JPS6211176B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアクセル開度と内燃機関の回転数に
応じて燃料供給量調整要素の位置決め制御を行う
ための電気的制御回路と、その出力信号にて駆動
される操作手段とを有し、これによつて内燃機関
の回転数を操作する電気ガバナに関する。

従来内燃機関主としてデイーゼル機関の燃料噴
射ポンプはアクセルと連動し、かつ機関の駆動軸
に伝動して回転する回転体の遠心力を利用した機
械式ガバナによつてその噴射量が制御されてき
た。ところが機械式ガバナにより構成される噴射
ポンプ・エンジンを含む制御系は系外から任意に
エネルギを供給することが困難なため、極めて融
通性に欠ける。例えば遠心力により噴射ポンプの
燃料供給量調整要素（以下ラツクと称す）を操作
する必要性から、そのフライウエートの質量はあ
る範囲に決められ、これにより系の応答性も一義
的に決つてしまうことになる。また制御系の特性
を改善するために機械的あるいは流体的な方法で
位相進み遅れ回路などを構成することも実用上は
極めてむずかしい。

一方、黒煙の規制が厳しくなるにつれ、各回転
数に対する最大噴射量（１ストローク当りの燃料
量）を精度良く規制する必要が生じて来たこと、
冷間始動性を良くするために任意の特性の始動増
量を行なえること、燃料消費率を向上させるため
アイドリング回転数を出来るだけ下げたいことな
どのために、そのガバナ特性を任意に選べる電気
ガバナが注目されてきた。本発明はこの電気ガバ
ナの融通性を生かして従来から噴射ポンプ・エン
ジン系の問題となつていた低速域でのハンチング
防止と回転数設定不能領域を除去することの出来
る制御装置を提供することにある。上記の目的を
達成するために、本発明の電気ガバナは下記のよ
うに構成する。即ちアクセル開度に応じた信号Ｖ
θと内燃機関の回転速度に応じた信号Vnとによ
り燃料供給量調整要素の位置決め制御を行う電気
ガバナであつて；内燃機関の出力特性K₈＝（∂τ
ｅ／∂ｎ）ｑ（ただしτｅはエンジンの出力トル
ク、ｎはエンジン回転数、ｑは燃料の１ストロー
ク当りの流量）に応じてK₈＞０ではガバナ特性
△xR／△ｎ（ただしxRは前記燃料供給調整要素
としてのラツクの位置、ｎは回転数）を大きくと
りK₈≦０では△xR／△ｎを小となるように前記
回転速度信号Vnに基づいて前記ガバナ特性を選
択するガバナ特性選択設定回路と；前記回転速度
信号Vnと、アクセル開度信号Ｖθとに基づい
て、前記選択された一方のガバナ特性もしくはガ
バナリミツト特性のいずれかを選択してガバナ特
性設定値を出力するガバナリミツト特性設定選択
回路と；ラツク位置に応じた信号Vxを入力し
て、低速域における燃料トルク変成の時定数Ｔ_H
を見かけ上小さくするような位相進み回路と；該
位相進み回路の出力値および前記Vxと、前記ガ
バナ特性設定値とを入力し、アクチユエータ駆動
回路に指令値を出力する誤差増幅器と；該指令値
により駆動されるラツク位置検出駆動回路・アク
チユエータ部；とから構成する。第１図は要求さ
れるガバナ特性である。図の縦軸はラツク位置を
示し、横軸はエンジンの回転数を示す。図におい
てＡ−Ｂ−Ｃは回転数に対する最大ラツク位置を
示す直線で、これにより最大噴射量が決められ
る。必要に応じて複雑な曲線とする場合もある。
斜線はアクセル開度一定の直線でθ_１，θ_２，θ
_３………で表わされる。今、負荷曲線ａ−ａと釣
合つてＤ点、すなわちラツク位置ｘ_D、回転数ｎ_D
で運転しているとき、負荷曲線がｂ−ｂに変化す
ると釣合い点はＥに移動し、ラツク位置はｘ_E、
回転数はｎ_Eとなる。また負荷一定でアクセルを
θ_１からθ_２に変化させると、一たんラツク位置
はｘ_Fとなり、回転数が上昇するにつれてθ_２の
直線に沿つて減少し、ラツク位置ｘ_G、回転数ｎ_G
で平衡する。

第２図は第１図のガバナ特性を出すことが出来
るようにしたガバナ・ポンプ・エンジン系の制御
の関係を示すブロツク線図である。第２図は、自
動制御系の制御機能を説明するための図であつ
て、これに関する電子ガバナの制御回路について
は後述する。

図においてθなるアクセル開度に比例した電圧
Ｖθが与えられると１においてアクセル開度に関
するラツク位置に対応した電圧Ｖ_x1に変換され
る。図から明らかなようにＶ_x1＝１／ｓｉｎα・Ｖθと なる。こゝでαは第１図における縦軸とアクセル
開度一定の直線とのなす角度である。エンジンの
回転数ｎは９のHsによつて検出され回転数に比
例した電圧Vnに変換される。即ちVn＝Hs・ｎと
なる。検出手段はタコジエネレータのごとくアナ
ログ信号で与えられてもまた誘導形センサ、高周
波発振形センサなどのデイジタル信号をアナログ
信号に変換したものでも良い。そしてこの回転数
に比例した電圧Vnは１０において運転性・制御
系の安定性などから要求される第１図のガバナ特
性すなわちアクセル開度一定の傾斜に相当する回
転数変化に伴なうラツク位置変化に対応した電圧
Ｖ_x2に変換される。即ち、Vx₂＝１／ｔａｎα・Vnとな る。前記Vx₁とVx₂の差Ｖ_x1−Ｖ_x2＝Vx_ioがラツク
位置の指令信号となる。２においてラツク位置の
指令信号と各回転数に対応したガバナリミツト曲
線の値とが比較され、小さい方の値が選択され
る。３はラツク位置の指令値に比例した力を発生
する駆動回路・アクチユエータ部であり、例えば
永久磁石とムービングコイルからなる動電形アク
チユエータなどが使用される。この力によりラツ
クが動かされる。４のｍはラツク・アクチユエー
タなどの可動部の等価質量を示す。そしてこのラ
ツクの位置ｘは７により検出され、７のH₂で電
気信号に変換され、ラツク位置に比例した電圧
Vx₀＝ｘ・Ｈが得られる。検出手段としては差動
トランス・ポテンシヨメータなどが一般的であ
る。この電圧がフイードバツクされてラツク位置
決めのマイナーループが形成される。８は位置決
め系のダンピングのために設けられた微分回路で
あり、後述する位相進み回路に相応するもので
Vx₀を微分することにより駆動回路、アクチユエ
ータ部への指令としてフイードバツクされる。次
に電気ガバナによつて制御されるポンプ・エンジ
ン系のモードについて以下に説明する。

ラツク位置決めがされると、これに対応して噴
射ポンプの有効ストロークが決り、噴射量が決り
エンジンの出力トルクが決定される。第２図５に
おいてK₄＝（∂τｅ／∂ｘ_Ｒ）ｎは回転数一定の条件で
ラツ クの微小変位に対するトルク変化の割合を示す。
Ｔ_Hは燃料一トルク変成の熱的時定と数称し、ラ
ツク位置変化が生じ、燃料が送り出され、配管を
伝達し各シリンダに分配され、圧縮着火が行なわ
れてトルクを発生するまでを１次おくれの伝達関
数で表現したときの時定数である。こうして発生
したトルクにより車両を駆動する。第２図６にお
いてK₆＝ｇ／Ｉであり、Ｉはエンジン軸換算の慣性モ ーメントで、無負荷状態ではエンジン自体の慣性
モーメントを表わす。ｇは重力加速度である。
K₈＝（∂τｅ／∂ｎ）ｘ_Rはラツク位置一定におけるエ
ン ジン回転数の変化に対するトルク変化を示す。ト
ルク・エンジン回転数のマイナーループの伝達関
数は であり、この系の時定数T₂＝１／Ｋ_６（−Ｋ_８）である
。

第２図においてラツク位置決め系の応答が早く、
また回転数検出回路９における時定数もＴ_H、T₂
に比べて十分に小さいとすると、アクセル開度Ｖ
θが与えられた後のポンプ・エンジン系の応答
は、第２図における２ないし４までの制御要素を
無視して考えてよく、第３図が得られる。ここで
Ｈ＝Ｈｓ／ｔａｎαとして、第２図における９のHsと１
０ の１／ｔａｎαをまとめてある。

従つて一巡伝達関数の特性方程式は １＋Ｋ_４Ｋ_６Ｈ／（１＋Ｔ_ＨＳ）（Ｓ−Ｋ_８Ｋ_６）＝０ ∴Ｔ_HS²＋（１−K₆K₈T_H）Ｓ＋（K₄H −K₈）K₆＝０ であるから、フルヴイツツの安定条件として １−K₆K₈T_H＞０ ……… K₄H−K₈＞０ ……… が得られる。第４図は噴射ポンプ・エンジン系の
特性の一例である。第４図はラツク位置をパラメ
ータとしたときのエンジンの回転数（横軸）に対
する出力トルク（縦軸）の特性を示す。図により
500rpm以下では洩れの影響が大きい不整噴射の
領域であり、特にラツク位置が小なるときには噴
射量が確保出来ない。1000rpm以下では単位時間
当りの洩れ量一定と考えると回転数が上昇するほ
ど１ストロークに要する時間が短かくなり、これ
が容積効率の上昇となつて次第に１ストローク当
りの噴射量が上昇し、これに応じて出力トルクが
増加する。1000rpm以上では洩れ量が無視出来る
ようになりトルク一定となる。さらに高速域にな
るとポンプ吸込み過程におけるおくれの影響が出
て容積効率の低下がはじまり、回転数が上昇する
ほどトルクが低下する。すなわち約500〜
1000rpmではK₈＞０ 1000rpm〜2500rpmではK₈
＝０ 2500rpm以上ではK₈＜０となる。K₄は
500rpm以下では不整噴射域でラツクを動かして
も噴射量が変化しない点があり、こゝではK₄＝
０である。この点でさらにラツクを動かしていく
と突然噴射量が増大することがあり、この場合に
はK₄はかなり大きな値をとる。1000rpm以上で
はK₄は余り変化しない。次に熱的時定数Ｔ_Hであ
るが先に定性的な説明をしたが、これらのうち低
速域で大きな割合を占めるのがシリンダへの分配
についてのおくれである。すなわちラツク位置を
ステツプ的に変化しても、各シリンダへ供給され
る燃料量は４サイクル・エンジンではエンジン２
回転の間にシリンダ数に応じて一定の時間間隔で
分配される。この関係を第５図に示す。図の横軸
は時間（sec）、でＴは１サイクルの時間を示す、
すなわちエンジン２回転に要する時間であるから
Ｔ＝２×６０／Ｎ（Ｎ：rpm）である。縦軸は１サイク ル当りの噴射量でトルクに対応する。図は６シリ
ンダの例を示す。Ｎ＝600rpmとするとＴ＝
0.2secになり、１次おくれで近似したときの時定
数も、この値に近いものになる。

さて以上の数値をもとに安定条件の式を考
察してみると、K₈≦０では式とも必ず成立
する。従つて問題となるのはK₈＞０の500rpm近
傍から1000rpm附近までの領域である。式で
K₆はエンジン単体のとき最大になるので小形エ
ンジンの無負荷運転が最も厳しい。そして低速域
でＴ_Hが大きくなりK₈＞０と云うことから
500rpm近傍が最も不安定になりやすい。この
が満足されないと制御系が不安定となり制御系に
より決る周波数の発振現象を生ずる。一般にこれ
をハンチング現象と呼んでいる。この他に系の中
のガタ、マサツなどの非線形要素によつても位相
おくれを生じてハンチングが生ずることがある。
ハンチングはうなり音として騒音の原因になるば
かりでなく、振動として機関に影響をおよぼす場
合もあり、また回転数変動が大なるためにアイド
リング設定を大きくしないと停止してしまう場合
など、たゞちに燃費が悪化したり、種々の弊害を
生ずることになる。

式ではラツクを動かしても噴射量が変化しな
い点ではK₄＝０になることは先にふれたが、こ
れは噴射量が極めて小さい点であり、一般のアイ
ドリング状態ではK₄＝０になることはほとんど
ない、従つてＨを大きく、すなわちαを小さくし
てガバナ特性のアクセル開度一定の直線の傾斜を
たてれば安定化できるので電気的な調整のみで比
較的容易である。

そこで結局式が問題となり、このうちK₆、
K₈は設計上決つてしまうので熱的時定数Ｔ_Hを小
さくすることになる。勿論物理的な意味ではＴ_H
は一義的に決つてしまうが位相進み回路を入れて
やれば制御系上でＴ_Hを見かけ上小さくしたのと
同じ効果が得られる。第６図に電気的な一般的位
相進み回路を示す。実用上は位相進み回路として
のＲ、Ｃの接続構成は第６図に限定されるもので
はなく、種々の回路構成が採用しうることはいう
までもない。

この伝達関数は Ｇ＝β１＋ＳＴ_１／１＋ＳＴ_２ T₁＝CR₁ T₂＝βT₁ α＝Ｒ_２／Ｒ_１＋Ｒ_２＜１ となり一般的にはβ＝0.1程度としＴ_H≒T₁に選べ
ば Ｋ_４／１＋Ｔ_Ｈｓ×β１＋Ｔ_１Ｓ／１＋Ｔ_２
Ｓ≒αＫ_４／１＋Ｔ_２Ｓ となりゲイン低下分はアンプで増巾してやれば
Ｋ_４／１＋Ｔ_ＨＳ→Ｋ_４／１＋Ｔ_２Ｓとなり、T₂≪Ｔ_H
で無視出来れ ば第３図は第７図におきかえられる。

このときの特性方程式は １＋Ｋ_４Ｋ_６Ｈ／Ｓ−Ｋ_６Ｋ_８＝０ Ｓ＋（K₄H−K₈）K₆＝０ となり、安定条件は K₄H−K₈＞０ であり、先の式に一致する。すなわちこの条件
を満足しさえすれば良いことになるが実際上は
T₂がアクチユエータのおくれ回転検出部のおく
れに近づくことになり、別の制約条件が生ずる。
簡単のためアクチユエータのおくれを無視し、回
転検出部の１次おくれ時定数をT₃とすると第８
図が得られる。

この場合の特性方程式は １＋Ｋ_４Ｋ_６Ｈ／（１＋Ｔ_２Ｓ）（Ｓ−Ｋ_６Ｋ_８）（１
＋Ｔ_３Ｓ）＝０ T₂・T₃・S³＋（T₂＋T₃−T₂・T₃・K₆・K₈）S² ＋｛１−K₆K₈（T₂＋T₃）｝Ｓ＋K₆（K₄H−K₈）
＝０ となりフルヴイツツの安定条件として T₂＋T₃−T₂・T₃・K₆・K₈＞０ ……… １−K₈K₆（T₂＋T₃）＞０ ……… K₄H−K₈＞０ ……… （T₂＋T₃−T₂・T₃・K₆・K₈）｛１−K₆・K₈（T₂ ＋T₃）｝−T₂・T₃K₆（K₄H−K₈）＞０ ……… と式ではT₂≒T₃ T₂≪Ｔ_HであるからT₂＋
T₃≪Ｔ_Hとみなせるので式の方が成立しやす
い。式はT₂＋T₃〔１−T₂K₆K₈〕＞０であり
式が成立すれば式も成立することが判る。式
はと同一である。従つて新たに加わつた条件は
であるが、この式よりＨが大きすぎるとが成
立しない可能性のあることが判る、すなわち
式からはＨは大きい方が良いが大きすぎると式
に制約されるので位相進み回路を入れてもゲイン
すなわちＨを適当に調整する必要がある。これに
よりハンチングを防止することが可能である。以
上、位相進みの回路の時定数T₁≒Ｔ_Hの例につい
て説明をしたが、これは数式がより簡単になり理
解を容易ならしめるためであり、必ずしもT₁≒
Ｔ_Hである必要はない。要は位相進み回路により
見かけた上Ｔ_Hを小さくして式の条件を満足さ
せれば良いのである。なお、実用上もＴ_Hの厳密
な測定はむずかしく、かつ回転数によつても変化
するので実験によりハンチングに有効なT₁の値
を見つけることになる。

次に低速回転域における設定不能域について説
明する。第９図ａは第１図と同様のガバナ特性で
あり、回転数が変化するとラツク位置はＡ→
A′、Ｂ→B′→B″のように変化する。αの異る２
つの例を示してある。ｂはエンジンの出力トルク
特性をエンジン回転数に対して示したものでラツ
ク位置をパラメータとしてある。尚図は判りやす
くするためモデル化して直線近似で、かつラツク
位置も等間隔にしてある。図においてA₁−A₂−
A₃−A₄、B₁−B₂−B₃−B₄−B₅はａのそれぞれの
曲線をｂに描込んだものであり、回転数が変化す
るとラツク位置はこれらの線に沿つて変化するよ
うに系が作られている。このときA₂−A₃の範囲
では回転数が増加するにつれて出力トルクが増加
するため、回転数は一層増加して負荷とバランス
しない。このためA₂−A₃間で回転数を設定しよ
うとしても出来ない訳である。この現象は先にふ
れたハンチングとことなりエンジン慣性モーメン
トと関係ないのでアイドリング運転以外の低速走
行でも問題となり運転性を著しく阻害する。この
場合ガバナ特性の傾斜をたて、すなわちαを小と
するとB₂−B₃のように右下りの特性となり、回
転数が上ると出力トルクは小さくなつて回転数を
下げるように作用し負荷とバランスした運転が可
能となる。αを小さくすることはＨを大とするこ
とで、系の一巡伝達関数のゲインを上げることに
相当する。

一方、1000rpm以上のK₈≦０の領域では先の
安定条件〜はいずれも成立するが式の各項
はいずれも正となるがＨが大だと負になる場合も
ある。簡単のためK₈＝０とすると式は （T₂＋T₃）−T₂・T₃・K₄・K₆H＞０ ……… ω_３＝１／Ｔ_３、ω_２＝１／Ｔ_２とおくと （ω_２＋ω_３）−K₄・K₆・Ｈ＞０
………′ となり、T₂・T₃が比較的大きいとω_２、ω_３が
小さくなつて′が成立しない可能性があること
が判る。そしてこの場合にはＨを小すなわちαを
大きくしてやる必要がある。第９図ａではＮ≧
900rpmでK₈＝０としたのでＮ＝900rpmを境にα
をかえＢ−B′−B″としてある。以上の説明に基
づいて、本発明の対象である電気ガバナの制御回
路の構成と動作について整理すると下記の如くで
ある。本発明に基づく制御回路のブロツク図は第
１０図のようになる。第１０図と第２図の対応関
係を第１３図に示し、適宜参照して説明する。た
だし第１０図は本発明の対象となる電気ガバナの
電子回路の制御機能をブロツク図で示すものであ
るのに対し、第２図は自動制御系の制御機能の相
関を説明するための図である。従つて、例えば第
２図の制御要素３は後述の如く、第１０図の回路
ブロツクおよびの双方にまたがるなど、第２
図と第１０図の各ブロツクが１対１の対応関係を
有しない部分もあるが、第１３図に第１０図の
〜の記号を付して対応関係を示す。なお第１３
図において対応関係のない部分５，６，９，１１
などはポンプ・エンジン系に係わるものであつ
て、本発明の対象とする電気ガバナ部分ではな
い。第１０図において、はガバナ特性選択設定
回路であり、機関回転数ｎに対応した入力信号
（電圧換算でVn）に応じてαを変える。１／ｔａｎα＝ △xR／△ｎであるから、αを変えるということ
は△xR／△ｎを変えるとになる。ｎの低速域で
はαを小すなわち△xR／△ｎを大、高速域では
αを大すなわち△xR／△ｎを小とする複数の設
定回路とこれらの設定回路の出力信号から所要の
信号ホを選択する回路から成つている。はガバ
ナリミツト特性設定選択回路であり、第１図に示
したＡ−Ｂ−Ｃに対応した最大ラツク位置を与え
る設定回路（第１３図の２に相当する）と、アク
セル開度に対応した電圧Ｖθに応じて先に述べた
信号ホをラツク位置方向に平行移動する回路と、
この両回路の出力信号から設定信号ヘを選択する
回路から成つている。第１３図において一点鎖線
でくくつた，の出力ヘが上記信号ヘに対応す
る。は第６図で説明した位相進み回路に相当す
る部分の回路部であり、はサーボ系に一般的に
使われる周知の誤差増幅回路からなるIP（積分・
比例）調整回路である。また、は第２図におけ
る駆動回路・アクチユエータ部３やラツク位置検
出手段７を含むラツク位置検出駆動回路・アクチ
ユエータ部である。

なお、第１０図の制御ループにおけるゲイン、
（比例項）はおよびの両方にあり、第２図お
よび第１３図においては、これらのゲインをすべ
て含めて３のＫで示している。

次に、実施例の制御装置の具体的な構成および
その作動について、第１１図および第１２図を用
いて詳細に説明する。第１１図は、例えばｎ＝
900rpm（電圧換算表示でVn₉）を境にしてαを変
えた場合のVn（回転数）とVx（ラツク位置）の
関係を示したガバナ特性図である。第１１図にお
いて、Ａ，Ｂ，ＣおよびＸ，Ｙ，Ｚはガバナ特性
を代表する折点であり、太線で示した折点Ａ−Ｘ
−Ｙ−Ｚ−Ｃを結ぶ曲線は、アクセル開度が或る
値（電圧換算表示でＶθ）の場合に必要とされる
ガバナリミツト特性も含めたガバナ特性である。
また、直線イおよびロはアクセル開度が全開の場
合のガバナ特性であり、機関最高出力値の確保や
過回転防止が黒煙の発生防止の観点から決められ
る。直線ハおよびニは、アクセル開度がＶθの場
合のガバナ特性であり、ｎ＝900rpmを境にして
どちらか一方の直線が選択される。

次に、第１１図に示した直線イ〜ニが選択され
るロジツクを第１２図の具体的な制御回路を併用
して説明する。第１２図においてRi₁，Rf，R₁…
……で示される矩形記号は固定抵抗器であり、
C₁，C₂はコンデンサ、D₁，D₂は整流ダイオー
ド、VR₁，VR₂，………は可変抵抗器、OP₁，
OP₂………は集積回路から成る周知の演算増幅器
である。

まず、ガバナ特性選択設定回路について説明
する。OP₁部の差動増幅器の入力信号はVnとVB₁
で与えられるから、その出力信号ハ′はＲｆ／Ｒｉ_１（
VB₁ −Vn）となり、第１１図の直線ハに対応したガ
バナ特性が得られる。同様に、OP₂部の出力信号
ニ′は第１１図の直線ニに対応したガバナ特性が
得られることが判る。ここで、ｎ＝900rpmでα
を小さくするには差動増幅器のゲインに関係する
抵抗器の値をRi₁＜Ri₂に設定することで達成され
る。ハ′とニ′の両信号は、ダイオードD₁，D₂に
よる周知の最大値優先回路で信号の大きい方が選
択される。つまり、ダイオードD₁，D₂を各々
ハ′，ニ′の入力に対してワイヤードOR的（論理
和的）に接続される構成なので、大きい入力を受
けもつダイオードだけが導通し、他方のダイオー
ドはアノード側に負電圧が印加されてオフ状態と
なる。このようにして、信号ホはハ′とニ′の大き
い方だけが導かれることになる。ここで、OP₁と
OP₂の両増幅器の正入力端子には、共通の可変抵
抗器VR₁によつて共通の設定電圧VB₁が入力され
るで、VB₁＝Vn₉（ｎ＝900rpmに対応してい
る。）とすることで、ｎ＝900rpmの点で両信号
ハ′，ニ′とも０ボルトになる。従つて、最大値優
先回路で選択された信号ホはステツプ状に変化す
ることなく、滑らかなガバナ特性設定信号となり
得る。

次に、ガバナリミツト特性設定選択回路を説
明する。OP₃は、アクセル開度の大小に応じて
で選択された信号ホをラツク位置方向に平行移動
できる信号ホ′を得る作動をする。また、OP₄は
高速回転域でのガバナリミツト特性ロに対応した
出力ロ′を得る差動アンプである。ここで、直線
ロの傾斜はＲｆ_４／Ｒｉ_４の値により、直線ロと横軸の
交点 Ｃはバイアス電圧VB₂で任意に変えられることが
でき、また直線イの上下方向への平行移動はバイ
アス電圧VB₃（信号イ′）で容易に変えられるこ
とは明らかである。上記の信号イ′，ロ′および
ホ′は、ダイオード群D₃，D₄，D₅による周知の最
小値優先回路で信号の小さい方が選択され、ダイ
オードのアノード側に出力ヘとして導かれる。こ
の信号ヘは、とりもなおさず第１１図で太線とし
て示した所要のガバナ特性の設定値（あるいは目
標値）である。

次に、ラツク位置に対応した電圧値Vxは、第
６図でも説明したように、トルク変成の遅れを補
償するOP₈，R₁，R₂およびC₁で構成された微分
回路から成る位相進み回路に導かれる。誤差増
幅回路におけるOP₅およびOP₆はバツフアーの
役目をしており、OP₇部はラツク位置指令値を出
力する増幅器である。第１２図では制御されるべ
きラツクには電流トルク変成などの遅れがあり、
この遅れを補償するため、電子式自動制御系に用
いられる通常のIP調節制御の具体的回路で示して
ある。

以上のような制御部の構成および作動の説明で
も明らかのように、所要のガバナ特性を容易に得
ることができ、かつトルク変成の遅れを打消す位
相進み回路を容易に設けることができるので、こ
れにより回転数設定不能域を軽減すると共にハン
チングを除去することが可能となる。

従来のメカニカルガバナでは現象的にはαを大
きくすると設定不能範囲が拡がり、ハンチングは
減少し、αを小さくすると設定不能範囲はせばま
るがハンチングが増大すると云うことで適当なα
により両者の妥協点で運転されており本質的にこ
れを除去することは出来なかつた。

また設定不能範囲が500〜600rpmぐらいのとこ
ろにあり、かつこれ以下でアイドリングを設定す
ることが出来ないと止むをえず600rpmに設定す
るなどして燃料経済上も好ましくなかつた。電気
ガバナでは前述したように設定不能範囲をなく
し、かつハンチングを除去できるうえ、必要に応
じてアイドリング運転中の例えば温度上昇に伴な
うマサツの減少などの負荷変動に対しても積分回
路によりα＝０とすることにより、回転数変動を
ほとんど０にできるためアイドリング設定そのも
のを下げることが出来るため燃料経済上も極めて
有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はガバナの特性曲線、第２図、第３図は
ガバナ、ポンプ、エンジン系ブロツク線図、第４
図はポンプ、エンジン出力特性線図、第５図は燃
料分配の遅れを示す説明図、第６図は位相進み回
路、第７図、第８図はガバナ・ポンプ・エンジン
系ブロツク線図、第９図は低速回転域の回転数設
定不能域の説明図、第１０図は電気ガバナの基本
構成を示すブロツク図、第１１図は電気ガバナの
作動を説明する特性図、第１２図は電気ガバナの
基本構成ブロツク図の具体的回路の一例を示す
図、第１３図は第２図と第１０図との相関を説明
する図を示す。 図において、：ガバナ特性選択設定回路、
：ガバナリミツト特性設定選択回路、：位相
進み回路、：誤差増幅器、：ラツク位置検出
駆動回路・アクチユエータ部を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アクセル開度に応じた信号Ｖθと内燃機関の
   回転速度に応じた信号Vnとにより燃料供給量調
   整要素の位置決め制御を行う電気ガバナであつ
   て；内燃機関の出力特性K₈＝（∂τｅ／∂ｎ）ｑ
   （ただしτｅはエンジンの出力トルク、ｎはエン
   ジン回転数、ｑは燃料の１ストローク当りの流
   量）に応じてK₈＞０ではガバナ特性△xR／△ｎ
   （ただしxRは前記燃料供給調整要素としてのラツ
   クの位置、ｎは回転数）を大きくとりK₈≦０で
   は△xR／△ｎを小となるように前記回転信号Vn
   に基づいて前記ガバナ特性を選択するガバナ特性
   選択設定回路と；前記回転速度信号Vnと、アク
   セル開度信号Ｖθとに基づいて、前記選択された
   一方のガバナ特性もしくはガバナリミツト特性の
   いずれかを選択してガバナ特性設定値を出力する
   ガバナリミツト特性設定選択回路と；ラツク位置
   に応じた信号Vxを入力して、低速域における燃
   料トルク変成の時定数Ｔ_Hを見かけ上小さくする
   ような位相進み回路と；該位相進み回路の出力値
   および前記Vxと、前記ガバナ特性設定値とを入
   力し、アクチユエータ駆動回路に指令値を出力す
   る誤差増幅器と；該指令値により駆動されるラツ
   ク位置検出駆動回路・アクチユエータ部；とから
   構成されたことを特徴とする内燃機関用電気ガバ
   ナ。