JP5264667B2 - エンジンの電子ガバナ - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの電子ガバナに関し、詳しくは、回転偏差を小さくすることができるとともに、エンジン回転のハンチングを防止することができる、エンジンの電子ガバナに関する。
従来、エンジンの電子ガバナとして、ＰＩＤ制御方式の回転数フィードバック制御手段により、目標回転数と実回転数との回転数偏差を所定範囲内に収束させるものがある(特許文献１参照)。
この種の電子ガバナによれば、負荷の変動によって変化したエンジンの実回転数を速やかに目標回転数に回復させることができる利点がある。
しかし、この種の従来技術では、通常、ＰＩＤ演算式のゲインの値は一定の値が採用されているため、問題がある。
この種の電子ガバナによれば、負荷の変動によって変化したエンジンの実回転数を速やかに目標回転数に回復させることができる利点がある。
しかし、この種の従来技術では、通常、ＰＩＤ演算式のゲインの値は一定の値が採用されているため、問題がある。
《問題》 回転偏差が大きくなり過ぎることがある。
ＰＩＤ演算式のゲインの値は一定の値が採用されているため、ゲインの値が小さ過ぎる場合には、回転変動に対する応答性が低く、エンジンの目標回転数と実回転数の回転偏差が大きくなり過ぎることがある。
ＰＩＤ演算式のゲインの値は一定の値が採用されているため、ゲインの値が小さ過ぎる場合には、回転変動に対する応答性が低く、エンジンの目標回転数と実回転数の回転偏差が大きくなり過ぎることがある。
《問題》 エンジン回転のハンチングが起こることがある。
上記問題を解決するため、ゲインの値を大きくしておくと、回転変動に対する応答性が過敏になり、エンジン回転のハンチングが起こることがある。
上記問題を解決するため、ゲインの値を大きくしておくと、回転変動に対する応答性が過敏になり、エンジン回転のハンチングが起こることがある。
本発明の課題は、回転偏差を小さくすることができるとともに、エンジン回転のハンチングを防止することができる、エンジンの電子ガバナを提供することにある。
(請求項１と請求項２に係る発明に共通する発明特定事項)
請求項１と請求項２に係る発明に共通する発明特定事項は、次の通りである。
ＰＩＤ制御方式の回転数フィードバック制御により、目標回転数と実回転数との回転数偏差を所定範囲内に収束させるエンジンの電子ガバナにおいて、
図２に例示するように、ＰＩＤ演算部(１)に微分ゲイン調節部(２)を設け、図１、図３に例示するように、ＰＩＤ演算式の微分項の値が、０側からピーク値側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた場合に、閾値を越えてからの微分ゲイン増加期間(３)中、微分ゲイン調節部(２)がＰＩＤ演算式の微分ゲインの値を元の微分ゲインの値よりも増加させ、
図１、図３に例示するように、ゲイン増加期間(３)が経過すると、微分ゲイン調節部(２)が増加させた微分ゲインの値を元の微分ゲインの値に戻すようにした。
(請求項１に係る発明に固有の発明特定事項)
請求項１に係る発明に固有の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにし、
図１の例示とは異なるが、この微分ゲイン増加期間(３)の終了時の閾値は、微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値とは異なる値とした、ことを特徴とするエンジンの電子ガバナ。
(請求項２に係る発明に固有の発明特定事項)
請求項２に係る発明に固有の発明特定事項は、次の通りである。
図３に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えてから所定の延長時間(４)を経過した時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにした、ことを特徴とするエンジンの電子ガバナ。
請求項１と請求項２に係る発明に共通する発明特定事項は、次の通りである。
ＰＩＤ制御方式の回転数フィードバック制御により、目標回転数と実回転数との回転数偏差を所定範囲内に収束させるエンジンの電子ガバナにおいて、
図２に例示するように、ＰＩＤ演算部(１)に微分ゲイン調節部(２)を設け、図１、図３に例示するように、ＰＩＤ演算式の微分項の値が、０側からピーク値側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた場合に、閾値を越えてからの微分ゲイン増加期間(３)中、微分ゲイン調節部(２)がＰＩＤ演算式の微分ゲインの値を元の微分ゲインの値よりも増加させ、
図１、図３に例示するように、ゲイン増加期間(３)が経過すると、微分ゲイン調節部(２)が増加させた微分ゲインの値を元の微分ゲインの値に戻すようにした。
(請求項１に係る発明に固有の発明特定事項)
請求項１に係る発明に固有の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにし、
図１の例示とは異なるが、この微分ゲイン増加期間(３)の終了時の閾値は、微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値とは異なる値とした、ことを特徴とするエンジンの電子ガバナ。
(請求項２に係る発明に固有の発明特定事項)
請求項２に係る発明に固有の発明特定事項は、次の通りである。
図３に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えてから所定の延長時間(４)を経過した時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにした、ことを特徴とするエンジンの電子ガバナ。
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果１−１》 回転偏差を小さくすることができる。
ＰＩＤ演算部(１)に微分ゲイン調節部(２)を設け、ＰＩＤ演算式の微分項の値が、０側からピーク値側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた場合に、閾値を越えてからの微分ゲイン増加期間(３)中、微分ゲイン調節部(２)がＰＩＤ演算式の微分ゲインの値を元の微分ゲインの値よりも増加させるので、回転変動に対する応答性が高まり、エンジンの目標回転数と実回転数の回転偏差(５)を小さくすることができる。
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果１−１》 回転偏差を小さくすることができる。
ＰＩＤ演算部(１)に微分ゲイン調節部(２)を設け、ＰＩＤ演算式の微分項の値が、０側からピーク値側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた場合に、閾値を越えてからの微分ゲイン増加期間(３)中、微分ゲイン調節部(２)がＰＩＤ演算式の微分ゲインの値を元の微分ゲインの値よりも増加させるので、回転変動に対する応答性が高まり、エンジンの目標回転数と実回転数の回転偏差(５)を小さくすることができる。
《効果１−２》 エンジン回転のハンチングを防止することができる。
ゲイン増加期間(３)が経過すると、微分ゲイン調節部(２)が増加させた微分ゲインの値を元の微分ゲインの値に戻すようにしたので、ゲイン増加期間(３)が経過後は回転変動に対する応答性を低下させ、エンジン回転のハンチングを防止することができる。
ゲイン増加期間(３)が経過すると、微分ゲイン調節部(２)が増加させた微分ゲインの値を元の微分ゲインの値に戻すようにしたので、ゲイン増加期間(３)が経過後は回転変動に対する応答性を低下させ、エンジン回転のハンチングを防止することができる。
《効果１−３》 エンジンの回転変動を抑制する機能が高い。
図１、図３に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中の時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしたので、微分項がピーク値に達する時点を跨ぐ期間に、微分ゲインを増加させることができ、エンジンの回転変動を抑制する機能が高い。
図１、図３に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中の時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしたので、微分項がピーク値に達する時点を跨ぐ期間に、微分ゲインを増加させることができ、エンジンの回転変動を抑制する機能が高い。
《効果１−４》 エンジンの使用条件に適合する微分ゲイン増加期間を設定することができる。
図１に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしたので、終了時の閾値を適当な値に設定することにより、エンジンで駆動する負荷の重量の軽重等、エンジンの使用条件に適合する微分ゲイン増加期間(３)を設定することができる。
図１に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしたので、終了時の閾値を適当な値に設定することにより、エンジンで駆動する負荷の重量の軽重等、エンジンの使用条件に適合する微分ゲイン増加期間(３)を設定することができる。
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果１−１〜１−３に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジンの使用条件に適合する微分ゲイン増加期間を設定することができる。
図３に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えてから所定の延長時間(４)を経過した時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしたので、閾値と延長時間(４)を適当な値に設定することにより、エンジンで駆動する負荷の重量の軽重等、エンジンの使用条件に適合する微分ゲイン増加期間(３)を設定することができる。
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果１−１〜１−３に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジンの使用条件に適合する微分ゲイン増加期間を設定することができる。
図３に例示するように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えてから所定の延長時間(４)を経過した時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしたので、閾値と延長時間(４)を適当な値に設定することにより、エンジンで駆動する負荷の重量の軽重等、エンジンの使用条件に適合する微分ゲイン増加期間(３)を設定することができる。
図１〜図２は本発明の参考形態に係る電子ガバナを備えたエンジンを説明する図であり、この参考形態では、ディーゼルエンジンについて説明する。
図２に示すように、電子ガバナ(６)には、目標回転数検出手段(７)と実回転数検出手段(８)とアクチュエータ駆動回路(９)とを連携させ、アクチュエータ駆動回路(９)にはアクチュエータ(１０)を連携させている。
目標回転数検出手段(７)は、エンジンの目標回転数を検出する目標回転数センサであり、調速レバーの設定位置を検出するポテンショメータである。実回転数検出手段(８)は、エンジンの実回転数を検出する実回転数センサである。アクチュエータ(１０)はリニアソレノイドであり、燃料噴射ポンプの燃料調量ラックを調量移動させる。
目標回転数検出手段(７)は、エンジンの目標回転数を検出する目標回転数センサであり、調速レバーの設定位置を検出するポテンショメータである。実回転数検出手段(８)は、エンジンの実回転数を検出する実回転数センサである。アクチュエータ(１０)はリニアソレノイドであり、燃料噴射ポンプの燃料調量ラックを調量移動させる。
電子ガバナ(６)は、ＰＩＤ制御方式の回転数フィードバック制御により、目標回転数と実回転数との回転数偏差を所定範囲内に収束させる。
この電子ガバナ(６)は、回転数偏差演算部(１１)とＰＩＤ演算部(１)と電流制御部(１２)とを備えている。
ＰＩＤ演算部(１)は、比例項演算部(１３)と積分項演算部(１４)と微分項演算部(１５)を備え、回転数偏差に基づく出力値のＰＩＤ演算式の演算を行う。
ＰＩＤ演算式は、次のように表される。
出力値＝Ｋｐ×(回転数偏差)＋Ｋｉ×(偏差の累積値)＋Ｋｄ×(前回偏差との差)
ここで、Ｋｐ×(回転数偏差)は比例項、Ｋｉ×(偏差の累積値)は積分項、Ｋｄ×(前回偏差との差)は微分項、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｄは微分ゲインである。
この電子ガバナ(６)は、回転数偏差演算部(１１)とＰＩＤ演算部(１)と電流制御部(１２)とを備えている。
ＰＩＤ演算部(１)は、比例項演算部(１３)と積分項演算部(１４)と微分項演算部(１５)を備え、回転数偏差に基づく出力値のＰＩＤ演算式の演算を行う。
ＰＩＤ演算式は、次のように表される。
出力値＝Ｋｐ×(回転数偏差)＋Ｋｉ×(偏差の累積値)＋Ｋｄ×(前回偏差との差)
ここで、Ｋｐ×(回転数偏差)は比例項、Ｋｉ×(偏差の累積値)は積分項、Ｋｄ×(前回偏差との差)は微分項、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｄは微分ゲインである。
ＰＩＤ演算部(１)に微分ゲイン調節部(２)を設け、図１に示すように、ＰＩＤ演算式の微分項の値が、０側からピーク値側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた場合に、閾値を越えてからの微分ゲイン増加期間(３)中、微分ゲイン調節部(２)がＰＩＤ演算式の微分ゲインの値を元の微分ゲインの値よりも増加させ、ゲイン増加期間(３)が経過すると、微分ゲイン調節部(２)が増加させた微分ゲインの値を元の微分ゲインの値に戻すようにしている。
図１の下側に示すように、負荷の投入によりエンジンの実回転数が低下した場合、図１の上側に示すように、ＰＩＤ演算式の比例項と積分項と微分項の各値が変化する。
図１の横軸は時間を示し、下側の縦軸はエンジン回転数であり、エンジン回転数に関し横軸の位置は目標回転数を示し、上側の縦軸はＰＩＤ各項の値であり、ＰＩＤ各項の値に関し横軸の位置は０を示している。
図１の横軸は時間を示し、下側の縦軸はエンジン回転数であり、エンジン回転数に関し横軸の位置は目標回転数を示し、上側の縦軸はＰＩＤ各項の値であり、ＰＩＤ各項の値に関し横軸の位置は０を示している。
図１に示すように、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中の時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしている。
具体的には、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、前記微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値を越えた時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしている。この微分ゲイン増加期間(３)の終了時の閾値は、微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値とは異なる値であってもよい。
この参考形態の微分ゲイン増加期間(３)の終了時の閾値を、微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値とは異なる値にしたものを、第１実施形態とする。
参考形態によれば、微分ゲインを元の値のまま維持した場合の最大の回転偏差(１０５)に比べ、最大の回転偏差(５)を小さくすることができた。
具体的には、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、前記微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値を越えた時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしている。この微分ゲイン増加期間(３)の終了時の閾値は、微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値とは異なる値であってもよい。
この参考形態の微分ゲイン増加期間(３)の終了時の閾値を、微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値とは異なる値にしたものを、第１実施形態とする。
参考形態によれば、微分ゲインを元の値のまま維持した場合の最大の回転偏差(１０５)に比べ、最大の回転偏差(５)を小さくすることができた。
図３に示す第２実施形態のものでは、微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、前記微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値を越えてから所定の延長時間(４)を経過した時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにしている。この延長時間(４)の起点となる閾値は、微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値とは異なる値であってもよい。
他の構成や機能は、参考形態と同じである。図３中、参考形態と同一の要素には同一の符号を付しておく。
この第２実施形態によれば、微分ゲインを元の値のまま維持した場合の最大の回転偏差(１０５)に比べ、最大の回転偏差(５)を小さくすることができた。この第２実施形態の最大の回転偏差(５)は、参考形態の最大の回転偏差(５)よりも小さくすることができた。
他の構成や機能は、参考形態と同じである。図３中、参考形態と同一の要素には同一の符号を付しておく。
この第２実施形態によれば、微分ゲインを元の値のまま維持した場合の最大の回転偏差(１０５)に比べ、最大の回転偏差(５)を小さくすることができた。この第２実施形態の最大の回転偏差(５)は、参考形態の最大の回転偏差(５)よりも小さくすることができた。
(１) ＰＩＤ演算部
(２) 微分ゲイン調節部
(３) 微分ゲイン増加期間
(４) 延長時間
(２) 微分ゲイン調節部
(３) 微分ゲイン増加期間
(４) 延長時間
Claims (2)
- ＰＩＤ制御方式の回転数フィードバック制御により、目標回転数と実回転数との回転数偏差を所定範囲内に収束させるエンジンの電子ガバナにおいて、
ＰＩＤ演算部(１)に微分ゲイン調節部(２)を設け、ＰＩＤ演算式の微分項の値が、０側からピーク値側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた場合に、閾値を越えてからの微分ゲイン増加期間(３)中、微分ゲイン調節部(２)がＰＩＤ演算式の微分ゲインの値を元の微分ゲインの値よりも増加させ、
ゲイン増加期間(３)が経過すると、微分ゲイン調節部(２)が増加させた微分ゲインの値を元の微分ゲインの値に戻すようにし、
微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにし、
この微分ゲイン増加期間(３)の終了時の閾値は、微分ゲイン増加期間(３)の開始時の閾値とは異なる値とした、ことを特徴とするエンジンの電子ガバナ。 - ＰＩＤ制御方式の回転数フィードバック制御により、目標回転数と実回転数との回転数偏差を所定範囲内に収束させるエンジンの電子ガバナにおいて、
ＰＩＤ演算部(１)に微分ゲイン調節部(２)を設け、ＰＩＤ演算式の微分項の値が、０側からピーク値側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えた場合に、閾値を越えてからの微分ゲイン増加期間(３)中、微分ゲイン調節部(２)がＰＩＤ演算式の微分ゲインの値を元の微分ゲインの値よりも増加させ、
ゲイン増加期間(３)が経過すると、微分ゲイン調節部(２)が増加させた微分ゲインの値を元の微分ゲインの値に戻すようにし、
微分ゲイン調節部(２)は、増加させた微分ゲインによる微分項の値が、ピーク値側から０側に向けて変化する途中、所定の閾値を越えてから所定の延長時間(４)を経過した時点で、微分ゲイン増加期間(３)を終了させるようにした、ことを特徴とするエンジンの電子ガバナ。
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|---|---|---|---|
| JP2009224238A JP5264667B2 (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | エンジンの電子ガバナ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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