JP2006220054A - Adjustment method of electronic governor - Google Patents
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Abstract
【課題】 アクチュエータが備えられた燃料噴射ポンプハウジングとクランクケース等のエンジン本体とが別体であるエンジンの場合にも、一体であるエンジンの場合のようにアクチュエータ周辺温度による影響を受けることなくアクチュエータの応答性を維持できる電子ガバナの調整方法を提供すること。
【解決手段】 制御ゲインスケジュール記憶手段６は、エンジン本体側温度と積分制御ゲインとの関係を記述している制御ゲインスケジュールを予め記憶している。この制御ゲインスケジュールは、アクチュエータが備えられた燃料噴射ポンプハウジングとエンジン本体とが別体であるエンジンの場合、一体であるエンジンの場合に設定された制御ゲインスケジュールと比較すると、より高温側にシフトされる。
【選択図】 図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator without being affected by the ambient temperature of an actuator as in the case of an integral engine, even in an engine in which a fuel injection pump housing provided with an actuator and an engine body such as a crankcase are separated. To provide a method for adjusting an electronic governor that can maintain the responsiveness of the system.
SOLUTION: A control gain schedule storage means 6 stores in advance a control gain schedule describing a relationship between an engine main body side temperature and an integral control gain. This control gain schedule shifts to a higher temperature side in the case of an engine in which the fuel injection pump housing provided with the actuator and the engine body are separate from the control gain schedule set in the case of an integral engine. Is done.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、アクチュエータを用いてエンジンの回転数を目標回転数に制御する電子ガバナに関し、より詳細には、エンジン本体側温度に対応して制御ゲインを調整する電子ガバナに関する。 The present invention relates to an electronic governor that controls an engine speed to a target speed by using an actuator, and more particularly, to an electronic governor that adjusts a control gain in accordance with an engine body side temperature.
電子ガバナは、エンジンの実回転数を検出し、検出した実回転数と目標回転数との偏差を許容範囲内に収束するようにアクチュエータを制御する。アクチュエータは、エンジンがディーゼルエンジンの場合、調量ラックを操作することによって燃料供給量を調節する。このアクチュエータの応答性は、アクチュエータの潤滑油の粘性が温度によって左右されるために、アクチュエータ周辺温度の影響を受ける。例えばアクチュエータ周辺温度が低温である場合には、アクチュエータの応答性は低下する。アクチュエータ周辺の温度が低温であると、アクチュエータの潤滑油の粘性がより大きくなり、これによりアクチュエータの摩擦係数が増大する。この摩擦係数の増大により、アクチュエータの応答が遅れ、さらにはハンチングが生じることになる。このようなアクチュエータ周辺温度による影響を受けないように、電子ガバナでは、アクチュエータ周辺温度の高低を示すエンジンの冷却水温と制御ゲインとの関係を記述した制御ゲインスケジュールが設定され、この制御ゲインスケジュールに基いて制御ゲインを調節している（特許文献１および特許文献２を参照）。
The electronic governor detects the actual engine speed and controls the actuator so that the deviation between the detected actual engine speed and the target engine speed converges within an allowable range. When the engine is a diesel engine, the actuator adjusts the fuel supply amount by operating the metering rack. The response of the actuator is affected by the ambient temperature of the actuator because the viscosity of the lubricating oil of the actuator depends on the temperature. For example, when the actuator ambient temperature is low, the response of the actuator decreases. When the temperature around the actuator is low, the viscosity of the lubricating oil of the actuator becomes higher, thereby increasing the friction coefficient of the actuator. This increase in the friction coefficient delays the response of the actuator and further causes hunting. In order to avoid being affected by the actuator ambient temperature, the electronic governor sets a control gain schedule that describes the relationship between the engine coolant temperature and the control gain, which indicates the level of the actuator ambient temperature. Based on this, the control gain is adjusted (see
このような制御ゲインスケジュールが、燃料噴射ポンプハウジングとエンジン本体とが一体であるエンジンに適用できるように設定された場合、設定された制御ゲインスケジュールは、別体であるエンジンにて用いると、以下の理由により、アクチュエータの応答性が低下し、さらにはハンチングが生じるおそれがある。別体であるエンジンの場合には一体であるエンジンの場合よりもクランクケース等のエンジン本体から燃料噴射ポンプへの熱伝導により長い時間を要するために、同じエンジンの冷却水温であっても、別体であるエンジンのアクチュエータ周辺温度は一体であるエンジンのアクチュエータ周辺温度より低い。このためにエンジンの冷却水温が同じである場合、別体であるエンジンのアクチュエータの潤滑油の粘性は一体であるエンジンのアクチュエータの潤滑油の粘性より大きい。従って、別体であるエンジンの場合に、電子ガバナが、一体であるエンジンの場合に設定された制御ゲインスケジュールに基いて制御ゲインを調節しても、調節された制御ゲインが不適切な値になり、この結果アクチュエータの応答性が低下し、ハンチングが生じるのである。 When such a control gain schedule is set to be applicable to an engine in which the fuel injection pump housing and the engine main body are integrated, the set control gain schedule is as follows when used in a separate engine: For this reason, the response of the actuator is lowered, and further hunting may occur. In the case of a separate engine, a longer time is required for heat conduction from the engine body such as a crankcase to the fuel injection pump than in the case of an integral engine. The actuator ambient temperature of the body engine is lower than the actuator ambient temperature of the integral engine. For this reason, when the engine coolant temperature is the same, the viscosity of the lubricating oil of the separate engine actuator is greater than the viscosity of the lubricating oil of the integral engine actuator. Therefore, in the case of a separate engine, even if the electronic governor adjusts the control gain based on the control gain schedule set in the case of an integral engine, the adjusted control gain becomes an inappropriate value. As a result, the response of the actuator is lowered and hunting occurs.
本発明は、上記問題を解決すると共に、アクチュエータが備えられた燃料噴射ポンプハウジングとクランクケース等のエンジン本体とが別体であるエンジンの場合にも、一体であるエンジンの場合のようにアクチュエータ周辺温度による影響を受けることなくアクチュエータの応答性を維持できる電子ガバナの調整方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and even in the case of an engine in which a fuel injection pump housing provided with an actuator and an engine body such as a crankcase are separated, the periphery of the actuator is as in the case of an integral engine. An object of the present invention is to provide an electronic governor adjustment method capable of maintaining the responsiveness of an actuator without being affected by temperature.
本発明は、エンジンの燃料供給調節手段を操作するアクチュエータ（2）を、エンジンの実回転数と目標回転数との偏差を許容範囲内に収束させるように制御する電子ガバナ（1）の調整方法であって、電子ガバナ（1）は、エンジン本体側温度と制御ゲインとの関係を記述している制御ゲインスケジュールを予め記憶している制御ゲインスケジュール記憶手段（6）と、エンジン本体側に取付けられたエンジン本体側温度検出手段（5）と、エンジン本体側温度検出手段（5）から検出されたエンジン本体側温度に対する制御ゲインを、制御ゲインスケジュール記憶手段（6）から読み出す制御ゲイン読出し手段（7）と、読み出された制御ゲインに基いてエンジンの実回転数と目標回転数との偏差を許容範囲内に収束させるようにアクチュエータ駆動電流を制御する回転数制御手段（8）と、制御されたアクチュエータ駆動電流をアクチュエータ（2）に出力する駆動手段（9）とを有し、アクチュエータ（2）が備えられた燃料噴射ポンプハウジングとエンジン本体とが別体であるエンジンの場合には、制御ゲインスケジュールを、一体であるエンジンの場合に設定される制御ゲインスケジュールと比較すると、より高温側にシフトし、これにより上記課題が達成される。 The present invention relates to an adjustment method for an electronic governor (1) for controlling an actuator (2) for operating a fuel supply adjusting means of an engine so that a deviation between an actual engine speed and a target engine speed is converged within an allowable range. The electronic governor (1) is attached to a control gain schedule storage means (6) for storing in advance a control gain schedule describing the relationship between the engine body side temperature and the control gain, and the engine body side. Engine body side temperature detecting means (5), and control gain reading means (6) for reading out the control gain for the engine body side temperature detected from the engine body side temperature detecting means (5) from the control gain schedule storage means (6). 7) and the actuator drive so that the deviation between the actual engine speed and the target engine speed converges within an allowable range based on the read control gain. A fuel injection pump housing having an actuator (2) having a rotation speed control means (8) for controlling current and a drive means (9) for outputting a controlled actuator drive current to the actuator (2); In the case of an engine that is separate from the engine body, the control gain schedule is shifted to a higher temperature compared to the control gain schedule that is set in the case of an integral engine. The
回転数制御手段（8）は、エンジンの実回転数と目標回転数との偏差を収束させるようなアクチュエータ目標駆動電流を演算する回転数フィードバック制御手段（82）と、回転数フィードバック制御手段（82）によって演算されたアクチュエータ目標駆動電流とアクチュエータから検出された検出電流との偏差を許容範囲内に収束するようなＰＷＭ信号を演算し、演算したＰＷＭ信号を駆動手段（9）に出力する電流フィードバック制御手段（85）とを有し、上記制御ゲインスケジュール記憶手段（6）に予め記憶されている制御ゲインスケジュールは、エンジン本体側温度と、回転数フィードバック制御手段（82）の積分制御ゲインとの関係を記述してもよい。 The rotation speed control means (8) includes a rotation speed feedback control means (82) for calculating an actuator target drive current that converges a deviation between the actual engine speed and the target rotation speed, and a rotation speed feedback control means (82). ) Calculates a PWM signal that converges the deviation between the actuator target drive current calculated by (1) and the detected current detected from the actuator within an allowable range, and outputs the calculated PWM signal to the drive means (9). And a control gain schedule stored in advance in the control gain schedule storage means (6) includes the engine body side temperature and the integral control gain of the rotational speed feedback control means (82). You may describe the relationship.
本発明では、アクチュエータが備えられた燃料噴射ポンプハウジングとエンジン本体とが別体であるエンジンの場合に、制御ゲインスケジュールを、一体であるエンジンの場合に設定される制御ゲインスケジュールと比較すると、より高温側にシフトする。これにより、同じエンジン本体側温度（例えばエンジンの冷却水温）に対する一体であるエンジンのアクチュエータ周辺温度と別体であるエンジンのアクチュエータ周辺温度との温度差を解消し、別体であるエンジンの場合にも、一体であるエンジンの場合のようにアクチュエータ周辺温度による影響を受けることなくアクチュエータの応答性を維持できる。 In the present invention, when the fuel injection pump housing provided with the actuator and the engine body are separate engines, the control gain schedule is compared with the control gain schedule set in the case of an integral engine. Shift to high temperature side. This eliminates the temperature difference between the ambient temperature of the engine actuator and the ambient temperature of the separate actuator for the same engine body temperature (for example, the coolant temperature of the engine). However, the responsiveness of the actuator can be maintained without being affected by the ambient temperature of the actuator as in the case of an integral engine.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態である電子ガバナの一例を示したブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an electronic governor according to an embodiment of the present invention.
本発明の実施形態である電子ガバナ１は、燃料供給調節手段（図示せず）を操作するアクチュエータ２を制御する。操作された燃料供給調節手段は、エンジンの回転数が目標回転数になるように燃料供給量を調節する。例えば、アクチュエータ２はソレノイドであり、アクチュエータ駆動電流である励磁電流によって駆動される。燃料供給調節手段は、例えば燃料噴射ポンプに設けられた燃料調量ラックであり、エンジンへの燃料供給量を調節する。
An
本実施形態の電子ガバナ１は、回転数検出手段３と、目標回転数設定手段４と、エンジン本体側温度検出手段５と、制御ゲインスケジュール記憶手段６と、制御ゲイン読出し手段７と、回転数制御手段８と、駆動手段９とを備える。
The
回転数検出手段３はエンジンの回転数を検出する。回転数検出手段３は、例えばアクチュエータ駆動電流または１回転数当りで検出されるパルス数に基いて回転数を検出する。
目標回転数設定手段４は目標回転数を設定する。目標回転数設定手段４は例えば調速レバーである。
The rotational speed detection means 3 detects the rotational speed of the engine. The rotation speed detection means 3 detects the rotation speed based on, for example, the actuator drive current or the number of pulses detected per rotation speed.
The target rotational speed setting means 4 sets the target rotational speed. The target rotation speed setting means 4 is, for example, a speed control lever.
エンジン本体側温度検出手段５はエンジン本体側に取付けられており、エンジン本体側温度を検出する。エンジン本体側温度検出手段５は水温センサであり、エンジン本体側温度はエンジンの冷却水温である。 The engine main body side temperature detecting means 5 is attached to the engine main body side and detects the engine main body side temperature. The engine main body side temperature detecting means 5 is a water temperature sensor, and the engine main body side temperature is the cooling water temperature of the engine.
制御ゲインスケジュール記憶手段６は、エンジン本体側温度と積分制御ゲインとの関係を記述している制御ゲインスケジュールを予め記憶している。この制御ゲインスケジュールは、アクチュエータが備えられた燃料噴射ポンプハウジングとエンジン本体とが別体であるエンジンの場合、一体であるエンジンの場合に設定された制御ゲインスケジュールと比較すると、より高温側にシフトされる。図２は、本発明の実施形態の制御ゲインスケジュールの一例を示す図であり、縦軸は積分制御ゲインを示し、横軸はエンジン本体側温度を示す。図２の破線Ａは、アクチュエータが備えられた燃料噴射ポンプハウジングとエンジン本体とが一体であるエンジンの場合の制御ゲインスケジュールを示し、図２の実線Ｂは、アクチュエータが備えられた燃料噴射ポンプハウジングとエンジン本体とが別体であるエンジンの場合の制御ゲインスケジュールを示す。これら二つの制御ゲインスケジュールは、図２に示されるようにｔ１以下およびｔ２以上では重複している。 The control gain schedule storage means 6 stores in advance a control gain schedule describing the relationship between the engine main body side temperature and the integral control gain. This control gain schedule shifts to a higher temperature side in the case of an engine in which the fuel injection pump housing provided with the actuator and the engine body are separate from the control gain schedule set in the case of an integral engine. Is done. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a control gain schedule according to the embodiment of the present invention, in which the vertical axis represents the integral control gain and the horizontal axis represents the engine body side temperature. 2 indicates a control gain schedule in the case of an engine in which the fuel injection pump housing provided with the actuator and the engine body are integrated, and a solid line B in FIG. 2 indicates the fuel injection pump housing provided with the actuator. The control gain schedule in the case of an engine in which the engine body is a separate body is shown. These two control gain schedules are duplicated below t 1 and above t 2 as shown in FIG.
制御ゲイン読出し手段７は、エンジン本体側温度検出手段５によって検出されたエンジン本体側温度に対する積分制御ゲインを制御ゲインスケジュール記憶手段６から読み出す。 The control gain reading means 7 reads the integral control gain for the engine main body side temperature detected by the engine main body side temperature detecting means 5 from the control gain schedule storage means 6.
回転数制御手段８は、エンジンの回転数を目標回転数に調節するようにアクチュエータ駆動電流を制御する。回転数制御手段８は、回転数偏差演算手段８１と、回転数フィードバック制御手段８２と、電流検出手段８３と、電流偏差演算手段８４と、電流フィードバック制御手段８５とを備える。これら回転数制御手段８の諸手段は、例えばＥＣＵ等のコンピュータにおいて実現されている。
回転数偏差演算手段８１はエンジンの回転数と目標回転数との回転数偏差を演算する。
The rotational speed control means 8 controls the actuator drive current so as to adjust the rotational speed of the engine to the target rotational speed. The rotation speed control means 8 includes a rotation speed deviation calculation means 81, a rotation speed feedback control means 82, a current detection means 83, a current deviation calculation means 84, and a current feedback control means 85. These means of the rotational speed control means 8 are realized by a computer such as an ECU, for example.
The rotational speed deviation calculating means 81 calculates a rotational speed deviation between the engine rotational speed and the target rotational speed.
回転数フィードバック制御手段８２は、比例演算器８６と積分演算器８７と微分演算器８８とを有し、これら演算器によるＰＩＤ制御に基いて、回転数偏差演算手段８１によって演算された回転数偏差を許容範囲内にするようにアクチュエータ２の目標駆動電流を演算する。積分演算器８７の積分制御ゲインは、制御ゲイン読出し手段７によって読み出された積分制御ゲインである。
The rotational speed feedback control means 82 includes a
電流検出手段８３は、シャント抵抗（図示せず）によってアクチュエータから検出された電流をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換した後の値からアクチュエータの検出電流値を算出する。電流偏差演算手段８４は、設定されたアクチュエータ目標駆動電流とアクチュエータの検出電流との偏差を演算する。
電流フィードバック制御手段８５は、演算された偏差を許容範囲内にするＰＷＭ信号のデューティ比をＰＩＤ制御に基いて演算する。
The current detection means 83 A / D converts the current detected from the actuator by a shunt resistor (not shown), and calculates the detected current value of the actuator from the value after the A / D conversion. The current deviation calculation means 84 calculates a deviation between the set actuator target drive current and the detected current of the actuator.
The current feedback control means 85 calculates the duty ratio of the PWM signal that brings the calculated deviation within an allowable range based on PID control.
駆動手段９は、電流フィードバック制御手段８５から入力されたＰＷＭ信号に基いてアクチュエータ駆動電流をアクチュエータ２に出力する。駆動手段９は例えばアクチュエータ２がソレノイドである場合には励磁回路を備える。
The drive unit 9 outputs an actuator drive current to the
上記の実施形態では、制御ゲインスケジュール記憶手段に記憶され、かつ制御ゲイン読出し手段によって読み出される制御ゲインは、回転数フィードバック制御手段の積分演算器の積分制御ゲインであったが、回転数フィードバック制御手段の比例演算器の比例制御ゲインや微分演算器の微分制御ゲイン、または電流フィードバック制御手段の制御ゲインであってもよい。
上記の実施形態では、エンジン本体側温度検出手段は水温センサであり、エンジン本体側温度はエンジンの冷却水温であったが、エンジン本体側温度検出手段はエンジン潤滑油温度センサでもよく、エンジン本体側温度はエンジン潤滑油温度であってもよい。
In the above embodiment, the control gain stored in the control gain schedule storage means and read out by the control gain reading means is the integral control gain of the integral calculator of the rotational speed feedback control means, but the rotational speed feedback control means The proportional control gain of the proportional calculator, the differential control gain of the differential calculator, or the control gain of the current feedback control means may be used.
In the above embodiment, the engine main body side temperature detecting means is a water temperature sensor, and the engine main body side temperature is the engine cooling water temperature, but the engine main body side temperature detecting means may be an engine lubricating oil temperature sensor. The temperature may be an engine lubricant temperature.
以上のように説明してきた電子ガバナは、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されることはなく、請求の範囲に基く技術的範囲内で適宜変更して実施することができる。 The electronic governor described above is only one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment, and can be appropriately changed within the technical scope based on the claims. Can be implemented.
１…電子ガバナ
２…アクチュエータ
３…回転数検出手段
４…目標回転数設定手段
５…エンジン本体側温度検出手段
６…制御ゲインスケジュール記憶手段
７…制御ゲイン読出し手段
８…回転数制御手段
９…駆動手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
電子ガバナ（1）は、エンジン本体側温度と制御ゲインとの関係を記述している制御ゲインスケジュールを予め記憶している制御ゲインスケジュール記憶手段（6）と、エンジン本体側に取付けられたエンジン本体側温度検出手段（5）と、エンジン本体側温度検出手段（5）から検出されたエンジン本体側温度に対する制御ゲインを、制御ゲインスケジュール記憶手段（6）から読み出す制御ゲイン読出し手段（7）と、読み出された制御ゲインに基いてエンジンの実回転数と目標回転数との偏差を許容範囲内に収束させるようにアクチュエータ駆動電流を制御する回転数制御手段（8）と、制御されたアクチュエータ駆動電流をアクチュエータ（2）に出力する駆動手段（9）とを有し、
アクチュエータ（2）が備えられた燃料噴射ポンプハウジングとエンジン本体とが別体であるエンジンの場合には、制御ゲインスケジュールを、一体であるエンジンの場合に設定される制御ゲインスケジュールと比較すると、より高温側にシフトすることを特徴とする電子ガバナの調整方法。 An adjustment method of an electronic governor (1) for controlling an actuator (2) for operating an engine fuel supply adjusting means to converge a deviation between an actual engine speed and a target engine speed within an allowable range,
The electronic governor (1) includes control gain schedule storage means (6) for storing in advance a control gain schedule describing the relationship between engine body side temperature and control gain, and an engine body attached to the engine body. A control gain reading means (7) for reading out a control gain for the engine body side temperature detected from the engine body side temperature detection means (5) from the control gain schedule storage means (6); Based on the read control gain, the rotational speed control means (8) for controlling the actuator drive current so as to converge the deviation between the actual rotational speed of the engine and the target rotational speed within an allowable range, and controlled actuator driving Driving means (9) for outputting current to the actuator (2),
In the case of an engine in which the fuel injection pump housing provided with the actuator (2) and the engine body are separate, the control gain schedule is compared with the control gain schedule set in the case of an integral engine. A method of adjusting an electronic governor, characterized by shifting to a high temperature side.
エンジンの実回転数と目標回転数との偏差を収束させるようなアクチュエータ目標駆動電流を演算する回転数フィードバック制御手段（82）と、
回転数フィードバック制御手段（82）によって演算されたアクチュエータ目標駆動電流とアクチュエータから検出された検出電流との偏差を許容範囲内に収束するようなＰＷＭ信号を演算し、演算したＰＷＭ信号を駆動手段（9）に出力する電流フィードバック制御手段（85）とを有し、
前記制御ゲインスケジュール記憶手段（6）に予め記憶されている制御ゲインスケジュールは、エンジン本体側温度と、回転数フィードバック制御手段（82）の積分制御ゲインとの関係を記述していることを特徴とする請求項１に記載の電子ガバナの調整方法。
The rotational speed control means (8)
A speed feedback control means (82) for calculating an actuator target drive current that converges a deviation between the actual engine speed and the target speed;
A PWM signal is calculated so that the deviation between the actuator target drive current calculated by the rotation speed feedback control means (82) and the detected current detected from the actuator converges within an allowable range, and the calculated PWM signal is driven to the drive means ( Current feedback control means (85) for outputting to 9),
The control gain schedule stored in advance in the control gain schedule storage means (6) describes the relationship between the engine body side temperature and the integral control gain of the rotation speed feedback control means (82). The method of adjusting an electronic governor according to claim 1.
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| JP2005033847A JP2006220054A (en) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Adjustment method of electronic governor |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009036180A (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Yanmar Co Ltd | Engine rotation speed control device |
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2005
- 2005-02-10 JP JP2005033847A patent/JP2006220054A/en active Pending
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