JPH09158761A - 機関の燃料制御装置 - Google Patents

機関の燃料制御装置

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JPH09158761A
JPH09158761A JP7346088A JP34608895A JPH09158761A JP H09158761 A JPH09158761 A JP H09158761A JP 7346088 A JP7346088 A JP 7346088A JP 34608895 A JP34608895 A JP 34608895A JP H09158761 A JPH09158761 A JP H09158761A
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JP
Japan
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engine
actuator
disturbance
servo
output
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Withdrawn
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JP7346088A
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English (en)
Inventor
Kenichi Takami
研一 高見
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外乱が加わっても、回転数が安定し、かつ高
い応答性で以て燃料制御を可能とする機関の燃料制御装
置を提供する。 【解決手段】 外乱による実回転数の変化から機関の逆
システムを盛り込んだアクチュエータ操作量の変化を求
め、これに基づきサーボ系の逆システムを盛り込んだサ
ーボ指令値修正量を算出して、PID演算器からアクチ
ュエータに出力されるサーボ指令値を修正するように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は舶用ディーゼル機関
用電子ガバナ等に適用される機関の燃料制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】舶用ディーゼル機関用電子ガバナにおい
ては、主機関の設定回転数に実回転数が等しくなるよう
にPID(比例、積分、微分)制御を行い、その出力を
サーボアクチュエータから燃料噴射装置に与えて機関へ
の燃料量を制御している。
【0003】図2に、かかる従来の電子ガバナにおける
燃料制御装置の1例を示す。図2において、1は目標回
転数を設定するための回転数設定器であり、該設定器1
にて設定された設定回転数12は制御器100の減算器
3に入力され、ここで回転検出器2にて検出された主機
関の実回転数13との偏差14が算出される。
【0004】この回転数偏差14はPID演算器4に入
力され、ここでPID(比例、積分、微分)演算が行わ
れ、その出力はサーボ指令値が15としてサーボアンプ
6に入力される。該サーボアンプ6においては、前記指
令値を所要の操作量に変換してアクチュエータ7に入力
する。該アクチュエータ7から出力される機関の燃料供
給量即ちアクチュエータ操作量16は、主機関11付き
の燃料噴射装置に与えられ、該主機関11は前記操作量
に対応する燃料噴射量にて運転される。
【0005】5は外乱印加部であり、外乱9が大きく変
化した際には、この外乱9が外乱印加部5から主機関1
1に与えられ、該主機関の実回転数13が急変し、これ
が制御器100にフィードバックされ、該制御器100
においてフィードバック制御が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記のような舶用ディ
ーゼル機関は、これに駆動されるプロペラからの負荷を
受け、図2のブロック図に示されるようなフィードバッ
ク制御により一定の回転数が保持される。この場合に
は、PID演算器4の応答性(感度)を遅く(鈍く)す
ることが実回転数を一定に保持するための要件となる。
【0007】しかしながら、上記のようにPID演算器
4の感度を鈍くした状態で機関11を運転すると、負荷
9が急変した際には、フィードバック制御が効かず機関
の回転数(実回転数)が大きく変化し、これによって機
関の故障や性能低下を引き起こす。図2に示される従来
の制御システムでは、このような負荷の急変に即時に対
応できる充分なる応答性を得ることは困難である。
【0008】本発明の目的は、外乱の規模または変化量
が大きくなっても回転が安定し、かつ高い応答性で以て
燃料制御を可能とする機関の燃料制御装置を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記のような問
題点に鑑みてなされたもので、外乱による実回転数の変
化から機関の逆システムを盛り込んだアクチュエータ操
作量の変化を求め、これに基づきサーボ系の逆システム
を盛り込んだサーボ指令値修正量を算出して、PID演
算器からアクチュエータに出力されるサーボ指令値を修
正するようにしたことを要旨とするものである。
【0010】即ち、本発明の特徴とする具体的手段は、
機関の設定回転数と回転検出器で検出された実回転数と
の偏差をPID演算器に入力し、該PID演算器から出
力されサーボアンプを経た制御信号に基づき、アクチュ
エータにより機関の燃料量を制御するように構成された
機関の燃料制御装置において、機関の質量、運転、状態
等の機関要目を数値化した逆システムと前記実回転数と
により仮想アクチュエータ出力を算出する仮想アクチュ
エータ出力演算部と、該仮想アクチュエータ出力演算部
から出力された仮想アクチュエータ出力と前記アクチュ
エータの実出力との偏差と前記サーボアンプ及びアクチ
ュエータを含むサーボ系の逆システムとより、外乱要素
修正量を算出する外乱要素修正量演算部と、前記PID
演算器から出力されるサーボ指令信号と前記外乱要素修
正量演算部からフィードバックされる外乱要素修正量と
の偏差を算出する減算器とを備えたことにある。
【0011】従って、上記手段によれば、外乱が印加さ
れると、アクチュエータ出力演算部において、機関の逆
システムと実回転数の検出値とより、アクチュエータ操
作量の修正値である仮想アクチュエータ出力を算出し、
次いでこの仮想アクチュエータ出力とアクチュエータ操
作量の差つまりアクチュエータ操作量偏差を算出し、外
乱修正量演算部にて該操作量偏差とサーボ系の逆システ
ムとよりサーボ指令値の修正値、つまり外乱要素修正量
を算出する。
【0012】そして減算器にて前記PID演算器からの
サーボ指令値に上記外乱要素修正量を加減算して、サー
ボ指令値を修正し、アクチュエータに与える。これによ
り、外乱が急激に印加されてもこれに対応する量だけサ
ーボ指令値の修正が迅速になされることとなり、実回転
数の急激な変化が抑制される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の好適
な実施形態を詳細に説明する。但しこの実施形態に記載
されている構成部品の相対配置や接続方法などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図1は
本発明の実施形態に係る舶要ディーゼル機関用電子ガバ
ナの燃料制御装置のブロック図である。
【0014】図1において、11はディーゼル主機関
(プロペラ駆動用機関)、1は該主機関11の目標回転
数を設定する回転数設定器、2は主機関11の回転数即
ち実回転数13を検出する回転検出器である。100は
制御器、4は該制御器100の構成要素の1つであるP
ID演算器、3は減算器であり、前記回転数設定器1に
て設定された設定回転数12は前記減算器3に入力さ
れ、ここで回転検出器2にて検出されフィードバックさ
れた主機関11の実回転数13との偏差14が算出され
る。
【0015】この回転数偏差14はPID演算器4に入
力され、ここでPID(比例、積分、微分)演算が行わ
れ、サーボ指令値36が算出される。6はサーボアン
プ、7はアクチュエータであり、該サーボアンプ6にお
いては、後述する減算器23から出力されるサーボ指令
修正値32を所要の操作量に変換してアクチュエータ7
に入力する。
【0016】該アクチュエータ7においては、前記サー
ボアンプ6からの操作量に対応する燃料供給量即ちアク
チュエータ操作量16を出力する。このアクチュエータ
操作量16が主機関の燃料供給量となって燃料噴射装置
(図示せず)に与えられる。5は外乱印加部であり、上
記アクチュエータ操作量16と該外乱印加部5に与えら
れる外乱9との和により主機関11の実回転数が決ま
り、該主機関11はこの実回転数で運転される。
【0017】21は仮想アクチュエータ出力演算部であ
り、前記回転検出器2からの実回転数13が入力され
る。また該仮想アクチュエータ出力演算部21には、主
機関11の質量、運転状態等の機関要目を数値化した逆
システムが設定されており、該仮想アクチュエータ出力
部21においては前記実回転数と逆システムとによりア
クチュエータ7の仮想位置即ち仮想アクチュエータ出力
31を算出する。
【0018】8は減算器であり、該減算器8において、
前記仮想アクチュエータ出力演算部21にて算出された
仮想アクチュエータ出力31と前記アクチュエータ7か
ら出力されたアクチュエータ操作量16との差、即ち外
乱9によるアクチュエータ操作量の修正量である操作量
偏差34が算出される。22は、外乱修正量演算部であ
り、該外乱修正量演算部22においては、サーボ系の出
力即ちサーボアンプ6及びアクチュエータ7の出力の逆
システムが設定され、該逆システムと前記減算器8から
入力される操作量偏差34とにより前記PID演算器4
からのサーボ指令値に対する外乱分の修正量即ち外乱要
素修正量35を算出する。
【0019】この外乱要素修正量35は減算器23に入
力され、ここでPID演算器4から出力されるサーボ指
令値36と該外乱要素修正量35との差が算出される。
このサーボ指令値の差即ちサーボ指令修正値32は、サ
ーボ指令値36を外乱9相当分だけ修正したものであ
り、例えば外乱9により実回転数が急上昇した場合は、
この実回転数の上昇分に相当するサーボ指令値修正量3
5が外乱修正量演算部22にて算出、出力され、サーボ
アンプ6及びアクチュエータ7には、減算器23にて上
記サーボ指令値修正量35の量だけ減じられたサーボ指
令値32が入力される。
【0020】従って、アクチュエータ操作量16はこの
分だけ減じられて燃料噴射装置に入力され、該燃料噴射
装置はこの分だけ燃料供給量を減じ、これによって実回
転数が前記外乱修正分だけ低下することとなる。
【0021】このように本発明に係る前記実施形態によ
れば、外乱が急激に印加されても、これに対応する量だ
けサーボ指令値の修正が迅速になされるので、外乱の印
加による実回転数の変化を抑制することができ、外乱の
規模またはその変化量が大きくても、主機関11は安定
した実回転数で以て運転されることとなる。
【0022】
【発明の効果】以上のように構成されてなる本発明によ
れば、外乱が印加されると、アクチュエータ出力演算部
において、機関の逆システムと実回転数の検出値とよ
り、アクチュエータ操作量の修正値である仮想アクチュ
エータ出力を算出し、次いでこの仮想アクチュエータ出
力とアクチュエータ操作量の差つまりアクチュエータ操
作量偏差を算出し、外乱修正量演算部にて該操作量偏差
とサーボ系の逆システムとよりサーボ指令値修正値、つ
まり外乱要素修正量を算出するように構成されているの
で、外乱が急激に印加されても、これに対応する量だけ
サーボ指令値の修正が迅速になされるので、外乱の印加
による実回転数の変化を抑制することができ、外乱の規
模またはその変化量が大きくても、機関を安定した実回
転数で以て運転することができる。これにより、外乱が
急激に付与されても、機関の燃料制御系の応答性(感度
を低下させることなく機関を安定して運転することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る舶用ディーゼル機関用
電子ガバナの燃料制御システムのブロック図である。
【図2】従来の燃料制御システムの1例を示すブロック
図である。
【符号の説明】
1 回転数設定器 2 回転検出器 3 減算器 4 PID演算器 5 外乱印加部 6 サーボアンプ 7 アクチュエータ 8 減算器 9 外乱 11 主機関 21 仮想アクチュエータ出力演算部 22 外乱修正量演算部 23 減算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 11/36 G05B 11/36 M

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機関の設定回転数と回転検出器で検出さ
    れた実回転数との偏差をPID演算器に入力し、該PI
    D演算器から出力されサーボアンプを経た制御信号に基
    づき、アクチュエータにより機関の燃料量を制御するよ
    うに構成された機関の燃料制御装置において、 機関の質量、運転、状態等の機関要目を数値化した逆シ
    ステムと前記実回転数とにより仮想アクチュエータ出力
    を算出する仮想アクチュエータ出力演算部と、 該仮想アクチュエータ出力演算部から出力された仮想ア
    クチュエータ出力と、前記アクチュエータの実出力との
    偏差と、前記サーボアンプ及びアクチュエータを含むサ
    ーボ系の逆システムとにより、外乱要素修正量を算出す
    る外乱要素修正量演算部と、 前記PID演算器から出力されるサーボ指令信号と前記
    外乱要素修正量演算部からフィードバックされる外乱要
    素修正量との偏差を算出する減算器とを備えたことを特
    徴とする機関の燃料制御装置。
JP7346088A 1995-12-11 1995-12-11 機関の燃料制御装置 Withdrawn JPH09158761A (ja)

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030304