JP2000059915A - Control system for electric torque converter powered by internal combustion engine - Google Patents

Control system for electric torque converter powered by internal combustion engine

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JP2000059915A
JP2000059915A JP10239516A JP23951698A JP2000059915A JP 2000059915 A JP2000059915 A JP 2000059915A JP 10239516 A JP10239516 A JP 10239516A JP 23951698 A JP23951698 A JP 23951698A JP 2000059915 A JP2000059915 A JP 2000059915A
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JP
Japan
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engine
output
governor
speed
torque converter
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Application number
JP10239516A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuro Horie
竜郎 堀江
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent malacceleration and a stop of an engine, and generation of fuming, etc., by controlling the output of an electric torque converter, using an engine output calculated by a governor output signal (the quantity of fuel supplied to the engine) and the number of rotation of the engine. SOLUTION: This is an electrical torque converter which is provided with an internal combustion engine 10, a governor 2 which generates a governor output signal representing a fuel supplying condition of the governor as against a governor command signal and supplies it to the engine 10, and an AC engine 10, and controls the torque and speed of a load motor 9 by the generator output directly or indirectly. Here, it is fitted with a means 4 which takes in the governor output signal and the number of rotation of the engine and calculates the output of the engine, a means 10 for detecting the input power of the load power, and a means 12 which restricts the field current of the AC generator so that the input power of the load motor may not be the engine output or larger, and the output of the electric torque converter is controlled corresponding to the engine output.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、ディゼル機
関を用いた機関車、ハイブリット電気自動車、建設作業
車、防衛関係車両など、機関を可変速運転する車両に適
用可能な内然機関を動力とする電気式トルクコンバータ
の制御方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for powering a natural engine applicable to a vehicle that operates at a variable speed, such as a locomotive using a diesel engine, a hybrid electric vehicle, a construction work vehicle, and a defense-related vehicle. And a control method of the electric torque converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のディゼル電気機関では、ガバナ出
力信号を電動機制御に適用した例はない。したがって、
従来のガバナは、ガバナ指令に対して機関の回転数の関
係において、燃料の供給量を機関に合うようにコントロ
ールするため、ガバナの状態と発電機出力や制御装置と
の関連が極めてうすい。また、デイゼル電気機関車は、
ほとんどがオールスピードガバナを使用しているため、
定常時には電気回路で吸収する動力量に合せてガバナが
作動して、機関回転数を一定にするように燃料の供給量
を変えている。したがって、機関の各回転数における機
関の出力値が電気制御側では判らないため、機関の過負
荷防止のため、電動機は直流直巻電動機を用い、機関出
力に対して直流直巻電動機の定出力特性を利用してい
る。しかしながら、直流直巻電動機のコスト高と動作の
安定性を期待することが困難である。従来のハイブリッ
ト式の電気自動車の技術は、その目的がNOx等の削減
であることから、最もNOxが少ない条件で運転する必
要があり、常に一定回転で運転するものと考えられる。
したがって、これは可変速運転を行なう技術とは別の制
御技術である。
2. Description of the Related Art In a conventional diesel engine, there is no example in which a governor output signal is applied to motor control. Therefore,
In a conventional governor, the amount of fuel supplied is controlled so as to match the engine in relation to the governor command in relation to the number of revolutions of the engine. Also, the diesel engine locomotive is
Most use all-speed governors,
In a steady state, the governor operates in accordance with the amount of power absorbed by the electric circuit, and changes the fuel supply amount so as to keep the engine speed constant. Therefore, since the output value of the engine at each engine speed is not known on the electric control side, in order to prevent overload of the engine, a DC series motor is used for the motor, and a constant output of the DC series motor is used for the engine output. Utilizing characteristics. However, it is difficult to expect high cost and stable operation of the DC series motor. Since the purpose of the conventional hybrid-type electric vehicle technology is to reduce NOx and the like, it is necessary to operate the vehicle under the condition of the lowest NOx, and it is considered that the vehicle always operates at a constant speed.
Therefore, this is a control technique different from the technique for performing the variable speed operation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述したコスト問題お
よびモータフラッシュオーバなどの問題を有する直流直
巻電動機に代わりに、誘導電動機や同期電動機を車両な
どに使用すると、これらの問題は解決する。しかし、誘
導電動機や同期電動機には直流直巻電動機の特長の定出
力特性がないため、機関の出力に応じて、制御をもって
それらの電動機に直流直巻電動機と同じ特性を付与せね
ばならない。このためには、機関の出力の瞬時値を検出
し、その出力に合って電動機の電流、電圧、周波数を制
御すると、電動機の駆動力、速度を機関出力に見合って
配分することができる。しかし、機関の出力を発電機出
力でチェックするため、機関の出力との関係が判らず、
機関の加速不良、機関停止、発煙等の問題が発生する。
These problems can be solved by using an induction motor or a synchronous motor in a vehicle or the like instead of the DC series motor having the above-mentioned problems such as cost and motor flashover. However, since induction motors and synchronous motors do not have the constant output characteristics of the characteristics of DC series motors, the same characteristics as DC series motors must be imparted to these motors by control in accordance with the output of the engine. For this purpose, by detecting the instantaneous value of the output of the engine and controlling the current, voltage, and frequency of the motor according to the output, the driving force and speed of the motor can be distributed according to the engine output. However, because the output of the engine is checked with the generator output, the relationship with the output of the engine is not known,
Problems such as poor acceleration of the engine, stoppage of the engine, and fuming occur.

【0004】本発明の課題は、ガバナ出力信号と機関の
回転数より検出した機関出力を用いて電気式トルクコン
バータの出力を制御し、機関の加速不良、機関停止、発
煙等の発生を防止する内然機関を動力とする電気式トル
クコンバータの制御方式を提供することにある。
An object of the present invention is to control the output of an electric torque converter by using the governor output signal and the engine output detected from the engine speed to prevent poor acceleration of the engine, stop of the engine, generation of smoke, and the like. It is an object of the present invention to provide a control method of an electric torque converter powered by a natural engine.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題は、内然機関
と、その機関にガバナ指令信号に対するガバナの燃料供
給状態を示すガバナ出力信号を発生するガバナと、その
機関を動力とする交流発電機を備え、発電機出力によっ
て直接的または間接的に負荷電動機のトルク、速度を制
御する電気的トルクコンバータであって、ガバナ出力信
号と機関回転数をとり込んで機関出力を算出し、負荷電
動機の入力電力が機関出力以上とならないように交流発
電機の界磁電流を制限し、電気的トルクコンバータの出
力を機関出力に対応して制御することによって、解決さ
れる。また、負荷電動機を駆動する交流変換手段を設
け、ガバナ出力信号と機関回転数をとり込んで算出した
機関出力と負荷電動機の入力電力に基づいて負荷電動機
の入力電力が機関出力以上とならないように交流変換手
段を制御することによって、解決される。また、ガバナ
出力信号と機関回転数に加えて機関回転数の変化率をと
り込んで機関出力の変化パターンを予測し、その値で電
気的トルクコンバータの制御のおくれを補正することに
よって、解決される。
An object of the present invention is to provide a natural engine, a governor for generating a governor output signal indicating a governor fuel supply state in response to a governor command signal, and an alternator powered by the engine. An electric torque converter that directly or indirectly controls the torque and speed of the load motor by the output of the generator, calculates the engine output by taking in the governor output signal and the engine speed, and calculates the engine output. The problem is solved by limiting the field current of the alternator so that the input power does not exceed the engine output, and controlling the output of the electric torque converter according to the engine output. In addition, an AC conversion unit for driving the load motor is provided so that the input power of the load motor does not exceed the engine output based on the engine output calculated by taking in the governor output signal and the engine speed and the input power of the load motor. The problem is solved by controlling the AC conversion means. In addition, the change rate of the engine speed is taken in addition to the governor output signal and the engine speed to predict the change pattern of the engine output, and the value is used to correct the control of the electric torque converter, thereby solving the problem. You.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。一般に、内然機関は使用するガバナの
種類によって、機関回転数と出力の間に異った特性があ
り、機関の使用目的によってガバナの種類が選択され
る。本発明の実施形態を説明する前に、各種の特性を説
明する。図1は、高低速ガバナを機関に適用した場合の
ガバナ信号と機関の特性を示す。(a)はガバナ指令信
号とガバナ出力信号(機関への燃料供給量を示す。)と
機関回転数の関係を示し、機関が所定の回転数になる
と、燃料の供給量が制限される。燃料の供給量はガバナ
への指令信号量によって変わる。この結果、機関出力
は、(b)に示すように、燃料供給量が一定の場合に、
回転数の上昇とともに増加し、機関の回転数が所定の値
に達すると、ガバナによって燃料供給量が減少し、トル
クが減少し、出力が低下する。図2は、ハーフオールス
ピードガバナを機関に適用した場合のガバナ信号と機関
の特性を示す。(a)はガバナ指令信号とガバナ出力信
号と機関回転数の関係を示す。ガバナ指令信号(通常マ
ニュアルで指令される。)に関連して燃料供給量が増
し、機関回転数の上昇とともに供給量は減少し、ある所
定の速度より燃料の供給量を急激に減じて、過速度を防
止する。(b)はそのガバナによる機関出力特性を示
し、ガバナの中途段階では、機関出力は回転数によらず
定出力に保持され、同様に過速度の保護も行なわれる。
図3は、高低速ガバナを用いた機関を車両に適用した場
合に、機関出力と車両の走行抵抗の関係を示す。例え
ば、走行抵抗が(3)の値をとるとき、ガバナを(a)
に設定すると、機関の出力、即ち回転数の全速度域でト
ルク不足となって機関停止となる。ここで、両曲線の交
点が回転数の均衡点となる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Generally, a natural engine has different characteristics between the engine speed and the output depending on the type of governor used, and the type of governor is selected according to the purpose of use of the engine. Before describing the embodiments of the present invention, various characteristics will be described. FIG. 1 shows governor signals and characteristics of the engine when a high-speed governor is applied to the engine. (A) shows the relationship between the governor command signal and governor output signal (indicating the amount of fuel supplied to the engine) and the engine speed. When the engine reaches a predetermined speed, the amount of fuel supply is limited. The amount of fuel supplied varies depending on the command signal amount to the governor. As a result, as shown in (b), when the fuel supply amount is constant, the engine output
When the engine speed reaches a predetermined value when the engine speed reaches a predetermined value, the governor reduces the fuel supply amount, the torque decreases, and the output decreases. FIG. 2 shows the governor signal and the characteristics of the engine when the half-all speed governor is applied to the engine. (A) shows the relationship between the governor command signal, governor output signal, and engine speed. The amount of fuel supplied increases in association with the governor command signal (usually commanded manually), the amount of supply decreases with an increase in engine speed, and the amount of fuel supply decreases sharply from a certain predetermined speed. Prevent speed. (B) shows the engine output characteristic of the governor. In the middle stage of the governor, the engine output is maintained at a constant output irrespective of the rotation speed, and overspeed protection is also performed.
FIG. 3 shows the relationship between the engine output and the running resistance of the vehicle when the engine using the high / low speed governor is applied to the vehicle. For example, when the running resistance takes the value of (3), the governor is set to (a)
, The output of the engine, that is, the torque is insufficient in the entire speed range of the rotation speed, and the engine stops. Here, the intersection of the two curves is the balance point of the rotational speed.

【0007】図4、図5は、それぞれのガバナを有する
機関に直結した発電機のそれぞれのガバナ位置における
発電機出力特性を示すものである。図6は、オールスピ
ードガバナの機関回転数に対するガバナ出力信号、即
ち、燃料供給量を示す特性図であり、図7は、そのガバ
ナを用いた機関の出力特性である。この機関の特性は、
指定された回転数を維持するために、燃料の供給量を変
えて定速制御を行なうことを特徴としているため、低回
転においてもトルクが大きい特長がある。図8は、オー
ルスピードガバナ付機関を車両に適用した時の走行抵抗
と機関出力の関係を回転数の関係で示す。例えば、走行
抵抗が(3)の値をとるとき、ガバナを(c)に設定す
ると、機関の出力(c)の回転数の速度域でトルク不足
となって機関停止となる。ここで、両曲線の交点が回転
数の均衡点となる。図9は、オールスピードガバナを有
する機関直結発電機の出力特性を示すものである。以上
の説明のとおり、機関の特性は、使用するガバナの種類
により大きく変わるが、ガバナの出力信号と、機関の回
転数をチェックすることにより、機関の出力を知ること
ができる。ガバナの出力信号は、ガバナに与える信号と
は異り、機関の回転数の他に、気温や気圧なども取込ん
で、機関の状態を示すものであるからである。
FIGS. 4 and 5 show the generator output characteristics at the respective governor positions of the generator directly connected to the respective governor-equipped engines. FIG. 6 is a characteristic diagram showing a governor output signal, that is, a fuel supply amount, with respect to the engine speed of the all-speed governor, and FIG. 7 is an output characteristic of an engine using the governor. The characteristics of this institution are
It is characterized in that constant speed control is performed by changing the supply amount of fuel in order to maintain the specified rotation speed, and therefore, there is a feature that the torque is large even at low rotation speed. FIG. 8 illustrates the relationship between the running resistance and the engine output when the all-speed governor-equipped engine is applied to a vehicle, in terms of the rotational speed. For example, when the governor is set to (c) when the running resistance takes the value of (3), the torque becomes insufficient in the speed range of the engine output (c) and the engine stops. Here, the intersection of the two curves is the balance point of the rotational speed. FIG. 9 shows output characteristics of an engine direct-coupled generator having an all-speed governor. As described above, the characteristics of the engine vary greatly depending on the type of governor used, but the output of the engine can be known by checking the output signal of the governor and the rotation speed of the engine. The reason is that the output signal of the governor is different from the signal given to the governor, and indicates the state of the engine by taking in the temperature, the atmospheric pressure, and the like in addition to the rotation speed of the engine.

【0008】図10は、本発明の一実施形態による高低
速ガバナ使用機関の電気式トルクコンバータの制御方式
を示す。本発明の電気式トルクコンバータの制御の基本
は、ガバナの出力信号と機関の回転数をベースに、機関
からとり出す出力を機関の出力に見合って電気的に行な
うことにある。図10において、1は内燃機関、2はガ
バナ、3は回転数センサ、4は交流発電機、5は交流発
電機の界磁コイル、6は整流器、7は電圧センサ、8は
電流センサ、9は直流電動機(モータ)、10は乗算
器、11は機関出力パターン発生器、12は比較界磁制
御器を表わす。本実施形態において、運転の基本はガバ
ナ指令信号であり、ガバナ2は指令信と機関の回転数に
より、ガバナ出力信号を出し、この値は現在の機関の燃
料供給量、言い換えれば、出力トルク値に比例した信号
を発生する。したがって、機関1の回転数を回転センサ
3で検出すると、機関1の出力値に比例した結果を得る
ことができる。機関出力パターン発生器11は、ガバナ
2の出力信号と機関1の回転数をとり込んで機関1の出
力を算出し、許容しうる機関出力をリアルタイムで出力
する。交流発電機4の出力は、整流器6で整流され、直
接的にまたは間接的に負荷としてのモータ9のトルク、
速度を制御する。ここで、図11に、交流発電機4の界
磁量をパラメータとして機関1の回転数一定時(界磁量
一定にして回転数を変えても、ほぼ同じ特性となる。)
の交流発電機4の特性とモータ9の車両としての必要特
性を機関全出力運転時の例として示す。機関回転数の最
大回転時には、界磁励磁を増してゆくと、交流発電機4
の電圧、電流特性は、図11において(1)から(4)
へ増大してゆく。モータ9の速度によってモータの要求
する電流、電圧値が変わるために、図12に示すよう
に、交流発電機4の界磁電流をモータ9の電圧によって
調整すると、電気式トルクコンバータの効果を発揮す
る。モータ9の入力側では電圧センサ7と電流センサ8
とで、入力電力を乗算器(マルチプライヤ)10で検出
し、他方、ガバナ出力信号と機関回転数に基づいて機関
出力パターン発生器11が許容しうる機関出力をリアル
タイムで決定する。比較界磁制御器12はモータ9の入
力電力が機関1の出力以上とならないように交流発電機
4の界磁電流を制限する。このように、本実施形態で
は、機関出力パターン発生器11が決定する許容しうる
機関出力をリアルタイムで実施するので、機関1の加速
中や減速中の過度時の出力値の瞬時値を検知することが
でき、そのため、機関の加速不良、機関停止などの防止
を交流発電機4の界磁電流の制御のみで実現することが
できる。
FIG. 10 shows a control method of an electric torque converter of an engine using a high / low speed governor according to an embodiment of the present invention. The basis of the control of the electric torque converter of the present invention is based on the output signal of the governor and the number of revolutions of the engine, and electrically outputting the output from the engine in accordance with the output of the engine. 10, 1 is an internal combustion engine, 2 is a governor, 3 is a rotation speed sensor, 4 is an AC generator, 5 is a field coil of the AC generator, 6 is a rectifier, 7 is a voltage sensor, 8 is a current sensor, 9 Denotes a DC motor (motor), 10 denotes a multiplier, 11 denotes an engine output pattern generator, and 12 denotes a comparison field controller. In the present embodiment, the basic operation is a governor command signal, and the governor 2 outputs a governor output signal based on the command signal and the engine speed, and this value is the current fuel supply amount of the engine, in other words, the output torque value. Generates a signal proportional to. Therefore, when the rotation speed of the engine 1 is detected by the rotation sensor 3, a result proportional to the output value of the engine 1 can be obtained. The engine output pattern generator 11 calculates the output of the engine 1 by taking in the output signal of the governor 2 and the rotational speed of the engine 1, and outputs an allowable engine output in real time. The output of the alternator 4 is rectified by the rectifier 6 and directly or indirectly outputs the torque of the motor 9 as a load,
Control the speed. Here, in FIG. 11, when the rotational speed of the engine 1 is constant using the field amount of the AC generator 4 as a parameter (even if the field amount is constant and the rotational speed is changed, almost the same characteristics are obtained)
The characteristics of the AC generator 4 and the required characteristics of the motor 9 as a vehicle are shown as an example at the time of engine full-power operation. When the field excitation is increased at the maximum engine speed, the alternator 4
The voltage and current characteristics of (1) to (4) in FIG.
To increase. Since the current and voltage values required by the motor 9 vary depending on the speed of the motor 9, when the field current of the alternator 4 is adjusted by the voltage of the motor 9 as shown in FIG. I do. On the input side of the motor 9, a voltage sensor 7 and a current sensor 8
Then, the input power is detected by the multiplier (multiplier) 10, and the engine output allowable by the engine output pattern generator 11 is determined in real time based on the governor output signal and the engine speed. The comparison field controller 12 limits the field current of the AC generator 4 so that the input power of the motor 9 does not exceed the output of the engine 1. As described above, in the present embodiment, the allowable engine output determined by the engine output pattern generator 11 is performed in real time, and therefore, the instantaneous value of the output value during excessive acceleration or deceleration of the engine 1 is detected. Therefore, prevention of poor acceleration of the engine, stop of the engine, and the like can be realized only by controlling the field current of the AC generator 4.

【0009】図13は、本発明の他の実施形態を示す。
オールスピードガバナを使用した機関では、機関の中間
出力でモータの速度に制限がある。即ち、交流発電機の
回転数が機関の回転数で制限されるため、オールスピー
ドガバナを使用した機関には図10に示す方式を適用で
きない。本実施形態は、全ての種類のガバナに対応でき
る電気式トルクコンバータの制御方式である。図13に
おいて、1は内燃機関、2はガバナ、3は回転数セン
サ、4は交流発電機、5は交流発電機の界磁コイル、6
は整流器、7は電圧センサ、8は電流センサ、10は乗
算器、11は機関出力パターン発生器、13は交流電動
機、14はインバータ回路、15はインバータ回路のゲ
ート演算回路、16は界磁励磁器を表わす。機関1の出
力は、ガバナ2の出力信号と、回転数センサ3の出力の
積に比例して得られる。交流発電機4は、一定励磁の界
磁コイル5(または、永久磁石の界磁)を有し、その出
力電圧は回転数に比例する。交流発電機4の出力は整流
器6で整流され、インバータ14の電源となる。インバ
ータ14は交流電動機13の入力電圧、電流、周波数を
制御して交流電動機14のトルク、速度を所望の値に制
御する。インバータのゲート演算部15には、機関出力
パターン発生器11から機関出力が入力される。なお、
ゲート演算部15には、インバータ14の発生する最大
出力の制限が設けられる。他方、電圧センサ7、電流セ
ンサ8より乗算器10でインバータ14の出力電力がフ
ィドバックされる。一方、ゲート演算部15には交流電
動機13への電圧、電流指令が入力されるため、ゲート
演算部15において機関出力パターン発生器11の制限
信号を越えない範囲で交流電動機13の電圧値と電流値
の比に変換される。電圧、電流コマンドは同時に指令さ
れるのではなく、電流値または電圧値のいづれかが指定
される。このため、機関1の出力の範囲内で交流電動機
13の電流値を指定すれば、それに対応する電圧最大値
をゲート演算部15がインバータ14へ指令し、交流電
動機13の電流値を指令すれば、それに対応する電流最
大値をゲート演算部15がインバータ14へ指令する。
ここで、各電圧センサ7、電流センサ8は最大値の制限
をモニタしている。本実施形態において、図14に示す
斜線の範囲の発電機出力は、機関出力値の制限の範囲内
で、図15に示すように、電圧値と電流値の積が一定で
機関出力の範囲内でそれぞれの値を自由に変換できる。
図示の(1)から(3)の順に機関出力は小さくなる。
本実施形態によれば、機関1とガバナ2の種類に無関係
に交流電動機13の電圧値と電流値、即ち、速度とトル
クの配分が可能となり、例へば、機関1が低速回転であ
っても、交流電動機13の速度を高め、トルクを小さく
する運転も可能となる。また、ガバナ出力信号と機関回
転数から算出した機関出力と負荷電動機の入力電力に基
づいて交流電動機13の入力電力が機関出力以上となら
ないようにインバータ14を制御するので、機関出力の
瞬時値以上の負荷をとらない制御が可能であり、運転中
に機関の停止を防止することができる。また、機関1の
出力の立下げ時においても、機関出力の瞬時値を検知す
るため、機関過負荷を機関出力立下げ時に発生させない
ようにすることができる。
FIG. 13 shows another embodiment of the present invention.
In an engine using an all-speed governor, there is a limit on the motor speed at the intermediate output of the engine. That is, since the rotation speed of the AC generator is limited by the rotation speed of the engine, the system shown in FIG. 10 cannot be applied to the engine using the all-speed governor. The present embodiment is a control method of an electric torque converter that can cope with all types of governors. In FIG. 13, 1 is an internal combustion engine, 2 is a governor, 3 is a rotation speed sensor, 4 is an AC generator, 5 is a field coil of the AC generator, 6
Is a rectifier, 7 is a voltage sensor, 8 is a current sensor, 10 is a multiplier, 11 is an engine output pattern generator, 13 is an AC motor, 14 is an inverter circuit, 15 is an inverter circuit gate operation circuit, and 16 is field excitation. Represents a container. The output of the engine 1 is obtained in proportion to the product of the output signal of the governor 2 and the output of the rotation speed sensor 3. The alternator 4 has a field coil 5 (or a permanent magnet field) of constant excitation, and its output voltage is proportional to the rotation speed. The output of the alternator 4 is rectified by the rectifier 6 and becomes the power source of the inverter 14. The inverter 14 controls the input voltage, current, and frequency of the AC motor 13 to control the torque and speed of the AC motor 14 to desired values. The engine output from the engine output pattern generator 11 is input to the gate operation unit 15 of the inverter. In addition,
The gate operation unit 15 is provided with a limit on the maximum output generated by the inverter 14. On the other hand, the output power of the inverter 14 is fed back by the multiplier 10 by the voltage sensor 7 and the current sensor 8. On the other hand, since the voltage and current command to the AC motor 13 are input to the gate operation unit 15, the voltage value and the current of the AC motor 13 within the range not exceeding the limit signal of the engine output pattern generator 11 in the gate operation unit 15. Converted to a ratio of values. The voltage and current commands are not specified at the same time, but either the current value or the voltage value is specified. For this reason, if the current value of the AC motor 13 is specified within the range of the output of the engine 1, the gate operation unit 15 instructs the inverter 14 of the corresponding maximum voltage value, and the current value of the AC motor 13 is instructed. , The gate operation unit 15 instructs the inverter 14 of the maximum value of the current corresponding thereto.
Here, each of the voltage sensor 7 and the current sensor 8 monitors the limit of the maximum value. In the present embodiment, the generator output in the hatched range shown in FIG. 14 is within the limit of the engine output value, and as shown in FIG. 15, the product of the voltage value and the current value is constant and within the range of the engine output. Can convert each value freely.
The engine output decreases in the order of (1) to (3).
According to this embodiment, the voltage value and the current value of the AC motor 13, that is, the speed and the torque can be distributed regardless of the type of the engine 1 and the governor 2. For example, even if the engine 1 is rotating at a low speed, It is also possible to increase the speed of the AC motor 13 and reduce the torque. Further, the inverter 14 is controlled based on the engine output calculated from the governor output signal and the engine speed and the input power of the load motor so that the input power of the AC motor 13 does not exceed the engine output. Thus, control without taking the load on the engine can be performed, and the stop of the engine during operation can be prevented. Further, even when the output of the engine 1 falls, the instantaneous value of the engine output is detected, so that it is possible to prevent the engine overload from occurring when the engine output falls.

【0010】なお、本発明の実施形態において、機関出
力パターン発生器11は、ガバナ2の出力信号と機関1
の回転数をとり込んで機関1の出力を算出し、許容しう
る機関出力を出力するものとして説明したが、ガバナ指
令信号とガバナ出力信号および機関の回転数には、上述
した特性図により説明したように、相関関係があるた
め、機関出力の定常時には、機関出力パターン発生器1
1にガバナ指令信号と機関回転数に加えて機関回転数の
変化率を用い、ガバナ2の現在の出力信号に基づいて回
転数の上、下による機関出力の変化パターンを予測し、
その値で電気的トルクコンバータの制御のおくれを補正
し、機関出力に対応した電気的トルクコンバータの制御
を行なうようにしてもよい。これにより、電気式トルク
コンバータの出力制御の最適化を図ることができる。
In the embodiment of the present invention, the engine output pattern generator 11 outputs the output signal of the governor 2 and the engine 1
The output of the engine 1 is calculated by taking the rotation speed of the engine 1 and an allowable engine output is output. However, the governor command signal, the governor output signal, and the rotation speed of the engine are described with reference to the characteristic diagram described above. As described above, since there is a correlation, the engine output pattern generator 1
1, using the change rate of the engine speed in addition to the governor command signal and the engine speed, predicting the change pattern of the engine output due to the increase and decrease of the speed based on the current output signal of the governor 2;
The control of the electric torque converter may be corrected based on the value to control the electric torque converter corresponding to the engine output. Thereby, the output control of the electric torque converter can be optimized.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガバナの機関に対する燃料供給量(ガバナ出力信号)と
機関の回転数の関係において、電気的トルクコンバータ
を制御すると、次のような利点がある。 (1)機関出力パターン発生器が決定する許容しうる機
関出力をリアルタイムで実施するので、機関の加速中や
減速中の過度時の出力値の瞬時値を検知することがで
き、そのため、機関の加速不良、機関停止などの防止を
交流発電機の界磁電流の制御のみで実現することができ
る。 (2)負荷電動機を駆動する交流変換手段を設け、ガバ
ナ出力信号と機関回転数をとり込んで算出した機関出力
と負荷電動機の入力電力に基づいて負荷電動機の入力電
力が機関出力以上とならないように交流変換手段を制御
するので、機関出力の瞬時値以上の負荷をとらない制御
が可能であり、運転中に機関の停止を防止することがで
きる。また、機関の出力の立下げ時においても、機関出
力の瞬時値を検知するため、機関過負荷を機関出力立下
げ時に発生させないようにすることができる。 (3)機関出力が定常時には、電気式トルクコンバータ
側において、適用ガバナの種類による機関回転数をチェ
ックすることにより、ガバナの現在の出力信号に基づい
て回転数の上、下による機関出力の変化パターンを予測
できるので、電気式トルクコンバータの出力制御の最適
化を図ることができる。
As described above, according to the present invention,
Controlling the electric torque converter in relation to the amount of fuel supplied to the governor engine (the governor output signal) and the engine speed has the following advantages. (1) Since the allowable engine output determined by the engine output pattern generator is performed in real time, the instantaneous value of the output value during excessive acceleration or deceleration of the engine can be detected. Prevention of poor acceleration, engine stop, etc. can be realized only by controlling the field current of the AC generator. (2) An AC converter for driving the load motor is provided so that the input power of the load motor does not exceed the engine output based on the engine output calculated by taking in the governor output signal and the engine speed and the input power of the load motor. Since the AC conversion means is controlled during the operation, it is possible to perform control so as not to take a load exceeding the instantaneous value of the engine output, and to prevent the engine from stopping during operation. In addition, even when the output of the engine falls, the instantaneous value of the engine output is detected, so that the engine overload can be prevented from occurring when the engine output falls. (3) When the engine output is steady, the electric torque converter checks the engine speed according to the type of governor to be applied, so that the engine output changes due to an increase or decrease in the engine speed based on the current output signal of the governor. Since the pattern can be predicted, the output control of the electric torque converter can be optimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】高低速ガバナを機関に適用した場合のガバナ信
号と機関の特性を示す。
FIG. 1 shows governor signals and characteristics of an engine when a high-speed governor is applied to the engine.

【図2】ハーフオールスピードガバナを機関に適用した
場合のガバナ信号と機関の特性を示す。
FIG. 2 shows governor signals and engine characteristics when a half-all speed governor is applied to an engine.

【図3】機関出力と車両走行抵抗の関係(曲線の交点が
回転数の均衡点)を示す。
FIG. 3 shows the relationship between the engine output and the vehicle running resistance (the intersection of the curves is the balance point of the rotational speed).

【図4】高低速ガバナ付機関直結発電機の出力特性を示
す。
FIG. 4 shows output characteristics of a high-speed governor-equipped engine-generator with a governor.

【図5】ハーフオールスピードガバナ付機関直結発電機
の出力特性を示す。
FIG. 5 shows output characteristics of an engine direct-coupled generator with a half-all speed governor.

【図6】オールスピードガバナのガバナ指令信号とガバ
ナ出力信号を機関回転数の関係で示す。
FIG. 6 shows a governor command signal and a governor output signal of an all-speed governor in relation to an engine speed.

【図7】オールスピードガバナ付機関の出力特性を示
す。
FIG. 7 shows output characteristics of an engine with an all-speed governor.

【図8】オールスピードガバナ付機関を車両に適用した
時の走行抵抗と機関出力の関係を回転数の関係で示す。
FIG. 8 shows the relationship between the running resistance and the engine output when the all-speed governor-equipped engine is applied to a vehicle, in terms of the number of revolutions.

【図9】発電機出力と発電機電圧の関係を示す。FIG. 9 shows the relationship between generator output and generator voltage.

【図10】本発明の一実施形態であり、高低速ガバナ使
用機関の電気式トルクコンバータの制御方式を示す。
FIG. 10 is an embodiment of the present invention and shows a control method of an electric torque converter of an engine using a high / low speed governor.

【図11】図10の方式における交流発電機の特性を示
す。
FIG. 11 shows characteristics of the AC generator in the system of FIG.

【図12】図11の特性を得るための界磁電流を制御す
るパターンを示す。
FIG. 12 shows a pattern for controlling a field current for obtaining the characteristics of FIG.

【図13】本発明の他の実施形態であり、全ての種類の
ガバナに対応できる電気式トルクコンバータの制御方式
を示す。
FIG. 13 shows another embodiment of the present invention, showing a control method of an electric torque converter which can cope with all kinds of governors.

【図14】図13の発電機出力の利用範囲を示す。FIG. 14 shows a use range of the generator output of FIG.

【図15】発電機の出力をインバータで電圧、電流の積
を一定に変換するための説明図を示す。
FIG. 15 is an explanatory diagram for converting the output of the generator to a constant product of voltage and current by an inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関、2…ガバナ、3…回転数センサ、4…交
流発電機、5…交流発電機の界磁コイル、6…整流器、
7…電圧センサ、8…電流センサ、9…直流電動機、1
0…乗算器、11…機関出力パターン発生器、12…比
較界磁制御器、13…交流電動機、14…インバータ回
路、15…インバータ回路のゲート演算回路、16…界
磁励磁器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Governor, 3 ... Rotation speed sensor, 4 ... AC generator, 5 ... Field coil of AC generator, 6 ... Rectifier,
7 ... voltage sensor, 8 ... current sensor, 9 ... DC motor, 1
0: Multiplier, 11: Engine output pattern generator, 12: Comparison field controller, 13: AC motor, 14: Inverter circuit, 15: Gate operation circuit of inverter circuit, 16: Field exciter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G084 AA00 AA01 BA00 CA04 DA07 DA10 DA15 DA34 EA11 EB08 FA13 FA33 FA34 3G093 AA07 AB01 BA05 BA15 BA20 CB06 DA01 DA08 EB09 FA10 5H115 PA08 PC02 PC06 PG01 PG04 PI24 PI29 PU02 PU08 PU26 PV07 PV09 QN03 QN06 RB11 RB17 RE02 RE03 RE05 SE05 TE02 TO05 TO08 TO12 TO13 TO14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) QN03 QN06 RB11 RB17 RE02 RE03 RE05 SE05 TE02 TO05 TO08 TO12 TO13 TO14

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内然機関と、その機関にガバナ指令信号
に対するガバナの燃料供給状態を示すガバナ出力信号を
発生するガバナと、その機関を動力とする交流発電機を
備え、前記発電機出力によって直接的または間接的に負
荷電動機のトルク、速度を制御する電気的トルクコンバ
ータであって、ガバナ出力信号と機関回転数をとり込ん
で機関出力を算出し、前記負荷電動機の入力電力が前記
機関出力以上とならないように前記交流発電機の界磁電
流を制限し、前記電気的トルクコンバータの出力を前記
機関出力に対応して制御することを特徴とする内然機関
を動力とする電気式トルクコンバータの制御方式。
1. A natural engine, a governor for generating a governor output signal indicating a fuel supply state of the governor in response to a governor command signal to the engine, and an AC generator powered by the engine. An electric torque converter for directly or indirectly controlling the torque and speed of a load motor, calculating an engine output by taking in a governor output signal and an engine speed, and calculating an input power of the load motor by the engine output. An electric torque converter powered by a natural engine, wherein the field current of the alternator is limited so as not to become the above, and the output of the electric torque converter is controlled in accordance with the engine output. Control method.
【請求項2】 内然機関と、その機関にガバナ指令信号
に対するガバナの燃料供給状態を示すガバナ出力信号を
発生するガバナと、その機関を動力とする交流発電機を
備え、前記発電機出力によって直接的または間接的に負
荷電動機のトルク、速度を制御する電気的トルクコンバ
ータであって、前記負荷電動機を駆動する交流変換手段
を設け、ガバナ出力信号と機関回転数をとり込んで算出
した機関出力と前記負荷電動機の入力電力に基づいて前
記負荷電動機の入力電力が前記機関出力以上とならない
ように前記交流変換手段を制御することを特徴とする内
然機関を動力とする電気式トルクコンバータの制御方
式。
2. A natural engine, a governor for generating a governor output signal indicating a governor fuel supply state in response to a governor command signal to the engine, and an alternator driven by the engine. An electric torque converter for directly or indirectly controlling the torque and speed of a load motor, provided with AC conversion means for driving the load motor, and calculating an engine output calculated by taking in a governor output signal and an engine speed. And controlling the AC conversion means based on the input power of the load motor so that the input power of the load motor does not exceed the engine output. method.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、ガバ
ナ出力信号と機関回転数に加えて機関回転数の変化率を
とり込んで機関出力の変化パターンを予測し、その値で
電気的トルクコンバータの制御のおくれを補正すること
を特徴とする内然機関を動力とする電気式トルクコンバ
ータの制御方式。
3. The electric torque converter according to claim 1, wherein a change pattern of the engine speed is taken in addition to the governor output signal and the engine speed, and a change pattern of the engine output is predicted. A control method for an electric torque converter powered by a natural engine, characterized by compensating for the control delay.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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