JP3581718B2 - Engine speed control device - Google Patents

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JP3581718B2 JP19410593A JP19410593A JP3581718B2 JP 3581718 B2 JP3581718 B2 JP 3581718B2 JP 19410593 A JP19410593 A JP 19410593A JP 19410593 A JP19410593 A JP 19410593A JP 3581718 B2 JP3581718 B2 JP 3581718B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、エンジンの回転数に応じて燃料供給量を制御するエンジンの回転数制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のエンジンの回転数制御装置として、従来より目標回転数とエンジン回転数の差に応じた電圧に、比例、積分、微分のいわゆるPID演算を施し、演算した結果にしたがって燃料噴射装置やスロットル制御装置などの燃料供給量を制御する技術が知られている。
【0003】
ところで、燃料供給量とエンジン回転数の変化との関係は一定ではなく、以下の特性を有する。即ち、エンジン回転数が低い場合は燃料供給量の増減に対して回転数の変化幅は大きく、その変化の時間遅れも大きい。したがって、制御の安定性を確保するためには微分増幅、比例増幅を低く設定するのが望ましい。一方、エンジン回転数が高い場合は燃料供給量の増減に対してエンジン回転数の変化幅は小さく、その変化の時間遅れも小さい。したがって、比例、積分、微分の各増幅率を高めて過渡特性(瞬時変動率、整定時間)を改善するのが望ましい。
【0004】
こうした改善策として、本出願人は特開平03−11141号公報に示すようにエンジンの回転数に応じてPID演算の各係数の一部または全部を可変とするようにしたものをすでに提案している。この方法によればエンジンが低速回転のときには比例、積分、微分の各演算の係数を小さくして安定性の高い制御を行ない、高速回転時には各係数を大きくして過渡特性に優れた制御を行なうのであるが、エンジンの応答速度よりも燃料供給量を制御するアクチュエータの動作速度の方が速すぎたり、遅すぎたりすると低速回転時の制御が不安定になったり、高速回転時の制御の追従性が低下したりすることが考えられた。
【0005】
この点に対するアクチュエータの応答性を改善するために、本出願人は特開平04−60141号公報に示すようにアクチュエータの動作速度を示す信号をフィードバック増幅してエンジンの応答速度に合わせた回転数制御を行なう際に、そのフィードバック量をエンジンの回転数に応じて連続的に可変にするエンジンの回転数制御装置を提案している。このように、アクチュエータの動作速度を示す信号のフィードバック量をエンジンの回転数に応じて連続的に可変にすることにより、エンジン回転数が低いときには前記アクチュエータの追従性を遅らせ、エンジン回転数が高いときには追従性を高めるようにして一定の成果を収めている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン制御の回転数領域をもっと広い範囲にまで拡張しようとすると、安定性の確保のために過渡性能を犠牲にせざるを得なくなってしまうことが考えられた。
【0007】
そこで、本発明はエンジン制御の回転数領域をもっと広い範囲にまで拡張しても、アクチュエータの性能に応じてエンジンの低速回転時には安定性に優れたエンジン制御を行なうことができ、エンジンの高速回転時には過渡性能の優れたエンジン制御を行なうことができるエンジンの回転数制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のエンジンの回転数制御装置は、エンジンの目標回転数を電圧信号として設定する目標回転数設定手段と、前記エンジンの回転数をパルス列信号として検出した後にこれを周波数電圧変換し電圧信号として検出する回転数検出手段と、前記エンジンに動作位置に応じた燃料を供給するアクチュエータと、前記アクチュエータの前記動作位置を検出する動作位置検出手段と、この動作位置検出手段によって検出される前記動作位置の変化を示す速度信号を、前記目標回転数設定手段によって設定された前記目標回転数を示す電圧信号に重畳する重畳手段と、この重畳された信号と前記エンジンの回転数を示す電圧信号とに基づいて前記アクチュエータの前記動作位置を制御する燃料制御手段と、を備えたエンジンの回転数制御装置において、前記重畳手段によって前記動作位置の変化を示す速度信号が前記目標回転数を示す電圧信号に重畳される度合いを重畳度として設定する重畳度設定手段と、前記回転数検出手段の周波数電圧変換における変換速度を決定する時定数を設定する時定数設定手段と、前記エンジンの回転数が所定値を越えたとき、前記重畳度設定手段に信号を出力し、該重畳度設定手段によって設定される前記重畳度が小さくなるように、および前記時定数設定手段に信号を出力し、該時定数設定手段によって設定される前記時定数が小さくなるように、前記重畳度設定手段および前記時定数設定手段による設定を変更する設定変更手段とを備える。
【0009】
【作用】
本発明のエンジンの回転数制御装置は、目標回転数設定手段によりエンジンの目標回転数を電圧信号として設定し、回転数検出手段により前記エンジンの回転数をパルス列信号として検出した後にこれを周波数電圧変換して電圧信号として検出し、アクチュエータにより動作位置に応じた燃料を前記エンジンに供給し、動作位置検出手段により前記アクチュエータの前記動作位置を検出し、この動作位置検出手段によって検出される前記動作位置の変化を示す速度信号を、前記目標回転数設定手段によって設定された前記目標回転数を示す電圧信号に重畳手段により重畳し、燃料制御手段によりこの重畳された信号と前記エンジンの回転数を示す電圧信号とに基づいて前記アクチュエータの前記動作位置を制御する際に、前記重畳手段によって前記動作位置の変化を示す速度信号が前記目標回転数を示す電圧信号に重畳される度合いを重畳度設定手段により重畳度として設定し、時定数設定手段により前記回転数検出手段の周波数電圧変換における変換速度を決定する時定数を設定し、前記エンジンの回転数が所定値を越えたとき、前記重畳度設定手段に信号を出力し、該重畳度設定手段によって設定される前記重畳度が小さくなるように、および前記時定数設定手段に信号を出力し、該時定数設定手段によって設定される前記時定数が小さくなるように、前記重畳度設定手段および前記時定数設定手段による設定を設定変更手段により変更する。
【0010】
【実施例】
本発明のエンジンの回転数制御装置の実施例を図面に基づいて説明する。図1および図2は本実施例のエンジンの回転数制御装置10の電気的構成を示す回路図である。この回転数制御装置10はエンジン20の目標回転数を電圧信号ecとして出力する目標回転数設定部30と、エンジン回転数を電圧信号enに変換する周波数電圧変換回路(以下、FV変換回路という)40と、エンジン回転数が所定回転数を越えたときに切替信号cnを発生する回転数判別部49と、目標回転数の電圧信号ecおよびエンジン回転数の電圧信号enに基づいて比例、積分、微分の各演算を実行するPID回路50を備える。エンジン20にはエンジン回転数を検出する回転数検出器23が設けられており、エンジン回転数に比例する周期のパルス信号Pnを出力する。このパルス信号Pnは前述のFV変換回路40に入力されるとパルス信号Pnの周期に対応する電圧信号enに変換される。また、スロットル制御装置27はエンジン20の吸気管26に設けられたスロットルバルブ25を駆動するソレノイド式アクチュエータ27aを備えており、このアクチュエータ27aにはその動作位置を検出するアクチュエータ位置検出器28が設けられている。アクチュエータ27aの動作位置がアクチュエータ位置検出器28によって検出されると、その検出信号28aは目標回転数設定部30に入力される。
【0011】
目標回転数設定部30は検出回路31、目標回転数設定器32、微分回路34および重畳回路36を備える。前述のアクチュエータ位置検出器28で検出された検出信号28aは検出回路31で直流の電圧信号eaに変換される。電圧信号eaはコンデンサ32a、抵抗器32bからなる微分回路34で微分されると演算増幅器33で構成された電圧フォロワを介して重畳回路36に入力される。また、目標回転数設定器32で設定した目標回転数に対応する電圧信号esも重畳回路36に入力される。
【0012】
重畳回路36は演算増幅器38で構成されており、この演算増幅器38の出力端子38bと反転入力端子38cの間には抵抗器44が接続されており、この抵抗器44の両端には抵抗器45およびアナログスイッチ46が直列に接続されている。このアナログスイッチ46は回転数判別部49からの切替信号cnによりオンオフ動作し演算増幅器38のフィードバック抵抗値を変更する。
【0013】
また、反転入力端子38cと演算増幅器38の出力端子38bの間には抵抗器44が設けられている。演算増幅器38の非反転入力端子38dには目標回転数設定器32の電圧信号esが入力されている。したがって、反転入力端子38cに微分された電圧信号eaが入力されない状態では、重畳回路36の電圧信号ecの電圧は電圧信号esの電圧に対応する。アクチュエータ27aの動作位置が燃料の増量側へ移動した場合は微分回路34で微分される電圧信号eaが重畳回路36で信号処理されると、重畳回路36の電圧信号ecは前記電圧信号esより低い電圧となり、燃料の減量側へ移動した場合は高い電圧となるように構成されている。
【0014】
PID回路50は演算増幅器54、この演算増幅器54の出力端子54dと反転入力端子54eとの間に設けられた積分回路60、反転入力端子54eに一端が接続された入力抵抗器61、この入力抵抗器61と並列に接続された微分回路62からなる演算回路から構成される。積分回路60はコンデンサ60a、このコンデンサ60aに並列に接続されたコンデンサ60bと抵抗器60cの直列回路から構成される。微分回路62はコンデンサ62a、抵抗器62bの直列回路で構成される。
【0015】
F/V変換回路40は前述の回転数検出器23からエンジン回転数に比例した周期のパルス信号Pnを入力する度に固定幅のパルス信号を出力するパルス変換部42、この固定幅のパルス信号を平滑化するローパスフィルタ44を備える。ローパスフィルタ44は抵抗器47a、47b、コンデンサ47cからなる時定数回路、この時定数を変更するアナログスイッチ59、電圧フォロワ回路を形成する演算増幅器48から構成される。回転数判別部49は、抵抗器73、74でヒステリシス特性を有する演算増幅器79からコンパレータを形成する。演算増幅器79の非反転入力端子79aには前述の演算増幅器48の出力信号が入力され、反転入力端子79bには抵抗器71、72で設定される基準電圧が入力される。この基準電圧は高速回転時のエンジン回転数に相当する電圧値に設定される。
【0016】
演算増幅器79の出力端子79cは前述のアナログスイッチ46、59に接続されており、その出力信号によってアナログスイッチ46、59はオンオフに駆動される。
【0017】
PWM(パルス幅変調)変換回路76は前述のPID回路50の出力信号eoを入力するとその出力信号eoに応じたパルス幅の駆動信号を次段のパワートランジスタTrに出力する。パワートランジスタTrのベースBはPWM変換回路76の出力端子に接続され、コレクタCはアクチュエータ27aとダイオードDの並列回路の一端に接続され、エミッタEは接地される。
【0018】
以上示した構成を有する回転数制御装置10の動作について説明する。アクチュエータ位置検出器28から検出回路31にアクチュエータの位置を示す検出信号28aが入力されると、検出回路31で直流に変換されて電圧信号eaとなる。この電圧信号eaは微分回路34で微分されると、アクチュエータ27aの動作位置の変化(動作速度)に相当する電圧信号となって演算増幅器38の反転入力端子38cに入力される。非反転入力端子38dには目標回転数設定器32から出力される電圧信号esが入力される。微分された電圧信号eaは演算増幅器38によって所定の増幅率Gで増幅されて電圧信号esに重畳される。アクチュエータ27aの動作位置の変化に相当する電圧信号を含む電圧信号ecは出力端子38bから出力される。このとき、重畳回路36のフィードバック量はフィードバック抵抗器Rfの値によって決定され、この値はアナログスイッチ46のオンオフ動作によって2段階に切り替わる。即ち、後述するエンジン20の回転数が低いときには回転数判別部49はアナログスイッチ46に対してオフ信号を出力する。アナログスイッチ46がオフすると抵抗器45の一端が遮断されるので、フィードバック抵抗の値は抵抗器44の値になる。エンジン20の回転数が高いときには回転数判別部49はアナログスイッチ46に対してオン信号を出力すると、フィードバック抵抗の値は抵抗器44、抵抗器45の並列接続された値になる。したがって、エンジン20の回転数が低いときにはフィードバック量が多いので、スロットル27aの動作位置の変化に対して比較的制動力が大きく安定した電圧信号ecを出力するが、エンジン20の回転数が高いときにはフィードバック量が少ないので、スロットル27aの動作位置の変化に対して比較的制動力が小さく追従する電圧信号ecを出力する。
【0019】
エンジン20の回転数を出力するF/V変換回路40では、回転数検出器23からエンジン回転数に比例した周期のパルス信号Pnがパルス変換部42に入力される度にパルス変換部42によって固定幅のパルス信号が出力される。この固定幅のパルス信号は、次段のローパスフィルタ44に入力されるとローパスフィルタ44で平滑化され、演算増幅器48を介して電圧信号enは前述したようにPID回路50に入力される。ローパスフィルタ44では、アナログスイッチ59によって時定数回路の時定数が2段階に切り替わり、抵抗器47a、47bおよびコンデンサ47cをそれぞれR6、R5、およびC1とすると、アナログスイッチ59がオンすることによって定まる時定数C1・(R5+R6)/R5・R6とアナログスイッチ59がオフすることによって定まる時定数C1R5のいずれかに切り替えられる。このアナログスイッチ59の切替信号は抵抗器71および抵抗器72によって分圧される基準電圧とローパスフィルタ44から出力されるエンジン回転数の出力電圧をコンパレータ79で比較することによってHレベルあるいはLレベルとなる。エンジン20の回転数が低いときにはエンジン回転数の出力電圧が基準電圧を下回りアナログスイッチ59はオフになって時定数はC1R5と大きくなる。エンジン20の回転数が高いときにはエンジン回転数の出力電圧が基準電圧を上回りアナログスイッチ59がオンになって時定数はC1・(R5+R6)/R5・R6と小さくなる。
【0020】
以上示したように、エンジン20の回転数があらかじめ設定した値よりも低い場合にはローパスフィルタの時定数を大きく設定してパルスの残留リップルを少なくし重畳回路36の重畳度を増やし、アクチュエータ27aの制動を強くすることにより、アクチュエータ27aの動きを緩慢にして安定性を図る。一方、エンジン20の回転数があらかじめ設定した値よりも高く回転数制御の応答性が速い場合にはローパスフィルタの時定数を小さく設定してF/V変換速度を速めることで回転数検出信号の検出遅れを小さくすると共に重畳回路36の重畳度を減らし、アクチュエータ27aの制動を弱くすることによりアクチュエータ27aの動きを速くして追従性の向上を図る。
【0021】
尚、上記実施例は本発明を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記実施例ではフィードバック量およびローパスフィルタの時定数は2段階に切り替えているが、3段階以上に切り替えてもよい。また、フィードバック量の設定に際して、オペアンプの反転入力端子と出力端子の間の抵抗器45をアナログスイッチ46によってカットオフする代わりに、反転入力端子に接続される抵抗器37の抵抗値を可変させてもよい。さらに、ローパスフィルタ44の時定数を決定する抵抗器47a(R6)をアナログスイッチ59によってカットオフする代わりに、コンデンサ47cの容量をアナログスイッチによって可変するようにしてもよい。また、ローパスフィルタはコンデンサ、抵抗器に限らず、コイルを組み合わせて構成しても良い。また、ガソリンエンジンに限らず、種々のエンジン例えばディーゼルエンジンなどに適用することもできる。また、エンジン回転数に応じて連続的にフィードバック量を可変にする重畳回路(特開平04−60141号公報に記載)に本実施例のフィードバック量の切替え、およびローパスフィルタ44の切替えを適用してもよい。また、燃料供給量調節機構としてスロットル制御装置を用いているが、例えばアクチュエータの作動上限が機械的に規制されている構造の燃料噴射装置に適用してもよい。
【0022】
【発明の効果】
本発明のエンジンの制御装置によれば、エンジン制御の回転数領域を広い範囲にまで拡張しても、エンジンの低速回転時および高速回転時のいずれの性能も犠牲にすることなく、アクチュエータの性能に応じてエンジンの低速回転時には常に安定性に優れたエンジン制御を行なうことができ、エンジンの高速回転時には常に過渡性能の優れたエンジン制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のエンジンの回転数制御装置10の電気的構成を示す回路図である。
【図2】図1につづくエンジンの回転数制御装置10の電気的構成を示す回路図である。
【符号の説明】
10… 回転数制御装置
20… エンジン
30… 目標回転数発生回路30
40… 周波数電圧変換回路
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an engine speed control device that controls a fuel supply amount according to the engine speed.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As an engine speed control device of this type, a so-called PID calculation of proportional, integral, and differential is conventionally performed on a voltage corresponding to a difference between a target speed and an engine speed, and a fuel injection device and a throttle are operated in accordance with the calculated result. 2. Description of the Related Art A technique for controlling a fuel supply amount such as a control device is known.
[0003]
The relationship between the fuel supply amount and the change in the engine speed is not constant and has the following characteristics. That is, when the engine speed is low, the change range of the engine speed is large with respect to the increase and decrease of the fuel supply amount, and the time delay of the change is large. Therefore, in order to secure control stability, it is desirable to set the differential amplification and the proportional amplification low. On the other hand, when the engine speed is high, the change width of the engine speed is small with respect to the increase and decrease of the fuel supply amount, and the time delay of the change is small. Therefore, it is desirable to improve the transient characteristics (instantaneous fluctuation rate, settling time) by increasing each of the proportional, integral, and differential amplification factors.
[0004]
As such a remedy, the present applicant has already proposed a technique in which some or all of the coefficients of the PID calculation are made variable according to the engine speed as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 03-11141. I have. According to this method, when the engine is running at a low speed, the coefficients of the proportional, integral, and differential calculations are reduced to perform highly stable control, and when the engine is running at a high speed, the coefficients are increased to perform control with excellent transient characteristics. However, if the operation speed of the actuator that controls the fuel supply rate is too fast or too slow compared to the response speed of the engine, the control at low speed rotation becomes unstable or the control at high speed rotation follows. It was considered that the property was reduced.
[0005]
In order to improve the response of the actuator to this point, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H04-60141, the present applicant feedback-amplifies a signal indicating the operation speed of the actuator and controls the rotation speed in accordance with the response speed of the engine. Has been proposed, in which the feedback amount is continuously varied in accordance with the engine speed when performing the control. As described above, by continuously varying the feedback amount of the signal indicating the operation speed of the actuator according to the engine speed, when the engine speed is low, the followability of the actuator is delayed, and the engine speed is high. Occasionally, they have achieved certain results by increasing their ability to follow.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if it is attempted to extend the engine control speed range to a wider range, it has been considered that transient performance must be sacrificed in order to ensure stability.
[0007]
Therefore, according to the present invention, even if the engine control speed range is extended to a wider range, it is possible to perform engine control with excellent stability at low engine speed according to the performance of the actuator, and to perform high speed engine control. It is an object of the present invention to provide an engine speed control device capable of performing engine control with excellent transient performance at times.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an engine speed control device of the present invention includes target speed setting means for setting a target speed of the engine as a voltage signal, and detecting the speed of the engine as a pulse train signal. Rotation frequency detection means for converting a frequency into a voltage signal and detecting the voltage as a voltage signal; an actuator for supplying fuel to the engine according to an operation position; an operation position detection means for detecting the operation position of the actuator; Superimposing means for superimposing a speed signal indicating a change in the operating position detected by the means on a voltage signal indicating the target rotational speed set by the target rotational speed setting means; and Fuel control means for controlling the operating position of the actuator based on a voltage signal indicating the number of revolutions. Superposition degree setting means for setting, as a superposition degree, a degree of superposition of a speed signal indicating a change in the operating position by the superposition means on a voltage signal indicating the target rotation number; A time constant setting means for setting a time constant for determining a conversion speed in the frequency-voltage conversion of the detection means; and a signal to the superimposition degree setting means when the engine speed exceeds a predetermined value. The superimposition degree setting unit outputs a signal to the time constant setting unit so that the superposition degree set by the setting unit is small, and the superimposition degree setting unit is configured to reduce the time constant set by the time constant setting unit. And setting change means for changing the setting by the time constant setting means .
[0009]
[Action]
The engine speed control device of the present invention sets the target engine speed as a voltage signal by the target speed setting means, detects the engine speed as a pulse train signal by the speed detection means, and converts the frequency signal into a frequency voltage signal. Converted and detected as a voltage signal, an actuator supplies fuel corresponding to the operation position to the engine, the operation position detection means detects the operation position of the actuator, and the operation detected by the operation position detection means A speed signal indicating a change in position is superimposed on a voltage signal indicating the target speed set by the target speed setting device by a superposition device, and the superimposed signal and the engine speed by the fuel control device are calculated. When controlling the operating position of the actuator based on the voltage signal indicated by the The degree at which the speed signal indicating the change in the operating position is superimposed on the voltage signal indicating the target rotational speed is set as a superimposition degree by the superimposition degree setting means, and the time constant setting means determines the degree of superimposition in the frequency-voltage conversion of the rotation number detecting means. A time constant for determining the conversion speed is set, and when the engine speed exceeds a predetermined value, a signal is output to the superimposition degree setting means, and the superimposition degree set by the superimposition degree setting means is reduced. And outputting a signal to the time constant setting means , and changing the setting by the superimposition degree setting means and the time constant setting means so that the time constant set by the time constant setting means is reduced. To change.
[0010]
【Example】
An embodiment of an engine speed control device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are circuit diagrams showing the electrical configuration of the engine speed control device 10 of the present embodiment. The rotation speed control device 10 outputs a target rotation speed of the engine 20 as a voltage signal ec, and a frequency / voltage conversion circuit (hereinafter, referred to as an FV conversion circuit) for converting the engine rotation speed into a voltage signal en. 40, a rotation speed discriminator 49 that generates a switching signal cn when the engine rotation speed exceeds a predetermined rotation speed, and a proportional, integral, and integral control based on the voltage signal ec of the target rotation speed and the voltage signal en of the engine rotation speed. A PID circuit 50 for executing each operation of differentiation is provided. The engine 20 is provided with a speed detector 23 for detecting the engine speed, and outputs a pulse signal Pn having a period proportional to the engine speed. When the pulse signal Pn is input to the above-described FV conversion circuit 40, it is converted into a voltage signal en corresponding to the cycle of the pulse signal Pn. The throttle control device 27 includes a solenoid actuator 27a for driving a throttle valve 25 provided in an intake pipe 26 of the engine 20, and an actuator position detector 28 for detecting an operation position of the actuator 27a. Have been. When the operation position of the actuator 27a is detected by the actuator position detector 28, the detection signal 28a is input to the target rotation speed setting unit 30.
[0011]
The target rotation speed setting unit 30 includes a detection circuit 31, a target rotation speed setting device 32, a differentiating circuit 34, and a superimposing circuit 36. The detection signal 28a detected by the actuator position detector 28 is converted by the detection circuit 31 into a DC voltage signal ea. When the voltage signal ea is differentiated by a differentiating circuit 34 composed of a capacitor 32a and a resistor 32b, it is input to a superimposing circuit 36 via a voltage follower constituted by an operational amplifier 33. Further, a voltage signal es corresponding to the target rotation speed set by the target rotation speed setting device 32 is also input to the superimposing circuit 36.
[0012]
The superimposing circuit 36 comprises an operational amplifier 38. A resistor 44 is connected between the output terminal 38b and the inverting input terminal 38c of the operational amplifier 38, and a resistor 45 is connected to both ends of the resistor 44. And an analog switch 46 are connected in series. The analog switch 46 is turned on / off by the switching signal cn from the rotation speed discriminating unit 49 to change the feedback resistance value of the operational amplifier 38.
[0013]
A resistor 44 is provided between the inverting input terminal 38c and the output terminal 38b of the operational amplifier 38. The voltage signal es of the target rotation speed setter 32 is input to the non-inverting input terminal 38d of the operational amplifier 38. Therefore, when the differentiated voltage signal ea is not input to the inverting input terminal 38c, the voltage of the voltage signal ec of the superposition circuit 36 corresponds to the voltage of the voltage signal es. When the operation position of the actuator 27a moves to the fuel increasing side, when the voltage signal ea differentiated by the differentiating circuit 34 is processed by the superimposing circuit 36, the voltage signal ec of the superimposing circuit 36 is lower than the voltage signal es. It is configured to become a voltage, and to become a high voltage when the fuel moves to the fuel reduction side.
[0014]
The PID circuit 50 includes an operational amplifier 54, an integrating circuit 60 provided between the output terminal 54d of the operational amplifier 54 and the inverting input terminal 54e, an input resistor 61 having one end connected to the inverting input terminal 54e, It comprises an arithmetic circuit comprising a differentiating circuit 62 connected in parallel with the device 61. The integrating circuit 60 includes a capacitor 60a, and a series circuit of a capacitor 60b and a resistor 60c connected in parallel to the capacitor 60a. The differentiating circuit 62 is configured by a series circuit of a capacitor 62a and a resistor 62b.
[0015]
The F / V conversion circuit 40 outputs a fixed-width pulse signal each time a pulse signal Pn having a period proportional to the engine speed is input from the above-described rotation speed detector 23, and the fixed-width pulse signal. Is provided with a low-pass filter 44 for smoothing. The low-pass filter 44 includes a time constant circuit including resistors 47a and 47b and a capacitor 47c, an analog switch 59 for changing the time constant, and an operational amplifier 48 forming a voltage follower circuit. The rotational speed determination unit 49 forms a comparator from an operational amplifier 79 having hysteresis characteristics using the resistors 73 and 74. The output signal of the operational amplifier 48 is input to the non-inverting input terminal 79a of the operational amplifier 79, and the reference voltage set by the resistors 71 and 72 is input to the inverting input terminal 79b. This reference voltage is set to a voltage value corresponding to the engine speed during high-speed rotation.
[0016]
The output terminal 79c of the operational amplifier 79 is connected to the above-described analog switches 46 and 59, and the analog switches 46 and 59 are turned on and off by the output signals.
[0017]
Upon receiving the output signal eo of the above-described PID circuit 50, the PWM (pulse width modulation) conversion circuit 76 outputs a drive signal having a pulse width corresponding to the output signal eo to the power transistor Tr in the next stage. The base B of the power transistor Tr is connected to the output terminal of the PWM conversion circuit 76, the collector C is connected to one end of a parallel circuit of the actuator 27a and the diode D, and the emitter E is grounded.
[0018]
The operation of the rotation speed control device 10 having the configuration described above will be described. When a detection signal 28a indicating the position of the actuator is input from the actuator position detector 28 to the detection circuit 31, the detection circuit 31 converts the detection signal 28 into a direct current to generate a voltage signal ea. When the voltage signal ea is differentiated by the differentiating circuit 34, the voltage signal ea becomes a voltage signal corresponding to a change in the operating position (operating speed) of the actuator 27a and is input to the inverting input terminal 38c of the operational amplifier 38. The voltage signal es output from the target speed setting device 32 is input to the non-inverting input terminal 38d. The differentiated voltage signal ea is amplified by the operational amplifier 38 at a predetermined gain G and is superimposed on the voltage signal es. A voltage signal ec including a voltage signal corresponding to a change in the operation position of the actuator 27a is output from the output terminal 38b. At this time, the feedback amount of the superimposing circuit 36 is determined by the value of the feedback resistor Rf, and this value is switched between two stages by the on / off operation of the analog switch 46. That is, when the rotation speed of the engine 20 described later is low, the rotation speed determination unit 49 outputs an off signal to the analog switch 46. When the analog switch 46 is turned off, one end of the resistor 45 is cut off, so that the value of the feedback resistor becomes the value of the resistor 44. When the rotation speed of the engine 20 is high, when the rotation speed determination unit 49 outputs an ON signal to the analog switch 46, the value of the feedback resistance becomes a value obtained by connecting the resistors 44 and 45 in parallel. Therefore, when the rotation speed of the engine 20 is low, the feedback amount is large, so that a stable voltage signal ec having a relatively large braking force with respect to a change in the operating position of the throttle 27a is output. Since the amount of feedback is small, a voltage signal ec that follows the change in the operating position of the throttle 27a with a relatively small braking force is output.
[0019]
In the F / V conversion circuit 40 that outputs the rotation speed of the engine 20, the pulse conversion unit 42 fixes the pulse signal Pn having a cycle proportional to the engine rotation speed from the rotation speed detector 23 each time it is input to the pulse conversion unit 42. A pulse signal having a width is output. When this fixed-width pulse signal is input to the low-pass filter 44 in the next stage, it is smoothed by the low-pass filter 44, and the voltage signal en is input to the PID circuit 50 via the operational amplifier 48 as described above. In the low-pass filter 44, the time constant of the time constant circuit is switched in two stages by the analog switch 59, and when the resistors 47a, 47b and the capacitor 47c are R6, R5, and C1, respectively, the time determined by turning on the analog switch 59 It is switched to one of the constant C1 · (R5 + R6) / R5 · R6 and the time constant C1R5 determined by turning off the analog switch 59. The switching signal of the analog switch 59 is compared with the reference voltage divided by the resistor 71 and the resistor 72 and the output voltage of the engine speed outputted from the low-pass filter 44 by the comparator 79 to make the H level or the L level. Become. When the rotation speed of the engine 20 is low, the output voltage of the engine rotation speed falls below the reference voltage, the analog switch 59 is turned off, and the time constant increases to C1R5. When the rotation speed of the engine 20 is high, the output voltage of the engine rotation speed exceeds the reference voltage, the analog switch 59 is turned on, and the time constant becomes small as C1C (R5 + R6) / R5 ・ R6.
[0020]
As described above, when the rotation speed of the engine 20 is lower than a preset value, the time constant of the low-pass filter is set large to reduce the residual ripple of the pulse, increase the superimposition degree of the superimposition circuit 36, and increase the actuator 27a. By increasing the braking force, the movement of the actuator 27a is slowed to achieve stability. On the other hand, when the rotation speed of the engine 20 is higher than a preset value and the response of the rotation speed control is fast, the time constant of the low-pass filter is set to be small and the F / V conversion speed is increased to increase the F / V conversion speed. The detection delay is reduced, the degree of superimposition of the superimposition circuit 36 is reduced, and the braking of the actuator 27a is weakened, thereby speeding up the movement of the actuator 27a and improving the followability.
[0021]
Note that the above embodiment can be variously modified without departing from the present invention. For example, in the above embodiment, the feedback amount and the time constant of the low-pass filter are switched in two stages, but may be switched in three or more stages. In setting the feedback amount, instead of cutting off the resistor 45 between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier by the analog switch 46, the resistance value of the resistor 37 connected to the inverting input terminal is varied. Is also good. Further, instead of the resistor 47a (R6) for determining the time constant of the low-pass filter 44 being cut off by the analog switch 59, the capacitance of the capacitor 47c may be varied by the analog switch. Further, the low-pass filter is not limited to a capacitor and a resistor, and may be configured by combining a coil. Further, the present invention is not limited to a gasoline engine, and can be applied to various engines such as a diesel engine. Further, the switching of the feedback amount of the present embodiment and the switching of the low-pass filter 44 are applied to a superimposing circuit (described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-60141) that continuously varies the feedback amount according to the engine speed. Is also good. Further, although the throttle control device is used as the fuel supply amount adjusting mechanism, the present invention may be applied to a fuel injection device having a structure in which the upper limit of operation of the actuator is mechanically restricted.
[0022]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the engine control apparatus of this invention, even if it expands the rotation speed area | region of engine control to a wide range, it does not sacrifice any performance at the time of low-speed rotation and high-speed rotation of an engine, Accordingly, the engine control with excellent stability can always be performed when the engine is running at a low speed, and the engine control with excellent transient performance can be always performed when the engine is running at a high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of an engine speed control device 10 according to an embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the engine speed control device 10 continued from FIG. 1;
[Explanation of symbols]
10 Rotational speed control device 20 Engine 30 Target rotational speed generation circuit 30
40 ... frequency voltage conversion circuit

Claims (2)

エンジンの目標回転数を電圧信号として設定する目標回転数設定手段と、
前記エンジンの回転数をパルス列信号として検出した後にこれを周波数電圧変換し電圧信号として検出する回転数検出手段と、
前記エンジンに動作位置に応じた燃料を供給するアクチュエータと、
前記アクチュエータの前記動作位置を検出する動作位置検出手段と、
この動作位置検出手段によって検出される前記動作位置の変化を示す速度信号を、前記目標回転数設定手段によって設定された前記目標回転数を示す電圧信号に重畳する重畳手段と、
この重畳された信号と前記エンジンの回転数を示す電圧信号とに基づいて前記アクチュエータの前記動作位置を制御する燃料制御手段と、
を備えたエンジンの回転数制御装置において、
前記重畳手段によって前記動作位置の変化を示す速度信号が前記目標回転数を示す電圧信号に重畳される度合いを重畳度として設定する重畳度設定手段と、
前記回転数検出手段の周波数電圧変換における変換速度を決定する時定数を設定する時定数設定手段と、
前記エンジンの回転数が所定値を越えたとき、前記重畳度設定手段に信号を出力し、該重畳度設定手段によって設定される前記重畳度が小さくなるように、および前記時定数設定手段に信号を出力し、該時定数設定手段によって設定される前記時定数が小さくなるように、前記重畳度設定手段および前記時定数設定手段による設定を変更する設定変更手段とを備えたことを特徴とするエンジンの回転数制御装置。
Target speed setting means for setting the target speed of the engine as a voltage signal;
After detecting the number of rotations of the engine as a pulse train signal, the number of rotations detecting means for converting the frequency to voltage and detecting it as a voltage signal,
An actuator for supplying fuel to the engine according to an operation position;
Operating position detecting means for detecting the operating position of the actuator,
Superimposing means for superimposing a speed signal indicating a change in the operating position detected by the operating position detecting means on a voltage signal indicating the target rotational speed set by the target rotational speed setting means;
Fuel control means for controlling the operating position of the actuator based on the superimposed signal and a voltage signal indicating the engine speed,
In the engine speed control device provided with
Superimposition degree setting means for setting the degree of superimposition of the speed signal indicating the change in the operating position on the voltage signal indicating the target rotation speed as the superimposition degree by the superimposing means;
Time constant setting means for setting a time constant for determining the conversion speed in the frequency voltage conversion of the rotation speed detection means,
When the number of revolutions of the engine exceeds a predetermined value, a signal is output to the superimposition degree setting means, and the superimposition degree set by the superimposition degree setting means is reduced, and a signal is transmitted to the time constant setting means . And setting change means for changing the setting by the superposition degree setting means and the time constant setting means so that the time constant set by the time constant setting means is reduced. Engine speed control device.
前記重畳手段は前記動作位置の変化分を微分して負帰還増幅し、この負帰還増幅された前記動作位置の変化分を前記目標回転数を示す電圧信号に加算することによって重畳し、
前記重畳度設定手段はこの負帰還量を重畳度として設定することを特徴とする請求項1記載のエンジンの回転数制御装置。
The superimposing means superimposes the negative feedback amplification by differentiating the change amount of the operating position, and adds the negative feedback amplified change amount of the operating position to a voltage signal indicating the target rotation speed.
2. The engine speed control device according to claim 1, wherein the superimposition degree setting means sets the negative feedback amount as a superimposition degree.
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