JP2741341B2 - 機関の回転数制御装置 - Google Patents
機関の回転数制御装置Info
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- JP2741341B2 JP2741341B2 JP6074699A JP7469994A JP2741341B2 JP 2741341 B2 JP2741341 B2 JP 2741341B2 JP 6074699 A JP6074699 A JP 6074699A JP 7469994 A JP7469994 A JP 7469994A JP 2741341 B2 JP2741341 B2 JP 2741341B2
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- engine
- speed
- rotation speed
- engine speed
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関等の機
関の回転数制御装置に関し、特に、船舶に用いられる回
転数が約１５ｒｐｍから１５０ｒｐｍのディーゼル機関
に関する。
関の回転数制御装置に関し、特に、船舶に用いられる回
転数が約１５ｒｐｍから１５０ｒｐｍのディーゼル機関
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置としては、特公平３−２４
５８１号公報に開示されたものがある。ディーゼル機関
では、周知のように、各シリンダ毎の燃料噴射時期にお
ける燃料ポンプラック位置に相当する燃料を該当シリン
ダ内に噴射し、爆発させることによって出力トルクを得
ている。
５８１号公報に開示されたものがある。ディーゼル機関
では、周知のように、各シリンダ毎の燃料噴射時期にお
ける燃料ポンプラック位置に相当する燃料を該当シリン
ダ内に噴射し、爆発させることによって出力トルクを得
ている。
【０００３】ディーゼル機関では、このように、間欠的
な燃料噴射による爆発により出力トルクを得ているた
め、出力トルクは爆発の回転に応じて脈動することにな
る。すなわち、Ｚシリンダ（Ｚはシリンダ数）のディー
ゼル機関において、２サイクル機関の場合は、回転数を
Ｎ（ＲＰＭ）とすると、６０／Ｎ・Ｚ（秒）の周期で出
力トルクが脈動し、４サイクル機関の場合は、回転数を
Ｎ（ＲＰＭ）とすると、１２０／Ｎ・Ｚ（秒）の周期で
出力トルクが脈動し、機関回転数も同じ周期で脈動する
ことになる。従って、調速装置で、いかに噴射燃料量を
制御しても、上記出力トルクの脈動の防止は不可能であ
り、機関回転数の上記周期的な変化に応答して、燃料ポ
ンプラックを操作しても、燃料噴射時期以外は無効であ
ることから、不必要な操作を繰り返すことになる。
な燃料噴射による爆発により出力トルクを得ているた
め、出力トルクは爆発の回転に応じて脈動することにな
る。すなわち、Ｚシリンダ（Ｚはシリンダ数）のディー
ゼル機関において、２サイクル機関の場合は、回転数を
Ｎ（ＲＰＭ）とすると、６０／Ｎ・Ｚ（秒）の周期で出
力トルクが脈動し、４サイクル機関の場合は、回転数を
Ｎ（ＲＰＭ）とすると、１２０／Ｎ・Ｚ（秒）の周期で
出力トルクが脈動し、機関回転数も同じ周期で脈動する
ことになる。従って、調速装置で、いかに噴射燃料量を
制御しても、上記出力トルクの脈動の防止は不可能であ
り、機関回転数の上記周期的な変化に応答して、燃料ポ
ンプラックを操作しても、燃料噴射時期以外は無効であ
ることから、不必要な操作を繰り返すことになる。
【０００４】上記特公平３−２４５８１号公報に開示さ
れた発明は、このディーゼル機関の持つ特性に鑑み、上
記出力トルクの脈動により生ずる機関回転数の周期的な
変動に対して応答しない構成として、燃料ポンプラック
の無効な操作を防止し、平均的な機関回転数の制御を行
ない得るようにしたものである。
れた発明は、このディーゼル機関の持つ特性に鑑み、上
記出力トルクの脈動により生ずる機関回転数の周期的な
変動に対して応答しない構成として、燃料ポンプラック
の無効な操作を防止し、平均的な機関回転数の制御を行
ない得るようにしたものである。
【０００５】この従来技術について、図７を参照して説
明する。
明する。
【０００６】図７において、１０２はディーゼル機関、
１０３はディーゼル機関１０２のクランク軸に連結され
た動力伝達軸、１０４はこの動力伝達軸１０３に取り付
けられたプロペラである。また、１０５は機関回転数信
号を出力する機関回転数検出器、１０６はクランク角信
号を出力するクランク角検出器である。
１０３はディーゼル機関１０２のクランク軸に連結され
た動力伝達軸、１０４はこの動力伝達軸１０３に取り付
けられたプロペラである。また、１０５は機関回転数信
号を出力する機関回転数検出器、１０６はクランク角信
号を出力するクランク角検出器である。
【０００７】１０１は調速制御装置であって、機関回転
数設定器１１１と、同期信号発生器１１５と、サンプル
／ホールド回路１１４と、減算器１１２と、制御演算器
１１３とを備えている。
数設定器１１１と、同期信号発生器１１５と、サンプル
／ホールド回路１１４と、減算器１１２と、制御演算器
１１３とを備えている。
【０００８】同期信号発生器１１５は上記クランク角信
号を受け、クランク角０°〜３６０°に関し、３６０°
／Ｚ毎にタイミング信号を発生して、サンプル／ホール
ド回路１１４に送出する。
号を受け、クランク角０°〜３６０°に関し、３６０°
／Ｚ毎にタイミング信号を発生して、サンプル／ホール
ド回路１１４に送出する。
【０００９】サンプル／ホールド回路１１４は上記タイ
ミング信号を受けると、機関回転数検出器１０５が出力
している機関回転数信号をサンプルし、次回のタイミン
グ信号を受信するまで、サンプルした機関回転信号を保
持する。
ミング信号を受けると、機関回転数検出器１０５が出力
している機関回転数信号をサンプルし、次回のタイミン
グ信号を受信するまで、サンプルした機関回転信号を保
持する。
【００１０】減算器１１２は、機関回転数設定器１１１
が出力する機関回転数設定信号とサンプル／ホールド回
路１１４で保持されている上記機関回転数信号との差を
演算し、機関回転数偏差信号として、制御演算器１１３
に出力する。
が出力する機関回転数設定信号とサンプル／ホールド回
路１１４で保持されている上記機関回転数信号との差を
演算し、機関回転数偏差信号として、制御演算器１１３
に出力する。
【００１１】制御演算器１１３は、この機関回転数偏差
信号に基づき、比例、積分、微分等の制御演算を行い、
ディーゼル機関１０２へ投入すべき燃料噴射量を求め、
燃料噴射量信号を燃料ポンプへ出力し、燃料ポンプの図
示しないラックを操作する。
信号に基づき、比例、積分、微分等の制御演算を行い、
ディーゼル機関１０２へ投入すべき燃料噴射量を求め、
燃料噴射量信号を燃料ポンプへ出力し、燃料ポンプの図
示しないラックを操作する。
【００１２】すなわち、機関回転数設定値と比較する機
関回転数を、３６０°／Ｚ毎にサンプル・ホールドした
機関回転数としたものである。
関回転数を、３６０°／Ｚ毎にサンプル・ホールドした
機関回転数としたものである。
【００１３】また、上記特公平３−２４５８１号公報に
は、上記タイミング信号の発生から一定時間ΔＴに発生
したパルス数を積算してこの積算値を機関回転数として
用いる場合も示している。
は、上記タイミング信号の発生から一定時間ΔＴに発生
したパルス数を積算してこの積算値を機関回転数として
用いる場合も示している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】機関回転数検出器やク
ランク角検出器としては、通常、パルス発生器が用いら
れ、当該パルス発生器は、ディーゼル機関の図示しない
ターニングギヤに近接配置され、当該ターニングギヤの
歯部もしくは谷部を検知する毎にパルスを発生する。こ
のパルスを計数して、機関回転数やクランク角を求める
ので、ターニングギヤに歯欠け等に起因するミスパルス
が発生すると、上記タイミング信号の発生時期にずれが
生じる、これを図７について説明する。
ランク角検出器としては、通常、パルス発生器が用いら
れ、当該パルス発生器は、ディーゼル機関の図示しない
ターニングギヤに近接配置され、当該ターニングギヤの
歯部もしくは谷部を検知する毎にパルスを発生する。こ
のパルスを計数して、機関回転数やクランク角を求める
ので、ターニングギヤに歯欠け等に起因するミスパルス
が発生すると、上記タイミング信号の発生時期にずれが
生じる、これを図７について説明する。
【００１５】図８の（Ａ）は機関回転数検出器１０５が
出力する機関回転数を示し、図８の（Ｂ）は上記タイミ
ング信号を示し、図８の（Ｃ）はサンプル／ホールド回
路１１４が保持する機関回転数を示す。機関の実回転数
が一定である場合に、ミスパルスが発生して、上記タイ
ミング信号の発生時期が、ミスパルスが無かった場合に
比し、Δｔ（図８の（Ａ）、（Ｂ）に示す）だけずれた
とすると、サンプル／ホールド回路１１４がサンプルす
る機関回転数が図８の（Ｃ）に示すように変動する。
出力する機関回転数を示し、図８の（Ｂ）は上記タイミ
ング信号を示し、図８の（Ｃ）はサンプル／ホールド回
路１１４が保持する機関回転数を示す。機関の実回転数
が一定である場合に、ミスパルスが発生して、上記タイ
ミング信号の発生時期が、ミスパルスが無かった場合に
比し、Δｔ（図８の（Ａ）、（Ｂ）に示す）だけずれた
とすると、サンプル／ホールド回路１１４がサンプルす
る機関回転数が図８の（Ｃ）に示すように変動する。
【００１６】また、上記タイミング信号の発生位置が、
クランク角検出器により、図７の（Ａ）に示す脈動回転
数の脈動最大値Ｂとなる時点ｔBあるいは脈動最小値Ｃ
となる時点ｔCになる場合があり、この場合、機関の実
回転数が一定であっても、サンプル/ホールド回路１１
４がサンプルする機関回転数は大きく異なり、船舶操縦
者に違和感を与えることになる。
クランク角検出器により、図７の（Ａ）に示す脈動回転
数の脈動最大値Ｂとなる時点ｔBあるいは脈動最小値Ｃ
となる時点ｔCになる場合があり、この場合、機関の実
回転数が一定であっても、サンプル/ホールド回路１１
４がサンプルする機関回転数は大きく異なり、船舶操縦
者に違和感を与えることになる。
【００１７】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、従来に比し、制御精度および信頼性、更には
操作性能を向上することができる機関の回転数制御装置
を提供することを目的とする。
たもので、従来に比し、制御精度および信頼性、更には
操作性能を向上することができる機関の回転数制御装置
を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１の発明では、機関回転数が周期的に
脈動する機関の回転数を設定回転とを比較演算し、この
比較演算結果に基づいて機関の燃料ポンプラック位置を
調節して、当該機関へ供給する燃料噴射量を調節する機
関の回転数制御装置において、（Ａ）機関の回転と共に
回転するターニングギヤに近接配置され当該ターニング
ギヤの回転に応じたパルスを発生するパルス発生器と、
（Ｂ）当該パルス発生器の出力を取り込んで機関回転数
を演算するパルス／回転数変換器と、（Ｃ）脈動周期演
算部により演算された脈動周期の間、上記機関回転数を
積分し、当該積分値と積分回数から平均回転数を演算す
る平均回転数演算部とを、有し、（Ｄ）上記脈動周期演
算部は、上記平均回転数または設定回転数と機関の気筒
数に基づき次回の上記脈動周期を演算し、（Ｅ）上記平
均回転数を、上記設定回転数信号と比較演算される機関
回転数信号として用いる構成とした。
するため、請求項１の発明では、機関回転数が周期的に
脈動する機関の回転数を設定回転とを比較演算し、この
比較演算結果に基づいて機関の燃料ポンプラック位置を
調節して、当該機関へ供給する燃料噴射量を調節する機
関の回転数制御装置において、（Ａ）機関の回転と共に
回転するターニングギヤに近接配置され当該ターニング
ギヤの回転に応じたパルスを発生するパルス発生器と、
（Ｂ）当該パルス発生器の出力を取り込んで機関回転数
を演算するパルス／回転数変換器と、（Ｃ）脈動周期演
算部により演算された脈動周期の間、上記機関回転数を
積分し、当該積分値と積分回数から平均回転数を演算す
る平均回転数演算部とを、有し、（Ｄ）上記脈動周期演
算部は、上記平均回転数または設定回転数と機関の気筒
数に基づき次回の上記脈動周期を演算し、（Ｅ）上記平
均回転数を、上記設定回転数信号と比較演算される機関
回転数信号として用いる構成とした。
【００１９】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、設定回路数に対するパルス／回転数変換器の出力
値の差を監視し、この差が調速安定判定値もしくは調速
安定判定値から外れた場合に切換指令信号を発生する調
速安定判定部と、上記切換指令信号を受けて、脈動周期
演算部の入力値を、上記設定回転数に切り換えるととも
に、上記パルス／回転数変換器の出力値を設定回転数信
号と比較演算される機関回転数信号とする切換部を有す
る構成とした。
いて、設定回路数に対するパルス／回転数変換器の出力
値の差を監視し、この差が調速安定判定値もしくは調速
安定判定値から外れた場合に切換指令信号を発生する調
速安定判定部と、上記切換指令信号を受けて、脈動周期
演算部の入力値を、上記設定回転数に切り換えるととも
に、上記パルス／回転数変換器の出力値を設定回転数信
号と比較演算される機関回転数信号とする切換部を有す
る構成とした。
【００２０】
【作用】請求項１の発明では、平均回転数演算部が、脈
動周期における、ミスパルスの影響の無い平均回転数を
演算し、この平均回転数を実回転数として、当該平均回
転数と設定回転数との偏差が無くなるように、機関の回
転数を制御する。
動周期における、ミスパルスの影響の無い平均回転数を
演算し、この平均回転数を実回転数として、当該平均回
転数と設定回転数との偏差が無くなるように、機関の回
転数を制御する。
【００２１】請求項２の発明では、設定回転数に対する
パルス／回転数変換器の出力値の差が、予め設定した調
速安定判定値もしくは調速安定判定域から外れた場合に
（機関の加減速時等）、パルス／回転数変換器の出力値
を実回転数として、当該出力値と設定回転数との偏差が
無くなるように、機関の回転数を制御し、調速安定判定
値もしくは調速安定判定域にある時は、請求項１の作動
を実行する。
パルス／回転数変換器の出力値の差が、予め設定した調
速安定判定値もしくは調速安定判定域から外れた場合に
（機関の加減速時等）、パルス／回転数変換器の出力値
を実回転数として、当該出力値と設定回転数との偏差が
無くなるように、機関の回転数を制御し、調速安定判定
値もしくは調速安定判定域にある時は、請求項１の作動
を実行する。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の１実施例を図１および図２を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００２３】図１において、１は機関回転数検出器であ
って、ディーゼル機関の図示しないターニングギヤに近
接配置され、本実施例では、当該ターニングギヤの歯部
もくくは谷部を検知する毎にパルスを発生するパルス発
生器が用いられている。２はパルス／回転数変換器であ
って、パルス発生器１が出力するパルス信号Ｐを取り込
み、当該パルス信号Ｐに基づき機関回転数Ｎを演算す
る。
って、ディーゼル機関の図示しないターニングギヤに近
接配置され、本実施例では、当該ターニングギヤの歯部
もくくは谷部を検知する毎にパルスを発生するパルス発
生器が用いられている。２はパルス／回転数変換器であ
って、パルス発生器１が出力するパルス信号Ｐを取り込
み、当該パルス信号Ｐに基づき機関回転数Ｎを演算す
る。
【００２４】３はモード選択器であって、ＡＮＤ回路
（ゲート回路）４をスイッチ（ＳＷ）５とを備えてい
る。ＡＮＤ回路（ゲート回路）４は、後述するタイマ１
２からのモード切換信号が「Ｌ」レベルであるときに、
パルス信号Ｐを後述する平均回転数演算部６の積分個数
カウンタ７へ通過させる。
（ゲート回路）４をスイッチ（ＳＷ）５とを備えてい
る。ＡＮＤ回路（ゲート回路）４は、後述するタイマ１
２からのモード切換信号が「Ｌ」レベルであるときに、
パルス信号Ｐを後述する平均回転数演算部６の積分個数
カウンタ７へ通過させる。
【００２５】スイッチ（ＳＷ）５は、ＡＮＤ回路４の出
力レベルが「Ｈ」になる毎に、閉路（ＯＮ）し、パルス
／回転数変換器２の出力である機関回転数を、平均回転
数演算部６の積分器８へ入力する。積分器８はこの機関
回転数を積分する。
力レベルが「Ｈ」になる毎に、閉路（ＯＮ）し、パルス
／回転数変換器２の出力である機関回転数を、平均回転
数演算部６の積分器８へ入力する。積分器８はこの機関
回転数を積分する。
【００２６】平均回転数演算部６は、上述の積分個数カ
ウンタ７および積分器８と、除算器９とを備えている。
積分個数カウンタ７は、ＡＮＤ回路３の出力レベルが
「Ｈ」になる毎に、＋１をカウントする。この積分個数
カウンタ７のカウント値は、積分器８の入力データの入
力回数である。除算器９は、後述するタイマ１２からの
モード切換信号が「Ｈ」レベルであるときに、この信号
を除算指令として受け、積分個数カウンタ７のカウント
値と積分器８の積分値を取り込んで、当該積分値を積分
個数カウンタ７のカウンタ値で除算する。この除算値
は、機関一回転中における一つの脈動区間の平均回転数
Ｎi-i-1となる。そして、除算終了時に、カウンタ７お
よび積分器８に対し、ゼロクリア信号を出力し、この除
算結果を、次回の上記モード切換信号が「Ｈ」レベルに
なるまで、保持する。
ウンタ７および積分器８と、除算器９とを備えている。
積分個数カウンタ７は、ＡＮＤ回路３の出力レベルが
「Ｈ」になる毎に、＋１をカウントする。この積分個数
カウンタ７のカウント値は、積分器８の入力データの入
力回数である。除算器９は、後述するタイマ１２からの
モード切換信号が「Ｈ」レベルであるときに、この信号
を除算指令として受け、積分個数カウンタ７のカウント
値と積分器８の積分値を取り込んで、当該積分値を積分
個数カウンタ７のカウンタ値で除算する。この除算値
は、機関一回転中における一つの脈動区間の平均回転数
Ｎi-i-1となる。そして、除算終了時に、カウンタ７お
よび積分器８に対し、ゼロクリア信号を出力し、この除
算結果を、次回の上記モード切換信号が「Ｈ」レベルに
なるまで、保持する。
【００２７】１０は脈動周期演算・設定部であって、脈
動周期演算器１１と前記したタイマ１２とを備えてい
る。脈動周期演算器１０は、平均回転数Ｎi-i-1と機関
のシリンダ数Ｚとから次回の脈動周期Ｔ（時間）（平均
脈動周期）を演算（予測）し、 脈動周期Ｔ＝６０÷平均回転数Ｎi-i-1÷Ｚ・・・・・・・・・・・・・(１） この脈動時間Ｔを、タイマ１２に設定する。
動周期演算器１１と前記したタイマ１２とを備えてい
る。脈動周期演算器１０は、平均回転数Ｎi-i-1と機関
のシリンダ数Ｚとから次回の脈動周期Ｔ（時間）（平均
脈動周期）を演算（予測）し、 脈動周期Ｔ＝６０÷平均回転数Ｎi-i-1÷Ｚ・・・・・・・・・・・・・(１） この脈動時間Ｔを、タイマ１２に設定する。
【００２８】タイマ１２は脈動時間Ｔが設定されると、
当該脈動時間Ｔの計時を開始し、計時し終えると、微小
時間幅のタイムアップ信号（Ｈレベル）を出力する。計
時中は、Ｌレベルの信号を出力する。タイマ１２が出力
するこのＨレベル／Ｌレベルの信号が上記モード切換信
号であり、図２に示す如く、Ｌレベルである時に、平均
回転数演算部６はカウント・積分モードとなり、Ｈレベ
ルである時に、平均回転数演算部６は平均回転数を演算
するモードとなる。また、このＨレベルである間に、脈
動周波数演算Ｔの演算、当該Ｔのタイマ１２への設定が
実行される。
当該脈動時間Ｔの計時を開始し、計時し終えると、微小
時間幅のタイムアップ信号（Ｈレベル）を出力する。計
時中は、Ｌレベルの信号を出力する。タイマ１２が出力
するこのＨレベル／Ｌレベルの信号が上記モード切換信
号であり、図２に示す如く、Ｌレベルである時に、平均
回転数演算部６はカウント・積分モードとなり、Ｈレベ
ルである時に、平均回転数演算部６は平均回転数を演算
するモードとなる。また、このＨレベルである間に、脈
動周波数演算Ｔの演算、当該Ｔのタイマ１２への設定が
実行される。
【００２９】すなわち、タイマ１２出力がＬレベルであ
る時は、積分データと積分個数データとを取り込むデー
タ取り込みモードとなり、タイマ１２出力がＨレベルに
なると、平均回転数、脈動時間Ｔを演算する演算処理モ
ードとなる。
る時は、積分データと積分個数データとを取り込むデー
タ取り込みモードとなり、タイマ１２出力がＨレベルに
なると、平均回転数、脈動時間Ｔを演算する演算処理モ
ードとなる。
【００３０】１３は機関回転数設定器であって、機関回
転数設定信号Ｎsを出力し、偏差増幅器１４が、この機
関回転数設定信号の値Ｎsと平均回転数Ｎi-i-1との偏差
ΔＮを演算する。制御演算器（ＰＩＤ制御器）１５が、
この偏差ΔＮに基づき、ディーゼル機関１０２へ投入す
べき燃料噴射量を求め、燃料噴射量信号を燃料ポンプへ
出力し、燃料ポンプの図示しないラックを操作する。
転数設定信号Ｎsを出力し、偏差増幅器１４が、この機
関回転数設定信号の値Ｎsと平均回転数Ｎi-i-1との偏差
ΔＮを演算する。制御演算器（ＰＩＤ制御器）１５が、
この偏差ΔＮに基づき、ディーゼル機関１０２へ投入す
べき燃料噴射量を求め、燃料噴射量信号を燃料ポンプへ
出力し、燃料ポンプの図示しないラックを操作する。
【００３１】（Ａ）本実施例では、積分個数カウント７
で、パルス発生器１が出力するパスルの個数を計数し、
この値で、パルス／回転数変換器２が送出する機関回転
数の積分値を除算するので、除算器９が送出する平均回
転数はミスパルスの影響をほとんど受けない。
で、パルス発生器１が出力するパスルの個数を計数し、
この値で、パルス／回転数変換器２が送出する機関回転
数の積分値を除算するので、除算器９が送出する平均回
転数はミスパルスの影響をほとんど受けない。
【００３２】（Ｂ）また、この平均回転数は機関の実回
転数に常に対応しており、船舶操縦者が操作設定する設
定回転数Ｎと平均回転数とが一致するので、当該船舶操
縦者が前述したような違和感を受けることがなく、操縦
し易くなる。
転数に常に対応しており、船舶操縦者が操作設定する設
定回転数Ｎと平均回転数とが一致するので、当該船舶操
縦者が前述したような違和感を受けることがなく、操縦
し易くなる。
【００３３】上記実施例の作動を、マイクロコンピュー
タ等のコンピュータを用いて実行させる場合は、回転数
検出器１からパルスが到来すると、図２に示すように、
前記したデータ取り込みモード／演算処理モードのいず
れのモードであるかを判定する（ステップ１）。データ
取り込みモードである場合には、積分個数カウンタを＋
１し（ステップ２）、パルス／回転数変換器２の出力で
ある機関回転数をＡ／Ｄ変換器を通して読み込み（ステ
ップ２）、当該機関回転数を積分する。このフローを、
回転数検出器１からパルスが到来する毎に実行する。
タ等のコンピュータを用いて実行させる場合は、回転数
検出器１からパルスが到来すると、図２に示すように、
前記したデータ取り込みモード／演算処理モードのいず
れのモードであるかを判定する（ステップ１）。データ
取り込みモードである場合には、積分個数カウンタを＋
１し（ステップ２）、パルス／回転数変換器２の出力で
ある機関回転数をＡ／Ｄ変換器を通して読み込み（ステ
ップ２）、当該機関回転数を積分する。このフローを、
回転数検出器１からパルスが到来する毎に実行する。
【００３４】脈動時間Ｔが経過し、演算処理モードにな
ると、その旨のフラグを立て、図４に示す算出ルーチン
（ステップ２〜ステップ９）を実行する。
ると、その旨のフラグを立て、図４に示す算出ルーチン
（ステップ２〜ステップ９）を実行する。
【００３５】図５は、本発明の第２の実施例を示したも
のである。
のである。
【００３６】同図において、１６は調速安定判定部であ
って、絶対値回路１７と、調速安定判定値設定器１８
と、比較器１９とを備えている。絶対値回路１７には、
減算器により出力された機関回転数設定値Ｎsとパルス
／回転数変換器２の出力値との偏差が入力される。比較
器１９はこの偏差の絶対値と調速安定判定値（もしくは
調速安定判定値域）とを比較し、偏差の絶対値が調速安
定判定値（もしくは調速安定判定値域）を外れると、切
換指令信号（「Ｈ」レベル）を発生する。２０は切換部
であって、調速安定判定部１６から切換指令信号
（「Ｈ」レベル）を受けると、脈動周期演算器１１と除
算器９との接続を断ち脈動周期演算器１１に機関回転数
設定器１３を接続するスイッチ２０Ａと、同時に、減算
器１４と除算器９との接続を断ち減算器１４にパルス／
回転数変換器２を接続するスイッチ２０Ｂとを備えてい
る。
って、絶対値回路１７と、調速安定判定値設定器１８
と、比較器１９とを備えている。絶対値回路１７には、
減算器により出力された機関回転数設定値Ｎsとパルス
／回転数変換器２の出力値との偏差が入力される。比較
器１９はこの偏差の絶対値と調速安定判定値（もしくは
調速安定判定値域）とを比較し、偏差の絶対値が調速安
定判定値（もしくは調速安定判定値域）を外れると、切
換指令信号（「Ｈ」レベル）を発生する。２０は切換部
であって、調速安定判定部１６から切換指令信号
（「Ｈ」レベル）を受けると、脈動周期演算器１１と除
算器９との接続を断ち脈動周期演算器１１に機関回転数
設定器１３を接続するスイッチ２０Ａと、同時に、減算
器１４と除算器９との接続を断ち減算器１４にパルス／
回転数変換器２を接続するスイッチ２０Ｂとを備えてい
る。
【００３７】ここで、調速安定判定値（もしくは調速安
定判定値域）は、整定回転数と呼ばれる値であって、設
定回転数が一定である場合において、安定した調速が行
なわれていると判断できる機関回転数Ｎと設定回転数Ｎ
sとの偏差のことであって、通常、この偏差の絶対値
が、設定回転数Ｎsの２ＲＰＭ以内であれば、安定した
調速が行なわれているとされる。
定判定値域）は、整定回転数と呼ばれる値であって、設
定回転数が一定である場合において、安定した調速が行
なわれていると判断できる機関回転数Ｎと設定回転数Ｎ
sとの偏差のことであって、通常、この偏差の絶対値
が、設定回転数Ｎsの２ＲＰＭ以内であれば、安定した
調速が行なわれているとされる。
【００３８】また、パルス／回転数変換器２と絶対値回
路１７との間には、フィルタ２１が接続されている。こ
のフィルタ２１は、負荷の変動に起因する実回転数の変
動域を超えたパルス／回転数変換器２の出力値を取り除
くものである。すなわち、フィルタ２１は、機関回転数
検出器１から出力される回転数が、アクチュエータ、負
荷変動に起因して大きく変動し、これに脈動が加わり、
調速安定判定値設定器１８より±３〜４（ＲＰＭ）離れ
ることがある際に、この±３〜４（ＲＰＭ）をカットす
る働きをするものである。
路１７との間には、フィルタ２１が接続されている。こ
のフィルタ２１は、負荷の変動に起因する実回転数の変
動域を超えたパルス／回転数変換器２の出力値を取り除
くものである。すなわち、フィルタ２１は、機関回転数
検出器１から出力される回転数が、アクチュエータ、負
荷変動に起因して大きく変動し、これに脈動が加わり、
調速安定判定値設定器１８より±３〜４（ＲＰＭ）離れ
ることがある際に、この±３〜４（ＲＰＭ）をカットす
る働きをするものである。
【００３９】本実施例では、機関回転数設定値Ｎsとパ
ルス／回転数変換器２の出力値との偏差が整定回転数に
達したのちは、脈動周期演算器１１は、 脈動周期Ｔ＝６０÷機関回転数設定値Ｎ÷Ｚ・・・・・・・・・・・・（２） を演算し、パルス／回転数変換器２の出力値Ｎを実回転
数として取り扱う。
ルス／回転数変換器２の出力値との偏差が整定回転数に
達したのちは、脈動周期演算器１１は、 脈動周期Ｔ＝６０÷機関回転数設定値Ｎ÷Ｚ・・・・・・・・・・・・（２） を演算し、パルス／回転数変換器２の出力値Ｎを実回転
数として取り扱う。
【００４０】図５の実施例では、機関回転数設定値Ｎs
とパルス／回転数変換器２の出力値との差が調速安定判
定値（もしくは調速安定判定値域）から外れた場合（例
えば、機関の加減速度時）、ＰＩＤ制御器１５の入力
が、機関回転数Ｎと設定回転数Ｎsの偏差となるので、
当該入力が平均回転数と設定回転数Ｎsの偏差である場
合に比し、制御の追従性に優れる。例えば、加速時、設
定回転数Ｎsの増加に伴い機関回転数Ｎが増大し、図６
に示すように、平均回転数Ｎi-i-1と機関回転数Ｎとの
差Δが大きくなるので、本実施例では、平均回転数Ｎi-
i-1に代えて機関回転数Ｎを用いる。
とパルス／回転数変換器２の出力値との差が調速安定判
定値（もしくは調速安定判定値域）から外れた場合（例
えば、機関の加減速度時）、ＰＩＤ制御器１５の入力
が、機関回転数Ｎと設定回転数Ｎsの偏差となるので、
当該入力が平均回転数と設定回転数Ｎsの偏差である場
合に比し、制御の追従性に優れる。例えば、加速時、設
定回転数Ｎsの増加に伴い機関回転数Ｎが増大し、図６
に示すように、平均回転数Ｎi-i-1と機関回転数Ｎとの
差Δが大きくなるので、本実施例では、平均回転数Ｎi-
i-1に代えて機関回転数Ｎを用いる。
【００４１】機関回転数設定値Ｎsとパルス／回転数変
換器２の出力値との差が調速安定判定値（もしくは調速
安定判定値域）に達し、調速が安定すると、図１の実施
例の作動と同じ作動が実行される。
換器２の出力値との差が調速安定判定値（もしくは調速
安定判定値域）に達し、調速が安定すると、図１の実施
例の作動と同じ作動が実行される。
【００４２】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、脈動する機
関回転数の当該脈動周期当たりの回転数をミスパルスの
影響を無くして平均し、この平均回転数を、実回転数と
して、機関回転数を制御するので、機関回転数制御の制
御精度および信頼性を、従来に比し、向上することがで
きる。
関回転数の当該脈動周期当たりの回転数をミスパルスの
影響を無くして平均し、この平均回転数を、実回転数と
して、機関回転数を制御するので、機関回転数制御の制
御精度および信頼性を、従来に比し、向上することがで
きる。
【００４３】また、上記平均回転数が、実質上、常に設
定回転数に一致対応し、従来のサンプル・ホールドする
場合のようにサンプルタイミングによる変動は無いの
で、従来に比し、装置の操作性能が向上する。
定回転数に一致対応し、従来のサンプル・ホールドする
場合のようにサンプルタイミングによる変動は無いの
で、従来に比し、装置の操作性能が向上する。
【００４４】また、第２の発明では、機関の加減速時等
には、上記平均回転数に代えて、検出器で検出した機関
回転数と設定回転数の偏差に基づき制御するので、機関
の加減速時等の調速も遅れなく行なうことができる。
には、上記平均回転数に代えて、検出器で検出した機関
回転数と設定回転数の偏差に基づき制御するので、機関
の加減速時等の調速も遅れなく行なうことができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】上記実施例の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。
ートである。
【図３】上記実施例の動作をＣＰＵで実行させる場合の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】上記実施例の動作をＣＰＵで実行させる場合の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】上記第２の実施例の作用・効果の理解を容易に
するための図である。
するための図である。
【図７】従来のディーゼル機関の調速装置を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図８】従来のディーゼル機関の調速装置の問題点を説
明するための波形タイムチャートである。
明するための波形タイムチャートである。
１ 機関回転数検出器 ２ パルス／回転数変換器 ３ モード切換器 ４ ＡＮＤ回路（ゲート回路） ５ スイッチ ６ 平均回転数演算部 ７ 積分個数カウンタ ８ 積分器 ９ 除算器 １０ 脈動周期演算・設定部 １１ 脈動周期演算器 １２ タイマ １３ 機関回転数設定器 １５ ＰＩＤ制御器 １６ 調速安定判定部 １７ 絶対値回路 １８ 調速安定判定値設定器 １９ 比較器 ２０ 切換部 ２０Ａ、２０Ｂ スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−82534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−221434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−56145（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−175746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−184946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−256537（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−14446（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−55345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−207850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−207851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−179163（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−18291（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−24581（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】 機関回転数が周期的に脈動する機関の回
転数を設定回転数とを比較演算し、この比較演算結果に
基づいて機関の燃料ポンプラック位置を調節して、当該
機関へ供給する燃料噴射量を調節する機関の回転数制御
装置において、（Ａ）機関の回転と共に回転するターニ
ングギヤに近接配置され当該ターニングギヤの回転に応
じたパルスを発生するパルス発生器と、（Ｂ）当該パル
ス発生器の出力を取り込んで機関回転数を演算するパル
ス／回転数変換器と、（Ｃ）脈動周期演算部により演算
された脈動周期の間、上記機関回転数を積分し、当該積
分値と積分回数から平均回転数を演算する平均回転数演
算部とを、有し、（Ｄ）上記脈動周期演算部は、上記平
均回転数または設定回転数と機関の気筒数に基づき次回
の上記脈動周期を演算し、（Ｅ）上記平均回転数を、上
記設定回転数信号と比較演算される機関回転数信号とし
て用いることを特徴とする機関の回転数制御装置。 - 【請求項２】 設定回路数に対するパルス／回転数変換
器の出力値の差を監視し、この差が調速安定判定値もし
くは調速安定判定値から外れた場合に切換指令信号を発
生する調速安定判定部と、上記切換指令信号を受けて、
脈動周期演算部の入力値を、上記設定回転数に切り換え
るとともに、上記パルス／回転数変換器の出力値を設定
回転数信号と比較演算される機関回転数信号とする切換
部を有することを特徴とする請求項１記載の機関の回転
数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074699A JP2741341B2 (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 機関の回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074699A JP2741341B2 (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 機関の回転数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07279738A JPH07279738A (ja) | 1995-10-27 |
| JP2741341B2 true JP2741341B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=13554743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6074699A Expired - Fee Related JP2741341B2 (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 機関の回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741341B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120018310A (ko) | 2009-06-23 | 2012-03-02 | 닛뽕 유센 가부시키가이샤 | 선박용 기관의 제어 방법 및 그 제어 장치 |
| EP3249411A1 (en) * | 2016-05-27 | 2017-11-29 | Schneider Electric Industries SAS | Method and device for determining the rotational speed of an engine |
-
1994
- 1994-04-13 JP JP6074699A patent/JP2741341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07279738A (ja) | 1995-10-27 |
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