JP3392010B2 - Filter method for periodic rpm fluctuation of rotating body and signal processing device therefor - Google Patents

Filter method for periodic rpm fluctuation of rotating body and signal processing device therefor

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JP3392010B2
JP3392010B2 JP17222897A JP17222897A JP3392010B2 JP 3392010 B2 JP3392010 B2 JP 3392010B2 JP 17222897 A JP17222897 A JP 17222897A JP 17222897 A JP17222897 A JP 17222897A JP 3392010 B2 JP3392010 B2 JP 3392010B2
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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、回転体が回転する
毎に、周期的なrpmの変動に対して適応可能なフィル
タ方法に関する。このフィルタ方法は、各回転中、前記
回転体の回転路を通して略均一に配分された多数(N)
の測定位置(i)の各々における実際のrpm、又はそ
れと同等の値を測定するステップと、上記rpm測定値
の各々に対してrpmの電子信号値を発生させるステッ
プと、上記rpm信号値の各々を連続的に記憶するステ
ップと、各回転中における各測定位置についてのrpm
信号値を発生させるべく上記rpm信号値を処理するス
テップとを含む、フィルタ方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter method adaptable to periodic fluctuations of rpm every time a rotating body rotates. In this filter method, during each rotation, a large number (N) of substantially evenly distributed through the rotation path of the rotating body.
Measuring the actual rpm at each measurement position (i), or a value equivalent thereto, generating an electronic signal value of rpm for each of the rpm measurements, and each of the rpm signal values To store continuously, and rpm for each measurement position during each rotation
Processing the rpm signal value to generate a signal value.

【0002】本発明は、上記にのみ限定されるものでは
なく、主として、rpmの測定を改善し、これにより、
舶用及び陸上用の多シリンダ・ディーゼルエンジンのク
ルーズコントロールを可能にするものである。
The present invention is not limited solely to the above, but primarily improves the measurement of rpm, whereby
It enables cruise control of multi-cylinder diesel engines for ships and land.

【0003】[0003]

【従来の技術】ピストン等に対する燃焼圧力の影響、及
びエンジンに対する負荷による外的影響を含む、かかる
エンジンの運転条件の結果として、エンジンのクランク
シャフト及び出力シャフトは、均一な動作状態にて作用
せず、順位の異なる1つ又は2つ以上の振動動作が加わ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION As a result of such engine operating conditions, including the effects of combustion pressure on pistons and the like, and the external effects of load on the engine, the crankshaft and output shaft of the engine must operate in a uniform operating condition. Instead, one or more vibration motions with different orders are added.

【0004】調整目的のためには、最近のコンピュータ
制御によるエンジンにおいては、例えば、排気弁の開
放、閉鎖、燃料ポンプの制御といった多数のエンジン構
成要素の作動、潤滑、並びに速度変化の制御は、均一な
エンジンの動作に基づいて為さなければならないから、
負荷の変動等に起因する非周期的な変動を含む均一なエ
ンジン動作を分離することが望ましい。
For regulation purposes, in modern computer controlled engines, the control of numerous engine component actuations, such as exhaust valve opening and closing, fuel pump control, lubrication, and speed changes, is Because it must be done based on uniform engine operation,
It is desirable to isolate uniform engine operation, including aperiodic variations due to load variations and the like.

【0005】内燃機関のアイドリングrpmを調整する
ためには、調節要素に作用する制御パラメータを電気的
依存変数に変換することにより、連続的に作用する調節
要素のための適応性のある調整特性にすることが、欧州
特許第0,136,449号から公知である。この電気
的依存変数は、少なくとも1つの記憶された値による掛
け積算又は合算により、その特性のオフセット、又は傾
向に影響を与える。その記憶値は、特定の運転条件中に
励起される制御ループからの出力信号を表現する。その
制御パラメータを実際の測定値と比較することにより、
出力信号が得られる。この出力信号は、システムの偏差
が比較的小さい方向に向けて、その記憶値の1つを変化
させ、また、当該運転条件を終了させることにより、そ
の変化した値を記憶する。
In order to adjust the idling rpm of the internal combustion engine, the control parameters acting on the adjusting element are converted into electrically dependent variables, so that an adaptive adjusting characteristic for the continuously acting adjusting element is obtained. It is known from EP 0,136,449. This electrically dependent variable influences the offset or trend of its characteristic by means of multiplication or summation by at least one stored value. The stored value represents the output signal from the control loop that is excited during a particular operating condition. By comparing its control parameter with the actual measured value,
An output signal is obtained. This output signal stores one of the stored values by changing one of the stored values in the direction in which the deviation of the system is relatively small and ending the operating condition.

【0006】この記憶は、実際のアイドリング速度が影
響を受けない特性のオフセット、又は傾向に適応し得る
ように、時間定数の大きい積分器内で行われる。
This storage is done in an integrator with a large time constant so that the actual idling speed can adapt to the offset or trend of the characteristics that are not affected.

【0007】欧州特許第0,429,819号から、内
燃機関の周期的に変化するエンティティを検出する装置
が公知である。この検出装置により、センサからの周期
的に変化する出力信号が中心周波数が可変の帯域抑制
フィルタに導入される。そのフィルタの出力信号は、周
期的に変動するエンティティの平均値の動的再生を表現
するものである。
From EP 0,429,819 a device for detecting cyclically changing entities of an internal combustion engine is known. This detector, periodically changing the output signal from the sensor, the center frequency is introduced into the variable band suppression filter. The output signal of the filter is representative of the dynamic reproduction of the mean value of the periodically varying entities.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のことを背景とし
て、本発明の一つの目的は、回転体の周期的なrpmの
変動を第1のオーダーまで少なくする方法、及びそのた
めの信号処理装置を提供することであり、非周期的な変
動を除去することなく、従って、調節が必要とされる
「真の」rpm信号を混乱させることなく、例えば、エ
ンジンのクランクシャフト、又はスクリューシャフトの
捩れ振動をフィルタすることを可能にするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION With the above as a background, one object of the present invention is to provide a method for reducing the periodical rpm fluctuation of a rotating body to the first order, and a signal processing apparatus therefor. To eliminate aperiodic fluctuations, and thus without disturbing the "true" rpm signal that needs to be adjusted, for example, the torsional vibration of an engine crankshaft, or a screw shaft. It is possible to filter.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明による方法は、前記電子的rpm信号値によ
表現される実測rpmと、推定rpm偏差(δ
(i))との差として、各回転中に各測定位置(i)に
て得られるrpm信号値(ωout)が求められ、その推
定rpmは、所定の回転(k+1)に対する各測定位置
(i)について、その推定rpm偏差値と、直前の回転
(k)時における同一の測定位置(i−N)に対する実
際のrpm偏差値との関数として更新され、該実際のr
pm偏差値は、上記の測定位置(1−N)における実際
の測定rpm(ωink)と、計算平均rpm
(ωavk)との差として求められることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the method according to the invention is based on the electronic rpm signal value.
The measured rpm represented Ri, estimated rpm deviation ([delta]
As a difference from (i)), the rpm signal value (ω out ) obtained at each measurement position (i) during each rotation is obtained, and the estimated rpm is calculated at each measurement position () for a predetermined rotation (k + 1). i) updated as a function of its estimated rpm deviation value and the actual rpm deviation value for the same measurement position (iN) at the immediately preceding rotation (k), the actual r
The pm deviation value is the actual measurement rpm (ω in , k ) at the measurement position (1-N) and the calculated average rpm.
It is characterized in that it is obtained as a difference from (ω av , k ).

【0010】舶用ディーゼルエンジンにおける比較的低
速度で回転するクランクシャフトに対する周期的なrp
m偏差値に適応可能なフィルタをするためにこの方法を
使用することにより、測定位置の数は、例えば、シリン
ダ数の2倍の数に等しくなる、即ち、6シリンダエンジ
ンの場合、12の位置数となる。この方法は、各測定箇
所について、比較的少数の簡単な数学的演算法により、
第1のオーダーの周期的変動からの影響が除去された均
一な速度を表現する、rpmに極めて正確に近似した動
的な値を表現する、rpm信号を発生させる。各回転中
の各測定位置に対し、rpmを計算するため、リアルタ
イムで1回減算を行えばよく、推定rpm偏差値は、前
回の回転(the next preceding revolution)に基づいて
計算される。
Periodic rp for a crankshaft rotating at a relatively low speed in a marine diesel engine
By using this method to make a filter adaptable to the m deviation value, the number of measurement positions is equal to, for example, twice the number of cylinders, ie 12 positions for a 6 cylinder engine. Becomes a number. This method uses a relatively small number of simple mathematical operations for each measurement point,
An rpm signal is generated that represents a dynamic value that is very closely approximated to rpm, which represents a uniform velocity with the effects of first order periodic variations removed. In order to calculate rpm for each measurement position during each rotation, one subtraction may be performed in real time, and the estimated rpm deviation value is calculated based on the previous preceding revolution.

【0011】好適な実施の形態において、所定の回転中
の所定の測定位置における推定rpm偏差値は次のアル
ゴリズムに基づいて推定する。
In the preferred embodiment, the estimated rpm deviation value at a given measurement position during a given rotation is estimated based on the following algorithm.

【0012】[0012]

【数3】 δ(i)k+1 = e(i)k - e(i)k exp(-1/c) + δ(i)k exp(-1/c) ここで、cは定数、e(i)kは実際のrpm、及びδ
(i)kは、推定rpm偏差値であり、これらはそれぞ
れ回転(k)中における同一の測定位置(i)における
値である。
Δ (i) k + 1 = e (i) k -e (i) k exp (-1 / c) + δ (i) k exp (-1 / c) where c is a constant, e (i) k is the actual rpm, and δ
(I) k is the estimated rpm deviation value, which is the value at the same measurement position (i) during rotation (k), respectively.

【0013】本発明を実施するためには、本発明は、上
記回転体の各回転に対し、多数の測定位置における各々
の実際のrpm又はそれと同等の値を測定するセンサ装
(4)を備え信号処理装置を提供するものである。該
測定位置が該回転体の回転経路の全体に亙って略均一に
配分され、該処理装置は、上記測定位置の各々について
電子的なrpm信号(ω in を発生させ、また、本発明
は、測定結果に基づいて各測定位置において得られたr
pm値(ω out)を計算する信号プロセッサ(5)を備
える。
In order to carry out the present invention, the present invention comprises a sensor device (4) for measuring each actual rpm or a value equivalent to each actual rpm at a large number of measuring positions for each rotation of the rotating body. A signal processing device is provided. The measurement positions are substantially evenly distributed over the entire rotation path of the rotating body, the processing device generates an electronic rpm signal in ) for each of the measurement positions, and Is obtained at each measurement position based on the measurement result.
It comprises a signal processor (5) for calculating a pm value ( ω out ).

【0014】本発明によれば、かかる信号処理装置は、
上記のrpm信号(ω in を記憶する第一の記憶装置
(7)を備え、また、各回転中、各測定位置(i)にお
ける実際のrpm値(e(i))を同一の測定位置
(i)における測定rpm信号値(ω in と平均rpm
(ω av k との差として計算する第一の減算ステップ
(11)を含み、また、このようにして各測定位置につ
いて得られた実際のrpm偏差を記憶する第二の記憶装
(12)と、各測定位置について、推定rpm偏差値
(δ(i))を計算するプログラム制御による計算ユニ
ットを備え、該推定rpm偏差値は、直前の回転(k)
中の同一の測定位置(i)における推定rpmと実際の
rpm偏差値(δ(i))の関数として、回転(k+
1)毎に更新され、また、前記全ての測定位置における
推定rpm偏差値(δ)を記憶する第三の記憶装置(1
7)と、所定の回転中、所定の測定位置における、実際
のrpm(ω in )と推定rpm偏差値(δ(i))との
差として得られるrmp(ω out を計算する第二の減
算ステップ(16)とを含むことを特徴とする。
According to the present invention, such a signal processing device is
First storage device for storing the above rpm signal in )
(7), and the actual rpm value (e (i)) at each measurement position (i ) is the same during each rotation.
Measured rpm signal value in ) and average rpm in (i)
First subtraction step, calculated as the difference from av , k ).
A second storage device (12) including (11) and storing the actual rpm deviation thus obtained for each measurement position, and an estimated rpm deviation value for each measurement position.
A calculation unit under program control for calculating (δ (i)) is provided, and the estimated rpm deviation value is calculated as the immediately preceding rotation (k).
Rotation (k + ) as a function of the estimated rpm and the actual rpm deviation value (δ (i)) at the same measurement position (i) in
1) A third storage device (1 ) for updating the estimated rpm deviation value (δ) at all the measurement positions.
7) and a second calculation of rmp out ) obtained as a difference between the actual rpm in ) and the estimated rpm deviation value (δ (i)) at a predetermined measurement position during a predetermined rotation. And a subtraction step (16).

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、概略図を参照しつつ、本発
明に関してより詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in more detail below with reference to the schematic drawings.

【0016】図1には、例えば、スクリューシャフト2
及びスクリュー3と接続された6シリンダの舶用ディー
ゼルエンジン1が図示されている。このスクリューシャ
フト2には、センサ装置4が取り付けられている。該セ
ンサ装置4は、多数の測定位置Nの各々におけるシャフ
トのrpmを測定すると共に、これら測定値の各々に対
する電子的rpm信号値(ω in を計算する。
FIG. 1 shows, for example, a screw shaft 2
And a 6-cylinder marine diesel engine 1 connected with a screw 3. A sensor device 4 is attached to the screw shaft 2. The sensor device 4 measures the shaft rpm at each of a number of measurement positions N and calculates an electronic rpm signal value in ) for each of these measurements.

【0017】前記センサ装置4は、例えば、回転計型式
の従来技術のものとし、また、例えば、センサ要素を通
過する測定位置の移動時間として、rpmと同等の値を
測定し得る設計とすることができる。
The sensor device 4 is, for example, a prior art of a tachometer type, and is designed to be capable of measuring a value equivalent to rpm as a moving time of a measuring position passing through the sensor element, for example. You can

【0018】測定位置の数Nは、典型的に、シリンダ数
の2倍の数に等しくし、例えば、6シリンダエンジンの
場合N=12となる。
The number N of measurement positions is typically equal to twice the number of cylinders, for example N = 12 for a 6-cylinder engine.

【0019】センサ装置4からの信号は、信号プロセッ
サ5に導入され、該信号プロセッサは、各測定位置につ
いて、周期的な変動が除去された、補正又は調節rpm
(ω out を計算する。この信号は、異なるエンジン構
成要素の制御を担当するコンピュータ利用のエンジン制
御装置6への情報として使用される。
The signal from the sensor device 4 is introduced into a signal processor 5, which for each measuring position eliminates the periodic fluctuations, a correction or adjustment rpm.
Calculate out ) . This signal is used as information to a computer-based engine controller 6 which is responsible for controlling different engine components.

【0020】図2のフロー図から明らかであるように、
周期的なrpm変動に対する本発明による方法により実
現される適応可能なフィルタから、所定の回転k+1
中、各測定位置i(ここで、i=…N)について、実
際のrpm、即ち、センサ装置4から提供された信号で
ある、信号値ω in(i)が測定され、また、所定の推定
rpm偏差値δ(i)を測定rpmω inから減算する、
簡単な減算法によりrpm値(ω out が計算される。
As is apparent from the flow diagram of FIG.
From the adaptive filter realized by the method according to the invention for periodic rpm fluctuations, a given rotation k + 1
For each measurement position i (where i = 1 ... N), the actual rpm, ie the signal value ω in (i), which is the signal provided by the sensor device 4, is measured and Subtract the estimated rpm deviation value δ (i) from the measured rpm ω in ,
The rpm value out ) is calculated by a simple subtraction method.

【0021】[0021]

【数4】 ω out(i)= ω in(i) − δ(i) (1) この減算は、各回転中の各測定位置について、測定に遅
れを生じさせる唯一の演算であり、当該位置における
新の測定後におけるその直後の回転中の測定値及び計算
値に基づいて推定偏差値δ(i)が計算される。
Ω out (i) = ω in (i) − δ (i) (1) This subtraction is the only operation that causes a delay in measurement for each measurement position during each rotation, and Up to
The estimated deviation value δ (i) is calculated based on the measured value and the calculated value during the rotation immediately after the new measurement .

【0022】また、回転kの間、各測定位置について、
rpmω in(i)が測定される。こうした測定値に基づ
いて、回転全体の少なくとも一部をカバーする多数の測
定位置についてrpmω inを合算することにより、位置
iの各々についての平均rpm値ω av(i)が計算され
る。この平均値の計算は、典型的に、実際の測定位置i
を中間値として、全ての測定位置におけるrpmを合計
することから成っており、多分、測定位置の数が均一と
なるように調節し、その合算は次式となる。
Also, for each measurement position during rotation k,
The rpm ω in (i) is measured. Based on these measurements, the average rpm value ω av (i) for each of the positions i is calculated by summing the rpm ω in for a number of measurement positions covering at least part of the total rotation. The calculation of this average value is typically done by measuring the actual measured position i
Is used as an intermediate value, and the rpms at all the measurement positions are summed up, and the number of the measurement positions is adjusted to be uniform, and the sum is expressed by the following equation.

【0023】[0023]

【数5】 実際の測定位置iについて、実際のrpm偏差値e
(i)は、測定値rpmω in(i)及び平均値ω
av(i)から計算される。
[Equation 5] For actual measurement position i, actual rpm deviation value e
(I) is the measured value rpmω in(I) and average valueω
avCalculated from (i).

【0024】[0024]

【数6】 e(i)=ω in(i) − ω AV (i) (3) 前の回転kの間に同一の測定位置について計算された推
定rpm偏差値δ(i)kと共に、この前の回転kの間
に計算された実際のrpm偏差値e(i)を使用して、
推定rpm偏差値を更新して次の回転k+1中に使用さ
れる値δ(i)k+1にする。この計算は次式に従って行
われる。
E (i) = ω in (i) − ω AV (i) (3) with the estimated rpm deviation value δ (i) k calculated for the same measurement position during the previous rotation k Using the actual rpm deviation value e (i) calculated during the previous revolution k,
Update the estimated rpm deviation value to the value δ (i) k + 1 used during the next rotation k + 1. This calculation is performed according to the following equation.

【0025】[0025]

【数7】 δ(i)k+1 = e(i)k - e(i)k exp(-1/c) + δ(i)k exp(-1/c) (4) ここで、cは、簡単な第1順位のフィルタに対応するフ
ィルタ定数である。
(7) δ (i) k + 1 = e (i) k -e (i) k exp (-1 / c) + δ (i) k exp (-1 / c) (4) where c Is a filter constant corresponding to a simple first rank filter.

【0026】信号プロセッサ5において、測定rpmの
信号値ω inは、記憶装置7に供給され、該記憶装置は、
上述の計算を行うためには、約1・1/2回転中の全て
の測定位置、例えば、測定信号ω inの測定値を記憶する
12の測定位置17に対するrpmを含み得るものであ
ることを要する。
In the signal processor 5, the signal value ω in of the measured rpm is supplied to the storage device 7, which stores
In order to perform the above calculations, it is possible to include rpm for all measurement positions during about 1 1/2 revolution, for example 12 measurement positions 17 for storing the measured value of the measurement signal ω in. It costs.

【0027】各測定位置において、rpm値の合算は、
上記の式(2)で示すように、合算回路8内で行われ、
その後に、分割回路9内で総数Nで割ることにより実際
の平均rpmを計算する。
The sum of the rpm values at each measurement position is
As shown in the above equation (2), it is performed in the summing circuit 8,
After that, the actual average rpm is calculated by dividing by the total number N in the dividing circuit 9.

【0028】このようにして得られた平均値ω avを記憶
装置10内に記憶させる。
The average value ω av thus obtained is stored in the storage device 10.

【0029】次に、各測定位置iについて、上述の式
(3)に従って実際の上述のrpm偏差値e(i)を計
算する。所定の測定点iについて、平均値を計算する結
果、位置j=i+N/2を含むその後の多数の位置につ
いての測定したrpmを記憶させた後、減算回路11内
でe(i)の計算が行われることとなる。
Then, for each measurement position i, the actual rpm deviation value e (i) described above is calculated according to the above equation (3). As a result of calculating the average value for a given measurement point i, after storing the measured rpms for a number of subsequent positions including position j = i + N / 2, the calculation of e (i) is performed in the subtraction circuit 11. Will be done.

【0030】ここで、所定の測定位置について、推定r
pm偏差値δ(i)が更新され、その前の回転中に当該
位置についてその前に計算され且つ記憶装置12に記憶
された値δ(i)kが上述の式(4)に従って同一の回
転中、実際に測定した偏差値e(i)と相関されて、記
憶装置12内の当該測定位置の部分に入力される。
Here, for a given measurement position, the estimated r
The pm deviation value δ (i) is updated so that the value δ (i) k previously calculated for that position during the previous rotation and stored in the memory 12 is the same rotation according to equation (4) above. In the meantime, it is correlated with the actually measured deviation value e (i) and input to the portion of the measurement position in the storage device 12.

【0031】式(4)による更新は、乗算回路13、1
4(その双方にフィルタ定数K=exp(−1/c)が
付与されている)と、加算回路15とにより行われる。
The update by the equation (4) is performed by the multiplication circuits 13 and 1
4 (the filter constant K = exp (−1 / c) is given to both of them) and the addition circuit 15.

【0032】次の回転k+1の間に、実際の測定位置に
達したならば、システムは、上述の式(1)に従って減
算回路16内で簡単な減算を行って得られるrpmω
outを計算し、この信号を記憶装置17内に記憶させる
用意が整う。
During the next revolution k + 1, if the actual measured position is reached, the system obtains rpm ω obtained by a simple subtraction in subtraction circuit 16 according to equation (1) above.
It is ready to calculate out and store this signal in storage device 17.

【0033】例えば、船の航海日誌に記録するため、こ
のシステムは、次のような設計とすることが好ましい。
即ち、そのシステムを監視し且つ試験する目的のため、
記憶装置7、12、17内の個々の測定点についてのω
in、δ又はω outの記憶値を取り出して、外部に登録し
得るような設計とする。
For example, in order to record in the logbook of a ship, this system is preferably designed as follows.
That is, for the purpose of monitoring and testing the system,
Ω for each measuring point in the storage device 7, 12, 17
The design is such that the stored value of in , δ, or ω out can be taken out and registered externally.

【0034】非フィルタrpm(a)及びフィルタ後の
rpm(b)のそれぞれに対する波形に関して図4及び
図5に示した例から明らかであるように、本発明による
適応可能なフィルタにより、同時的で且つ非周期的な変
動が伴う、又はかかる変動が存在しない状況に対して、
例えば、捩れ振動により得られた周期的な変動が除去さ
れ、又は実質的に少なくなる、信号の平滑化が実現され
る。
As can be seen from the examples shown in FIGS. 4 and 5 for the waveforms for unfiltered rpm (a) and filtered rpm (b) respectively, the adaptive filter according to the present invention allows simultaneous And for situations with aperiodic fluctuations or no such fluctuations,
For example, smoothing of the signal is achieved, in which periodic fluctuations resulting from torsional vibrations are eliminated or substantially reduced.

【0035】推定rpm偏差値の更新方法は、波形を急
に変化させ且つ/又はシステムを急に始動させることに
より、典型的に、記憶装置12に不正確な変化が記憶さ
れる可能性がある、ある種の遷移現象を伴うものであ
る。
The method of updating the estimated rpm deviation value typically results in an inaccurate change being stored in storage device 12 by abruptly changing the waveform and / or abruptly starting the system. , With some kind of transition phenomenon.

【0036】フィルタ定数cを的確に選択することによ
り、かかる問題を生じることは殆どない。しかしなが
ら、このシステムは、代替的に、例えば、エンジンを停
止させてフィルタ1、12、12を再設定し、又は、エ
ンジン1が多少、回転する迄、信号プロセッサが作動し
ないように改変することも可能である。
By properly selecting the filter constant c, such a problem hardly occurs. However, the system could alternatively be modified, for example, by shutting down the engine and resetting the filters 1, 12, 12 or by disabling the signal processor until the engine 1 has been slightly rotated. It is possible.

【0037】上記において、舶用ディーゼルエンジンの
制御システムとして本発明を説明したが、本発明による
方法及び信号処理装置は、主として周期的な信号の変動
をフィルタすることが望まれるあらゆる型式のrpmの
制御にも一般に有用であると考えられる。
Although the present invention has been described above as a control system for a marine diesel engine, the method and signal processing device according to the present invention mainly controls rpm of any type where it is desired to filter periodic signal variations. Also generally considered useful.

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

【図1】舶用ディーゼルエンジンのコンピュータ利用の
制御システムの主要な部分をブロック図で示す、本発明
の適用例の図である。
FIG. 1 is a diagram of an application example of the present invention, which is a block diagram showing main parts of a computer-based control system for a marine diesel engine.

【図2】本発明による方法を説明するためのフロー図で
ある。
FIG. 2 is a flow diagram for explaining the method according to the present invention.

【図3】本発明による信号処理装置内の信号プロセッサ
の一つの実施の形態の図である。
FIG. 3 is a diagram of one embodiment of a signal processor in a signal processing device according to the present invention.

【図4】捩れ信号と重ね合わせた実際の測定rpmの波
形、及び本発明の方法によりフィルタされたrpm信号
の波形を示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graphical representation of the actual measured rpm waveform superimposed with the twist signal and the rpm signal waveform filtered by the method of the present invention.

【図5】図4と同様の波形図である。5 is a waveform diagram similar to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 舶用ディーゼルエンジン 2 スクリューシャ
フト 3 スクリュー 4 センサ装置 5 信号プロセッサ 6 エンジン制御装
置 7 記憶装置 8 合算回路 9 分割回路 10、12、17
記憶装置 11、16 減算回路 13、14 乗算回
路 15 加算回路
1 Marine Diesel Engine 2 Screw Shaft 3 Screw 4 Sensor Device 5 Signal Processor 6 Engine Control Device 7 Memory Device 8 Summation Circuit 9 Dividing Circuit 10, 12, 17
Storage device 11, 16 Subtraction circuit 13, 14 Multiplication circuit 15 Addition circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−318574(JP,A) 特開 平7−279738(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 13/62 F02D 45/00 G01P 3/44 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-318574 (JP, A) JP-A-7-279738 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G05D 13/62 F02D 45/00 G01P 3/44

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回転体が回転する毎に、周期的なrpm
変動に対して適応可能なフィルタ方法であって、 各回転中、前記回転体の回転路を通して略均一に配分さ
れた多数(N)の測定位置(i)の各々における実際の
rpm、又はそれと同等の値を測定するステップと、 前記rpm測定値の各々に対して測定されたrpm電子
信号(ωin)を発生させるステップと、 前記rpm信号の各々を連続的に記憶するステップと、 各回転中における各測定位置についてのrpm信号値
(ωout)を発生させるべく前記rpm信号を処理する
ステップとを含む、フィルタ方法にして、 前記rpm信号(ωin)により表現される実測rpm
と、推定rpm偏差(δ(i))との差として、各回転
中に各測定位置(i)にて得られるrpm信号
(ωout)が求められ、該推定rpm値が、所定の回転
(k+1)に対する各測定位置(i)について、その推
定rpm偏差値と、直前の回転(k)時における同一の
測定位置(i−N)に対する実際のrpm偏差値との関
数として更新され、 前記実際のrpm偏差値が、前記測定位置(i−N)に
おける実際の測定rpm(ωink)と、計算平均rp
m値(ωavk)との差として求められることを特徴と
するフィルタ方法。
1. Whenever the rotating body rotates,rpm
A filter method adaptable to fluctuations, During each rotation, it is distributed almost evenly through the rotation path of the rotating body.
The actual number at each of the multiple (N) measurement positions (i)
measuring rpm or a value equivalent thereto, Rpm electronic measured for each of the rpm measurements
Signal (ωin) Is generated, Continuously storing each of the rpm signals; Rpm signal value for each measurement position during each rotation
out) Processing the rpm signal to generate
A filtering method, including steps and The rpm signal (ωin) Actual measurement represented byrpm
And the estimated rpm deviation (δ (i)) as the difference between
Rpm signal obtained at each measurement position (i)
out) Is calculated, and the estimated rpm value
For each measurement position (i) for (k + 1), its estimate
The constant rpm deviation value and the same value at the immediately preceding rotation (k)
Relationship with the actual rpm deviation value for the measurement position (i-N)
Updated as a number, The actualrpmDeviation value at the measurement position (i-N)
Actual measurement rpm (ωin,k) And the calculated average rp
m value (ωav,k) Is obtained as the difference between
How to filter.
【請求項2】 請求項1に記載のフィルタ方法にして、
前記所定の測定位置が中間位置となる、一回転中に、全
ての測定位置(N)に対する実際の測定rpmとして、
所定の測定位置(i)についての前記平均rpm
(ωavk)が求められることを特徴とするフィルタ方
法。
2. The filter method according to claim 1,
As the actual measurement rpm for all measurement positions (N) during one rotation, where the predetermined measurement position is the intermediate position,
Said average rpm for a given measuring position (i)
A filter method characterized in that (ω av , k ) is obtained.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載のフィルタ
方法にして、所定の回転(k+1)中の所定の測定位置
(i)について使用される推定rpm偏差値(δ(i)
k+1)が、次のアルゴリズムに基づいて計算され、 【数1】 δ(i)k+1 = e(i)k - e(i)k exp(-1/c) + δ(i)k exp(-1/c) ここで、cは定数、e(i)kは実際のrpm、及びδ
(i)kは、推定rpm偏差値であり、該rpm値がそ
れぞれ前の回転(k)中における同一の測定位置(i)
における値であることを特徴とする、フィルタ方法。
3. The estimated rpm deviation value (δ (i) used in the filter method according to claim 1 or 2 for a given measuring position (i) during a given rotation (k + 1).
k + 1 ) is calculated based on the following algorithm: ## EQU1 ## δ (i) k + 1 = e (i) k -e (i) k exp (-1 / c) + δ (i) k exp (-1 / c) where c is a constant, e (i) k is the actual rpm , and δ
(I) k is the estimated rpm deviation value, which is the same measurement position (i) during the previous rotation (k).
A filtering method, characterized in that it is the value at.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3の何れかに記載の
フィルタ方法にして、前記実際の測定rpm値を測定す
ることに加えて、丁度、完了した回転中の全部の測定位
置についての実際の測定rpm値が、各回転(k)中の
測定位置(i)の各々について合算され、 前記合算値が、後方への半回転の位置に配置された測定
位置(i−N/2)について、平均rpm値(ωav)を
求めるのに使用され、 また、その後の回転(k+1)中、推定rpm偏差値の
測定位置について使用される推定rpm偏差値を求める
のに使用されることを特徴とするフィルタ方法。
4. The filter method according to any one of claims 1 to 3, wherein in addition to measuring the actual measurement rpm value, all measurement positions during rotation just completed are measured. The actual measured rpm value is summed for each of the measured positions (i) during each revolution (k), the summed value being the measured position (i-N / 2) located at the position of a half turn backward. , Is used to determine the average rpm value (ω av ), and is also used to determine the estimated rpm deviation value used for the measured position of the estimated rpm deviation value during the subsequent rotation (k + 1). Characterizing filter method.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4の何れかに記載の
方法を実施するための信号処理装置であって、前記回転
体の各回転に対し、多数の測定位置(i)の(N)にお
ける各々の実際のrpm、又はそれと同等の値を測定す
るセンサ装置(4)を備え、該測定位置が該回転体の回
転経路の全体に亙って略均一に配分され、該処理装置
が、前記測定位置の各々について電子的rpm信号値
(ωin)を発生させ、 測定結果に基づいて各測定位置において得られたrpm
値(ωout)を計算する信号プロセッサ(5)を備え
る、信号処理装置にして、 該信号処理装置(5)が、 前記rpm信号値(ωin)を記憶する第一の記憶装置
(7)を備え、 各回転中、各測定位置(i)における実際のrpm偏差
値(e(i))を同一の測定位置(i)における測定r
pm測定値(ωin)と平均rpm(ωavk)との差と
して計算する第一の減算ステップ(11)を含み、 各測定位置について、推定rpm偏差値(δ(i))を
計算するプログラム制御による計算ユニットを備え、 該推定rpm偏差値は、直前の回転(k)中の同一の測
定位置(i)における推定rpmと実際のrpm偏差値
(δ(i))の関数として、回転(k+1)毎に更新さ
れ、 前記全ての測定位置における推定rpm偏差値(δ)を
記憶する第二の記憶装置(12)と、所定の回転中、所
定の測定位置における、実際のrpm(ωin)と推定r
pm偏差値(δ(i))との差として得られるrpm
(ωout)を計算する第二の減算ステップ(16)とを
含むことを特徴とする、前記信号処理装置。
5. A signal processing apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein a plurality of measurement positions (i) (N) are set for each rotation of the rotating body. ), A sensor device (4) for measuring each actual rpm, or a value equivalent thereto, wherein the measurement positions are substantially evenly distributed over the entire rotation path of the rotating body, and the processing device is , An electronic rpm signal value (ω in ) is generated for each of the measurement positions, and the rpm obtained at each measurement position is based on the measurement result.
A signal processing device comprising a signal processor (5) for calculating a value (ω out ), wherein the signal processing device (5) stores the rpm signal value (ω in ). And the actual rpm deviation value (e (i)) at each measurement position (i) during each rotation is measured r at the same measurement position (i).
Includes a first subtraction step (11), which calculates as the difference between the pm measured value (ω in ) and the average rpm (ω av , k ), and calculates the estimated rpm deviation value (δ (i)) for each measured position A program-controlled computing unit for calculating the estimated rpm deviation value as a function of the estimated rpm and the actual rpm deviation value (δ (i)) at the same measurement position (i) during the immediately preceding rotation (k). A second storage device (12) that is updated for each rotation (k + 1) and stores the estimated rpm deviation value (δ) at all the measurement positions, and an actual rpm (at a predetermined measurement position during a predetermined rotation). ω in ) and estimated r
rpm obtained as the difference from the pm deviation value (δ (i))
A second subtraction step (16) for calculating (ω out ).
【請求項6】 請求項5に記載の信号処理装置にして、
前記信号プロセッサ(5)が、一回転中、全測定位置
(N)についての実際のrpm値の合計値を計算する第
一の合算装置(8)と、前記平均値を計算する割り算装
置(9)とを備えることを特徴とする信号処理装置。
6. The signal processing device according to claim 5,
The signal processor (5) calculates the sum of the actual rpm values for all measuring positions (N) during one revolution, the first summing device (8) and the divider device (9) for calculating the average value. ) And a signal processing device.
【請求項7】 請求項5又は請求項6に記載の信号処理
装置にして、前記計算ユニットが、次の式に従って所定
の回転(k+1)中、所定の測定位置(i)についての
前記推定偏差値(δ(i)k+1)を計算するプログラム
制御式であり、 【数2】 δ(i)k+1 = e(i)k - e(i)k exp(-1/c) + δ(i)k exp(-1/c) ここで、cは定数、Nは測定位置の合計数、e(i)k
は、実際のrpm、及びδ(i)kは、推定rpm偏差
値であり、該rpm値がそれぞれ前の一回前の回転
(k)中における同一の測定位置(i)における値であ
ることを特徴とする、信号処理装置。
7. The signal processing device according to claim 5, wherein the calculation unit is configured to calculate the estimated deviation about a predetermined measurement position (i) during a predetermined rotation (k + 1) according to the following equation. It is a program control formula for calculating the value (δ (i) k + 1 ), where δ (i) k + 1 = e (i) k -e (i) k exp (-1 / c) + δ (i) k exp (-1 / c) where c is a constant, N is the total number of measurement positions, and e (i) k
Is the actual rpm, and δ (i) k is the estimated rpm deviation value, and the rpm value is the value at the same measurement position (i) during the previous one revolution (k). And a signal processing device.
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