(57)【要約】【課題】  特定のエンジン回転数にて生じる調量ラックの共振によるエンジン回転数のフラクチュエーションの増大を防止する電子ガバナを提供すること。【解決手段】  ディザ電流重畳手段６は、ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲内である場合には、ディザパターンを変更し、変更したディザパターンに従ってディザ信号を新たに設定する。これにより、ディザ電流重畳手段６は、ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲外になるようにディザ電流を制御し、次いで、ディザ電流をアクチュエータ駆動電流に重畳させる。【選択図】  図１
2006207376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータ（2）を駆動するアクチュエータ駆動電流を制御することによってアクチュエータ（2）に燃料供給調節手段を操作させ、燃料供給調節手段にエンジンの回転数が目標回転数になるように燃料供給量を調節させる電子ガバナにおいて、
エンジンの回転数を検出する回転数検出手段(3)と、目標回転数を設定する目標回転数設定手段(4)と、エンジンの回転数と目標回転数との回転数偏差が許容範囲内にあるようにアクチュエータ駆動電流を制御する駆動電流制御手段(5)と、ディザ信号に応じて制御したディザ電流をアクチュエータ駆動電流に重畳させるディザ電流重畳手段(6)と、ディザ電流を重畳させたアクチュエータ駆動電流をアクチュエータ(2)に出力する駆動手段(7)とを具備し、
ディザ電流重畳手段(6)は、ハイレベルであるディザ信号とロウレベルであるディザ信号との時間軸上のパターンであるディザパターンに従ってディザ信号を設定し、ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲内である場合には、ディザパターンを変更し、変更したディザパターンに従ってディザ信号を新たに設定する電子ガバナ。
【請求項２】
ディザ電流重畳手段(6)は、
複数のディザパターンを記憶するディザパターン記憶手段(61)と、
記憶されたディザパターンを読み出し、読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定するディザ信号設定手段(62)と、
設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段(3)によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあるか否かを判定するディザ周波数判定手段（63）とを備え、
ディザ周波数判定手段（63）が、設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段(3)によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあると判定した場合、ディザ信号設定手段(62)は、前回読み出したディザパターンとは異なるディザパターンをディザパターン記憶手段(61)から新たに読み出し、新たに読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定する請求項１に記載の電子ガバナ。
【請求項３】
ディザ電流重畳手段(6)は、
複数のディザパターンを記憶するディザパターン記憶手段(61)と、
記憶されたディザパターンを読み出し、読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定するディザ信号設定手段(62)と、
設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段(3)によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあるか否かを判定するディザ周波数判定手段（63）とを備え、
ディザ周波数判定手段（63）が、設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段(3)によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあると判定した場合、ディザ信号設定手段(62)は、前回読み出したディザパターンとは異なるディザパターンをディザパターン記憶手段(61)から新たに読み出し、前回読み出したディザパターンおよび新たに読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定する請求項１に記載の電子ガバナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータを用いてエンジンの回転数を目標回転数に制御する電子ガバナに関し、詳細には、アクチュエータ駆動電流にディザ電流を重畳させることにより、アクチュエータの応答性を向上させる電子ガバナに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、アクチュエータを用いてエンジンの回転数を目標回転数に制御する電子ガバナが多く用いられている。アクチュエータは、エンジンがディーゼルエンジンである場合には、燃料噴射ポンプの燃料供給量を調節する調量ラック（燃料供給調節手段）を操作することにより、エンジンの回転数が目標回転数になるように燃料供給量を調節する。アクチュエータは、アクチュエータ駆動電流によって駆動される。アクチュエータはアクチュエータ駆動電流に対するヒステリシス特性を有しており、このヒステリシス特性はアクチュエータの応答性を低下させる。このヒステリシス特性の影響を防ぐために、従来の電子ガバナでは、アクチュエータ駆動電流にディザ電流を重畳することによってアクチュエータを微小振動させ、アクチュエータの応答性向上を実現している（特許文献１参照）。
このディザ電流はディザ信号に応じて制御されており、ディザ信号は時間軸上の所定のパターン（以下、ディザパターンと称す）に従って設定される。ディザパターンは、ハイレベルであるディザ信号およびロウレベルであるディザ信号の時間軸上のパターンである。
図３は、周期が同一であるハイレベルのディザ信号ＳＨとロウレベルのディザ信号ＳＬとから構成された従来のディザパターンの一例を示す図であり、ディザ信号のレベル（振幅）およびパルス幅（時間）それぞれをディザ信号の縦横の長さとして示している。このディザパターンは、ハイレベルのディザ信号ＳＨおよびロウレベルのディザ信号ＳＬの一方が、他方のディザ信号が発生してからパルス幅の３倍に相当する時間が経過した時点に発生するという単一パターンから構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ディザ電流が、このような単一のディザパターンのみに従って設定されたディザ信号に応じて制御されると、エンジンの回転数とディザ電流の周波数の整数倍とが一致する場合がある。この場合、ディザ電流に応じて微小振動するアクチュエータの操作対象である調量ラックが共振する。この共振は、調量ラックが燃料噴射ポンプの燃料圧送時に移動しにくく燃料吸入時に移動しやすいことに起因する。つまり他の回転数では燃料噴射ポンプの圧送・吸入のタイミングとディザのタイミングがずれていたものが、ある回転数付近のみタイミングが同じになり過剰に動きやすくなるために共振を起すことになる。ディザ電流の周波数の整数倍とが一致するエンジンの回転数においては、アクチュエータが燃料噴射ポンプの燃料吸入時に調量ラックを移動させようと操作すると調量ラックが予定された移動量より大きく移動するために、調量ラックの共振が生じる。この調量ラックの共振によってエンジンへの燃料供給量が過剰または過小になることにより、エンジン回転数の揺動（フラクチュエーション）が増大するおそれがある。なお、この調量ラックの共振は、エンジンの回転数とディザ電流の周波数の整数倍とが一致する付近においても生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すると共に、特定のエンジン回転数にて生じる調量ラックの共振によるエンジン回転数のフラクチュエーションの増大を防止する電子ガバナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アクチュエータ（2）を駆動するアクチュエータ駆動電流を制御することによってアクチュエータ（2）に燃料供給調節手段を操作させ、燃料供給調節手段にエンジンの回転数が目標回転数になるように燃料供給量を調節させる電子ガバナであって、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段(3)と、目標回転数を設定する目標回転数設定手段(4)と、エンジンの回転数と目標回転数との回転数偏差が許容範囲内にあるようにアクチュエータ駆動電流を制御する駆動電流制御手段(5)と、ディザ信号に応じて制御したディザ電流をアクチュエータ駆動電流に重畳させるディザ電流重畳手段(6)と、ディザ電流を重畳させたアクチュエータ駆動電流をアクチュエータ(2)に出力する駆動手段(7)とを具備し、ディザ電流重畳手段(6)は、ハイレベルであるディザ信号とロウレベルであるディザ信号との時間軸上のパターンであるディザパターンに従ってディザ信号を設定し、ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲内である場合には、ディザパターンを変更し、変更したディザパターンに従ってディザ信号を新たに設定し、これにより上記目的を達成する。
【０００７】
ディザ電流重畳手段(6)は、複数のディザパターンを記憶するディザパターン記憶手段(61)と、記憶されたディザパターンを読み出し、読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定するディザ信号設定手段(62)と、設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段(3)によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあるか否かを判定するディザ周波数判定手段（63）とを備え、ディザ周波数判定手段（63）が、設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段(3)によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあると判定した場合、ディザ信号設定手段(62)は、前回読み出したディザパターンとは異なるディザパターンをディザパターン記憶手段(61)から新たに読み出し、新たに読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定してもよい。
【０００８】
ディザ電流重畳手段(6)は、複数のディザパターンを記憶するディザパターン記憶手段(61)と、記憶されたディザパターンを読み出し、読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定するディザ信号設定手段(62)と、設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段(3)によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあるか否かを判定するディザ周波数判定手段（63）とを備え、ディザ周波数判定手段（63）が、設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段(3)によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあると判定した場合、ディザ信号設定手段(62)は、前回読み出したディザパターンとは異なるディザパターンをディザパターン記憶手段(61)から新たに読み出し、前回読み出したディザパターンおよび新たに読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、アクチュエータ駆動電流に重畳されるディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲内にある場合には、ディザ電流を制御するディザ信号のディザパターンを変更し、変更したディザパターンに従ってディザ信号を新たに設定することにより、アクチュエータ駆動電流に重畳されるディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲外になるようにディザ電流を制御できる。これにより、アクチュエータが燃料噴射ポンプの燃料吸入時に燃料供給調節手段を移動させるように操作することを防止し、この結果エンジン回転数にて生じる燃料供給調節手段の共振によるエンジン回転数のフラクチュエーションの増大を防止する電子ガバナを提供することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態である電子ガバナ１の一例を示したブロック図である。
【００１１】
本発明の実施形態である電子ガバナ１は、アクチュエータ２を駆動するアクチュエータ駆動電流を制御する。制御されたアクチュエータ駆動電流がアクチュエータ２に出力されると、アクチュエータ２は、燃料供給量を調節する燃料供給調節手段（図示せず）を操作することにより、エンジンの回転数が目標回転数になるように燃料供給量を調節する。例えば、アクチュエータ２はソレノイドであり、アクチュエータ駆動電流は励磁電流である。燃料供給調節手段は、例えば燃料噴射ポンプに設けられた調量ラックであり、エンジンへの燃料供給量を調節する。
【００１２】
本実施形態の電子ガバナ１は、回転数検出手段３と、目標回転数設定手段４と、駆動電流制御手段５と、ディザ電流重畳手段６と、駆動手段７とを備える。
【００１３】
回転数検出手段３はエンジンの回転数を検出する。回転数検出手段３は、例えばアクチュエータ駆動電流または１回転数当りで検出されるパルス数に基いて回転数を検出する。
目標回転数設定手段４は目標回転数を設定する。目標回転数設定手段４は例えば調速レバーである。
【００１４】
駆動電流制御手段５は、エンジンの回転数と目標回転数との回転数偏差が許容範囲内にあるようにアクチュエータ駆動電流を制御する。駆動電流制御手段５は、回転数偏差演算手段５１と、目標電流値演算手段５２と、電流検出手段５３と、電流偏差演算手段５４と、ＰＷＭ信号演算手段５５とを備える。これら駆動電流制御手段５の諸手段は、例えばＥＣＵ等のコンピュータにおいて実現されている。
【００１５】
回転数偏差演算手段５１は、エンジンの回転数と目標回転数との回転数偏差を演算する。目標電流値演算手段５２は、演算された回転数偏差を許容範囲内にするようにアクチュエータ駆動電流値を設定する。電流検出手段５３は、シャント抵抗（図示せず）によってアクチュエータから検出された電流をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換した後の値からアクチュエータの検出電流値を算出する。電流偏差演算手段５４は、設定されたアクチュエータ駆動電流値とアクチュエータの検出電流値との電流値偏差を演算する。ＰＷＭ信号演算手段５５は、演算された電流値偏差を許容範囲内にするＰＷＭ信号のデューティ比をＰＩＤ制御に基いて演算する。
【００１６】
ディザ電流重畳手段６は、ハイレベルであるディザ信号とロウレベルであるディザ信号との時間軸上のパターンであるディザパターンに従ってディザ信号を設定し、設定したディザ信号に応じてディザ電流を制御する。
【００１７】
ディザ電流重畳手段６は、ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲内である場合には、ディザパターンを変更し、変更したディザパターンに従ってディザ信号を新たに設定する。これにより、ディザ電流重畳手段６は、ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲外になるようにディザ電流を制御し、次いで、ディザ電流をアクチュエータ駆動電流に重畳させる。ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲内であるとは、ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数とが、調量ラックの共振が生じるように一致または一致する付近であることをいう。
ディザ電流重畳手段６は、ディザパターン記憶手段６１と、ディザ信号設定手段６２と、ディザ周波数判定手段６３と、ＰＷＭ信号出力手段６４とを備える。これらディザ電流重畳手段６の諸手段は、例えばＥＣＵ等のコンピュータにおいて実現されている。
【００１８】
ディザパターン記憶手段６１は、複数のディザパターンを記憶する。図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）それぞれは、ディザパターン記憶手段６１に記憶されたディザパターンの一例を示す図である。図２（ａ）のディザパターンは、単位ディザパターンＰＥ１から構成される。図２（ｂ）のディザパターンは、単位ディザパターンＰＥ２から構成される。図２（ｃ）のディザパターンは、二つの単位ディザパターンＰＥ１，ＰＥ２から構成される。それぞれの単位ディザパターンは、信号レベルがハイレベルであるディザ信号ＳＨと、信号レベルがロウレベルであるディザ信号ＳＬとの時間軸上のパターンであり、これら二つのディザ信号ＳＨ，ＳＬの周期は、それぞれの単位ディザパターン毎に同一である。ディザパターンは、二つ以上の単位ディザパターンから構成されてもよい。
ディザ信号設定手段６２は、ディザパターン記憶手段６１によって記憶されたディザパターンを読み出す。ディザ信号設定手段６２は、ディザパターン記憶手段６１に記憶された単位ディザパターンを順次読み出す。次いで、ディザ信号設定手段６２は、読み出した単位ディザパターンに従って、ディザ電流を制御するディザ信号を順次設定する。
【００１９】
ディザ周波数判定手段６３は、設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段３によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあるか否かを判定する。ディザ信号の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲内にある場合、ディザ信号に応じて制御されるディザ電流の周波数がディザ信号の周波数と対応していることから、ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差も所定範囲内にあると判定される。例えば、ディザ周波数判定手段６３は、所定のディザ信号の周波数との差が所定範囲内にあるエンジンの回転数を予め記憶し、回転数検出手段３によって検出されたエンジンの回転数と予め記憶された回転数とを比較する。回転数検出手段３によって検出されたエンジンの回転数と予め記憶された回転数との差が所定範囲内である場合に、ディザ周波数判定手段６３は、設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段３によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあると判定する。所定のディザ信号の周波数との差が所定範囲内にあるエンジンの回転数は、エンジンを試運転することによって取得される経験的データに基いてディザ周波数判定手段６３に予め記憶される。例えばディザパターンを選択した上でエンジンを試運転させると、特定のエンジンの回転数にて調量ラックの共振が検出される。この特定のエンジンの回転数が、選択されたディザ信号の周波数との差が所定範囲内にあるエンジンの回転数である。
【００２０】
ディザ周波数判定手段６３が、設定されたディザ信号の周波数の整数倍と回転数検出手段３によって検出されたエンジンの回転数との差が所定範囲内にあると判定した場合、ディザ信号設定手段６２は、前回ディザ信号を設定するために読み出したディザパターン（図２（ａ）参照）とは異なるディザパターンをディザパターン記憶手段６１から新たに読み出し、読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定する。ディザ信号設定手段６２は、図２（ｂ）に示されるように、前回読み出した単位ディザパターンＰＥ１とは異なる単位ディザパターンＰＥ２を新たに読み出し、この単位ディザパターンＰＥ２に従ってディザ信号を順次設定する。これにより、設定されたディザ信号に応じて制御されるディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差は所定範囲外となる。また、ディザ信号設定手段６２は、前回読み出したディザパターンおよび新たに読み出したディザパターンに従ってディザ信号を設定してもよい。例えば、ディザ信号設定手段６２は、前回読み出したディザパターンの単位ディザパターンＰＥ１とは異なる単位ディザパターンＰＥ２を新たに読み出す。ディザ信号設定手段６２は、図２（ｃ）に示されるように、前回読み出した単位ディザパターンＰＥ１と新たに読み出した単位ディザパターンＰＥ２とを順次読み出し、これら単位ディザパターンＰＥ１，ＰＥ２に従ってディザ信号を順次設定する。これにより、設定されたディザ信号に応じて制御されたディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差は所定範囲外となる。このようにディザ信号の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差が所定範囲外になると、ディザ信号に応じて制御されるディザ電流の周波数がディザ信号の周波数と対応していることから、ディザ電流の周波数の整数倍とエンジンの回転数との差も所定範囲外になる。
【００２１】
ＰＷＭ信号出力手段６４は、エンジンの回転数と異なる周波数を有するディザ信号を、ＰＷＭ信号演算手段５５によって演算されたＰＷＭ信号に重畳させる。次いで、ＰＷＭ信号出力手段６４は、ディザ信号を重畳させたＰＷＭ信号を駆動手段７に出力する。
【００２２】
駆動手段７は、ＰＷＭ信号出力手段６３から入力されたＰＷＭ信号に基いて、ディザ電流を重畳させたアクチュエータ駆動電流をアクチュエータ２に出力する。駆動手段７は例えばアクチュエータ２がソレノイドである場合には励磁回路を備える。
【００２３】
以上のように説明してきた電子ガバナは、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されることはなく、請求の範囲に基く技術的範囲内で適宜変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態である電子ガバナの一例を示したブロック図である。
【図２】本発明のディザパターンの一例を示す図である。
【図３】従来のディザパターンの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…電子ガバナ
２…アクチュエータ
３…回転数検出手段
４…目標回転数設定手段
５…駆動電流制御手段
６…ディザ電流重畳手段
７…駆動手段
【図１】
2006207376.tif 000003
【図２】
2006207376.tif 000004
【図３】
2006207376.tif 000005