JPS60159351A - デイ−ゼル機関の調速制御機構 - 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） 本発明はディーゼル機関の調速制御機構に関する。

（従来技術） 従来技術の問題点ｌ： 従来の調速制御４ｍ！１構では、機関停止毎に燃料ラッ
クが燃料減方向にフルストローク移動するのに必要なパ
ルス列を出力し、ラックがフルストローク位置に到達し
たときにステップカウンタをリセットすることにより、
機関停止動作とラック位置のリセット金魚ねている。又
機関を調速するのに必要なストローク分のステップ数は
予め測定しておいたフルストロークのステップ数を設定
値として用いている。

ところが上記従来の構成では、各機関間でラックのスト
ロークが異なることから機関毎にフルストロークのステ
ップ数の設定値を変更しなければならず、機関台々に対
応するソフト（制御グログラム）が必要となる。又同一
機関であっても保守時等のラック着脱の度にストローク
が変化するので、ステップ数の設定値変更が必要となる
。なお仮りに、各機関に共通に使用できるストロークの
パルス数を設定値として一括設定しようとすれば、第１
図に示すラック位置の特性上、機関によっては調速する
のに有利である燃料増方向フルストローク付近（第１図
の上部）を使用できず、調速及び運転が不可能ともなり
得る燃料減方向フルストローク付近を使用せざる全書な
い場合が生じ、有効な調速制御を行なうことができなく
なる不具合が発生する。ただし第１図においてＰｅｍａ
ｘは最大正味平均有効圧、ラック位置の数字は実際のラ
ックの下限をゼロとしたパルス数である。

従来技術の問題点２： 従来の調速制御機構では、機関始動時において始動動作
に引き続き、機関の起動を確認した時点で即座に調速制
御を開始する構成が採用されている。

ところが、一般にディーゼル機関においては機関始動時
に過渡的な機関回転数のオーバーシュートを生じるが、
機関の起動を確認した時点で即座に調速制御へ入っても
コントローラから出力される調速信号は機関回転数に対
応できず、機関回転のオーバーシュートはそのまま現わ
れてしまう。

（発明の目的） 本発明はディーゼル機関の調速制御をよシ適確に行なえ
る調速制御機構を提供すること全目的としている。なお
更に詳細には上記従来の問題点に対応して、第１発明で
は次の事項を目的としている。

（１−ａ）機関毎にラックのストμｍりが異なるトロー
クが変っても自動的に調整が行なえるようにして作業を
簡易化する。

又、第２発明では次の事項を目的としている。

（２−ａ）機関始動時に発生する機関回転数のオーバー
シュートを大幅に抑える。

（２−１））機関始動時のオーバーシュー）１−小さく
することによって、機関の調速制御が始ってから機関の
回転数が安定するまでの時間を短縮する。

（発明の構成） （１）第１発明は第２図に示すように、次の各手段を必
須の要件とするディーゼル機関の調速制御機構である。

←）ステップモータを用いて燃料ラックを開ループ制御
で駆動する調速制御手段。

（ｂ）機関始動前に燃料ラックを燃料増方向にフルスト
ローク移動させる燃料増方向移動手段。

するステップカウンタプリセット手段。

（１）　機関停止動作時に燃料ラックを燃料減方向にフ
ルストローク移動させる燃料減方向移動手段。

（２）　第２発明は第８図に示すように、次の各手段全
必須の要件とするディーゼル機関の調速制御機構である
。

（に）　ステップモータを用いて燃料ラックを開ループ
制御で駆動する調速制御手段。

（至）機関始動時に機関の起動全確認する起動確認手段
。

（（３）　起動確認手段からの起動確認信号を受けて燃
料ラックを燃料減方向に一定量駆動させるラック強制移
動手段。

（実施例〕 〔第１発明の実施例〕 第１発明の７・−ドウエアは第４図の通ｐである。

第４図においてマイク四コンピュータ１（以下マイコン
）内にはＣＰＵ２、ＲＯＭＢ、ＲＡＭ４及びＶＯインタ
７エイス５が内蔵されておシ、それぞれがパスライン６
で結ばれている。インタ７エイス５の出力はパワートラ
ンジスタアレイ８に入力されるようになっており、パワ
ートランジスタアレイ８からの増幅信号はステップモー
タ９罠入力されるようになっている。文通にモータ９の
移動ステップ信号はアレイ８を介してインタフェイス５
から入力されるようになっている。

モータ９の出力軸９ａはディーゼル機関１０の燃料ラッ
クｌｌＩＣ連結されておシ、ラック１１を全ストローク
間で移動させ得るようになっている。

機関ｌＯのクランク軸１０ａの回転数は回転数パルス検
出機１２によって検出されるようになっており、検出機
１２がらの回転数パルスはカウンタ１８によシカラント
されて回転数信号としてマイコンｌに入力される。なお
予め設定される設定回転信号Ｒはアナログ電圧値で入力
される信号であり、マルチグレクサＡ／Ｄコンバータ１
４に介してディジタル値としてマイコン１に入力される
ようになっている。

なおマイコンｌは機関回転数と設定機関回転数との偏差
全減少させるべく、演算結果？パルス列として出力し、
アレイ８を介してそのパルス数だけモータ９を駆動する
機能を有している。又ソフト上で設定した任意の数のパ
ルスをインタフェイス５から出力して、そのパルス数だ
けステップモータ９全駆動する機能も有している。

次に調速制御フローチャートを示す第５図に沿って作動
を説明する。なおディーゼル機関１ｏｉｌｔスタート前
においては常に、ラック１１が燃料減方向にフルストロ
ーク移動した位置（下限）に設定されているものとする
。又設定回転信号ＲＦｉＡ／Ｄコンバータ１４會介して
ｉイコン１内のＲ，ＡＭ４に記憶されている。

Ｐ＋からプログラムがスタートすると、次にＰ：におい
てラック１１が燃料増方向フルストローク位置（上限）
へ到達するのに必要なだけのパルス数ヨシも充分大なる
数のパルスをマイコンｉｌｌして、ラック１１Ｔｈ上限
まで確実に駆動する（燃料増方向移動手段）。一方マイ
コン１のＲＡＭ４には、予め異なる機関に共通した調速
特性に適合するラックストローク分のステップ数が記憶
されておシ、そのステップ数をステップカウンタにプリ
セットしくステップカウンタプリセット手段）、Ｐ４で
機関始動命令を待つ。

Ｐａにおいて機関始動命令がインプットされると、それ
に従って機関は始動し、その後はＰ５において定常運転
時の調速制御が行なわれる（調速制御手段）。調速制御
はＰより制御等の方法により、算出したパルス数を出力
してステップモータ９″ｆ：駆動じ、ランク１ｌｔ−操
作することによって行なわれる。ここで基準となるステ
ップ数は機関始動前に個別的に得られた確実に適合する
値であシ、調速制御は常に適確に行なわれる。又調速制
御中はステップモータ９保醗のため、ステップ数が零の
有効下限及び有効上限（プリセットした値）の範囲全外
れてステップモータ９が駆動することのないようになっ
ている。

Ｐ６において機関停止の指令を受けるとｓＰ７において
マイコン１は有効下限を外れてラック１１の燃料減方向
フルストローク下限まで到達できるパルス数以上のパル
ス数全出力し、これＫよってラック１１を確実に上限塩
移動させる（燃料減方向移動手段）。Ｐａで機関が停止
したことを確認すると、プログラムは再びＰ２に戻シ、
ラックｌｌｋ上限迄移動させた後に、Ｐａで下限から上
限塩の間の最大限ステップ数に基づいて計算された有効
ステップ数をステップカウンタにプリセットし、■〕４
で機関始動命令を待つ。

以上説明したように、機関停止毎にラック１１全確実に
上限速駆動し、対応するステップ数をステップカウンタ
にプリセットするため、機関停止の度に実際のラック１
１の位置とマイコン１が記憶しているラック位置に対応
するパルス数との対応にずれが生じることはない。

なおＰ、でプリセットするパルス数は、実際のラック１
１の下限（ツルストローク下限）をゼロとした場合の上
限塩の最大限ストローク分のパルス数よシいくらか小さ
いので、調速制御中に駆動可能なストロークの幅は最大
限ストロークよルもやや小さい。これは第８図に示すよ
うなラック位置特性を考えた場合圧、ラックｌ’ｌのフ
ルストローク下限から成る位置迄は調速どころか運転も
不可能であシ、その位置から上限までは略リニアな関係
で調速制御が可能となるという理由に基づいている。従
って上記実施例では、フルス）ａ−り下限から上記所定
位置迄の間は調速制御時にラック１１が移動できないよ
うＫして、調速可能な上記所定位置から上限塩を移動可
能範囲としているので、常に有効に調速が行なえるより
になっている。

（ｍ２発明の実施例〕 第２発明のハードウェア＃′ｉ第１発明と同様であり、
第４図に示す通りである。

第６図に示す調速制御フローチャー）ＩＣ％って作動を
説明する。ｐＨでプログラムがスタートスると、次にＰ
】２で機関始動命令を待つ。機関指動命令を入力すると
、ＰＩｇで機関は始動動作を行ない、ＰＩ３で機関が起
動したことを確認すると（起動確認手段）、プログラム
は即座にＰ川にすすむ。

ＰＩｇにおいてマイコン１は、燃料ランク１１が燃料減
方向に一足置動くに必要な数のパルス列全パワートラン
ジスタアレイ８を介して出力し、ステップモータ９をそ
のパルス列に相当する量だけ駆動して燃料減方向に燃料
ラックｌｌを一定量動かす（ラック強制移動手段）。ラ
ンクｌｌを動かす上記−足置は、機関回転数のオーバー
シュートを充分に低減することができ、かつ機関が停止
することのない程度に予め設定されている。従ってＰＩ
ｇでの制御によって、機関は停止することなくしかも機
関回転数のオーバーシュートは充分に低減される。

ＰＩｇにおいてラック１１が強制的に燃料減方向く駆動
された後は、Ｐｉｅにおいて定常運転時の調速制御が行
なわれる（調速制御手段）。調速制御はＰより制御等の
方法によって第１発明の実施例と同様に行なわれる。そ
してｐｍにおいて機関停止の指令を受けるとプログラム
は終了し、機関は停止する。

（発明の効果） 本発明によれば、ディーゼル機関の調速制御をより適確
に行なうことのできる調速制御機構を得ることができる
。

又第１発明によれば、次の効果も期待できる。

（１−ａ）機関毎にラック１１のストロ−フカＪ％なる
場合でも、同一のソフトが使用できるので、ハードウェ
ア及びソフトウェアが共に汎用的になり、大幅なコスト
ダウンが図れる。

（１−１１）保守時等のラック１１脱着後にラック１１
のストロークが変わっても、自動的に調整が行なえるの
で、作業は簡易化し、しかもその後の作動も正確となる
。

第２発明によれば、次の効果も期待できる。

（２−ａ）ラック強制移動手段を採用したので、機関始
動時に発生する機関回転数のオーバーシュートを大幅に
抑えることができる。

（２−ｂ）機関始動時のオーバーシュートラ小さくする
ことによって、機関の調速制御が始まってから機関の回
転数が安定する迄の時間を短縮することができる。

（別の実施例） 第５図の実施例と第６図の実施例を組み合わせて、更に
調速制御の適確な調速制御機構を得ることもできる。そ
の場合は例えば第５図のＰ４に代えて第６図のＰ１２〜
Ｐｌｓ’ｒ採用すれはよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関回転数、正味平均有効圧及びラック位置の
関係を示すグラフ、第２図、第８図はそれぞれ第１発明
及び第２発明の全体構成図、第４図は本発明による調速
制御装置のレイアウト図、第５図は第１発明における制
御グログラムのフローチャー）、８６図は第２発明にお
ける制御プログラムの７μｍチャートである。９・・・
ステップモータ、ｌＯ・・・機関、１１・・・燃料ラッ
ク特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社第１図 ＭＩＡ’　Ｍ　ＧＥＩ　＄、４Ｅ、　ｎ　（ｒｐｍ）第
２図 第３図 第６しｌ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ステップモータを用いて燃料ラックを開ループ
   制御で駆動する調速制御手段と、機関始動前に燃料ラッ
   ク全燃料増方向にフルストローク移動させる燃料増方向
   移動手段と、上記燃料増方向移動手段による燃料ラック
   の移動に必要なステップ数をステップカウンタにプリセ
   ットするステップカウンタプリセット手段と、機関停止
   動作時に燃料ラックを燃料減方向にフルストローク移動
   させる燃料減方向移動手段とを設けたこと鷺特徴とする
   ディーゼル機関の調速制御機構。
2. （２）　ステップモータを用いて燃料ラックを開ループ
   制御で駆動する調速制御手段と、機関始動時に機関の起
   動を確認する起動確認手段と、起動確認手段からの起動
   確認信号を受けて燃料ラックを燃料減方向に一定量駆動
   させるラック強制移動手段とを設けたことを特徴とする
   ディーゼル機関の調速制御機構。