JPS5875211A - Driving system with high energy efficiency - Google Patents
Driving system with high energy efficiencyInfo
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- JPS5875211A JPS5875211A JP16075182A JP16075182A JPS5875211A JP S5875211 A JPS5875211 A JP S5875211A JP 16075182 A JP16075182 A JP 16075182A JP 16075182 A JP16075182 A JP 16075182A JP S5875211 A JPS5875211 A JP S5875211A
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- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は駆動システムに係り、特に、最大効率′Jkm
るように駆動システムを制御する手段に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a drive system, and more particularly to a drive system with maximum efficiency 'Jkm.
It relates to means for controlling the drive system so as to
駆動システム會運転する場合に最大のエネルキ利用効率
を得ることが次オに重要になって来ている。内燃機関等
の如き個々の原動機は容易に測定できる運転特性を有し
ており、所与の負荷出力及び速度に対してその最適が運
転を決定できることが知られている。このような特性を
得ることは出来るが、このよう彦特性會有効に利用する
のに適した制御装置はこれ−まで開発されていない。Obtaining maximum energy efficiency when operating drive systems has become increasingly important. It is known that individual prime movers, such as internal combustion engines, have easily measurable operating characteristics, the optimum of which can determine operation for a given load output and speed. Although such characteristics can be obtained, no control device suitable for effectively utilizing such characteristics has been developed to date.
特に、原動機の利用効率を高める既知のシステムは駆動
システムの色々なパラメータに関連した種々様々な色々
な装置及び方法を用いているが、これらは原動機の実効
最大効率までは達し々い。In particular, known systems for increasing the efficiency of prime mover utilization use a variety of different devices and methods related to various parameters of the drive system, which fall short of the effective maximum efficiency of the prime mover.
例えば、内燃機関のような原動機の作動効率を改善する
という目的に向って、内燃シリンダの構造、圧縮比、燃
料霧化等を改良したものが開発されている。モータ又は
エンジンを低速度で作動させて所要出力を下げるように
しつ\負荷’tM速度で駆動できるようにするため高速
ギヤ比を用いたトランスミッションも開発されている。For example, with the aim of improving the operating efficiency of prime movers such as internal combustion engines, internal combustion cylinders with improved structures, compression ratios, fuel atomization, etc. have been developed. Transmissions have also been developed that use high gear ratios to allow the motor or engine to operate at lower speeds to reduce power requirements while still driving the load at M speed.
本発明は、負荷の運転中即ち駆動中に実効最大エネルギ
利用効率を得るような改良されたシステムに関する。こ
のシステムは、燃料消費エンジン、モータ等の如き実質
的に全ての形式の入力装置に用いられる。このシステム
は、内燃機関の運転全制御するのに便利に用いられ、従
って自動車エンジンの利用効率を改善するのに便利に用
いられる。The present invention relates to an improved system for obtaining maximum effective energy utilization efficiency during operation or drive of a load. This system is used with virtually all types of input devices such as fuel consuming engines, motors, etc. This system is conveniently used to control the overall operation of an internal combustion engine, and thus to improve the utilization efficiency of a motor vehicle engine.
本出願人による公知の研究開発においては、駆動システ
ムは、負荷の出力と、負荷の速度と、負荷に所望の出力
及び速度を与える際に原動機の速度を最低にせしめるの
に必要な調整されたトランスミッション速度比との決定
に基づいて駆動システムのOJ&)ランスミッション¥
r調整するヨウナ手段を用いている。In known research and development by the applicant, drive systems have been developed to adjust the output power of the load, the speed of the load, and the adjustments necessary to minimize the speed of the prime mover in providing the desired power and speed to the load. OJ &) Transmission of the drive system based on the determination of the transmission speed ratio
A means for adjusting r is used.
本出願人による公知の別の研究開発においては、原動機
がマルチシリンダの内燃機関によっテ構成され、エンジ
ンの作動シリンダの数、即ち運転中に燃料が与えらノす
るシリンダの数を調整するが如きによってエンジンを調
整することにより原動機の調整が行々われる。In another known research and development by the applicant, the prime mover is constituted by a multi-cylinder internal combustion engine, and the number of active cylinders of the engine, i.e. the number of cylinders to which fuel is supplied during operation, is adjusted. The prime mover is adjusted by adjusting the engine according to the following.
本出願人による公知の更に別の研究開発においては、駆
動システムの使用中にブレーキのエネルギ消費率が常時
監視芒れ、ブV−キのエネルギ消費率が減少しているか
増力口しているかが効果的に瞬時に判断これる。このよ
うな判W「の結果として、駆動機のトランスミッション
が調整される。この調整によりブV−キのエネルギ消費
率が低下する場合には、その方向に調整を続けていくと
、やがてこの調整によりブV−キエネルギ消費率か増加
するようになり、この際に調整の方向が逆転される。こ
のような調整は、駆動システムの作動を実効最大効率に
維持するように常時行庁われる。In a further known research and development by the applicant, the energy consumption rate of the brakes is constantly monitored during use of the drive system, and it is determined whether the energy consumption rate of the brake brakes is decreasing or increasing. Make decisions effectively and instantly. As a result of such an adjustment, the transmission of the drive machine is adjusted. If this adjustment reduces the energy consumption rate of the brake V-Key, then if the adjustment is continued in that direction, this adjustment will eventually be This causes the V-K energy consumption rate to increase, with the direction of the adjustment being reversed. Such adjustments are made at all times to maintain operation of the drive system at maximum effective efficiency.
本発明の駆動システムは、所要出力が一定速度で変化す
るような負荷や、所要出力及び速度が一緒に変化するよ
う々負荷に用いられる。本駆動システムは、スパーク点
火エンジンに便利に用いられるだけでけ々く、圧縮点火
エンジンにも等しく用いられる。The drive system of the present invention is used with loads where the required power varies at a constant rate, or where the required power and speed vary together. The present drive system is not only conveniently used in spark ignition engines, but is equally useful in compression ignition engines.
本駆動システムは、別の態様においては、可変速度エン
ジンが調整可能な変動性負荷を駆動するような複合装置
を実際に備えている。本発明は、駆動機の出力と入力と
の間の比を決定しそして最大効率を得るように負荷全常
時調整することにも関する。The drive system, in another aspect, actually comprises a compound device in which a variable speed engine drives an adjustable variable load. The invention also relates to determining the ratio between the output and input of the drive machine and constantly adjusting the load to obtain maximum efficiency.
本発明全実施する際には、駆動システムを最大効率で作
動できるようにするのに入力及び出力の測定しか必要と
はれないので、駆動機又は負荷の特性を測定することは
不要である。In the full practice of the present invention, it is not necessary to measure drive or load characteristics since only input and output measurements are required to enable the drive system to operate at maximum efficiency.
或いは又、本発明は、機械の損傷を防止するように上限
よりも小さく予め選択された最大出力でこのような複合
装置全作動することを含む。Alternatively, the present invention includes operating such a combination device at a preselected maximum output less than the upper limit to prevent damage to the machine.
本発明は、四に別の形態においては、エンジンのような
調整可能な駆動機から負荷を駆動する際にエンジンの作
動状態を調整することによって最大効率を得る方法に関
する。In a fourth aspect, the present invention relates to a method for obtaining maximum efficiency when driving a load from an adjustable drive machine, such as an engine, by adjusting the operating conditions of the engine.
エンジンがマルナシリンダエンシン−’chるAa合に
は、本発明は、所望ならば各々のシリンダの作動状態を
個々に又は同時に調整することに関する。If the engine is a Maruna cylinder engine, the invention relates to adjusting the operating conditions of each cylinder individually or simultaneously, if desired.
本発明は、エンジンを最適効率で作動させると同時に、
その負荷点即ちエンジン−変動負荷組合せ体の作動を経
済性という点で最適なものにさせることによって、成る
制御方法から別の制御方法へ切り換えること及び上記し
たような両立し得る制御方法を用いることに関する。The present invention allows the engine to operate at optimum efficiency while at the same time
Switching from one control method to another by optimizing the operation of the load point, i.e. the engine-variable load combination in terms of economy, and using compatible control methods as described above. Regarding.
本発明の駆動システムは、#を造が簡単で且つ経隣的で
あり、然も簡単且つ新規なや9万で非常に改善きれたエ
ネルキ効率のよいシスデム作動を発揮する。The drive system of the present invention is simple and simple to construct, yet provides simple, novel, and greatly improved energy efficient system operation.
不発明のその他の特徴及び効果は、咎付図面を参照し7
’C以下の説明よシ明らかとなろう。For other features and effects of non-invention, please refer to the attached drawings7.
'C The following explanation will become clear.
第1図に示された本発明の実施例においては、310で
一般的に示されたエネルキ効率のよい駆動システムが、
調整可能な出力コンプレッサのような調整可能な負荷に
組合わはれて示されている。In the embodiment of the invention illustrated in FIG. 1, an energy efficient drive system, designated generally at 310, includes
It is shown in conjunction with an adjustable load, such as an adjustable output compressor.
従って、この実施例においては、駆動機/負荷システム
は、エンジン駆動式の可変容積コンプレッサよりなる複
合装置を表わす。Thus, in this example, the drive/load system represents a combined device consisting of an engine-driven variable displacement compressor.
第1図に示されたように、変動負荷Vはシステムの原動
機を構成する内燃機関616によって駆動される。エン
ジンを作動するだめの燃料は一般の燃料供給装置325
から送られ、この燃料供給装置325からエンジン61
3への燃料流量は一般の燃料流量トランスジューサ62
4によって感知される。As shown in FIG. 1, the variable load V is driven by an internal combustion engine 616 that constitutes the prime mover of the system. The fuel for operating the engine is a general fuel supply device 325.
from this fuel supply device 325 to the engine 61.
3 is determined by a general fuel flow transducer 62.
Sensed by 4.
変動負荷が可変コンプレッサ■である場合には、流体入
力628からコンプレッサへ流体が導入され、圧縮され
た流体はコンプレッサから出力629を経て流出される
。If the variable load is variable compressor ■, fluid is introduced into the compressor from fluid input 628 and compressed fluid exits the compressor via output 629.
可変コンプレッサヲ調整するために一般の負荷調整制御
器660が設けられている。この制御器360は効率引
算器6′51によって制御され、この計算器は当業者に
良く知られた一般の適当な計算器であり、多数の感知入
力及び計算入力の関数として出力信号を発生する。A general load adjustment controller 660 is provided to adjust the variable compressor. This controller 360 is controlled by an efficiency subtractor 6'51, which is any suitable general calculator well known to those skilled in the art, and generates an output signal as a function of a number of sensing and calculating inputs. do.
特に、第1図に示された制御器は、出力629における
圧縮された流体の出力圧力及び出力流量を感知する一般
構造のコンプレッサ出力圧カドランスジューサ632及
び出力流量トランスジューサ666を更に備えている。In particular, the controller shown in FIG. 1 further includes a compressor output pressure quadrature transducer 632 and an output flow transducer 666 of general construction for sensing the output pressure and output flow rate of compressed fluid at output 629.
圧力及び流量の感知され九測定値は効率計算器361へ
送られる。又第1図に示されたように、エンジンの燃料
流量トランスジューサ624から効率計算器にも信号が
送られ、全効率の計算値、即ち、エンジンへ13への燃
料流量に対するコンプレッサの出力め比が与えられる。The sensed measurements of pressure and flow are sent to efficiency calculator 361. As shown in FIG. 1, the engine's fuel flow transducer 624 also sends a signal to an efficiency calculator to determine the calculated total efficiency, i.e., the ratio of the compressor output to the fuel flow to the engine 13. Given.
この比の信号は負荷調整制御器へ送られ、この制御器は
この信号に応じてコンプレッサ會調整してこの比を最大
にし、ひいては、エンジン及びコンプレッサ組合せ体の
全効率を最大にする。A signal of this ratio is sent to a load adjustment controller which adjusts the compressor system in response to the signal to maximize the ratio and thus the overall efficiency of the engine and compressor combination.
上記で簡単に述べたように、変動負荷は最人出内金発生
するように制御されてもよい。このためには、効率計算
器631にモードセレクタスイッチ664が組合わされ
、最大効率又は最大出力のいずれかを与えるように、或
いはここに示す実施例では、最大のものが取り出される
ように、コンプレッサを選択的に制御することができる
。当業者に明らかなように、コンプレッサの出力全最大
にするように本システムを用いる場合には、効率計算器
はエンジンの燃料流量トランスジューサ624からの信
号を無視する。As briefly mentioned above, the variable load may be controlled to generate the maximum amount of cash and withdrawals. To this end, the efficiency calculator 631 is combined with a mode selector switch 664 to operate the compressor to give either maximum efficiency or maximum output, or in the embodiment shown, maximum output. Can be selectively controlled. As will be apparent to those skilled in the art, when using the system to maximize compressor output, the efficiency calculator ignores the signal from the engine's fuel flow transducer 624.
従って、変動負荷■の制御は、変動負荷及び可変エンジ
ン駆動機の組合せ体のブレーキ燃料消費率の実効逆数を
適当に決定することによって行なわれる。上記した公知
の場合のように調整可能な比のトランスミッションTh
1ll整するのではなくて、負荷Vt常時調整すること
によって、最大の全効率が得られる。その結果、エンジ
ン316又は負荷装置■のいずれの特性も測定する必要
がなくなる。エンジン及び負荷の特性の如何に拘らず、
効率計算器661は効率の比を決定しそして負荷調整制
御器630はこの決定された効率の比を最大にするよう
に常時負荷を調整する。Therefore, control of the variable load (2) is accomplished by appropriately determining the effective reciprocal of the brake fuel consumption rate of the variable load and variable engine drive combination. Adjustable ratio transmission Th as in the known case mentioned above
Maximum overall efficiency is obtained by constantly adjusting the load Vt, rather than adjusting the load Vt. As a result, there is no need to measure any characteristics of the engine 316 or the load device (2). Regardless of engine and load characteristics,
Efficiency calculator 661 determines the efficiency ratio, and load adjustment controller 630 constantly adjusts the load to maximize this determined efficiency ratio.
最大出力モードを用いる時には、計算器631は、コン
プレッサ又は駆動機への損傷を防止するようにコンプレ
ッサの最大出力を予め選択された上限値に制限する手段
を含み、従って最大出力の考え方は、システムのパラメ
ータと同等の予め選択された実際の最大出力へ制限する
ことを含む。When using the maximum output mode, the calculator 631 includes means for limiting the maximum output of the compressor to a preselected upper limit to prevent damage to the compressor or drive; including limiting to a preselected actual maximum output equal to the parameter of.
エンジン駆動式のコンプレッサに関連して本発明を説明
したが、当業者に明らかなように、原動機は、電気モー
タ、流体作動式モータ等を含むいかなる形式の原動機で
あってもよい。同様に、負荷は、調整できるいかなる形
式の負荷装置であってもよI/、。本発明は、可変の原
動機及び変動負荷により表わされた複合装置の瞬時効率
比を与えるように負荷を瞬時に測定することを含む。Although the invention has been described in connection with an engine-driven compressor, those skilled in the art will appreciate that the prime mover may be any type of prime mover, including electric motors, fluid-operated motors, and the like. Similarly, the load may be any type of load device that can be adjusted. The present invention includes instantaneous measurement of the load to provide an instantaneous efficiency ratio of a complex device represented by a variable prime mover and variable load.
第1図に示された効率制御方法によれば、エンジン即ち
原動機自体の性能を最適力ものにする必要はない。従っ
て、本最適効率作動においては、原動機自体が最適効率
未満で作動するか、或いは又、負荷が最適効率未満で作
動しても構わないことになる。本発明の考え方は、入力
に対する出力の比を最適にすることを含み、これは、本
発明によれば、原動機又は負荷自体の特性を最適なもの
にすることとは別に達成される。According to the efficiency control method shown in FIG. 1, it is not necessary to optimize the performance of the engine or prime mover itself. Therefore, in this optimum efficiency operation, the prime mover itself may operate at less than optimum efficiency, or alternatively, the load may operate at less than optimum efficiency. The idea of the invention involves optimizing the ratio of output to input, which according to the invention is achieved apart from optimizing the characteristics of the prime mover or the load itself.
本発明は、原動機が第1図に示されたように負荷に直結
されるか、或いは前記した公知の場合に関連して述べた
ように調整可能力比のトランスミッションを介して負荷
に接続されることを含む。The present invention provides that the prime mover is connected directly to the load as shown in FIG. 1 or via an adjustable power ratio transmission as described in connection with the prior known case Including.
本発明では、原動機又は負荷の効率を最適なものにする
ことは必要ではなく、事実、これらのいずれをも最適に
する必要がない。従って、例えば、エンジン616は入
力エネルギに対する出力の死金最大にすることとは別に
、その最大効率で作動せしめられる。The present invention does not require optimizing the efficiency of the prime mover or the load, in fact neither of these need be optimized. Thus, for example, engine 616 may be operated at its maximum efficiency in addition to maximizing output relative to input energy.
さて、第2図を参照すれば、被駆動負荷■の作動効率を
改善する別の方法は、エンジンの特性の変化を用いて所
望の最適効率を得るという点で、前記の実施例とは異な
る。ここに示す実施例では制御器は、ブレーキの燃料消
費率の計算器426會含む。Referring now to FIG. 2, another method for improving the operating efficiency of a driven load differs from the previous embodiment in that it uses changes in the characteristics of the engine to obtain the desired optimum efficiency. . In the illustrated embodiment, the controller includes a brake fuel consumption rate calculator 426.
ここに示す実施例では、計算器423は、エンジンが燃
料噴射エンジンである場合にエンジン416への燃料噴
射時期のようなエンジンの特性を制御する。第2図に示
されたように、計算器426は、エンジン14整手段4
66を制御する調整制御15419へ制御信号を与え、
エンジン調整手段466はここに示す実施例ではエンジ
ン413への燃料噴射時期を調整する手段な會む。In the illustrated embodiment, calculator 423 controls engine characteristics such as the timing of fuel injection to engine 416 if the engine is a fuel injected engine. As shown in FIG.
providing a control signal to an adjustment control 15419 that controls 66;
In the embodiment shown here, the engine adjusting means 466 is a means for adjusting the fuel injection timing to the engine 413.
燃料流量l・ランスジューサ424はエンジンへの燃料
流tv感知してこれを計算器423へ送る。A fuel flow l transducer 424 senses the fuel flow tv to the engine and sends it to a calculator 423 .
負荷に作動的に組合わされた負荷トランスジューサ46
7は、負荷の出力速度に対応する第1信号と、負荷の出
力トルクに対応する第2信号とを出力計算器438へ送
り、この計算器438は計算器426へ出力信号を送り
、この信号はトランスジューサ424からの燃料流量信
号と共に用いられて、エンジンのブレーキ燃料消費率が
計算される。a load transducer 46 operatively associated with the load;
7 sends a first signal corresponding to the output speed of the load and a second signal corresponding to the output torque of the load to an output calculator 438, which sends an output signal to the calculator 426, which outputs the signal. is used in conjunction with the fuel flow signal from transducer 424 to calculate the engine brake fuel consumption rate.
第1図の実施例の場合と同様に、所望々らば最大効率で
はなくて最大出力を与えるように制御を選択的に変える
モードセレクタスイッチ434が設けられてもよい。As with the embodiment of FIG. 1, a mode selector switch 434 may be provided to selectively alter the control to provide maximum output rather than maximum efficiency if desired.
第2図のシステムの作動においては、負荷出力がエンジ
ンへの燃料流量と比較されてブレーキの燃料消費率が決
定されると共に、計算器426から一般の調整制御器4
19への信号により、エンジン調整器466によって制
御されるエンジンへの燃料噴射時期が調整器れる。従っ
て、この方法は、噴射燃料付与手段を有するスパーク点
火エンジン及び圧縮点火エンジンの両方に適用できる。In operation of the system of FIG. 2, the load output is compared to the fuel flow to the engine to determine the brake fuel consumption rate, and from the calculator 426 to the general regulation controller 4.
The signal to 19 adjusts the timing of fuel injection to the engine, which is controlled by engine regulator 466. This method is therefore applicable to both spark ignition engines and compression ignition engines with injection fuel application means.
エンジンがキャブレータ又はこれと同様のものを用いて
いる場合には、点火のタイミングが制御器419によシ
これに対応するエンジン調整器436を介して制御され
る。If the engine uses a carburetor or the like, the timing of ignition is controlled by controller 419 via a corresponding engine regulator 436.
マルチシリンダエンジンの場合には、本発明の範囲内で
必要に応じてシリンダが同時に調整されてもよいし個々
に調整されてもよい。In the case of multi-cylinder engines, the cylinders may be adjusted simultaneously or individually as required within the scope of the invention.
第2図の実施例においては、1つのエンジンパラメータ
が調整される。当業者に明らかなように本発明の範囲内
で、空燃比の調整、弁のタイミング、点火のタイミング
等を含むいかに多数のエンジン変数が調整されてもよい
。In the embodiment of FIG. 2, one engine parameter is adjusted. As will be apparent to those skilled in the art, any number of engine variables may be adjusted within the scope of the present invention, including air/fuel ratio adjustments, valve timing, ignition timing, and the like.
更に、当業者に明らかなように、112図の方法によっ
て与えられる制御は上記した他の技術と組合わせて用い
られてもよい。Furthermore, as will be apparent to those skilled in the art, the control provided by the method of FIG. 112 may be used in combination with the other techniques described above.
第6図には、原動機として電気モータを用いた本発明の
実施例が櫃略的に示されている。従って、第6図に示さ
れたように、電気モータ539は、一般の電源525か
ら一般構造の電圧制御器540及び電カドランスジュー
サ541を経て電力を受ける。電カドランスジューサ5
41から第1図の実施例の効率計算器661に類似した
効率計算器561へ信号が送られる。FIG. 6 schematically shows an embodiment of the invention using an electric motor as the prime mover. Accordingly, as shown in FIG. 6, the electric motor 539 receives power from the common power source 525 through the commonly configured voltage controller 540 and electric current reducer 541. electric cadence juicer 5
41 sends a signal to an efficiency calculator 561 similar to efficiency calculator 661 of the embodiment of FIG.
電気モータは負荷512′f駆動し、負荷トランスジュ
ーサ517はトルク信号及び速度信号を含む信号を電力
計算器518へ発生する。この計算器518から効率計
算器561へ負荷電力信号が送られる。The electric motor drives a load 512'f and a load transducer 517 generates signals including a torque signal and a speed signal to a power calculator 518. A load power signal is sent from this calculator 518 to an efficiency calculator 561.
この効率計算器561はトランスジューサ541からの
入力電力信号及び計算器518からの出力電力信号を受
けて、これらの比を一般のやり方で計算し、電圧制御器
へ出力効率信号を与えて、駆動システムの運転中に常時
効率を最大にするように電気モータ569に送られる電
圧を調整する。The efficiency calculator 561 receives the input power signal from the transducer 541 and the output power signal from the calculator 518, calculates their ratio in a conventional manner, and provides an output efficiency signal to the voltage controller to control the drive system. During operation, the voltage sent to electric motor 569 is adjusted to maximize efficiency at all times.
当業者に明らかなように、電源から電気モータへの電圧
の制御は、駆動システムの効率を最大にするように電気
モータの作動全制御する1つの方法に過ぎない。従って
、説明上、このシステムは独立した速度制御ループ等を
有する可変速度モータ機構と共に用いられる。As will be apparent to those skilled in the art, controlling the voltage from the power source to the electric motor is just one method of controlling the overall operation of the electric motor to maximize the efficiency of the drive system. Thus, for illustrative purposes, this system is used with variable speed motor mechanisms having independent speed control loops and the like.
さて、第4図の実施例を説明すれば、ポンプ612のよ
うな変動負荷を駆動するものとして流体作動式のモータ
641が示されている。圧カドランスジューサ642は
液圧モータ641にまたがる圧力を測定し、効率計算器
661へ圧力信号を発生する、
ポンプ圧カドランスジューサ646は流体供給源628
及びポンプ612の出力からの圧力信号を受けて、効率
計算器661ヘポンプ圧力信号を発生する。Now, referring to the embodiment of FIG. 4, a fluid-operated motor 641 is shown to drive a variable load such as a pump 612. A pressure quadrant juicer 642 measures pressure across the hydraulic motor 641 and generates a pressure signal to an efficiency calculator 661. A pump pressure quadrant juicer 646 connects the fluid source 628.
and a pressure signal from the output of pump 612 to generate a pump pressure signal to efficiency calculator 661 .
ポンプ出力の流量はトランスジューサ636によって感
知され、これに対応する(8号も効率計算器661へ送
られる。液圧動力源625のような流体動力源は流体流
量制御器640を経てモータ641へ加圧流体を送る。The flow rate of the pump output is sensed by transducer 636 and a corresponding number 8 is also sent to efficiency calculator 661. A fluid power source, such as hydraulic power source 625, is applied to motor 641 via fluid flow controller 640. Send pressure fluid.
この導入流量はトランスジューサ644によって感知さ
れ、このトランスジューサは流量に対応する信号を効率
計算器661へ送る。This introduced flow rate is sensed by transducer 644, which sends a signal corresponding to the flow rate to efficiency calculator 661.
効率計算器661は一般のやり方でシステムの効率を決
定し、そしてシステム効率信号を流量制御器640に送
り、液圧モータ641への流体供給流量を適当に制御す
ることによりシステムの効率を常時最大にする。Efficiency calculator 661 determines the efficiency of the system in a conventional manner and sends a system efficiency signal to flow controller 640 to appropriately control the fluid supply flow rate to hydraulic motor 641 to maximize system efficiency at any time. Make it.
説明上、効率計算器661は、出力が出力流量及び出力
圧力によって決定されそして入力が入力流量及び入力圧
力によって決定される場合にはシステムの人力に対する
出力の比を決定する。Illustratively, the efficiency calculator 661 determines the ratio of power to manpower of the system where the output is determined by the output flow rate and output pressure and the input is determined by the input flow rate and input pressure.
添付図面に示された種々の実施例においては、対応要素
が、100ずつ異なる同様の参照番号で示されている。In the various embodiments shown in the accompanying drawings, corresponding elements are designated by similar reference numerals that differ by 100.
上記したように、種々の駆動システムは特に述べた以外
は同様に働く。広い見地からみれば、本発明による種々
の方法は、所与の負荷に対して最適な効率でエンジンを
運転できるようにトランスミッション手段のギヤ比を変
えるか又はシリンダの数を変えることによって効率を最
適なものにすること金含む。或いは又、本発明は、出力
対入力効率を最大にするように変動負荷を常時調整する
ことも含む。更に又、本発明は、燃料噴射式エンジンの
噴射時期又はキャブレータ型エンジンの点火タイミング
を調整するが如きによって出力対入力効率を最大にする
ようにエンジン作動状態を常時調整することも含む。更
に、本発明は、システムの安全パラメータ内で最大許容
出力ないしは駆動出力1与えるように駆動システムを制
御することも含む。このように最大出力モードを選択で
きることにより、システムの安全作111において最大
効率よりも最大出力を与えることがしばしば所望された
如或いはその他のことが所望されたシする場合には駆動
システムの制御の容易性を改善することができる。As noted above, the various drive systems operate similarly except as specifically noted. From a broad perspective, the various methods according to the invention optimize the efficiency by varying the gear ratio of the transmission means or by varying the number of cylinders so that the engine can be operated with optimal efficiency for a given load. That includes money. Alternatively, the present invention includes constantly adjusting variable loads to maximize output-to-input efficiency. Additionally, the present invention includes constantly adjusting engine operating conditions to maximize power-to-input efficiency, such as by adjusting injection timing in a fuel-injected engine or ignition timing in a carbureted engine. The invention further includes controlling the drive system to provide a maximum allowable power or drive power within the safety parameters of the system. This ability to select the maximum power mode allows for control of the drive system in cases where it is often desired to provide maximum power rather than maximum efficiency in system safety operations 111, or where otherwise desired. Ease of use can be improved.
特定の実施例の上記の開示は本発明の広い考え方を説明
するものに過ぎない。The above disclosure of specific embodiments is merely illustrative of the broad concept of the invention.
第1図は本発明による駆動システムの概略図、第2図は
本発明による駆動システムの別の態様を示す概略図、
第6図は本発明による駆動システムの更に別の態様を示
す概略図、
第4図は本発明による駆動システムの更に別の態様を示
す概略図である。
310・・・駆動システム V・・・変動負荷313・
・・内燃機関(エンジン)
624・・・燃料流量トランスジューサ625・・・燃
料供給源 628・・・流体入力329・・・出力
330・・・負Vi調整制御器361・・・効率計
算器
632・・・コンプレッサ出力圧カドランスジューサ6
66・・・出力流量トランスジューサ634・・・モー
ドセレクタスイッチFIG. 1 is a schematic diagram of a drive system according to the invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing another embodiment of the drive system according to the invention, and FIG. 6 is a schematic diagram showing a further embodiment of the drive system according to the invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing yet another embodiment of the drive system according to the invention. 310... Drive system V... Variable load 313.
... Internal combustion engine (engine) 624 ... Fuel flow transducer 625 ... Fuel supply source 628 ... Fluid input 329 ... Output
330... Negative Vi adjustment controller 361... Efficiency calculator 632... Compressor output pressure quadrant juicer 6
66...Output flow rate transducer 634...Mode selector switch
Claims (1)
動される変動性負荷を有する駆動システムのエネルギ利
用効率を効果的に最適化する方法において、 原動機による瞬時エネルギ利用率を測定し、負荷に発生
される瞬時出力を測定し、そして駆動システムの効率を
最大にするように負荷を常時調整するという段階を備え
たことを特徴とする方法。 2、負荷が原動機に直結された特許請求の範囲第1項に
記載のエネルギ利用効率を効果的に最適化する方法。 3、負荷が可変トランスミッションを介シテ原動機に接
続され、上記方法はこのトランスミッションを調整する
段階を更に含む特#!F請求の範囲第1項に記載のエネ
ルギ利用効率を効果的に最適化する方法。 4、 負荷は流体に対して仕事を行なう装置を含む特許
請求の範囲第1項に記載のエネルギ利用効率全効果的に
最適化する方法。 5、負荷を調整する上記の段階の前に最大作動効率を得
るように原動機の速度を調整するという段階を更に備え
た特許請求の範囲第1項に記載のエネルギ利用効率を効
果的に最適化する方法。 6、可変出力の駆動損金なすように可変に構成された原
動機と、これにより駆動される負荷とを有する駆動シス
テムのエネルギ利用効率を効果的に最適化する方法にお
いて、 原動機による瞬時ブレーキ燃料消費率を測定し、そして このブレーキ燃料消費率を効果的に最小にするように原
動機の作動状態+n整するという段階を具備したことを
特徴とする方法。 Z 原動機は燃料噴射エンジンを含み、その作動状態を
調整する上記段階はエンジンへ6燃料噴゛射時期を調整
する段階を含□む特許請求の範囲オ6項に記載のエネル
ギ利用効率を効果的に最適化する方法。 8、原動機はエンジンを含み、その作動状態を調整する
上記の段階はエンジンの点火タイミングを調整する段階
を含む特許請求の範囲オ6項に記載のエネルギ利用効率
を効果的に最適化する方法。 9 原動機は複数個のシリンダを有するマルチシリンダ
エンジンを含み、原動機の作動状態を調整する上記段階
は各シリンダの構成体全順次に調整する段階を含む特許
請求の範囲オ6項に記載のエネルギ利用効率を効果的に
最適化する方法。 10、原動機はエンジンを含み、その作動状態を調整す
る上記段階はエンジンに送られる燃料の空燃比を調整す
る段階を含む特許請求の範囲オ6項に記載のエネルギ利
用効率を効果的に最適化する方法。 且 原動機はエンジン金倉み、その作動状態を調整する
上記段階はエンジンの弁のタイミングを調整する段階を
含む%許請求の範囲オ6項に記載のエネルギ利用効率を
効果的に最適化する方法。 12、原動機は複数個のシリンダを有するエンジンを含
み、原動機の作動状態を調整する上記段階は、全てのシ
リンダの作動状態を同時に調整する段階を含む特許請求
の範囲オ6項に記載のエネルギ利用効率を効果的に最適
化する方法。 16、 原動機の作動状態の上記調整を行々う際には
少なくとも2つの異なった作動状態が調整される特許請
求の範囲オ6項に記載の工坏ルギ利用効率を効果的に最
適化する方法。 14、 原動機は内燃機関を含む特許請求の範囲オ6
項に記載のエネルギ利用効率を効果的に最適化する方法
。 15、原動機は電気モータを含む特許請求の範囲オ6項
に記載のエネルギ利用効率を効果的に最適化する方法。 16、 原動機は流体作動式モータを含む特許請求の
範囲オ6項に記載のエネルギ利用効率を効果的に最適化
する方法。 1Z 可変人力エネルギに応答して変動性負荷を可変
速度で駆動する駆動機を有した駆動システムにおいて、 負荷の出力を測定する手段と、 入力を測定する手段と、 上記測定手段によシ測定された入力に対する負荷の出力
の比を調整して、駆動システムの作動効率を最大にする
ような手段とを具備することを特徴とする駆動システム
。 18、 上記駆動機は内燃機関を含む特許請求の範囲
第17項に記載の駆動システム。 19 上記駆動機は内燃機関及びこれと負荷との間に
接続された可変速度トランスミッションとを含む特許請
求の範囲第17項に記載の駆動システム。 20、上記比を調整する上記手段は上記負荷を調整する
手段を含む特許請求の範囲第17項に記載の駆動システ
ム。 21、上記比を調整する上記手段は上記駆動機を調整す
る手段を含む特許請求の範囲第17項に記載の駆動シス
テム。 η、上記駆動機は電気モータを含む%許論求の範囲第1
7項に記載の駆動システム。 26、 上記駆動機は流体作動式モータを會む特許請
求の範囲第17項に記載の駆動システム。 24、 可変人力エネルギに応答して負荷を可変速度
で駆動する原動1Mを1し、所望の負荷速度及び出力全
発生するに必要な最低限のブレーキエネルギ消費率で作
動されることによって入力エネルギの最大利用効率が得
られるような駆動システムにおいて、 負荷の出力と、負荷の速度と、そして更に、所望の負荷
出力及び速度を与える際に上記ブレーキエネルギ消費率
を最小にせしめるのに必要な上記原動機の調整量とを測
定する手段と、 駆動システムを最小のブレーキエネルギ消費率で作動さ
せるように、上記の測定された調整量に基づいて上記原
動機を調整する手段とを具備したことを特徴とする駆動
システム。 25、 可変人力エネルギに応答して変動性負荷を可
変速度で駆動する駆動機を有した駆動システムにおいて
、 負荷への入力を測定する手段と、 駆動機へ、のエネルギ入力を測定する手段と、上記測定
手段の測定に基づいて上記駆動機及び負荷の少なくとも
一万全調整し、駆動システムへの損4tj′hシに負荷
の最大出力を得るようにする手段とを具備したことを判
徴とする駆動システム。 %、 上記駆動機は内燃機関を含む特許請求の範囲第2
5項に記載の駆動システム。 2Z 上記・駆動機は、内燃機関及びこれと負荷との
間に接続された可変速度トランスミッションとを含む特
許請求の範囲第25項に記載の駆動システム。 28、 エネルギを使用する原動機と、これによ如駆動
さtl、る負荷とを有した駆動システムを作動する方法
において、 原動機への入力を測定し、 負荷の出力を測定し、そして (a)駆動システムの効率を最大にするように負荷及び
原動機の片方又は両方全調整するか、又は(b)駆動シ
ステムへの損傷なしに負荷の出力を最大にするかを常時
選択的に行なう段階を具備することを特徴とする方法。 29 原動機は内燃機関全台み、その構成体の調整に
よって調整される特許請求の範囲第28項に記載の駆動
システムを作動する方法。 ろ0.原動機は内燃機関全台み、その作動点の調整によ
って調整される特許請求の範囲第28項に記載の駆動シ
ステムを作動する方法。[Claims] 16. A method for effectively optimizing the energy use efficiency of a drive system having a prime mover that uses energy and a variable load driven by the prime mover, comprising: measuring the instantaneous energy utilization rate by the prime mover; A method characterized in that it comprises the steps of: measuring the instantaneous power generated by the drive system; and constantly adjusting the load to maximize the efficiency of the drive system. 2. A method for effectively optimizing energy use efficiency according to claim 1, wherein the load is directly connected to the prime mover. 3. The load is connected to the prime mover through a variable transmission, and the method further includes the step of adjusting the transmission! F. A method for effectively optimizing energy use efficiency as claimed in claim 1. 4. A method for effectively optimizing energy use efficiency as claimed in claim 1, wherein the load includes a device that performs work on a fluid. 5. Effectively optimizing energy utilization efficiency as claimed in claim 1, further comprising the step of adjusting the speed of the prime mover to obtain maximum operating efficiency before said step of adjusting the load. how to. 6. In a method for effectively optimizing the energy utilization efficiency of a drive system having a variably configured prime mover and a load driven thereby, the instantaneous braking fuel consumption rate by the prime mover is variably configured to provide a variable output drive loss. and adjusting the operating condition of the prime mover so as to effectively minimize this brake fuel consumption rate. Z The prime mover includes a fuel injection engine, and the step of adjusting the operating state of the engine includes the step of adjusting the timing of fuel injection to the engine. How to optimize for. 8. The method for effectively optimizing energy use efficiency as claimed in claim 6, wherein the prime mover includes an engine, and the step of adjusting the operating state of the engine includes adjusting the ignition timing of the engine. 9. Energy utilization according to claim 6, wherein the prime mover includes a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders, and the step of adjusting the operating state of the prime mover includes the step of sequentially adjusting all components of each cylinder. How to effectively optimize efficiency. 10. The prime mover includes an engine, and the step of adjusting the operating state thereof includes the step of adjusting the air-fuel ratio of the fuel sent to the engine. how to. 7. The method of effectively optimizing energy use efficiency as claimed in claim 6, wherein the prime mover is an engine, and the step of adjusting the operating state thereof includes adjusting the timing of valves of the engine. 12. Energy utilization according to claim 6, wherein the prime mover includes an engine having a plurality of cylinders, and the step of adjusting the operating condition of the prime mover includes simultaneously adjusting the operating condition of all cylinders. How to effectively optimize efficiency. 16. The method for effectively optimizing the efficiency of the use of an engineer as set forth in claim 6, wherein at least two different operating states are adjusted when performing the adjustment of the operating state of the prime mover. . 14. Claims O6 in which the prime mover includes an internal combustion engine
A method for effectively optimizing energy use efficiency as described in Section. 15. A method for effectively optimizing energy use efficiency as claimed in claim 6, wherein the prime mover includes an electric motor. 16. A method for effectively optimizing energy use efficiency as claimed in claim 6, wherein the prime mover includes a fluid-operated motor. 1Z In a drive system having a drive machine for driving a variable load at a variable speed in response to variable human power energy, a means for measuring the output of the load, a means for measuring the input, and a means for measuring the input by the measuring means. and means for adjusting the ratio of the output of the load to the input input to maximize the operating efficiency of the drive system. 18. The drive system according to claim 17, wherein the drive machine includes an internal combustion engine. 19. The drive system of claim 17, wherein the drive machine includes an internal combustion engine and a variable speed transmission connected between the engine and the load. 20. The drive system of claim 17, wherein said means for adjusting said ratio includes means for adjusting said load. 21. The drive system of claim 17, wherein said means for adjusting said ratio includes means for adjusting said drive machine. η, the above-mentioned drive machine is the first range of permissible argument including an electric motor.
The drive system according to item 7. 26. The drive system according to claim 17, wherein the drive unit includes a fluid-operated motor. 24. A prime mover 1M that drives a load at variable speeds in response to variable human energy is operated at the minimum brake energy consumption rate necessary to produce the desired load speed and total output, thereby reducing input energy. In a drive system for maximum utilization efficiency, the prime mover is necessary to minimize the load power, the load speed, and also the braking energy consumption rate in providing the desired load power and speed. and means for adjusting the prime mover based on the measured adjustment amount so as to operate the drive system at a minimum braking energy consumption rate. drive system. 25. In a drive system having a drive for driving a variable load at a variable speed in response to variable human energy, the drive system comprises: means for measuring an input to the load; and means for measuring an energy input to the drive; The invention is characterized by the fact that it is equipped with means for at least fully adjusting the driving machine and the load based on the measurements of the measuring means, so as to obtain the maximum output of the load without causing any loss to the driving system. drive system. %, Claim 2 in which the driving machine includes an internal combustion engine
The drive system according to item 5. 2Z The drive system of claim 25, wherein the drive machine includes an internal combustion engine and a variable speed transmission connected between the engine and the load. 28. In a method of operating a drive system having a prime mover using energy and a load driven thereby, measuring the input to the prime mover, measuring the output of the load, and (a) (b) selectively at any time either fully adjusting the load and/or the prime mover to maximize the efficiency of the drive system; or (b) maximizing the output of the load without damage to the drive system; A method characterized by: 29. A method of operating a drive system according to claim 28, wherein the prime mover is an internal combustion engine and is adjusted by adjusting its components. Ro0. 29. The method of operating a drive system according to claim 28, wherein the prime mover is an internal combustion engine and is adjusted by adjusting its operating point.
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