JP2001020789A - 内燃機関用速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機関の燃料供給量を調節するアクチュエータが
有する不感帯の影響を受けずに回転速度を安定に制御で
きる内燃機関用速度制御装置を提供する。 【解決手段】内燃機関の燃料供給量調節手段を操作する
アクチュエータ２の励磁電流の不感帯幅の中心を与える
レベルを中心にして一定の振動幅を持って、かつ内燃機
関の燃焼サイクルにより生じる回転速度の脈動に対して
一定の位相関係を持たせた状態で発生させて、そのディ
ザ信号電流をアクチュエータ２の励磁電流に重畳するデ
ィザ信号重畳手段２６を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の速度と
指示速度との偏差を許容範囲内に収めるように制御する
内燃機関用速度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の回転速度を制御する速度制御
装置として、内燃機関の燃料供給量調節部を操作するた
めに電磁式のアクチュエータを用いて、機関の回転速度
と指示速度との偏差に応じてアクチュエータを制御する
ことにより、内燃機関の回転速度と指示速度との間の偏
差を許容範囲内に収めるように制御するようにしたもの
が用いられている。

【０００３】この種の制御装置に用いられるアクチュエ
ータは、電磁石（ソレノイド）と、該電磁石の可動部に
連結された入力端及び内燃機関の燃料供給量調節部材に
連結された出力端を有して電磁石の可動部の変位を燃料
供給量調節部に伝達する操作出力伝達機構と、電磁石の
可動部を原位置に復帰させるように付勢するバネとによ
り構成される。

【０００４】この種のアクチュエータでは、電磁石に与
える励磁電流を増加させていくことにより出力端を一方
向に変位させ、該励磁電流を減少させていくことにより
出力端を他方向に変位させて内燃機関への燃料供給量を
調節するべく燃料供給量調節部の位置を調節するが、鉄
心のヒステリシス特性の影響により、励磁電流を増加さ
せていく際に生じる出力トルクと、励磁電流を減少させ
ていく際に生じる駆動トルクとの間に差が生じるため、
電磁石に与えられる励磁電流とその可動部の位置との間
の関係を与える特性がヒステリシス特性を示す。

【０００５】図７は電磁石に与える励磁電流Ｉを増加さ
せていったときの、電磁石の出力トルクとその可動部の
位置との間の関係を示したものである。同図の曲線ａな
いしｄはそれぞれ励磁電流を１［Ａ］，２［Ａ］，３
［Ａ］及び４［Ａ］とした場合である。電磁石の励磁電
流を減少させていく際には、鉄心中に残留している磁気
の影響により、各励磁電流に対する出力トルクが図７に
示した値よりも大きな値を示す。図７の横軸の目盛り
は、燃料供給量を最大にする位置（燃料供給量最大位
置）Ｓf を１００［％］として、電磁石の可動部の変位
量を％で表示している。電磁石の可動部の変位量が０
［％］のときの位置Ｓo が該可動部の原位置である。

【０００６】図７において直線ｅは、電磁石の可動部を
原位置に復帰させるように付勢するバネの反力を示して
おり、電磁石の可動部は、出力トルクとバネの反力とが
釣り合う位置で停止する。

【０００７】上記のように、電磁石においては、励磁電
流を増加させていく際に生じる出力トルクと該励磁電流
を減少させていく際に生じる出力トルクとの間に差があ
るため、電磁石の励磁電流Ｉと可動部の位置との間の関
係を与える特性が、図８に示すようなヒステリシス特性
を示し、該ヒステリシス特性により、励磁電流が変化し
ても可動部の位置が変化しない不感帯が生じる。

【０００８】図８に示した例では、励磁電流をＩ2 まで
増加させて可動部の位置をＳ1 とした状態から励磁電流
を減少させて可動部の位置を原位置Ｓo 側に変位させよ
うとする際に、図示のＩｈに相当する分だけ余分に変化
させてＩ1 まで減少させないと、可動部を原位置に向け
て始動させることができない。

【０００９】上記の説明では、アクチュエータ単体の特
性を問題にしたが、アクチュエータと該アクチュエータ
により操作される燃料供給量調節部材とを含む制御装置
の実際の機械系においては、操作力伝達機構の各部の摺
動トルクや、内燃機関の燃料供給量調節部材の摺動抵抗
等の影響を受けて、アクチュエータに与える励磁電流と
燃料供給量調節部材の位置との間の関係を与える特性
が、電磁石単独のヒステリシス特性よりも更に大きなヒ
ステリシス特性を示す。

【００１０】本明細書では、アクチュエータの出力端が
燃料供給量調節部材に連結されている状態での該アクチ
ュエータの励磁電流と燃料供給量調節部材の位置との間
の関係を与える特性が有するヒステリシス特性の幅を与
える電流値Ｉｈ´（図８のＩｈに相当する電流値）を励
磁電流の不感帯幅と呼ぶことにする。

【００１１】上記のように、アクチュエータにより燃料
供給量調節部材を操作する制御装置の機械系がヒステリ
シス特性を有する場合には、該ヒステリシス特性により
生じる不感帯の影響をなくすための制御を行わないと、
機関の回転速度を適確に制御することはできない。

【００１２】特に、シリンダ内に燃料噴射ポンプから直
接燃料を噴射するディーゼル機関の場合には、燃料噴射
量の変化に敏感に反応して機関の回転速度が変化するた
め、制御装置の機械系が有するヒステリシス特性により
生じる不感帯の影響により、アクチュエータの励磁電流
を変化させても機関の燃料供給量調節部材が反応しない
状態が生じると、機関の回転速度を修正する動作を行わ
せる際に燃料供給量の調節に遅れが生じて回転が不安定
になるのを避けられない。特に、機関の慣性エネルギが
小さい低速領域では、機械系の不感帯の存在が機関の回
転速度の制御に与える影響が顕著になる。

【００１３】以下、本明細書では、制御の対象とする内
燃機関として４サイクル３気筒ディーゼル機関を例にと
り、該ディーゼル機関への燃料供給量を調節するために
上記のような電磁式のアクチュエータを用いて、該アク
チュエータの励磁電流を制御することにより、機関の回
転速度と指示速度と偏差を許容範囲内に収めるように制
御するものとする。

【００１４】周知のように、４サイクルディーゼル機関
においては、燃料噴射ポンプにコントロールラックが設
けられていて、該コントロールラックの位置により、燃
料の供給量が調節されるようになっている。したがっ
て、ディーゼル機関の回転速度を制御する場合には、燃
料噴射ポンプのコントロールラック（燃料供給量調節部
材）にアクチュエータの出力端を結合し、機関の回転速
度と指示速度との偏差を許容範囲内に収めるようにアク
チュエータに供給する励磁電流を制御する。

【００１５】図１０は、電磁式アクチュエータを用いて
４サイクルディーゼル機関の回転速度を制御する場合
に、アクチュエータ及び燃料供給量調節部材を含む制御
装置の機械系のヒステリシス特性により生じる不感帯を
なくすための制御を行うことなく、機関の回転速度と指
示速度との偏差を補償するために必要な制御量だけアク
チュエータの励磁電流を変化させた場合の制御特性を示
したものである。

【００１６】図１０において、曲線ａは機関の回転速度
の時間的変化を示し、曲線ｂ及びｃはそれぞれアクチュ
エータの電磁石を流れる励磁電流の時間的変化及びコン
トロールラックの位置の時間的変化を示している。この
例では、機関の指示速度を一定としている。

【００１７】図１０に示した例では、制御装置の機械系
が有するヒステリシス特性により生じる不感帯によっ
て、図示のｔ1 ，ｔ2 及びｔ3 の区間でコントロールラ
ックが動かない状態が発生し、励磁電流が不感帯幅Ｉｈ
´を超える大きさだけ変化した後にやっとコントロール
ラックが動き出すため、機関の回転が不安定になってい
る。

【００１８】図１０において機関の回転速度の細かい脈
動は、機関の各燃焼サイクルにおける行程変化に伴って
生じるもので、解消不可能な回転変動成分である。ディ
ーゼル機関の各燃焼サイクルにおける瞬時回転速度は、
圧縮行程の終期においてピストンが上死点に達したとき
に最も低くなる。燃料の噴射は、圧縮行程においてピス
トンが上死点に達するタイミング付近で行われる。した
がって、図１０に示した例では、回転速度を示す曲線ａ
の脈動の各谷部付近が燃料噴射タイミングとなってい
る。機関の各燃焼サイクルにおける行程変化に伴う回転
速度の脈動は、機関の慣性エネルギが小さい低速時に特
に大きくなる。

【００１９】特開昭５９−６６７１９号公報に示されて
いるように、アクチュエータ及び燃料供給量調節部材を
含む機械系が有するヒステリシス特性により生じる不感
帯をなくすために、アクチュエータが有するヒステリシ
ス特性を予め記憶させておいて、記憶させたヒステリシ
ス特性を補正するように電磁石の励磁電流を制御するこ
とが提案されている。

【００２０】しかしながら、制御装置の機械系のヒステ
リシス特性は一様ではなく、個々の製品毎に異なるた
め、該機械系が有するヒステリシス特性を予め記憶させ
ておく方法では、個々の製品毎に特性を測定して、測定
した特性を記憶させるための作業を行う必要があり、面
倒であった。

【００２１】また制御装置の機械系のヒステリシス特性
は、機関の振動の影響を受けるため、不感帯をなくすた
めの制御を適確に行わせるためには、機関を運転した状
態で特性を測定することが望ましいが、機関の運転状態
での振動は一様ではなく、負荷の状態や、回転速度によ
り異なるため、機関を運転した状態での制御装置の機械
系のヒステリシス特性を適確に測定して記憶させること
は困難であった。

【００２２】また制御装置の機械系が有するヒステリシ
ス特性により生じる不感帯を解消する手法として、機関
の燃焼サイクルにおける行程変化に伴って生じる回転速
度の脈動成分をディザ信号（不感帯を解消するための振
動電流）として励磁電流に重畳する方法が知られてい
る。

【００２３】図１１は、機関の行程変化に伴って生じる
回転速度の脈動成分そのものをディザ信号として励磁電
流に重畳した場合の制御特性を示したものである。同図
において曲線ａは機関の回転速度の時間的変化を示し、
曲線ｂ及びｃはそれぞれアクチュエータの電磁石を流れ
る励磁電流の時間的変化及びコントロールラックの位置
の時間的変化を示している。この例でも機関の指示速度
は一定としている。

【００２４】上記のように、アクチュエータの励磁電流
にディザ信号を重畳すると、電磁石の可動部が励磁電流
の変化に追従して直ちに動き得る状態にある（ディザ効
果が得られる）ため、燃料の噴射タイミングで励磁電流
が変化したときにコントロールラックが応答しない状態
（制御の不感帯）が生じるのを防ぐことができる。しか
しながら、回転速度の脈動成分をディザ信号とした場合
には、脈動成分の波高値の変動により、各燃料噴射タイ
ミングにおけるディザ効果が変動し、各燃料噴射タイミ
ングにおいてコントロールラックが動き始める位置を一
定にすることができないため、励磁電流の同じ変化量に
対するコントロールラックの変化量が噴射タイミング毎
にばらついて制御が不安定になるのを避けられなかっ
た。

【００２５】即ち、燃料噴射ポンプからの燃料噴射量は
噴射タイミングにおけるコントロールラックの位置によ
り決まるが、回転速度の脈動成分をディザ信号とした場
合には、実際の燃料噴射量が図１１の曲線ｃと噴射タイ
ミングを示す縦線との交点を結んだ破線の折れ線のよう
になるため、燃料噴射量が燃焼サイクル毎に大きくばら
つく結果となって、特に機関の低速領域における回転が
不安定になるのを避けられなかった。

【００２６】機関の回転速度が上昇していくと、機関の
振動により燃料供給量調節部材が動き易くなって、制御
装置の機械系のヒステリシス特性により生じる不感帯の
幅が狭くなるため、励磁電流にディザ信号を重畳しなく
ても機関の回転速度の制御は安定に行わせることができ
る。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、機関の
燃料供給量調節部材を操作する手段として電磁式アクチ
ュエータを用いた従来の内燃機関用速度制御装置では、
その機械系が有するヒステリシス特性により生じる不感
帯を解消するための制御を適確に行うことができなかっ
たため、特に機関の低速領域で回転が不安定になり、制
御可能領域の下限を与える回転速度が高くなるのを避け
られなかった。

【００２８】そのため、従来の内燃機関用速度制御装置
では、機関のアイドリング回転数を比較的高い値に設定
せざるを得ず、アイドリング状態での燃費が悪くなるの
を避けられなかった。

【００２９】なお制御装置の機械系のヒステリシス特性
により生じる不感帯を狭くして、該不感帯が機関の回転
速度の制御に与える影響を少なくするために、電磁石と
して、燃料供給量調節部材の摺動抵抗に比べて十分に大
きい出力トルクを発生する大形のものを用いることが考
えられるが、大形の電磁石を用いるとアクチュエータの
重量が重くなるだけでなく、電磁石での消費電力が大き
くなるため好ましくない。また大形の電磁石を用いて
も、アクチュエータのヒステリシス特性は変らないた
め、問題を解決することができない。

【００３０】本発明の目的は、アクチュエータ及び燃料
供給量調節部材を含む制御装置の機械系が持つヒステリ
シス特性により生じる不感帯の影響を受けることなく、
機関の回転速度を適確に制御して、機関の低速領域にお
ける運転を安定に行わせることができるようにした内燃
機関用回転速度制御装置を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明は、電磁石と、該
電磁石の可動部に連結された入力端と内燃機関の燃料供
給量調節部材に連結された出力端とを有して電磁石の可
動部の変位を燃料供給量調節部に伝達する操作出力伝達
機構とを備えていて、電磁石に与えられる励磁電流と出
力端の位置との間の関係を与える特性がヒステリシス特
性を示し、該ヒステリシス特性により、励磁電流が変化
しても出力端の位置が変化しない不感帯が生じる電磁式
アクチュエータと、内燃機関の回転速度と指示速度との
偏差に応じて電磁石に励磁電流を与えることにより偏差
を許容範囲内に収めるように制御する制御部とを備えた
内燃機関用速度制御装置を対象とする。

【００３２】本発明においては、アクチュエータの励磁
電流の不感帯幅以上の振動幅を持って振動するディザ信
号電流を内燃機関の燃焼サイクルにより生じる回転速度
の脈動に対して一定の位相関係を持たせて、かつ各脈動
の１周期当り整数サイクルずつ発生させて、該ディザ信
号電流を励磁電流に重畳するディザ信号重畳手段を設け
た。

【００３３】上記のように、内燃機関の燃焼サイクルに
より生じる回転速度の脈動に対して一定の位相関係を有
し、かつ各脈動の１周期当り整数サイクルずつ発生する
ディザ信号を電磁石の励磁電流に重畳させると、回転速
度の脈動の幅または高さの如何に係わりなく、ディザ効
果を常に一定にすることができるため、各燃料噴射タイ
ミングにおいて、コントロールラックの位置をほぼ同じ
にすることができる。したがって、各燃料噴射タイミン
グにおいて燃料の噴射量を修正すべくアクチュエータの
励磁電流を変化させたときに、常にコントロールラック
をほぼ同じ位置から動かし始めることができ、励磁電流
の同じ変化量に対するコントロールラックの変化量が噴
射タイミング毎にばらつくのを防止することができる。
そのため、アクチュエータの電磁石のヒステリシス特性
により生じる不感帯が制御に与える影響をなくして、機
関の回転速度の制御を安定に行わせることができる。

【００３４】また本発明では、ディザ信号の振幅を大き
めに設定しておいても差し支えないいため、制御装置の
機械系の個体差による特性のばらつきの影響を受けるこ
となく、該機械系が有するヒステリシス特性により生じ
る不感帯の影響をなくして制御性を良好にすることがで
きる。

【００３５】機関の回転速度が高いときには、機関の振
動により制御装置の機械系のヒステリシス特性による不
感帯が狭まり、また機関の慣性エネルギの増大により、
燃料噴射量の調整の遅れが機関の回転速度に与える影響
が少なくなるため、アクチュエータの励磁電流にディザ
信号電流を重畳しなくても機関を安定に運転することが
できる。したがって、励磁電流へのディザ信号電流の重
畳は、機関の回転速度が設定速度以下になっているとき
にのみ行わせるようにしてもよい。

【００３６】上記ディザ信号電流の振動幅は、アクチュ
エータと該アクチュエータにより操作される燃料供給量
調節部材とを含む機械系の個体差により生じる励磁電流
の不感帯幅のばらつきの範囲の最大幅よりも僅かに大き
い値に設定するのが好ましい。

【００３７】上記ディザ信号の振動幅は、内燃機関の回
転速度に応じて適値に設定するか、または、内燃機関の
指示速度に応じて適値に設定するのが好ましい。

【００３８】また上記制御部は、内燃機関が単位角度回
転する毎に回転検出パルスを発生する回転センサと、回
転速度の脈動の１周期の期間に亘って求めた回転検出パ
ルスの発生間隔の平均値から内燃機関の回転速度を演算
する回転速度演算手段と、回転速度演算手段と指示速度
との偏差を演算する偏差演算手段と、偏差を許容値以下
に保つために必要な励磁電流の制御量を演算する制御量
演算部と、制御量演算部により演算された制御量に応じ
てアクチュエータに励磁電流を与える励磁回路とを備え
た構成とすることができる。

【００３９】上記のように、回転速度演算手段を構成す
ると、機関の回転速度の脈動成分が回転速度の演算値に
含まれるのを防いで、回転速度の制御を安定に行わせる
ことができる。

【００４０】内燃機関がｎ気筒（ｎは１以上の整数）の
４サイクルディーゼル機関またはｎ気筒の４サイクルガ
ソリン機関からなっている場合には、回転センサは、回
転検出パルスを内燃機関の１回転当り（ｎ／２）×ｍ個
（ｍは２以上の整数）発生するように構成される。この
場合、ディザ信号重畳手段は、回転検出パルスがｍ個発
生する間にディザ信号電流を回転速度の脈動に対して一
定の位相関係を持たせて整数サイクルずつ発生させるよ
うに構成される。

【００４１】また内燃機関がｎ気筒（ｎは１以上の整
数）の２サイクルディーゼル機関またはｎ気筒の２サイ
クルガソリン機関からなっている場合には、回転センサ
が、回転検出パルスを内燃機関の１回転当りｎ×ｍ個
（ｍは２以上の整数）発生するように構成される。この
場合、ディザ信号重畳手段は、回転検出パルスがｍ個発
生する間にディザ信号電流を回転速度の脈動に対して一
定の位相関係を持たせて整数サイクルずつ発生させるよ
うに構成される。

【００４２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明で用いる電磁式ア
クチュエータの一例と、該アクチュエータによりコント
ロールラックが操作される４サイクルディーゼル機関の
燃料噴射ポンプの一例とを示したものである。

【００４３】図１において、１は燃料噴射ポンプ、２は
該燃料噴射ポンプ１の片側に並べて配置されて該ポンプ
の燃料供給量調節部を操作するアクチュエータである。

【００４４】燃料噴射ポンプ１は、機関により駆動され
て燃料を噴射するポンプ本体（図示せず。）と、燃料供
給量調節部材としてのコントロールラック１０１と、該
コントロールラックの歯部に噛み合わされたピニオン歯
車の回転によりポンプ本体からの燃料の噴射量を調節す
る噴射量調節機構（図示せず。）とをハウジング１０２
内に収納したものである。

【００４５】図示の燃料噴射ポンプ１は４サイクル３気
筒ディーゼル機関に燃料を供給するもので、ハウジング
１０２の上部には機関の３つの気筒にそれぞれ燃料を供
給するパイプを連結するためのコネクタ１０３が設けら
れている。ハウジング１内の下部には、ポンプを駆動す
る回転軸１０４が、コントロールラック１０１と平行に
伸びるように設けられて、ハウジング１０２の側壁部に
ベアリング１０５を介して支持されている。

【００４６】回転軸１０４の一端はアクチュエータ２と
反対側に導出され、ハウジング１０２から導出された回
転軸１０４の端部に歯車１０６が取り付けられている。
内燃機関は、クランク軸とは別個に、該クランク軸の回
転数の１／２の回転数で回転する駆動軸（例えばカム
軸）を有し、該駆動軸に取り付けられた歯車が歯車１０
６に噛み合わされて回転軸１０４が回転駆動される。

【００４７】回転軸１０４の他端はアクチュエータ２側
に導出され、アクチュエータ２側に導出された回転軸１
０４の端部に鉄などの強磁性体からなるロータ３０１が
取り付けられている。このロータ３０１はその外周にリ
ングギア状のリラクタ３０１ａを備えていて、後記する
信号発電子３０３とともに回転センサ（信号発電機）を
構成する。

【００４８】コントロールラック１０１は、ハウジング
１０２の側壁部に固定された支持部材１０７，１０８に
より回転軸１０４の軸線方向と平行な方向に直線変位し
得るように支持されていて、その一端１０１ａ及び他端
１０１ｂが、それぞれアクチュエータ２側及びアクチュ
エータ２と反対側に導出されている。図示の例では、コ
ントロールラック１０１がアクチュエータ２から離れる
側に変位した際に燃料の噴射量（燃料供給量）が増加
し、該コントロールラック１０１がアクチュエータ２側
に変位したときに燃料噴射量が減少するようになってい
る。

【００４９】アクチュエータ２と反対側に導出されたコ
ントロールラック１０１の他端１０１ｂは、キャップ４
により覆われている。

【００５０】アクチュエータ２は、ケースを兼ねるフレ
ーム２０１を備えていて、該フレーム２０１内にアクチ
ュエータの各部が収納されている。図示のフレーム２０
１は、燃料ポンプと反対側に開口するように形成され
て、その底部が燃料ポンプ１のハウジング１０２の側面
にネジ２０２により固定された中空の第１のフレーム半
部２０１Ａと、該フレーム半部２０１Ａの開口部を閉じ
るように設けられて、図示しないボルトにより半部２０
１Ａに締結された第２のフレーム半部２０１Ｂとによ
り、２つ割りに構成されている。

【００５１】前記ロータ３０１は、第１のフレーム半部
２０１Ａ内に位置するように設けられていて、該第１の
フレーム半部２０１Ａに支持部材３０２を介して支持さ
れた信号発電子３０３の磁極部が、ロータ３０１の外周
に設けられたリングギア状のリラクタ３０１ａに対向さ
せられている。信号発電子３０３は、リラクタ３０１ａ
に対向する磁極部を先端に有する鉄心と該鉄心に巻回さ
れた信号コイルと該鉄心に磁束を流す永久磁石とを有す
る周知のもので、リングギア状のリラクタ３０１ａの歯
部が鉄心の先端の磁極部との対向を開始する際、及び該
対向を終了する際にそれぞれ信号コイルに極性が異なる
パルス信号が誘起するようになっている。このパルス信
号は、内燃機関の回転軸の回転角度位置の情報や、回転
速度情報を得るための回転検出パルスとして用いられ
る。

【００５２】図示の例では、リングギア状のリラクタ３
０１ａが１５個の歯部を等角度間隔で有していて、信号
発電子３０３は、機関のクランク軸が１回転する間に正
極性パルス及び負極性パルスをそれぞれ３０個ずつ発生
する。

【００５３】本発明に係わる制御装置では、クランク軸
の１回転当り３０個発生する正極性パルスまたは負極性
パルスのいずれかを回転検出パルスとして用いる。

【００５４】第２のフレーム半部２０１Ｂ内の下部に
は、電磁石２０５が固定され、該電磁石２０５の側方に
可動子２０６が配置されている。電磁石２０５は、鋼板
の積層体からなっていて、ヨーク２０７ａから３つの磁
極部２０７ｂないし２０７ｄを突出させた形状を有する
ほぼＥ字形の鉄心２０７と、ボビンに巻回されて中央の
磁極部２０７ｃに嵌装された励磁コイル２０８と、可動
子２０６とからなっている。

【００５５】可動子２０６は、Ｉ字形のヨーク２０６ａ
と、該ヨーク２０６ａから片側に突出した３つの磁極部
２０６ｂないし２０６ｄとを備えたほぼ櫛歯形の形状を
有している。

【００５６】可動子２０６のヨーク２０６ａの一端には
孔が設けられていて、該孔に支持軸２１０が回転自在に
嵌合されている。支持軸２１０は、フレーム半部２０１
Ｂのほぼ中央部にその軸線をコントロールラック１０１
の軸線と直交させた状態で配置されて、その両端がフレ
ーム半部２０１Ｂに固定されている。これにより可動子
２０６がフレーム２０１に回動自在に支持されている。
可動子２０６の磁極部２０６ｂないし２０６ｄはそれぞ
れ鉄心の磁極部２０７ｂないし２０７ｄに対応するよう
に設けられていて、励磁コイル２０８が励磁された時に
可動子２０６の磁極部２０６ｂないし２０６ｄがそれぞ
れ鉄心２０７の磁極部２０７ｂないし２０７ｄに吸引さ
れて、可動子２０６が鉄心２０７側に回動させられるよ
うになっている。

【００５７】フレーム半部２０１Ｂの下部には、可動子
２０６が鉄心２０７から離反する向きに回動したときに
可動子２０６の先端を当接させて該可動子の回動範囲を
規制するストッパ２１１がネジ止めされている。図示の
例では、可動子２０６の先端がストッパ２１１に当接し
た状態にあるときの該可動子の位置（図１に示した位
置）を可動子の第１の位置としている。可動子２０６
は、この原位置と、磁極部２０６ｂないし２０６ｄがそ
れぞれ鉄心２０７の磁極部２０７ｂないし２０７ｄに完
全に吸引されて該電磁石に当接した状態になる第２の位
置との間を変位し得るようにその回動範囲が定められて
いる。

【００５８】可動子２０６の先端部に設けられたバネ受
け部とフレーム半部２０１Ｂの下部に固定されたバネ受
け部材２１２との間に復帰バネ２１３が配置され、この
復帰バネにより可動子２０６が常時第１の位置側に付勢
されている。従って、可動子２０６は、電磁石２０５が
非励磁状態にあるときに図示の第１の位置に保持され
る。

【００５９】支持軸２１０にはまた出力レバー２１５が
回動自在に支持されている。出力レバー２１５は、所定
の形状に打ち抜かれた金属板からなっていて、出力レバ
ー２１５と可動子２０６とは、支持軸２１０の軸線方向
に位置をずらした状態で配置されている。出力レバー２
１５は、その中間部に形成された孔に支持軸２１０を回
転自在に嵌合させることにより、回動中心を可動子２０
６の回動中心（支持軸２１０の中心軸線）に一致させた
状態で、かつ可動子２０６との間に相対的な回動変位が
生じるのを許容した状態で回動し得るように支持されて
いる。

【００６０】出力レバー２１５は、支持軸２１０に支持
されている部分から可動子２０６と反対側に突出して伸
びる第１の部分２１５ａと、可動子２０６と同じ側に伸
びる第２の部分２１５ｂとを有していて、第２の部分２
１５ｂの支持軸２１０寄りの部分に、鉄心２０７と反対
側に突出した突起２１５ｃが設けられている。この突起
２１５ｃに引っ張りバネからなる連結バネ２１６の一端
が連結され、該連結バネ２１６の他端は可動子２０６の
先端寄りに設けられた突起２０６ｅに固定されている。
このバネ２１６により、可動子２０６と出力レバー２１
５とが連結されていて、可動子２０６が鉄心２０７によ
り吸引されて第１の位置から第２の位置に向けて回動す
る際及び鉄心２０７の励磁電流が減少させられて可動子
２０６が第２の位置から第１の位置に向けて回動する際
に、出力レバー２１５が可動子２０６の回動に追従して
回動するようになっている。

【００６１】出力レバー２１５の第２の部分２１５ｂの
端部には、可動子２０６側に起立した起立部２１５ｄが
形成され、該起立部２１５ｄに設けられたネジ孔に螺合
されたネジ２１７が可動子２０６のヨーク２０６ａの側
面に当接されている。この例では、ネジ２１７により、
可動子２０６が第１の位置にある時の出力レバー２１５
の位置を調節する位置調節機構が構成され、ネジ２１７
の可動子２０６側への突出量を調節することにより、可
動子２０６が第１の位置にある時の出力レバー２１５の
位置を適宜に調節することができるようになっている。
ネジ２１７は、バネ２１６の付勢力により、可動子２０
６に当接した状態に保持される。

【００６２】出力レバー２１５の第１の部分にリンク２
１８の一端が第１のピンＰ1 を介して連結され、該リン
ク２１８の他端がコントロールラック１０１の一端１０
１ａに第２のピンＰ2 を介して連結されている。第１の
ピンＰ1 及び第２のピンＰ2にはそれぞれ第１のカラー
２２１及び第２のカラー２２２が取り付けられている。

【００６３】この例では、出力レバー２１５の第２の部
分２１５ｂがアクチュエータ２の出力端となっていて、
電磁石の可動子２０６が第１の位置から第２の位置に向
って回動した際に出力レバー２１５がコントロールラッ
ク１０１を燃料供給量増量側に変位させるようになって
いる。

【００６４】フレーム２０１の第２の半部２０１Ｂの外
側にポテンショメータからなる位置センサ５が取り付け
られている。位置センサ５は、該センサの本体から突出
する側にバネで付勢された可動軸５ａを有していて、該
可動軸５ａの直線変位量に比例した電気信号を出力する
ようになっている。位置センサ５の可動軸５ａは、フレ
ーム２０１内に挿入されていて、該可動軸５ａの先端
が、出力レバー２１５の中間部から電磁石２０５側に突
出した突出部２１５ｅの先端に設けられた板状部２１５
ｆに当接されている。従って、出力レバー２１５の回動
に伴って位置センサ５の可動軸５ａが変位し、該位置セ
ンサ５から出力レバー２１５の回動位置に相応した電気
信号が得られる。

【００６５】電磁石２０５の励磁コイル２０８は、先端
にコネクタ６ａを有する電気コード６を通して図示しな
いコントローラに接続され、該コントローラから励磁コ
イル２０８に励磁電流が与えられるようになっている。
また位置センサ５の出力は、先端にコネクタ７ａを有す
るリード線７を通して図示しないコントローラに与えら
れるようになっている。

【００６６】上記の例では、出力レバー２１５と、連結
バネ２１６と、ネジ２１７からなる位置調節機構と、リ
ンク２１８からなる連結手段とにより電磁石の可動子２
０６の変位をコントロールラック１０１（燃料供給量調
節部材）に伝達する操作出力伝達機構が構成されてい
る。

【００６７】図示の例ではまた、リンク２１８の側方を
出力レバー２１５の回動軸（支持軸２１０）と平行に伸
びる駆動軸２２３がフレーム２０１に回転自在に支持さ
れている。駆動軸２２３の一端はフレーム２０１の外部
に導出されていて、該駆動軸２２３の一端に手動操作レ
バー２２４の一端が固定されている。手動操作レバー２
２４は、その他端が手動操作し得る位置まで伸びるよう
に設けられていて、該手動操作レバーを図１において時
計方向及び反時計方向に回動させることにより、駆動軸
２２３を時計方向及び反時計方向に回転させることがで
きるようになっている。

【００６８】フレーム２０１内に位置する駆動軸２２３
の他端には、強制駆動部材を構成する回動板２２５の一
端が固定されている。この回動板２２５は、第１のピン
Ｐ1と第２のピンＰ2 との間の位置でリンク２１８と非
接触で交差するように配置されていて、第１のピンＰ1
と第２のピンＰ2 との間の位置に強制駆動部材（回動
板）２２５の中立位置が設定されている。図示の状態で
は、回動板２２５が中立位置に配置されていて、該回動
板２２５に固定されたピン２２６と、フレーム２０１に
対して固定されたピンとの間に回動板２２５を中立位置
に保持するように付勢する保持バネ（引っ張りバネ）２
２７が取り付けられている。回動板２２５は、手動操作
レバー２２４側から外力が与えられない状態にあるとき
に、保持バネ２２７により付勢されて図示の中立位置に
保持される。

【００６９】そして、手動操作レバー２２４により回動
板２２５が出力レバー２１５側に回動させられたときに
該回動板２２５が第１のカラー２２１に当接してコント
ロールラック１０１を連結バネ２１６の付勢力に抗して
燃料供給量減量側に変位させるように出力レバー２１５
を回動させ、回動板２２５がコントロールラック１０１
側に回動させられたときに該回動板２２５がコントロー
ルラック１０１の一端１０１ａ（図２参照）に当接して
コントロールラック１０１を燃料供給量増量側に変位さ
せるように構成されている。

【００７０】上記の燃料供給装置において、電磁石２０
５の励磁コイル２０８に通電されると、該鉄心２０７の
磁極部２０７ｂ，２０７ｃ及び２０７ｄにそれぞれ可動
子２０６の磁極部２０６ｂ，２０６ｃ及び２０６ｄが吸
引されて、可動子２０６が図示の第１の位置から鉄心２
０７側の限界位置である第２の位置に向けて回動する。
可動子２０６が回動すると、該可動子にバネ２１６を介
して連結されている出力レバー２１５が可動子２０６と
同方向に回動させられる。これにより燃料噴射ポンプ１
のコントロールラック１０１が燃料の供給量を増加させ
る側に変位させられる。可動子２０６は、鉄心２０７に
よる吸引力と復帰バネ２１３の付勢力とが釣り合う位置
で停止する。可動子２０６の停止位置は励磁コイル２０
８に流す電流の大きさにより適宜に調整することができ
る。

【００７１】コントロールラック１０１が図示しないス
トッパ部に当接するとコントロールラック１０１の移動
が停止し、燃料供給量の増量が止まる。このときのコン
トロールラック１０１の位置が燃料供給量最大位置とな
る。

【００７２】上記の電子ガバナ用燃料供給装置において
は、何らかの原因で電磁石２０５が出力レバー２１５を
駆動することができなくなってコントロールラック１０
１の操作を行うことができなくなったときに、手動操作
レバー２２４を手で持って回動させることにより強制駆
動部材２２５を回動させて、出力レバー２１５及びコン
トロールラック１０１を手動にて操作することができる
ようになっている。

【００７３】図１に示した例では、出力レバー２１５を
可動子２０６と共通の支持軸２１０により支持して出力
レバー２１５の回動中心を可動子２０６の回動中心に一
致させるようにしたが、出力レバー２１５は可動子の回
動中心軸と共通の軸または該回動中心軸と平行な軸を回
動中心として可動子に対して相対的に回動し得る状態で
フレームに回動可能に支持されていればよい。従って、
出力レバー２１５の回動中心は必ずしも可動子２０６の
回動中心に一致している必要はなく、可動子２０６を支
持する軸と別の軸により出力レバー２１５を回動自在に
支持するようにしてもよい。

【００７４】また図１に示した例では、出力レバー２１
５の回動位置を検出する位置センサ５が設けられている
が、コントロールラックの位置を目標位置に保つように
アクチュエータ２を制御する位置制御を行わない場合に
は、この位置センサ５は省略することができる。

【００７５】図２は、上記のアクチュエータ２を制御す
るコントローラ１２を、制御の対象とする４サイクル３
気筒ディーゼル機関１０及び該機関の負荷１１等ととも
に示したものである。図２に示したコントローラ１２
は、回転センサ３の出力と、機関の指示回転速度を与え
る指示速度信号を出力するアクセルセンサ１３の出力と
を入力とする入力処理回路１２ａと、入力処理回路１２
ａを通して各センサの出力が入力されるマイクロコンピ
ュータ１２ｂと、マイクロコンピュータ１２ｂの出力を
アクチュエータの電磁石に与える励磁電流に変換して電
磁石２０５の励磁コイルに与える励磁回路１２ｃと、バ
ッテリ１３の出力を入力として、コントローラの各部を
駆動するために必要な電圧を出力する電源回路１４とを
備えている。

【００７６】マイクロコンピュータ１２ｂは、回転セン
サ３、回転速度指示手段１３、及び励磁回路１２ｃとと
もに、内燃機関の回転速度と指示速度との偏差に応じて
電磁石２０５に励磁電流を与えて、回転速度と指示速度
との偏差を許容範囲内に収めるように制御する制御部を
構成する。

【００７７】この制御部の構成は、例えば図３に示す通
りである。図３において、回転速度演算手段２１は、機
関の回転速度の脈動の１周期の期間（１燃焼サイクルの
機関）に亘って求めた回転検出パルスの発生間隔の平均
値から内燃機関の回転速度を演算し、偏差演算手段２３
は、回転速度演算手段により演算された回転速度と、回
転速度指示手段１３から与えられる指示速度との偏差を
演算する。

【００７８】また操作量演算部２４は、偏差演算手段２
３により演算された偏差を許容値以下に保つためにアク
チュエータの電磁石２０５に与える必要がある励磁電流
の大きさを操作量として演算する。励磁回路１２ｃは、
操作量演算部２４により演算された操作量に応じて電磁
石２に励磁電流を供給する。これによりアクチュエータ
２の出力端を変位させて、コントロールラック１０１を
所定の位置まで移動させ、機関の回転速度と指示速度と
の偏差を許容範囲に内に収めるように機関の回転速度を
修正する。

【００７９】４サイクルディーゼル機関は、クランク軸
が２回転する間に吸気、圧縮、爆発及び排気の４行程を
行うため、３気筒の場合には、２回転当り３回の爆発行
程が行われる。そのため、３気筒の４サイクルディーゼ
ル機関では、図４（Ａ）に示すように、回転速度の脈動
の幅がクランク軸の２／３回転分に相当する幅となり、
前述のように回転センサがクランク軸の１回転当り３０
個の回転検出パルスを発生するものとすると、その２０
パルス分の幅が回転速度の脈動幅となる。

【００８０】この場合、図４（Ｂ）に示すように、２０
パルス分のパルス間隔の平均値（２／３回転するのに要
する時間の平均値）を求めて、その平均値から回転速度
を演算するようにすれば、回転速度の脈動成分の影響を
受けることなく、機関の回転速度を求めることができ
る。

【００８１】また各パルスが発生する毎に前回発生した
パルスとの間のパルス間隔を求めて、逐次２０パルス分
のパルス間隔の平均値を求め、その平均値から回転速度
を演算するようにすれば、１パルス毎に脈動成分の影響
を受けずに回転速度を検出することができる。

【００８２】なお図１０に示した励磁電流が、脈動を補
償する成分を含まない励磁電流であり、図１１の回転速
度に重ねて示した脈動のない曲線が、上記の方法により
検出される回転速度である。アクチュエータに不感帯が
ないとすれば、このようにして検出した回転速度に基づ
いて回転速度の変動を補償するために必要な励磁電流の
補償分（制御量）を求めて、該補償分をアクチュエータ
に流す励磁電流に加えることにより、機関の回転速度を
指示速度に保つための制御を安定に行わせることができ
る。

【００８３】ところが実際にはアクチュエータ及びコン
トロールラックを含む機械系が有するヒステリシス特性
により生じる不感帯があるため、単に脈動成分の影響を
受けずに検出した回転速度を用いて励磁電流の補償分を
演算しただけでは、回転速度の制御を安定に行わせるこ
とができない。

【００８４】そこで、本発明においては、アクチュエー
タの励磁電流の不感帯幅以上の振動幅を持って振動する
ディザ信号電流を、内燃機関の燃焼サイクルにより生じ
る回転速度の脈動に対して一定の位相関係を持たせて、
かつ各脈動の１周期当り整数サイクルずつ発生させて、
該ディザ信号電流を励磁電流に重畳するディザ信号重畳
手段を設ける。

【００８５】図５（Ａ）ないし（Ｃ）はこのディザ信号
重畳手段が行う信号処理を示したもので、（Ａ）は回転
速度の脈動成分を示し、（Ｂ）は回転センサが発生する
回転検出パルスを示している。回転検出パルスの発生間
隔は、回転速度の脈動成分の瞬時値に応じて変化する。
図５（Ｃ）はアクチュエータの励磁電流にディザ信号電
流を重畳するために電磁石の励磁コイルに印加される制
御電圧Ｑに重畳するディザ信号電圧を示したものであ
る。この例では、該ディザ信号電圧が、励磁電流の不感
帯幅の中心を与えるレベルを中心にして該不感帯の幅に
等しい振動幅を持って振動する振動電圧からなってい
て、各脈動の１周期の期間当たり１サイクルのディザ信
号電圧を発生させている。

【００８６】図示の例では、回転速度の脈動の１周期当
たり回転検出パルスが２０パルス発生するため、回転検
出パルスが２０パルス発生する区間をディザ信号の１周
期として、該ディザ信号の周期と脈動の周期とを等しく
し、ディザ信号を回転速度の脈動に対して一定の位相関
係を持たせて発生させている。

【００８７】図示の例では、回転検出パルスの１０パル
ス間隔で電磁石の励磁コイルに印加する制御電圧Ｑにデ
ィザ信号電圧の半波の振幅に相当する電圧を加えたり減
じたりして、脈動の１周期当たり１サイクルのディザ信
号電圧を、その零点を回転速度の脈動の谷部（燃料噴射
タイミング）に一致させた状態で発生させている。

【００８８】なおディザ信号の周期は、必ずしも回転速
度の脈動の周期に等しくなくてもよく、回転速度の脈動
の周期よりも短くてもよいが、回転速度の脈動の各周期
の期間にディザ信号を整数サイクルずつ発生させること
が必要である。

【００８９】ディザ信号電流の振動幅は、制御装置の機
械系の個体差による励磁電流の不感帯幅Ｉｈ´のばらつ
きの範囲の下限を与える値よりも僅かに大きい程度に設
定するのが好ましい。

【００９０】なおアクチュエータの励磁電流をＰＷＭ制
御する場合には、ディザ信号電流の大きさをデューティ
比の形で設定して、励磁電流の大きさ（平均値）を与え
るデューティ比にディザ信号電流の大きさを与えるデュ
ーティ比を加算したり、減算したりすることにより、励
磁電流にディザ信号電流を重畳することができる。

【００９１】図３に示した制御部において、回転速度演
算手段２１、偏差演算手段２３、制御量演算部２４及び
ディザ信号重畳手段２６は、マイクロコンピュータ１２
ｂに所定のプログラムを実行させることにより実現する
ことができる。

【００９２】図６は、ディザ信号重畳手段２６を実現す
るために、回転センサ３が回転検出パルスを発生する毎
に実行される回転検出パルス割込みルーチンを示してい
る。回転検出パルスが発生すると、ステップ１において
割込みカウンタの計数値をインクリメントし、次いでス
テップ２において割込みカウンタの計数値が２０以下で
あるか否かを判定する。その結果、計数値が２０以下の
場合には、次いでステップ３において割込みカウンタの
計数値が１０以下であるか否かを判定し、計数値が１０
以下である場合には、ＰＷＭ出力からディザデータを減
算してメインルーチンに戻る。

【００９３】ステップ３において、割込みカウンタの計
数値が１０を超えていると判断された場合には、ステッ
プ５に進んでＰＷＭ出力にディザデータを加えた後にメ
インルーチンに戻る。

【００９４】ここで「ＰＷＭ出力」は、機関の回転速度
と指示速度との偏差にＰＩＤ演算を施すことにより求め
た制御量（偏差を許容範囲以下に収めるために必要な励
磁電流）であり、メインルーチンで実現される制御量演
算手段により演算される。

【００９５】また「ディザデータ」は、ディザ信号の半
波の振幅を与える量であり、電磁石の励磁電流をＰＷＭ
制御する場合には、デューティ比の形でＲＯＭに記憶さ
せておく。

【００９６】ステップ２において割込みカウンタの計数
値が２０を超えていると判定されたときには、ステップ
６に進んで割込みカウンタをクリアし、メインルーチン
に戻る。

【００９７】アクチュエータ２の励磁電流に振動するデ
ィザ信号電流を重畳すると、ディザ信号の振動に伴って
電磁石の可動部が振動する。このように、電磁石の可動
部が常に振動していると、燃料噴射タイミングで励磁電
流の変化が生じたときに電磁石の可動部が直ちに動き得
る状態にあるため、励磁電流が変化してもコントロール
ラックが動かないといった状態が生じることはなくなる
（ディザ効果が得られる）。しかしながら、噴射タイミ
ング毎に電磁石の可動部が動き始める位置がばらつく
と、励磁電流の変化分に対して燃料の供給量を適確に変
化させることがでないため、回転速度の制御を安定に行
わせることができない。

【００９８】しかるに、本発明のように、アクチュエー
タ２の励磁電流の不感帯幅以上の振動幅を持って振動す
るディザ信号電流を内燃機関の燃焼サイクルにより生じ
る回転速度の脈動に対して一定の位相関係を持たせて、
かつ各脈動の１周期当り整数サイクルずつ発生させて、
該ディザ信号電流を励磁電流に重畳するようにすると、
回転速度の脈動の幅または高さの如何に係わりなく、デ
ィザ効果を常に一定にすることができるため、各燃料噴
射タイミングにおいて、コントロールラック１０１が励
磁電流の変化に応答して動き始める位置を同じにするこ
とができる。

【００９９】したがって、各燃料噴射タイミングにおい
て燃料の噴射量を修正すべくアクチュエータの励磁電流
を変化させたときに、常にコントロールラックを同じ位
置から動かし始めることができ、励磁電流の同じ変化量
に対するコントロールラックの変化量が噴射タイミング
毎にばらつくのを防止することができる。そのため、制
御装置の機械系が有するヒステリシス特性により生じる
不感帯が制御に与える影響をなくして、機関の回転速度
の制御を常に安定に行わせることができる。

【０１００】本発明においては、ディザ信号電流をアク
チュエータの励磁電流の不感帯幅の中心レベルを中心に
して上下対称に振動させるため、ディザ信号電流の振幅
を大きくしても、何等差し支えない。したがって、前述
のように、ディザ信号電流の振動幅を、制御装置の機械
系の個体差による励磁電流の不感帯幅Ｉｈ´のばらつき
の範囲の下限を与える値よりも大きく設定することがで
き、このようにディザ信号電流の振幅を設定することに
より、アクチュエータの特性のばらつきの影響を受ける
ことなく、その不感帯の影響をなくして、良好な制御を
行わせることができる。

【０１０１】実際に、図１０及び図１１に示したディー
ゼル機関と同様の機関の回転速度を制御する場合に、図
５（Ｃ）に示すように、回転速度の脈動の１周期当たり
１サイクルのディザ信号電圧をアクチュエータの電磁石
に印加して、その励磁電流にディザ信号電流を重畳させ
たところ、図９に示すような良好な制御特性を得ること
ができた。

【０１０２】図９に示した例では、ディザ信号成分によ
りアクチュエータの励磁電流にヒステリシス幅（不感帯
幅）以上の電流リップルが生じ、これにより不感帯がな
くなって、コントロールラックが励磁電流に迅速に応答
して燃料の供給量を調節している。

【０１０３】また負荷の投入により、機関の回転速度が
低下し始めると、アクチュエータの励磁電流が増加し始
めるが、コントロールラックは不感帯による応答遅れを
伴うことなく動作して機関の燃料を調節している。

【０１０４】本発明においては、ディザ信号の振動幅
は、内燃機関の回転速度に応じて適値に設定するか、ま
たは内燃機関の指示速度に応じて適値に設定するのが好
ましい。

【０１０５】ディザ信号の適値は、機関の回転速度によ
り異なり、一般には、回転速度が低い場合ほどディザ信
号の振動幅を大きくすることが好ましい。したがって、
上記のように、ディザ信号の振動幅を、内燃機関の回転
速度に応じて適値に設定するか、またはディザ信号の振
動幅を、内燃機関の指示速度に応じて適値に設定するよ
うにすると、常に最適のディザ効果を得ることができ
る。

【０１０６】上記の例では、回転センサから得られる回
転検出パルスを基にして発生させたが、ディザ信号の発
生のさせ方は上記の例に限られるものではなく、例えば
機関の回転速度の脈動成分の周波数を逓倍して得た信号
の波高値を揃えるように波形整形することにより、ディ
ザ信号を得るようにしてもよい。

【０１０７】上記の例では、ディーゼル機関を例にとっ
たが、ガソリン機関やガス機関の燃料供給量を調節する
ために電磁式アクチュエータを用いて、回転速度の制御
を行う場合にも本発明を適用することができる。ガソリ
ン機関やガス機関の回転速度を制御する場合には、燃料
を気化させる気化器や、燃料と空気とを混合するミキサ
の応答遅れにより、制御系の安定化を図っているが、本
発明によれば、これらの応答遅れによる安定要素に期待
せずに、ディザ信号の振幅を適当に設定することによ
り、安定な回転速度制御を行わせることができる。

【０１０８】上記の例では、４サイクル３気筒内燃機関
を例にとったが、４サイクル４気筒内燃機関の場合に
は、回転速度の脈動の周期がクランク軸の１／２回転に
相当する期間となり、回転センサが１回転当り３０個の
回転検出パルスを発生する場合には、回転速度の脈動の
周期が１５パルス分の期間に等しくなる。また４サイク
ル６気筒内燃機関の場合には、回転速度の脈動の周期が
クランク軸の１／３回転に相当する期間となり、回転セ
ンサが１回転当り３０個の回転検出パルスを発生する場
合には、回転速度の脈動の周期が１０パルス分の期間に
等しくなる。

【０１０９】また２サイクル機関の回転速度を制御する
場合にも本発明を適用することができる。ｍ気筒の２サ
イクル機関の回転速度を制御する場合には、回転速度の
脈動の１周期の期間がクランク軸の１／ｍ回転に相当す
る期間に等しくなる。

【０１１０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内燃機
関の燃焼サイクルにより生じる回転速度の脈動に対して
一定の位相関係を有し、かつ各脈動の１周期当り整数サ
イクルずつ発生するディザ信号を電磁石の励磁電流に重
畳させるようにしたので、回転速度の脈動の幅または高
さの如何に係わりなく、ディザ効果を常に一定にするこ
とができ、各燃料噴射タイミングにおいて、励磁電流の
変化に応答してコントロールラックが始動する位置を同
じにすることができる。したがって、各燃料噴射タイミ
ングにおいて燃料の噴射量を修正すべくアクチュエータ
の励磁電流を変化させたときに、常にコントロールラッ
クを同じ位置から動かし始めることができ、励磁電流の
同じ変化量に対するコントロールラックの変化量が噴射
タイミング毎にばらつくのを防止することができる。そ
のため、制御装置の機械系が有するヒステリシス特性に
より生じる不感帯が制御に与える影響をなくして、機関
の回転速度の制御を安定に行わせることができる。

【０１１１】また本発明によれば、ディザ信号の振幅を
大きめに設定しておいても差し支えないため、アクチュ
エータの特性のばらつきや機関の燃料供給量調節部の摺
動抵抗のばらつき等の影響を受けることなく、制御装置
の機械系が有するアクチュエータのヒステリシス特性に
より生じる不感帯の影響をなくして制御性を良好にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる内燃機関用速度制御装置で用い
るアクチュエータ及び燃料噴射ポンプの構成例を一部断
面して示した側面図である。

【図２】本発明に係わる速度制御装置で用いるコントロ
ーラの構成を示したブロック図である。

【図３】本発明に係わる速度制御装置で用いる制御部の
構成例を示したブロック図である。

【図４】本発明が制御の対象とする内燃機関の回転速度
の脈動成分と回転検出パルスとを示した波形図である。

【図５】本発明が制御の対象とする内燃機関の回転速度
の脈動成分と回転検出パルスとディザ信号とを示した波
形図である。

【図６】本発明に係わる速度制御装置においてマイクロ
コンピュータが実行するプログラムのアルゴリズムの一
例を示したフローチャートである。

【図７】本発明に係わる内燃機関用速度制御装置に用い
られるアクチュエータの電磁石の可動部の位置と出力ト
ルクとの関係の一例を励磁電流をパラメータとして示し
た線図である。

【図８】本発明に係わる内燃機関用速度制御装置に用い
られるアクチュエータの電磁石の可動部の位置と励磁電
流との関係を与える特性の一例を示した線図である。

【図９】本発明を適用した内燃機関用速度制御装置によ
り得られる制御特性の一例を示した線図である。

【図１０】４サイクル３気筒ディーゼル機関の速度制御
装置において、アクチュエータの励磁電流にディザ信号
を重畳しない場合の制御特性を示した線図である。

【図１１】４サイクル３気筒ディーゼル機関の速度制御
装置において、アクチュエータの励磁電流に機関の回転
速度の脈動成分をディザ信号として重畳した場合の制御
特性を示した線図である。

【符号の説明】

１…燃料噴射ポンプ、２…アクチュエータ、３…回転セ
ンサ、１２…コントローラ、１３…回転速度指示手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７８ ３９０ ３９０Ｚ Ｆターム(参考） 3G084 AA01 AA02 BA13 EA11 EA12 EA13 EC01 EC06 FA13 FA33 FA38 3G301 HA02 HA03 LB14 LC01 LC10 MA11 NA08 ND41 NE25 NE26 PB04Z PE01A PE01Z PE03Z PG02Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁電流の大きさに相応した変位を生じ
   る可動部を有する電磁石と、該電磁石の可動部に連結さ
   れた入力端と内燃機関の燃料供給量調節部材に連結され
   た出力端とを有して前記電磁石の可動部の変位を前記燃
   料供給量調節部に伝達する操作出力伝達機構とを備えて
   いて、前記電磁石に与えられる励磁電流と前記出力端の
   位置との間の関係を与える特性がヒステリシス特性を示
   し、該ヒステリシス特性により、前記励磁電流が変化し
   ても前記出力端の位置が変化しない不感帯が生じる電磁
   式アクチュエータと、前記内燃機関の回転速度と指示速
   度との偏差に応じて前記電磁石に励磁電流を与えること
   により前記偏差を許容範囲内に収めるように制御する制
   御部とを備えた内燃機関用速度制御装置において、 前記アクチュエータの励磁電流の不感帯幅以上の振動幅
   を持って振動するディザ信号電流を前記内燃機関の燃焼
   サイクルにより生じる回転速度の脈動に対して一定の位
   相関係を持たせて、かつ各脈動の１周期当り整数サイク
   ルずつ発生させて、該ディザ信号電流を前記励磁電流に
   重畳するディザ信号重畳手段が設けられていることを特
   徴とする内燃機関用速度制御装置。
2. 【請求項２】 励磁電流の大きさに相応した変位を生じ
   る可動部を有する電磁石と、前記電磁石の可動部に連結
   された入力端と内燃機関の燃料供給量調節部材に連結さ
   れた出力端とを有して前記電磁石の可動部の変位を前記
   燃料供給量調節部に伝達する操作出力伝達機構とを備え
   ていて、前記電磁石に与えられる励磁電流と前記出力端
   の位置との間の関係を与える特性がヒステリシス特性を
   示し、該ヒステリシス特性により、前記励磁電流が変化
   しても前記出力端の位置が変化しない不感帯が生じる電
   磁式アクチュエータと、前記内燃機関の回転速度と指示
   速度との偏差に応じて前記電磁石に励磁電流を与えるこ
   とにより前記偏差を許容範囲内に収めるように制御する
   制御部とを備えた内燃機関用速度制御装置において、 前記内燃機関の回転速度が設定速度以下になっていると
   きに、前記アクチュエータの励磁電流の不感帯幅以上の
   振動幅を持って振動するディザ信号電流を前記内燃機関
   の燃焼サイクルにより生じる回転速度の脈動に対して一
   定の位相関係を持たせて、かつ各脈動の１周期当り整数
   サイクルずつ発生させて、該ディザ信号電流を前記励磁
   電流に重畳するディザ信号重畳手段が設けられているこ
   とを特徴とする内燃機関用速度制御装置。
3. 【請求項３】 前記ディザ信号電流の振動幅は、前記ア
   クチュエータと該アクチュエータにより操作される燃料
   供給量調節部材とを含む機械系の個体差により生じる励
   磁電流の不感帯幅のばらつきの範囲の最大幅よりも僅か
   に大きい値に設定されていることを特徴とする請求項１
   または２に記載の内燃機関用速度制御装置。
4. 【請求項４】 前記ディザ信号の振動幅は、前記内燃機
   関の回転速度に応じて適値に設定されることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用
   速度制御装置。
5. 【請求項５】 前記ディザ信号の振動幅は、前記内燃機
   関の指示速度に応じて適値に設定されることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用
   速度制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御部は、 前記内燃機関が単位角度回転する毎に回転検出パルスを
   発生する回転センサと、 前記回転速度の脈動の１周期の期間に亘って求めた前記
   回転検出パルスの発生間隔の平均値から前記内燃機関の
   回転速度を演算する回転速度演算手段と、 前記回転速度演算手段と前記指示速度との偏差を演算す
   る偏差演算手段と、 前記偏差を許容値以下に保つために必要な前記励磁電流
   の制御量を演算する制御量演算部と、 前記制御量演算部により演算された制御量に応じて前記
   アクチュエータに励磁電流を与える励磁回路とを備えて
   いる請求項１，２または３のいずれか１つに記載の内燃
   機関用速度制御装置。
7. 【請求項７】 前記内燃機関はｎ気筒（ｎは１以上の整
   数）の４サイクルディーゼル機関またはｎ気筒の４サイ
   クルガソリン機関からなっていて、前記回転センサは、
   回転検出パルスを内燃機関の１回転当り（ｎ／２）×ｍ
   個（ｍは２以上の整数）発生するように構成され、 前記ディザ信号重畳手段は、回転検出パルスがｍ個発生
   する間にディザ信号電流を回転速度の脈動に対して一定
   の位相関係を持たせて整数サイクルずつ発生させるよう
   に構成されている請求項１，２，３または４のいずれか
   １つに記載の内燃機関用制御装置。
8. 【請求項８】 前記内燃機関はｎ気筒（ｎは１以上の整
   数）の２サイクルディーゼル機関またはｎ気筒の２サイ
   クルガソリン機関からなっていて、前記回転センサが、
   回転検出パルスを内燃機関の１回転当りｎ×ｍ個（ｍは
   ２以上の整数）発生するように構成され、 前記ディザ信号重畳手段は、回転検出パルスがｍ個発生
   する間にディザ信号電流を前記回転速度の脈動に対して
   一定の位相関係を持たせて整数サイクルずつ発生させる
   ように構成されている請求項１，２，３または４に記載
   された内燃機関用速度制御装置。