるため、エンジンの広範な用途に複合制御特性を適合させることができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、図６に示すように、エンジン回転速度Ｎを定格回転速度ＮＴ以下の速度に制限するため、エンジン騒音を小さくすることができる。尚、請求項２から請求項６の発明によれば、それらが従属する他の請求項の作用効果も奏する。
【００２２】
請求項７の発明によれば、次の作用効果を奏する。
図１または図１０に示すように、電子制御とメカ制御の切り替わり位置が、エンジン始動領域７を除く領域での電子ガバナ１による電子制御の最大燃料供給位置４となるため、請求項１と同様の作用効果を奏する。
また、高負荷に対してメカ制御を行うため、排気ガス特性に実績がある既存のメカニカルガバナ付きエンジンに電子ガバナ１を追加すると、高負荷に対しては、メカニカルガバナ２の実績ある排気ガス特性をそのまま引き継ぐことができる。高負荷での排気ガス特性は、排気ガス規制の重要な規制対象となりうるため、排気ガス規制をクリアしたメカニカルガバナ付きエンジンに電子ガバナ１を追加すると、高負荷での電子ガバナ１の排気ガス特性のテストやデータの収集を省略し、或いは簡略化しても、このエンジンは、排気ガス規制をクリアできる可能性が高い。このため、排気ガス規制をクリアすることができるエンジンを容易に製作することができる。
【００２３】
請求項８から請求項１２の発明によれば、次の作用効果を奏する。
請求項８の発明によれば、請求項２の発明と同様の作用効果を奏し、請求項９の発明によれば、請求項３の発明と同様の作用効果を奏し、請求項１０の発明によれば、請求項４の発明と同様の作用効果を奏し、請求項１１の発明によれば、請求項５の発明と同様の作用効果を奏し、請求項１２の発明によれば、請求項６の発明と同様の作用効果を奏する。
尚、請求項８から請求項１２の発明によれば、それらが従属する他の請求項の作用効果も奏する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図９は本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料供給装置を説明する図である。
この燃料供給装置の概要は、次の通りである。
図１に示すように、この燃料供給装置は、電子ガバナ１とメカニカルガバナ２とを備え、電子ガバナ１による電子制御と、メカニカルガバナ２によるメカ制御とを行う。そして、燃料調量部３の調量領域のうち、エンジン始動領域７を除く領域での電子ガバナ１による電子制御の最大燃料供給量(ディーゼルエンジンの場合、最大燃料噴射量といいかえてもよい)をメカニカルガバナ２で制限する。燃料調量部３は、燃料噴射ポンプの燃料調量ラックである。燃料調量部３は、電子入力部１１とメカ入力部１２とを備えている。電子入力部１１は、燃料調量ラックの燃料増量側の端面であり、メカ入力部１２は、ラックピンである。燃料調量部３は、付勢バネ１３の付勢バネ力１３ａで燃料増量方向に付勢されている。
【００２５】
メカニカルガバナ２の構成は、次の通りである。
図１に示すように、メカニカルガバナ２は、ガバナレバー２１と、ガバナスプリング１９と、ガバナウェイト２０と、燃料制限具２５とを備えている。ガバナレバー２１は、第１レバー２１ａと第２レバー２１ｂとを備えている。第１レバー２１ａは、ガバナスプリング１９と連動レバー２３と連動ロッド２２とを介して、速度設定手段１８に連動連結されている。この速度設定手段１８の速度設定で、ガバナスプリング１９のガバナスプリング力１９ａを調節する。第２レバー２１ｂは、出力部１０と、トルクアップ装置２６とを備えている。出力部１０は、付勢バネ力１３ａで付勢された燃料調量具３のメカ入力部１２を受け止める。
【００２６】
トルクアップ装置２６は、トルクケース２６ａと、トルクピン２６ｂと、トルクバネ２６ｃとを備えている。トルクケース２６ａは、第２レバー２１ｂに進退自在に取り付けられている。トルクピン２６ｂは、トルクバネ２６ｃのトルクバネ力２６ｄで、トルクケース２６ａから押し出される方向に付勢され、その先端部は、第１レバー２１ａと対向する。ガバナウェイト２０は、第２レバー２１ｂと対向する。ガバナウェイト２０はエンジン回転速度Ｎに応じてガバナ力２０ａを生じさせる。燃料制限具２５は、ギヤケース壁に進退自在に取り付けられ、その先端は、第２レバー２１ｂと対向する。尚、燃料制限具２５の進退調節により、定格負荷出力を調節することができ、トルクケース２６ａの進退調節により、定格過超負荷時の燃料増量の上限を調節することができる。
【００２７】
メカニカルガバナ２の作動は、次の通りである。
エンジン運転中、第１レバー２１ａが燃料制限具２５の先端に受け止められるまでは、ガバナスプリング力１９ａとガバナ力２０ａと付勢バネ力１３ａとの不釣り合い力により、第１レバー２１ａと第２レバー２１ｂとが一体に揺動する。負荷の増加により、エンジン回転速度が低下し、第１レバー２１ａが燃料制限具２５の先端に受け止められると、トルクスプリング力１９ａとガバナ力２０ａと付勢バネ力１３ａとの不釣り合い力により、第２レバー２１ｂのみが揺動する。エンジン始動時は、エンジン回転速度Ｎが図２の始動増量終了の回転速度ｎ８に至るまでは、ガバナ力２０ａが小さいため、付勢バネ力１３ａで燃料調量部３を始動増量領域７に保持し、始動増量を可能にする。この場合、第２レバー２１は、燃料調量部３に押されて大きく傾き、始動増量を邪魔しない。尚、図２中のｎ７は始動が確定するアイドル回転速度である。
【００２８】
電子ガバナ１の構成は、次の通りである。
図１に示すように、電子ガバナ１は、コントローラ１６と、アクチュエータ１７と、設定速度検出手段１８ｃと、回転速度検出手段１５と、基準負荷変更手段Ｍとを備えている。アクチュエータ１７は、リニアリレノイドであり、出力ロッド３４とスプリング３３と電磁コイル３５とを備えている。出力ロッド３４の先端の出力部９は、燃料調量部３の電子入力部１１を受け止める。スプリング３３は、出力ロッド３４を押し出し方向に付勢する。電磁コイル３５は、出力ロッド３４を引き込み方向に吸引する。
【００２９】
設定速度検出手段１８ｃは、速度設定手段１８の速度設定位置を検出するポテンショメータで、この速度設定位置に対応する速度設定電圧を速度設定信号としてコントローラ１６に発信する。速度設定手段１８は、電子ガバナ１とメカニカルガバナ２との双方の速度設定を兼ねる単一のものであり、この単一の速度設定手段１８の速度設定で、電子制御特性とメカ制御特性とを一連に設定することができる。また、速度設定検出手段１８ｃで、電子ガバナ１の設定速度と、メカニカルガバナ２の設定速度の双方を検出することができる。速度検出手段１５は、エンジン回転速度Ｎを検出し、速度検出信号をコントローラ１６に発信する。また、基準負荷変更手段Ｍは、切り替えレバーを備え、この切り替えレバーでモードＭ１とモードＭ２とを選択することにより、基準負荷を変更する。基準負荷については後述する。この電子ガバナ１は燃料調量部３の燃料調量位置を直接に検出する調量位置検出手段３０を備えている。この調量位置検出手段３０は、燃料調量部３の調量位置検出信号をコントローラ１６に発信する。
【００３０】
コントローラ１６は、次の処理を行う。
設定速度検出手段１８ｃからの速度設定信号と基準負荷変更手段Ｍのモード選択に基づいて電子制御特性を設定する。速度検出信号を受け、電子制御特性に基づいて定めた電子制御の整定回転速度ＮＸとエンジン回転速度Ｎとの回転偏差を演算する。調量位置検出信号を受け、上記回転偏差の演算結果と調量位置とに基づいて、ＰＷＭ波のデューティ比を設定する。アクチュエータ１７の電磁コイル３５に通電を行う通電回路のスイッチング素子にＰＷＭ波を発信し、アクチュエータ１７の出力を調節する。
【００３１】
電子制御特性とメカ制御特性の設定方法と内容は、次の通りである。
図１に示す速度設定手段１８の速度設定を高速とし、基準負荷変更手段ＭをモードＭ１に設定すると、図２に示す制御特性線図が得られる。この制御特性線図は、負荷に対するメカ制御と電子制御の各整定回転速度等を示すものである。図２中の実線はメカ制御特性線５０を示しており、メカ制御特性線図５０のうち、垂直に近い傾線はメカ調速線５１、水平に近い傾斜線はトルクアップ線５２、水平線は全負荷線５３を示す。また、一点鎖線は電子調速線６０を示す。定格負荷Ｌ５から無負荷Ｌ１でのメカ制御特性は、負荷が低下するにつれて、各整定回転速度ｎ５〜ｎ１が次第に高くなるドループ制御特性となる。定格過超負荷領域では、負荷が増加するにつれて、その整定回転速度ｎ６が定格負荷Ｌ５での整定回転速度ｎ５よりも低くなるトルクアップ制御特性となる。電子制御特性は、定格過超負荷Ｌ６から無負荷Ｌ１の各整定回転速度ＮＸが同一の値をとるアイソクロナス制御特性となる。尚、電子調速線６０は、メカ調速線５１と同様、ドループ制御特性となるように設定してもよい。
【００３２】
電子制御特性とメカ制御特性との関係は、次の通りである。
メカ制御特性線５０と電子調速線６０とが交叉する点の負荷を基準負荷と定義する。基準負荷変更手段ＭをモードＭ１に設定した場合、図２に示すように、定格負荷Ｌ５が基準負荷となる。基準負荷となる定格負荷Ｌ５での電子制御の整定回転速度ＮＸは、同一負荷Ｌ５でのメカ制御の整定回転速度ｎ５と一致する。定格負荷Ｌ５よりも低い部分負荷Ｌ４〜無負荷Ｌ１での電子制御の整定回転速度ＮＸは、同一負荷Ｌ４〜Ｌ１でのメカ制御の整定回転速度ｎ４〜ｎ１よりもそれぞれ低くなる。定格過超負荷Ｌ６でのトルクアップの整定回転速度ｎ６は、同一負荷Ｌ６での電子制御の整定回転速度ＮＸよりも低くなる。エンジンに所定負荷がかかった時、その負荷に対する整定回転速度が遅い方の制御が優先し、エンジン回転速度はその遅い方の整定回転速度に整定されることになる。
【００３３】
エンジン回転速度Ｎの整定内容は、次の通りである。
エンジン運転中、上記基準負荷となる定格負荷Ｌ５では、電子ガバナ１とメカニカルガバナ２が、エンジン回転速度Ｎを電子制御とメカ制御の各整定回転速度ＮＸ・ｎ５に整定する。この各整定回転速度ＮＸ・ｎ５は、同一の値である。定格負荷Ｌ５よりも低い部分負荷Ｌ４〜無負荷Ｌ１では、電子ガバナ１がエンジン回転速度Ｎを電子制御の整定メカ回転速度ＮＸに整定する。定格過超負荷Ｌ６では、メカニカルガバナ２がエンジン回転速度Ｎを最大トルク回転速度ＮＭに近いトルクアップ回転速度ｎ６まで下降させる。
【００３４】
上記エンジン回転速度Ｎの整定方法は、次の通りである。
エンジン運転中、上記基準負荷となる定格負荷Ｌ５では、電子調速線６０とメカ調速線５１とに基づいて、電子制御による燃料調量部３の整定位置とメカ制御による整定位置とが一致し、これがエンジン始動領域７を除く領域での電子ガバナ１による電子制御の最大燃料供給位置４(ディーゼルエンジンの場合、最大燃料噴射位置といいかえてもよい)となる。この場合、電子ガバナ１の出力部９が燃料調量部３の電子入力部１１を、メカニカルガバナ２の出力部１０が燃料調量部３のメカ入力部１２をそれぞれ受け止め、電子ガバナ１とメカニカルガバナ２の両方が、燃料調量部３を上記電子制御の最大燃料供給位置４に整定し、エンジン回転速度Ｎを電子制御とメカ制御の整定回転速度ＮＸ・ｎ５に整定する。
【００３５】
基準負荷となる定格負荷Ｌ５よりも低い部分負荷Ｌ４〜無負荷Ｌ１では、電子調速線６０に基づいて調速領域５の全ての領域５ａで電子制御のみが行われ、電子ガバナ１の出力部９が燃料調量部３の電子入力部１１を受け止め、メカニカルガバナ２の出力部１０が燃料調量部３のメカ入力部１２から燃料増量側に離れ、電子ガバナ１が燃料調量部３を電子制御の最大燃料供給位置４よりも燃料減量側の領域５ａで整定し、エンジン回転速度Ｎを電子制御の整定回転速度ＮＸに整定する。尚、調速領域５とは、調量領域のうち、電子調速線６０またはメカ調速線５１の少なくとも一方に基づいて調速制御が行われる領域をいう。
【００３６】
基準負荷Ｌ５よりも高い定格過超負荷Ｌ６では、トルクアップ線５２に基づいて、トルクアップ領域６でメカニカルガバナ２の出力部１０が燃料調量部３のメカ入力部１２を受け止め、電子ガバナ１の出力部９が燃料調量部３の電子入力部１１から燃料増量側に離れ、メカニカルガバナ２が燃料調量部３を電子制御の最大燃料供給位置４よりも燃料増量側のトルクアップ領域６で整定し、エンジン回転速度Ｎをトルクアップ回転速度ｎ６まで下降させる。
【００３７】
負荷変動時の過渡特性は、次の通りである。
基準負荷となる定格負荷Ｌ５から部分負荷Ｌ４〜無負荷Ｌ１に負荷が減少すると、メカニカルガバナ２の出力部１０が燃料調量部３のメカ入力部１２から燃料増量側に離れ、電子制御がメカ制御に優先して制御を行う。逆に定格負荷Ｌ５から定格過超負荷Ｌ６に負荷が増加すると、アクチュエータ１７の出力部９が燃料調量部３の電子入力部１１から燃料増量側に離れ、メカ制御が電子制御に優先してトルクアップを行う。電子制御時には、メカニカルガバナ２の作動が外乱要素として入力されず、また、トルクアップ時には、電子ガバナ１の作動が外乱要素として入力されないため、電子制御とトルクアップの精度が高くなる。また、電子ガバナ１のアクチュエータ１７に小型小出力のものを用いることができる。
【００３８】
ただし、電子制御とメカ制御の整定速度の相違などにより、電子制御中、電子ガバナ１の出力部９が燃料増量側に行き過ぎ、或いは、メカニカルガバナ２の出力部１０が燃料増量側に速やかに作動しない場合には、一時的に燃料調量部３のメカ入力部１２がメカニカルガバナ２の出力部１０で受け止められ、電子ガバナ１の出力部９が燃料調量部３の電子入力部１１から離れることがある。また、逆に、トルクアップ中、メカニカルガバナ２の出力部１０が燃料増量側に行き過ぎ、或いは、電子ガバナ１の出力部９が燃料増量側に速やかに作動しない場合には、燃料調量部３の電子入力部１１が電子ガバナ１の出力部９で受け止められ、メカニカルガバナ２の出力部１０が一時的に燃料調量部３のメカ入力部１２から離れることがある。
【００３９】
基準負荷の変更方法と変更内容は、次の通りである。
図１に示す速度設定手段１８を高速位置に設定したまま、基準負荷変更手段ＭをモードＭ２に切り替えると、図３に示すように、一点鎖線で示す電子調速線６０のみが高速側にずれ、基準負荷が定格負荷Ｌ５から部分負荷Ｌ３の高さに変更される。この場合、新たな基準負荷となる部分負荷Ｌ３での電子制御の整定回転速度ＮＸは、同一負荷Ｌ３でのメカ制御の整定回転速度ｎ３と一致する。部分負荷Ｌ３よりも低い部分負荷Ｌ２〜無負荷Ｌ１での電子制御の整定回転速度ＮＸは、同一負荷Ｌ２〜Ｌ１でのメカ制御の整定回転速度ｎ２〜ｎ１よりもそれぞれ低くなる。部分負荷Ｌ３よりも高い部分負荷Ｌ４〜定格過超負荷Ｌ６でのメカ制御の整定回転速度ｎ４〜ｎ６は、同一負荷Ｌ４〜Ｌ６での電子制御の整定回転速度ＮＸよりもそれぞれ低くなる。このようにして、電子制御の最大燃料供給位置４を変更することができる。
【００４０】
エンジン回転速度Ｎの整定内容は、次の通りである。
エンジン運転中、上記基準負荷となる部分負荷Ｌ３では、電子調速線６０とメカ調速線５１とに基づいて、電子ガバナ１とメカニカルガバナ２の両方が、燃料調量部３を電子制御の最大燃料供給位置４に整定し、エンジン回転速度Ｎを電子制御とメカ制御の整定回転速度ＮＸ・ｎ３に整定する。部分負荷Ｌ３よりも低い部分負荷Ｌ２〜無負荷Ｌ１では、電子調速線６０に基づいて、電子ガバナ１が調速領域５のうち、電子制御の最大燃料供給位置４よりも燃料減量側の領域５ａで燃料調量部３を整定し、エンジン回転速度Ｎを電子制御の整定回転速度ＮＸに整定する。部分負荷Ｌ３よりも高い部分負荷Ｌ４〜定格負荷Ｌ５ではメカ調速線５１に基づいて、メカニカルガバナ２が電子制御の最大燃料供給位置４よりも燃料増量側の領域５ｂで燃料調量部３を整定し、エンジン回転速度Ｎをメカ制御の整定回転速度ｎ４〜ｎ５に整定する。この場合、電子制御での燃料調量部３の最大燃料供給位置４が燃料調量部３の調速領域５の途中にくるため、この最大燃料供給位置４で電子制御とメカ制御とが自動的に切り替わる。定格過超負荷Ｌ６ではトルクアップ線５２に基づいてメカニカルガバナ２がトルクアップを行う。尚、この場合、軽負荷Ｌ２〜無負荷Ｌ１では、電子制御による整定を行うため、前記付勢バネ力１３ａを小さくしても、メカ制御に比べ、ハンチングが起こりにくい。このため、アクチュエータ１７に小型小出力のものを用いることができる。
【００４１】
負荷変動時の過渡特性は、次の通りである。
基準負荷となる部分負荷Ｌ３から部分負荷Ｌ２〜無負荷Ｌ１に負荷が減少すると、電子制御がメカ制御に優先して制御を行う。逆に基準負荷となる部分負荷Ｌ３から部分負荷Ｌ４〜定格負荷Ｌ５に負荷が増加すると、メカ制御が電子制御に優先して制御を行う。基準負荷となる部分負荷Ｌ３よりも低い負荷Ｌ１〜Ｌ２から定格過超負荷Ｌ６に負荷が増加すると、最初、電子制御がメカ制御に優先して制御を行うが、途中からメカ制御が電子制御に優先して制御を行う。尚、基準負荷が定格負荷Ｌ５の場合と同様の理由で、電子制御中、燃料調量部３のメカ入力部１２がメカニカルガバナ２の出力部１０で受け止められ、メカ制御中、燃料調量部３の電子入力部１１が電子ガバナ１の出力部９で受け止められることがある。
【００４２】
速度設定の変更方法と変更内容は、次の通りである。
図１に示す基準負荷変更手段ＭをモードＭ１に設定したまま、速度設定手段１８の速度設定を高速から低速に変更すると、図４に示すように、一点鎖線で示す電子調速線６０と実線で示すメカ調速線５１がいずれも低速側に平行移動する。また、基準負荷変更手段ＭをモードＭ２に設定したまま、速度設定手段１８の速度設定を高速から低速に変更すると、図５に示すように、一点鎖線で示す電子調速線６０と実線で示すメカ調速線５１がいずれも低速側に平行移動する。尚、速度設定手段１８の速度設定を高速から低速側に大きくずらすと、トルクアップ特性は消失する。
【００４３】
エンジン回転速度Ｎの制限方法と制限内容は、次の通りである。
図１に示す基準負荷変更手段ＭをモードＭ２にセットし、速度設定手段１８の速度設定を高速にした場合、図３に示すように、基準負荷となる部分負荷Ｌ３での電子制御の整定回転速度ＮＸがエンジンの定格回転速度ＮＴを越える。この場合、図１に示す速度制限スイッチ２９を入れておくと、図６に示すように、コントローラ１６が基準負荷を部分負荷Ｌ３から定格負荷Ｌ５に変更する。この場合、エンジン運転中、新たな基準負荷となる定格負荷Ｌ５以下の定格負荷Ｌ５〜無負荷Ｌ１では、電子ガバナ１がエンジン回転速度Ｎを定格回転速度ＮＴと同じ電子制御の整定回転速度ＮＸ´に整定し、新たな基準負荷となる定格負荷Ｌ５を越える定格過超負荷Ｌ６では、メカニカルガバナ２がエンジン回転速度Ｎを定格回転速度ＮＴよりも低いトルクアップの回転速度ｎ６まで低下させる。
【００４４】
メカ単独制御の設定方法と設定内容は、次の通りである。
図１に示す電子作動停止スイッチ３１を入れておくと、アクチュエータ１７の出力部９が燃料調量部３の電子入力部１１の作動範囲から燃料増量側に外れた作動停止位置１７ａで静止する。この場合、電子制御とメカ制御との複合制御が、図７に示すメカ単独制御に切り替わる。
【００４５】
エンジンを停止するための構成は、次の通りである。
この燃料供給装置は、図１に示すように、手動のエンジン停止手段２７を備え、このエンジン停止手段２７は、停止操作レバー２７ａと停止出力部２７ｂとを備えている。停止出力部２７ｂは筒状で、エンジン機壁２８のガイド孔２８ａに進退自在に挿通され、この先端は燃料調量部３の電子入力部１１に臨んでいる。停止操作レバー２７ａで停止出力部２７ｂを燃料減量側に押すと、その先端が電子入力部１１に接当し、付勢バネ力１３ａに抗して、燃料調量部３を燃料供給停止位置８まで押す。また、アクチュエータ１７で、燃料調量部３を燃料供給停止位置８まで押すこともできる。このため、エンジン停止装置の専用回路や専用アクチュエータが不要になる。尚、アクチュエータ１７の出力部９はスプリング３３で付勢されているため、電子ガバナ１の故障により、アクチュエータ１７への通電が解除されると、スプリング３３の付勢力により、出力部９で燃料調量部３を燃料供給停止位置８まで押し、ここに留め置く。この場合、エンジンを再始動できないため、電子ガバナ１の故障を確認できる。
【００４６】
電子ガバナ１は、次の補正機能を備えている。
電子ガバナ１は、冷始動でない場合には、冷始動の場合よりも、燃料供給量を減量補正する。このため、図１に示すように、電子ガバナ１は温度検出手段３７を備える。電子ガバナ１は、検出したエンジン温度が所定値を越える場合には、これが所定値未満である場合に比べ、エンジン始動領域７での燃料供給量を少なくする。すなわち、燃料調量部３を始動増量制限位置７ａに保持する。エンジン温度は、エンジン機壁温度、エンジン冷却水温度、エンジンオイル温度を検出することによって検出できる。また、冷始動か否かの判断は、エンジン周辺の外気温度を検出することによっても行うことができる。この場合、黒煙の発生や燃料の無駄な消費を抑制することができる。
【００４７】
また、電子ガバナ１は、吸気のブースト圧検出手段３８を備え、過給されている吸気の圧力が十分に高まるまでは、燃料供給量を制限補正するブーコン機能を備える。また、電子ガバナ１は、大気圧検出手段３９を備え、大気圧が低い場合には、燃料供給量を減量補正する高地補正機能を備える。また、電子ガバナ１は、操作速度検出手段４０を備え、速度設定手段１８の操作速度が速すぎる場合には、出力部９の作動速度を抑制して、燃料調量部３のオーバーシュートを抑制する機能を備える。
図８は、第１実施形態の第１変形例を示しており、この第１変形例では、図１に示す速度設定手段１８の速度設定を高速とし、基準負荷変更手段ＭをモードＭ１に設定すると、図８中に鎖線で示す電子調速線６０が最大負荷Ｌ７の位置でトルクアップ線５２の上限と交叉する。図９は、第１実施例の第２変形例を示しており、この第２変形例では、図１に示す速度設定手段１８の速度設定を低速とし、基準負荷変更手段ＭをモードＭ１に設定すると、図９に示すように、無負荷Ｌ１〜定格過超負荷Ｌ６での電子制御の整定回転速度ＮＸが最大トルク回転速度ＮＭよりも低い場合には、コントローラ１６がアイソクロナス制御特性をドループ制御特性に変更し、負荷が増加するにつれて、電子制御の整定回転速度ＮＸが最大トルク回転速度ＮＭに近づくようにする。
【００４８】
第２実施形態について説明する。
図１０〜図１２は、第２実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料供給装置を説明する図である。この第２実施形態は、第１実施形態と次の点で相違する。
図１０に示すように、速度設定手段１８を、電子ガバナ１の速度設定手段１８ａとメカニカルガバナ２の速度設定手段１８ｂとで構成し、これらの各速度設定手段１８ａ・１８ｂの速度設定で、電子制御特性とメカ制御特性とを個別に設定することにより、基準負荷の高さを自由に設定できるようにしている。
【００４９】
メカニカルガバナ２の速度設定手段１８ｂにはペダルを用い、これを連動ロッド２２に連結している。この連動ロッド２２の近くに係止レバー２４を設け、速度設定手段１８ｂを任意の設定位置に動かした後、係止レバー２４で連動ロッド２２を係止すると、速度設定手段１８ｂはその設定位置よりも低速側には戻らない。電子ガバナ１の速度設定手段１８ａは、手動レバーであり、この速度設定位置は設定速度検出手段１８ｃで検出する。基準負荷変更手段Ｍは不要となるため、備えていない。他の構成は、第１実施形態と同じである。尚、図１０〜図１２中、第１実施形態と同一の要素には、同一の符号を付しておく。
【００５０】
電子制御特性とメカ制御特性の設定方法と設定内容は次の通りである。
各速度設定手段１８ａ・１８ｂの速度設定をいずれも高速にすると、図２と同じ複合制御特性が得られ、定格負荷Ｌ５を基準負荷に設定した高速運転を行うことができる。この状態から、電子ガバナ１の速度設定手段１８ａだけを僅かに高速側にずらすと、図３と同じ複合制御特性が得られ、部分負荷Ｌ３を基準負荷に設定した高速運転を行うことができる。
【００５１】
各速度設定手段１８ａ・１８ｂの速度設定をいずれも低速にすると、図４と同じ複合制御特性が得られ、定格負荷Ｌ５を基準負荷に設定した低速運転を行うことができる。この状態から、電子ガバナ１の速度設定手段１８だけを僅かに高速側にずらすと、図５と同じ複合制御特性が得られ、部分負荷Ｌ３を基準負荷に設定した低速運転が行える。各速度設定手段１８ａ・１８ｂの速度設定を各種組み合わせると、速度設定と基準負荷とを異にする各種の複合制御特性を得ることができる。
【００５２】
電子ガバナ１の速度設定手段１８ａの速度設定を高速にし、メカニカルガバナ２の速度設定手段１８ｂの速度設定を低速にすると、図１１に示すように、無負荷Ｌ１〜過負荷Ｌ６でのメカ制御の整定回転速度ｎ１〜ｎ６が同一負荷Ｌ１〜Ｌ６での電子制御の整定回転速度ＮＸよりもそれぞれ低くなるため、電子制御が行われず、電子制御とメカ制御との複合制御を、メカ単独制御に切り替えることができる。
【００５３】
電子ガバナ１の速度設定手段１８ａの速度設定を低速にし、メカニカルガバナ２の速度設定手段１８ｂの速度設定を高速にし、図１２に示すように、無負荷Ｌ１〜定格過超負荷Ｌ６での電子制御の整定回転速度ＮＸが最大トルク回転速度ＮＭよりも低くなる場合には、コントローラ１６がアイソクロナス制御特性をドループ制御特性に変更し、負荷が増加するにつれて電子制御の整定回転速度ＮＸが、最大トルク回転速度ＮＭに近づくようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の電子ガバナとメカニカルガバナの模式図である。
【図２】第１実施形態の高速設定時のモードＭ１での制御特性線図である。
【図３】第１実施形態の高速設定時のモードＭ２での制御特性線図である。
【図４】第１実施形態の低速設定時のモードＭ１での制御特性線図である。
【図５】第１実施形態の低速設定時のモードＭ２での制御特性線図である。
【図６】第１実施形態の速度制限時の制御特性線図である。
【図７】第１実施形態のメカ単独制御時の制御特性線図である。
【図８】第１実施形態の第１変更例の高速設定時のモードＭ１での制御特性線図である。
【図９】第１実施形態の第２変更例の低速設定時のモードＭ１での制御特性線図である。
【図１０】第２実施形態の電子ガバナとメカニカルガバナの模式図である。
【図１１】第２実施形態のメカ単独制御時の制御特性線図である。
【図１２】第２実施形態のドループ制御時の制御特性線図である。
【符号の説明】
１…電子ガバナ、２…メカニカルガバナ、３…燃料調量部、Ｌ６〜Ｌ１…負荷、ＮＸ…電子制御の整定回転速度、ｎ６〜ｎ１…メカ制御の整定回転速度、Ｎ…エンジン回転速度、１８…速度設定手段、１８ａ…電子ガバナの速度設定手段、１８ｂ…メカニカルガバナガバナの速度設定手段、Ｍ…基準負荷変更手段、ＮＴ…定格回転速度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003840356.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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