KR20090127320A - 전자 제어 조속기 - Google Patents

전자 제어 조속기 Download PDF

Info

Publication number
KR20090127320A
KR20090127320A KR1020097020537A KR20097020537A KR20090127320A KR 20090127320 A KR20090127320 A KR 20090127320A KR 1020097020537 A KR1020097020537 A KR 1020097020537A KR 20097020537 A KR20097020537 A KR 20097020537A KR 20090127320 A KR20090127320 A KR 20090127320A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
amplitude
dither
engine
actuator drive
Prior art date
Application number
KR1020097020537A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101156101B1 (ko
Inventor
호쿠토 쿠사카
히데오 시오미
이사오 타카가와
Original Assignee
얀마 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2007051994A external-priority patent/JP4578492B2/ja
Priority claimed from JP2007051993A external-priority patent/JP2008215145A/ja
Application filed by 얀마 가부시키가이샤 filed Critical 얀마 가부시키가이샤
Publication of KR20090127320A publication Critical patent/KR20090127320A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101156101B1 publication Critical patent/KR101156101B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1408—Dithering techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2024—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit the control switching a load after time-on and time-off pulses
    • F02D2041/2027—Control of the current by pulse width modulation or duty cycle control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)

Abstract

디더(dither) 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 액츄에이터(2)를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 전자 제어 조속기(1)에 있어서, 상기 액츄에이터 구동 전류의 공급량의 변화에 따라 상기 디더 전류의 진폭 또는 주파수를 변경한다. 혹은, 엔진 회전수의 변화에 따라 상기 디더 전류의 진폭 및 주파수를 변경한다. 혹은, 상기 디더 전류의 1주기 중의 ON 시간과 OFF 시간 간의 비율을 상기 액츄에이터 구동 전류의 증가 속도와 감소 속도 간의 속도비에 따라 변경하고, 바람직하게, 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율을 20 ~ 40퍼센트로 설정한다.

Description

전자 제어 조속기{ELECTRONIC CONTROL GOVERNOR}
본 발명은, 디더(dither) 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량(調量) 수단을 작동시키기 위한 액츄에이터를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 전자 제어 조속기에 관한 것이다.
종래, 디젤 엔진의 조속기로서, 연료 분사 장치에 연계되어 마련된 전자 제어 조속기는 공지되어 있다. 이와 같은 전자 제어 조속기는 연료 분사 장치의 연료 공급량을 조정하는 연료 조량 수단이 되는 연료 조량 랙을 작동시키기 위한 액츄에이터로서 솔레노이드를 구비하고, 액츄에이터를 PWM 제어함으로써 엔진으로의 연료 공급량을 제어하게 구성된다. 그리고, 액츄에이터를 구동시키는 액츄에이터 구동 전류에 디더 전류를 중첩시켜 액츄에이터를 미진동(微振動)시킴으로써, 액츄에이터의 히스테리시스(hysteresis)나 연료 조량 랙 등의 슬라이딩부의 슬라이딩 저항의 저감을 도모한다(예를 들어, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조).
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2006-77580호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2001-20789호 공보
그런데, 엔진 부하 또는 엔진 회전수의 변화에 의해 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 적정한 진폭보다 작아지거나 커진다. 예를 들어, 전자 제어 조속기에서는, 엔진 부하가 높아지면 액츄에이터 구동 전류의 공급량을 크게 하여 연료 공급량을 늘려 엔진 정지를 피한다. 이와 같이, 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 변화함에도 불구하고 디더 전류의 진폭을 일률적으로 설정하면, 고엔진 부하 시의 액츄에이터 구동 전류 공급량이 많은 경우에 대응하게 설정한 디더 전류의 진폭은 작아지고, 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 적은 저부하 시에는 디더 전류를 중첩한 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 너무 작아져서, 디더 전류가 목표로 하는 액츄에이터의 히스테리시스나 슬라이딩부의 슬라이딩 저항의 저감 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, 저엔진 부하 시의 액츄에이터 구동 전류 공급량이 적은 경우에 대응하게 설정한 디더 전류의 진폭은 커지고, 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 고부하 시에는 디더 전류를 중첩한 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 너무 커져서, 연료 조량 수단의 진폭이 너무 커져 연료 분사 장치에 의한 연료 공급량의 변동 폭이 증대되어 엔진의 헌팅(hunting)이 발생하기 쉬워지는 문제가 있었다.
또한, 디더 전류의 주파수를 높게, 즉 PWM 신호의 주기를 짧게 할수록 신호 1주기(1주기는 1회의 ON과 1회의 OFF의 조합) 중의 디더 전류의 상승(신호 ON 시)·하강(신호 OFF 시)을 위하여 설정하는 기간이 짧아진다. 전류의 하강 시간이 짧으면 디더 전류를 중첩한 액츄에이터 구동 신호의 감쇠에 필요한 시간이 짧기 때문에 감쇠가 불충분해지고, 결과적으로는 액츄에이터 구동 신호의 진폭이 작아진다. 따라서, 액츄에이터 구동 전류 공급량이 변화함에도 불구하고 디더 전류의 주파수 를 일률적으로 설정하면, 액츄에이터 구동 전류 공급량이 많은 경우에 대응하게 디더 전류의 주파수를 설정한 경우, 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 적을 때에는 디더 전류를 중첩한 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 너무 작아져서, 디더 전류가 목표로 하는 액츄에이터의 히스테리시스나 슬라이딩부의 슬라이딩 저항의 저감 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, 액츄에이터 구동 전류 공급량이 적은 경우에 대응하게 디더 전류의 주파수를 설정한 경우, 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많을 때에는 디더 전류를 중첩한 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 너무 커져서, 연료 조량 수단의 진폭이 너무 커져 연료 분사 장치에 의한 연료 공급량의 변동 폭이 증대되어 엔진의 헌팅이 발생하기 쉬워지는 문제가 있었다.
또한, 디더 전류의 중첩 주파수와 엔진 회전에 기인하는 진동 주파수가 일치하면 연료 조량 수단의 공진 현상이 발생한다. 여기서, 엔진 진동 주파수는 고정 인자인 사이클 수 및 기통 수와, 변동 인자인 엔진 회전수에 의해 결정된다. 디더 전류의 주파수를 엔진의 저회전수 시의 액츄에이터 구동 전류에 대응시켜 일률적으로 설정한 경우, 엔진 회전수를 서서히 올려가면 어느 시점에서 엔진의 진동 주파수가 디더 전류의 주파수와 일치하여 엔진의 공진 현상이 생기는 문제가 있었다.
또한, 종래, 디더 전류 중첩을 위한 PWM 신호의 1주기에 있어서의 ON 시간 및 OFF 시간은, 예를 들어 후술하는 실시예 5의 설명에서 참조하는 도 17에 나타내는 바와 같이, 동일 시간으로 설정한다(ON 시간 50%, OFF 시간 50%). 그러나, 특히, 전자 제어 조속기에서 액츄에이터의 응답성을 향상시키기 위하여 상기의 PWM 신호의 주기를 보다 짧게 하여 액츄에이터 구동 전류의 제어를 행한 경우, OFF 시 간이 액츄에이터 구동 전류의 감쇠 속도에 대하여 상대적으로 짧아지고, OFF 시간 중의 액츄에이터 구동 전류의 감쇄가 불충분해지며, 그 결과, 후술하는 실시예 5의 설명에서 참조하는 도 18에 나타내는 바와 같이, 액츄에이터 구동 전류의 진폭(액츄에이터 구동 전류와 목표 전류와의 차분(差分))이 작아져, 상술한 바와 같이, 액츄에이터의 히스테리시스 및 슬라이딩부의 슬라이딩 저항의 저감 효과가 충분히 얻어지지 않았다.
본 발명의 목적은, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 액츄에이터를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 구조의 전자 제어 조속기로서, 액츄에이터의 히스테리시스 및 슬라이딩부의 슬라이딩 저항의 충분한 저감 효과가 얻어지도록 디더 전류를 적정화한 것을 제공하는 것이다.
이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1의 양태에 따른 전자 제어 조속기는, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 액츄에이터를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 것으로서, 액츄에이터 구동 전류의 공급량의 변화에 따라 상기 디더 전류의 진폭 또는 주파수를 변경한다.
이상과 같은 제1 양태의 전자 제어 조속기에서는, 액츄에이터 구동 전류의 공급량의 변화에 대응하여 디더 전류의 진폭 또는 주파수를 변화시킴으로써 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 액츄에이터 구동 전류의 공급량의 변화에 관계없이 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지하는 것이 가능해져, 솔레노이드로 작동시키는 연료 조량 수단의 진폭을 억제하여 적정한 진폭으로 하고, 연료 조량 수단이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
상기 제1 양태의 전자 제어 조속기는, 바람직하게, 엔진 부하가 높을수록 상기 액츄에이터 구동 전류의 공급량을 많게 하는 것으로서, 엔진 부하의 검출에 근거하여 상기 디더 전류의 진폭 또는 주파수를 변경한다.
이와 같이, 액츄에이터 구동 전류의 공급량 변화의 요인인 엔진 부하의 변화에 대응하여 디더 전류의 진폭 또는 주파수를 변화시킴으로써 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 엔진 부하의 변화에 관계없이(엔진의 전체 부하역에 걸쳐서) 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지하는 것이 가능해져, 솔레노이드로 작동시키는 연료 조량 수단의 진폭을 억제하여 적정한 진폭으로 하고, 연료 조량 수단이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 엔진 부하의 변화에 관계없이(엔진의 전체 부하역에서) 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
상기 제1 양태의 전자 제어 조속기에 있어서, 바람직하게, 상기 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 경우에는, 적은 경우에 비하여 디더 전류의 진폭을 작게 한다.
이에 의해, (예를 들어 엔진 부하의 고부하역에서) 공급량이 많은 액츄에이터 구동 전류에 대해서는 진폭이 작은 디더 전류가 중첩되고, (예를 들어 엔진 부하의 저부하역에서) 공급량이 적은 액츄에이터 구동 전류에 대해서는 진폭이 큰 디더 전류가 중첩되므로, 전술한 바와 같이 (엔진 부하의 전체 부하역에 걸쳐서) 대략 일정한 적정한 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 얻을 수 있다.
혹은, 상기 제1 양태의 전자 제어 조속기에 있어서, 바람직하게, 상기 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 경우에는, 적은 경우에 비하여 디더 전류의 주파수를 높게 한다.
이에 의해, (예를 들어 엔진 부하의 고부하역에서) 공급량이 많은 액츄에이터 구동 전류에 대해서는 주파수가 높은(결과적으로 진폭이 작은) 디더 전류가 중첩되고, (예를 들어 엔진 부하의 저부하역에서) 공급량이 적은 액츄에이터 구동 전류에 대해서는 주파수가 낮은(결과적으로 진폭이 큰) 디더 전류가 중첩되므로, 전술한 바와 같이 (엔진 부하의 전체 부하역에 걸쳐서) 대략 일정한 적정한 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 얻을 수 있다.
혹은, 상기 제1 양태의 전자 제어 조속기에 있어서, 바람직하게, 상기 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 경우에는, 적은 경우에 비하여 디더 전류의 진폭을 작게 하고, 또한 주파수를 높게 한다.
이에 의해, (예를 들어 엔진 부하의 고부하역에서) 공급량이 많은 액츄에이터 구동 전류에 대해서는 진폭이 작고 또한 주파수가 높은 디더 전류가 중첩되고, (예를 들어 엔진 부하의 저부하역에서) 공급량이 적은 액츄에이터 구동 전류에 대해서는 진폭이 크고 또한 주파수가 낮은 디더 전류가 중첩되므로, 전술한 바와 같이 (엔진 부하의 전체 부하역에 걸쳐서) 대략 일정한 적정한 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 얻을 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2 양태에 따른 전자 제어 조속기는, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 액츄에이터를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 것으로서, 엔진 회전수의 변화에 따라 상기 디더 전류의 진폭 및 주파수를 변경한다.
상기 제2 양태의 전자 제어 조속기에 있어서, 바람직하게, 상기 엔진 회전수가 높은 경우에는, 엔진 회전수가 낮은 경우에 비하여 디더 전류의 진폭을 작게 하고 또한 주파수를 높게 한다.
이상과 같은 제2 양태의 전자 제어 조속기에 있어서는, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 엔진의 회전수에 관계없이 (엔진의 전체 회전역에 걸쳐서) 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지하는 것이 가능해져 솔레노이드로 작동시키는 연료 조량 수단의 진폭을 억제하여 적정한 진폭으로 하고, 연료 조량 수단이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져 엔진 회전의 변화에 관계없이 전체 회전역에서 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다. 또한, 엔진의 저속 회전에 대응하여 디더 전류의 주파수를 설정하는 경우에도, 엔진의 회전이 올라가면 디더 전류의 주파수를 높게 하므로, 엔진 회전에 기인하는 진동 주파수와 디더 전류의 주파수의 일치가 피해져 엔진의 공진을 피할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3 양태에 따른 전자 제어 조속기는, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 액츄에이터를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 것으로서, 상기 디더 전류의 1주기 중의 ON 시간과 OFF 시간 간의 비율을 상기 액츄에이터 구동 전류의 증가 속도와 감소 속도 간의 속도비에 따라 변경한다.
이에 의해, 전자 제어 조속기에서 액츄에이터의 응답성의 향상을 도모하기 위하여 액츄에이터 구동 전류의 진동 주기가 짧아(주파수가 높아)지도록 제어한 경우에도, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 적절한 크기로 증대시키는 것이 가능해진다. 따라서, 액츄에이터 구동 전류에 디더 전류를 중첩시킴으로써, 액츄에이터의 히스테리시스를 저감시킴과 함께, 연료 분사 장치에 구비한 연료 조량 수단 등의 슬라이딩부의 슬라이딩 저항을 저감시키는 것이 가능해져 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제3 양태의 전자 제어 조속기에 있어서, 바람직하게, 상기 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율을 20 ~ 40퍼센트로 설정한다.
이에 의해, 액츄에이터 구동 전류에 중첩시키는 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율이 최적이 되어 액츄에이터의 히스테리시스나, 연료 분사 장치에 구비한 연료 조량 수단 등의 슬라이딩부의 슬라이딩 저항을 가장 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 조속기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 액츄에이터 구동 전류에 중첩시키는 디더 전류의 파형도이다.
도 3은 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 파형도이다.
도 4는 실시예 1에 따른 디더 전류의 설정 진폭과 엔진 부하의 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 1에 따른 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭과 엔진 부하의 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예 1에 따른 연료 조량 랙의 진폭과 엔진 부하의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예 2에 따른 디더 전류의 설정 주기와 엔진 부하의 관계를 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예 2에 따른 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭과 엔진 부하의 관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 실시예 2에 따른 연료 조량 랙의 진폭과 엔진 부하의 관계를 나타낸 도면이다.
도 10은 실시예 4에 따른 디더 전류의 설정 진폭과 엔진 회전수의 관계를 나타낸 도면이다.
도 11은 실시예 4에 따른 디더 전류의 설정 주기와 엔진 회전수의 관계를 나타낸 도면이다.
도 12는 실시예 4에 따른 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭과 엔진 회전수의 관계를 나타낸 도면이다.
도 13은 실시예 4에 따른 연료 조량 랙의 진폭과 엔진 회전수의 관계를 나타낸 도면이다.
도 14는 실시예 5에 따른 액츄에이터 구동 전류에 중첩시키는 디더 전류의 파형도이다.
도 15는 실시예 5에 따른 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 파형도이다.
도 16은 실시예 5에 따른 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율과, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 또는 액츄에이터의 히스테리시스와의 관계를 나타낸 도면이다.
도 17은 종래의 액츄에이터 구동 전류에 중첩시키는 디더 전류의 파형도이다.
도 18은 종래의 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 파형도이다.
[부호의 설명]
1…전자 제어 조속기
2…솔레노이드(액츄에이터)
이어서, 본 발명의 전자 제어 조속기의 다양한 실시 형태를 설명한다. 먼저, 전자 제어 조속기의 전체 구조를 도 1을 참조하면서 설명한다. 전자 제어 조속기(1)는, 디젤 엔진의 조속기로서, 연료 분사 장치에 연계되어 마련되고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 액츄에이터로서의 솔레노이드(2)와, Electronic Control Unit(이하, ECU라고 칭한다)(3)을 구비하고, ECU(3)으로 솔레노이드(2)에 공급하는 액츄에이터 구동 전류를 제어하여 솔레노이드(2)를 구동시키도록 구성된다.
솔레노이드(2)는, ECU(3)으로 제어되는 액츄에이터 구동 전류에 근거하여 구동되어, 연료 분사 장치의 연료 공급량을 조정하는 연료 조량 수단인 연료 조량 랙을 작동시켜 그 랙 위치를 변경하고, 엔진의 실제 엔진 회전수 N이 목표 엔진 회전수 Nm에 일치하도록 연료 분사 장치로부터 엔진으로 공급되는 연료 공급량을 조정한다.
ECU(3)는, 목표 랙 위치 연산부(5)와, 목표 전류 연산부(6)와, PWM 신호 연산부(7)와, PWM 신호 출력부(8)와, 디더 신호 출력부(9)와, 솔레노이드 구동 회로(10)를 구비하여 구성되고, 엔진의 목표 회전수 Nm을 설정하는 조속 레버 등의 목표 회전수 설정 수단에서 설정된 엔진의 목표 회전수 Nm이 입력된다.
또한 ECU(3)는, 엔진의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단에서 검출된 실제 엔진 회전수 N과, 연료 조량 랙의 랙 위치를 검출하는 랙 위치 검출 수단에서 검출된 실제 랙 위치 R과, 솔레노이드 구동 회로(10)에서 전류 계측용 저항으로서 이용되는 션트(shunt) 저항(13)에 의해 검출된 솔레노이드(2)의 통전 전류도 입력된다.
ECU(3)에서는, 먼저 목표 회전수 설정 수단에서 설정된 목표 엔진 회전수 Nm과, 회전수 검출 수단에서 검출된 실제 엔진 회전수 N과의 회전수 편차가 산출되어 목표 랙 위치 연산부(5)에 입력된다. 목표 랙 위치 연산부(5)에서는, 목표 엔진 회전수 Nm과 실제 엔진 회전수 N과의 회전수 편차를 가급적 감소시키도록 연료 조량 랙의 목표 랙 위치 Rm이 연산되어 출력된다.
이어서, 목표 랙 위치 연산부(5)로부터 출력된 목표 랙 위치 Rm과, 랙 위치 검출 수단에서 검출된 실제 랙 위치 R과의 위치 편차가 산출되어 목표 전류 연산부(6)에 입력된다. 목표 전류 연산부(6)에서는, 목표 랙 위치 Rm과 실제 랙 위치 R과의 위치 편차를 가급적 감소시키도록 솔레노이드(2)로의 목표 전류 Pm이 연산되어 출력된다.
계속해서, 목표 전류 연산부(6)로부터 출력된 목표 전류 Pm과, 솔레노이드 구동 회로(10)에서 션트 저항(13)에 의해 검출된 검출 전류 Pb와의 전류 편차가 산출되어 PWM 신호 연산부(7)에 출력된다. PWM 신호 연산부(7)에서는, 목표 전류 Pm과 검출 전류 Pb와의 전류 편차를 가급적 감소시키도록 PMW 신호의 듀티비가 연산되어 PWM 신호 출력부(8)에 출력된다.
또한, 디더 신호 출력부(9)에서 디더 전류를 제어하는 디더 신호가 생성되어 이것이 PWM 신호 출력부(8)에 출력된다. 디더 신호는 솔레노이드(2)의 히스테리시스나, 연료 분사 장치의 연료 조량 랙 등의 슬라이딩부의 슬라이딩 저항을 저감시키기 위하여 솔레노이드(2)를 미진동시키기 위한 것이며, 일정 주기의 펄스 신호로서 생성된다.
상기 디더 신호 출력부(9)에는 디더 지시 수단(16)이 접속되고, 디더 지시 수단(16)에서 후술하는 바와 같이 디더 전류의 진폭이나 주기가 임의로 변경 가능하게 구성된다. 디더 전류의 진폭 또는 주기는 상기 실제 랙 위치 R 등으로부터 검지되는 엔진 부하나, 실제 엔진 회전수 N의 변화에 따라 변경된다.
PWM 신호 출력부(8)에서는, PWM 연산부(7)에서 연산된 PWM 신호에 디더 신호 출력부(9)에서 생성된 디더 신호가 가산되거나 감산되어 합성 신호인 PWM 신호 Pw가 생성된다. 즉, 디더 신호가 PWM 연산부에서 연산된 PWM 신호에 중첩된다.
그리고, PWM 신호 출력부(8)로부터 디더 신호를 중첩시킨 PWM 신호 Pw가 스위칭 소자(12)에 출력된다. 이에 의해, 스위칭 소자(12)가 PWM 신호 출력부(8)로부터 입력된 PWM 신호 Pw에 근거하여 개폐되어, 디더 전류를 중첩시킨 구동 전류가 솔레노이드 구동 회로(10)를 개재하여 액츄에이터인 솔레노이드(2)에 출력된다.
솔레노이드 구동 회로(10)는, 전원(11)과 그라운드 GND(15)와의 사이에 솔레노이드(2)와, 스위칭 소자(12)와, 션트 저항(13)을 순서대로 직렬로 접속함과 함께, 솔레노이드(2)에 플라이휠 다이오드(14)를 병렬로 접속하여 구성된다. 전원(11)에는 배터리 등의 직류 전원이 이용되고, 스위칭 소자(12)에는 트랜지스터 등이 이용된다.
솔레노이드 구동 회로(10)에서는, 상기 스위칭 소자(12)에 PWM 신호 출력부(8)로부터 입력되는 PWM 신호 Pw가 ON일 때에 스위칭 소자(12)가 닫힌다. 그리고, 스위칭 소자(12)가 닫힌 경우에 액츄에이터 구동 전류가 전원(11)으로부터 솔레노이드(2), 스위칭 소자(12), 션트 저항(13)을 거쳐 그라운드(15)로 흐른다.
한편, 상기 스위칭 소자(12)에 PWM 신호 출력부(8)로부터 입력되는 PWM 신호 Pw가 OFF일 때에 스위칭 소자(12)가 열려 액츄에이터 구동 전류는 흐르지 않게 된다. 스위칭 소자(12)가 열린 순간에 솔레노이드(2)에 유기(誘起) 전압이 발생한 경우에는 솔레노이드(2)와 플라이휠 다이오드(14)와의 사이에 환류 회로가 형성되어, 이것에 유기 전압에 의한 전류가 환류된다. 이에 의해, 스위칭 소자(12)에 유기 전압이 인가되지 않게 된다.
이리하여 전자 제어 조속기(1)는, ECU(3)에서 각 검출 수단으로부터 검출한 실제값을 목표값에 가까워지게 피드백 제어를 행하면서, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류를 솔레노이드(2)에 솔레노이드 구동 회로(10)를 개재하여 출력하고 이것을 구동시킴으로써, 연료 조량 랙을 작동시켜 엔진 회전수 N을 목표 엔진 회전수 Nm에 일치하도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정할 수 있다.
이와 같이 전자 제어 조속기(1)에서는 액츄에이터 구동 전류에 디더 전류를 중첩시킴으로써, 솔레노이드(2)의 히스테리시스의 저감과 함께 연료 분사 장치에 구비된 연료 조량 랙 등의 슬라이딩부의 슬라이딩 저항의 저감이 도모된다. 그러나, 솔레노이드(2)의 응답성을 향상시키기 위하여 PWM 신호의 주기를 보다 짧게 하여 액츄에이터 구동 전류의 제어를 행한 경우, 엔진 부하 또는 엔진 회전수에 의해 엔진이 헌팅되기 쉬워지는 문제가 생긴다.
이 경우, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 솔레노이드(2)로의 공급량이 적어지는 저부하역에서는 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 적정한 진폭보다 작아지고, 반대로 솔레노이드(2)로의 공급량이 많아지는 고부하역에서는 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 적정한 진폭보다 커진다. 따라서, 엔진 부하 또는 엔진 회전수의 변화에 따라 솔레노이드(2)의 진동에 의한 연료 조량 랙의 진폭이 지나치게 커져서 연료 분사 장치에 의한 연료 공급량의 변동 폭이 증대되어 엔진의 헌팅이 발생하기 쉬워진다.
이 중 저부하역에서의 문제는 디더 전류의 설정 진폭을 보다 크게 변경하여 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 더욱 크게 함으로써 해소를 도모하는 것도 가능해진다. 그러나, 이렇게 해서는 엔진 부하가 저부하역에서 고부하역으로 이행하면 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 과잉하게 커지기 때문에, 결국 고부하역에서의 문제는 해소할 수 없다. 그래서 본 발명에서는, 예를 들어 이하의 실시예 1 내지 4와 같이 구성함으로써 전술한 문제의 해소가 도모된다.
실시예 l
도 4 내지 도 6을 참조하면서 실시예 1에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, ECU(3)에 있어서, 예를 들어 상기 랙 위치 검출 수단에서 검출된 연료 조량 랙의 실제 랙 위치 R과 목표 랙 위치 Rm과 실제 엔진 회전수 N과 맵 등으로부터 액츄에이터로의 구동 전류의 공급량, 즉 엔진 부하가 연산된다. 단, 엔진 부하는 회전수의 각속도 등으로부터도 연산할 수 있으며, 그 연산 방법은 한정되는 것은 아니다. 그리고, ECU(3)의 도시하지 않은 기억 수단에 기억된 도 4에 나타내는 엔진 부하와 디더 전류의 진폭과의 관계를 나타내는 도면(맵)으로부터 엔진 부하에 대응하는 디더 전류의 설정 진폭이 연산되어 디더 신호가 디더 지시 수단(16)에서 설정되고 디더 신호 출력부(9)로부터 출력된다. 디더 신호가 PWM 신호 출력부(8)에서 PWM 신호에 중첩되어 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 적정한 진폭이 된다.
즉, 도 4에 나타내는 바와 같이, 디더 전류의 진폭 H는 엔진 부하에 대하여 저부하 영역에서는 크고, 고부하 영역에서는 작고, 중부하 영역에서는 부하의 증대에 따라 작아지는 관계가 된다. 그리고, 디더 전류의 진폭 H는 엔진 부하가 저부하 역인 경우에는 제1 설정 진폭 H1이 되고, 고부하역인 경우에는 제1 설정 진폭 H1보다 작은 제2 설정 진폭 H2가 되게 변경된다. 중부하역에서는, 디더 전류의 진폭 H가 저부하역에서 고부하역으로 이행함에 따라 제1 설정 진폭 H1에서 제2 설정 진폭 H2까지 서서히 작아지게 변경된다. 그리고, 디더 전류가 액츄에이터 구동 전류에 중첩된다.
이에 의해, 도 3에 나타내는 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L도 엔진 부하의 변화에 따라 크거나 작게 변경된다. 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L은 도 5에 나타내는 바와 같이, 저부하역에서는 디더 전류의 진폭 H가 보다 크게 설정되기 때문에, 저부하역에서 중부하역에 걸쳐서는 적정한 진폭까지 증대된다. 한편, 고부하역에서는 디더 전류의 진폭 H가 보다 작게 설정되기 때문에, 그 증대 폭을 저부하역의 경우에 비해 감소시켜 적정한 진폭까지 억제된다.
즉, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L의 증대 폭이, 저부하역에서는 크거나 변함없게, 고부하역에서는 디더 전류의 진폭 H를 저부하역으로부터 변경하지 않고 제1 설정 진폭 H1으로 한 경우의 진폭 L1보다 작아지게 디더 전류의 진폭 H가 변경되어, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L이 엔진의 전체 부하역에 걸쳐서 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지된다.
따라서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드(2)로 작동시키는 연료 조량 랙의 진폭 P를, 고부하역에서는 디더 전류의 진폭을 저부하역으로부터 변경하지 않고 제1 설정 진폭 H1으로 한 경우의 진폭 P1에 비하여 억제하여 적정한 진폭으로 하여, 연료 조량 랙이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 분사 장치로부터 엔진으로의 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져 엔진 부하의 변화에 관계없이 전체 부하역에서 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
한편, 상기 구성에서는, 디더 전류의 진폭 H를 저부하역에서는 제1 설정 진폭 H1, 고부하역에서는 제2 설정 진폭 H2로 변경하여, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L을 적정한 진폭으로 하도록 하고 있지만, 도 4의 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 엔진 부하가 높아짐에 따라 디더 전류의 진폭을 서서히 작게 변경하여 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 적정한 진폭으로 하도록 구성하는 것도 가능하다.
이상의 실시예 1과 같이, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 솔레노이드(액츄에이터)(2)를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 전자 제어 조속기(1)에 있어서, 상기 액츄에이터 구동 전류에 중첩시키는 디더 전류의 진폭을 변경 가능하게 구성하고, 엔진 부하가 높은 경우(솔레노이드(2)로의 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 경우)에는 낮은(적은) 경우에 비하여 디더 전류의 진폭을 작게 함으로써, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 엔진의 전체 부하역에 걸쳐서 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지하는 것이 가능해져 솔레노이드(2)로 작동시키는 연료 조량 랙(연료 조량 수단)의 진폭 P를 억제하여 적정한 진폭으로 하여 연료 조량 랙이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져 엔진 부하의 변 화에 관계없이 전체 부하역에서 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
실시예 2
도 7 내지 도 9를 참조하면서 실시예 2에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, ECU(3)에 있어서, 예를 들어 상기 랙 위치 검출 수단에서 검출된 연료 조량 랙의 실제 랙 위치 R과 목표 랙 위치 Rm과 실제 엔진 회전수 N과 맵 등으로부터 액츄에이터로의 구동 전류의 공급량, 즉 엔진 부하가 검지된다. 그리고, ECU(3)의 도시하지 않은 기억 수단에 기억된 도 7에 나타내는 엔진 부하와 디더 전류의 주기 T의 관계로부터, 엔진 부하에 따른 적정한 설정 주기가 연산되어 디더 신호가 디더 지시 수단(16)에서 설정되고, 디더 신호 출력부(9)로부터 출력된다. 디더 신호가 PWM 신호 출력부에서 PWM 신호에 중첩되어 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 적정한 진폭이 된다.
즉, 도 7에 나타내는 바와 같이, 엔진 부하가 저부하역인 경우에는 디더 전류의 주기 T는 긴(저주파의) 제1 설정 주기 T1이 되고, 고부하역인 경우에는 디더 전류의 주기 T가 제1 설정 주기 T1보다 짧은(고주파의) 제2 설정 주기 T2가 되게 변경된다. 중부하역에서는, 디더 전류의 주기 T는 저부하역에서 고부하역으로 이행힘에 따라 제1 설정 주기 T1으로부터 제2 설정 주기 T2까지 서서히 짧아지게 변경된다. 그리고, 디더 전류가 액츄에이터 구동 전류에 중첩된다.
이에 의해, 도 3에 나타내는 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L이 엔진 부하의 변화에 따라 크거나 작게 변경된다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 저부하역에서는 디더 전류의 주기 T가 길기(주파수가 낮기) 때문에, 디더 전 류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 하강 시간이 길어져, 액츄에이터 구동 전류가 충분히 감쇠된다. 따라서, 액츄에이터 구동 전류와 목표 전류와의 차분이 커져서 액츄에이터 구동 전류의 기동에서의 상승 속도가 빨라지고 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L이 적정한 진폭까지 커진다.
한편, 고부하역에서는, 디더 전류의 주기 T가 짧기(주파수가 높기) 때문에, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 하강 시간이 짧아져, 액츄에이터 구동 전류의 감쇄가 불충분해진다. 따라서, 액츄에이터 구동 전류와 목표 전류와의 차분이 작아져서 액츄에이터 구동 전류의 기동에서의 상승 속도가 늦어지고 트레일링 엣지(trailing edge)에서의 하강 속도도 늦어져서, 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L이 그 증대 폭을 저부하역의 경우에 비해 감소시켜 적정한 진폭까지 억제된다.
즉, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L의 증대 폭이, 저부하역에서는 크거나 또는 변함없게, 고부하역에서는 디더 전류의 주기 T를 저부하역으로부터 변경하지 않고 제1 설정 주기 T1으로 한 경우의 진폭 L2보다 작아지게 디더 전류의 주기 T가 변경되어, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L이 엔진의 전체 부하역에 걸쳐서 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지된다.
따라서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드(2)로 작동시키는 연료 조량 랙의 진폭 P를, 고부하역에서는 디더 전류의 진폭을 저부하역으로부터 변경하지 않고 제1 설정 주기 T1으로 한 경우의 진폭 P2에 비해 억제하여 적정한 진폭으로 하여 연료 조량 랙이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 분사 장치로부터 엔진으로의 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져 엔진 부하의 변화에 관계없이 전체 부하역에서 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
한편, 상기 구성에서는, 디더 전류의 주기 T를 저부하역에서는 제1 설정 주기 T1, 고부하역에서는 제2 설정 주기 T2로 변경하여 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L을 적정한 진폭으로 하고 있지만, 도 7의 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 엔진 부하가 높아짐에 따라 디더 전류의 주기를 서서히 작게 변경하여 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 적정한 진폭으로 하도록 구성하는 것도 가능하다.
이상의 실시예 2와 같이, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 솔레노이드(액츄에이터)(2)를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 전자 제어 조속기(1)에 있어서, 상기 액츄에이터 구동 전류에 중첩시키는 디더 전류의 주기(주파수)를 변경 가능하게 구성하고, 엔진 부하가 높은 경우(솔레노이드(2)로의 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 경우)에는, 낮은(적은) 경우에 비하여 디더 전류의 주기를 짧게(주파수를 높게) 함으로써 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 엔진의 전체 부하역에 걸쳐서 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지하는 것이 가능해져 솔레노이드(2)로 작동시키는 연료 조량 랙(연료 조량 수단)의 진폭 P를 억제하여 적정한 진폭으로 하여 연료 조량 랙이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져 엔진 부하의 변화에 관계없이 전체 부하역에서 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
실시예 3
본 실시예에서는, ECU(3)에 있어서, 예를 들어 랙 위치 검출 수단에서 검출된 연료 조량 랙의 랙 위치와 목표 랙 위치 Rm과 실제 엔진 회전수 N과 맵 등으로부터 액츄에이터로의 구동 전류의 공급량, 즉 엔진 부하가 검지된다. 그리고 이 엔진 부하에 따라 상기 실시예 1과 마찬가지로 디더 전류의 진폭 H가 적정한 설정 진폭으로 변경되도록, 또한 상기 실시예 2와 마찬가지로 디더 전류의 주기 T가 적정한 설정 주기로 변경되도록, 디더 신호가 디더 지시 수단(16)에서 설정되어 디더 신호 출력부(9)로부터 출력된다. 디더 전류가 PWM 신호 출력부에서 PWM 신호에 중첩되어 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 적정한 진폭이 된다.
이리하여, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L이 엔진의 전체 부하역에 걸쳐서 허용 가능한 크기 진폭으로 대략 일정하게 유지된다. 따라서, 솔레노이드(2)로 작동시키는 연료 조량 랙의 진폭 P를, 고부하역에서는 디더 전류의 진폭을 저부하역으로부터 변경하지 않고 제1 설정 진폭 H1, 또한 제1 설정 주기 T1으로 한 경우의 진폭 P1에 비해 억제하여 적정한 진폭으로 하여 연료 조량 랙이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 분사 장치로부터 엔진으로의 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져 엔진 부하의 변화에 관계없이 전체 부하역에서 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
이상의 실시예 3과 같이, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 솔레노이드(액츄에이터)(2)를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정 하는 전자 제어 조속기(1)에 있어서, 상기 액츄에이터 구동 전류에 중첩시키는 디더 전류의 진폭 및 주기(주파수)를 변경 가능하게 구성하고, 엔진 부하가 높은 경우(솔레노이드(2)로의 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 경우)에는 낮은(적은) 경우에 비하여 디더 전류의 진폭을 작게 하고, 또한 디더 전류의 주기를 짧게(주파수를 높게) 함으로써, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 엔진의 전체 부하역에 걸쳐서 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지하는 것이 가능해져 솔레노이드(2)로 작동시키는 연료 조량 랙(연료 조량 수단)의 진폭 P를 억제하여 적정한 진폭으로 하여 연료 조량 랙이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져 엔진 부하의 변화에 관계없이 전체 부하역에서 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
실시예 4
도 10 내지 도 13을 참조하면서 실시예 4에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, ECU(3)에 있어서, 상기 회전수 검출 수단에서 검출된 실제 엔진 회전수 N의 변화에 따라 도 2에 나타내는 디더 전류의 진폭 H가 적정한 설정 진폭으로 변경되게, 또한 디더 전류의 주기 T가 적정한 설정 주기로 변경되게, 디더 신호가 디더 지시 수단(16)에서 설정되어 디더 신호 출력부(9)로부터 출력된다. 그리고 디더 전류가 PWM 신호 출력부에서 PWM 신호에 중첩되어 액츄에이터 구동 전류의 진폭이 적정한 진폭이 된다.
즉, 도 10에 나타내는 바와 같이, 실제 엔진 회전수 N이 저회전역에서 고회전역으로 이행함에 따라 디더 전류의 진폭 H가 설정 진폭 H3가 되게 서서히 작아지 게 변경된다. 또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 실제 엔진 회전수 N이 저회전역에서 고회전역으로 이행함에 따라 디더 전류의 주기 T가 설정 주기 T3가 되게 서서히 짧아(주파수 서서히 높아)지게 변경된다.
이에 의해, 도 3에 나타내는 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭도, 엔진 회전수의 변화에 따라 크거나 작게 변경된다. 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭은 도 12에 나타내는 바와 같이, 엔진 회전수가 저회전역에서 중회전역에 걸쳐서는 적정한 진폭까지 증대되고, 고회전역에서는 그 증대 폭을 저회전역의 경우에 비해 감소시킴으로써, 적정한 진폭까지 억제된다.
즉, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L의 증대 폭이, 저회전역에서는 크거나 또는 변함없게, 고회전역에서는 디더 전류의 진폭 H를 저회전역으로부터 변경하지 않은 경우의 진폭 L3보다 작아지게 디더 전류의 진폭 H 및 주기 T가 변경되어, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L이 엔진의 전체 회전역에 걸쳐서 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지된다
따라서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드(2)로 작동시키는 연료 조량 랙의 진폭 P를, 고회전역에서는 디더 전류의 진폭 및 주기를 저회전역으로부터 변경하지 않은 경우의 진폭 P3에 비해 억제하여 적정한 진폭으로 하여, 연료 조량 랙이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있고, 연료 분사 장치로부터 엔진으로의 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져, 엔진 회전수의 변화에 관계없이 전체 회전역에서 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다. 또한, 엔진의 저속 회전에 대응하여 디더 전류의 주파수를 설정하는 경우에도 엔진의 회전이 올라가면 디더 전류의 주파수를 높게 하므로, 엔진 회전에 기인하는 진동 주파수와 디더 전류의 주파수의 일치가 피해져 엔진의 공진을 피할 수 있다.
이상의 실시예 4와 같이, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 솔레노이드(액츄에이터)(2)를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 전자 제어 조속기(1)에 있어서, 상기 액츄에이터 구동 전류에 중첩시키는 디더 전류의 진폭 및 주기(주파수)를 변경 가능하게 구성하고, 엔진의 회전수가 높은 경우에는, 낮은 경우에 비하여 디더 전류의 진폭을 작게 하고, 또한 디더 전류의 주기를 짧게(주파수를 높게) 함으로써, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 엔진의 전체 회전역에 걸쳐서 적정한 진폭으로 대략 일정하게 유지하는 것이 가능해져, 솔레노이드(2)로 작동시키는 연료 조량 랙(연료 조량 수단)의 진폭 P를 억제하여 적정한 진폭으로 하여, 연료 조량 랙이 과잉하게 작동하는 것을 방지할 수 있고, 연료 공급량의 변동을 안정화하는 것이 가능해져, 엔진 회전수의 변화에 관계없이 전체 회전역에서 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다. 또한, 엔진 회전에 기인하는 엔진 진동 주파수와 디더 전류의 주파수의 일치에 의한 엔진의 공진을 피할 수 있다.
실시예 5
도 14 내지 도 16을 참조하면서 실시예 5에 대하여 설명한다. 실시예 5는 디더 전류의 1주기에 있어서의 ON 시간과 OFF 시간의 설정에 관한 것이다. 먼저, 종래의 전자 제어 조속기에 있어서의 디더 전류의 1주기 중의 ON 시간·OFF 시간의 설정에 대하여 도 17 및 도 18을 참조하면서 설명한다.
예를 들어, 종래의 전자 제어 조속기에서는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 디더 전류의 1주기 T에 대한 ON 시간 T1의 비율이 50퍼센트, 즉 ON 시간 T1과 OFF 시간 T2의 비율이 동일하게 되도록 디더 신호가 설정되어, 도 18에 나타내는 바와 같이, 디더 전류가 액츄에이터 구동 전류에 중첩되어 있었다. 그리고 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류가, 디더 전류가 ON 시간 동안에서의 기동(합성 신호의 상승 속도)과, 디더 전류가 OFF 시간 동안에서의 트레일링 엣지(합성 신호의 하강 속도)를 대략 같게 함으로써, 목표 전류에 가까워지게 제어되고 있었다.
그런데, PWM 신호의 주기를 짧게(주파수를 높게) 하면, 상기 디더 전류의 1주기 T에 대한 ON 시간 T1의 비율을 50퍼센트로 하는 제어에서는 액츄에이터 구동 전류의 트레일링 엣지에서의 하강 속도에 대하여 OFF 시간이 충분히 확보되지 않는다. 즉, 액츄에이터 구동 전류의 감쇄가 불충분해진다. 따라서, 액츄에이터 구동 전류와 목표 전류와의 차분이 작아져 액츄에이터 구동 전류의 기동에서의 상승 속도가 늦어지고, 트레일링 엣지에서의 하강 속도도 늦어져 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L1이 작아진다.
그 때문에, 액츄에이터 구동 전류에 디더 전류를 중첩시켜도 솔레노이드(2)를 적정한 크기로 진동시키지 못하고 히스테리시스가 증대되는 전술한 문제가 발생하여 엔진의 헌팅이 일어나기 쉬웠다. 그래서, 도 14 내지 도 16에 나타내는 실시예 5에 따른 전자 제어 조속기(1)에서는, 상기 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율을, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 상승과 하강의 속도비에 따라 변경함으로써 상기 문제의 해소가 도모되고 있다.
즉, 상기 ECU(3)에 있어서의 디더 지시 수단(16)에 있어서, 상기 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율이 서로 다르게 디더 신호가 설정되어 디더 전류가 제어된다. 디더 전류의 ON 시간의 비율(T1/T)이 50퍼센트를 넘어 디더 전류가 1주기 중에 ON 시간 T1이 OFF 시간 T2보다 길어지게 제어된 경우에서는, 종래의 구성과 마찬가지로 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류가 트레일링 엣지에서 충분히 감쇠되지 않기 때문에 상기와 같은 문제가 생긴다.
따라서, 도 14에 나타내는 바와 같이, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류가 트레일링 엣지 시에 감쇠되기 쉽게, 디더 전류의 ON 시간의 비율(T3/T)이 50퍼센트를 넘지 않고, 디더 전류가 1주기 T 중에 ON 시간 T3가 OFF 시간 T4보다 짧아지게 제어된다. 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류는 세로축을 전류로 하고 가로축을 시간으로 한 도 15에서 나타내는 바와 같은 파형으로서 솔레노이드(2)에 출력된다.
이 경우에는, 액츄에이터 구동 전류의 트레일링 엣지 시간이 길어져 액츄에이터 구동 전류가 충분히 감쇠된다. 따라서, 액츄에이터 구동 전류와 목표 전류와의 차분이 커져 액츄에이터 구동 전류의 기동에서의 상승 속도가 빨라져, 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L2가 종래와 같이 디더 전류를 ON 시간과 OFF 시간의 비율이 동일해지게 제어한 경우의 진폭 L1보다 커진다.
이에 의해, 액츄에이터 구동 전류에 디더 전류를 중첩시킴으로써, 그 진폭 L2를 적정한 크기로 하여 솔레노이드(2)를 미진동시키는 것이 가능해진다. 따라서, 솔레노이드(2)의 히스테리시스를 저감시킴과 함께, 연료 분사 장치의 연료 분사 펌프에 구비된 플런저 등의 슬라이딩부의 슬라이딩 저항을 저감시키는 것이 가능해져 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류를 제어하는 구성에서는, 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율과, 액츄에이터 구동 전류의 진폭 및 액츄에이터의 히스테리시스와의 관계가, 가로축을 ON 시간의 비율로 하고 세로축을 진폭 또는 히스테리시스로 한 도 16에 나타내는 바와 같이 된다.
즉, 액츄에이터 구동 전류의 진폭 L2는, ON 시간의 비율이 50퍼센트로부터 내려감에 따라 커져 20 ~ 40퍼센트가 되는 부근에서 최대가 되고, 여기서부터 감소로 바뀌도록 볼록한 모양으로 변화한다. 한편, 솔레노이드(2)의 히스테리시스는 ON 시간의 비율이 50퍼센트로부터 내려감에 따라 작아져 20 ~ 40퍼센트가 되는 부근에서 최소가 되고, 여기서부터 증대로 변하도록 오목한 모양으로 변화한다.
여기서 알 수 있는 바와 같이, 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율이 20 ~ 40퍼센트가 되는 부근이, 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 최대로 하여 히스테리시스를 최소로 할 수 있는, 최적의 ON 시간의 비율이 된다. 따라서, 액츄에이터 구동 전류에 디더 전류를 중첩시키는 경우, 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율이 20 ~ 40퍼센트가 되게 디더 신호를 설정하여 디더 전류를 제어하는 것이 바람직하다.
이상의 실시예 5와 같이, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 제어를 행하여 연료 조량 랙(연료 조량 수단)을 작동시키기 위한 솔레노이드(액츄에 이터)(2)를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 전자 제어 조속기(1)에 있어서, 상기 디더 전류의 1주기에서의 OFF 시간과 ON 시간의 비율을 변경 가능하게 구성하여, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 상승 속도와 하강 속도의 속도비에 따라 변경함으로써, 솔레노이드(2)의 응답성 향상을 도모하기 위하여, 액츄에이터 구동 전류를 주기가 빨라지게 제어한 경우에도, 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류의 진폭을 적절한 크기로 증대시킬 수 있다. 따라서, 액츄에이터 구동 전류에 디더 전류를 중첩시킴으로써, 솔레노이드(2)의 히스테리시스를 저감시킴과 함께 연료 분사 장치에 구비된 연료 조량 랙 등의 슬라이딩부의 슬라이딩 저항을 저감시키는 것이 가능해져 엔진의 헌팅을 방지할 수 있다.
또한, 실시예 5의 전자 제어 조속기에 있어서, 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율을 20 ~ 40퍼센트로 설정함으로써, 액츄에이터 구동 전류에 중첩시키는 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율이 최적이 되어 솔레노이드(2)의 히스테리시스나, 연료 분사 장치에 구비된 연료 조량 랙 등의 슬라이딩부의 슬라이딩 저항을 가장 저감할 수 있다.

Claims (9)

  1. 디더(dither) 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 액츄에이터를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 전자 제어 조속기에 있어서,
    액츄에이터 구동 전류의 공급량의 변화에 따라 상기 디더 전류의 진폭 또는 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 조속기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 조속기는 엔진 부하가 높을수록 상기 액츄에이터 구동 전류의 공급량을 많게 하는 것으로서, 상기 엔진 부하의 검출에 근거하여 상기 디더 전류의 진폭 또는 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 조속기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 경우에는, 적은 경우에 비하여 상기 디더 전류의 진폭을 작게 하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 조속기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 경우에는, 적은 경우에 비하여 상기 디더 전류의 주파수를 높게 하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 조속기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액츄에이터 구동 전류의 공급량이 많은 경우에는, 적은 경우에 비하여 상기 디더 전류의 진폭을 작게 하고, 또한 주파수를 높게 하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 조속기.
  6. 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 액츄에이터를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 전자 제어 조속기에 있어서,
    엔진 회전수의 변화에 따라 상기 디더 전류의 진폭 및 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 조속기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 엔진 회전수가 고회전역에 있는 경우에는, 저회전역에 있는 경우에 비하여 상기 디더 전류의 진폭을 작게 하고 또한 주파수를 높게 하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 조속기.
  8. 디더 전류를 중첩시킨 액츄에이터 구동 전류에 의해 연료 조량 수단을 작동시키기 위한 액츄에이터를 구동시킴으로써, 엔진의 회전수를 목표 회전수에 일치시키도록 엔진으로의 연료 공급량을 조정하는 전자 제어 조속기에 있어서,
    상기 디더 전류의 1주기 중의 ON 시간과 OFF 시간 간의 비율을 상기 액츄에이터 구동 전류의 증가 속도와 감소 속도 간의 속도비에 따라 변경하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 조속기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 디더 전류의 1주기에 대한 ON 시간의 비율을 20 ~ 40퍼센트로 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 조속기.
KR1020097020537A 2007-03-01 2008-02-26 전자 제어 조속기 KR101156101B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-051994 2007-03-01
JP2007051994A JP4578492B2 (ja) 2007-03-01 2007-03-01 電子制御ガバナ
JPJP-P-2007-051993 2007-03-01
JP2007051993A JP2008215145A (ja) 2007-03-01 2007-03-01 電子制御ガバナ
PCT/JP2008/053243 WO2008108214A1 (ja) 2007-03-01 2008-02-26 電子制御ガバナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090127320A true KR20090127320A (ko) 2009-12-10
KR101156101B1 KR101156101B1 (ko) 2012-06-20

Family

ID=39738106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097020537A KR101156101B1 (ko) 2007-03-01 2008-02-26 전자 제어 조속기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8176895B2 (ko)
EP (1) EP2133541B1 (ko)
KR (1) KR101156101B1 (ko)
WO (1) WO2008108214A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010027838A1 (de) * 2010-04-16 2011-10-20 Robert Bosch Gmbh Elektrische Förderpumpe und Verfahren zum Antreiben einer elektrischen Förderpumpe
DE102012206419B4 (de) * 2012-04-19 2021-08-12 Magna Pt B.V. & Co. Kg Steuerung für ein Druckregelventil
JP5761580B2 (ja) * 2013-03-06 2015-08-12 株式会社デンソー 電流制御装置および電流制御プログラム
US9316166B2 (en) * 2013-03-15 2016-04-19 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling an operating frequency of a purge valve to improve fuel distribution to cylinders of an engine
CN107110040B (zh) * 2014-09-19 2020-09-15 康明斯有限公司 用于基于加速器自适应速度控制的系统和方法
JP6129257B2 (ja) * 2015-09-02 2017-05-17 三菱電機株式会社 ディザ電流給電制御方法及びディザ電流給電制御装置
JP6464070B2 (ja) * 2015-10-07 2019-02-06 ヤンマー株式会社 エンジン
FR3073008B1 (fr) * 2017-10-27 2019-10-04 Continental Automotive France Procede d’adaptation d’un signal de commande d’un injecteur de carburant
US11087911B2 (en) * 2018-10-31 2021-08-10 Hamilton Sundstrand Corporation Autonomous mode change circuit for solenoid drivers
US11220975B1 (en) * 2021-03-17 2022-01-11 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for compensating for fuel injector closing time
US11162451B1 (en) * 2021-03-22 2021-11-02 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for controlling fuel injector holding current

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2832283B2 (ja) * 1990-04-13 1998-12-09 富士重工業株式会社 無段変速機の制御装置
JP2900290B2 (ja) * 1991-01-22 1999-06-02 富士重工業株式会社 車両用無段変速機の圧力制御装置
US5432693A (en) * 1993-04-01 1995-07-11 Ford Motor Company Digital pulse width modulator circuit with proportional dither
FR2734394A1 (fr) * 1995-05-17 1996-11-22 Caterpillar Inc Commande d'amplitude de tremblement
SE504601C2 (sv) * 1995-09-22 1997-03-17 Alfa Laval Automation Ab Förfarande samt reglersystem för friktionskomepensation
JP3687020B2 (ja) * 1997-03-18 2005-08-24 株式会社日立製作所 Ｐｗｍ式比例ソレノイドバルブ制御装置
JPH11202947A (ja) 1998-01-09 1999-07-30 Sumitomo Electric Ind Ltd 電磁比例圧力制御弁の駆動制御方法
JP3782252B2 (ja) * 1999-04-01 2006-06-07 三菱電機株式会社 燃料圧力調整弁の制御方法及びその装置
JP3788112B2 (ja) * 1999-07-09 2006-06-21 国産電機株式会社 内燃機関用速度制御装置
JP2002262549A (ja) * 2001-02-28 2002-09-13 Denso Corp 誘導性負荷の通電制御装置
JP4841772B2 (ja) 2001-09-28 2011-12-21 いすゞ自動車株式会社 コモンレール式燃料噴射制御装置
US6938592B2 (en) 2002-06-17 2005-09-06 Borgwarner Inc. Control method for electro-hydraulic control valves over temperature range
US20040183366A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-23 Masahiko Kamiya Vehicle brake system for reducing brake noise
SE0301531L (sv) * 2003-05-22 2004-11-23 Abb Ab A Control method for a robot
US7192005B2 (en) * 2004-07-15 2007-03-20 Ford Global Technologies, Llc Control method and controller for a solenoid-operated electrohydraulic control valve
JP2006077580A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Kubota Corp 電子ガバナ
DE102004048706A1 (de) * 2004-10-06 2006-04-20 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines mit einer Ditherfrequenz überlagerten PWM-Signals zur Steuerung eines Magnetventils
JP2007040361A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Bosch Corp 電磁弁駆動制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101156101B1 (ko) 2012-06-20
US8176895B2 (en) 2012-05-15
EP2133541B1 (en) 2017-05-10
EP2133541A4 (en) 2015-05-27
EP2133541A1 (en) 2009-12-16
WO2008108214A1 (ja) 2008-09-12
US20100108030A1 (en) 2010-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101156101B1 (ko) 전자 제어 조속기
US5992391A (en) Electromagnetic fuel injector and control method thereof
US6863055B2 (en) Method and device for controlling a piezo-actuator
CN101482065B (zh) 内燃机的燃料喷射控制装置
JP4550862B2 (ja) 燃料インジェクタ制御に関する改善
EP0434681A1 (en) Method and apparatus for controlling a solenoid operated fuel injector
JP2008051106A (ja) 圧電燃料インジェクタ
JP2007040361A (ja) 電磁弁駆動制御方法
JP2002021679A (ja) 燃料噴射装置及び内燃機関
JPWO2003081008A1 (ja) 燃料噴射制御装置及び制御方法
JP4478385B2 (ja) 内燃機関内への噴射燃料量を制御するための方法
KR101972192B1 (ko) 분사 밸브의 제어 방법 및 장치
US20080257313A1 (en) Engine fuel pump control apparatus
JP3233653B2 (ja) 電磁弁の駆動装置
JP5795739B2 (ja) 燃料噴射装置制御に関する改良
CN101627199B (zh) 电子控制调节器
CN106065824B (zh) 降噪地操控能转换的阀尤其是机动车内燃机喷射阀的方法
JPH0688545A (ja) 電磁負荷を駆動する方法および装置
JP2003041973A (ja) 機関駆動式発電機の制御装置及び制御方法、並びに機関駆動式発電機の制御プログラムを記録した記録媒体
JP2004293364A (ja) エンジンの電子ガバナ用アクチュエータの電流制御装置および電流制御方法
JPS59160040A (ja) 電子制御式燃料噴射ポンプ
US20140156168A1 (en) Method for controlling rail pressure
JP2007162616A (ja) 電子ガバナ
JP2005537431A (ja) 内燃機関の作動方法
JP4759548B2 (ja) エンジンの電子ガバナ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150515

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160517

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170522

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180518

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190516

Year of fee payment: 8