JP2893922B2 - 内燃機関用回転数制御装置 - Google Patents
内燃機関用回転数制御装置Info
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- JP2893922B2 JP2893922B2 JP27711290A JP27711290A JP2893922B2 JP 2893922 B2 JP2893922 B2 JP 2893922B2 JP 27711290 A JP27711290 A JP 27711290A JP 27711290 A JP27711290 A JP 27711290A JP 2893922 B2 JP2893922 B2 JP 2893922B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の実回転数Ｎ［rpm］を目標回転
数N0に一致させるように内燃機関の回転数を制御する内
燃機関用回転数制御装置に関するものである。
数N0に一致させるように内燃機関の回転数を制御する内
燃機関用回転数制御装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来のこの種の制御装置は第８図に示すように構成さ
れていた。第８図において１は内燃機関、２は駆動電流
に応じて内燃機関への燃料の供給量を調節する燃料供給
量調節装置である。この例では内燃機関がディーゼル機
関であるため、燃料供給量調節装置２は、燃料噴射ポン
プのコントロールラック等の燃料噴射調節手段2aと、該
燃料噴射調節手段を操作する電磁石やモータ等のアクチ
ュエータ2bとからなっている。３は内燃機関の回転数を
検出して機関の実回転数Ｎに相応する回転数検出信号Vn
を出力する回転数検出器、４は機関の目標回転数N0を示
す目標回転数信号Vn0を出力する目標回転数設定器、
５′は回転数検出信号Vnと目標回転数信号Vn0とを入力
として実回転数Ｎと目標回転数N0との偏差を零にするた
めに必要な燃料供給量調節装置２の操作量に相応したレ
ベルを有する制御信号を出力する制御演算器である。制
御演算器５′は、低回転域用PID演算部5a′と、高回転
域用PID演算部5b′と、回転数検出信号が設定信号を超
えているときに機関の回転数が高回転領域にあることを
示す高回転域検出信号を出力する高回転検出器5c′と、
高回転検出器5cが高回転域検出信号を出力していない状
態では低回転域用PID演算部5a′から出力される低回転
域用制御信号Qaを制御信号Ｑとして出力し、高回転検出
器5c′が高回転域検出信号を出力している状態では高回
転域用PID演算部5b′から出力される高回転域用制御信
号Qbを制御信号Ｑとして出力する制御信号切換器5d′と
により構成されている。
れていた。第８図において１は内燃機関、２は駆動電流
に応じて内燃機関への燃料の供給量を調節する燃料供給
量調節装置である。この例では内燃機関がディーゼル機
関であるため、燃料供給量調節装置２は、燃料噴射ポン
プのコントロールラック等の燃料噴射調節手段2aと、該
燃料噴射調節手段を操作する電磁石やモータ等のアクチ
ュエータ2bとからなっている。３は内燃機関の回転数を
検出して機関の実回転数Ｎに相応する回転数検出信号Vn
を出力する回転数検出器、４は機関の目標回転数N0を示
す目標回転数信号Vn0を出力する目標回転数設定器、
５′は回転数検出信号Vnと目標回転数信号Vn0とを入力
として実回転数Ｎと目標回転数N0との偏差を零にするた
めに必要な燃料供給量調節装置２の操作量に相応したレ
ベルを有する制御信号を出力する制御演算器である。制
御演算器５′は、低回転域用PID演算部5a′と、高回転
域用PID演算部5b′と、回転数検出信号が設定信号を超
えているときに機関の回転数が高回転領域にあることを
示す高回転域検出信号を出力する高回転検出器5c′と、
高回転検出器5cが高回転域検出信号を出力していない状
態では低回転域用PID演算部5a′から出力される低回転
域用制御信号Qaを制御信号Ｑとして出力し、高回転検出
器5c′が高回転域検出信号を出力している状態では高回
転域用PID演算部5b′から出力される高回転域用制御信
号Qbを制御信号Ｑとして出力する制御信号切換器5d′と
により構成されている。
低回転域用演算部5a′は、回転数検出信号Vnと目標回
転数信号Vn0との差に比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分
（Ｄ）演算を施して、機関の実回転速度を目標回転数に
一致させる制御を低速時に適した感度で行わせるために
必要な操作量に相応したレベルを有する低回転域用制御
信号Qaを出力する。
転数信号Vn0との差に比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分
（Ｄ）演算を施して、機関の実回転速度を目標回転数に
一致させる制御を低速時に適した感度で行わせるために
必要な操作量に相応したレベルを有する低回転域用制御
信号Qaを出力する。
また高回転域用演算部5b′は、回転数検出信号Vnと目
標回転数信号Vn0との差に比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微
分（Ｄ）演算を施して、機関の実回転数を目標回転数に
一致させる制御を高速時に適した感度で行わせるために
必要な操作量に相応したレベルを有する高回転域用制御
信号Qbを出力する。
標回転数信号Vn0との差に比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微
分（Ｄ）演算を施して、機関の実回転数を目標回転数に
一致させる制御を高速時に適した感度で行わせるために
必要な操作量に相応したレベルを有する高回転域用制御
信号Qbを出力する。
６′はパルス発振器７′から得られる波高値及び周波
数が一定のパルスVpの幅を制御信号Ｑで変調してパルス
幅変調された制御信号（パルス幅変調制御信号という）
Vqを出力するパルス幅変調器、８はパルス幅変調器６′
から得られるパルス幅変調制御信号Vqに応じて、内燃機
関の実回転数Ｎを目標回転数V0に一致させるために必要
な駆動電流Ｉを燃料供給量調節装置２に与える駆動回路
である。
数が一定のパルスVpの幅を制御信号Ｑで変調してパルス
幅変調された制御信号（パルス幅変調制御信号という）
Vqを出力するパルス幅変調器、８はパルス幅変調器６′
から得られるパルス幅変調制御信号Vqに応じて、内燃機
関の実回転数Ｎを目標回転数V0に一致させるために必要
な駆動電流Ｉを燃料供給量調節装置２に与える駆動回路
である。
上記の制御装置のように、制御演算器に低回転域用演
算部5a′と高回転域用演算部5b′とを設けてこれらの演
算部から低回転域用制御信号及び高回転域用制御信号を
発生させ、機関の回転数に応じてこれらの制御信号を切
換えて用いるようにすると、低回転域及び高回転域にそ
れぞれ適した制御感度で制御動作を行わせることができ
るため、特定の回転領域で制御感度が過大になってハン
チングが生じるのを防ぐことができ、また機関に負荷変
動を与えた場合の瞬時回転速度変動を少なくすることが
できる。
算部5a′と高回転域用演算部5b′とを設けてこれらの演
算部から低回転域用制御信号及び高回転域用制御信号を
発生させ、機関の回転数に応じてこれらの制御信号を切
換えて用いるようにすると、低回転域及び高回転域にそ
れぞれ適した制御感度で制御動作を行わせることができ
るため、特定の回転領域で制御感度が過大になってハン
チングが生じるのを防ぐことができ、また機関に負荷変
動を与えた場合の瞬時回転速度変動を少なくすることが
できる。
［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、内燃機関用回転数制御装置において
は、回転数に応じて制御感度を変化させるようにしてお
くことが望ましいが、従来のこの種の制御装置では、制
御演算器５′に低回転域用演算部5a′と、高回転域用演
算部5b′と、高回転検出器5c′と、機関の回転数に応じ
て制御信号を切換える制御信号切換器5d′とを設ける必
要があったため、制御演算器５′の構成が複雑になり、
コストが高くなるという問題があった。また従来の制御
装置では、制御感度を段階的にしか切換えることができ
なかったため、全ての回転領域で適確な制御を行わせる
ことが難しかった。
は、回転数に応じて制御感度を変化させるようにしてお
くことが望ましいが、従来のこの種の制御装置では、制
御演算器５′に低回転域用演算部5a′と、高回転域用演
算部5b′と、高回転検出器5c′と、機関の回転数に応じ
て制御信号を切換える制御信号切換器5d′とを設ける必
要があったため、制御演算器５′の構成が複雑になり、
コストが高くなるという問題があった。また従来の制御
装置では、制御感度を段階的にしか切換えることができ
なかったため、全ての回転領域で適確な制御を行わせる
ことが難しかった。
本発明の目的は、制御演算器の構成を複雑にすること
なく、回転数に応じて制御感度を連続的に変化させて、
全ての回転領域でハンチングを生じさせることなく適確
な制御を行わせるようにした内燃機関用回転数制御装置
を提供することにある。
なく、回転数に応じて制御感度を連続的に変化させて、
全ての回転領域でハンチングを生じさせることなく適確
な制御を行わせるようにした内燃機関用回転数制御装置
を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の内燃機関用回転数制御装置は、第１図に見ら
れるように、駆動電流に応じて内燃機関１への燃料供給
量を調節する燃料供給量調節装置２と、内燃機関の実回
転数Ｎを検出して回転数検出信号Vnを出力する回転数検
出器３と、内燃機関の目標回転数N0を示す目標回転数信
号Vn0を出力する目標回転数設定器４と、回転数検出信
号Vnと目標回転数信号Vn0とを入力として実回転数と目
標回転数との偏差を零にするために必要な燃料供給量調
節装置の操作量に相応したレベルを有する制御信号Ｑを
出力する制御演算器５と、回転数検出信号の大きさまた
は目標回転数信号の大きさに応じて波高値及び周波数の
少なくとも一方が変化する繰り返し波形の信号をパルス
幅変調用信号ＶcLとして出力するパルス幅変調用信号発
生器７と、制御信号Ｑのレベルをパルス幅変調用信号Ｖ
cLのレベルと比較して制御信号Ｑのレベルがパルス幅変
調用信号ＶcLのレベルを超えている期間と該制御信号の
レベルがパルス幅変調用信号のレベル以下になっている
期間とで状態を異にするパルス波形の信号をパルス幅変
調制御信号Vqとして出力するパルス幅変調器と、パルス
幅変調制御信号Vqを入力として内燃機関の実回転数Ｎを
目標回転数N0に一致させるために必要な駆動電流Ｉを燃
料供給量調節装置２に与える駆動回路８とにより構成さ
れる。
れるように、駆動電流に応じて内燃機関１への燃料供給
量を調節する燃料供給量調節装置２と、内燃機関の実回
転数Ｎを検出して回転数検出信号Vnを出力する回転数検
出器３と、内燃機関の目標回転数N0を示す目標回転数信
号Vn0を出力する目標回転数設定器４と、回転数検出信
号Vnと目標回転数信号Vn0とを入力として実回転数と目
標回転数との偏差を零にするために必要な燃料供給量調
節装置の操作量に相応したレベルを有する制御信号Ｑを
出力する制御演算器５と、回転数検出信号の大きさまた
は目標回転数信号の大きさに応じて波高値及び周波数の
少なくとも一方が変化する繰り返し波形の信号をパルス
幅変調用信号ＶcLとして出力するパルス幅変調用信号発
生器７と、制御信号Ｑのレベルをパルス幅変調用信号Ｖ
cLのレベルと比較して制御信号Ｑのレベルがパルス幅変
調用信号ＶcLのレベルを超えている期間と該制御信号の
レベルがパルス幅変調用信号のレベル以下になっている
期間とで状態を異にするパルス波形の信号をパルス幅変
調制御信号Vqとして出力するパルス幅変調器と、パルス
幅変調制御信号Vqを入力として内燃機関の実回転数Ｎを
目標回転数N0に一致させるために必要な駆動電流Ｉを燃
料供給量調節装置２に与える駆動回路８とにより構成さ
れる。
上記パルス幅変調用信号発生器が発生する信号の波形
は、三角波形や正弦波形のように時間に対して大きさが
所定の変化率（傾き）で変化する波形であればよい。
は、三角波形や正弦波形のように時間に対して大きさが
所定の変化率（傾き）で変化する波形であればよい。
上記の構成において、燃料供給量調節装置は機関の形
式に応じて適宜に構成される。例えばディーゼル機関の
場合には、燃料噴射ポンプのコントロールラック等の燃
料噴射調節手段と該調節手段を操作するアクチュエータ
とにより燃料供給量調節装置を構成できる。またガソリ
ン機関の場合には、例えばスロットルバルブと該スロッ
トルバルブを操作するアクチュエータとにより燃料供給
量調節装置を構成できる。
式に応じて適宜に構成される。例えばディーゼル機関の
場合には、燃料噴射ポンプのコントロールラック等の燃
料噴射調節手段と該調節手段を操作するアクチュエータ
とにより燃料供給量調節装置を構成できる。またガソリ
ン機関の場合には、例えばスロットルバルブと該スロッ
トルバルブを操作するアクチュエータとにより燃料供給
量調節装置を構成できる。
［作用］ 上記のように、回転数検出信号または目標回転数信号
の大きさに応じて波高値及び周波数の少なくとも一方が
変化する繰り返し波形の信号をパルス幅変調用信号ＶcL
として出力するパルス幅変調用信号発生器を設けて、制
御信号Ｑのレベルをパルス幅変調用信号ＶcLのレベルと
比較することによりパルス幅変調された制御信号を得る
ようにすると、回転数に応じて制御感度を連続的に変化
させることができるため、全ての回転領域でハンチング
を生じさせることなく適確な制御を行わせることができ
る。また制御演算器は実回転数と目標回転数との偏差に
所定の演算を施して実回転数を目標回転数に一致させる
ために必要な制御信号を全ての回転数に対して共通に出
力するものであればよく、該制御演算器に複数の演算部
と回転領域を検出する検出器と制御信号を切換える切換
器とを設ける必要がないため、制御演算器の構成を簡単
にすることができる。
の大きさに応じて波高値及び周波数の少なくとも一方が
変化する繰り返し波形の信号をパルス幅変調用信号ＶcL
として出力するパルス幅変調用信号発生器を設けて、制
御信号Ｑのレベルをパルス幅変調用信号ＶcLのレベルと
比較することによりパルス幅変調された制御信号を得る
ようにすると、回転数に応じて制御感度を連続的に変化
させることができるため、全ての回転領域でハンチング
を生じさせることなく適確な制御を行わせることができ
る。また制御演算器は実回転数と目標回転数との偏差に
所定の演算を施して実回転数を目標回転数に一致させる
ために必要な制御信号を全ての回転数に対して共通に出
力するものであればよく、該制御演算器に複数の演算部
と回転領域を検出する検出器と制御信号を切換える切換
器とを設ける必要がないため、制御演算器の構成を簡単
にすることができる。
［実施例］ 以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の実施例の全体的な構成を示したもの
で、同図において１は内燃機関、２は燃料供給量調節装
置、３は回転数検出器、４は目標回転数設定器、５は制
御演算器、６はパルス幅変調器、７はパルス幅変調用信
号発生器、５は駆動回路である。この実施例において従
来の制御装置と相違するのは制御演算器５とパルス幅変
調器６とパルス幅変調用信号発生器７の部分の構成であ
る。第１図に示した燃料供給量調節装置２は、燃料噴射
ポンプのコントロールラック等の燃料噴射調節手段2a
と、与えられた駆動電流に応じて該調節手段を操作する
アクチュエータ2bとからなっている。
で、同図において１は内燃機関、２は燃料供給量調節装
置、３は回転数検出器、４は目標回転数設定器、５は制
御演算器、６はパルス幅変調器、７はパルス幅変調用信
号発生器、５は駆動回路である。この実施例において従
来の制御装置と相違するのは制御演算器５とパルス幅変
調器６とパルス幅変調用信号発生器７の部分の構成であ
る。第１図に示した燃料供給量調節装置２は、燃料噴射
ポンプのコントロールラック等の燃料噴射調節手段2a
と、与えられた駆動電流に応じて該調節手段を操作する
アクチュエータ2bとからなっている。
また速度検出器３は、内燃機関と同期回転するように
設けられたロータ3aと、該ロータに設けられた多数のリ
ラクタ３a1により磁束変化が与えられて機関の実回転数
Ｎに比例した周波数のパルス信号Pnを発生する信号発電
子3bと、信号発電子3bから得られるパルス信号Pnの周波
数を電圧信号に変換して第３図に示したように回転数Ｎ
に比例して変化する速度検出信号Vnを出力する周波数電
圧変換器（F/Vコンバータ）3cとにより構成されてい
る。
設けられたロータ3aと、該ロータに設けられた多数のリ
ラクタ３a1により磁束変化が与えられて機関の実回転数
Ｎに比例した周波数のパルス信号Pnを発生する信号発電
子3bと、信号発電子3bから得られるパルス信号Pnの周波
数を電圧信号に変換して第３図に示したように回転数Ｎ
に比例して変化する速度検出信号Vnを出力する周波数電
圧変換器（F/Vコンバータ）3cとにより構成されてい
る。
目標回転数設定器４は、直流低電圧電源の出力電圧Vc
cを抵抗R0と可変抵抗VR0との直列回路からなる分圧回路
により分圧して、目標回転数信号Vn0を出力する回路か
らなり、可変抵抗器VR0の抵抗値を変化させることによ
り目標回転数を任意に設定できるようになっている。
cを抵抗R0と可変抵抗VR0との直列回路からなる分圧回路
により分圧して、目標回転数信号Vn0を出力する回路か
らなり、可変抵抗器VR0の抵抗値を変化させることによ
り目標回転数を任意に設定できるようになっている。
制御演算器５は、回転数検出信号Vnと目標回転数信号
Vn0との差にPID演算を施して、機関の実回転数を目標回
転数に一致させるために必要な燃料供給量調節装置の操
作量に相応したレベルを有する制御信号Ｑを出力する。
Vn0との差にPID演算を施して、機関の実回転数を目標回
転数に一致させるために必要な燃料供給量調節装置の操
作量に相応したレベルを有する制御信号Ｑを出力する。
パルス幅変調用信号発生器７は、周波数が一定で回転
数検出信号Ｖnの大きさに応じて波高値が変化する繰り
返し波形の信号（例えば三角波形の信号）、または波高
値が一定で周波数が回転数検出信号に応じて変化する繰
り返し波形の信号をパルス幅変調用信号ＶcLとして出力
する。
数検出信号Ｖnの大きさに応じて波高値が変化する繰り
返し波形の信号（例えば三角波形の信号）、または波高
値が一定で周波数が回転数検出信号に応じて変化する繰
り返し波形の信号をパルス幅変調用信号ＶcLとして出力
する。
パルス幅変調器６は、比較器6aからなり、この比較器
は制御演算器５から出力される制御信号Ｑのレベルをパ
ルス幅変調用信号ＶcLのレベルと比較して、制御信号Ｑ
のレベルがパルス幅変調用信号ＶcLのレベルを超えてい
る期間高レベルになり、該制御信号Ｑがパルス幅変調用
信号ＶcL以下のときに低レベルになるパルス信号（制御
信号Ｑによりパルス幅変調されているパルス信号）をパ
ルス幅変調制御信号Vqとして出力する。
は制御演算器５から出力される制御信号Ｑのレベルをパ
ルス幅変調用信号ＶcLのレベルと比較して、制御信号Ｑ
のレベルがパルス幅変調用信号ＶcLのレベルを超えてい
る期間高レベルになり、該制御信号Ｑがパルス幅変調用
信号ＶcL以下のときに低レベルになるパルス信号（制御
信号Ｑによりパルス幅変調されているパルス信号）をパ
ルス幅変調制御信号Vqとして出力する。
駆動回路８は、パルス幅変調制御信号Vqを入力として
内燃機関の実回転数Ｎを目標回転数N0に一致させるため
に必要な駆動電流Ｉを燃料供給量調節装置２に与える。
これにより、アクチュエータ2bが燃料噴射調節手段2aを
操作して内燃機関の回転数を目標回転数に一致させるよ
うに機関への燃料の供給量を調節する。
内燃機関の実回転数Ｎを目標回転数N0に一致させるため
に必要な駆動電流Ｉを燃料供給量調節装置２に与える。
これにより、アクチュエータ2bが燃料噴射調節手段2aを
操作して内燃機関の回転数を目標回転数に一致させるよ
うに機関への燃料の供給量を調節する。
第２図にパルス幅変調用信号発生器７の構成例を示し
た。このパルス幅変調用信号発生器７は、減算器7Aと、
積分器7Bと、発振器7Cと、加算減算回路7Dとにより構成
されている。
た。このパルス幅変調用信号発生器７は、減算器7Aと、
積分器7Bと、発振器7Cと、加算減算回路7Dとにより構成
されている。
減算器7Aは、演算増幅器OP1と、抵抗R1ないしR4とに
より構成され、電源電圧Vccを抵抗R3,R4により分圧して
得た基準電圧V0′と速度検出信号Vnとを入力として減算
信号Vn′を出力する。抵抗R1ないしR4の抵抗値をそれぞ
れの抵抗を示す符号をそのまま用いて表すと、減算信号
Vn′は下記の式により与えられる。
より構成され、電源電圧Vccを抵抗R3,R4により分圧して
得た基準電圧V0′と速度検出信号Vnとを入力として減算
信号Vn′を出力する。抵抗R1ないしR4の抵抗値をそれぞ
れの抵抗を示す符号をそのまま用いて表すと、減算信号
Vn′は下記の式により与えられる。
Vn′＝（R4/R3）V0′−（R2/R1）Vn …（１） この減算信号Vn′の波形は第３図に示す通りになる。
発振器7Cは比較器CM1と抵抗R5ないしR9とコンデンサC
1とダイオードD1とからなっている。コンデンサC1の端
子電圧が抵抗減算信号Vn′を抵抗R5とR6とで分圧して得
た信号V0よりも小さいときには、比較器CM1の出力Vbが
高レベルになっいる。このときコンデンサC1は減算信号
Vn′により抵抗R8とR9とを通して一定の次定数で充電さ
れる。従ってコンデンサC1の端子電圧Vcは一定の傾きで
上昇していく。コンデンサC1の端子電圧Vcが信号V0を超
えると比較器CM1の出力が反転して信号Vbが零になり、
コンデンサC1の電荷は抵抗R9と比較器CM1の出力段とを
通して放電していく。従ってコンデンサC1の端子電圧Vc
は一定の傾きで加工していく。これらの動作が反復され
るため、比較器CM1の反転入力端子（コンデンサC1の両
端）に第４図（Ａ）または（Ｂ）に示すような三角波形
の信号Vcが得られる。この三角波形信号Vcの波高値ΔVc
は減算信号Vn′（この発振器の電源電圧）に応じて（従
って速度検出信号Vnに応じて）変化する。第４図（Ａ）
は機関の低速時における三角波形信号Vcを示し、同図
（Ｂ）は機関の高速時における三角波形信号Vcを示して
いる。コンデンサC1を充電する電源電圧Vn′の変化と波
高値を設定する非反転端子側の電源電圧Vn′の変化とが
等しいため、三角波形信号Vcの周期Ｔは速度検出信号Vn
の大きさの如何に係わらず一定（周波数が一定）とな
る。
1とダイオードD1とからなっている。コンデンサC1の端
子電圧が抵抗減算信号Vn′を抵抗R5とR6とで分圧して得
た信号V0よりも小さいときには、比較器CM1の出力Vbが
高レベルになっいる。このときコンデンサC1は減算信号
Vn′により抵抗R8とR9とを通して一定の次定数で充電さ
れる。従ってコンデンサC1の端子電圧Vcは一定の傾きで
上昇していく。コンデンサC1の端子電圧Vcが信号V0を超
えると比較器CM1の出力が反転して信号Vbが零になり、
コンデンサC1の電荷は抵抗R9と比較器CM1の出力段とを
通して放電していく。従ってコンデンサC1の端子電圧Vc
は一定の傾きで加工していく。これらの動作が反復され
るため、比較器CM1の反転入力端子（コンデンサC1の両
端）に第４図（Ａ）または（Ｂ）に示すような三角波形
の信号Vcが得られる。この三角波形信号Vcの波高値ΔVc
は減算信号Vn′（この発振器の電源電圧）に応じて（従
って速度検出信号Vnに応じて）変化する。第４図（Ａ）
は機関の低速時における三角波形信号Vcを示し、同図
（Ｂ）は機関の高速時における三角波形信号Vcを示して
いる。コンデンサC1を充電する電源電圧Vn′の変化と波
高値を設定する非反転端子側の電源電圧Vn′の変化とが
等しいため、三角波形信号Vcの周期Ｔは速度検出信号Vn
の大きさの如何に係わらず一定（周波数が一定）とな
る。
また比較器CM1の出力端子の電圧Vbは第４図（Ｃ）及
び（Ｄ）のように変化する。第４図（Ｃ）は定速時の波
形を示し、同図（Ｄ）は高速時の波形を示している。
び（Ｄ）のように変化する。第４図（Ｃ）は定速時の波
形を示し、同図（Ｄ）は高速時の波形を示している。
加減算回路7Dは、演算増幅器OP2と、抵抗R10ないしR1
7とからなり、積分器7Bは抵抗R18とコンデンサC1とから
なっている。積分器7Bの出力信号Viは三角波信号Ｖcを
積分してリップルを除去した波形の信号となる。加減算
回路7Dは、この積分信号Viと、電源電圧Vccを抵抗R16と
R17とにより分圧して得た基準電圧Vaと、三角波形信号V
cとを入力として下記の式で表されるパルス幅変調信号V
cLを出力する。但し抵抗R10〜R15の抵抗値は等しいもの
とする。
7とからなり、積分器7Bは抵抗R18とコンデンサC1とから
なっている。積分器7Bの出力信号Viは三角波信号Ｖcを
積分してリップルを除去した波形の信号となる。加減算
回路7Dは、この積分信号Viと、電源電圧Vccを抵抗R16と
R17とにより分圧して得た基準電圧Vaと、三角波形信号V
cとを入力として下記の式で表されるパルス幅変調信号V
cLを出力する。但し抵抗R10〜R15の抵抗値は等しいもの
とする。
VcL＝Va＋Vc−Vi …（２） この信号ＶcLは、第４図（Ｅ）に示すように、電圧Ｖ
aを中心に対称に変化する三角波形の信号となる。第４
図（Ｅ）において０レベルのラインは接地電位を示して
いる。第４図（Ｅ）において破線で示した波形は低速時
の波形を示し、実線で示した波形は高速時の波形を示し
ている。低速時のパルス幅変調用信号ＶcLの振幅ΔＶc
L′と、高速時のパルス幅変調用信号ＶcLの振幅ΔＶcL
との間にはΔＶcL′＞ΔＶcLの関係がある。
aを中心に対称に変化する三角波形の信号となる。第４
図（Ｅ）において０レベルのラインは接地電位を示して
いる。第４図（Ｅ）において破線で示した波形は低速時
の波形を示し、実線で示した波形は高速時の波形を示し
ている。低速時のパルス幅変調用信号ＶcLの振幅ΔＶc
L′と、高速時のパルス幅変調用信号ＶcLの振幅ΔＶcL
との間にはΔＶcL′＞ΔＶcLの関係がある。
パルス幅変調器６は、制御信号Ｑのレベルと上記パル
ス幅変調用信号ＶcLのレベルとを比較して、制御信号Ｑ
のレベルがパルス幅変調用信号ＶcLのレベルを超えてい
る期間高レベルになり、制御信号Ｑがパルス幅変調用信
号ＶcL以下になっている期間低レベルになるパルス波形
の信号をパルス幅変調制御信号Vqとして出力する。この
パルス幅変調制御信号Ｖqは、制御信号でパルス幅変調
された信号である。この例では、機関の回転数が小さい
程制御信号Ｑの変化に対するデューティ比の変化が少な
くなる。従って回転速度が低くなるに従って制御感度が
小さくなる。
ス幅変調用信号ＶcLのレベルとを比較して、制御信号Ｑ
のレベルがパルス幅変調用信号ＶcLのレベルを超えてい
る期間高レベルになり、制御信号Ｑがパルス幅変調用信
号ＶcL以下になっている期間低レベルになるパルス波形
の信号をパルス幅変調制御信号Vqとして出力する。この
パルス幅変調制御信号Ｖqは、制御信号でパルス幅変調
された信号である。この例では、機関の回転数が小さい
程制御信号Ｑの変化に対するデューティ比の変化が少な
くなる。従って回転速度が低くなるに従って制御感度が
小さくなる。
駆動回路８は、上記パルス幅変調制御信号Vqによりト
ランジスタ等のスイッチング手段をオンオフさせること
により、アクチュエータ2bに該パルス幅変調制御信号Vq
と同様の波形のパルス波形の駆動電流を供給して燃料噴
射調節手段2aの操作を行わせ、機関の回転数を目標回転
数に近付ける。機関の低速時には制御信号Ｑの変化に対
するデューティ比の変化が小さいため、制御感度が低く
なっている。回転速度が上昇していくと、制御信号Ｑの
変化に対するデューティ比の変化が大きくなっていくた
め、制御感度が大きくなっていく。
ランジスタ等のスイッチング手段をオンオフさせること
により、アクチュエータ2bに該パルス幅変調制御信号Vq
と同様の波形のパルス波形の駆動電流を供給して燃料噴
射調節手段2aの操作を行わせ、機関の回転数を目標回転
数に近付ける。機関の低速時には制御信号Ｑの変化に対
するデューティ比の変化が小さいため、制御感度が低く
なっている。回転速度が上昇していくと、制御信号Ｑの
変化に対するデューティ比の変化が大きくなっていくた
め、制御感度が大きくなっていく。
第５図は第２図に示したパルス幅変調用信号発生器７
に用いる発振器7Cの他の構成例を示したもので、この例
では、抵抗R8が抵抗Ｒ5から切り離されて、比較器CM1の
出力端子に抵抗R8を通して直流定電圧電源の出力電圧Vc
cが印加されている。その他の点は第２図の発振器7Cと
同様である。
に用いる発振器7Cの他の構成例を示したもので、この例
では、抵抗R8が抵抗Ｒ5から切り離されて、比較器CM1の
出力端子に抵抗R8を通して直流定電圧電源の出力電圧Vc
cが印加されている。その他の点は第２図の発振器7Cと
同様である。
第５図のように発振器7Cを構成した場合には、三角波
信号Vcの周波数Ｔ及び波高値が共に速度検出信号Vn及び
減算信号Vn′に応じて変化する。第６図（Ａ）は機関の
低速時における比較器CM1の出力電圧Vbの波形を示し、
同図（Ｂ）は機関の低速時に比較器CM1の反転入力端子
に得られる三角波信号Ｖcの波形を示している。
信号Vcの周波数Ｔ及び波高値が共に速度検出信号Vn及び
減算信号Vn′に応じて変化する。第６図（Ａ）は機関の
低速時における比較器CM1の出力電圧Vbの波形を示し、
同図（Ｂ）は機関の低速時に比較器CM1の反転入力端子
に得られる三角波信号Ｖcの波形を示している。
また第６図（Ｃ）は機関の高速時における比較器CM1
の出力電圧Vbの波形を示し、同図（Ｄ）は機関の高速時
に比較器CM1の反転入力端子に得られる三角波信号Vcの
波形を示している。
の出力電圧Vbの波形を示し、同図（Ｄ）は機関の高速時
に比較器CM1の反転入力端子に得られる三角波信号Vcの
波形を示している。
低速時の三角波信号Vcの周期T1は高速時の三角波信号
Vcの周期T2よりも大きくなる。従って機関の回転数が低
いときにはパルス幅変調用信号ＶcLの周波数が低く、回
転数が高くなればなるほどパルス幅変調用信号ＶcLの周
波数が高くなる。パルス幅変調用信号ＶcLの波高値が回
転数の上昇に伴って低くなっていくのは前記の実施例と
同様である。
Vcの周期T2よりも大きくなる。従って機関の回転数が低
いときにはパルス幅変調用信号ＶcLの周波数が低く、回
転数が高くなればなるほどパルス幅変調用信号ＶcLの周
波数が高くなる。パルス幅変調用信号ＶcLの波高値が回
転数の上昇に伴って低くなっていくのは前記の実施例と
同様である。
第２図の実施例のように、パルス幅変調用信号ＶcLの
周波数を一定とした場合には、回転数によってはパルス
幅変調制御信号Vqのデューティ比が一定になる場合があ
るが、第５図の実施例のようにパルス幅変調用信号の周
波数を変化させれば、該デューティ比を全回転領域で回
転数に応じて連続的に変化させることができ、アクチュ
エータ2bに与えられる駆動電流の周波数を回転数に応じ
て連続的に変化させることができるため、回転数に応じ
て応答速度を変化させて制御感度を増減することができ
る。
周波数を一定とした場合には、回転数によってはパルス
幅変調制御信号Vqのデューティ比が一定になる場合があ
るが、第５図の実施例のようにパルス幅変調用信号の周
波数を変化させれば、該デューティ比を全回転領域で回
転数に応じて連続的に変化させることができ、アクチュ
エータ2bに与えられる駆動電流の周波数を回転数に応じ
て連続的に変化させることができるため、回転数に応じ
て応答速度を変化させて制御感度を増減することができ
る。
上記の実施例では、パルス幅変調用信号発生器及びパ
ルス幅変調器６の電源が片側電源からなっているため、
加減算回路7Dを設けてパルス幅変調用信号ＶcLの変化の
中心となるレベルをVaだけ零レベルから持ち上げている
が、回路の電源として±電源が用いられる場合にはこの
加減算回路7Dを省略して、零レベルを中心に変化する三
角波信号Vcを得、該三角波信号Vcをパルス幅変調用信号
ＶcLとして用いることができる。
ルス幅変調器６の電源が片側電源からなっているため、
加減算回路7Dを設けてパルス幅変調用信号ＶcLの変化の
中心となるレベルをVaだけ零レベルから持ち上げている
が、回路の電源として±電源が用いられる場合にはこの
加減算回路7Dを省略して、零レベルを中心に変化する三
角波信号Vcを得、該三角波信号Vcをパルス幅変調用信号
ＶcLとして用いることができる。
上記の実施例では、パルス幅変調用信号ＶcLの波高値
を回転数検出信号に応じて変化させるか、または該パル
ス幅変調用信号の波高値と周波数の双方を回転数検出信
号に応じて変化させるようにしたが、パルス幅変調用信
号の周波数のみを回転数検出信号に応じて変化させるよ
うにしても良い。
を回転数検出信号に応じて変化させるか、または該パル
ス幅変調用信号の波高値と周波数の双方を回転数検出信
号に応じて変化させるようにしたが、パルス幅変調用信
号の周波数のみを回転数検出信号に応じて変化させるよ
うにしても良い。
上記の実施例では、パルス幅変調用信号ＶcLの波形を
三角波形としたが、この信号の波形は制御信号と共に比
較器に入力されたときに、比較器の出力側に制御信号の
レベルに応じてデューティ比または周波数が変化するパ
ルス信号を出力させる波形であれば良い。そのために
は、パルス幅変調用信号ＶcLの波形が時間に対して所定
の傾きを持って変化する波形であればよく、例えばパル
ス幅変調用信号ＶcLの波形を正弦波とすることもでき
る。
三角波形としたが、この信号の波形は制御信号と共に比
較器に入力されたときに、比較器の出力側に制御信号の
レベルに応じてデューティ比または周波数が変化するパ
ルス信号を出力させる波形であれば良い。そのために
は、パルス幅変調用信号ＶcLの波形が時間に対して所定
の傾きを持って変化する波形であればよく、例えばパル
ス幅変調用信号ＶcLの波形を正弦波とすることもでき
る。
第７図は本発明の更に他の実施例を示したもので、こ
の実施例では、パルス幅変調用信号発生装置７が目標回
転数設定器４により与えられる目標回転数信号Vn0に応
じて波高値及び周波数の少なくとも一方が変化する繰り
返し波形の信号を発生するようになっている。その他の
点は前記の実施例と同様である。このように、目標回転
数信号Vn0に応じて波高値及び周波数の少なくとも一方
が変化する繰り返し波形の信号をパルス幅変調用信号と
して用いても、前記の実施例と同様の効果を得ることが
できる。
の実施例では、パルス幅変調用信号発生装置７が目標回
転数設定器４により与えられる目標回転数信号Vn0に応
じて波高値及び周波数の少なくとも一方が変化する繰り
返し波形の信号を発生するようになっている。その他の
点は前記の実施例と同様である。このように、目標回転
数信号Vn0に応じて波高値及び周波数の少なくとも一方
が変化する繰り返し波形の信号をパルス幅変調用信号と
して用いても、前記の実施例と同様の効果を得ることが
できる。
上記の実施例では、内燃機関１がデイーゼル機関であ
るため、燃料供給量調節装置２が噴射量調節手段2aとア
クチュエータ2bとにより構成されているが、この燃料供
給量調節装置２の構成は機関の形式に応じて適宜に変更
されるのはもちろんである。例えばキャブレターやイン
ジェクタが用いられるガソリン機関の場合には、スロッ
トル装置と該スロットル装置のバルブを操作するアクチ
ュエータとにより燃料供給量調節装置が構成される。ま
たスロットル装置自体にバルブを操作する電動機構が設
けられていて、該電動機構に与える駆動電流の大きさに
応じてスロットルバルブの開度を調整できるようになっ
ている場合には、別個にアクチュエータを設けることを
必要としない。
るため、燃料供給量調節装置２が噴射量調節手段2aとア
クチュエータ2bとにより構成されているが、この燃料供
給量調節装置２の構成は機関の形式に応じて適宜に変更
されるのはもちろんである。例えばキャブレターやイン
ジェクタが用いられるガソリン機関の場合には、スロッ
トル装置と該スロットル装置のバルブを操作するアクチ
ュエータとにより燃料供給量調節装置が構成される。ま
たスロットル装置自体にバルブを操作する電動機構が設
けられていて、該電動機構に与える駆動電流の大きさに
応じてスロットルバルブの開度を調整できるようになっ
ている場合には、別個にアクチュエータを設けることを
必要としない。
上記の実施例では、パルス幅変調回路６において、制
御信号Ｑのレベルがパルス幅変調用信号ＶcLのレベルを
超えているときに高レベルになり、制御信号Ｑのレベル
がパルス幅変調用信号ＶcLのレベル以下の時に低レベル
になるパルス波形のパルス幅変調制御信号を発生させる
ようにしているが、パルス幅変調制御信号は、制御信号
Ｑのレベルがパルス幅変調用信号のレベルを超えている
ときと、該制御信号Ｑのレベルがパルス幅変調用信号の
レベル以下のときとで異なる状態をとるパルス波形の信
号であればよく、駆動回路８の構成によっては、制御信
号Ｑのレベルがパルス幅変調用信号ＶcLのレベルを超え
ているときに低レベルになり、制御信号Ｑのレベルがパ
ルス幅変調用信号ＶcLのレベル以下の時に高レベルにな
るパルス波形のパルス幅変調制御信号を発生させるよう
にしてもよい。
御信号Ｑのレベルがパルス幅変調用信号ＶcLのレベルを
超えているときに高レベルになり、制御信号Ｑのレベル
がパルス幅変調用信号ＶcLのレベル以下の時に低レベル
になるパルス波形のパルス幅変調制御信号を発生させる
ようにしているが、パルス幅変調制御信号は、制御信号
Ｑのレベルがパルス幅変調用信号のレベルを超えている
ときと、該制御信号Ｑのレベルがパルス幅変調用信号の
レベル以下のときとで異なる状態をとるパルス波形の信
号であればよく、駆動回路８の構成によっては、制御信
号Ｑのレベルがパルス幅変調用信号ＶcLのレベルを超え
ているときに低レベルになり、制御信号Ｑのレベルがパ
ルス幅変調用信号ＶcLのレベル以下の時に高レベルにな
るパルス波形のパルス幅変調制御信号を発生させるよう
にしてもよい。
［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、回転数検出信号の大
きさに応じて波高値及び周波数の少なくとも一方が変化
する繰り返し波形の信号をパルス幅変調用信号として出
力するパルス幅変調用信号発生器を設けて、制御演算器
により演算された制御信号のレベルをパルス幅変調用信
号のレベルと比較することによりパルス幅変調された制
御信号を得るようにしたので、回転数に応じて制御感度
を変化させることができる。従って全ての回転領域でハ
ンチングを生じさせることなく適確な制御を行わせるこ
とができる。また制御演算器は実回転数と目標回転数と
の偏差に所定の演算を施して実回転数を目標回転数に一
致させるために必要な制御信号を全ての回転数に対して
共通に出力するものであればよく、該制御演算器に複数
の演算部と回転領域を検出する検出器と制御信号を切換
える切換器とを設ける必要がないため、制御演算器の構
成を簡単にすることができる。
きさに応じて波高値及び周波数の少なくとも一方が変化
する繰り返し波形の信号をパルス幅変調用信号として出
力するパルス幅変調用信号発生器を設けて、制御演算器
により演算された制御信号のレベルをパルス幅変調用信
号のレベルと比較することによりパルス幅変調された制
御信号を得るようにしたので、回転数に応じて制御感度
を変化させることができる。従って全ての回転領域でハ
ンチングを生じさせることなく適確な制御を行わせるこ
とができる。また制御演算器は実回転数と目標回転数と
の偏差に所定の演算を施して実回転数を目標回転数に一
致させるために必要な制御信号を全ての回転数に対して
共通に出力するものであればよく、該制御演算器に複数
の演算部と回転領域を検出する検出器と制御信号を切換
える切換器とを設ける必要がないため、制御演算器の構
成を簡単にすることができる。
第１図は本発明の実施例の全体的な構成を示したブロッ
ク図、第２図は第１図の構成で用いるパルス幅変調用信
号発生器とパルス幅変調器との構成を示した回路図、第
３図は同実施例において用いる回転数検出信号と減算信
号との波形を示した線図、第４図は第２図の各部の信号
波形図、第５図は本発明の他の実施例の構成を示したブ
ロック図、第６図は本発明の他の実施例の要部の構成を
示した回路図、第７図は第６図の各部の信号波形を示し
た波形図、第８図は従来の制御装置の構成を示したブロ
ック図である。 １……内燃機関、２……燃料供給量調節装置、３……回
転数検出器、４……目標回転数設定器、５……制御演算
器、６……パルス幅変調器、７……パルス幅変調用信号
発生器、８……駆動回路。
ク図、第２図は第１図の構成で用いるパルス幅変調用信
号発生器とパルス幅変調器との構成を示した回路図、第
３図は同実施例において用いる回転数検出信号と減算信
号との波形を示した線図、第４図は第２図の各部の信号
波形図、第５図は本発明の他の実施例の構成を示したブ
ロック図、第６図は本発明の他の実施例の要部の構成を
示した回路図、第７図は第６図の各部の信号波形を示し
た波形図、第８図は従来の制御装置の構成を示したブロ
ック図である。 １……内燃機関、２……燃料供給量調節装置、３……回
転数検出器、４……目標回転数設定器、５……制御演算
器、６……パルス幅変調器、７……パルス幅変調用信号
発生器、８……駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−62419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−65248（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−151424（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−153835（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−58742（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−153840（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−47933（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40
Claims (2)
- 【請求項１】駆動電流に応じて内燃機関への燃料供給量
を調節する燃料供給量調節装置と、前記内燃機関の実回
転数Ｎを検出して回転数検出信号Vnを出力する回転数検
出器と、内燃機関の目標回転数N0を示す目標回転数信号
Vn0を出力する目標回転数設定器と、前記回転数検出信
号と目標回転数信号とを入力として実回転数と目標回転
数との偏差を零にするために必要な前記燃料供給量調節
装置の操作量に相応したレベルを有する制御信号を出力
する制御演算器と、前記回転数検出信号の大きさまたは
目標回転数信号の大きさに応じて波高値及び周波数の少
なくとも一方が変化する繰り返し波形の信号をパルス幅
変調用信号として出力するパルス幅変調用信号発生器
と、前記制御信号のレベルを前記パルス幅変調用信号の
レベルと比較して前記制御信号のレベルがパルス幅変調
用信号のレベルを超えている期間と該制御信号のレベル
がパルス幅変調用信号のレベル以下になっている期間と
で状態を異にするパルス波形の信号をパルス幅変調制御
信号として出力するパルス幅変調器と、前記パルス幅変
調制御信号を入力として前記内燃機関の実回転数Ｎを目
標回転数N0に一致させるために必要な駆動電流を前記燃
料供給量調節装置に与える駆動回路とを備えてなる内燃
機関用回転数制御装置。 - 【請求項２】前記パルス幅変調用信号発生器が発生する
信号の波形は三角波形または正弦波形である請求項１ま
たは２に記載の内燃機関用回転数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27711290A JP2893922B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 内燃機関用回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27711290A JP2893922B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 内燃機関用回転数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04153540A JPH04153540A (ja) | 1992-05-27 |
| JP2893922B2 true JP2893922B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=17578953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27711290A Expired - Fee Related JP2893922B2 (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 内燃機関用回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893922B2 (ja) |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP27711290A patent/JP2893922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04153540A (ja) | 1992-05-27 |
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