JPH0418136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はデイーゼルエンジンへの燃料供給の制
御、特に電気的制御のためのシステムおよび方法
に係る。このような電気的制御システムは一般に
電気的ガバナとして知られており、また本発明の
好ましい実施例のようにガバナの中核要素として
マイクロプロセツサが用いられている場合には一
般にマイクロプロセツサガバナと呼ばれている。 一層詳細には、本発明は、ターボチヤージヤに
よりチヤージされるデイーゼルエンジンへの燃料
供給が突変的に増加した時に過渡的に生ずる傾向
のある煙のパツフを防止または最小化するための
対策に係る。このような煙のパツフは、一般に瞬
間的にしか生じないけれども、視界を妨げる不透
明度を有するので、また多少の燃料浪費を伴うの
で、望ましくない。さらに、煙の強度すなわち不
透明度は法令によつても制限されている。 本発明の適用対象であるエンジンシステムは、
ターボチヤージヤによりチヤージされるデイーゼ
ルエンジンと、エンジンのシリンダに計量された
デイーゼル燃料を相い続いて供給するための燃料
噴射ポンプと、フツトスロツトルのように運転者
により制御されるスロツトル制御部と、エンジン
の各サイクル中に各エンジンシリンダに供給され
る燃料の量を定めるため燃料噴射ポンプ内の燃料
制御ラツクの位置を制御する電気的ガバナとを含
んでいる。このようなエンジンシステムはたとえ
ば大形トラツク用として特に適している。 以前には、デイーゼルエンジンへの燃料供給の
制御は一般に機械的ガバナにより行なわれてい
た。このようなガバナは運転者によるスロツトル
操作に応答してエンジンの速度の変更を可能にす
る可変速ガバナとして一般に知られている。ま
た、このようなガバナは種々のエンジン速度にお
いて燃料をエンジンに供給し得るレートに種々の
制限を課する。このような制限の典型的な例とし
て下記のようなものがある。エンジンの失速を招
くレベル以下にエンジン速度が低下するのを防止
するため、いわゆるロー・アイドル制限が行なわ
れる。エンジンが過大な高速運転により危険状態
になるのを防止するため、エンジン速度が所定の
最大値を超過すると燃料供給レートを制限するい
わゆるハイ・スピード制限が行なわれる。さら
に、ロー・アイドル制限とハイ・スピード制限と
の間の中間速度範囲でエンジンへの過大な燃料供
給を防止するいわゆるトルク制限が行なわれる。
このような機械的ガバナの構造および動作はよく
知られており、種々の特許明細書および他の刊行
物に詳細に説明されている。 ターボチヤージヤを用いており上記のような機
械的ガバナにより制御されているエンジンシステ
ムでは、特別な対策が講じられない限り、上記の
望ましくない煙パツフ現象が生ずる。このような
パツフは、デイーゼルエンジンのシリンダに与え
られる空気チヤージがその時にエンジンシリンダ
内に噴射される燃料を完全燃焼させるのに不十分
である場合に生ずる。ターボチヤージヤによりチ
ヤージされるエンジンでは、定常運転条件下では
煙を生ずることなく噴射燃料レベルを高くするこ
とができる。なぜならば、ターボチヤージヤが圧
縮空気をシリンダ内に噴射し、圧縮空気は大気圧
下の空気よりも高い濃度で酸素分子を含んでお
り、従つて燃料を完全燃焼させることができるか
らである。ターボチヤージヤの空気圧縮機は典型
的にエンジン排気管内の小形タービンにより直接
に駆動され、またこのタービンの速度は排気ガス
流の運動エネルギーの増大と共に、従つてまたエ
ンジンへの負荷の増大と共に、さらにある程度は
エンジンの速度の増大と共に増大する。従つて、
エンジンの定常運転条件下では、エンジンへの燃
料供給レートが高くても、望ましくない煙を生じ
ないように燃料を完全燃料させるのに十分な量の
空気がターボチヤージヤからエンジンへ自動的に
供給される。 もし機械的ガバナおよびターボチヤージヤが完
全に瞬間的に応動し得るならば、エンジン内で燃
料を完全燃焼させるのに十分な量の空気が常に供
給され、煙パツフは決して生じない。しかし実際
には、このような瞬間的応動は可能ではなく、燃
料供給が突変的に増大する時点とエンジンシリン
ダへの空気チヤージが完全燃焼に必要なレベルに
増大し終る時点との間に常にある程度の遅れが存
在する。従つて、空気チヤージが最終的には燃料
増加に“追い付く”としても、瞬間的には空気不
足の状態となり、その結果煙が生ずる。このよう
な空気不足および煙発生は、運転者が自動車を低
速から加速するため急激に燃料供給を増加させる
時に生ずる。また、このような空気不足および煙
発生はギヤのシフテイング中に生ずる。すなわ
ち、エンジンと負荷との間のクラツチを解除して
エンジンを無負荷状態とし、同時にエンジン速度
を低下させると、排気ガスの運動エネルギーが激
減し、タービンが減速し、圧縮機が減速し、従つ
てエンジンへの空気チヤージが激減する。運転者
が再びクラツチを係合し、スロツトルを通じてパ
ワを与える時、エンジンへの燃料供給は突変的に
増大するが、エンジンへの空気チヤージはそれに
直ちには追随し得るので、過渡的に空気不足とな
り、望ましくない煙が生ずる。 上記の煙のパツフの発生を除去または最小化す
るため機械的ガバナに用いられるパツフ制御装置
が提案されてきた。このような機械的ガバナおよ
びそのパツフ制御装置の構成を詳細に説明しなく
ても、本発明の説明の目的では、このような機械
的ガバナは典型的に、燃料ポンプラツクが最大負
荷条件下で燃料増加方向に移動し得る行程を制限
するトルク板を含んでいることに言及しておけば
十分である。煙パツフの発生を最小化するため、
往復運動するトルク板を取付け、燃料供給減少の
方向にばねによりトルク板に偏倚力を与え、また
トルク板支持軸に結合され一方の側にターボチヤ
ージヤからエンジン取入れマニホルドに与えられ
る圧力と同一の圧力で加圧空気を与えられるダイ
ヤフラムおよびピストン装置を設けることが可能
である。マニホルド空気圧力が高い時には、トル
ク板はばねの偏倚力に抗して高レベルの最大燃料
供給を可能にするように動かされる。しかし、燃
料供給レートが高い時にマニホルド空気圧力が通
常と異なり低ければ、ばねがトルク板を燃料減少
方向に進めて、煙パツフの発生を避け得るレベル
に燃料供給を制限する。 上記の機械的システムは少なくともいくつかの
限界を有する。主な問題点は、このようなシステ
ムは一般に、最大効率を得るために望まれるよう
にパツフ発生間隔中にターボチヤージヤが加速し
ている間に最大燃料レートを煙パフ発生レベルの
すぐ下に保つことはしない。すなわち、トルク板
の運動はターボチヤージヤの圧力回復曲線を正確
に追跡しない。典型的に、トルク板はターボチヤ
ージヤ空気圧力の著しい不足が生ずるまでパツフ
制御システムにより実質的運動をせずにその定常
状態位置にとどまり、その後に急速に最小燃料位
置またはその近くへ運動する。そして、トルク板
はターボチヤージヤが十分な空気圧力増加に必要
な速度を回復するまで最小燃料位置にとどまり、
その後に急速に再び最大燃料位置またはその近く
へ運動する。その結果、このようなシステムの設
計は次の２つの方針のいずれかで行なわれる。第
１は、トルク板が小さな圧力変化に応答して２つ
の極限位置の間を容易に運動し得るように設計す
ることであるが、この場合には高い燃料供給レー
トがあまりにも速く与えられるので、望ましくな
い高レベルの煙パツフが生ずる。第２は、トルク
板が比較的運動しにくいように設計することであ
る。この場合、望ましくない高レベルの煙パツフ
の発生は防止されるが、燃料供給を高いほうの定
常状態にするのに必要な時間が長くかかり過ぎ
る。すなわち、２種類の設計はいずれも完全に満
足し得るものではない。 近年、ターボチヤージヤによりチヤージされる
デイーゼルエンジンを機械的ではなく電気的に制
御する装置が提案されている。このような装置で
は、エンジン運転の種々の有意義なパラメータが
検出され、電気的信号に変換されて電気的制御シ
ステムに与えられる。制御システムは受信した信
号に基づいて必要な演算を行ない、主要エンジン
運転パラメータを制御するための出力信号を生ず
る。電気的制御システムは、デイスクリート・ア
ナログ要素によつても構成され得るが、デイジタ
ル回路特にマイクロプロセツサのように小形のデ
イジタル回路により構成されることが好ましい。 マイクロプロセツサは非常に小さな半導体チツ
プ上に集積回路として構成されており、エンジン
の付近の任意の場所に取付けられ得る。このよう
なシステムでは、運転者によりたとえばフツトス
ロツトルにより設定されるスロツトル位置を示す
電気的信号を生ずるためのセンサが用いられる。
この電気的信号は運転者が希望する燃料供給レベ
ルを示す信号として用いられ得る。エンジン速度
を示す信号は、小形の磁気式ピツクアツプをエン
ジン駆動軸と共に回転するギヤの歯の近くに配置
しておき、それから毎秒発せられるパルスの数を
通常のカウンタでカウントすることにより容易に
得られる。機械的ガバナで通常用いられるフライ
ウエイト、可調節支点レバーおよびトルク制限ス
トツパ板は完全に省略され得る。燃料噴射ポンプ
により供給される燃料の供給レートを制御するラ
ツクの位置はすべて電気的制御システムにより制
御され得る。このようなシステムは、以前の機械
的ガバナの機能を有するので、電気的ガバナと呼
ばれている。 このような電気的ガバナシステムでは、ターボ
チヤージヤにより生ずるエンジン取入れマニホル
ド圧力をマニホルド内の適当な圧力検出装置を用
いてて検出することができる。検出された圧力は
電気的信号に変換されて、電気的ガバナシステム
に与えられ、望ましくない煙を生じないレベルに
エンジンへの燃料供給を制限するのに用いられ得
る。 上記の装置の欠点は、エンジン取入れマニホル
ド内に容易に変換可能に取付けられ高い精度で作
動するセンサに費用がかかることである。しか
も、このようなセンサは故障率が高く、使用中の
故障を回避するためには短期間で予防的に新品と
交換しなければならない。このようなセンサの故
障をエンジン全体の運転状態から診断することは
困難であり、圧力に関する誤まつた情報に基づい
て制御が行なわれるおそれがある。その結果、過
大な煙パツフの発生が防止されずに、不調のまま
運転を続けるおそれがある。 本発明によれば、圧力センサの必要を完全にな
くすことにより上記の欠点が回避される。圧力セ
ンサを用いずにすむように、本発明では、特定形
式のエンジンが種々の運転条件下で生ずるマニホ
ルド圧力に対して既知の関数関係を有する信号を
得るのに十分な情報が電気的ガバナ内に記憶され
る。それにより得られた信号がターボチヤージヤ
の速度回復時間中に、すなわち望ましくない煙パ
ツフが発生し得る時間中に、エンジンへの燃料供
給を制限するのに用いられる。 本発明の好ましい実施例では、後で詳細に説明
するように、この煙制限信号は連続的に発生され
るが、パツフ発生間隔中しか燃料を制限するのに
使用されない。 本発明の好ましい実施例では、マニホルド圧力
の時間微分値に対して既知の関数関係を有する信
号を得るのに必要な情報が記憶され、それにより
得られた信号を積分することによりマニホルド圧
力に対して既知の関数関係を有する信号が得られ
る。この信号がパツフ発生時間間隔中に燃料供給
を制限するのに用いられる。 本発明の好ましい実施例では次の関係式が用い
られる。 dFsl／dt＝Ａ（Ｓ）〔Ｔ（Ｓ，Ｚ）−Fsl〕 ここにFslは煙制限燃料値、Ａ（Ｓ）は時間の逆
数の次元を有する関数、Ｔ（Ｓ，Ｚ）は目標煙制
限燃料値を表す。 関数Ａ（Ｓ）および関数Ｔ（Ｓ，Ｚ）（ここに、
Ｓはエンジン速度、Ｚは燃料ポンプラツクの基準
位置からの変位）はガバナ・メモリ内に記憶され
ており、そのつどのエンジン速度を表わす電気的
信号および燃料ラツク位置を表わす電気的信号を
ガバナ・メモリに与えることにより、対応するＡ
（Ｓ）およびＴ（Ｓ，Ｚ）の瞬時値を表わす信号が
ガバナ・メモリから得られる。煙制限燃料値Fsl
を表わす信号は電気的ガバナの煙制限出力信号で
あり、従つてガバナ内部で得られる。従つて、電
気的ガバナは差信号Ｔ（Ｓ，Ｚ）−Fslを形成し、
それに信号Ａ（Ｓ）を乗算して、dFsl／dtを表わ
す信号を生ずることができる。 １つの形式のデイーゼルエンジンの場合、たと
えば、Ａ（Ｓ）はaiSに等しく、またＴ（Ｓ，Ｚ）
はbiZ＋ciSに等しい（ここにai，biおよびciはエ
ンジンおよびターボチヤージヤの特性に関係する
定数）。これらの定数の値は特定のエンジンおよ
びターボチヤージヤの解析から計算され得るが、
それよりも実験的に求めるほうがはるかに実際的
かつ正確であることが見い出されている。そのた
めには、特定の形式のエンジンシステムがダイナ
モメータに結合され、可調節負荷がエンジンに結
合され、エンジン速度Ｓおよびラツク位置Ｚの値
のすべての組合わせに対してｂの値およびｃの値
を求めるため定数ｂおよびｃの値が実験的に変更
される。即ちＳ及びＺの値の全ての組合せに対し
てＴの値が煙の不透明度を許容限度たとえば20％
以下にとどめ得る燃料供給レートの目標値に等し
くなるようにｂ及びｃが定められる。Ａ（Ｓ）の
値は、後で詳細に説明するように、エンジンの運
転状態がＳおよびＺの任意の組合わせに突変的に
変化したときのターボチヤージヤの時間的応答を
測定することにより求められる。 本発明の好ましいデイジタル形式の実施例で
は、特定のエンジン形式の特性の上記マツピング
により得られた情報はデイジタル形式で記憶さ
れ、その呼出しによりdFsl／dtに等しい関数Ａ
（Ｔ−Fsl）に比例する信号が得られる。好ましい
実施例では、積分も次のようにしてデイジタルに
行なわれる。周期的に繰返して、たとえば毎秒
200回、マイクロプロセツサが煙制限燃料値の導
関数dFsl／dtを計算し、その値の代数的加算すな
わち符号の正負に応じて加算もしくは減算を行な
う。こうして得られた和は、上記の微分式を次回
に計算する際に煙制限燃料値Fslを表わす信号と
して用いられ、また望ましくないパツフが生じ得
る時間中に煙制限信号として用いられる。後で明
らかにする理由で、計算および加算は毎秒200回
行なわれるので、dFsl／dtの値の1/200しか各イ
ンクリメントに用いられない。従つて、個々の
dFsl／dtの値に多少の誤差があつても、煙制限燃
料値FslはdFsl／dtの積分値を正確に表わし得る。 好ましい実施例では、噴射ポンプの燃料供給を
制御するラツクの位置は双方向ステツプモータに
より制御されるので、ラツクは基準位置からFsl
の最後に計算された値の整数部分に等しいステツ
プ数だけ動かされる。ラツクは、煙制限燃料値
Fslを表わすデイジタル信号が１だけ増大もしく
は減少する時のみ相応の方向に１ステツプだけ移
動する。もしdFsl／dtが十分に大きければ、煙制
限燃料値Fslは各計算の後に増大し、ステツプモ
ータは毎秒200ステツプの最大速度でラツクを動
かす。もし相次ぐ計算の際にdFsl／dtの値が１よ
りも小さいならば、煙制限燃料値Fslのいくつか
のインクリメントにより１ステツプが生ずるの
で、ラツクははるかに低い速度で移動する。可逆
カウンタがラツクの基準位置からの移動ステツプ
の正味の数の最新の電気的指示を与え、また前記
のように煙制限燃料値の導関数dFsl／dtの計算の
際にマイクロプロセツサにより用いられるラツク
位置Ｚに関する情報の源としての役割をする。 後で詳細に説明するように、煙制限燃料値Fsl
は、望ましくないパツフが生じ得る期間中のみ燃
料供給レートの制限に用いられる。それ以外の時
間中の燃料供給レートはロー・アイドル制限、最
大トルク燃料制限またはハイ・スピード制限のよ
うないくつかの他の燃料制限の１つにより制限さ
れる。 このようにして、パツフ発生時間中の燃料制限
がターボチヤージヤの回復時間中に、すなわちタ
ーボチヤージヤが燃料供給増大の要求に対して十
分な空気を供給しようとして加速している間に、
マニホルド圧力の増大レートに密に追従して行な
われる。 好ましい実施例では、ラツクはステツプモータ
により動かされる。増大および減少方向のステツ
プと正しい対応関係を保つことにより、マイクロ
プロセツサはラツクの現在位置に関する情報を含
んでいる。しかし、カウントが開始される初期位
置を確立するため、ステツプモータを所定のスト
ツパ位置まで駆動することが一般に重要である。
こうして初期位置がいつたん確立されれば、その
後におけるステツプモータ・アクチユエータの所
望の運動は増減ステツプの加減算により計算され
得る。 上記の形態のパツフ制御燃料制限が多くの目的
に対して好ましいが、他の形態のパツフ制御燃料
制限を行なうことも可能である。 本発明の上記および他の目的および特徴は、以
下に図面により本発明の実施例を説明するなかで
一層よく理解されよう。なお、図面に示されてい
る実施例は例示に過ぎず、それにより本発明の範
囲が限定されるものではない。 第１図には、本発明が適用されるデイーゼルエ
ンジンシステムの概要が示されている。 デイーゼルエンジン１０は大形ハイウエイトラ
ツクに用いるのに適した形式のものであつてよ
い。この例ではエンジンはMack Truck Co.製
のEG−350型エンジンのようにターボチヤージヤ
によりチヤージされる６シリンダのデイーゼルエ
ンジンであつてよい。エンジンは空気をいくつか
のシリンダに供給するための通常の取入れマニホ
ルド１２と空気取入れ管１４と排気管１６とを有
する。空気取入れ管および排気管はターボチヤー
ジヤ１８を通過している。ターボチヤージヤ１８
は、排気管内に位置し排気により駆動されるロー
タリタービン２０と、空気取入れ管内の遠心型空
気圧縮機２２と、タービンにより圧縮機を駆動す
るための軸２４とを含んでいる。ターボチヤージ
ヤ１８はたとえばAiresearch Co.から上記デイ
ーゼルエンジン用に市販されているTV7701型タ
ーボチヤージヤであつてよく、通常の仕方でエン
ジンに取付けられている。 この例では、デイーゼルエンジンに対する燃料
はAmbac Industries Inc.のAmerican Bosch
Division（スプリングフイールド、マサチユセツ
ツ州）製のモデル３００燃料噴射ポンプのような
通常の燃料噴射ポンプ２８により適当なデイーゼ
ル燃料源から適当に計量されて供給される。燃料
噴射ポンプ２８はデイーゼルエンジンの噴射ノズ
ルに燃料を供給するため複数個の燃料出口管、こ
の例では６シリンダの各々に対して１つずつすな
わち合計６本の燃料出口管３０ないし４０を有す
る。ポンプは適当なギア４６および４８を介して
エンジン駆動軸４４により駆動され、また燃料制
御ラツク５０を含んでおり、その水平位置により
各エンジンサイクル中にエンジンの各シリンダに
与えられる燃料の量が決定される。従つて、ラツ
ク位置Ｚはエンジンへの燃料供給量に直接比例し
ており、ラツク位置Ｚおよび実際供給燃料値
Fdelがここでは交換可能に使用される。 エンジン駆動軸は通常のギヤボツクス５４にも
延びており、その出力軸５６は負荷、この例では
トラツクの駆動車輪を駆動する。ギヤボツクス
は、この例では、運転者により通常の仕方でシフ
トレバおよびクラツチを介して操作される通常の
手動操作型であると仮定されている。フツトスロ
ツトル５８は、エンジンへの燃料供給のレートを
増加したいことを支持するため通常の仕方で運転
者により押下げられる。 上記システムの部分は完全に通常のものであつ
てよい。しかし、燃料噴射ポンプに対する通常の
機械的ガバナは省略され、そのかわりに電気的ガ
バナ６０が用いられており、それによりラツク駆
動部６２を通じて燃料ラツク５０の位置が決定さ
れる。フツトスロツトル５８は、燃料噴射ポンプ
２８に機械的に連結されるかわりに、機械的リン
ケージ６８を通じて機械−電気トランスデユーサ
装置７０に連結されており、機械−電気トランス
デユーサ装置７０がフツトスロツトルの位置を検
出し、それに比例する電気的信号を導線７２上に
生ずる。この例では、腕片７４に取付けられたブ
ラシ７８が腕片７４と共にピボツト７６のまわり
に回転可能であり、フツトスロツトル５８の位置
に対応する位置で抵抗要素８０と接触する。抵抗
要素８０の両端に適当な電圧を与えておくことに
より、ブラシ７８およびそれに接続されている導
線７２にフツトスロツトル位置を示す所望の電圧
が与えられる。このような装置は当業者によりよ
く知られており、回転ポテンシオメータ装置と呼
ばれている。 また、ギヤ４６の回転の瞬時位相、従つてまた
エンジン駆動軸４４の回転の瞬時位相を示す電気
的信号を導線８２上に生ずるため、他の機械−電
気トランスデユーサ装置８１がギヤ４６の歯に隣
接して配置されている。典型的に、このトランス
デユーサ装置は磁気式ピツクアツプであり、その
近傍をギヤ４６の歯が通過するつどパルスを発生
する。従つて、これらのパルスの繰返しレートに
よりエンジン速度Ｓが示される。 従つて、導線７２上の電気的信号は運転者によ
り要求されるフツトスロツトル要求燃料値Fftを
表わし、また導線８２上の電気的信号（φ）はエ
ンジン位相を表わし、かつその繰返しレートによ
りエンジン速度を表わす。これらの信号は電気的
ラツク制御器８６に与えられる。ここに説明する
実施例では、電気的ラツク制御器８６はデイジタ
ル・マイクロプロセツサおよびステツプモータを
含んでおり、ラツク駆動部６２を制御して、ラツ
ク５０の位置、従つてまたエンジンへの燃料供給
の仕方を決定する。 第６図には、この例で電気的ガバナにより得る
べき燃料制御特性が示されている。第６図で、縦
軸にはエンジンサイクルあたりエンジンに供給さ
れる実際供給燃料値Fdel、従つてまたラツク位
置Ｚがとられており、横軸にはエンジン速度Ｓが
とられている。曲線Ａは所望のロー・アイドル燃
料制限特性を表わし、曲線Ｂは所望の定常状態最
大燃料制限を表わし、曲線Ｃはハイ・アイドル燃
料制限特性を表わし、曲線Ｄはフツトスロツトル
の操作により生ずる通常の可変速度燃料特性を表
わし、また曲線Ｅ，ＦおよびＧはパツフ発生間隔
中に燃料を制御するパツフ制御燃料制限特性のい
くつかの典型的な形状および位置を表わす。曲線
Ａ，ＢおよびＣは本発明の本質をなすものではな
い。必要なことは、マイクロプロセツサのメモリ
にこれらの特性の各々を、それによりカバーされ
る速度の値の各々に対する燃料制限を表わす信号
の形態で記憶しておくことである。後記のよう
に、適当な論理回路が任意の時点で、燃料ラツク
５０の位置が定常状態特性Ａ，Ｂ，ＣまたはＤの
いずれかにより制御されるか、もしくはＥ，Ｆ，
Ｇのようなパツフ制御特性により制御されるかを
決定する。 第３図には、電気的ラツク制御器８６の一実施
例がブロツク図で示されている。エンジン位相を
表わす導線８２上の信号は、通常の周波数−直流
変換器であつてよいデイジタル速度信号発生器９
０に与えられ、その出力導線９２上に速度を表わ
す信号が得られる。この信号は導線９６を経てパ
ツフ制御メモリ１００に１つの入力として与えら
れる。 パツフ制御メモリ１００は導線１０２を経てデ
イジタル信号Ｚをも与えられる。信号Ｚはカウン
タ１０４で累算された全パルスカウントを表わ
す。カウンタ１０４は、後で一層完全に説明する
ように、ステツプモータ・アクチユエータ１０６
によるラツク５０の基準位置からの移動ステツプ
の数を表わすカウントを累算する。 パツフ制御メモリ１００は制御されるエンジン
およびターボチヤージヤ組合せの２つの関数特性
すなわち時間の逆数の次元を有するＡ（Ｓ）およ
び目標煙制限燃料値Ｔ（Ｓ，Ｚ）を記憶する。こ
れらの関数を特定の形式のエンジンおよびターボ
チヤージヤに対して決定し、メモリに記憶する仕
方は後で説明する。ここでは、このような記憶が
予め行われており、メモリ１００が導線９６上の
エンジン速度Ｓ信号の値に応答して相応の関数Ａ
（Ｓ）の値を表わす信号を出力導線１０６上に生
じ、また導線９６上のエンジン速度Ｓの値及び導
線１０２上のラツク位置Ｚに応答して相応の目標
煙制限燃料値Ｔ（Ｓ，Ｚ）を表わす信号を出力導
線１０８上に生ずるものと仮定する。 ラツク位置Ｚと目標煙制限燃料値Ｔを表わす信
号は減算および乗算器１１０に与えられる。この
減算および乗算器には、パツフ発生間隔中に最大
燃料を制御するのに用いられる煙制限燃料値Fsl
を表わす信号も導線１１２を経て与えられる。減
算および乗算器１１０はこれらの信号に応答し
て、その出力導線１１４上に関数Ａ（Ｓ）［Ｔ（Ｓ，
Ｚ）−Fsl］を表わす信号を生ずる。この関数は煙
制限燃料値の導関数dFsl／dtに等しい。この実施
例では、dFsl／dtの計算は周期的に繰返して、た
とえば毎秒200回行われる。この動作およびシス
テム内の他の動作のタイミングを制御するため、
システムの基本ビツトレート、典型的には133k
Hz、でタイミングパルスを発する通常のクロツク
発生器１１８と、クロツク発生器の出力と同期し
て他の目的に用いられる200Hzタイミング信号、
および0.01Hzタイミング信号を生ずるタイマ１２
０とが設けられている。図面を見やすくするた
め、クロツク発生器およびタイマからシステム内
の種々の要素への接続は図示されていない。 相次いで計算された煙制限燃料値の導関数
dFsl／dtの値はデイジタル代数加算器１２０に与
えられる。この加算器は相次いで与えられる
dFsl／dtの累積値を、それらの符号をも考慮に入
れて、計算し、その出力導線１２２上に、パツフ
制御のための所望の煙制限燃料値Fslを示す信号
を生ずる。従つて、加算器１２０は所望の煙制限
燃料値Fslをその時間微分から求めるデイスクリ
ート・デイジタル積分器としての役割をする。 この計算された煙制限燃料値Fslは、dFsl／dt
の次回の値を計算する目的で導線１１２を経て減
算および乗算器１１０の１つの入力端にも与えら
れる。 導線１２２上の煙制限燃料値Fslは、導線１２
８を経てエンジン速度Ｓをも与えられる燃料制御
論理回路１２６に与えられる。燃料制御論理回路
１２６への他の入力は導線１３０上のロー・アイ
ドル燃料信号F_L、導線１３２上のハイ・アイド
ル燃料制限信号F_Hおよび導線１３４上の定常状
態トルク制限信号F_Tを含んでおり、これらの信
号はすべて発生器１４０により発生される。発生
器１４０は入力導線１４４を経て速度信号Ｓを与
えられ、またそのメモリ内にＳの各値に対応する
F_L，F_HおよびF_Tの値を記憶しているので、これ
らの３つの出力信号を通常の方法により容易に発
生する。 スロツトル位置セルサ７０からのフツトスロツ
トル要求燃料値FftはＡ−Ｄ変換器１４８でデイ
ジタル信号に変換されてから導線１５０を経て燃
料制御論理回路１２６に与えられる。 燃料制御論理回路１２６は煙制限燃料値Fsl、
フツトスロツトル要求燃料値Fft，F_TおよびF_Hの
うち最小の信号を選択し、次いでこの選択された
信号をF_L信号と比較して大きいほうの信号を選
択する。最後に選択された信号は導線１６２を経
て与えられるラツク位置Ｚ信号と比較される。も
し最後に選択された信号がラツク位置Ｚ信号より
も大きければ、燃料制御論理回路の出力導線１５
６上の信号は、燃料ラツク位置ＺおよびＺの値が
増されるべきことを示す。もし最後に選択された
値がＺよりも小さければ、出力導線１５６上の信
号は、燃料ラツク位置が減ぜられるべきことを示
す。もし最後に選択された値がＺと等しければ、
ラツク位置Ｚの変更が行なわれるべきでないこと
が出力導線１５６上の信号により示される。 上記の信号比較および選択は周知の論理回路に
より行なわれ得るので、その詳細な説明は必要と
されない。 ラツク位置が変更されるべきか否か、またもし
変更されるべきであればいずれの方向に変更され
るべきかを示す導線１５６上の出力信号はステツ
プモータ制御回路１７０に与えられ、その出力は
双方向ステツプモータアクチユエータ１０６に与
えられ、それによりステツプモータは、燃料制御
論理回路１２６の出力信号に関係して、ラツク５
０を一方向もしくは他方向にステツプ移動させ、
もしくは静止状態にとどめる。カウンタ１０４は
制御回路１７０からパルスを与えられ、それによ
りカウント内容を増減して、常にラツク位置を示
す数を記憶している。このカウンタは前記のよう
に導線１０２上のＺ信号の源として用いられてい
る。 電気的アクチユエータは電気的ガバナからの信
号に応答してポンプのラツクを動かすのに用いら
れている。この実施例では、ラツクの運動に対す
る摩擦および他の抵抗に打ち勝つのに十分な力を
生じ得るステツプモータ・アクチユエータ１０６
が用いられている。ステツプモータ・アクチユエ
ータは相い続くパルスに応答して特定の距離の移
動を確実に１ステツプずつ行なうので、ラツクの
位置を検出するために別に位置センサを用いる必
要はない。 マイクロプロセツサと共に用いられる時、ステ
ツプモータはほぼ理想的な作動をする。マイクロ
プロセツサ・カウンタ１０４はステツプモータに
正しいステツプ移動をさせるのに必要な加減算を
行ない得る。アクチユエータの位置は連続的に、
すなわち毎秒200回、マイクロプロセツサ、メモ
リ内のワードに記憶される。マイクロプロセツ
サ・プログラムはこの記憶された位置を必要に応
じてプログラムの他の部分でたとえば目標煙制限
燃料値Ｔ（Ｓ，Ｚ）の計算の際に利用し得る。 第５図を参照すると、ステツプモータ・アクチ
ユエータ１０６は往復駆動腕２０６、腕２０２お
よびリンク２００を介してラツク５０の位置を制
御する。腕２０２はピボツト２０８のまわりに揺
動可能であり、腕２０２の時計方向の揺動により
エンジンへの燃料供給が増加する。駆動腕２０６
はその水平方向の位置ステツプモータ・アクチユ
エータ１０６により制御される。駆動腕２０６と
腕２０２とはピボツト２０８により、また腕２０
２とリンク２００とは別のピボツトによりそれぞ
れ揺動可能に連結されている。従つて、駆動腕２
０６の水平方向位置によりリンク２００の水平方
向位置すなわち燃料供給が定められる。最小燃料
供給を所定の低レベルに制限するため、腕２０２
の上端に対してストツパ２３０が設けられてい
る。また、電流を流されるとアーマチユア２４４
を吸引して保持する緊急遮断保持電磁石２４０が
設けられていることが好ましい。アーマチユア２
４４はピボツト２０８に取付けられているので、
正常作動中はピボツト２０８は図示されている正
常位置にある。加えて、ばね２４８が一端でピボ
ツト２０８に、また他端で固定支え２５０に取付
けられており、保持電磁石２４０から離隔する方
向にピボツト２０８に偏倚力を与えている。この
偏倚力は、電磁石コイルの電流の消滅時にのみピ
ボツト２０８を電磁石から離隔させ得るように選
定されている。電磁石コイルの電流はガバナに電
流を供給する源と同一の源から供給されているの
で、もし電気的ガバナが電力を喪失すれば、電磁
石はアーマチユア２４４を釈放し、ばね２４８が
ピボツト２０８を右方に、従つてまた腕２０２を
駆動腕２０６のピボツト連結部のまわりに反時計
方向に、腕２０２の上端がストツパ２３０に当接
するまで、運動させることを許す。こうして、電
気的ガバナへの電力が喪失すれば、ラツク５０は
所定の低燃料位置にセツトされる。 電気的ガバナの電力喪失時には、そこに記憶さ
れておりステツプモータの位置を表わす電気的情
報も喪失する。電力が回復される時、モータ位置
に関する記憶ワード中の数は不特定の値を有し得
る、従つて、ステツプモータをその行程の一端に
レジスタすることによりステツプモータの初期位
置を郭定することが望ましい。ステツプモータの
運動可能範囲はストツパ２３０により制限されて
いる。マイクロプロセツサがステツプモータにそ
れをストツパの方向に移動させるパルスを送り、
これらのパルスの数がステツプモータの全行程に
相当する数であれば、ステツプモータがストツパ
への当接位置まで移動することが保証される。こ
の位置を基準として、ステツプモータのその後の
移動位置が計算される。 ステツプモータ・アクチユエータは各パルスに
確実に応答するので、マイクロプロセツサ内に記
憶されているモータ位置ワードは間接的にラツク
位置を示す。しかし、もしステツプモータが１回
でも正しく応答しないことがあると、記憶ワード
にいつまでも消えない誤りが生ずる。このような
誤りを消去し得るように、長期連続使用にあたつ
ては時々ステツプモータの位置のリセツトが行な
われる。トラツクに用いられるエンジンは１回の
ギヤシヤフトの間に１秒間以上にわたつては燃料
を必要としない。ステツプモータはそのストツパ
位置への移動およびその零燃料位置への復帰移動
を0.25秒以内で行なうことができる。マイクロプ
ロセツサからのパルスにより周期的に上記の移動
および復帰移動が行なわれれば、ステツプモータ
のそれ以前における誤応答により生じていた誤り
は消去される。 このような位置記憶ワードのリセツトはそれほ
ど頻繁に行なわれる必要はない。１回のギヤシフ
トの間にリセツトための十分な時間が得られる
が、ギヤシフトのつど毎回リセツトを行なう必要
はない。たとえば100秒間隔でリセツトが行なわ
れるようにマイクロプロセツサのプログラムを組
んでおけば十分である。 第３図に示したシステムの作動の仕方につい
て、第２図のタイミングダイアグラムを参照しな
がら、一層詳細に説明する。最初に、トラツクに
取付けられたエンジンシステムが定常速度におい
て第３ギヤに進んでおり、第２図に示されている
８つのパラメータが“第３”と記入されたコラム
に示されているような定常値を有しているものと
仮定する。この条件は時点ｔからｔまで継続し、
時点ｔで運転者により第４ギヤへのシフテイング
が行なわれるものと仮定する。シフテイング過程
でのパラメータは“シフテイング間隔”と記入さ
れているコラムに、また第４ギヤにおけるパラメ
ータは“第４”と記入されているコラムにそれぞ
れ示されている。これらのグラフは理想化して示
されており、実際のエンジンでの変化過程を正確
に示すものではない。 時点ｔで運転者がクラツチを解除し、それによ
りエンジンから負荷を急速に除き、負荷を新たな
一定の低レベルに急速に減少させる。同時に、運
転者はフツトスロツトルを釈放して、フツトスロ
ツトル要求燃料値Fftをシフテイング期間中の一
定の低レベルに急速に減少させる。同時に、エン
ジン速度Ｓが、図示されているように、ほぼ一定
の低レベルに徐々に減少する。 エンジン・マニホルド１２内の空気圧力はエン
ジン負荷および速度、特にエンジン負荷、の増加
関数であるから、ターボチヤージヤにより生ずる
マニホルド圧力Ｐもシフテイング間隔中にほぼ一
定の低レベルに急速に減少する。エンジンに実際
に供給される実際供給燃料値Fdelは最初にエン
ジンが高負荷で運転している間は一定の比較的高
いレベルにあるが、時点ｔでのフツトスロツトル
の釈放とともに実質的に零に急速に減少する。 システムが第３ギヤにありかつ定常状態条件下
で運転している最初の段階では、ターボチヤージ
ヤにより生ずるマニホルド圧力Ｐのレベルは燃料
の完全燃焼のために必要とされる空気チヤージ以
上の空気チヤージをエンジンシリンダに与えるの
に十分であり、望ましくない煙は生じない。煙制
限燃料値Fslの値もこの時点では比較的高く、従
つて実際供給燃料値Fdelよりも高く又最初の定
常状態条件下では制限として作用しない燃料制限
値に対応している。目標煙制限燃料値Ｔは最初は
図面に示されているように仮定されている。 シフテイング間隔中に、煙制限燃料値Fslおよ
び目標煙制限燃料値Ｔは図面に示されているよう
に低い値に減少するが燃料レベルは煙制限燃料値
Fslによつてではなくまだフツトスロツトル要求
燃料値Fftによつて制御されている。なぜならば、
ターボチヤージヤにより生ずるマニホルド圧力は
実際供給燃料値Fdelよりも速くは減少せず、完
全燃焼のためにまだ十分な空気が存在しているか
らである。煙制限燃料値Fslは、運転者がシフテ
イング間隔の終了時にクラツチを再び係合させか
つスロツトルを再び押して、グラフに示されてい
るように、Ｌおよびフツトスロツトル要求燃料値
Fftを急速に増大させる時に有効になる。この時
点でエンジン速度Ｓもその新しいレベルに急速に
増大するが、マニホルド圧力Ｐはターボチヤージ
ヤの作動の遅れのために急速には増大し得ない。
もしマニホルド圧力Ｐがそのグラフに“理想”と
して示されているように急速に増大し得るなら
ば、急速に増大する燃料に比例して所望の空気チ
ヤージが与えられ、過剰な煙を生ずることなく完
全燃焼が行なわれ得る。しかし、パツフ制御が用
いられていない実際のシステムでは、ターボチヤ
ージヤがマニホルド圧力Ｐをそのグラフに破線で
示されているように徐々にしか増加させ得ない。
“理想”曲線と“破線”曲線との間の面積が望ま
しくない煙発生の原因となる空気圧力の不足を示
す。 この傾向をなくすため、煙制限燃料値Fslがパ
ツフ発生間隔中に、Fslのグラフに示されている
ように、マニホルド圧力Ｐの回復曲線に対してほ
ぼ平行に徐々に増大し、実際の燃料供給レートを
Fdelのグラフに示されている比較的緩徐な曲線
に制限する。実際供給燃料値Fdelのグラフには、
パツフ制御なしの場合に生じ望ましくない煙パツ
フを惹起するFdelのはるかに高い増加レートが
破線の曲線で示されている。 第２図Ｇの煙不透明度のグラフを参照すると、
定常状態条件下の第３ギヤの段階では、煙不透明
度は約８％であり、その許容限度よりもはるかに
小さい値である。シフテイング間隔中は、実質的
に燃料が供給されていないので、煙不透明度はほ
ぼ零に減少する。シフテイングを完了して第４ギ
ヤの段階に入ると、パツフ制御なしの場合には、
煙不透明度は過渡的な空気不足のために、グラフ
Ｇに破線の曲線で示されているように、たとえば
70％という非常に高いレベルに瞬間的に達する。
グラフＧに“パツフ制御あり”として示されてい
る実際の曲線は、パツフ間隔中に煙制限燃料値
Fslにより確立される燃料制限により煙不透明度
が比較的低い値、たとえば20％の許容し得る値に
制限されることを示している。 こうして、本発明の装置はパツフ発生間隔中に
マニホルド圧力特性に反映されるターボチヤージ
ヤの応答特性とほぼ同様の特性で増加する煙制限
燃料値Fslを生じ、それにより燃料供給レベルを、
ターボチヤージヤ内で得られる空気により望まし
くない煙発生が防止され得るレベルに制限する。
さらに、煙制限燃料値Fslは前記のようにマイク
ロプロセツサ・メモリ内に記憶されているターボ
チヤージヤの特性から導き出されるので、パツフ
中に望ましくない煙の発生を防止するだけでな
く、フツトスロツトルにより要求されるレベルの
燃料を急速な増大をも可能にする燃料制限が行な
われる。 dFsl／dt＝Ａ（Ｓ）〔Ｔ−Fsl〕の積分により煙
制限燃料値Fslを計算するため、また目標煙制限
燃料値Ｔ（Ｓ，Ｚ）を計算するためマイクロプロ
セツサに記憶される情報の意義は、特定のエンジ
ンおよびターボチヤージヤの特性をマツピングし
てマイクロプロセツサのメモリに与える方法を以
下に説明するなかで一層完全に理解されよう。 目標煙制限燃料値Ｔ（Ｓ，Ｚ）関数を見い出す
ために知られている最も実際的な方法は、エンジ
ンがダイナモメータ上でランしている状態でエン
ジン上でその値を測定することである。もしエン
ジンが所与のエンジン速度および所与の燃料供給
レートでダイナモメータ上でランしているなら
ば、エンジンは迅速に定常状態に達する。ターボ
チヤージヤによる取入れマニホルドのスーパーチ
ヤージングが定常状態に達する。これらの条件下
に発生される煙は適度である。煙不透明度が所与
のレベルすなわち20％に達する以前に一層多くの
燃料が各ストロークで噴射され得るような十分な
スーパーチヤージング空気が存在している。ちよ
うど所定レベルすなわち20％の瞬間的煙不透明度
を生ずるような燃料レベルの値が目標煙制限燃料
値Ｔ（Ｓ，Ｚ）である。 換言すれば、ターボチヤージヤによりチヤージ
されるエンジンが定常状態のエンジン速度Ｓおよ
びラツク位置Ｚで作動している場合に、ラツクが
目標制限燃料値Ｔ（Ｓ，Ｚ）を生ずる位置へ突変
的に移動すれば、エンジンは存在しているスーパ
ーチヤージング空気を用いて、排気流の運動エネ
ルギーの増大によりスーパーチヤージング空気が
増加するまでに、所定レベルの煙不透明度を瞬間
的に生ずる。 目標煙制限燃料値Ｔ（Ｓ，Ｚ）の値を見い出す
ための実験的方法は次のとおりである。 １ ダイナモメータ上で固定のエンジン速度S₁お
よびラツク位置Z₁で、エンジンを定常状態に達
するまでランさせる。 ２ 取入れマニホルド空気圧力P₁を測定する。 ３ 取入れ空気通路に空気弁を用いて、燃料を増
加しかつエンジン速度Ｓを一定に保持しつつ、
取入れマニホルド圧力をP₁に保持する。 ４ 取入れマニホルド圧力がP₁に保持されてい
る状態で、煙の不透明度が所定の最大不透明度
（この例では20％）に達するまで燃料を増加し、
この時のラツク位置（実際供給燃料値Fdelに
相当）を測定する。この燃料の値がエンジン速
度Ｓおよびラツク位置Ｚの組わ合せ値に対する
Ｔの値である。 Ａ（Ｓ）の実験値を見い出すためには、次の過
程が用いられる。 １ ダイナモメータ上でエンジンを速度Ｓでラン
させる。 ２ 取入れマニホルド空気圧力を記録するレコー
ダを用いながら、ラツク位置を突変的に変化さ
せる。 ３ 空気圧力の記録曲線は定常状態値に近接する
ほぼ指数関数的形状を有する。この記録曲線は
その特性を示す時定数τを有する。Ａ（Ｓ）は
τの逆数である。すなわち、Ａ（Ｓ）＝１／τ。 一例として、表には目標煙制限燃料値Ｔ（Ｓ，
Ｚ）のいくつかの値に対するマイクロプロセツ
サ・メモリ内に典型的なアレイとＡ（Ｓ）のいく
つかの値に対する同様なアレイとが示されてい
る。目標煙制限燃料値Ｔ（Ｓ，Ｚ）に対しては、
“名称”欄に９種類のＴ（Ｓ，Ｚ）の値の名称が示
されている。たとえばＴ（800，30）はエンジン速
度Ｓが800、ラツク位置Ｚが30の時のＴである。
“メモリ位置”欄には、それぞれ目標煙制限燃料
値Ｔ（Ｓ，Ｚ）の値を記憶するマイクロプロセツ
サ・メモリ内の付番位置（たとえば1024）が示さ
れている。“被記憶値”欄には記憶されるＴ（Ｓ，
Ｚ）の値、たとえば67、が示されている。正常運
転中に、エンジン速度Ｓおよびラツク位置Ｚが電
気的ガバナにより連続的にモニタされ、エンジン
により生じているＳおよびＺを組合わせたＴ（Ｓ，
Ｚ）の値が自動的に求められ、対応するメモリ位
置にアクセスしていつでもＴ（Ｓ，Ｚ）の対応す
る被記憶値を読出すのに用いられる。 同様に、Ａ（Ｓ）に対しては、エンジン速度Ｓ
の値がＡ（Ｓ）の対応する値が記憶されている付
番メモリ位置にアクセスしてその値を読出す。 実際には、もつと多くのエンジン速度Ｓおよび
ラツク位置Ｚの値が特定のエンジン形式のＳ，Ｚ
特性を完全にマツピングするために用いられてい
る。こうして、ある形式の１つのエンジングで得
られたマツピングは同一形式の他のエンジンに対
しては利用され得る。 デイジタル情報によることが好ましいが、第４
図に示されているようなアナログ形式で本発明を
実施することもできる。この場合、通常のアナロ
グ手段により、フツトスロツトル要求燃料値Fft、
最大トルク燃料制限を表わす燃料レベルF_T、最
大速度燃料制限F_Hおよびロー・アイドル燃料制
限F_Lに比例するアナログ電気的信号が与えられ
る。これらの信号は、パツフ制御燃料制限をアナ
ログ形式で表わす煙制限燃料値Fslをも与えられ
る論理回路３００に与えられる。アナログ論理回
路３００は信号Fft，F_T，F_HおよびFslの信号レベ
ルのうち最小のものを選択し、こうして選択され
た信レベルとF_Lとのうち大きいほうに等しいラ
ツク位置Ｚ信号を生じ、それを導線３０８を経て
ラツク制御部に与える。 ラツク位置Ｚ信号は通常の形式のアナログ関数
発生器３１０にも与えられる。この関数発生器は
エンジン速度Ｓに比例するアナログ信号をも与え
られる。関数発生器３１０は、与えられたエンジ
ン速度Ｓおよびラツク位置Ｚの値に対する目標煙
制限燃料値Ｔの値に比例するアナログ信号を出力
導線３２０上に生ずる。他の通常の形式のアナロ
グ関数発生器３４０は、エンジン速度Ｓを表わす
信号を与えられ、その値に対する関数Ａ（Ｓ）の
値に比例するアナログ信号を出力導線３４４上に
生ずる。 アナログ乗算器３６０は信号Ａ（Ｓ）およびＴ
（Ｓ，Ｚ）を乗算して、積Ａ（Ｓ）Ｔ（Ｓ，Ｚ）を
形成し、これを導線３６４を経て積分器として接
続されている差動演算増幅器回路３６８の正入力
端子に与える。他のアナログ乗算器３７０は信号
Ａ（Ｓ）と積分器３６８の出力端からの煙制限燃
料値Fsl信号とを与えられて、その出力導線３７
２上に積Ａ（Ｓ）Fslに比例するアナログ信号を生
ずる。この信号は導線３７２を経て積分器３６８
の負入力端子に与えられる。積分器３６８はその
２つの入力端子に与えられる入力信号の差すなわ
ちＡ（Ｓ）Ｔ（Ｓ，Ｚ）−Ａ（Ｓ）Fslに比例するア
ナログ信号を出力導線３８０上に生ずる。上記の
式は論理回路３００に与えられた煙制限燃料値
Fslの新しい値を用いたＡ（Ｓ）［Ｔ（Ｓ，Ｚ）−
Fsl］に等しい。 本発明をその好ましい実施例について説明して
きたが、特許請求の範囲に記載されている本発明
の範囲内で種々の変形が可能であることは理解さ
れよう。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図はターボチヤージヤによりチヤージされ
本発明により電気的に制御されるデイーゼルエン
ジンのブロツク図である。第２図は共通の時間軸
を横軸にとつてエンジン負荷Ｌ、フツトスロツト
ル位置Fft、エンジン速度Ｓ、取入れマニホルド
圧力Ｐ、被供給燃料Fdel、燃料の煙限界値Fsl、
煙不透明度および目標煙限界の値Ｔ（Ｓ，Ｚ）を
理想化形態でそれぞれ位置ＡないしＨに示すグラ
フである。第３図は第１図に示されている電気的
ガバナの一例の詳細ブロツク図である。第４図は
本発明による典型的なアナログシステムを示すブ
ロツク図である。第５図はラツク駆動装置の一例
の詳細を示す図である。第６図はエンジン速度の
関数として種々の燃料制限特性を示すグラフの集
合である。 １０……デイーゼルエンジン、１２……取入れ
マニホルド、１４……空気取入れ管、１６……排
気管、１８……ターボチヤージヤ、２０……ター
ビン、２２……空気圧縮機、２４……駆動軸、２
８……燃料噴射ポンプ、４４……エンジン駆動
軸、４６，４８……ギヤ、５０……燃料制御ラツ
ク、５４……ギヤボツクス、５６……出力軸、５
８……フツトスロツトル、６０……電気的ガバ
ナ、６２……ラツク駆動部、６８……リンケー
ジ、７０，８１……トランスデユーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ターボチヤージヤ付デイーゼルエンジンの排
   煙制御装置にして、 前記エンジンの速度を計測し、前記計測された
   エンジン速度（Ｓ）を表わすエンジン速度信号を
   発生する装置８１，８２，９０と、 実質的に最大の燃料供給率を越えて前記エンジ
   ンに対する燃料要求の増加率を提供することがで
   き、排気装置から所定レベル以上の排煙を生じさ
   せることなく前記エンジンへ供給される燃料供給
   量をその現在のレベルより増加させることができ
   るスロツトル装置５８と、 エンジン運転パラメータの変化に対する前記タ
   ーボチヤージヤの応答関係を表わす関数について
   の情報を記憶するための記憶装置１００，３１
   ０，３４０と、 少なくとも前記エンジン速度（Ｓ）信号に応答
   して前記情報を呼出すための呼出し装置８６と、 前記実質的に最大の燃料供給率を表わす一又は
   それ以上の燃料制限信号を発生する第一の信号発
   生装置１１０，１２０，３６０，３６８，３７０
   と、 前記燃料供給率が前記実質的に最大の燃料供給
   率を越えないよう前記一又はそれ以上の燃料制限
   信号に応答してエンジンへの実際燃料供給率を制
   限する制限装置１２６，３００と、 を含んでおり、更に、 前記エンジンへの実際の燃料供給率（Ｚ，
   Fdel）を測定しその値を表わす信号を発生する
   第二の信号発生装置１７０，１０４，３００を含
   むことと、 目標燃料供給率［Ｔ（Ｓ，Ｚ）］はエンジン速度
   （Ｓ）の初期速度及び燃料供給率（Ｚ，Fdel）の
   異る値に対して排煙のレベルが所定の排煙レベル
   に達すべき燃料供給率であると定義すると、前記
   エンジン速度（Ｓ）の初期速度及び目標燃料供給
   率（Ｔ）の異る値に対してエンジン速度の変化に
   対する前記ターボチヤージヤの応答性［Ａ（Ｓ）］
   を決める情報［Ａ（Ｓ）、Ｔ（Ｓ，Ｚ）］が前記記憶
   装置１００，３１０，３４０によつて記憶される
   ことと、 前記呼出し装置８６によつて前記エンジン速度
   （Ｓ）を表す信号及び前記燃料供給率（Ｚ，
   Fdel）を表わす信号に応答して前記情報が呼出
   され、前記信号によつて表されるエンジン速度
   （Ｓ）及び燃料供給率の現在値に対応する前記情
   報［Ａ（Ｓ）、Ｔ（Ｓ，Ｚ）］を含む読出し信号１０
   ６，１０８を前記記憶装置１００，３１０，３４
   ０から発生させることと、 前記第一の信号発生装置１１０，１２０，３６
   ０，３６８，３７０に於て前記読出し信号から式 dF_SL／dt＝Ａ（Ｓ）［Ｔ（Ｓ，Ｚ）−F_SL］ に基いて信号（dFsl／dt）を求め、その信号の値
   から前記排気装置から前記所定レベル以上の排煙
   を生じることなしに供給される最大燃料供給率と
   して煙制限燃料供給率（Fsl）を表す信号を発生
   することと、 前記制限装置１２６，３００からの前記煙制限
   燃料供給率（Fsl）を表す信号に応答して燃料供
   給率を制限しその値を前記最大燃料供給率以下に
   維持することと、 を特徴とする排煙制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載された排煙制御
   装置にして、 前記記憶装置１００，３１０，３４０は電気的
   記憶装置を含んでおり、前記電気的記憶装置によ
   つてエンジンサイクル毎のエンジン速度の変化及
   び燃料供給率の変化に対して前記ターボチヤージ
   ヤが応答すべき既知の関数を表わす情報が記憶さ
   れるように構成されていることを特徴とする排煙
   制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載された排煙制御
   装置にして、 前記スロツトル装置５８によつて燃料要求の増
   加率が提供されるとき、前記燃料供給率を制限す
   る制限装置１２６，３００によつて前記燃料供給
   率が前記実質的に最大の燃料供給率に維持される
   ように構成されていることを特徴とする排煙制御
   装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載された排煙制御
   装置にして、 前記第二の信号発生装置１７０，１０４，３０
   ０によつてエンジンサイクル毎の前記エンジンに
   対する燃料供給率を表わす信号が発生されること
   と、 前記記憶装置１００，３１０，３４０と前記呼
   出し装置８６と前記第一の信号発生装置１１０，
   １２０，３６０，３６８，３７０と前記制限装置
   １２６，３００との四つの装置は、前記情報［Ａ
   （Ｓ），Ｔ（Ｓ、Ｚ）］を永久的に記憶する電気的情
   報記憶装置１００，３１０，３７０を含むマイク
   ロプロセツサ８６を含むことと、 前記ターボチヤージヤの加速中に前記煙制限燃
   料供給率を表す信号によつて前記燃料供給率を制
   御する装置６２と、 を含むことを特徴とする排煙制御装置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載された排煙制御
   装置にして、 前記ターボチヤージヤ付デイーゼルエンジンは
   変速歯車を経由して負荷に連結されており、燃料
   要求が前記変速歯車の変速によつて急速に増加す
   るとき排気装置の排煙レベルを制御するために、 前記エンジンへの燃料供給率を決定する機械的
   制御装置６２及び前記エンジンへの燃料供給率に
   対して変化する要求を指示するために調節可能な
   スロツトル装置５８と、 前記スロツトル装置５８の調節に応答し前記変
   化する燃料要求（Fft）を表わす第一の信号を発
   生する装置７０，１４８と、 前記排気装置から所定レベル以上の排煙が発生
   することなく前記燃料供給率が燃料供給率
   （Fdel）及びエンジン速度（Ｓ）の種々の値に対
   して増加することができるような最大の燃料供給
   率を計算することができる情報を記憶する１００
   マイクロプロセツサ装置８６と、 前記エンジン速度（Ｓ）及び燃料供給率
   （Fdel）を表す信号を前記マイクロプロセツサ装
   置８６に供給し、前記エンジン速度（Ｓ）及び燃
   料供給率（Fdel）の値に対応する前記最大の燃
   料供給率の変化率を計算し１２６且その値
   （dFsl／dt）を表わす第四の信号を発生させる装
   置１１０と、 前記マイクロプロセツサ装置は前記第四の信号
   が供給されるべき積分回路装置１２０を含んでお
   り、前記排気装置から所定レベル以上の排煙が発
   生することなくそのとき前記エンジンに燃料が供
   給されるような最大の燃料供給率（Fsl）を表わ
   す第五の信号を発生させるように構成されている
   ことと、 前記マイクロプロセツサ装置は前記第五の信号
   （Fsl）に応答し１１２前記マイクロプロセツサ装
   置に記憶１００された情報及び前記第五の信号
   （Fsl）に応答して前記第四の信号（dFsl／dt）の
   計算１１０を実行するよう構成されていること
   と、 前記機械的制御装置６２を制御する電気的装置
   １７０であつて、前記第五の信号（Fsl）及び前
   記第一の信号（Fft）が供給され前記第五の信号
   （Fsl）の値が前記第一の信号（Fft）の値より小
   さいとき前記第五の信号（Fsl）のレベルに対応
   するレベルに前記エンジンに対する燃料供給率
   （Fdel）の値を自動的に制限するための電気的装
   置と、 を含むことを特徴とする排煙制御装置。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載された排煙制御
   装置にして、 Ａ（Ｓ）は、エンジン速度（Ｓ）にて運転され
   ている前記エンジンに供給される燃料が新しい定
   常値に突然増加するとき前記ターボチヤージヤに
   よつて供給される圧力がその定常状態に向つて指
   数関数的に近づくときの時定数に反比例すること
   を特徴とする排煙制御装置。