JPS6147307B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は液体燃料噴射ポンプ装置の計量器に
相関するトランスデユーサ手段と共に使用するト
ランスデユーサ校正装置に関する。

一般に、トランスデユーサを電気回路に接続
し、前記シリンダ内のシヤトルの位置を示す出力
信号を得、エンジンに供給される燃料量を測定す
ることが知られている。すなわち、この信号か
ら、噴射ポンプへ供給される燃料量を測定するこ
とができ、従つてこの噴射ポンプに相関するエン
ジンへの燃料量を測定することができる。

しかしながら、上記従来技術においては、例え
ば温度変化により、トランスデユーサの動作特性
が変化してしまうという問題があつた。このよう
な問題を解決するために、従来温度補償回路を設
けていたが、必ずしも満足のいく結果は得られな
かつた。

この発明の目的は上記欠点を除去し、トランス
デユーサの構成を簡単化すると共に、ポンプの動
作期間中、トランスデユーサの校正をチエツク
し、シヤトルの実際の移動が指定された移動と一
致しない場合、電気回路により補償し、真の信号
を得ることができる液体燃料噴射ポンプ装置を提
供することである。

出願人は、特定の計量装置の場合に、ポンプの
動作期間中に、トランスデユーサの校正をチエツ
クし、シヤトルの実際の移動が指定された移動と
一致しない場合、電気回路が補償し、真の信号が
得ることができるように構成できることに気が付
いた。すなわち、出願人のシステムでは、ポンプ
動作中自己チエツクを行い、必要な調整を行うこ
とができる。この結果、トランスデユーサからの
出力信号に対して温度変化がほとんど影響を与え
ないように設計するのに必要なトランスデユーサ
の関連回路を設計する必要が無いのでトランスデ
ユーサを簡単化することができる。この種の装置
は相関するエンジンに高圧で燃料を供給するのに
使用する噴射ポンプと、低圧の燃料源と、シリン
ダ内でスライド可能なシヤトルから成る計量器
と、噴射ポンプの充てん期間中、前記シリンダの
一端から前記噴射ポンプに燃料を流し、前記噴射
ポンプの連続する充てんストローク間の期間、前
記燃料源から前記シリンダの一端に燃料を流すよ
うに前記噴射ポンプと時間的に関連して動作可能
なバルブと、前記シリンダの一端に供給される燃
料の割合を制御する手段とで構成され、前記トラ
ンスデユーサ手段はトランスデユーサと電気回路
を有し、この電気回路にトランスデユーサの出力
が供給され、シリンダ内のシヤトルの位置を表わ
す出力信号を供給する。

この出力信号は制御手段の設定を決定する制御
システムの利用される。それによつて補正された
量の燃料や、エンジンの負荷及び／又は要求され
るエンジンスピードに対して適切に供給される。

前記トランスデユーサの出力は電気的性質を有
しており上述した信号も又電気的性質を有してい
る。

前記シヤトルの所定のストロークに対するトラ
ンスデユーサの出力は一定の期間例えば温度変化
によつて変化し又前記電気回路の特性も時間と温
度によつて変化する。それゆえ一定の周期で前記
トランスデユーサ手段の校正をする必要があり、
もし必要なら電気回路の調整を行つて出力信号が
シヤトルの移動を正しく示しているかどうか、そ
れによつてエンジンに供給される燃料の量が適切
かどうか確かめる必要がある。

前記シヤトルはその動作において前記シリンダ
の一端で停止手段と接し、相関するエンジンが作
動している間、前記シリンダの一端から所定の距
離を移動する。前記シヤトルが所定の距離移動す
ると、前記出力信号がその距離に対応した基準信
号と比較されもし誤差があればその出力信号を補
正するように電気回路の特性が調整される。

この発明によればトランスデユーサの校正装置
は前記シヤトルが前記シリンダの一端から所定の
距離移動したときその出力信号をサンプリングす
る第１手段と；基準信号とサンプリング信号を比
較する第２手段と；前記第２手段によつて得られ
る差の信号から前記電気回路に印加される差の信
号を決定する第３回路手段と；前記電気回路に印
加される信号を少くともその出力信号が再びサン
プリングされる迄一定に保持する第４回路手段と
から成る。

以下この発明の一実施例につき図面を参照して
説明する。

第１図において、前記ポンプ装置は噴射ポンプ
１０から成り、この噴射ポンプ１０は使用時は相
関するエンジンと時間的に関連して駆動され複数
の出口を有しそのうちの１つが１１に示されてい
る。この出口１１は使用時はそれぞれ相関するエ
ンジンの燃料噴射ノズル１２に接続される。

この装置は又低圧の燃料源を有し便宜的には例
えば１４で示される燃料タンクから燃料を引き出
すポンプ１３で形成される。前記ポンプ１３の出
力圧力は何らかの便宜的な方法で制御される。

燃料は通常１５で示される計量器によつてポン
プ１３から噴射ポンプ１０に供給される。この計
量器１５はシリンダ１７内を移動可能に調整され
たシヤトル１６で構成される。前記シリンダ１７
の一端はバルブ１９によつて前記噴射ポンプの入
口１８に接続されると共にバルブ２０と燃料制御
装置２１を介してポンプ１３の出力に接続され
る。

前記シリンダの他端はバルブ２２を介してポン
プ１３の出口か又はバルブ２３を介して適切なド
レインに接続し得る。

前記バルブ１９，２０，２２及び２３は前記噴
射ポンプと時間的に関連して動作し、前記バルブ
１９と２２はバルブ２０と２３が閉じている間開
き、バルブ２０と２３が開いている間閉じる。バ
ルブ１９と２２が開くと燃料はポンプ１３からシ
リンダ１７の他端に流れシヤトル１６はシリンダ
１７の一端すなわち図の左方向に移動する。この
燃料はシリンダの一端からバルブ１９により噴射
ポンプの入口１８に流れる。このような燃料の流
れは噴射ポンプの充てんストロークの期間生ず
る。前記シヤトル１６はシリンダの一端で停止手
段と接しこの停止手段は便宜的にはシリンダの端
壁である。前記噴射ポンプの充てんが完了する
と、この停止手段は供給ストロークの役割を果
す。このときバルブ１９と２２は閉じ、バルブ２
０と２３は開く。それゆえ燃料は燃料制御装置に
よつてポンプ１３の出口からシリンダの一端に流
れるシヤトル１６はシリンダの他端の方向すなわ
ち図の右方向に流れ、燃料はバルブ２３によつて
シリンダの他端からドレインに流れる。シリンダ
１７の一端に流れる燃料量すなわち燃料の流入が
許容される時間迄にシヤトル１６がシリンダ内を
移動した位置は燃料制御装置２１のセツト量によ
る。前記噴射ポンプの供給ストロークが終了後バ
ルブ２０と２３は閉じバルブ１９と２２が開く、
その後このサイクルが繰返される。シヤトルの変
位は供給ストローク期間噴射ポンプに供給される
燃料量の目安となる。この目安は上述したように
燃料制御装置のセツト量を調節することにより変
化することができる。

この燃料制御手段のセツト量の調節は２４に示
すガバナによつて行う。前記ガバナは電気的なも
のが都合良く、このガバナに端子２５によつて実
際のエンジン速度信号が供給される。。さらに所
望のスピードすなわち燃料信号が端子２６を介し
て又端子２７を介してエンンジン燃料信号が供給
される。このエンジン燃料信号は計量シヤトル１
６に相関するトランスデユーサ２８から生ずる。
ガバナ内の回路はエンジンに供給されるべき燃料
量を決定し燃料制御装置２１のセツト量を調節
し、適正な燃料量がエンジンに供給されているか
どうかをチエツクする。

前記ガバナ２４はいわゆる“全速”種のものが
用い得る。この場合、オペレータ制御によつて端
子２６に印加される要求信号は所望のエンジン速
度を表わしガバナは、その所望のスピードを維持
するのにエンジンが十分な燃料を受けられるよう
に前記燃料制御装置のセツト量を調節する。明ら
かに前記ガバナは種々のエンジン動作パラメータ
が例えば最大エンジンスピードを超えないように
するために種々の回路を有している。しかしなが
ら前記ガバナ２４はいわゆる“２速”のものであ
り、この場合端子２６に印加される信号は所望の
燃料信号であり燃料制御装置は端子２６に印加さ
れる信号によつて直接調節される。しかし前記ガ
バナは種々のエンジン動作パラメータが超えない
ように燃料制御装置２１の設定を調整することが
できる。

第２図においてトランスデユーサ２８は容量性
トランスデユーサとして示され、その出力は電気
回路２９に供給される。この電気回路２９は調節
可能なゲイン増幅器を有している。この回路２９
の出力は端子２７に印加される信号である。この
出力信号はアナログでもデジタルでも可であり出
力信号が零を置数するようにシリンダの一端にシ
ヤトルが位置したことが検知されたとき前記ガバ
ナから回路２９に入力信号が供給される。サンプ
リング回路３０から成る第１回路手段が具備さ
れ、前記ガバナから信号を受取り最大燃料が供給
されたときを表示しさらに前記シヤトルが前記シ
リンンダの他端に位置すべきときを示し回路２９
から出力信号をサンプリングする。回路３０の出
力信号は比較回路３１から成る第２手段に印加さ
れる。この比較回路も又基準源３２からの信号を
受取る。前記２２の信号間の誤差がゲイン補正回
路３３から成る第８手段に印加され、このゲイン
補正回路３３は誤差信号の大きさから上述した回
路２９の増幅器のゲインに必要な調整量を計算す
る。前記回路３３からの信号はホールド回路３４
から成る第４手段によつて回路２９に印加され
る。前記ホールド回路はゲインを更に調整する必
要がある迄ゲイン信号を格納する。第２図の回路
は特に“全速”ガバナと共に使用するのに適して
いる。これはこの種のガバナがエンジンを加速す
るために最大燃料量がエンジンに供給されねばな
らないからである。前記ガバナが“２速”のもの
であるときは最大燃料量を必要とする迄にはかな
りの期間を必要とするのでこのような場合トラン
スデユーサの校正の補正は不当に長い時間がかか
つてしまう。

第３図は“２速”ガバナと共に使用するのに適
した校正システムのブロツク図である。なお第２
図と同一部は同符号を付して説明を省略する。こ
の実施例では燃料流量のレベル最大の70％となる
ようにガバナによつて燃料制御装置２１がセツト
されたときを検出し、最大燃料量を１回分供給し
第２図で述べたサンプリング回路を動作させ所定
の時間又は噴射ポンプの所定の充てんストローク
の期間前記サンプリング回路の動作を禁止する。

前記燃料レベルが最大レベルの少くとも70％に
なると制御信号を発生する第５手段としての回路
３５が具備されている。前記回路３５の出力は第
６手段としての回路３６に印加される。回路３６
はこの信号を受取り、ガバナ２４に燃料制御装置
２１を調整させ最大燃料量が次の充てんストロー
クにおいて噴射ポンプに供給される。最大燃料量
によつてシヤトル１６はシリンダの他端と接す
る。回路３６は又サンプリング回路３０を作動さ
せ、このサンプリング３０はシヤトルが最大に移
動した結果として回路２９からの出力信号をサン
プリングする。上述したようにサンブリングされ
た信号は基準信号と比較されもし必要があれば補
正信号が発生される。前記回路３６の動作は回路
３７によつて噴射ポンプの所定の充てんストロー
ク数の期間阻止される。前記回路３７は回路３６
が回路３５から信号を受取るとカウントを開始す
るカウンタである。従つて例えば1000回の充てん
ストロークの後、前記信号は再びサンプリングさ
れ燃料流量が最大の70％であるかぎりその処理が
繰返される。一度サンプリングが生じると、前記
燃料制御装置はエンジンの要求に対して適切な値
に設定される。又最大燃料が１回だけ供給される
場合にはエンジン性能又はエンジン排気には大し
た影響を及ぼさないことがわかつた。前記回路３
７は前記回路３６の動作を例えば１分間隔で行う
ように制御するタイマであつても良い。

第４図及び第５図においてシリンダの一端から
シリンダの他端の所定の位置迄のシヤトルの移動
はトランスデユーサを校正するのに利用される。
便宜的にはこの位置はシヤトルの最大移動量の70
％に等ししい。

第４図においてシヤトル１６とシリンダ１７と
が示されている。トランスデユーサ２８も示され
ているがこの場合には２つの部位３８，３９で形
成されている。この２つの部位が一緒になつてシ
ヤトルの位置を表わす信号を供給し、部位３９は
又、シヤトルがその最大移動長の70％移動した時
を知らせる信号を供給する。

第５図は第２図に示す“全速”ガバナの変形例
を示すものであり第２図と同一部は同符号を付し
て説明を省略する。トランスデユーサの２つの部
位３８，３９はそれぞれ回路２９ａ，２９ｂと相
関している。これらの回路は各々回路２９と同じ
であるが、それらの出力は加算回路において加算
されその信号を端子２７に供給する。しかし回路
２９ｂの出力は第７手段としての検出回路４１に
印加され、この回路の出力はシヤトルが所定の距
離移動したことを検出回路４１が示した時点でサ
ンプリング回路３０を動作させるのに用いられ
る。この場合前記基準源によつて供給される信号
は選択された所定の位置に適応する。

第６図及び第７図に示す回路において、前記シ
ヤトルの位置は分離するトランスデユーサによつ
て検出される。この分離トランスデユーサはガバ
ナに供給されるシヤトル位置信号には寄与しな
い。第６図に示すように分離トランスデユーサは
４２で示され調整可能に取付けられている。第７
図に示すようにトランスデユーサの出力は回路４
３に印加される。回路４３は回路２９と同様の機
能を果す。次に前記トランスデユーサの出力は検
出回路に供給される。そして検出回路は上述した
ようにサンプリング回路３０の動作を制御する。
前記回路４３はもし検出回路が十分検知能力があ
れば必須のものではない、上述した回路構成では
シヤトルがシリンダの一端に位置するとき回路２
９，２９ａ，２９ｂ及び４３の出力を零にするよ
うに信号を供給するためのガバナを必要とする。
更にガバナは第２図及び第３図に示す実施例のサ
ンプリング回路を動作させる信号を供給しなけれ
ばならない。このことはガバナにポンプの各部位
を表わす信号が供給されねばならないことを意味
している。ロータリーポンプの場合、信号はポン
プ駆動シヤフトに相関するセンサによつて得るこ
とができる。第２図及び第３図の実施例において
前記回路を変更することにより２つの信号を供給
する必要が無くなる。その変更を第８図に示す。
同図において、回路２９の出力は２つのピークホ
ールド回路４４，４５に供給される。回路４４は
回路２９からの出力の上限値をホールドし回路路
４５は下限値をホールドする。これらの２つの値
はサンプリング回路３０に供給されこの回路３０
は最大燃料が要求されたとき開くゲート４６によ
りガバナから同期信号を受取る。このようにして
前記サンプリング回路は２つのピーク値の差をサ
ンプリングし、この差は基準値と比較され、必要
であれば回路２９の増幅器のゲインの補正が成さ
れる。前記同期信号は遅延回路４７を通過し、サ
ンプリングを終えた後前記ピークホールド回路を
リセツトするように働く。第８図で述べた変更は
ガバナに供給される同期信号を作る必要を無くす
ようにも変更できる。その変更は第９図に示さ
れ、回路４８で構成される。この回路４８は回路
２９及び４４からの信号を受取り、回路２９から
の出力が回路４４からの出力よりも小さいときに
のみ、前記同期信号と等価な信号を供給する。こ
の信号はゲート４６によりサンプリング回路３０
を通過し遅延回路４７によりサンプリング時間を
得、回路４４及び４５をリセツトする。

上述したシステムにおいては、ポンプ及びトラ
ンスデユーサ校正装置の校正をする必要が無い。
校正は前記ポンプ及びトランスデユーサ校正装置
が接続され動作すると自動的に行われる。もちろ
ん校正装置の基準値が正しくセツトされ、又ポン
プのシヤトルが最大燃料量に対してシリンダの端
部迄移動するようにセツトされている必要があ
る。この調整はシリンダの一端又は他端の調整可
能な停止手段によつて可能である。校正が70％の
シヤトルのストロークで作用する場合、トランス
デユーサ信号が70％のストロークで生じるように
適正な調整が成されねばならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料噴射ポンプ装置のブロツク図、第
２図は“全速”ガバナに使用する校正システムの
ブロツク図、第３図は“２速”ガバナに使用する
校正システムのブロツク図、第４図はトランスデ
ユーサと組合されたシヤトルの説明図、第５図は
第４図に示したトランスデユーサに使用するのに
適した校正システムのブロツク図、第６図は第４
図に示したトランスデユーサの他の変形例を示す
ブロツク図、第７図は第６図に示すトランスデユ
ーサと共に使用するのに適した回路のブロツク
図、第８図及び第９図は第２図及び第３図の回路
と共に使用される変形例を示すブロツク図であ
る。 １０…噴射ポンプ、１１…出口、１２…燃料噴
射ノズル、１３…ポンプ、１４…燃料タンク、１
５…計量器、１６…シヤトル、１７…シリンダ、
１８…噴射ポンプの入口、１９，２０，２２，２
３…バルブ、２１…燃料制御装置、２４…ガバ
ナ、２５，２６，２７…端子、２８…トランスデ
ユーサ、２９…電気回路、３０…サンプリング回
路、３１…比較回路、３２…基準源、３３…ゲイ
ン補正回路、３４…ホールド回路、３５…制御信
号発生回路、３７…カウンタ、４１…検出回路、
４２…分離トランスデユーサ、４４，４５…ピー
クホールド回路、４６…ゲート、４７…遅延回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相関するエンジンに高圧で燃料を使用時に供
   給する噴射ポンプ１０と； 低圧の燃料源１３と； シリンダ内１７でスライド可能なシヤトル１６
   を有した計量装置１５と； 前記噴射ポンプ１０と前記シリンダ１７の間に
   介挿され、前記噴射ポンプ１０の充てん期間、前
   記シリンダ１７の一端から前記噴射ポンプに燃料
   を供給する第１バルブ１９と、前記シリンダ１７
   と前記燃料源１３との間に接続され、連続する２
   つの充てん期間の間の期間に前記燃料源１３から
   前記シリンダ１７の一端に燃料を供給する第２バ
   ルブ２０とから成り、前記噴射ポンプと時間的関
   係を保ちながら動作可能なバルブ手段１９，２０
   と； 前記シリンダ１７の一端に供給される燃料の割
   合を制御する手段２１と； 前記シリンダ１７内のシヤトル１６の位置を表
   わす信号を出力する電気回路２９に、前記シヤト
   ル１６の移動に応答して入力信号を供給するトラ
   ンスデユーサ２８と； 前記シヤトル１６が前記シリンダ１７の一端か
   ら所定距離移動したとき、前記電気回路２９から
   の出力信号をサンプリングする第１手段３０と； 前記第１手段によつてサンプリングされた信号
   を前記所定距離を表わす基準信号と比較し、差信
   号を出力する第２手段３１と； 前記電気回路の出力信号を調節するように前記
   電気回路で使用される補正信号を、前記第２手段
   によつて得られた差信号から決定する第３手段３
   ３と；および 少くとも前記電気回路の出力信号が再びサンプ
   リングされる迄前記補正信号を保持する第４手段
   ３４とで構成されることを特徴とする液体燃料噴
   射ポンプ装置。 ２ 前記電気回路は可変ゲイン増幅器２９を有し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の液体燃料噴射ポンプ装置。 ３ 前記噴射ポンプによつて供給される燃料量が
   最大量である所定レベルに達したときを検知する
   第５手段３５と；および 前記噴射ポンプによつて供給される燃料量が前
   記所定量以上になつたとき、前記第５手段から信
   号を受取り、前記シヤトルが最大量迄移動するよ
   うに前記燃料の割合を制御する手段２１を調節
   し、同時に前記電気回路の出力信号をサンプリン
   グするように前記第１手段３０を作動させる第６
   手段３６とをさらに有したこを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の液体燃料噴射ポンプ装置。 ４ 前記第６手段３６は、前記噴射ポンプの所定
   の充てんストローク数を生じる迄前記第１手段３
   ０の動作を阻止させるためのカウンタ３７を有し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の液体燃料噴射ポンプ装置。 ５ 前記第６手段３６は所定の時間間隔で前記第
   １手段を動作させることのできるタイマ３７を有
   していることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の液体燃料噴射ポンプ装置。 ６ 前記シヤトル１６が所定距離移動したことを
   検出し、前記電気回路２９からの出力信号をサン
   プリングするように前記第１手段３０を作動させ
   る第７手段４１をさらに有したことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の液体燃料噴射ポンプ
   装置。 ７ 前記トランスデユーサ２８は、前記電気回路
   ２９の第１および第２電気回路構成部２９Ａ，２
   ９Ｂにそれぞれ信号を供給する第１および第２ト
   ランスデユーサ構成部３８，２９を有し、前記第
   １および第２電気回路構成部の出力信号を結合し
   て、前記電気回路の出力信号として前記第１手段
   へ供給する加算手段４０をさらに有したことを特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載の液体燃料噴
   射ポンプ装置。 ８ 前記第１および第２トランスデユーサ構成部
   ３８，３９は前記シヤトルの回りに離間して並行
   に配置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項記載の液体燃料噴射ポンプ装置。 ９ 前記電気回路２９からの出力信号を受取り、
   それぞれ上限ピーク値および下限ピーク値を保持
   し、前記第１手段に前記上限および下限ピーク値
   を供給する１対のピークホールド回路４４，４５
   と； 前記同期信号の通過を制御するゲート４６と； 前記シヤトルの動作に同期した信号を前記第１
   手段３０に供給すると共に； 前記噴射ポンプに供給される燃料量が最大にな
   つたとき、前記ゲートに信号を供給し、前記ゲー
   トを開く手段２４と；および 所定時間経過後に前記１対のピークホールド回
   路をリセツトするように、前記１対のピークホー
   ルド回路に供給される前記同期信号を遅延させる
   遅延回路４７とを有し、前記第１手段は前記１対
   のピークホールド回路に保持された信号の差をサ
   ンプリングすることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の液体燃料噴射ポンプ装置。 １０ 前記同期信号は前記電気回路２９からの信
   号、および前記電気回路２９の出力信号の上限ピ
   ーク値を格納するピークホールド回路４４からの
   信号を受取る同期回路４８によつて供給され、前
   記同期回路は前記電気回路からの出力信号が前記
   ピークホールド回路の出力より小さいときに同期
   信号を供給することを特徴とする特許請求の範囲
   第９項記載の液体燃料噴射ポンプ装置。