JPH0565702B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンへの燃料供給量を制御して
エンジンの出力回転数を制御するエンジンの調速
装置に関する。

〔従来技術〕

従来、エンジンの回転数を制御する燃料噴射ポ
ンプに設けたガバナのガバナレバーをコントロー
ルすることにより燃料供給量をコントロールして
エンジンの出力回転数を制御する調速装置とし
て、電気的又は機械的なリモートコントロールに
よりレギユレータハンドルの位置を操作するよう
にするものと、機関回転数を測定してフイードバ
ツク制御によるものとがあつた。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、従来のリモートコントロールに
よるものでは、回転設定器に対してガバナレバー
の位置が一対一で対応しているため、このような
ものでは、レギユレータハンドルの動きがダイレ
クトに燃料噴射ポンプのコントローララツクに伝
えられ、例えば海中に投じた漁網を引く場合等の
負荷投入により機関の回転ダウンを生じるなど、
機関運転時における負荷の変動による回転数のず
れの問題があつた。

又、後者の回転数のフイードバツク制御方式で
は、機関停止時にガバナレバーを制御できないた
め、ガバナレバーがアイドル位置にあると、冬期
において始動不可能な場合があるという機関停止
時からの始動に問題があつた。

更に、前記のものは、レギユレータハンドルを
急激に加速の方向へ動かすと、一度に大量の燃料
が燃料室に過供給されて不完全燃焼を起し、黒煙
が発生するという問題の外、燃費が必要以上に多
くなつたり、エンジンの出力効果が低下してしま
う等の問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した事情に鑑みて成されたもの
で、エンジンの負荷変動に対してエンジ回転数に
変動がなく、而も冬期のエンジン始動に支障がな
く、而も、エンジンの出力回転数の急激な上昇が
指示されたとしても、燃料の急激な過供給を緩和
して常に燃料の完全燃料を計ることを目的として
いる。

〔目的を達成するための手段〕

この目的を達成するための本発明は、第１図の
機能ブロツク図に示すように構成される。即ち、
燃料噴射ポンプａと、この噴射ポンプの燃料供給
量を決定するメカニカルガバナｂと、このガバナ
ｂを通じて上記噴射ポンプａの燃料供給量をコン
トロールしてエンジンｄの出力回転数を制御する
電動駆動装置ｅとを有するエンジンｄにおいて、
機関停止時に、エンジン回転数設定手段ｆによる
設定回転数から算出された目標ガバナレバー位置
と、その位置検出手段ｇによる検出レバー位置と
を比較する手段ｈと、機関運転時に、上記回転数
設定手段ｆの設定回転数に変動があつたか否かを
検出する変動検出手段ｋと、上記変動検出手段ｋ
で設定回転数が安定していることが検出されたと
き、上記回転数設定手段ｆによる設定回転数とエ
ンジン回転検出手段ｍによる検出機関回転数とを
比較する手段ｎと、機関停止時において上記検出
ガバナレバー位置が上記回転数設定手段ｆによる
目標機関回転数のガバナレバー位置より大きい場
合及び機関設定回転数の変動が安定している場合
において上記検出機関回転数が上記設定回転数よ
り大きい場合に、上記ガバナレバーを減速側に上
記電動駆動装置ｅを駆動させる通電手段ｐと、機
関停止時において上記検出ガバナレバー位置が上
記機関回転数の目標ガバナレバー位置より小さい
場合及び機関設定回転数の変動が安定している場
合において上記検出機関回転数が上記設定回転数
より小さい場合に、上記ガバナレバーを増速側に
上記電動駆動装置を駆動させる通電手段ｒと、上
記変動検出手段ｋで設定回転数に変動があつたこ
とが検出されたとき、この設定回転数の変動に必
要な上記電動駆動装置ｅへの通電時間を算出する
通電時間算出手段ｓと、この通電時間算出手段で
算出された通電時間につき、エンジンの急激な燃
料の過供給による不完全燃焼を発生させない範囲
で通電を断続させる通電断続手段ｔと、上記駆動
手段と通電断続手段とによる上記電動駆動手段へ
の通電によつて上記エンジの出力回転数が設定回
転数に達したか否かを判別する到達判別手段ｕ
と、この到達判別手段ｕの判別結果に基づいて、
上記通電断続手段による通電を停止させる通電停
止手段ｖとを備えたことを特徴とするエンジンの
調速装置。

本発明において、上記変動検出手段ｆが回転数
設定手段ｇの設定回転数の変動を検出したときの
通電時間算出は、この変動後の回転数を実現する
のに必要な上記噴射ポンプのコントロールラツク
の作動を達成するため、電動駆動手段ｅへの必要
とされる通電時間を算出して、通電断続手段ｉに
与えるものであり、この通電時間が長いほどガバ
ナレバーの回転角の変化が激しく、それだけ不完
全燃料になり易いため、通電時間が長いほどデユ
ーテイ比の小さい断続的な通電信号を上記電動駆
動装置ｅに与え不完全燃焼を防止するものであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例につき図面を参照して
説明する。

第２図は、本発明のエンジンの調速装置を船舶
推進装置に適用した実施例を示すもので、図中１
はリモコンハンドルであり、このリモコンハンド
ハル１にはレギユレータハンドル２とクラツチ切
換ハンドル３とが設けられている。レギユレータ
ハンドル２は、前後にシフトすることによりエン
ジンの回転数を設定するもので、このレギユレー
タハンドル２には、プツシユプルケーブル４が取
り付けられ、このプツシユプルケーブル４の先端
はアクセルレバー６の先端に固定されている。こ
のアクセルセンサ５では、アクセルレバー６の回
動位置が電気的に検出され、その検出信号がエン
ジンの設定回転数データとして制御部７に与えら
れる。このアクセルセンサ５と上記レギユレータ
ハンドル２とによつて、上記した回転数設定手段
ｆが構成される。

制御部７では、後述するフローに基づいて、与
えられる設定回転数データに応じ、通電信号が生
成されて、レギユレータアクチユエータ８のDC
モータ９に与えられる。この制御部７が上述した
第１図の制御部に対応するものである。

レギユレータアクチユエータ８は、上述の電動
駆動装置ｅを構成しており、具体的には第３図に
示すように構成され、モータ９の駆動は、ギヤ機
構１０を介してコントロールシヤフト１１に伝え
られ、該シヤフト１１が前後動される。このコン
トロールシヤフト１１の先には、リンク１２を介
して燃料噴射ポンプ１５に設けられたメカニカル
ガバナ１３のガバナレバー１４が連結され、この
ガバナレバー１４の回動によりエンジン１６への
燃料供給量がコントロールされ、エンジン１６の
出力回転数が制御される。

前記レギユレータアクチユエータ８のコントロ
ールシヤフト１１の基端部は、斜めに切欠されて
傾斜面１７が形成され、この傾斜面１７には差動
トランス１８の可動鉄心１９が当接し、上記コン
トロールシヤフト１１の前後動によつて可動鉄心
１９が上下動し、この可動鉄心１９の位置が、差
動トランス１８のコイルによつて検出され、この
位置検出信号が、ガバナレバー位置検出手段ｇの
位置検出信号として上記制御部７に与えられる。

制御部７では、この位置検出信号に基づいてエ
ンジン１６の上記レギユレータハンドル２によつ
て設定した設定回転数に達したか否かの判別が行
われ、設定回転数に達すると、モータ９への通電
が停止される。

上記エンジン１６の図示されていないクランク
軸によつて駆動される燃料噴射ポンプ１５の駆動
軸２０に設けられた電磁ピツクアツプ等より成る
エンジン回転センサ２１が対設され、このセンサ
２１の検出信号は、制御部７に与えられ、エンジ
ン１６の回転数の検出が行われる。上記の設定回
転数に達したか否かの判別は、このエンジン１６
の検出回転数に基づいてもよい。ただし、レギユ
レータハンドル２の急激な動きに対してエンジン
１６の追従は遅れるので、ガバナレバー１４の位
置検出によつて回転数を検出する方が適切な制御
を行うことができる。

次に第４図のフローチヤートを参照して本実施
例のエンジンの調速装置の動作について述べる。

なお、第５図中、Pgはガバナレバー位置、Pgs
は目標ガバナレバー位置、Neは機関回転数、
Nesは機関回転数設定値を表す。

まず、ステツプにおいて、機関停止か否かが
判別される。これについては、機関回転数検出器
２０の出力を用いることによつて機関が停止して
いるか、それとも運転中かを判断することができ
る。

いま、機関が停止しており、ステツプでの判
別結果がyesのときは、Pgsの計算を行い、そし
て、Pg＝Pgsか否か、PgがPgsより大きいか否か
を判別するステツプ以下の処理に進む。即ち、
ステツプにおいては、設定された設定回転数
Nesから計算して得た目標ガバナレバー位置Pgs
がガバナレバー位置Pg（検出値）と等しいか否か
を判別し、その判別結果がnoの場合は、ステツ
プで両者の比較を行い、PgがPgsより大きいか
そうでないかを判断するのである。

このように、機関回転数の設定及び機関回転数
の測定が行えると共に、メカニカルガバナ１３の
ガバナレバー１４を操作するレギユレータアクチ
ユエータ８を有する内燃機関の調速装置におい
て、ガバナレバー３の位置を検出するようにし、
機関停止時には、設定回転数から目標ガバナレバ
ー位置Pgsを求め、これを測定ガバナレバー位置
Pgと比較してその大小関係を求めるようにする。
そして、PgがPgsよりも大きくてステツプの判
断結果がyesのときはステツプでガバナレバー
３を減速側に動かすように、又、そうでなくて
noの判別結果が得られたときにはステツプで
ガバナレバー３を増速側に動かすように、上記
DCモータ６に制御信号を送出し、これを駆動す
る。このような処理をステツプにおいてyesの
判別結果が得られるまで実行する。即ち、目標ガ
バナレバー位置Pgsとガバナレバー位置Pg（検出
値）が一致するようにガバナレバー３を回転させ
るのであり、このようにして機関停止時にはレバ
ー位置に基づく回転数の期待値制御を行うことが
できる。

一方、機関運転時には、エンジンの回転数設定
値の変動が安定しているか否かを判別する。これ
については、ステツプでアクセルセンサ６の変
動が安定しているか否かが判別され、yesならス
テツプ以降で回転数検出に基づく制御を行う。

即ち、この場合は、ステツプ、を実行し、
設定された設定回転数Nesと機関回転数Ne（検出
値）の大小関係に応じて、ステツプ又はを実
行するのである。ステツプにおいて、Ne＝
Nesか否かを判別し、noの判別結果のときは、ス
テツプでNeがNesより大きいか否かを判別し、
大きければガバナレバー３を減速側に動かすよう
に、又、そうでないときは、増速側に動かすよう
にDCモータ６に制御信号を送出するのである。
このような処理はNe＝Nesになるまで行われ、
このように機関回転時には、設定された設定回転
数Nesと機関回転数Ne（検出値）が一致するよう
にガバナレバー３を回転させる。

更に、上記ステツプで、エンジンの回転数が
安定せず、急激に変動したためにnoの判別結果
が得られるとプログラムはステツプが実行され
る。

即ち、ステツプでは、差動トランス１８より
与えられるコントロールシヤフト１１の位置検出
信号に基づいてエンジン１６の出力回転数データ
Neを算出し、これとアクセルセンサ５からの設
定回転数データNesとを対比し、両データに差が
生じないかを常時検出している。

ここでいま、レギユレータハンドル２を急に加
速方向にシフトしたものとする。すると、制御装
置は、上記ステツプで、設定回転数データNes
と出力回転数データNeとの両データの差に応じ
たレギユレータアクチユエータ８のモータ９への
通電時間t₁を算出する。この通電時間t₁は、両デ
ータの差が大きいほどコントロールシヤフト１１
を大きく動かさなくてはならないから、それだけ
大きい値となる。

次いで、ステツプで、上記算出した通電時間
t₁に基づき、この通電によつてエンジン１６への
急激な燃料の過供給による不完全燃焼を生じない
範囲で、通電を断続させるための通電デユーテイ
比ｘ％を算出する。ここで、デユーテイ比とは、
パルス信号の一周期に対するハイレベルの時間割
合をいう。この通電デユーテイ比ｘ％は、通電時
間t₁が長いほどコントロールシヤフト１１が大き
く動いて燃料噴射ポンプ１５のラツクの変化も大
きくなり、その分不完全燃焼になり易くなるた
め、それだけ小さな比率となる。

そして、制御装置７はステツプで、出力回転
数データNeに対して設定回転数データNesが小
さいか否かを判断される。いま、加速の方向であ
るから、設定回転数データNesの方が大きいた
め、ステツプに進んで、レギユレータアクチユ
エータ８のモータ９に対し、加速方向に上記算出
デユーテイ比で断続通電をt₁秒間行う。

これにより、モータ９は間歇駆動され、それに
より、コトロールシヤフト１１ガ徐々に駆動さ
れ、その結果燃料噴射ポンプ１５のコントロール
ラツクを徐々に動かして、燃焼室に対する燃料の
急激な過供給が緩和され、不完全燃焼が防止され
る。

そして、ステツプで再び出力回転数Neが設
定回転数Nesに達したか否かが判別され、設定回
転数に達するまで上記ステツプ〜が繰返し実
行される。この繰返し通電時間t₁は、最初に算出
されたものより徐々に短いものとなつていく。

又、上記ステツプで、出力回転数Neより設
定回転数Nesの方が小さいことが判別されると、
この場合は減速処理となるが、減速の場合は燃料
の過供給ということがあり得ないので、ステツプ
に進んで断続通電はなされず、デユーテイ比
100％の通電信号がt₁秒間出力される。何れの場
合も設定回転数に機関回転数が達したことが確認
された場合はステツプに戻る。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明の機関回転
数の調整装置は次に効果を奏することができる。

(1) 機関停止時には、ガバナレバーに基づく回転
数の期待値制御を行うことができるので機関停
止時の始動予備動作を行うことができ、例え
ば、冬期においても確実な機関の始動を可能と
し、又、始動時の滑らかな立ち上がりを行わせ
ることができる。

(2) 機関運転時でエンジンの回転数設定値の変動
が安定しているときは、回転数検出手段に基づ
く制御動作を行うことができるので航走時に
は、負荷の変動による機関回転数のずれの補正
もでき、機関回転数を一定にすることによつて
きめの細かな機関回転数の調整を行うことがで
きる。

(3) 機関運転時でエンジンの回転数設定値の変動
が急激なときは、噴射ポンプの燃料供給量をメ
カニカルガバナによりコントロールしてエンジ
ンの出力回転数を制御する電動駆動装置への必
要な燃料の過供給による不完全燃焼を発生させ
ない範囲で断続させるようにし他から、燃焼の
急激な過供給を緩和して、常にエンジンの完全
燃焼を計ることができ、燃料の急激な過供給に
よる黒煙の発生を防止することがてき、この結
果、燃費が必要以上に大きくなつたり、エンジ
ンの出力効率が低下してしまうことがなく、大
変経済的である。

(4) 更に、本発明に使用するガバナはメカニカル
ガバナであるので、シケ等の予想外の原因で制
御部が故障したとしても、手動コントロールに
切り換えることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す機能ブロツク図、
第２図はエンジンの調速装置の全体構成図、第３
図はレギユレータアクチユエータ８の部分断面
図、第４図はDCモータへの通電を断続させる処
理のフローチヤート図である。 ２……レギユレータハンドル、５……アクセル
センサ、７……制御部、８……レギユレータアク
チユエータ、９……DCモータ、１１……コント
ロールシヤフト、１３……ガバナレバー、１４…
…メカニカルガバナ、１５……燃料噴射ポンプ、
１６……エンジン、１８……差動トランス、２１
……エンジン回転センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料噴射ポンプと、この噴射ポンプの燃料供
   給量を決定するメカニカルガバナと、このガバナ
   を通じて上記噴射ポンプの燃料供給量をコントロ
   ールしてエンジンの出力回転数を制御する電動駆
   動装置とを有するエンジンにおいて、機関停止時
   に、エンジン回転数設定手段による設定回転数か
   ら算出された目標ガバナレバー位置と、ガバナレ
   バー位置検出手段による検出レバー位置とを比較
   する手段と、機関運転時に、上記回転数設定手段
   の設定回転数に変動があつたか否かを検出する変
   動検出手段と、上記変動検出手段で設定回転数が
   安定していることが検出されたとき、上記回転数
   設定手段による設定回転数とエンジン回転検出手
   段による検出機関回転数とを比較する手段と、機
   関停止時において上記検出ガバナレバー位置が上
   記回転数設定手段による目標機関回転数のガバナ
   レバー位置より大きい場合及び機関設定回転数の
   変動が安定している場合において上記検出機関回
   転数が上記設定回転数より大きい場合に、上記ガ
   バナレバーを減速側に上記電動駆動装置を駆動さ
   せる通電手段と、機関停止時において上記検出ガ
   バナレバー位置が上記機関回転数の目標ガバナレ
   バー位置より小さい場合及び機関設定回転数の変
   動が安定している場合において上記検出機関回転
   数が上記設定回転数より小さい場合に、上記ガバ
   ナレバーを増速側に上記電動駆動装置を駆動させ
   る通電手段と、上記変動検出手段で設定回転数に
   変動があつたことが検出されたとき、この設定回
   転数の変動に必要な上記電動駆動装置への通電時
   間を算出する通電時間算出手段と、この通電時間
   算出手段で算出された通電時間につき、エンジン
   への急激な燃料の過供給による不完全燃焼を発生
   させない範囲で通電を断続させる通電断続手段
   と、上記駆動手段と通電断続手段とによる上記電
   動駆動手段への通電によつて上記エンジンの出力
   回転数が設定回転数に達したか否かを判別する到
   達判別手段と、この到達判別手段の判別結果に基
   づいて、上記通電断続手段による通電を停止させ
   る通電停止手段とを備えたことを特徴とするエン
   ジンの調速装置。