JPS6213743A - 内燃機関用電子式ガバナ装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、燃料噴射ポンプのラックを制御する１　　　
　ことにより内燃機関の回転速度を制御する内燃機関用
電子式ガバナ装置に関するものである。

［発明の概要］ 本発明は、燃料噴射ポンプのラックを制御することによ
り機関の回転速度を制御するガバナ装置において、機関
の実回転速度を示す速度検出信号とラックの位置を示寸
うック位置検出信８とアクセル操作部材により指示され
た指示回転速度を示づ゛指示速度信号とから機関の実回
転速度と指示回転速度との偏差を許容範囲以下に保つ制
御を行わせるための定速度制御用動作信号とラックの位
置と最大ラック位置との偏差を許容範囲以下に保つ制御
を行わせるための最大ラック位置制御用動作信号とを発
生させて、制御モード切換器によりここれらの動作信号
を選択して操作吊演わ回路側に供給することにより、定
速度回転制御と最大ラック位置制御との双方を行わせる
ことができるようにしたものである。

［従来の技術］ ディーゼル機関のように燃料噴射ポンプにより燃料を供
給する内燃機関においては、燃料噴射ポンプのラック（
噴射量調整手段）の位置を制御することにより回転速度
［ｒ　ｐｍｌの制御を行っている。

内燃機関用燃料噴射ポンプのラック位置を制御して回転
制御を制御する電子式ガバナ装置として、特開昭５７−
１７１０３７号に示されたものがある。この従来の電子
式ガバナ装置では、機関の回転速度を検出するセンサか
ら得られる回転速度検出信号と、燃料噴射ポンプのラッ
ク位置を検出するセンサから得られるラック位置検出信
号とアクセル操作部材の位置を検出するセンサから得ら
れるアクセル位置検出信号とに基いて、そのアクセル位
置により指示される機関の回転速度を得るために必要な
ラックの目標位置を演算する。そしてこの演算されたラ
ックの目標位置にラックを位置させるために必要な制ｔ
ｉ１１電圧を発生させ、この制御電圧でラックを操作す
るアクチュエータを駆動することにより、ラックを目標
位置まで移動させる。

また内燃機関においては、燃料供給ｍによりトルクが決
まるが、各回転速度における出力（トルク×回転数）は
ほぼ一定に保つことが望ましいため、各回転速度におい
て供給し得る燃料の吊には上限があり、一般に最大燃旧
供給母は最大トルク発生回転速度以上の回転領域で機関
の回転速度の上昇に伴って減少していく。このように、
内燃機関においては各回転速度において最大燃料供給子
が決められているため、燃料噴射ポンプが用いられる場
合には、各回転速度において最大ラック位置［本明細書
ではラックが開位置側（燃料増■側）へ変位する際の許
容限界位置を言う。］が決められている。そのため上記
従来の装置では、ラック位置検出信号と回転速度検出信
号とにより所定の最大ラック位置を演算して各回転速度
においてラックの位置が最大ラック位置を越えないよう
に制御を行っている。

上記従来の装置で青られる機関の特性は第４図に示す通
りである。すなわら、無負荷（トルクＴ＝０）時の機関
の回転速度ＮがＮＳとなるアクセル位置を保って負荷ト
ルクＴを零から全負荷トルクＴＯまで増大させていくと
、機関の回転速度がＮｏ　　（＜Ｎｓ）まで低下する、
いわゆるドループ特性となる。次に全負荷トルク１０時
にラック位置が最大ラック位置に到達すると、それ以上
の負荷トルクに対しては最大ラック位置特性に従って（
ラックの位置が最大ラック位置を保つように制御が行な
われて）機関の回転速度Ｎが低下していく。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来のガバナー装置は、負荷変動に対する特性がド
ループ特性となり、定速度特性を得ることができなかっ
たため、負荷変動に対して回転速度を一定に保つ必要が
ある用途には使用することかできなかった。

例えば溶接負荷と一般の負荷との双方に対して用いられ
るウェルダー発電機を駆動する内燃機関に対しては第５
図に示すような特性が要求される。

このウエルダー発電機は、巻線を切換えることにより５
０／６０　Ｈ７の定周波交流発電機と、溶接機駆動用発
電機との双方に共用し得るようにしたちので、５０／６
０　ＨＺの交流発電機として使用する場合には、負荷ト
ルクの変動（発電機の負荷変動）に対して回転速度（発
電機の出力周波数）を一定に保つ特性が要求される。こ
の場合機関の使用負荷範囲は無負荷から全負荷Ｔｏまで
の範囲であり、この負荷範囲でｔａＩＩｌの回転速度を
一定値Ｎｏに保つことが要求される。これに対し、溶接
機駆動用発電機として用いる場合には、全負荷トルクＴ
Ｏ付近で運転され、機関に出来るだけ大きな出力を発生
させるためにラック位置を各回転速度における最大ラッ
ク位置に保つことが要求される。

上記のように従来の電子式カバナ装置では、負荷トルク
の変動に対して回転速度を一定に保つ特性を得ることが
できなかったため、交流発電機を駆動する内燃機関に適
用した場合に負荷変動に伴って発電機の出力周波数が変
動し、負荷に良質の電力を供給することができなかった
。

本発明の目的は、定速度回転制御と最大ラック位置制御
との双方を行うことができる内燃機関用電子式ガバナ装
置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ラックにより燃料の噴射量が調整される燃料
噴射ポンプにより燃料が供給される内燃機関の回転速度
を制御する内燃機関用電子式ガバナ５Ａ置である。

本発明をその実施例を示す第１図を参照して説明すると
、１は制御対象である内燃機関、２は電気的に駆動され
て内燃機関１に燃料を供給する燃料噴射ポンプのラック
を操作するラック操作手段である。３は内燃機関１の回
転速度を検出して速度検出信号Ｖｎを出力する速度検出
装置、４は内燃機関の回転速度を設定するアクセル操作
部材の位置を検出してアクセル操作部材の位置に対応す
る指示回転速度を示す指示速度信号Ｖ口０を出力する指
示速度信号発生回路である。５はラックの位置を検出し
てラックの位置を示すラック位置検出信号■しを出力す
るラック位置検出装置、６は速度検出信号Ｖｎと指示速
度信号ＶｎＯとを入力として実回転速度と指示回転速度
との偏差を許容範囲以下に保つように制御するための定
速度制御用動作信号を出力する速度偏差演算回路、７は
速度検出信号Ｖｎ及びラック位置検出信号■しを入力と
してラックの位置と各回転速度における最大ラック位置
との間の偏差を許容範囲以下に保つように制御するため
の最大ラック位置制御用動作信号ＶＬｄを出力するラッ
ク位置偏差演算回路である。８は所定の条件に従って速
度偏差信号Ｖｎｄとラック位置偏差信号ＶＬｄとを選択
して出力する制御モード切換器で、この切換器は、速度
検出信号Ｖｎが指示速度信号ｖｎＯ以上である時には速
度偏差信号Ｖｎｄを出力し、速度検出信号Ｖｎが指示速
度信号より小さくてラックの位置が最大ラック位置より
手前にある時には速度偏差信号Ｖｎｄを出力し、速度検
出信号Ｖｎが指示速度信号Ｖｎｏより小さくてラックの
位置が最大ラック位置を越えている時にはラック位置偏
差信号ＶＬｄを出力する。９は制御モード切換器８の出
力を積分する積分器で、この積分器９の出力信号Ｖｉは
操作は演算回路１１に入力されている。操作量演算回路
１１は回転速度の偏差またはラック位置の偏差を一定の
範囲以下にするために必要なラック操作手段の操作量を
演算し・、この操作量を駆動回路１２に与える。駆動回
路１２は演算回路１１が演算した操作量に応じてラック
操作手段２を駆動してラックの位置を目標位置に近付り
るように移動さける。

［発明の作用］ 上記のように、制御モード切換器８を設けて、速度検出
信号Ｖｎが指示速度信号Ｖｎｏ以上である時、及び速度
検出信号Ｖｎが指示速度信号より小さくてラックの位置
が最大ラック位置にり手前にある時に定速度制御用動作
信号Ｖｎｄを積分器に入力して１ｎＩｌの回転速度と指
示回転速度との偏差を許容範囲以下に保つための制御を
行わせ、速度検出信号Ｖｎが指示速度信号ＶｎＯより小
さくてラックの位置が最大ラック位置を越えている時に
は最大ラック位置制御用動作信号ＶＬｄを積分器に入力
４　　　してラックの位置と各回転速度における最大ラ
ック位置との偏差を許容範囲以下に保つための制御を行
わせると、負荷変動に対して機関の回転速度を一定に保
つように制御する定速度回転制御と、ラックの位置な各
回転速度における最大ラック位置に保つように制御する
最大ラック位置制御との双方を行わゼることができる。

従って溶接負荷と一般負荷との双方を駆り」する必要が
あるエンジン発電機に用いる内燃機関のように、負荷変
動に対して回転速度を一定に保つ特性と、ラックの位置
を各回転速度における最大ラック位置に保って全負荷ト
ルク付近のトルクを発生させる特性との双方が要求され
る場合に有用である。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例の全体的な構成を示したもので
、同図において１は内燃機関（この例ではディーピル機
関）であり、この内燃機関はラック（噴射ω調節部材）
により噴射量が調節される燃料゛噴射ポンプを備えてい
る。２は電気的に駆動されて内燃機関１の燃料噴射ポン
プのラックを操作するラック操作手段で、このラック操
作手段２としては、モータを駆動源としてラックを操作
するもの、あるいは電磁プランジャを駆動源としてラッ
クを操作するもの等を用いることができる。

この実施例では、回転速度Ｎと最大ラック位置１ｍとの
間に第３図Ａに示す関係があるとする。

すなわち、機関の回転速度Ｎ［ｒｐｍ］が設定回転速度
Ｎ１以下の回転領域では、開位置側の一定位ｆｆ１Ｌ１
を最大ラック位置としてこの最大ラック位置にラック位
置を保持さけるように制御し、設定回転速度Ｎ１以上の
回転領域では回転速度の増大に伴ってラック位置を閉位
置側に直線的に変化させる。機関のトルクは、燃料噴射
ポンプのラックの位置により定まり、ラックの位置を開
位置側（噴！）ｌｆｆｉを増大させる側）に移動させる
と機関のトルクが増大する。第３図へにおいて回転速度
Ｎ１は最大１ヘルクＴｍ　　（第３図Ｂ参照）を生じる
回転速度で、最大ラック位置１ｍを１−１以上にすると
機関が破損するおそれがあることを意味している。回転
速度Ｎ１以上の領域では、機関の最人出カ（回転速度×
最大トルク）を一定に保つため、回転速度の上昇に伴っ
て最大燃料噴射量を減少させていくように最大ラック位
置を閉位置側に近付けていく。従ってこの例では、各回
転速度においてラックの位置が第３図Ａに示す最大ラッ
ク位置ＬＩｌｌを越えないように制御を行う。本実施例
では、第３図Ａに示すＮｏを図示しないアクセル操作部
材により指示された指示回転速度とする。この場合、指
示回転速度ＮＯにおける最大ラック位置く指示回転速度
ＮＯにおいて最大トルクＴＯを生じるラック位置）し０
を越えないようにラックの位置を制御し、第３図Ｂに示
すように、無負荷から回転速度ＮＯにおける最大負荷ト
ルクＴＯまでの範囲では、機関の回転速度Ｎを指示回転
速度ＮＯに保持するようにラックの位置を閉位置と最大
ラック位置［０との間で制御して定速度回転制御を行わ
せ、負荷トルクが最大負荷トルクＴＯを越える範囲では
、ラック位置を各回転速度での最大ラック位置に保つよ
うに最大ラック位置制御を行わせる。最大ラック位置制
御が行われる負荷範囲では、機関の回転速度がｆ１荷の
増減に応じて変動するが、ラック位置はそれぞれの回転
速度における最大ラック位置に保たれる。

３ａは内燃機関の回転）ｉ！８度を検出する回転速度セ
ンサ、例えば速度発電機で、このセンサの出力の周波数
が機関の回転速度に比例している。３ｂはけンサ３ａの
出力の周波数を電圧に変換して機関の回転速度に比例し
た速度検出信号Ｖｎを出力する周波数電圧変換回路（Ｆ
／Ｖ変換回路）で、回転速度センサ３ａ及び周波数電圧
変換回路３ｂにより速度検出装置３が構成されている。

４ａは内燃機関１の回転速度を設定するアクセル操作部
材の位置を検出するアクセル位置センサ、４ｂはセンサ
４ａの出力をアクセル操作部材の位置に対応する指示回
転速度を示す指示速度信号ＶｎＯに変換する信号変換回
路であり、アクセル位置センサ４ａ及び信号変換回路４
ｂにより指示速度信号発生回路４が構成されている。

５ａは燃料噴射ポンプのラックの位置を検出するラック
位置センサで、このラック位置センサの出力は信号変換
回路５ｂに入力されている。ラック位置セン’＋５８は
第３図りに示したように、ラック位置しに対して直線的
に変化する検出信号Ｖし゛を出力する。信号変換回路５
ｂは、検出信号Ｖｒを仝閉位置で零から立上がるラック
位置検出信号ＶＬに変換する。ラック位置センサ５ａ及
び信号変換回路５ｂによりラック位置検出装置５が構成
されている。ラック位置センサ５ａとしてはポテンショ
メータ等の変位量検出手段を用いることができ、ラック
位置検出信号変換回路５ｂとしてはラック位置センサの
構成に応じて適宜の構成のものを用いることができる。

上記指示速度信号Ｖｎｏと速度検出信号Ｖｎとは速度偏
差演算回路６に入力されている。この速度偏差演算回路
６は速度検出信号Ｖｎと指示速度信号ＶｎＯとを入力と
して実回転速度と指示回転速度との偏差を許容範囲以下
（当然偏差零を含む）にするように制御するための定速
度制御用動作信号Ｖｎｄ＝αｘ　（Ｖｎ　−Ｖｎｏ）　
　［αは比例定数。１を出力する。

７は速度検出信号Ｖｎとラック位置検出信号ＶＬとを入
力としてラックの位置と各回転速度における最大ラック
位置との偏差を許容範囲以下（当然偏差零を含む）に保
つように制御するための最大ラック位置制御用動作信号
ＶＬｄを出力するラック位＠偏差演算回路で、本実施例
で用いる最大ラック位置偏差演算回路は、速度検出信号
ｖｎを一定の関数関係を有する最大ラック位置制御用速
度情報信号Ｖｍに変換する信号変換回路７ａと、速度情
報信号Ｖｍとラック位置検出信＠ＶＬとを入力として最
大ラック位置制御用動作信号ＶＬｄを出力する演算回路
７ｂとにより構成されている。

本実施例においては、最大ラック位置制御用動作信号■
Ｌｄを、■１．６＝βｘ　（Ｖｍ　＋ＶＬｄ）　−Ｖｒ
で表される信号とし、最大ラック位置制御用速度情報信
号Ｖｍとラック位置検出信号ＶＬと９和にある計数β（
βは１でも可）を乗じた足、β×１１１１＋ＶＬ）と一
定値ｖｒとの偏差を常に許容範囲以下にするように制御
することにより、最大ラック位置と実際のラック位置と
の偏差を許容範囲以下（当然偏差零を含む）に保つよう
に制御を行わせる。すなわち、速度情報信号Ｖｍが増大
した時にはラック位置検出信号ＶＬを減少させ、速度情
報信号Ｖｌｌ＋が減少した時にはラック位置検出信号Ｖ
Ｌを増大させるように制御を行わＶことにより回転速度
Ｎの増大に応じて最大ラック位置を減少させる制御特性
を得るものとし、回転速度の上昇に応じて最大ラック位
置が減少する制御特性が第３図への設定回転速度Ｎ１以
上の回転領域でのみ生じるようにする。そのため、最大
ラック位置制御用速度情報信号Ｖｍとして、第３図Ｃに
示すように設定回転速度Ｎ１から変化し始める信号を用
いる。この様な速度情報信号ｙｍは、速度検出信号ｖｎ
から、設定回転速度Ｎ１における速度検出信号の大きさ
Ｖｐを減することにより得ることができる。

速度偏差演算回路６が出力する動作信号■口ｄ及びラッ
ク位置偏差演算回路７が出力する動作信号ＶＬｄは制御
モード切換器８に入力されている。この制御モード切換
器８は所定の条件に従って動作信号ＶｎｄまたはＶＬｄ
を選択して次段に供給するもので、この制御モード切換
器８が動作信号ＶｎｄまたはＶＬｄを選択する条件は次
の通りである。

（ａ）機関の回転速度Ｎが指示回転速度Ｎｏ以上になっ
ていて、速度信号Ｖｎが指示速度信号ＶｎＯ以上になっ
ている時には定速度制御用動作信号Ｖｎｄを出力する。

（ｂ）回転速度Ｎが指示回転速度Ｎ０未満で速度検出信
号Ｖｎが指示速度信号Ｖ００より小さく、かつラックの
位置が最大ラック位置より手前にある時には定速度制御
用動作信号Ｖｎｄを出力する。

（Ｃ）速度検出信号Ｖｎが指示速度信号ＶｎＯより小さ
く、かつラックの位置が最大ラック位置を噴射量増大側
に越えている時には最大ラック位置制御用動作信号ＶＬ
ｄを出力する。

上記制御モード切換器８が出力する動作信号■Ａ　　　
ｎｄまたはＶＬｄは積分器９に入力されて積分され、積
分器９が出力する積分信号Ｖｉは操作Ｈ演算回路１１に
入力されている。

本実施例ではまた速度検出信号Ｖｎが微分器１０に入力
されて微分され、この微分器１０が出力する微分信号Ｖ
Ｄが操作量演算回路１１に入力されている。

操作聞演ｎ回路１１は回転速度Ｎと指示回転速度Ｎｏと
の偏差またはラック位置と最大ラック位置との偏差を許
容範囲以下に保つために必要なラック操作手段２の操作
量を演算する。この操作量を示す信号は駆動回路１２に
入力され、駆動回路１２は操作量演算回路１１が演算し
た操作量に応じてラック操作手段２を駆動してラックを
所定の目標位置に移動させる。

上記実施例において、速度検出信号３は第３図Ｂに示す
ように機関の回転速度Ｎに比例した速度検出信号Ｖｎを
出力する。この速度検出信号Ｖｎは速度偏差演算回路６
と、ラック位置偏差演算回路７と微分回路１０とに入力
される。

またラック位置検出装置５は第３図りに示すようにラッ
ク位置りの全開位置から全開位置まで直線的に変化する
ラック位置検出信号ＶＬを出力する。このラック位置検
出信号ＶＬはラック位置偏差演算回路７に入力される。

今アクセル操作部材が指示回転速度ＮＯを指示する位置
に固定されたとすると、指示速度信号発生回路４は指示
回転速度がＮＯであることを示す指示速度信号ｖｎｏを
出力し、速度偏差演算回路６は、速度検出信号Ｖｎと指
示速度信号ｖｎＯとの偏差に相応する定速度回転制御用
動作信号Ｖｎｄ＝α（ｖｎ−Ｖｎｏ）を出力する。また
ラック位置偏差演算回路７は最大ラック位置制御用動作
信号ＶＬｄ＝β（Ｖｌｌｌ　＋ＶＬ）−Ｖｒを出力する
。

今機関の回転速度Ｎが指示回転速度Ｎｏ以上になったと
すると、速度信号Ｖｎが指示速度信号ＶｎＯ以上になる
ため、制御モード切換器８が定速度制御用動作信号Ｖｎ
ｄを出力する。この時積分器９は積分信号Ｖｉ　＝に＋
　ｆ　（Ｖｎ　−Ｖｎｏ）　αｄｔ（Ｋ１は定数。）を
出力し、操作量演算回路１１は、この積分信号■ｉを入
力として、機関の実回転速度Ｎと指示回転速度ＮＯとの
偏差を許容範囲以下にする（好ましくは一致させる）の
に必要なラック操作手段２の操作量を演算し、演算した
操作部を示す信号を駆動回路１２に供給する。操作量演
算回路１１はまた回転速度が変動して微分器１０が信号
を出力した時にこの速度変動を修正する方向にラック操
作手段を駆動する信号を出力する。

駆動回路１２は、微分信号ＶＤが発生した時に演算回路
１１から出力される信号に基づいて速度変動をおさえる
方向にラック操作手段２を駆動する修正動作を開始し、
次いで積分信号■；が発生して演算回路１１が演算した
操作量を出力すると、その操作量だけラック操作手段２
を駆動する。これによりラックが閉位置側に所定の位＠
（ＮとＮＯとの差を許容範囲以下にするために必要な位
置）まで移動し、回転速度Ｎが指示速度ＮＯに近付く。

ここで負荷が増大したとすると、回転速度Ｎが指示回転
速度ＮＯより低くなって速度検出信号Ｖｎが指示速度信
号ＶｎＯより小さくなる。この時の負荷トルクＴが指示
回転速度Ｎｏにおける最大トルクＴＯより低いとすると
、ラックの位置は最大ラック位置より手前にあるため、
制御モード切換器８は定速度制御用動作信号Ｖｎｄを出
力する。従って操作量演算回路１１は回転速Ｉｆｆ　Ｎ
と指示回転速度ＮＯとの差を許容範囲以下にするために
必要な操作量を演算してその操作量を駆動回路１２に与
え、駆動回路１２はイの操作量だけラック操作手段２を
駆動する。負荷トルクＴが指示回転速度Ｎｏにおりる最
大トルクＴＯ以下の範囲では、これらの動作により、顆
間の回転速度Ｎが指示回転速度Ｎｏに保たれる。

本発明においては、積分器９及び微分器１０を設けて、
動作信号の積分値と回転速度の検出値の微分値とから操
作量を演棹することにより、比例−積分一徹分動作（Ｐ
ＴＤ動作）を行わせている。

このように積分動作を加えることによりオフセットを少
なくづることができる。また微分動作を加えると、積分
信号が発生する前に隆正動作を開始させることができる
ため、整定時間を短くすることができる。

なお微分器１０を省略して比例積分動作を行わせるよう
に構成することもできる。

負荷トルクＴが指示回転速度Ｎｏにお（プる最大トルク
Ｔｏを越えると、回転速度Ｎが指示回転速度ＮＯより低
くなって速度検出信号Ｖｎが指示速度信号Ｖｎｏより小
さくなり、かつラックの位置が最大ラック位置を噴射母
地大側に越えるようになる。この時制御モード切換器８
は最大ラック位置制御用動作信号ＶＬｄ−β（Ｖｍ　＋
ＶＬ）−Ｖｒを出力し、積分器９は積分信号Ｖｉ　＝に
２　ｆ　（β×（Ｖｍ　＋ＶＬ）　−Ｖｒ）ｄｔ　　（
Ｋ２は定数）を出力する。演算回路１１はこの積分信号
Ｖｉを入力として、β（Ｖｍ　＋ＶＬ）＝Ｖｒとするた
めに必要なラック操作手段２の操作ａを演算し、この操
作量を駆動回路１２に与える。これにより駆動回路１２
はラックの位置と最大ラック位置との偏差を許容範囲以
下にするようにラック操作手段２を駆動する。すなわち
、回転速度が低下した時には速度情報信号Ｖｍが小さく
なるため、ラック位置検出信号ＶＬを大ぎくするように
、すなわちラックを閉位置側に変位させるようにラック
操作手段２を駆動し、β（Ｖｍ　＋ＶＬ）＝Ｖｒとなっ
た位置（この位置が最大ラック位置になるように設定し
ておく。

）でラックを停止させる。また回転速度が高くなった場
合には速度情報信号■ｍが大きくなるため、ラック位置
検出信号■しを小さくするように、すなわちラックを閉
位置側に変位させるようにラック操作手段２を駆動し、
β（Ｖｍ　＋ＶＬ）＝Ｖｒとなった位置でラックを停止
させる。

次に第２図を参照すると、第１図の構成のうち、速度偏
差演算回路６、ラック位置偏差演算回路７、制御モード
切換器８及び積分器９の具体的な構成例が示されている
。この第２図に示した実施例において、速度偏差演算回
路６は演算増幅器ＯＰ１と抵抗Ｒ１乃至Ｒ６とからなり
、演算増幅器ＯＰ１の正相入力端子及び逆相入力端子に
それぞれ速度検出信号Ｖｎ及び指示速度信号Ｖｎｏが入
力されて、増幅器ＯＰ１の出力端子に定速度回転制御用
動作信号Ｖｎｄ＝α（Ｖｎ−Ｖｎｏ）が得られる。なお
後記づるように、実際にはこの動作信号には積分器から
フィードバックされた積分信号■ｉが加わる。

ラック位置偏差演算回路７の信号変換回路７ａは演克増
幅器ＯＰ２と抵抗Ｒ７乃至Ｒ１２とからなり、演算回路
７ｂは演算増幅器ＯＰ３　、ＯＲ３及び抵抗Ｒ１３乃至
Ｒ２３と、後記する制御モード切換器８の一部をも構成
する抵抗Ｒ２４及びＲ２５とからなっている。信号変換
回路７ａの演算増幅器ＯＰ２の正相入力端子に速度検出
信号Ｖｎが入力され、図示しない直流電源の電圧を抵抗
Ｒ８とＲ９とにより分圧して得た電圧Ｖｏが演算増幅器
ＯＰ２の逆相入力端子に入力されている。従って該演算
増幅器ＯＰ２の出力側には、速度検出信号電圧Ｖｎと一
定電圧■ｐとの差に相当する最大ラック位置制御用速度
情報信号Ｖｍが得られる。

上記速度情報信号■ｍはラック位置検出信号■１、とと
もに演算増幅器ＯＰ３の正相入力端子に入力され、演算
、増幅器ＯＰ３の出力端子にβ（Ｖｍ＋■［）の信号が
得られる。この信号は演算増幅器ＯＰ４の正相入力端子
に与えられている。図示しない直流電圧を抵抗Ｒ２４及
びＲ２５により分圧して得た基Ｑ電圧Ｖｒが演算増幅器
ＯＰ４の逆相入力端子に与えられ、該演算増幅器ＯＰ４
の出力側に最大ラック位置制御用動作信号ＶＬｄ＝β（
■ｍ＋ＶＬ）−Ｖｒ／ｌ！Ｆられる。後記するように、
実際にはこの動作信号にも積分器からフィードバックさ
れた積分信号Ｖｉが加わる。

制御モード切換器８は、演算増幅ＺＯＰ５及びＯＲ３と
ナンド回路ＮＡＩと、ナンド回路ＮＡ２及びＮＡ３によ
り構成されたフリップフロップ回路ＦＦと、抵抗Ｒ２４
及びＲ２５からなる分圧回路と、インバータＩＮ１と、
アナログスイッチＡ１及びＡ２とからなっている。アナ
ログスイッチＡ１及びＡ２は入力端子ａど、出力端子す
と、コントロール端子Ｃとを有し、コントロール端子Ｃ
の電位が高レベルになった時に人出ノｊ端子ａ、ｂ間の
インピーダンスが低く（はぼ零に）なって導通状態にな
り、コントロール端子Ｃの電位が低レベルになった時に
入出力端子ａ、ｂ間のインピーダンス（が高くなって遮
断状態になる。

この制御モード切換７ｊＩ８において、定速度回転制御
を行うべぎ時（ラック位置が各回転速度における最大ラ
ック位置より閉位置側にある時）には、β（Ｖｍ＋ＶＬ
）≦Ｖ「であるため、演算増幅器ＯＰ６の出力の電位が
低レベル（ばぽ接地電位）にある。また機関の回転速度
Ｎが指示回転速度Ｎ。

を中心にして上下を繰返しているため、演算増幅器ＯＰ
５の出力端子の電位は低レベル状態と高レベル状態とを
繰返している。この時ナンド回路ＮＡ１の出力は高レベ
ル（演算増幅器ＯＰ６の出力が零のため）になっている
。従ってフリップフロップ回路ＦＦの出力は低レベルに
なっている。この時アナログスイッチＡ１のコントロー
ル端子Ｃは高レベルにあり、アナログスイッチＡ２のコ
ントロール端子Ｃは低レベルになっているため、アナロ
グスイッチＡ１が導通し、アナログスイッチＡ２が遮断
状態にある。従ってアナログスイッチＡ１を通して定速
度回転制御用動作信号Ｖｎｄが出力される。

また最大ラック位置制御を行うべき時には、βＸ　（Ｖ
ｍ　＋ＶＬ）＞Ｖｒとなるため、演算増幅器ＯＰ６の出
力が高レベルになる。この状態で速度検出信号Ｖｎが指
示速度信号Ｖｎｏより小さく（Ｖｎ＜Ｖｎｏ）／、；る
と、フリップフロップ回路ＦＦが反転して、アナログス
イッチＡ１が遮断状態になり、アナログスイッチＡ２が
導通状態になる。従ってアナログスイッチ△２を通して
最大ラック位置制御用動作信号ＶＬｄが出力される。

次にＶｎ＞ＶｎＯとなると、演算増幅器ＯＰ５の出力が
低レベルになるため、ナンド回路ＮＡ１の出力が高レベ
ルになり、フリップフロップ回路ＦＦの出力が低レベル
になる。従ってアナログスイッチΔ２が遮断し、アナロ
グスイッチＡ１が導通して定速度回転制御用動作信号Ｖ
ｎｄが出力される。

すなわち、速度検出信号Ｖｎが指示速度信号Ｖｎｏを越
えた時に定速度回転制御に復帰する。

上記定速度回転制御用動作信号Ｖｎｄまたは最大ラック
位置制御用動作信号ＶＬｄは、積分器９に入力される。

積分器９は抵抗Ｒ２６及びＲ２７どコンデンサＣ１とバ
ッファとしての演算増幅器ＯＰ７とにより構成され、動
作信号ＶｎｄまたはＶＬｄにより抵抗Ｒ２６またはＲ２
７を通してコンデンサＣ１が充電されて積分動作が行わ
れる。保持別離を持たせるため、積分器９の出力が演算
増幅器ＯＰ１及びＯＲ３にフィードバックされている。

従って実際の定速度制御用動作信号ＶｎｄはＶｎｄ＝Ｖ
ｉ　＋　（Ｖｎ−Ｖｎｏ）αで与えられ、最大ラック位
置制御用動作信号ＶＬｄは、ＶＬｄ＝Ｖｉ　＋β（Ｖｍ
＋ＶＬ）−Ｖｒで与えられる。

第２図の回路を用いる場合のがバナ装置の動作を説明す
ると、第３図Ｂの無口筒から最大負荷トルクＴｏまでの
負荷範囲では、アナログスイッチＡ１が閉じて動作信号
Ｖｎｄが出力され、積分器９により、Ｖｎｄ＝Ｖｉ　＋
　（Ｖｎ　−Ｖｎｏ）　ａが積分される。操作量演算回
路１１はこの積分信号を入力どして操作量を演算し、Ｖ
ｎ＝Ｖｎｏとなった点で係は安定する。積分器９はこの
時の出力を保持する。

負荷トルクが回転速度Ｎｏにおける最大トルクＴＯを越
えると、アナログスイッチＡ２が閉じ、動作信号Ｖ　Ｌ
ｄ＝　Ｖ　ｉ＋β（Ｖｍ　十ＶＬ）−Ｖｒが出力される
。この信号は積分器９により積分される。

演算回路１１はこの積分信号を入力としてβ（■ｒａ　
＋ＶＬ　＝Ｖｒとするための操作量を演算する。

これによりラックが最大ラック位置に向（プて移動し、
ラック位置が最大ラック位置となってβ（Ｖｍ→−ＶＬ
　＝■ｒとなった時点で系が安定する。積分器９はこの
時の出力を保持する。

上記の実施例では、ラック位置偏差演Ｃ］回路７が動作
信号ＶＬｄ＝β（Ｖｍ　十ＶＬ）−Ｖｒを出力するとし
たが、信号変換回路７ａの代りに回Φｌ速度Ｎに対して
第３図Δに示すように変化する最大ラック位置信号ＶＬ
ｍを発生する関数発生器を設けてこの関数発生器の出力
（最大ラック位置信号）ＶＬｍとラック位置検出信号■
しどの偏差を演算回路７ｂで口出することにより、動作
信号ＶＬｄ−α×（ＶＬ−ＶＬｍ）を１７で、この動作
信号を制御モード切換器８に入力するようにしてもよい
。この場合、操作量演算回路１１はラック位置検出信号
■Ｌと最大ラック位置信号ＶＬｍとの偏差を許容範囲以
下にするように操作量を演算する。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、速度偏差演算回路とラ
ック位置偏差演算回路と制御モード切換器とを設４ノで
、定速度回転制御用動作信号と最大ラック位置制御用動
作信号とを選択的に出力させることにより、定速度回転
ｉｉ制御と最大ラック位置制御とを行わせることができ
るようにしたので、負荷変動に対して回転速度を一定に
保つ必要がある負荷と最大トルクを発生させる必要があ
る負荷との双方を駆動する内燃機関を得ることができる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の仝体的な構成を示すブロック
図、第２図は第１図の要部の具体的構成を示す回路図、
第３図へ乃至りはそれぞれ本発明の実施例における最大
ラック位置と回転速度との関係、トルクと回転速度との
関係、速度検出信号と回転速度との関係及びラック位置
検出信号とラック位置との関係を示す線図、第４図は従
来のガバナを用いた場合のトルクと回転速度との関係を
示す線図、第５図はウエルダー発電義を駆動する内燃別
間に要求される特性を示す線図である。 １・・・内燃機関、２・・・ラック操作手段、３・・・
速度検出装置、４・・・指示速度信号発生回路、５・・
・ラック位置検出装置、６・・・速度偏差演算回路、７
・・・ラック位置偏差演算回路、８・・・制御モード切
換器、９・・・積分器、１０・・・微分器、１１・・・
操作量演算回路、１２・・・駆動回路。 第３図 回組Ａ／−Ｃｗ７３ 手続ネ市正甚Ｊ　（自発ン 昭和６１年　７月　８日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示　特願昭６０−１５１２８０号２、発明
の名称 内燃機関用電子式ガバナ装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （１３４）国産電機株式会社 ４、代理人 東京都港区新橋１−３１−６　　文山ビル６階５、補正
の対象 ［１］明細書を下記の通り訂正する。 （１）第５頁第５行の「回転制御」を「回転速度」に訂
正する。 （２）第１７頁第１４行の「（Ｖｍ　＋ＶＬｄ）　Ｊを
ｒ　　ｆＶｍ　＋ＶＬ）Ｊに訂正する。 （３）第１７頁第１７行の「計数」を「係数」に訂正す
る。 （４）第２０頁第１３行の「Ｂに」を「Ｃに」に訂正す
る。 ［］Ｉ］図面第２図を別紙の通り訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ラックにより燃料の噴射量が調整される燃料噴射ポンプ
   により燃料が供給される内燃機関の回転速度を制御する
   内燃機関用電子式ガバナ装置において、 電気的に駆動されて前記ラックを操作するラック操作手
   段と、 内燃機関の回転速度を指示するアクセル操作部材の位置
   を検出してアクセル操作部材の位置に対応する指示回転
   速度Ｎｏを示す指示速度信号Ｖｎｏを出力する指示速度
   信号発生回路と、 前記内燃機関の回転速度を検出して回転速度に比例した
   速度検出信号Ｖｎを出力する速度検出装置と、 前記ラックの位置を検出してラックの位置を示すラック
   位置検出信号ＶＬを出力するラック位置検出装置と、 前記速度検出信号Ｖｎと指示速度信号Ｖｎｏとを入力と
   して実回転速度と指示回転速度との偏差を許容範囲以下
   に保つように制御するための定速度制御用動作信号Ｖｎ
   ｄを出力する速度偏差演算回路と、 前記速度検出信号Ｖｎとラック位置検出信号ＶＬとを入
   力として前記ラックの位置と各回転速度における最大ラ
   ック位置との偏差を許容範囲以下に保つように制御する
   ための最大ラック位置制御用動作信号ＶＬｄを出力する
   ラック位置偏差演算回路と、 前記定速度制御用動作信号Ｖｎｄと最大ラック位置制御
   用動作信号ＶＬｄとを入力として、前記速度検出信号Ｖ
   ｎが指示速度信号Ｖｎｏ以上になつている時には前記定
   速度制御用信号Ｖｎｄを出力し、前記速度検出信号Ｖｎ
   が前記指示速度信号Ｖｎｏより小さくて前記ラックの位
   置が最大ラック位置より手前にある時には前記定速度制
   御用動作信号Ｖｎｄを出力し、前記速度検出信号Ｖｎが
   前記指示速度信号Ｖｎｏより小さくて前記ラックの位置
   が最大ラック位置を越えている時には前記最大ラック位
   置制御用動作信号ＶＬｄを出力する制御モード切換器と
   、 前記制御モード切換器の出力を積分する積分器と、 前記積分器の出力信号Ｖｉを入力として実回転速度と指
   示回転速度との偏差または前記ラックの位置と最大ラッ
   ク位置との偏差を一定の範囲以下にするために必要な前
   記ラック操作手段の操作量を演算する操作量演算回路と
   、 前記操作量演算回路が演算した操作量に応じて前記ラッ
   ク操作手段を駆動する駆動回路とを具備したことを特徴
   とする内燃機関用電子式ガバナ装置。