JPH0540523A - アクチユエータの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 差動トランスの温度特性に起因するアクチュ
エータの最大変位量の相対的な変化を補正する。 【構成】 アクチュエータ１の変位を検出するための差
動トランス２と、アクチュエータ１の最大変位量を設定
する最大変位量設定手段７が設けられ、最大変位量の範
囲内で差動トランス２の検出情報に基づいてアクチュエ
ータ１の駆動を制御する駆動制御装置において、差動ト
ランス２の二つの二次巻線から各別に得られる検出電圧
Ｖ４，Ｖ５を同極性で加算した電圧に基づいて最大変位
量設定手段７で設定された最大変位量を補正する最大変
位量補正手段１２，１３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクチュエータの変位
を検出するための差動トランスと、アクチュエータの最
大変位量を設定する最大変位量設定手段が設けられ、前
記最大変位量の範囲内で前記差動トランスの検出情報に
基づいてアクチュエータの駆動を制御する駆動制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかるアクチュエータの駆動制御装置の
適用例として、ディーゼルエンジン用電子ガバナを例に
とって説明する。電子ガバナは、燃料供給量を変更する
ためのコントロールラックを移動操作するアクチュエー
タ（ソレノイド）を電子回路によって駆動制御するもの
である。図５に示すように、アクチュエータ１の変位を
検出するための差動トランス２が設けられ、その検出情
報に基づいてアクチュエータ１の駆動のフィードバック
制御を行っている。

【０００３】詳しく言えば、目標回転数設定回路３の設
定電圧Ｖ１と回転数検出回路４の出力電圧Ｖ２との偏差
をＰＩＤ演算する偏差演算回路５の出力電圧Ｖ３と、差
動トランス２の二つの二次巻線から各別に得られる検出
電圧Ｖ４，Ｖ５を入力とする差動増幅回路６の出力電圧
Ｖ６との偏差に基づいてアクチュエータ１の駆動が制御
される。

【０００４】そして、アクチュエータ１の最大変位量を
設定する最大変位量設定手段（回路）７が設けられ、偏
差演算回路５の出力電圧Ｖ３が設定電圧（最大変位量設
定手段７の出力電圧Ｖ７にダイオード８の順方向電圧を
加えた電圧）より高くならないようにしている。尚、最
大変位量設定手段７は、回転数検出回路４の出力電圧Ｖ
２を入力とする差動増幅回路で構成され、増幅率及び基
準電圧を可変抵抗により変更設定することにより、エン
ジン回転数に対するアクチュエータの最大変位量の特性
直線の傾き及びバイアスを変更設定するものである（特
願平１−１２６４２７号参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記電子ガバナにおい
て、差動トランス２の温度特性に起因して、最大変位量
設定手段７によって設定されたアクチュエータの最大変
位量が相対的に変化する問題があった。例えば、温度上
昇によりアクチュエータの最大変位量が相対的に低下
し、その結果、エンジン出力が不適当に低い出力に制限
されてしまうのである。そのメカニズムは以下の通りで
ある。

【０００６】差動トランス２の二つの二次巻線から各別
に得られる検出電圧Ｖ４，Ｖ５の変位Ｘに対する特性は
図３に示すようになる。仮に、温度上昇により特性が実
線から破線に変化したとすれば、アクチュエータの変位
が同じ（Ｘ１）であっても検出電圧Ｖ４，Ｖ５の差が実
線から破線のように増加する。従って、差動増幅回路６
の出力電圧Ｖ６は、図４の実線から破線のように増加す
る。但し、 Ｖ６＝α・（Ｖ４−Ｖ５） αは増幅率

【０００７】その結果、最大変位量設定手段７によって
設定されたアクチュエータの最大変位量に相当する出力
電圧Ｖ７が一定のとき、出力電圧Ｖ７に対応する変位Ｘ
は図４に示すように、Ｘ１からＸ２に下がる。即ち、ア
クチュエータの最大変位量が相対的に低下することにな
る。

【０００８】本発明は、かかる実情に鑑みて為されたも
のであって、その目的は、差動トランスの温度特性に起
因するアクチュエータの最大変位量の相対的な変化を補
正することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のアクチュエータ
の駆動制御装置は、アクチュエータの変位を検出するた
めの差動トランスと、アクチュエータの最大変位量を設
定する最大変位量設定手段が設けられ、前記最大変位量
の範囲内で前記差動トランスの検出情報に基づいてアク
チュエータの駆動を制御するものであって、その特徴構
成は、前記差動トランスの二つの二次巻線から各別に得
られる検出電圧を同極性で加算した電圧に基づいて前記
最大変位量設定手段で設定された最大変位量を補正する
最大変位量補正手段が設けられている点にある。

【００１０】ここで、「差動トランスの二つの二次巻線
から各別に得られる検出電圧」は前述の検出電圧Ｖ４，
Ｖ５であり、「同極性で加算した電圧」は差動トランス
の本来の検出情報である差動電圧（Ｖ４−Ｖ５）とは別
の和電圧（Ｖ４＋Ｖ５）を意味する。

【００１１】

【作用】図３からわかるように、上記和電圧（Ｖ４＋Ｖ
５）は、変位Ｘが所定範囲内であればほぼ一定の値であ
り、温度変化に伴って一定の割合で増減変化する。上記
特徴構成によれば、この和電圧（Ｖ４＋Ｖ５）に基づい
て最大変位量補正手段が最大変位量を補正する。

【００１２】前述のように、温度上昇により差動増幅回
路６の出力電圧Ｖ６が、図４の実線から破線のように増
加した場合、最大変位量設定手段７によって設定された
アクチュエータの最大変位量に相当する出力電圧Ｖ７に
ΔＶを加算する補正を行えば、変位ＸはＸ１のまま変化
せず、温度補償がされたことになる。

【００１３】従って上記最大変位量補正手段は、例え
ば、和電圧（Ｖ４＋Ｖ５）を適当な増幅率（減衰率）で
増幅（減衰）して最大変位量設定手段７の出力電圧Ｖ７
に加算する回路で構成され、その増幅率（減衰率）は、
増幅（減衰）後の電圧が上記ΔＶになるように調整され
る。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、差動トラ
ンスの温度特性に起因するアクチュエータの最大変位量
の相対的な変化を補正することができるようになった。
その結果、例えば電子ガバナの場合、エンジン出力が不
適当に低い出力に制限されてしまうといった不都合を改
善できるものとなった。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に本発明を適用したエンジンの電子ガバナの
ブロック図を示す。尚、従来例（図５）と同じ構成要素
については同じ番号を付している。

【００１６】図に示すように、アクチュエータ１の変位
を検出する差動トランス２の二つの二次巻線に発生する
交流電圧は、各別に整流・平滑され、直流電圧Ｖ４，Ｖ
５となる。両電圧Ｖ４，Ｖ５は差動増幅回路６で差動増
幅され出力電圧Ｖ６が得られる。従って、 Ｖ６＝α・（Ｖ４−Ｖ５） αは増幅率 この電圧Ｖ６が差動トランス２で検出されたアクチュエ
ータ１の変位、即ち燃料供給量を調節するコントロール
ラックの変位に対応する。

【００１７】一方、エンジンの回転数を検出するため
に、リングギアと電磁ピックアップで構成される回転数
センサ９が設けられ、その検出情報（周波数）は回転数
検出回路４でＦ／Ｖ変換されて直流電圧Ｖ２となる。こ
の電圧Ｖ２と、目標回転数設定回路３で設定された目標
回転数に相当する電圧Ｖ１とが偏差演算回路５に入力さ
れてＰＩＤ演算され、両電圧の偏差（Ｖ１−Ｖ２）とそ
の微分値、積分値に基づく出力電圧Ｖ３が得られる。

【００１８】次に述べる最大変位量の設定範囲内で、上
記エンジン回転数および目標回転数に基づくＰＩＤ出力
電圧Ｖ３と、アクチュエータの変位に相当する出力電圧
Ｖ６との偏差に基づいて操作量が決まりアクチュエータ
１が駆動される。つまり、駆動回路１１が、差動増幅回
路１０の出力電圧に応じたデューティファクタでアクチ
ュエータ（ソレノイド）１をＰＷＭ駆動する。

【００１９】エンジンの過回転を防止するために燃料供
給量の上限、即ちアクチュエータ１の最大変位量を設定
する最大変位量設定手段（以下、最大変位量設定回路と
いう）７が設けられている。これは、回転数検出回路４
の検出電圧Ｖ２を入力とする差動増幅回路で構成され、
エンジン回転数に比例してアクチュエータ１の最大変位
量を変化させると共に、その傾き及びバイアスを可変抵
抗を操作して変更設定できるようにしたものである。

【００２０】最大変位量設定回路７の出力電圧Ｖ７は、
差動トランス２の温度特性に起因する相対的な最大変位
量の変化を補正するための最大変位量補正手段によって
補正される。図１の加算回路１２，１３がこの最大変位
量補正手段に相当し、差動トランス２の二つの二次巻線
から各別に得られる検出電圧Ｖ４，Ｖ５を同極性で加算
した電圧に基づいて上記最大変位量を補正する。以下、
説明を加える。

【００２１】先ず、両電圧Ｖ４，Ｖ５を加算回路１２で
加算して電圧Ｖ８を得る。即ち、 Ｖ８＝β・（Ｖ４＋Ｖ５） 但しβは増幅率 加算回路１２は、図２に示すようにオペアンプを用いて
構成され、増幅率β（−Ｒ２／Ｒ１）は後述するように
して決められる。但し、図に示す加算回路は反転加算回
路であり、後段の加算回路等を含めて極性の整合性をと
っている。

【００２２】得られた電圧Ｖ８は、加算回路１２と同様
の回路で構成される加算回路１３により最大変位量設定
回路７の出力電圧Ｖ７と加算され、補正後の最大変位量
に相当する出力電圧Ｖ９となる。この電圧Ｖ９は、ダイ
オード８のカソード側に接続され、アノード側は偏差演
算回路５の出力電圧Ｖ３に接続されている。従って、電
圧Ｖ３が、電圧Ｖ７にダイオード８の順方向電圧（約
０．７ボルト）を加えた電圧（上限設定電圧）より高く
なることはない。従って、アクチュエータ１が、上限設
定電圧に相当する最大変位量を越えて変位することはな
い。

【００２３】加算回路１２の増幅率β（−Ｒ２／Ｒ１）
は以下のようにして定められる。差動トランス２の二つ
の二次巻線から各別に得られる検出電圧Ｖ４，Ｖ５の変
位Ｘに対する特性、及び差動増幅回路６の出力電圧Ｖ６
の変位Ｘに対する特性は図３及び図４に示すようにな
る。但し、差動トランス２の温度特性に起因して、実線
の特性から破線の特性に変化したとする。

【００２４】図４からわかるように、差動増幅回路６の
出力電圧Ｖ６が実線から破線に変化したとき、最大変位
量設定回路７の出力電圧Ｖ７が一定であれば、電圧Ｖ７
に相当する変位ＸはＸ１からＸ２に低下する。逆に、変
位ＸをＸ１に維持するには、電圧Ｖ７をΔＶだけ高くす
ればよい。従って、加算回路１２の出力電圧Ｖ８がΔＶ
に等しくなるように、その増幅率β（−Ｒ２／Ｒ１）を
定めればよい。

【００２５】以下、別実施例を列記する。 上記実施例において、加算回路１２，１３で構成さ
れる最大変位量補正手段を、最大変位量設定回路７に組
み込んで一つの回路ブロックとしてもよい。

【００２６】 上記実施例は、差動トランス２がアク
チュエータ（ソレノイド）１の変位を直接検出するよう
に構成されているが、例えば、コントロールラックの変
位を検出するように構成されていてもよい。つまり、本
明細書中、「アクチュエータの変位を検出する」との表
現は、アクチュエータによって操作される操作対象の変
位を検出する場合の如く、間接的にアクチュエータの変
位を検出する場合をも含む。

【００２７】 本発明は、エンジンの電子ガバナに限
らず、差動トランスを用いてアクチュエータの変位を検
出し、且つ、その変位の上限を設定する手段（最大変位
量設定手段）が設けられた装置であれば広く適用でき
る。

【００２８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電子ガバナのブロック図

【図２】加算回路の回路図

【図３】差動トランスの検出特性図

【図４】差動トランスの検出特性図

【図５】従来例に係る電子ガバナのブロック図

【符号の説明】

１ アクチュエータ ２ 差動トランス ７ 最大変位量設定手段 １２，１３ 最大変位量補正手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータ（１）の変位を検出する
   ための差動トランス（２）と、アクチュエータ（１）の
   最大変位量を設定する最大変位量設定手段（７）が設け
   られ、前記最大変位量の範囲内で前記差動トランス
   （２）の検出情報に基づいてアクチュエータ（１）の駆
   動を制御する駆動制御装置であって、前記差動トランス
   （２）の二つの二次巻線から各別に得られる検出電圧
   （Ｖ４，Ｖ５）を同極性で加算した電圧に基づいて前記
   最大変位量設定手段（７）で設定された最大変位量を補
   正する最大変位量補正手段（１２，１３）が設けられて
   いるアクチュエータの駆動制御装置。