JPH0584828B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃料噴射ポンプの噴射量調節用ラツ
クの位置を制御することにより内燃機関を制御す
る電子ガバナ装置に関するものである。

［従来の技術］ 内燃機関、特にデイーゼル機関においては、機
関の始動が完了するまでの間燃料の供給量を増大
させることが必要とされるため、電子ガバナ装置
を備えた内燃機関においては、機関の始動時に燃
料噴射ポンプの噴射量を増大させる始動増量制御
が行われている。

始動増量制御を行うようにした電子ガバナ装置
として、実開昭55−6451号公報に記載されたもの
がある。この電子ガバナ装置において、燃料噴射
ポンプのラツク位置の回転速度Ｎに対する制御特
性の一例を示すと第４図の通りである。すなわち
この例では機関の回転速度が増量制御終了回転速
度Ns以下の回転領域Ａでは始動増量制御を行つ
て、ラツクの位置を始動増量位置（通常は全開位
置）Lmとし、アイドリング回転速度Ni以上の定
常使用回転領域Ｂでは、機関の保護及び黒煙発生
防止を図るため、ラツク位置を始動増量位置Lm
と全閉位置Lsとの間に設定された定常時最大噴
射量位置Laに制限するようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の装置では、機関の回転速度を検出し
て該回転速度が予め設定された増量制御終了回転
速度Ns以下の時に燃料噴射ポンプの噴射量調節
用ラツクを強制的に全開位置まで変位させるよう
にしていたため、増量制御が終了する回転速度
Nsが一定となり、機関の温度や負荷の大小等の
機関の使用条件に応じて常に最適の始動特性を得
るように機関を制御することができなかつた。

例えば低温時に始動を行う場合や、コンプレツ
サ等の作業機を負荷とする場合には、高温時に始
動を行う際、または負荷が加わつていない状態で
始動を行う場合よりも増量制御終了回転速度を高
めて、より高い回転速度まで燃料供給量を増大さ
せることが必要であるが、従来の装置ではこの様
なことはできなかつた。

本発明の目的は、始動時の条件に応じて最適の
始動増量制御を行わせることができるようにした
内燃機関用電子ガバナ装置を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、内燃機関の燃料噴射ポンプの噴射量
調整用ラツクを操作するラツク操作手段と、該ラ
ツクの位置を検出してラツク位置検出信号を出力
するラツク位置検出装置と、機関の回転速度に相
応した周波数の速度検出信号を出力する回転速度
センサと、上記ラツク位置検出信号と速度検出信
号と指示速度信号とを入力として機関の回転速度
を指示速度に近付ける為に必要なラツク操作手段
の操作量を与える駆動信号を出力する制御回路
と、該駆動信号に応じてラツク操作手段を駆動す
る駆動回路と、機関の回転速度が定常使用回転速
度領域の下限よりも低い増量制御終了回転速度以
下の時に定常使用回転速度領域における最大噴射
量よりも大きい噴射量を得る増量位置まで前記ラ
ツクを操作するのに必要な増量用駆動信号を前記
駆動回路に与える始動増量制御回路とを備えた内
燃機関用電子ガバナ装置において、機関の使用条
件に応じて最適な始動増量制御を行わせ得るよう
にしたものである。

そのため、本発明においては、始動増量制御回
路に、速度検出信号の周波数を直流電圧に変換し
て速度検出信号電圧を出力する周波数電圧変換器
と、該速度検出信号電圧を微分して微分信号電圧
を出力する微分器と、定常使用回転速度領域の下
限よりも低く設定された設定回転速度を与える設
定回転速度信号電圧を出力する増量回転速度指示
器と、速度検出信号電圧と微分信号電圧との和を
設定回転速度信号電圧と比較して速度検出信号電
圧と微分信号電圧との和が設定回転速度信号電圧
より低い時にのみ増量用駆動信号を駆動回路に与
える始動増量判別器とを設けた。

［発明の作用］ 一般に内燃機関において低温時の始動特性と高
温時の始動特性とを回転速度Ｎの時間ｔに対する
変化で示すとそれぞれ第５図の曲線ａ及びｂのよ
うになり、低温時には始動操作開始後、始動完了
回転速度Noに達するまでの時間が長くかかる。
始動時から機関に負荷が加わつている場合にも同
様の傾向になる。そのため始動時の温度が低い場
合や、始動時から機関に負荷が加わる場合には、
速度検出信号電圧を微分して得た微分信号電圧が
小さくなり、始動時の温度が高い場合や始動時に
負荷が加わつていない場合には微分信号電圧が大
きくなる。

従つて上記のように、速度検出信号電圧と微分
信号電圧との和を設定回転速度信号電圧と比較し
て、速度検出信号電圧と微分信号電圧との和が設
定回転速度信号電圧より低い時に増量用駆動信号
を駆動回路に与えるように構成すると、始動時の
温度が低かつたり始動時に負荷が加わつていたり
して機関の始動に時間がかかる場合に増量制御終
了回転速度を高くすることができ、機関の始動特
性を良好にすることができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

第１図は本発明の実施例を示したもので、同図
において１は燃料噴射ポンプにより燃料が供給さ
れるデイーゼル機関、２は機関１の燃料噴射ポン
プの噴射量調整用ラツクを操作するラツク操作手
段である。ラツク操作手段２は例えば電動機や電
磁石を駆動源とするアクチユエータからなる。

３はラツク操作手段２に結合されて該ラツク操
作手段の動きからラツクの位置を検出するラツク
位置検出装置、４は内燃機関の回転速度を検出す
る回転速度センサである。

ラツク位置検出装置３はポテンシヨメータや差
動変圧器等からなり、ラツク位置に相応した大き
さのラツク位置検出信号V_Lを出力する。

また回転速度センサ４は機関と同期回転する信
号発電機等からなり、内燃機関の回転速度に比例
した周波数の速度検出信号Vを出力する。

５は指示速度信号発生器で、機関の指示速度
（運転速度）Naを与える指示速度信号Vnaを出力
する。

６はラツク操作手段の操作量を演算する制御回
路で、この制御回路はラツク位置検出信号V_Lと
速度検出信号Vと指示速度信号Vnaとを入力と
して機関の回転速度Ｎを指示速度Naに近付ける
為に必要なラツク操作手段の操作量を与える駆動
信号Vcを出力する。

７はラツク操作手段２を駆動する駆動回路で、
この駆動回路は駆動信号Vcに応じてラツク操作
手段２を所定量駆動する。

８は始動増量制御回路で、この制御回路は、周
波数電圧変換器（Ｆ／Ｖ変換器）９と、微分器１
０と、加算器１１と、増量回転速度指示器１２
と、始動増量判別器１３とからなつている。

周波数電圧変換器９は速度検出信号Vの周波
数を直流電圧に変換して速度検出信号電圧Vnを
出力する。速度検出信号Vの周波数と速度検
出信号電圧Vnとの関係は第２図に示す通りであ
る。

微分器１０は速度検出信号電圧Vnを時間に対
して微分して微分信号電圧V_D＝K_D（dVn／dt）を
出力し、加算器１１は速度検出信号電圧Vnと微
分信号電圧V_Dとを加算して和信号Vn＋V_Dを出力
する。

増量回転速度指示器１２は定常使用回転速度領
域の下限よりも低く設定された設定回転速度を与
える設定回転速度信号電圧Vsを出力し、始動増
量判別器１３は和信号Vn＋V_Dを設定回転速度信
号電圧Vsと比較してVn＋V_D＜Vsの時に増量用
駆動信号Vcsを駆動回路７に与える。

上記の実施例において、回転速度センサ４は機
関の回転速度に比例した周波数の速度検出信号
Vを出力する。制御回路６は機関の回転速度を
指示速度に一致させるために必要なラツク操作手
段の操作量を演算し、該操作量を与える駆動信号
Vcを駆動回路７に与えるが、この場合制御回路
はラツク位置検出信号により与えられるラツク位
置情報に基いて、ラツクの燃料増量側への最大変
位を定常時最大噴射量位置Laに制限するように
駆動信号Vcの上限にリミツトをかける。すなわ
ち、制御回路６は、ラツク位置検出信号V_Lと基
準信号とを比較してラツク位置検出信号V_Lが基
準信号に一致した時に操作量の増加を停止させ
る。駆動回路７は、制御回路６から与えられる駆
動信号に応じてラツク操作手段２を駆動して燃料
噴射ポンプの噴射量調節用ラツクを全閉位置Ls
と定常時最大噴射量位置Laとの間で変化させ、
機関の回転速度を指示速度に近付ける。

始動増量制御回路８では、周波数電圧変換器９
が機関の回転速度に比例した速度検出信号電圧
Vnを出力し、微分器１０はこの速度検出信号電
圧Vnを時間微分して微分信号電圧V_Dを出力す
る。

加算器１１は速度検出信号電圧Vnと微分信号
電圧V_Dとを加算して和信号Vn＋V_Dを出力する。
始動増量判別回路１３はこの和信号Vn＋V_Dと設
定回転速度信号電圧Vsとを入力として、Vs＞Vn
＋V_Dの時に駆動回路７に増量用駆動信号Vcsを与
える。この時駆動回路７はラツクを強制的に最大
噴射量位置（この例では全開位置）Lmに移動さ
せる。機関の始動時には、必ずVs＞Vn＋V_Dとな
つているため、燃料噴射ポンプのラツクは強制的
に最大噴射量位置Lmに移動させられ、燃料の噴
射量が定常使用回転領域での最大噴射量よりも増
大させられる。回転速度が増大してVs≦Vn＋V_D
となると始動増量判別回路１３が始動増量用駆動
信号Vcsの出力を停止するため、始動増量制御は
終了する。以後駆動回路７は制御回路６から与え
られる駆動信号Vcに応じてラツク操作手段２を
駆動する。

Vs≦Vn＋V_Dとなる回転速度は、微分信号電圧
V_Dの大きさ、すなわち、回転速度が零から始動
完了速度Noに達する際の変化率に応じて変る。
すなわち、第５図の曲線ｂのように、始動の際の
速度上昇率が高い場合にはV_Dが大きいため、比
較的低い回転速度でVs≦Vn＋V_Dとなり、増量制
御終了回転速度Nsが低くなる。これに対し、第
５図の曲線ａのように始動の際の速度上昇率が低
い場合にはV_Dが小さいため、Vs≦Vn＋V_Dとな
る回転速度が高くなり、増量制御終了回転速度
Nsが高くなる。

尚ラツクの最大噴射量位置Lmの設定は、ラツ
ク操作手段の中で機械的に行つてもよく、駆動回
路７の中で電気的に行つてもよい。

このように本発明によれば、機関の始動時の状
態に応じて増量制御終了回転速度Nsを変化させ
ることができ、始動時の温度が低かつたり始動時
に負荷が加わつていたりして機関の始動に時間が
かかる場合に増量制御終了回転速度を高くして機
関の始動特性を良好にすることができる。

次に第３図を参照すると、本発明で用いる始動
増量制御回路８の具体的な構成例が示してある。
この例では、演算増幅器OP１とコンデンサＣ１
と抵抗Ｒ１とにより微分器１０が構成され、演算
増幅器OP２と抵抗Ｒ３ないしＲ５とにより加算
器が構成されている。また両端に直流定電圧V_B
が印加された抵抗Ｒ６及びＲ７の直列回路により
増量回転速度指示器１２が構成され、抵抗Ｒ７の
両端に設定回転速度信号電圧Vsが得られる。

始動増量判別器１３は比較器CM１からなり、
Vs＞Vn＋V_Dで、比較器CM１の出力が低レベル
になつている時に駆動回路７がラツクを最大噴射
量位置Lmまで変位させるべくラツク操作手段に
最大出力を与えるようになつている。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、速度検出信号
電圧と微分信号電圧との和を設定回転速度信号電
圧と比較して、速度検出信号電圧と微分信号電圧
との和が設定回転速度信号電圧より低い時に増量
用駆動信号を駆動回路に与えるようにしたので、
機関の始動時の状態に応じて増量制御終了回転速
度を変化させることができ、始動時の温度が低か
つたり始動時に負荷が加わつていたりして機関の
始動に時間がかかる状態の時に増量制御終了回転
速度を高くして機関の始動特性を良好にすること
ができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
２図は第１図の実施例で用いる周波数電圧変換器
の出力対入力特性を示す線図、第３図は第１図の
実施例で用いる始動増量制御回路の構成例を示す
回路図、第４図は回転速度に対するラツク位置の
制御特性の一例を示す線図、第５図は機関の始動
時における回転速度の時間的変化の一例を示す線
図である。 １……デイーゼル機関、２……ラツク操作手
段、３……ラツク位置検出装置、４……回転速度
センサ、５……指示速度信号発生器、６……制御
回路、７……駆動回路、８……始動増量制御回
路、９……周波数電圧変換器、１０……微分器、
１１……加算器、１２……増量回転速度指示器、
１３……始動増量判別器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の燃料噴射ポンプの噴射量調整用ラ
   ツクを操作するラツク操作手段と、前記ラツクの
   位置を検出してラツク位置検出信号を出力するラ
   ツク位置検出装置と、前記内燃機関の回転速度に
   相応した周波数の速度検出信号を出力する回転速
   度センサと、前記ラツク位置検出信号と前記速度
   検出信号と指示速度信号とを入力として機関の回
   転速度を指示速度に近付ける為に必要なラツク操
   作手段の操作量を与える駆動信号を出力する制御
   回路と、前記駆動信号に応じて前記ラツク操作手
   段を駆動する駆動回路と、前記機関の回転速度が
   定常使用回転速度領域の下限よりも低い増量制御
   終了回転速度以下の時に定常使用回転速度領域に
   おける最大噴射量よりも大きい噴射量を得る増量
   位置まで前記ラツクを操作するのに必要な増量用
   駆動信号を前記駆動回路に与える始動増量制御回
   路とを備えた内燃機関用電子ガバナ装置におい
   て、 前記始動増量制御回路は、 前記速度検出信号の周波数を直流電圧に変換し
   て速度検出信号電圧を出力する周波数電圧変換器
   と、 前記速度検出信号電圧を微分して微分信号電圧
   を出力する微分器と、 前記定常使用回転速度領域の下限よりも低く設
   定された設定回転速度を与える設定回転速度信号
   電圧を出力する増量回転速度指示器と、 前記速度検出信号電圧と微分信号電圧との和を
   前記設定回転速度信号電圧と比較して速度検出信
   号電圧と微分信号電圧との和が設定回転速度信号
   電圧より低い時に前記増量用駆動信号を前記駆動
   回路に与える始動増量判別器とを具備したことを
   特徴とする内燃機関用電子カバナ装置。