JPH088275Y2 - 作業用エンジンの回転数制御装置 - Google Patents
作業用エンジンの回転数制御装置Info
- Publication number
- JPH088275Y2 JPH088275Y2 JP16225588U JP16225588U JPH088275Y2 JP H088275 Y2 JPH088275 Y2 JP H088275Y2 JP 16225588 U JP16225588 U JP 16225588U JP 16225588 U JP16225588 U JP 16225588U JP H088275 Y2 JPH088275 Y2 JP H088275Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation speed
- engine
- pid control
- control information
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、作業用のエンジンの回転数制御装置に関す
る。
る。
作業用のエンジンにおいては例えば発電機や農用作業
車等のように、負荷の変動に関係なくエンジンを定速で
回転させる必要がある。
車等のように、負荷の変動に関係なくエンジンを定速で
回転させる必要がある。
このような作業用エンジンの回転数制御装置として、
エンジンの回転数を検出する回転数検出手段の検出回転
数に基づいて、エンジンの回転数が目標回転数に維持さ
れるように、エンジンの回転数を変更調節するアクチュ
エータを制御するPID制御式の制御手段を備えたものが
ある。
エンジンの回転数を検出する回転数検出手段の検出回転
数に基づいて、エンジンの回転数が目標回転数に維持さ
れるように、エンジンの回転数を変更調節するアクチュ
エータを制御するPID制御式の制御手段を備えたものが
ある。
エンジンに掛かる負荷が大きい状態が断続すると、一
般的なPID制御では過渡的な負荷の変動に追従しきれな
い状態となることがあり、この過渡応答特性の低下の改
善が望まれていた。
般的なPID制御では過渡的な負荷の変動に追従しきれな
い状態となることがあり、この過渡応答特性の低下の改
善が望まれていた。
この場合、過渡応答特性を向上させるために、PID制
御における制御ゲインを一律に大きくすることも考えら
れるが、このように単純に制御ゲインを大きくするだけ
では制御応答にハンチングが生じ易くなる。そこで、例
えばPID制御における微分成分のみの制御ゲインを大き
くすることも考えられるが、入力情報（検出回転数）の
ノイズも増幅されることになり耐ノイズ性が低下する。
御における制御ゲインを一律に大きくすることも考えら
れるが、このように単純に制御ゲインを大きくするだけ
では制御応答にハンチングが生じ易くなる。そこで、例
えばPID制御における微分成分のみの制御ゲインを大き
くすることも考えられるが、入力情報（検出回転数）の
ノイズも増幅されることになり耐ノイズ性が低下する。
本考案は作業用エンジンの回転数制御装置のPID制御
において、耐ノイズ性の低下を抑えながら過渡応答特性
を改善することを目的としている。
において、耐ノイズ性の低下を抑えながら過渡応答特性
を改善することを目的としている。
本考案の特徴は、エンジンの回転数を検出する回転数
検出手段の検出回転数に基づいて、エンジンの回転数が
目標回転数に維持されるように、エンジンの回転数を変
更調節するアクチュエータを制御するPID制御式の制御
手段を備えた作業用エンジンの回転数制御装置におい
て、次のように構成することにある。
検出手段の検出回転数に基づいて、エンジンの回転数が
目標回転数に維持されるように、エンジンの回転数を変
更調節するアクチュエータを制御するPID制御式の制御
手段を備えた作業用エンジンの回転数制御装置におい
て、次のように構成することにある。
検出回転数と目標回転数との偏差に対する比例成分、
積分成分及び微分成分の各々の和をPID制御情報として
求める演算手段と、PID制御情報を微分した微分成分を
求める微分手段とを備え、微分成分とPID制御情報とを
加算した情報に基づいてアクチュエータを制御するよう
に、制御手段を構成している。
積分成分及び微分成分の各々の和をPID制御情報として
求める演算手段と、PID制御情報を微分した微分成分を
求める微分手段とを備え、微分成分とPID制御情報とを
加算した情報に基づいてアクチュエータを制御するよう
に、制御手段を構成している。
（Ｉ） 本考案では、アクチュエータに対し駆動信号としてPI
D制御情報を出力する場合、PID制御情報のみを出力する
のではなく、このPID制御情報の微分成分を求め、この
微分成分を元のPID制御情報に上乗せしてアクチュエー
タに出力している。
D制御情報を出力する場合、PID制御情報のみを出力する
のではなく、このPID制御情報の微分成分を求め、この
微分成分を元のPID制御情報に上乗せしてアクチュエー
タに出力している。
これにより、アクチュエータに出力されるPID制御情
報の変化が大きい場合（目標回転数に対する検出回転数
の変化が大きい場合）、上乗せされる微分成分も大きな
ものとなるので、この微分成分が上乗せされたPID制御
情報も大きなものとなり、アクチュエータが素早く作動
して激しく変化しようとする検出回転数が、外れること
なく目標回転数に維持される（過渡応答特性の良い状
態）。
報の変化が大きい場合（目標回転数に対する検出回転数
の変化が大きい場合）、上乗せされる微分成分も大きな
ものとなるので、この微分成分が上乗せされたPID制御
情報も大きなものとなり、アクチュエータが素早く作動
して激しく変化しようとする検出回転数が、外れること
なく目標回転数に維持される（過渡応答特性の良い状
態）。
逆に、アクチュエータに出力されるPID制御情報の変
化が小さい場合（目標回転数に対する検出回転数の変化
が小さい場合）、上乗せされる微分成分も小さなものと
なるので、この微分成分が上乗せされたPID制御情報も
あまり大きなものとはならず、アクチュエータが比較的
ゆっくりと作動して検出回転数がハンチングすることな
く目標回転数に維持される。
化が小さい場合（目標回転数に対する検出回転数の変化
が小さい場合）、上乗せされる微分成分も小さなものと
なるので、この微分成分が上乗せされたPID制御情報も
あまり大きなものとはならず、アクチュエータが比較的
ゆっくりと作動して検出回転数がハンチングすることな
く目標回転数に維持される。
（II） 回転数検出手段により実際に検出される偏差（回転数
検出手段により検出される検出回転数と目標回転数との
差）には多くのノイズが含まれており、本来の偏差の変
化よりもノイズの変化の方が激しいことが多いので、こ
れを微分処理すると、その微分成分はノイズの変化だけ
を取り出したものとなることがあり、この微分成分の制
御ゲインを大きくすると前述のようにノイズも増幅され
てしまう。
検出手段により検出される検出回転数と目標回転数との
差）には多くのノイズが含まれており、本来の偏差の変
化よりもノイズの変化の方が激しいことが多いので、こ
れを微分処理すると、その微分成分はノイズの変化だけ
を取り出したものとなることがあり、この微分成分の制
御ゲインを大きくすると前述のようにノイズも増幅され
てしまう。
これに対し本考案では実際に検出される偏差ではな
く、この偏差から求められるPID制御情報を微分処理し
ている。このPID制御情報は実際に検出される偏差に対
する比例成分、積分成分及び微分成分の各々の和である
ので、例えPID制御情報内の前述の微分成分にノイズが
含まれていても、PID制御情報の全体に占めるノイズの
割合は小さなものとなる。
く、この偏差から求められるPID制御情報を微分処理し
ている。このPID制御情報は実際に検出される偏差に対
する比例成分、積分成分及び微分成分の各々の和である
ので、例えPID制御情報内の前述の微分成分にノイズが
含まれていても、PID制御情報の全体に占めるノイズの
割合は小さなものとなる。
従って、本考案のようにPID制御情報を微分処理した
場合、主に比例成分の変化及び積分成分の変化が取り出
される状態となって、ノイズを含む微分成分の変化が取
り出されても、PID制御情報の全体を微分処理した微分
成分に含まれるノイズの割合は小さなものとなる。これ
により、本考案のようにPID制御情報の全体を微分処理
した微分成分を、元のPID制御情報に上乗せしても、耐
ノイズ性が低下するようなことはない。
場合、主に比例成分の変化及び積分成分の変化が取り出
される状態となって、ノイズを含む微分成分の変化が取
り出されても、PID制御情報の全体を微分処理した微分
成分に含まれるノイズの割合は小さなものとなる。これ
により、本考案のようにPID制御情報の全体を微分処理
した微分成分を、元のPID制御情報に上乗せしても、耐
ノイズ性が低下するようなことはない。
以上のように、PID制御情報を変化の状態等に関係な
く一律に大きくするのではなく、PID制御情報の変化が
激しい場合にのみ、PID制御情報を大きくするように構
成することにより、PID制御情報の変化が小さい場合の
ハンチングを抑えながら、PID制御情報の変化が大きい
場合の過渡応答特性を向上させることができて、回転数
制御装置における制御性能を向上させることができた。
く一律に大きくするのではなく、PID制御情報の変化が
激しい場合にのみ、PID制御情報を大きくするように構
成することにより、PID制御情報の変化が小さい場合の
ハンチングを抑えながら、PID制御情報の変化が大きい
場合の過渡応答特性を向上させることができて、回転数
制御装置における制御性能を向上させることができた。
そして、ノイズの占める割合の小さいPID制御情報を
微分処理して、その微分成分を元のPID制御情報に上乗
せしているので、耐ノイズ性が低下するようなことはな
く、回転数制御装置における制御性能をさらに向上させ
ることができる。
微分処理して、その微分成分を元のPID制御情報に上乗
せしているので、耐ノイズ性が低下するようなことはな
く、回転数制御装置における制御性能をさらに向上させ
ることができる。
以下、本考案を作業用のエンジンとしてディーゼル型
式のエンジン（Ｅ）に適用した場合の実施例を図面に基
づいて説明する。
式のエンジン（Ｅ）に適用した場合の実施例を図面に基
づいて説明する。
第２図に示すように、エンジン（Ｅ）は燃料噴射ポン
プ（１）の燃料噴射量を調節するコントロールラック
（２）の位置を変更調節することにより、回転数を変更
調節するように構成されている。コントロールラック
（２）は、励磁電流に比例したストロークで位置変位す
るソエノイド（３）（アクチュエータに相当）に連結さ
れている。
プ（１）の燃料噴射量を調節するコントロールラック
（２）の位置を変更調節することにより、回転数を変更
調節するように構成されている。コントロールラック
（２）は、励磁電流に比例したストロークで位置変位す
るソエノイド（３）（アクチュエータに相当）に連結さ
れている。
ポンプ駆動用のカム軸（４）に固定されたギヤ（５）
の歯部に対して磁気式の回転数センサ（６）（回転数検
出手段に相当）が備えられ、エンジン（Ｅ）の回転数が
目標回転数（K0）に対して設定不感帯内に維持されるよ
うに、回転数センサ（６）によって検出される検出回転
数（Ｋ）と指令される目標回転数（K0）との偏差に基づ
いて、ソレノイド（３）を駆動するPID制御式の制御装
置（７）（制御手段に相当）が設けられて、いわゆる電
子式のガバナ装置が構成されている。
の歯部に対して磁気式の回転数センサ（６）（回転数検
出手段に相当）が備えられ、エンジン（Ｅ）の回転数が
目標回転数（K0）に対して設定不感帯内に維持されるよ
うに、回転数センサ（６）によって検出される検出回転
数（Ｋ）と指令される目標回転数（K0）との偏差に基づ
いて、ソレノイド（３）を駆動するPID制御式の制御装
置（７）（制御手段に相当）が設けられて、いわゆる電
子式のガバナ装置が構成されている。
次に制御装置（７）の構成について説明する。第１図
に示すように、目標回転数（K0）と検出回転数（Ｋ）と
の偏差に対する比例成分、積分成分及び微分成分の夫々
を求め、各成分を加算した値をPID制御情報（S0）とし
て出力する偏差演算器（８）（演算手段に相当）、偏差
演算器（８）から出力されるPID制御情報（S0）をさら
に微分処理する微分器（９）（微分手段に相当）、微分
器（９）から出力される微分成分（S1）とPID制御情報
（S0）とを加算する加算器（10）、設定振幅で且つ設定
周期となる三角波の基準信号（TH）と加算器（10）の出
力（S2）とを比較して、PWM変調された駆動信号（S3）
に変換するコンパレータ（11）、コンパレータ（11）の
駆動信号（S3）によってソレノイド（３）を駆動する駆
動用トランジスタ（12）から、制御装置（７）が構成さ
れている。
に示すように、目標回転数（K0）と検出回転数（Ｋ）と
の偏差に対する比例成分、積分成分及び微分成分の夫々
を求め、各成分を加算した値をPID制御情報（S0）とし
て出力する偏差演算器（８）（演算手段に相当）、偏差
演算器（８）から出力されるPID制御情報（S0）をさら
に微分処理する微分器（９）（微分手段に相当）、微分
器（９）から出力される微分成分（S1）とPID制御情報
（S0）とを加算する加算器（10）、設定振幅で且つ設定
周期となる三角波の基準信号（TH）と加算器（10）の出
力（S2）とを比較して、PWM変調された駆動信号（S3）
に変換するコンパレータ（11）、コンパレータ（11）の
駆動信号（S3）によってソレノイド（３）を駆動する駆
動用トランジスタ（12）から、制御装置（７）が構成さ
れている。
ソレノイド（３）は、駆動用トランジスタ（12）に対
して誘導性の負荷になることから、その駆動電流が遅延
して過渡応答特性が低下することがある。特にソレノイ
ド（３）がPWM変調方式で駆動されていることから、駆
動信号（S3）のデューティ比が小になるほど、駆動電流
の遅れが誤差として無視できない状態となる。
して誘導性の負荷になることから、その駆動電流が遅延
して過渡応答特性が低下することがある。特にソレノイ
ド（３）がPWM変調方式で駆動されていることから、駆
動信号（S3）のデューティ比が小になるほど、駆動電流
の遅れが誤差として無視できない状態となる。
そこで、第１図に示すようにソレノイド（３）の駆動
電流を、駆動用トランジスタ（12）のエミッタと接地間
に接続された電流検出用の抵抗（Ｒ）によって検出し、
検出された駆動電流に対応する電圧をローパスフィルタ
（13）により、平均電流に対応する帰還電圧（Vf）に変
換して加算器（10）に負帰還するように構成してあり、
駆動電流に対する過渡応答特性を改善するようにしてい
る。
電流を、駆動用トランジスタ（12）のエミッタと接地間
に接続された電流検出用の抵抗（Ｒ）によって検出し、
検出された駆動電流に対応する電圧をローパスフィルタ
（13）により、平均電流に対応する帰還電圧（Vf）に変
換して加算器（10）に負帰還するように構成してあり、
駆動電流に対する過渡応答特性を改善するようにしてい
る。
前述の実施例は、本考案をディーゼル型式の作業用エ
ンジンの回転数制御装置に適用した場合を示したが、本
考案は各種の型式の作業用エンジンの回転数制御装置に
適用できるものであって、制御対象となるエンジン
（Ｅ）の形式や回転数変更用のアクチュエータ等の各部
の具体構成は各種変更できる。又、制御手段をマイクロ
コンピュータを利用して構成してもよい。
ンジンの回転数制御装置に適用した場合を示したが、本
考案は各種の型式の作業用エンジンの回転数制御装置に
適用できるものであって、制御対象となるエンジン
（Ｅ）の形式や回転数変更用のアクチュエータ等の各部
の具体構成は各種変更できる。又、制御手段をマイクロ
コンピュータを利用して構成してもよい。
尚、実用新案登録請求の範囲の項に図面との対照を便
利にするために符号を記すが、該記入により本考案は添
付図面の構成に限定されるものではない。
利にするために符号を記すが、該記入により本考案は添
付図面の構成に限定されるものではない。
図面は本考案に係る作業用エンジンの回転数制御装置の
実施例を示し、第１図は回転数制御装置のブロック図、
第２図はガバナ装置の構成を示す図である。 （Ｅ）……エンジン、（３）……アクチュエータ、
（６）……回転数検出手段、（７）……制御手段、
（８）……演算手段、（９）……微分手段、（S0）……
PID制御情報、（S1）……微分成分、（Ｋ）……検出回
転数、（K0）……目標回転数。
実施例を示し、第１図は回転数制御装置のブロック図、
第２図はガバナ装置の構成を示す図である。 （Ｅ）……エンジン、（３）……アクチュエータ、
（６）……回転数検出手段、（７）……制御手段、
（８）……演算手段、（９）……微分手段、（S0）……
PID制御情報、（S1）……微分成分、（Ｋ）……検出回
転数、（K0）……目標回転数。
Claims (1)
- 【請求項１】エンジン（Ｅ）の回転数を検出する回転数
検出手段（６）の検出回転数（Ｋ）に基づいて、前記エ
ンジン（Ｅ）の回転数が目標回転数（K0）に維持される
ように、前記エンジン（Ｅ）の回転数を変更調節するア
クチュエータ（３）を制御するPID制御式の制御手段
（７）を備えた作業用エンジンの回転数制御装置であっ
て、 前記制御手段（７）は、前記検出回転数（Ｋ）と前記目
標回転数（K0）との偏差に対する比例成分、積分成分及
び微分成分の各々の和をPID制御情報（S0）として求め
る演算手段（８）と、前記PID制御情報（S0）を微分し
た微分成分（S1）を求める微分手段（９）とを備え、前
記微分成分（S1）と前記PID制御情報（S0）とを加算し
た情報に基づいて、前記アクチュエータ（３）を制御す
るように構成されている作業用エンジンの回転数制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16225588U JPH088275Y2 (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | 作業用エンジンの回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16225588U JPH088275Y2 (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | 作業用エンジンの回転数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283342U JPH0283342U (ja) | 1990-06-27 |
| JPH088275Y2 true JPH088275Y2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=31445917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16225588U Expired - Lifetime JPH088275Y2 (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | 作業用エンジンの回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088275Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-14 JP JP16225588U patent/JPH088275Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0283342U (ja) | 1990-06-27 |
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