JPH0443840A - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、過回転防止手段を備えたエンジンの燃料噴射
制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の燃料噴射制御装置には、−必要に応して
エンジンの過回転防止手段か設けられているが、この場
合、回転数検出回路で過回転状態が検出できたとしても
、この検出信号によって燃料噴射量制御用のアクチュエ
ータを駆動制御する駆動回路が故障した場合には、アク
チュエータの制御がで餘なくなって過回転防止ができな
くなる場合かあり得る。このため例えば、特開昭５６−
１０１０２９号公報に開示されているようにエンジンの
過回転を機械的に検出し噴射量制御用電磁アクチュエー
タへの通電電流を叶−０ＦＦさせる機植的スイッチを併
設することによって、電磁ピックアップ２４を含んで構
成される実回転数検出回路系に故障があっても過回転防
止が行えるようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の技術で述べたものにおいては、通常の制御のため
の回転数検出器のほかに過回転を検出する機械的な検出
手段を設けなければならず、実回転数の検出系統を二重
に設けたり、機械的構成が複雑化するという問題点を有
していた。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑み
てなざわたものであり、その目的とするところは、掛な
くともアクチュエータの位置検出信号又はエンジンの回
転数検出信号の一方によって過回転状態になることを検
出したときには、優先して燃料噴射量を制限もしくは実
質的に低下するようにアクチュエータ動作を制御して回
転数の上昇を効果的に抑制するエンジンの燃料噴射制御
装置を提供しようとするものである。

Ｌ３題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく本発明は、燃料噴射量の調節を行
うアクチュエータとこのアクチュエータの動作位置を検
出する位置検出器とエンジンの回転数を検出する回転数
検出器とエンジンの目標回転数を設定する設定器とを備
えると共に前記位置検出器の出力信号と前記設定器の設
定信号と前記回転数検出器の出力信号とをアクチュエー
タ駆動回路に入力してこの駆動回路の出力信号で前記ア
クチュエータを駆動することにより燃料噴射量を調節す
るエンジンの燃料噴射制御装置において、前記アクチュ
エータの位置が燃料噴射量が略最大となる位置に設定さ
れている上限位置を越えた時には前記アクチュエータ駆
動回路の出力信号を燃料噴射量が最大値を越えないよう
に規制する上限規制回路と、エンジンの回転数が上限値
を越えた時には前記アクチュエータの位置が実際の位置
よりも燃料増量側へ作動しているが如きの信号を前記上
限規制回路へ出力することにより前記アクチュエータを
燃料減量側へ作動させるオーバランリミッタ回路を設け
たものである。

（作用） エンジンの回転数が過回転状態になることを検出すると
燃料噴射量を制限もしくは実質的に低下するようにアク
チュエータを駆動させる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るエンジンの燃料噴射制御装置の全
体システム構成図である。

回転数制御装置１は、目標回転数設定器２で設定した目
標回転数に対応する電圧ｅ、を重畳回路３を介してアク
チュエータ駆動回路である比例・積分・微分演算回路（
以下ＰＩＤ回路と記す）４の一方の入力端子４ａへ印加
するとともに、エンジン５の実回転数に対応する電圧信
号ｅｎを他方の入力端子４ｂへ印加して、二つの電圧信
号の差電圧（ｅｉ　　ｅｎ）に比例・積分・微分演算を
施した出力電圧ｅ０を発生させ、ＰＷＭ　（パルス幅変
調）変換回路６を介してＮＰＮパワートランジスタＴ、
のスイッチング動作で燃料噴射量調節機構７のソレノイ
ド式アクチュエータ７ａを駆動して燃料噴射量を増減さ
せ、エンジン５の回転数を制御する構成である。

また、アクチュエータ７ａの位置に対応する電圧信号ｅ
１からアクチュエータ７ａの最大位置の上限を規制する
上限規制回路８と、エンジン５の回転数が所定値を越え
たときにアクチュエータ７ａの位置が実際の位置よりも
燃料増量側へ作動しているが如きの信号を上限規制回路
８へ出力するオーバランリミッタ回路９を備えている。

更に、回転数検出器１０はエンジンの回転数に比例する
周期のパルス信号Ｐ。を出力し、このパルス信号Ｐｎは
周波数−電圧変換回路１１てパルス信号Ｐ。の周期に対
応するアナログ電圧ｅ。に変換される。

ソレノイド式アクチュエータ７ａの位置は、アクチュエ
ータ位置センサ１２で検出され、その位置検出出力１２
ａは検波・整流回路１３で直流信号ｅａに変換される。

直流信号ｅ８は、後述するように実際には増幅回路２０
で兼用されるところの反転増幅回路１４で増幅され、そ
の出力１４ａはコンデンサ３ａを介して重畳回路３内の
演算増幅器３ｄの反転入力端子３ｂへ入力される。

′ｉ４２図はソレノイド式アクチュエータおよびアクチ
ュエータ位置センサの一構成例を示す構造図である。

第２図はジーゼルエンジン用の燃料噴射量調節機構７の
コントロールラック７ｂを駆動する例を示したもので、
燃料噴射量調節機構７の側方に固着されたソレノイド式
アクチュエータ７ａの一端をコントロールラック７ｂと
連結し、さらにソレノイド式アクチュエータ７ａの側方
に差動トランスを用いた位置センサ１２を設けている。

ソレノイド式アクチュエータ７ａはソレノイド７ｃへ通
電することにより電磁力でアクチュエータ７ｄを軸方向
へ移動させるものである。位置センサ１２は１次コイル
１２ｂおよび２次コイル１２ｃ、１２ｄの中に、可動コ
ア１２ｅを挿入した直線変位センサである。このセンサ
１２は、１次コイル１２ｂを低周波交流で励磁すること
により、アクチュエータ７ｄに連結された可動コア１２
ｅの位置によって、逆極性接続した２次コイル１２ｃ、
１２ｄに発生する電圧および極性が変化することを利用
してアクチュエータの位置を検出するものである。

第１図に戻って説明を続ける。

検波・整流回路１３は位置センサ１２の出力１２ａに基
づいてアクチュエータ位置センサ１２が燃料噴射量増側
に位置すると、位置検出出力電圧ｅ、が低くなるよう構
成されている。検波・整流回路１３の出力ｅ１は、反転
増幅回路１４（＝：増幅回路２０）で直流増幅され、コ
ンデンサ３ａと抵抗３ｃからなる微分回路を通してアク
チュエータ位置変化に対応する電圧が微分されて演算増
幅器３ｄの反転入力端子３ｂへ入力される。演算増幅器
３ｄの非反転入力端子３ｅには目標回転数設定器２の出
力電圧ｅ１が印加されている。反転入力端子３ｂにｅ分
入力端子が印加されない状態では、重畳回路３の出力電
圧はｅｌの電圧と同じで、アクチュエータ位置が燃料増
側へ移動じた場合は微分回路３ａ、３ｃからの人力によ
り、重畳回路３の出力電圧は前記電圧ｅ１より低い電圧
となり、燃料減側へ移動した時は前記電圧ｅ、より高い
電圧となるよう構成している。

ＰＩＤ回路４は、演算増幅器４ｃと、この演算増幅器４
ｃの出力端子４ｄと反転入力端子４ｅとの間に設けた積
分回路１５と、反転入力端子４ｅに一端が接続された入
力抵抗１６と、この人力抵抗と並列に接続された微分回
路１７とで演算回路を構成している。積分回路１５は、
コンデンサ１５ａと、このコンデンサ１５ａに並列接続
されたコンデンサ１５ｂと抵抗１５ｃの直列回路からな
る３素子で構成している。微分回路１７は、コンデンサ
１７ａと抵抗１７ｂの直列回路で構成している。

パワートランジスタＴ、は、ベースＢをＰＷＭ変換回路
６の出力と接続し、コレクタＣをソレノイド式アクチュ
エータ７ａとダイオードＤの並列回路の一端に接続し、
エミッタＥをＧ’Ｎ　Ｄへ接続している。

周波数−電圧変換回路１１の出力電圧ｅｎは、オーバラ
ンリミッタ回路９を構成する演算増幅器９ａの非反転入
力端子９ｂに印加されている。

オーバランリミッタ回路９は、演算増幅Ｑ９ａと、この
演算増幅器９ａの出力端子９Ｃと反転入力端子９ｄ間に
抵抗９ｅを接続し、反転入力端子９ｄに電源＋Ｖを抵抗
９ｆ、９ｇで分圧したエンジン５の所定回転数に対応す
る電圧信号ｅ、を印加し、更に前記のように非反転入力
端子９ｂに電圧信号ｅ、と比較されるエンジン５の実回
転数に対応する電圧信号ｅ。を印加して構成される。な
お、９ｈは逆流防止用のダイオードである。

従って、電圧信号ｅｎの方が電圧信号ｅ、よりも大の時
にのみオーバランリミッタ回路９は正の電圧を出力する
。即ち、エンジン５の実回転数が所定回転数よりも高く
なった時である。

また、上限規制回路８は、比例・積分（ＰＩ）回路で構
成されており、演算増幅器８ａと、この演算増幅器８ａ
の出力端子８ｂと反転入力端子８Ｃとの間に設けたコン
デンサ８ｄと抵抗８ｅの直列回路と、反転入力端子８ｃ
に一端が接続された人力抵抗８ｇを備えている。また、
非反転入力端子８ｈには、上限位置設定器８ｓによって
電源＋Ｖを抵抗８ｉ、８ｊで分圧したアクチュエータ７
ａの上限位置（燃料噴射量最大位置）に対応する電圧信
号ｅｒが印加され、反転入力端子８ｃに接続された抵抗
８ｇの他端にはアクチュエータ７ａの位置に対応する電
圧信号ｅ、が増幅回路２０を介して印加されている。な
お、８には逆流防止用のダイオードである。

従って、増幅回路２０を介して印加される電圧信号ｅ、
の方が電圧信号ｅ、よりも大の時にのみ上限規制回路８
は出力端子８ｂに負の電圧を出力する。

増幅回路２０は、演算増幅器２０ａと、この演算増幅器
２０ａの出力端子２０ｂと反転入力端子２０ｃとの間に
設けた抵抗２０ｄと反転入力端子２０ｃに一端が接続さ
れた人力抵抗２０ｅを僅えている。また、非反転入力端
子２Ｏｆには電源子Ｖを抵抗２０ｇ、２０ｈで分圧した
基準電圧ｅｃが印加され、更に非反転入力端子２０ｆに
はオーバランリミッタ回路９の出力端子９１が接続され
ている。反転入力端子２０ｃには抵抗２０ｅを介して検
波・整流回路１３の出力電圧ｅ１が印加されている。従
って、増幅回路２０を構成する演算増幅器２０ａの反転
入力端子２０ｃにはアクチュエータ７ａの位置に対応す
る電圧信号ｅ８が印加され、一方弁反転入力端子２０ｆ
には回転数に対応する電圧信号ｅ。がオーバランリミッ
タ回路９を介して電圧信号ｅｂとして印加されている。

そして、増幅回路２０の出力電圧ｅ、は上限規制回路８
に入力されると共に重畳回路３を構成するコンデンサ３
ａと抵抗３Ｃからなる微分回路を通して演算増幅器３ｄ
の反転入力端子３ｂへ人力されている。

なお、増幅回路２０で反転増幅回路１４の機能を兼用す
ることかできるので本実施例においては反転増幅回路１
４を括弧書きしたように省略している。

以上のように構成されたエンジンの燃料噴射装置の動作
について以下に説明する。

エンジン５の実回転数に対応する電圧信号ｅ。

が上限として設定されている所定回転数に対応する電圧
信号ｅ、よりも犬となる時はオーバランリミッタ回路９
の出力電圧ｅｂが上昇し、更に出力電圧ｅｂとダイオー
ド９ｈの順方向電圧との和が増幅回路２０の基ｆＪ−電
圧ｅｅよりも大である時は、基￥電圧ｅｃを上昇させア
クチュエータ７ａの位置に対応する電圧信号ｅＪの価に
関係なく増幅回路２０の出力電圧ｅ、は上昇する。そし
て上昇した結果、出力電圧ｅ、が上限規制回路８の上限
位置設定器８Ｓで設定されているアクチュエータ７ａの
燃料噴射最大位置に対応する電圧信号ｅｒよりも大にな
ると上限規制回路８の出力電圧ｅ、は負の電圧になって
ＰＩＤ回路４の出力電圧ｅ０を吸込むようにして、燃料
噴射量が実質的に低下するようにアクチュエータ７ａを
駆動させる。

従って、過回転時にはＰＩＤ回路４を介して行う通常の
エンジン回転数制御に優先して過回転の継続を抑制する
ことができるので、仮にアクチュエータ７ａの位置検出
系あるいはアクチュエータ７ａの制御信号系に故障が発
生した場合であってもこれに起因する回転数上昇現象の
発生を効果的に抑制することができる。

なお、電圧信号ｅ。が電圧信号ｅ。より小である時、即
ち過回転状態でない時はオーバランリミッタ回路９の出
力電圧ｅ、は低電圧となって増幅回路２０の電源＋■と
抵抗２０ｇ、２０ｈによって決まる基’５Ｎ圧ｅｃを上
昇させず、オーバランリミッタ回路９の動作はＰＩＤ回
路４を介して行う通常のエンジン回転数制御に何らＬ響
を及ぼさない。従って、仮にオーバランリミツタ回路９
自体に故障か発生した場合であっても回転数を上昇させ
るようなことはない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、燃料噴射用アクチ
ュエータの動作位置の上限（燃料噴射量の略最犬位置）
を規制する上限規制回路を使用した簡易な構成によって
、少なくともアクチュエータの位置検出系あるいはエン
ジンの回転数検出系の一方によってエンジンが過回転に
なることを検出したときには、優先して燃料噴射量を制
限もしくは実質的に低下するようにアクチュエータ動作
を制御してエンジンの回転数の上昇を効果的に抑制する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの燃料噴射制御装置の全
体システム構成図、第２図はソレノイド式アクチュエー
タおよびアクチュエータ位置センサの一構成例を示す構
造図である。 １・・・回転数制御装置、２・・・目標回転数設定器、
３・・・重畳回路、４・・・比例・積分・微分演算回路
（ＰｒＤ回路）、５・・・エンジン、６・・・ＰＷＭｉ
ｌｌｉ回路、７・・・燃料噴射量調節機構、８・・・上
限規制回路、９・・・オーバランリミッタ回路、１０・
・・回転数検出器、１１・・・周波数−電圧変換回路、
１２・・・アクチュエータ位置センサ、２０・・・増幅
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料噴射量の調節を行うアクチュエータとこのアクチュ
   エータの動作位置を検出する位置検出器とエンジンの回
   転数を検出する回転数検出器とエンジンの目標回転数を
   設定する設定器とを備えると共に前記位置検出器の出力
   信号と前記設定器の設定信号と前記回転数検出器の出力
   信号とをアクチュエータ駆動回路に入力してこの駆動回
   路の出力信号で前記アクチュエータを駆動することによ
   り燃料噴射量を調節するエンジンの燃料噴射制御装置に
   おいて、前記アクチュエータの位置が燃料噴射量が略最
   大となる位置に設定されている上限位置を越えた時には
   前記アクチュエータ駆動回路の出力信号を燃料噴射量が
   最大値を越えないように規制する上限規制回路と、エン
   ジンの回転数が上限値を越えた時には前記アクチュエー
   タの位置が実際の位置よりも燃料増量側へ作動している
   が如きの信号を前記上限規制回路へ出力することにより
   前記アクチュエータを燃料減量側へ作動させるオーバラ
   ンリミッタ回路を設けたことを特徴とするエンジンの燃
   料噴射制御装置。