(57)【要約】  【課題】  エンジン負荷の変動に対する燃料調量ラックの応答性を高めることができる、電子ガバナ付きディーゼルエンジンを提供する。  【解決手段】  調節開始操作装置５とラック位置検出装置４ａとに制御装置３が連携され、調節開始操作装置５が調節開始操作されたことに基づいて、エンジン停止後に、制御装置３で電動アクチュエータ２の出力部１１が往復作動され、この電動アクチュエータ２の出力部１１の往復作動で燃料調量ラック４が所定のストロークで往復摺動され、ラック位置検出装置４ａで燃料調量ラック４の燃料調量位置が検出され、制御装置３のヒステリシス幅測定部３ｄで所定のアクチュエータ駆動電流値での燃料調量ラック４の往路と復路の燃料調量位置のヒステリシス幅が測定され、このヒステリシス幅が大きいほど、制御装置３のディザ幅調節部３ｅで次回の運転でのディザ電流のディザ幅が大きい値に調節される。【選択図】    図１
2014062530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射ポンプ(１)と電動アクチュエータ(２)と制御装置(３)とを備え、制御装置(３)の電流制御部(３ａ)でアクチュエータ駆動回路(３ｂ)のアクチュエータ駆動電流が制御され、このアクチュエータ駆動電流で電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)が作動され、この電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)の作動で燃料噴射ポンプ(１)の燃料調量ラック(４)が摺動されることにより、燃料調量ラック(４)の燃料調量位置が調節されるとともに、
制御装置(３)がディザ電流重畳部(３ｃ)を備え、このディザ電流重畳部(３ｃ)でアクチュエータ駆動電流にディザ電流が重畳されるように構成された、電子ガバナ付きディーゼルエンジンにおいて、
調節開始操作装置(５)とラック位置検出装置(４ａ)とに制御装置(３)が連携され、調節開始操作装置(５)が調節開始操作されたことに基づいて、エンジン停止後に、制御装置(３)で電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)が往復作動され、この電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)の往復作動で燃料調量ラック(４)が所定のストローク(Ｓ)で往復摺動され、
ラック位置検出装置(４ａ)で燃料調量ラック(４)の燃料調量位置が検出され、制御装置(３)のヒステリシス幅測定部(３ｄ)で所定のアクチュエータ駆動電流値での燃料調量ラック(４)の往路(３０)と復路(３１)の燃料調量位置のヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)が測定され、このヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)が大きいほど、制御装置(３)のディザ幅調節部(３ｅ)で次回の運転でのディザ電流のディザ幅が大きい値に調節されるように構成されている、ことを特徴とする電子ガバナ付きディーゼルエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載された電子ガバナ付きディーゼルエンジンにおいて、
制御装置(３)のヒステリシス幅測定部(３ｄ)で複数のアクチュエータ電流値での上記ヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)が測定され、複数のヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)に基づいて、制御装置(３)のディザ幅調節部(３ｅ)でディザ電量のディザ幅の値が調節されるように構成されている、ことを特徴とする電子ガバナ付きディーゼルエンジン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された電子ガバナ付きディーゼルエンジンにおいて、
上記ヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)が大きいほど、制御装置(３)の制御ゲイン調節部(３ｆ)で次回の運転でのアクチュエータ駆動電流に対する制御装置(３)の制御ゲインが小さい値に調節されるように構成されている、ことを特徴とする電子ガバナ付きディーゼルエンジン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された電子ガバナ付きディーゼルエンジンにおいて、
調節開始操作装置(５)がキースイッチ(７)であり、調節開始操作がエンジン停止位置(２９)へのキー投入操作によって行われるように構成されている、ことを特徴とする電子ガバナ付きディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ガバナ付きディーゼルエンジンに関し、詳しくは、エンジン負荷の変動に対する電動アクチュエータの応答性を高めることができる、電子ガバナ付きディーゼルエンジンに関する。この明細書と特許請求の範囲の用語中、ディザ幅とは、ディザ電流の振幅をいう。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料噴射ポンプと電動アクチュエータと制御装置とを備え、制御装置の電流制御部でアクチュエータ駆動回路のアクチュエータ駆動電流が制御され、このアクチュエータ駆動電流で電動アクチュエータの出力部が作動され、この電動アクチュエータの出力部の作動で燃料噴射ポンプの燃料調量ラックが摺動されることにより、燃料調量ラックの燃料調量位置が調節されるとともに、制御装置がディザ電流重畳部を備え、このディザ電流重畳部でアクチュエータ駆動電流にディザ電流が重畳されるように構成された、電子ガバナ付きディーゼルエンジンがある(例えば、特許文献１参照)。
この種の電子ガバナによれば、燃料調量ラックの燃料調量位置を電子制御によりきめ細かく調節することができるとともに、ディザ電流でアクチュエータの出力部を微小振動させ、これに追従する燃料調量ラックの微小振動で、燃料調量ラックの応答性を高めることができる利点がある。
しかし、この従来技術では、ディザ幅の調節がエンジン負荷情報とエンジンの稼働時間とに基づいて行われているため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６２６１７号公報(図１，図２参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
《問題》  エンジン負荷の変動に対する電動アクチュエータの応答性を高めることが困難であった。
ディザ幅の調節がエンジン負荷情報とエンジンの稼働時間とに基づいて行われているため、ディザ幅の調節は、ディザ幅の設定の基準となるアクチュエータ駆動電流のヒステリシス幅の実測に基づくものではなく、その予測に基づくものに過ぎず、調節後のディザ幅の適合性が低く、エンジン負荷に対する電動アクチュエータの応答性を高めることが困難であった。
【０００５】
本発明の課題は、エンジン負荷の変動に対する電動アクチュエータの応答性を高めることができる、電子ガバナ付きディーゼルエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、燃料噴射ポンプ(１)と電動アクチュエータ(２)と制御装置(３)とを備え、制御装置(３)の電流制御部(３ａ)でアクチュエータ駆動回路(３ｂ)のアクチュエータ駆動電流が制御され、このアクチュエータ駆動電流で電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)が作動され、この電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)の作動で燃料噴射ポンプ(１)の燃料調量ラック(４)が摺動されることにより、燃料調量ラック(４)の燃料調量位置が調節されるとともに、
制御装置(３)がディザ電流重畳部(３ｃ)を備え、このディザ電流重畳部(３ｃ)でアクチュエータ駆動電流にディザ電流が重畳されるように構成された、電子ガバナ付きディーゼルエンジンにおいて、
図１、図２に例示するように、調節開始操作装置(５)とラック位置検出装置(４ａ)とに制御装置(３)が連携され、調節開始操作装置(５)が調節開始操作されたことに基づいて、エンジン停止後に、制御装置(３)で電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)が往復作動され、この電動アクチュエータ(２)の作動駆動で燃料調量ラック(４)が所定のストローク(Ｓ)で往復摺動され、
図１、図２に例示するように、ラック位置検出装置(４ａ)で燃料調量ラック(４)の燃料調量位置が検出され、制御装置(３)のヒステリシス幅測定部(３ｄ)で所定のアクチュエータ駆動電流値での燃料調量ラック(４)の往路(３０)と復路(３１)の燃料調量位置のヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)が測定され、このヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)が大きいほど、制御装置(３)のディザ幅調節部(３ｅ)で次回の運転でのディザ電流のディザ幅が大きい値に調節されるように構成されている、ことを特徴とする電子ガバナ付きディーゼルエンジン。
【発明の効果】
【０００７】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  エンジン負荷の変動に対する電動アクチュエータの応答性を高めることができる。
図１、図２に例示するように、ラック位置検出装置(４ａ)で燃料調量ラック(４)の燃料調量位置が検出され、制御装置(３)のヒステリシス幅測定部(３ｄ)で所定のアクチュエータ駆動電流値での燃料調量ラック(４)の往路(３０)と復路(３１)の燃料調量位置のヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)が測定され、このヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)が大きいほど、制御装置(３)のディザ幅調節部(３ｅ)で次回の運転でのディザ電流のディザ幅が大きい値に調節されるように構成されているので、ディザ幅の調節が、ディザ幅の設定の基準となるアクチュエータ駆動電流のヒステリシス幅(４ｂ)(４ｂ)の実測に基づくものとなり、調節後のディザ幅の適合性が高く、エンジン負荷の変動に対する電動アクチュエータ(２)の応答性を高めることができる。
【０００８】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジン負荷の変動に対する電動アクチュエータの応答性を高める機能が高い。
図１、図２に例示するように、制御装置(３)のヒステリシス幅測定部(３ｄ)で複数のアクチュエータ電流値での上記ヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)が測定され、複数のヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)に基づいて、制御装置(３)のディザ幅調節部(３ｅ)でディザ電流のディザ幅の値が調節されるので、複数のアクチュエータ電流値でのヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)の相違に対応させて、ディザ幅の調節を適正化することができ、エンジン負荷の変動に対する電動アクチュエータ(２)の応答性を高める機能が高い。
【０００９】
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジン回転のハンチングを防止することができる。
図１、図２に例示するように、上記ヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)が大きいほど、制御装置(３)の制御ゲイン調節部(３ｆ)で次回の運転でのアクチュエータ駆動電流に対する制御装置(３)の制御ゲインが小さい値に調節されるので、ディザ幅の増加で電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)が過剰に作動するのを防止し、エンジン回転のハンチングを防止することができる。
【００１０】
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ディザ幅の調節開始に特別な操作を必要としない。
図１に例示するように、調節開始操作装置(５)がキースイッチ(７)であり、調節開始操作がエンジン停止位置(２９)へのキー投入操作によって行われるように構成されているため、エンジン停止操作でディザ幅の調節が開始され、ディザ幅の調節開始に特別な操作を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る電子ガバナ付きディーゼルエンジンの模式図である。
【図２】アクチュエータ駆動電流値と燃料調量ラックの燃料調量位置との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１〜図２は本発明の実施形態に係る電子ガバナ付きディーゼルエンジンを説明する図であり、この実施形態では、電子ガバナ付きの立形多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１３】
このエンジンの概要は、次の通りである。
図１に示すように、燃料噴射ポンプ(１)と電動アクチュエータ(２)と制御装置(３)とを備え、制御装置(３)の電流制御部(３ａ)でアクチュエータ駆動回路(３ｂ)のアクチュエータ駆動電流が制御され、このアクチュエータ駆動電流で電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)が作動され、この電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)の作動で燃料噴射ポンプ(１)の燃料調量ラック(４)が摺動されることにより、燃料調量ラック(４)の燃料調量位置が調節されるとともに、制御装置(３)がディザ電流重畳部(３ｃ)を備え、このディザ電流重畳部(３ｃ)でアクチュエータ駆動電流にディザ電流が重畳されるように構成されている。
【００１４】
図１に示すように、電動アクチュエータ(２)は、制御装置(３)を介して目標回転数設定装置(１５)と実回転数検出装置(１６)とに連携され、キースイッチ(７)を介してバッテリ(１７)に連携されている。目標回転数設定装置(１５)は調速操作レバー(１８)の速度設定位置を電圧に変換して出力するポテンショメータである。実回転数検出装置(１６)はクランク軸(１９)に取り付けられたロータ(２０)の周縁部の歯を検出するピックアップコイルである。
【００１５】
制御装置(３)では、制御値演算部(３ｇ)で回転数偏差に基づく制御値の演算が行われ、この制御値に基づいて、電流制御部(３ｅ)でアクチュエータ駆動回路(３ｆ)のアクチュエータ駆動電流が制御され、電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)の作動がＰＩＤ制御される。
制御値のＰＩＤ演算式は、次の通りである。
制御値＝Ｋｐ×(回転数偏差)＋Ｋｉ×(偏差の累積値)＋Ｋｄ×(前回偏差との差)
ここで、Ｋｐ×(回転数偏差)は比例項、Ｋｉ×(偏差の累積値)は積分項、Ｋｄ×(前回偏差との差)は微分項、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｄは微分ゲインである。
【００１６】
図１に示すように、燃料噴射ポンプ(１)は列形の燃料噴射ポンプである。電動アクチュエータ(２)はリニアソレノイドである。制御装置(３)はエンジンＥＣＵである。エンジンＥＣＵはエンジン電子制御ユニットの略称である。燃料噴射ポンプ(１)の燃料調量ラック(４)は付勢スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)で燃料増量側に付勢され、燃料増量側に配置された電動アクチュエータ(２)の出力軸(１１)に受け止められている。電動アクチュエータ(２)の出力軸(１１)はリターンスプリング(１２)の付勢力(１２ａ)で燃料減量側に付勢され、電磁コイル(１３)で本体(１４)への引き込み方向の吸引力(１３ａ)が付与され、燃料調量ラック(４)は、付勢スプリング(１０)の付勢力(１０ａ)と電磁コイルの吸引力(１３ａ)とリターンスプリング(１２)の付勢力(１２ａ)の不釣合い力で往復摺動される。
【００１７】
図１に示すように、キースイッチ(７)のＯＮ位置(２１)にキーが投入されている間は、バッテリ(１７)から制御装置(３)を介して電動アクチュエータ(２)に通電がなされ、目標回転数設定装置(１５)で設定された目標回転数と、実回転数検出装置(１６)で検出された実回転数との回転数偏差が小さくなるように、制御装置(３)で電動アクチュエータ(２)が制御され、燃料調量ラック(４)の調量位置が調節される。キースイッチ(７)のＯＮ位置(２１)へのキーが投入されている間はは、バッテリ(１７)から油圧スイッチ(２９)や室内灯(３０)等の電気部品(２８)への通電もなされる。なお、図１中の符号(３１)は油圧警告灯である。
キースイッチ(７)のＯＮ位置(２１)からＯＦＦ位置(２２)にキーが切り替えられると、バッテリ(１７)から電動アクチュエータ(２)への通電が解除され、燃料調量ラック(４)はリターンスプリング(１２)の付勢力(１２ａ)で燃料無噴射位置に移動し、エンジンが停止する。キースイッチ(７)のＯＦＦ位置(２２)にキーが投入されている場合には、バッテリ(１７)から電動アクチュエータ(２)や他の電気部品(２８)への通電もなされない。
【００１８】
図１に示すように、キースイッチ(７)のＯＮ位置(２１)からスタータ駆動位置(２３)にキーが切り替えられると、バッテリ(１７)からスタータモータ(２４)に通電がなされ、スタータモータ(２４)が駆動され、スタータモータ(２４)のピニオンギヤ(２４ａ)がクランク軸(１９)のリングギヤ(１９ａ)に噛合し、クランキングによりエンジンが始動される。そして、クランク軸(１９)が完爆回転数に到達すると、ピニオンギヤ(２４ａ)がリングギヤ(１９ａ)から離脱し、エンジン始動が完了する。
キースイッチ(７)のＯＦＦ位置(２２)からグロープラグ通電位置(８)にキーが切り替えられると、キー保持時間中、バッテリ(１７)からグロープラグ(９)に通電がなされ、エンジン始動前に燃焼室(２７)を予熱することができる。キースイッチ(７)のグロープラグ通電位置(８)にキーが切り替えられると、ランプタイマ(２５)で所定時間だけグロー指示ランプ(２６)が点灯し、グロー指示ランプ(２６)の点灯時間をグロープラグ通電位置(８)でのキー保持時間の目安とすることができる。
【００１９】
図１、図２に示すように、調節開始操作装置(５)とラック位置検出装置(４ａ)とに制御装置(３)が連携され、調節開始操作装置(５)が調節開始操作されたことに基づいて、エンジン停止後に、制御装置(３)で電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)が往復作動され、この電動アクチュエータ(２)の出力部(１１)の往復作動で燃料調量ラック(４)が所定のストローク(Ｓ)で往復摺動される。この実施形態では、燃料調量ラック(４)が燃料無噴射位置と最大燃料噴射位置相互間のフルストロークで往復摺動される。
図１、図２に示すように、ラック位置検出装置(４ａ)で燃料調量ラック(４)の燃料調量位置が検出され、制御装置(３)のヒステリシス幅測定部(３ｄ)で所定のアクチュエータ駆動電流値での燃料調量ラック(４)の往路(３０)と復路(３１)の燃料調量位置のヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)が測定され、このヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)が大きいほど、制御装置(３)のディザ幅調節部(３ｅ)で次回の運転でのディザ電流のディザ幅が大きい値に調節されるように構成されている。
【００２０】
図１、図２に示すように、制御装置(３)のヒステリシス幅測定部(３ｄ)で複数のアクチュエータ駆動電流値でのディザ電流のヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)が測定され、複数のヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)に基づいて、制御装置(３)のディザ幅調節部(３ｅ)でディザ電流のディザ幅の値が調節されるように構成されている。
図２に示すように、１．０Ａ(アンペア)と２．５Ａ(アンペア)のアクチュエータ駆動電流値でのヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)が測定され、２．５Ａのアクチュエータ駆動電流値でのヒステリシス幅(４ｂ)は、１．０Ａのアクチュエータ駆動電流値でのヒステリシス幅(４ｃ)よりも大きい値になっている。
１．０Ａのアクチュエータ駆動電流値は燃料調量ラック(４)のローアイドル位置、２．５Ａのアクチュエータ駆動電流値は燃料調量ラック(４)の定格負荷位置に対応する。
【００２１】
図１、図２に示すように、上記ヒステリシス幅(４ｂ)(４ｃ)が大きいほど、制御装置(３)の制御ゲイン調節部(３ｆ)で次回の運転でのアクチュエータ駆動電流の制御ゲインが小さい値に調節されるように構成されている。
制御装置(３)で調節される制御ゲインは、比例ゲインであるが、積分ゲインや微分ゲインも同様にして、小さい値に調節してもよい。
【００２２】
図１に示すように、調節開始操作装置(５)がキースイッチ(７)であり、調節開始操作がエンジン停止位置(２９)へのキー投入操作によって行われるようになっている。
【符号の説明】
【００２３】
(１) 燃料噴射ポンプ
(２) 電動アクチュエータ
(３) 制御装置
(３ａ) 電流制御部
(３ｂ) アクチュエータ駆動回路
(３ｃ) ディザ電流重畳部
(３ｄ) ヒステリシス幅測定部
(３ｅ) ディザ幅調節部
(３ｆ) 制御ゲイン調節部
(４) 燃料調量ラック
(４ａ) ラック位置検出装置
(４ｂ) ヒステリシス幅
(５) 調節開始操作装置
(７) キースイッチ
(２９) エンジン停止位置
(３０) 往路
(３１) 復路
【図１】
2014062530.tif 000003
【図２】
2014062530.tif 000004