JPH0421062B2 - - Google Patents

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JPH0421062B2
JPH0421062B2 JP59033441A JP3344184A JPH0421062B2 JP H0421062 B2 JPH0421062 B2 JP H0421062B2 JP 59033441 A JP59033441 A JP 59033441A JP 3344184 A JP3344184 A JP 3344184A JP H0421062 B2 JPH0421062 B2 JP H0421062B2
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JP
Japan
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rotation speed
gas engine
control circuit
signal
main control
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JPS60175743A (ja
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Isamu Okuda
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/007Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は発電、農耕、空調等に用いられるガス
エンジンの制御装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来より、ガスエンジンの回転数制御手段とし
て、ガスエンジンの回転数を検出する回転数セン
サの信号をフイードバツク信号とし、電気的にガ
ス量を制御できるガス量調整手段(例えば電子式
比例制御弁など)を用いてPID制御(比例・積
分・微分制御)あるいはPI制御(比例・積分制
御)を行なつていた。このPID制御あるいはPI制
御により、ガスエンジンの回転数を出来る限り安
定に制御するため、定数の設定を厳密に行なつて
いたが、ガスエンジンの回転数や負荷状態、更に
回転数変更時に常に応答性が良く、安定に制御す
るには限界があつた。
即ち特に負荷変動に対して、回転数を設定値に
安定に保持するような定数が得られても、しばし
ば設定値の変更に対する応答特性が悪くなり大き
なオーバシユートが発生する場合があり、また逆
に設定値に対する応答性を向上しようとすると一
定の回転数に維持すべき動作が振動ないしは発振
状態となつたりした。そこで従来は、少なくとも
一定の設定回転数に対する安定性を満足させるよ
うにPID制御またはPI制御の定数を選定し、設定
回転数の変化に対しては、その変化速度を時定数
回路などを用いてゆるやかにすることによりオー
バシユートを防止しようとしていた。
しかし従来のこの時定数回路によるものは、設
定回転数の変更前後の変化幅の大小により、変化
速度が異なるため、なお若干オーバシユートが発
生したり、あるいは設定回転数に至るまでの時間
が、通常極端に速い必要性はないものの極めて長
い時間を要することになり、使用上不都合が生じ
た。
発明の目的 そこで本発明は従来のこのような問題に対し、
特にガスエンジンの設定回転数の設定並びに変更
手段を改善し、更にその構成面での合理化を図つ
て、ガスエンジンの安定かつ高精度な運転制御を
行なうことを目的とする。
発明の構成 本発明は、回転数センサの信号をフイードバツ
ク信号とし、ガス量を調節してガスエンジンを設
定回転数に制御する回転数制御回路と、マイクロ
コンピユータを主体とした主制御回路を設け、主
制御回路は、マイクロコンピユータにより運転状
況に応じてガスエンジンの設定回転数を演算し、
そのデイジタル値に応じて選択的に複数の出力端
子から、同一の値を出力するか、もしくは所定の
時間比で2つの異なる値を交互に発し、この複数
の出力端子に抵抗回路網を接続し、更に積分回路
を介してアナログの設定回転数信号を発生するよ
うに構成されている。この構成によりマイクロコ
ンピユータの設定回転数に対する出力端子数の節
減を図りながら、きめ細かな設定回転数信号を発
生することができ、応答性を極端に低下させるこ
となく、スムーズにガスエンジンの回転数の設定
変更が行なえるものである。
実施例の説明 本発明に基づくガスエンジン制御装置の一実施
例を添付図面により詳細に説明する。
第1図は本発明のガスエンジン制御装置の一実
施例の構成図である。
図において、1はガスエンジンであり、2は燃
料ガス(混合ガス)の流入通路、3は電気的にガ
ス量を調整するガス量調整装置、4は回転軸であ
る。5は回転軸の回転に対応してパルス出力を発
する回転数センサであり、一定時間内(例えば1
秒間)のパルス数はガスエンジン1の回転数に比
例する。6は回転数制御回路であり、7は回転数
センサ5のパルス信号をそれに比例した直流電圧
Vnに変換するF/Vコンバータ、8は回転数設
定電圧Vdと直流電圧Vnを入力しその差により
PID制御動作を行ないガス量調整装置3に出力を
発するPIDコントローラである。9は主制御回路
であり、この主制御回路9はマイクロコンピユー
タ10、抵抗回路網11、積分回路12を具備す
る。マイクロコンピユータ10は運転状況を判断
するための各種の信号を入力する入力ポート
Pin、ガスエンジン1へのガス供給を発停する電
磁弁や始動電動機(共に図示せず)への出力信号
を発する出力ポートPout及び回転数を設定する
ためのオープンドレインの出力端子P0,P1,
P2,P3を有する。出力端子P3は特に設定回
転数のオン・オフ用であり、出力端子Pφ〜P2
によりガスエンジン1の運転範囲の回転数を設定
するために用いられる。抵抗回路網11は出力P
0〜P2にそれぞれ接続された3つの抵抗R,2
R,4Rより成り、いわゆる重み付けラダーが用
いられている。積分回路12はオペアンプ13抵
抗14,15、コンデンサ16を具備し、抵抗回
路網11と接続され、Vrefを参照電圧として比
例積分動作を行ない、回転数設定電圧Vdを出力
する。
次に動作を説明する。
ガスエンジン1は始動後、ガスの流入通路2に
おかれたガス量調整装置3によりガス量が調整さ
れ、そのガス量と回転軸の負荷により回転数Nが
決まり、この回転数Nを回転数センサ5が検知す
る。回転数制御回路6は設定回転数Ndに対応し
た回転数設定電圧Vdと、F/Vコンバータ7よ
り得られた直流電圧Vnとの差によりガス量調整
装置3への出力を制御し、ガスエンジン1の回転
数Nが設定回転数Ndに常に等しくなるように働
く。PIDコントローラ8は設定回転数Ndの値や
負荷変動に対しては、PID制御の各定数が適切に
選ばれ、設定回転数Ndが一定の時、ガスエンジ
ン1の回転数Nの制御特性は良好である。
この回転数制御回路6は設定回転数Ndに対し
て、第2図に示すように回転数設定電圧Vdが与
えられる。今ガスエンジン1の運転範囲は1200〜
2600rpmで、Vd=1.2〜2.6Vであり、回転数の変
更過程を除いてこの範囲で200rpm間隔で回転数
が設定される。また設定回転数Nd=0rpm、即ち
停止すべき時はVd=0vである。
次に主制御回路9において、マイクロコンピユ
ータ10は入力ポートPinの信号に基づき設定回
転数Ndを演算し、出力端子P0,P1,P2よ
り3ビツトのデイジタル出力信号Dを発する。こ
のデイジタル出力信号Dは2進数であり、10進数
で表現するとNd=1200rpmのとき、D=0、Nd
=2600rpmのときD=7となり、最小ビツト当り
200rpmであり8通りの回転数を設定しうる。通
常ガスエンジン1の設定回転数Ndはデイジタル
出力信号D=0〜7のいずれかが連続して与えら
れる。このデイジタル出力信号D=0〜7に対応
して、抵抗回路網11及び積分回路12の働き
で、回転数設定電圧VdはVd=1.2〜2.6vで、0.2v
間隔で与えられる。
第3図に主制御回路9の動作説明図を示す。今
ガスエンジン1の回転数NをNに1800rpmより
2000rpmに変更する場合について説明する。
図において時刻t=t1まで設定回転数Nd=
1800rpmであり、デイジタル出力信号D=3であ
り、出力端子P0〜P2は図の通りである。この
時、回転数設定電圧VdはVd=1.8vである。時刻
t=t1において設定回転数Ndを最終設定値のNd
=2000rpmとすると、ガスエンジン1の動作がオ
ーバシユートする可能性があるため、一旦Nd=
1800rpmよりNd=1900rpmとし一定時間(例え
ば3秒間)経過後、時刻t=t2でNd=2000rpm
とする。ここでNd=1900rpmのとき、デイジタ
ル出力信号Dは、Na=1800rpmに対応したD=
3と、Nd=2000rpmに対応したD=4を周期T
(例えば10msec)でT/2時間毎に交互に出力され る。この時、積分回路12のコンデンサ16がな
い場合、回転数設定電圧Vdは図の破線のごとく
なるが、コンデンサ16の働きでVdは破線を平
均化した特性、即ち実線のごとくなり、時刻t=
t1より短時間経過した後、回転数設定電圧Vdは
ほぼ一定で、Vd=1.9vとなつて設定回転数Nd=
1900rpmに対応した値となる。時刻t=t2後はデ
イジタル出力信号DはD=4一定となりVd=
2.0v一定となる。
以上の説明の通り、ガスエンジン1の回転数N
の設定を変更する場合、デイジタル出力信号Dは
最終の設定回転数Ndに至る過程において、2つ
の異なる値を交互に出力する動作により、連続し
て一定のデイジタル出力信号Dでは得られない
100rpmステツプの回転数設定電圧Vdが得られ、
回転数の設定の変更時、徐々に設定回転数Ndを
変更して、最終の設定回転数Ndとすることがで
きる。これによりガスエンジン1はオーバシユー
トがなく、滑らかに回転数Nを増加(または減
少)させることができる。
第4図はこのような動作によつて得られる設定
回転数Ndと回転数設定電圧Vdの関係を示してい
る。図中、白丸はデイジタル出力信号Dが一定の
値のときに取りうる回転数設定電圧Vdであり高
精度で与えられ黒丸はデイジタル出力信号Dを互
いに近傍の値で交互に(1:1の時間比で)出力
した場合の回転数設定電圧Vdである。結局回転
数設定電圧Vdはマイクロコンピユータ10の3
つの出力端子P0〜P2により、15通り、即ち
Nd=1200〜2600rpmまで100rpmステツプに対応
することができる。この結果、マイクロコンピユ
ータ10の出力端子が従来の手段では4つ(4ビ
ツト)必要であつたのに対し、この実施例では3
つ(3ビツト)で可能であり、コストアツプを軽
減しながらマイクロコンピユータ10の機能拡大
が図れている。
第5図はガスエンジン1を1400rpmから
1800rpmに設定値を変更した場合と特性図を示し
たもので、設定回転数Nd=1400rpmより100rpm
ステツプで変更する。もし200rpmステツプで変
更すれば、Nd=1500rpm、1700rpmは省略され、
図中の破線のようにガスエンジン1がオーバシユ
ートを起こす可能性がある。
このように設定回転数Ndを変更する際、ガス
エンジン1がオーバシユートないし発振現象を生
じさせない範囲で、徐々に設定回転数Ndを変更
していくことにより、ガスエンジン1の動作の安
定化が図れる。
以上、本発明のガスエンジン制御装置を一実施
例に基づいて説明したが、この他、デイジタル出
力信号Dは、2つの異なる値を、1:1の時間比
以外に、例えば3:1、2:2、1:3の時間比
で交互に出力すれば、実施例と同等の3つの出力
端子P0〜P2により、29通りの回転数設定電圧
Vdが得られ、それぞれ50rpmステツプで設定回
転数Ndが与えられる。
出力端子数は複数であれば3つでなくても良く
また前述の時間比も1:5までとする等、マイク
ロコンピユータ10の出力端子数、演算速度、回
転数設定電圧Vdに要求される応答速度など適宜
選択することが良く、また出力端子Pφ〜P3か
らトランジスタアレーやインバータなどの出力素
子を介して抵抗回路網11と接続しても良い。ま
た抵抗回路網11として、いわゆるR−2Rラダ
ーを用いたり、あるいは積分回路12として、比
較的時定数の小さなCR回路で構成しても同等の
動作が期待しうる。
なお最終の設定回転数Nd自体もデイジタル出
力信号Dの異なる2つの値を交互に出力して得ら
れた回転数設定電圧Vdを用いても良く、制御系
全体の精度を考慮して選定すれば良い。
発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明のガス
エンジン制御装置は、ガスエンジンの回転数信号
をフイードバツクして、回転数を設定値に維持す
る回転数制御回路と、マイクロコンピユータを主
体として運転状況に応じて回転数設定信号を発す
る主制御回路とより成り、ガスエンジンの設定回
転数をオーバシユートや発振を防止すべく徐々に
変更すると共に、マイクロコンピユータを含む構
成面で合理的設計を可能とし、またマイクロコン
ピユータの機能を向上させ、ガスエンジンの回転
数制御における性能・精度を向上させることが期
待しうるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すガスエンジン
制御装置の概略回路図、第2図は第1図における
回転数制御回路の特性図、第3図、第4図はそれ
ぞれ第1図における主制御回路の動作説明図及び
特性図、第5図は第1図の実施例における特性図
を示す。 1……ガスエンジン、3……ガス量調整装置、
5……回転数センサ、6……回転数制御回路、7
……F/Vコンバータ、8……PIDコントロー
ラ、9……主制御回路、10……マイクロコンピ
ユータ、11……抵抗回路網、12……積分回
路、13……オペアンプ、D……デイジタル出力
信号、Vcc……電源電圧、Vd……回転数設定電
圧、N……ガスエンジン回転数、Nd……設定回
転数、Pφ〜P3……出力端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガスエンジンの回転数を検出する回転数セン
    サよりの信号を入力し設定回転数に制御する回転
    数制御回路と、運転状況に応じて前記ガスエンジ
    ンの発停を行なうと共に前記回転数制御回路へ設
    定回転数信号を出力する主制御回路とにより構成
    され、前記主制御回路は、設定回転数を演算しそ
    の値に応じて複数の出力端子から選択的に、連続
    して同一のデイジタル値を発するか、もしくは所
    定の時間比で2つの異なるデイジタル値を交互に
    発するマイクロコンピユータと、前記複数の出力
    端子と接続され、それらの出力端子の出力状態に
    応じたアナログ値に変換する抵抗回路網と、前記
    抵抗回路網の発するアナログ値を平均化し前記設
    定回転数信号を出力する積分回路とを具備したガ
    スエンジン制御装置。 2 主制御回路のマイクロコンピユータを、ガス
    エンジンの設定回転数を変更する場合のみ、その
    変更過程で所定の時間比で2つの異なるデイジタ
    ル値を交互に発する動作を行なうよう構成した特
    許請求の範囲第1項記載のガスエンジン制御装
    置。 3 主制御回路のマイクロコンピユータを、ガス
    エンジンの設定回転数の変更前のデイジタル値か
    ら一定時間毎に最小変化幅または所定の変化幅で
    増加または減少させて前記設定回転数に至るよう
    に構成した特許請求の範囲第1項記載のガスエン
    ジン制御装置。
JP59033441A 1984-02-23 1984-02-23 ガスエンジン制御装置 Granted JPS60175743A (ja)

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JPS60175743A JPS60175743A (ja) 1985-09-09
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6339061A (ja) * 1986-08-04 1988-02-19 Fujitsu Ltd メモリエラ−に対する処理方式
JPH0223258A (ja) * 1988-07-11 1990-01-25 Yamaha Motor Co Ltd ガスエンジン

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5756638A (en) * 1980-09-19 1982-04-05 Daikin Ind Ltd Air conditioner driven by engine
JPS5879631A (ja) * 1981-11-04 1983-05-13 Nippon Denso Co Ltd 電気式燃料噴射ポンプガバナ

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