JPS5872637A - デイ−ゼル機関用電気的制御装置 - Google Patents

デイ−ゼル機関用電気的制御装置

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Publication number
JPS5872637A
JPS5872637A JP17160381A JP17160381A JPS5872637A JP S5872637 A JPS5872637 A JP S5872637A JP 17160381 A JP17160381 A JP 17160381A JP 17160381 A JP17160381 A JP 17160381A JP S5872637 A JPS5872637 A JP S5872637A
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JP
Japan
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injection amount
signal
fuel injection
governor
patterns
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Pending
Application number
JP17160381A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsushi Haseda
長谷田 哲志
Nobushi Yasuura
保浦 信史
Yoshihiko Tsuzuki
都築 嘉彦
Shizuo Kawai
川合 静男
Hiroshige Nukada
額田 博成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Jidosha Kogyo KK
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyota Jidosha Kogyo KK, NipponDenso Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP17160381A priority Critical patent/JPS5872637A/ja
Publication of JPS5872637A publication Critical patent/JPS5872637A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 料調節を電磁式アクチュエータなどを用いて電気的に制
御する内燃機関用電気的制御装置に関するものであり、
さらに詳しく貰えば、目標噴射量特性を得る丸め例えば
、任意の回転速度に於て一定の圓転速度を保つようにコ
ントロー〜できるオー〜スピード特性パターンと高回転
数および低回転数領域のみの制御用のガバナパターンで
あるミニ−vAY*8/A(M−Mと略称する)特性パ
ターントラマイクロコンピュータのメモリに記憶してお
き、ディーゼル機関0運転状態、例えば特装車(ゴミ収
集車・発電車など)において作業時と一般走行時とを運
転状態検出器にて判定し、その運転状態信号によル、オ
ールスピード特性パターンかM−M特性パターンを選択
し目標噴射量を演算するようにした電気式のガバナに関
するものである。
従来、この種O燃料噴射ポンプにシける燃料調節用のガ
バナとしては、エンジン低速時のアイドリング回転速度
から最高回転速度まであらゆる回転速度から最高回転速
度まであらゆる回転範囲で調速作用を行なうオールスピ
ード特性またはエンジンの最高回転速度を超えさせない
ように高速制御を行ない、低速では円滑なアイドリング
を行なわせるために低速制御を行ない、中間域の回転速
度では調速作用を行なわない舅−M特性を備えた、フラ
イウェイトの回転によって生じる遠心力を利用したメカ
ニカルガバナが用いられてきた。
このオールスピード特性のみを備えたメカニカルガバナ
は任意の回転速度において一定の回転速度を保つように
制御できる丸め発電機用機関や建設機械用機関Oように
一定!1m数で運転する必要のある機関に対しては適し
ている。これに対し自動車用においては、道路状況、負
荷等に応じて運転者が適時アク七μベダ〜の踏み加減に
よって車速を制御しなければならず、とのオールスピー
ド特性を有するガバナを用いた場合アク竜ルベダμの踏
み加減が正確に操作の感覚として伝わらないという欠点
があつ九。
を九M−M特性のみを備えたメカニカルガバナでは中間
域Of!1転速度調遮を行なわない丸め自動車用に対し
ては負荷に応じて適時アク七μペダルの踏み加減によ)
車速を制御できるが、発電機用中建設機械用に対しては
負荷の変動に応じて常にアレヤスティングレバーを操作
し、エンジンの回転を一定に保つようにしなければなら
ないため実際紘使用不可であつ九。
ま九両特性を備え九制御特性の切りIF光可能なメカニ
カルガバナも考案されているがオールスピード特性時に
はメインスプリングの張力を変えて制御回転数を調節し
ている機構があってアジヤスティングレバーにそOメイ
ンスプリングの反力が加わる九め大きな操作が必要とな
夛、さらに両特性を切り替えるための複雑なリンク機構
を必要とする欠点があった。
本発明の主′&目的は前述の従来用いられていたガバナ
O問題点にかんがみ、2種類以上のガバナパターン、例
えば全範囲で回転数の制御が可能なオー/l’スピード
特性パターンと中間域の回転速度で調速を行なわないM
−M特性パターンをマイクロコンピュータのメモリ内に
記憶しておき、発電機用や建設機被用などで作業時には
負荷変動に対し常に規定回転で定速運転可能なオールス
ピードパターンを自動車用(一般走行時)にはアク七p
ベダ〜の踏み加減が敏感に操作の感覚として伝わるM−
M特性パターンを、運転者の意志によシあるいは運転状
態信号によ)選択して目標燃料噴射量を演算することが
でき、かつこの選択切換えを複雑な機構を必要とするこ
となく円滑に遂行することができるディーゼμ機関用電
気的制御装置を提供することにある。
以下本発明の実施例について説明する。第1図は本発明
を分配型燃料噴射ポンプに適用した例であ)、その構成
及び作動を第18図のフローチャートと共に説明する。
本実施例ではゴミ集収車など作業車両のデイーゼ)v機
関110運転条件を電気信号として検出する運転条件検
出器(1m−1g)と一般走行中であるか作業中である
かを電気的信号として検出する運転状態信号発生!91
0 、及び前記電気的信号を取り込み、目標燃料噴射量
を演算する中央処理ユニット(crtr)sを有する制
御回路16、及び目標燃料噴射量に対応した位置に燃料
調整部材(スピμリング)3を調整する電磁式アクチュ
エータ3を持つ燃料噴射ポンプムよ)成る。
CPU5はキースイッチtfよ)スタータスイッチ状m
;キースイッチ状態を入力し先後初期化し、i九アクセ
ル七ン91b、吸気圧上ンサIC1吸気温七ンサld、
エンジン冷却水温−ンサl・よ〉、アク七〜操作量信号
、吸気圧信号、吸気温信号、エンシン冷却水温作号をム
/Dコンバータ6を介して入力し、さらに回転数信号を
波彫整形回路番を介して入力する。7はプログラムメモ
リ及びデータメモリ(ROM、RムM)であシ、燃料噴
射量イパナパターンを2種類(M−M特性パターン及び
オールスピード特性パターン)回転数Nとアクセμ操作
量aの8次元iツブとして記憶している。
第19図にこの回転□数Nとアクーklv操作量aの2
次元マツプを示す。第19図において(NI 。
と al )点の目標噴射量9口、−,,(NI 、4m)
ハ 点TQtmt−、(N、、、、at  )点でQ fi
l H−・9(N、、a、)点でQ 111111.−
 、 (N +a 、 al)点でQ−□−−,(N烏
、αIIII)でQ a waとするとメモリ(ROM
)7にはQt宜H−1Q 11161・・・、Q、−□
息、。
+++++、 Q 111111.− p Q IIt
 v −Q ”−の如く書き込まれている。
またCrvsは運転状態信号発生器10より運転状態が
一般走行状態であるか作業状態であるかの運転状態信号
を入力する。ここで、0PUeは運転状態信号によ)一
般走行状蝮であれば運転フィーリングの良いM−M特性
パターンを選択し、前記アクセル操作量と回転数信号か
らM −M特性パターンに基づき燃料噴射量を演算し、
さらには前記吸気圧信号、吸気温信号及びエンジン冷却
水温信号から各種補正演算を行ない目標燃料噴射量を算
出する。また運転状態信号により作業状穀であれば、任
意の回転速度で一定の回転速度を保つようにコントロー
μできるオーA/7.ビード特性パターンを選択し、前
記M−M特性パターンの選択時と同様の演算を行ない、
目標燃料噴射量を算出する。
次にCPU5は目標燃料噴射量に対応したアナログ出力
Vs(指命噴射量信号)をD/ムコンパータ8を介して
出力する。この目標燃料噴射量とアナログ出力(指令噴
射量信号)の対応は回転数Nをバフメー!として第8図
に示される。同じ指令噴射量信号に対して噴射量信号に
対して噴射量が一定でないのは燃料噴射量を調整する前
記ヌビルリングが同じ位置Kii!定されていても実際
の燃料噴射量状回転数Nにより変化するためである。
ここで、スピル位置竜ンf1gよ多突噴射量信号を得て
、これとC!PU6にて演算、出力された指令噴射量信
号と比較してその誤差を表くするように位置決めサーボ
回路9が働き、電磁式アクチュエータ2を駆動して目標
燃料噴射量を分配型噴射ポンプ皇が機関11に対して噴
射するよう制御するものである。
第8WJ、jI4図にM−M特性パターン及びオールス
ピード特性パターンを示す。これらの図から明らかなよ
うに燃料噴射量Qは回転数Nとアクセル操作量αの露次
元より求まる。
第6図に回転数センナ1mとその波形整形回路の一例を
示す。第6図はJg5図における入力と出力の信号波形
を示したものである。111は分配型燃料噴射ポンプの
ポンプ駆動軸1ffiに直結された歯車であル、1&2
は歯車1mlの歯の凹凸を検出する電磁ピックアップで
あシ、その出力である1点の波形は第6図α)に示すよ
うになっている。
オた出力波形(b点の浚*)H第6図印)に示す如く波
形となって出力される。またアクセルセンサ1bKはた
とえば第7図に示すようにポテシシメータを用いてアク
セルの操作量に比例した電圧を取り出すものとする。な
お、17は定電圧が印加される電源端子である。
第8図祉スピμ位置センサIgとして用いた可変インダ
クタンスタイプの実位置検出器の構造を示すもので、中
空のボビン1g3GC−次コイyIgmと二次コイμI
glが巻いである。中空部にはコアIg4が挿入されて
%/%為。−次】イμ1g■に振幅一定で肩渡数一定O
wk振信号を与えると、二次コイ* 1 g 1を抵抗
て終端し九場命、この抵抗の両端に電圧が発生する。命
、中空IIK挿入されたコア1g4が二次コイμlぎl
と重象っている部分の長さを1とすると、二次コイμ両
端に発生する電圧VPPと4との真係は、第・図に示す
tのとなる。本実施例0!I!恒置検出−社ζO特性O
直線部分を利用して%fhゐ。
第10図は、電磁式アタチュエー!(ψエアソレノイド
)10構造を示す40である。電磁式アクチュエータ露
は、コイ/l/11、コイμを保持し磁気回路を形成す
るコアSS%可動部分であゐムービングコアSS、ムー
ビンダスアlsと直結される連接棒14、バネsiから
成っている。ふ−ピングコアSSと連接棒14はa、h
真方向に移動が可能である。ムービングコアS畠は、コ
イμm1に流れる電fILlによって発生する矢印島方
肉の力と電磁アクチュエータ内部に取)付けられえパ卓
26によって発生する矢印す方向への復元力とが釣シ合
つ良状態で停止する。コイfi/2に流す電流と、コア
smとムービングコア28の間のギャップの長i5鵬と
、電流によ少矢印a方向に発生する力Fの関係が第11
図に示されている。第11図中で一点鎖線で示されるの
は、バネ25によって発生する矢印す方向の力である。
この図から分かるように本実施例における燃料調節部材
の位置を制御する丸めには、コイviBc流す電流を制
御すればよい。電磁式アクチュエータ8はコイμ!lに
流れる電流によって発生する矢印a方向の力とバネ!S
によって発生する矢印す方向の力の釣)合いによって、
ムービングコア33の位置を定める。このふ−ビングコ
アss紘連接俸24とリンク機構!6(第1図)を介し
てスピルリング3を移動させ燃料噴射量を調節する。
第12図に位置決めサーボ回路9の一例を示す。
端子9畠にCPUで演算され九目標燃料噴射量に対応す
る指令噴射量信号v3が、端子9bにスピμ位置センサ
からの実噴射量信号Vpが印加される。指令噴射量信号
Vsと噴射量Qとの関係を第11図、実噴射量信号Vp
と噴射量Qの関係を第14図に示す。第121NK>イ
テ90 tiV I トVPを加えて増幅し、オフセッ
ト電圧Vlflを加える回路である。なお、コンデンサ
C1e Cs 、抵抗R雪によシ徽分補償及び積分補償
を付加している。
Vs 、Vpは第18図、第14図に示す様に噴射量Q
K対して同一の傾きで正負逆のI[きを持つため、回路
90の出力電圧はVsとVpの誤差の増幅値が得られる
。90は電磁アクチュエータのコイルであ多、ま九抵抗
9dはコイA/I(IK流れる電流値を検出するための
抵抗でtDシ、両端に電流値に比例し大電圧を発生する
。増幅段94はこの電流値に比例した電圧を増幅し、オ
フセット電圧Vofzを加えて出力する。回路91は回
路9oで得られ九誤差増幅電圧と増幅段94で得られ良
電磁アクチュエー!電流のフィードバック電圧を比較し
出力する。回路98では発振回路9gで得られた一定周
波数の充放電波形を用いて、回路91の比較値をチョッ
ピングし電磁アクチュエータ駆動回路95を制御する。
なお、18は電源としてのバッテリである。
第1s図に回路981C訃ける電圧波形を示す。
9ey:LKjl15図(1)の発振波形aが印加サレ
ル。
or、alt加えられる誤差増幅電圧と電磁アクチュエ
ータ電流フィードバック電圧との比較値がV*ftの場
合、9g点の出力波形はり)の様にチョッピングされ、
を九We rzの場金釦の様になる。この矩形波によっ
て電磁アクチュエータ駆動回路96が制御される。すな
わち電磁アクチュエータ9Cを流れる電流は平絢的に矩
形波のパ〃ス幅に比例し、電磁アクチュエータO位櫃制
御を行なう。電流検出用抵抗9d、増幅段94によって
電磁アクチュエータのコイ/I/90に流れる電流を電
圧に変換してフィードバックしているのは、電磁アクチ
ュエータのコイ、A/scにはバッテリ電圧が直接供給
されているため、この電圧変動を補正する目的と、自己
発熱中熱的環境の変化によってコイwoeの抵抗値が変
化するのを補正する目的のためである。
第16図に運転状態信号検出器の一例を示す。
これは簡単1に2接点0N−ONのトゲ〜スイッチI1
mを用いた例で運転者の意志によシ手動操作で、一般走
行状態あるいは作業状態の信号を発生でき、ガバナ特性
パターン(M−M特性パターンあるいはオールスピード
特性パターン)5を選択できる。
第17図に運転状態信号検出器の他の一例を示す。作業
時に動かすP、T、0 (Power−Take−Of
f )レバーlb?lc連動して0N−OFFするリミ
ットスイッチ14を用いた例である。この場合、一般走
行時P、T、0レバーはリミットスイッチから離れてお
)(第1?図(+)の実線の状11m)、リミットスイ
ッチはOFF状態となシ第17図(1)で示す様に運転
状態信号祉HigkVぺμとしてCPUへ送られる。ま
た作業時P、T−0レバーが第17図(110点線状態
となった場合、リミットスイッチはONし、運転状態信
号社L o vレベルとして(3PUへ送られる。この
様に運転者の意志によ如、あるいは?、TOVバーに連
動したリミットスイッチによシ客易に燃料噴射ガバナ特
性パターンを選択できる。
以上述べえように本発明は、ディーゼμ機関へ噴射する
燃料の目標値を演算するためのガバナパターンを2種類
以上記憶しておき、運転状態信号により1種類のガバナ
パターンを選択して噴射量の目標値を演算し、実際の噴
射量との誤差を修正するように噴射量を制御しているの
で、複雑な機構を必要とすることなく、それぞれの運転
状態にあった噴射量特性にて機関を運転できるという優
肛た効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す全体構成図、第2図は分
配型燃料噴射ポンプO燃料噴射量特性を示す図、1gs
図はM−M特性パターンを示す図、第4図はオーfi/
スピード特性パターンを示す図、第6図は第1図中の回
転数センナ及び波形整形回路の電*l]路を示す図、第
6図は回転数センサ出力波形と波彫整形後の出力波形を
示す図、第7図ハx 1 図中のアク七μセンfKポテ
ンショメータを用いて例を示す図、第8図は第1図中の
スピル位置センナの構造を示す図、第9弱味スピル位置
センサの出力特性を示す図、第10図はアクチュエータ
として用いたりニアソレノイドの構造ヲ示す図、glx
図はりニアソレノイドの特性を示す図、第13図は第1
図中の位置決めサーボ回路の電気回路図、第13図、第
14図はそれぞれ指令噴射量信号及びスビμ位置信号と
実噴射量の関係を示す図、第1s図は第12図番部の信
号波彫図、第16図、第17図は第1図中の運転状態信
号検出器の具体例を示す図、第18図は制御回路におけ
る目標燃料噴射量0波算処理手順を示すフローチャート
、第19図はガバナパターンを記憶するメモリ内のマツ
プ模式図である。 ムー分配型燃料噴射ポンプ、1m、lb、Io。 1 d 、 1e y 1 f * 1g ・−運転条
件検出器をなす回転数センサ、アクセルセンサ、吸気圧
センサ。 吸気温センサ、エンジン冷却水温七ンサ、キーヌイツチ
、スビμ位置センサ12・・・アクチュエータ、3−ス
ビ〜りング)6・−中央処理ユニット、7・・・メモリ
、9・−位置決めサーボ回路、10 用運転状態信号検
出器、11−ディーゼル機関、13・−・2接点0N−
ON)グ〃スイッチ、14−リミットスイッチ、15・
−P、T、Oレバー、16・・・制御回路。 代理人弁理士  岡 部   隆 第5EA3 17 ? 761シー ■ 第7図 8図     第914 5ゞ・10 ”            第11  r
7]rT’、  13 [4 竿 14【・り 第15図 (6Iキ贅、)−l+ <−柚ま行木智、)m− ζ () ]  ■ E−−一一−−−−−−−呂・2 、つ ”     ’WE−一一一−−一一一−−−1τ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ディーゼμ機関の燃料噴射ポンプの燃料l1w1部材を
    操作し燃料噴射量の調節を行なうアクチュエータと、実
    際の燃料噴射量に対応した実噴射量信号を発生する実噴
    射量検出器と、機関の運転条件を電気信号として検出す
    る運転条件検出器と、マイクロコンピュータを含み、こ
    の運転条件検出器からの信号を受けて機関vm標噴射量
    を演算し、この目標噴射量信号と前記実噴射量信号とを
    比較してその誤差を修正するように前記アクチュエータ
    の駆動を制御する制御−路とを備えるディーゼル機関用
    電気的制御装置において、前記制御回路は機関の目標噴
    射量の演算に用いる夏パナパターンを少なくとも3種類
    以上メモリ内に記憶しておくと共に前記8種類以上Oガ
    バナパターンのうち1種類のガバナパターンを運転状態
    信号検出器よ)の検出信号に応じて選択することを特徴
    とするディーゼル機関用電気的制御装置。
JP17160381A 1981-10-27 1981-10-27 デイ−ゼル機関用電気的制御装置 Pending JPS5872637A (ja)

Priority Applications (1)

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JP17160381A JPS5872637A (ja) 1981-10-27 1981-10-27 デイ−ゼル機関用電気的制御装置

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JP17160381A JPS5872637A (ja) 1981-10-27 1981-10-27 デイ−ゼル機関用電気的制御装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60190641A (ja) * 1984-03-12 1985-09-28 Diesel Kiki Co Ltd 内燃機関用電子式ガバナ
JPS60256529A (ja) * 1984-05-31 1985-12-18 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 作業機用内燃機関の制御装置
JPS61112744A (ja) * 1984-11-06 1986-05-30 Kubota Ltd 走行作業車のガバナ装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60190641A (ja) * 1984-03-12 1985-09-28 Diesel Kiki Co Ltd 内燃機関用電子式ガバナ
JPS60256529A (ja) * 1984-05-31 1985-12-18 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 作業機用内燃機関の制御装置
JPS61112744A (ja) * 1984-11-06 1986-05-30 Kubota Ltd 走行作業車のガバナ装置

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