JPS6065248A - 内燃機関速度制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関の速度を設定値に保つように制御する
速度制御装置に関するものである。

従来技術 従来の内燃機関速度制御装置として第１図に示すものが
知られている。第１図において１は制御される内燃機関
で、該内燃機関は気化器のスロットルバルブを操作する
スロットルレバーや燃料噴射ポンプの噴射量調節用ラッ
クを操作するレバーまたはロンドのような回転速度調節
手段を備えており、該回転速度調節手段を操作すること
により該機関の回転速度を適宜に変化させ得るようにな
っている。２は設定回転速度を与える回転速度設定部、
３は内燃機関の回転速度（ｒｐｍ）を検出する回転速度
検出部で、回転速度設定部がら１りられる設定信号ＶＳ
および回転速度検出部から１ｎられる速度検出信号Ｖｎ
は利得調整回路４に入力されている。利得調整１回路４
は設定信号ｖｓと検出信号Ｖｎとを比較して設定回転速
度と実際の回転速度との差に比例した偏差信号■４を出
力する。

この偏差信号Ｖ４は比例信号発生回路５と積分信号発生
回路６と微分信号発生回路７とに入力されている。比例
信号発生回路５は偏差信号Ｖ４に比例した比例信号Ｖｐ
を、また積分信号発生回路６は前記偏差信号を積分した
信号Ｖｉをそれぞれ出力し、微分信号発生回路７は偏差
信号■４の微分信号Ｖｄを出力する。上記比例信号■ｐ
１積分信号■ｉおよび微分信号Ｖｄは加減算回路８に入
力され、該加減算回路８から速度検出信号Ｖｎと設定信
号ＶＳとの偏差を零にする為に必要な動作信号ＶＯが得
られるようになっている。利得調整回路４、比例信号発
生回路５、積分信号発生回路６、微分信号発生回路７お
よび加減算回路８により調節部９が構成され、該調節部
９から得られる動作信号■０が内燃機関の回転速度調整
手段を操作する操作部１０に入力されている。操作部１
０は内燃機関の回転速度調整手段を動かす電気式のアク
チュエータ１０ａと前記動作信号Ｖｏに応じてアクチュ
エータ１０ａに駆動電流を流す駆動回路１０ｂとからな
り、前記動作信号に応じてアクチュエータ１０ａが機関
の回転速度調整手段を操作して機関の回転速度を設定値
に近付ける。

上記従来の回転速度制御装置においては、機関が異なる
毎に該機関の特性に合せて利得調整回路の調整を行わな
ければならず、また比例信号発生回路４、積分信号発生
回路６および微分信号発生回路７の定数をそれぞれ適当
な値に調整しなければな゛らないため調整箇所が多くな
り、調整作業が面倒になる欠点があった。更に上記の装
置では比例信号発生回路と積分信号発生回路と微分信号
発生回路とを個別に構成していたため装置の構造が複雑
になる欠点があった。

発明の目的 本発明の目的は、構造を簡単にし、調整箇所を少なくし
た内燃機関速度制御装置を提供することにある。

発明の構成 本発明は内燃機関の回転速度に相応した速度検出信号を
出力する回転速度検出部と、前記内燃機関の回転速度の
設定値を与える設定信号を出力する回転速度設定部と、
前記速度検出信号と設定信号との偏差を零にする為に必
要な動作信号を出力する調節部と、前記動作信号を入力
とじて前記内燃機関の回転速度調整手段を操作する操作
部とを備えた内燃機関速度制御装置であって、本発明に
おいては前記調節部が、前記速度検出信号と設定信号と
の差に相応する偏差信号を出力する第１の加減算回路と
、前記偏差信号を積分して積分偏差信号を出力する積分
回路と、前記速度検出信号を微分して微分信号を出力す
る微分回路と、前記積分偏差信号と前記微分信号との差
に相応する信号を前記動作信号として出力する第２の加
減算回路とからなっており、前記積分偏差信号が前記第
１の加減算回路に加算入力として帰還されている。

内燃機関は燃焼サイクルに従って間歇的にトルクを生じ
るものであるため、燃焼サイクル間では非常に大きな回
転速度の変動が生じている。そのため機関の回転速すの
各瞬時の駆動から１１１匍借を決めた場合には制御１ｌ
ｉｔの変動速度が機関の応答速度以上に大ぎくなり、安
定な制御を行うことができなくなることがある。上記の
ように偏差信号を積分する積分回路を設けると、内燃機
関の回転速度の変動が平均化され、該平均化された変動
に基づいて制御量を決めることになるため、安定な制御
を行わせることができる。また積分偏差信号を第１の加
減算回路に加算入力として帰還させると、実速度が設定
値に一致した時点で、積分回路の出力を一定に保持する
ことができる。積分偏差信号を帰還しない場合には実速
度が設定値に一致した時点で動作信号が零になるため、
帰還の速度を一定に保つためには、機関の速度調整手段
を操作する操作部に用いるアクチュエータとして、保持
機能と復帰機能とを有する複雑な構造のものを用いる必
要がある。これにだいし本発明においては上記のように
回転速度が設定値に一致した状態で第２の退域算回路が
一定の動作信号を出力し続けるので、バネ等による簡単
な復帰手段を備えて入力に略比例した変位を生じる簡単
な構造のアクチュエータを用いることができ、アクチュ
エータ自体には保持機能を持たせる必要がない。

また上記のように積分偏差信号を正帰還すると、偏差が
大きいときには動作信号を大きくして回転速度を急速に
設定値に近付け、回転速度が設定値に近付いて偏差が小
さくなっていくに従って動作信号を一定値に収束させる
ことができるので、微分信号により速度の変動を押える
ことと相俟ってハンチングの生じない安定な制御を行わ
せることができる。また本発明において機関の特性に合
せて調整する必要があるのは積分回路の積分定数と微分
回路の微分定数だけであるので調整箇所を少なくするこ
とができる。また比例要素と積分要素とを別個に設ける
必要がないため構成を簡単にすることができる。

実施例 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例を示したもので、同図におい
て第１図の各部と同等な部分には同一の符号を付しであ
る。第２図において、１は回転速度調整手段により回転
速度を適宜に変化させ得る内燃機関、２は回転速度の設
定値を与える回転速度設定部で、回転速度設定部２は例
えば直流定電圧源と該定電圧源により得られる電圧を分
圧する電位差計型の可変抵抗器とからなり、回転１償の
設定値に見合った大きさの設定信号（直流電圧）ＶＳを
発生する。機関の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）を検出する回転
速度検出部３は電磁式ピックアップコイルや速度発電機
等からなっていて機関の回転速度に比例した周波数の交
流信号Ｅｆを出力する回転速度検出器３ａと、該検出器
から得られる交流信号Ｅｆをその周波数に比例した直流
電圧信号（速度検出信号）Ｖｎに変換する周波数コンバ
ータ３ｂとからなり、設定信号ＶＳおよび速度検出信号
Ｖｎはそれぞれ第１の加減算回路９ａの加算入力端子お
よび減算入力端子に入力されている。

第１の加減算回路９ａから得られる偏差信号は遅延回路
９ｂに入力され、該積分回路９ｂから得られる積分偏差
信号Ｖａが第１の加減算回路９ａの加算入力端子に正帰
還されている。速度検出信号Ｖｎはまた微分回路９Ｃに
入力されており、該微分回路９Ｃから得られる微分信号
（速度検出信号Ｖｎの変化割合いを示す信号）Ｖｄおよ
び前記積分回路９ｂから得られる積分偏差信号Ｖａがそ
れぞれ第２の加減算回路９ｄの減算入力端子および加算
入力端子に入力されている。第１の加減算回路９ａ、積
分回路９ｂ、微分回路９Ｃおよび第２の加減算回路９ｄ
により調節部９が構成されており、この調節部の第２の
加減算回路９ｄから得られる動作信号■０が操作部１０
に入力されている。

上記調節部において第１の加減算回路９ａは設定信号Ｖ
ｓから速度検出信号■ｎを減じた結果に積分偏差信号Ｖ
ａを加算して偏差信号Ｖｓ−Ｖｎ＋ｙａを出力する。積
分回路９ｂはこの偏差信号Ｖａを時間積分して積分偏差
信号Ｖａを出力する。

この積分回路の積分定数は個々の内燃機関の特性に応じ
て適宜に調整される。積分偏差信号には設定信号Ｖｓと
速度検出信号Ｖｎとの偏差Ｖｓ’−Ｖｎが含まれており
、この偏差ＭＳ−１／ｎが機関の回転速度を変化させる
。第１の加減算回路９ａに積分回路９ｂの出力が正帰還
されているため、速度検出信号Ｖｎが設定信号Ｖｓに等
しくなると積分回路９ｂの出力は一定値（回転速度が設
定値に等しくなった時点における積分値）に保持され、
微分回路９ｃの出力は零になる。そのため動作信号は回
転速度が設定値に達した時点にＲＥブる値に保持される
ことになる。

一方微分回路９ｃは機関の回転速度Ｎの変化を抑える働
きをする。この微分回路の定数は個々の機関の特性に応
じて調整される。本実施例の微分回路９Ｇは回転速度Ｎ
が上昇過程にあるときに正の微分信号Ｖｄを出力し、回
転速度が下降過程にあるときに負の微分信号Ｖｄを出力
するようになっている。

上記実施例においては、機関の回転速度が設定値ヨリ小
すク、ＶＯ−（Ｖａ　−Ｖｄ）＞０（７）Ｒに動作信号
ＶＯが増速信号となり、機関の回転速度が設定値より大
きく、Ｖｏ＝　（Ｖａ　−Ｖｄ）＜Ｏの時に動作信号Ｖ
ｏが減速信号となる。動作信号Ｖ。

が増速信号の時には駆動回路１０ｂがアクチュエータ１
０ａに一方向の極性の電流を流し、この時アクチュエー
タ１０ａは機関の回転速度調整手段を増速側に操作して
機関の回転速度を設定値まで増大させる。また動作信号
ＶＯが減速信号のときには駆動回路１０ｂがアクチュエ
ータ１０ａに他方の極性の電流を流し、このときアクチ
ュエータ１０ａは機関の回転速度調整手段を減速側に操
作して機関の回転速度を設定値まで低下させる。

操作部１０のアクチュエータ１０ａは動作信号ＶＯに応
じて機関の回転速度調整手段を操作するもので、このア
クチュエータとしては例えば電磁コイルに与えられる励
磁電流の大きさに応じてプランジャを直線的に移動させ
る直動型ソレノイドや回転式のモータを駆動源としたも
の、あるいはこれらの駆動源と油圧回路とを組合せたも
の等を用いることができる。この場合アクチュエータに
はバネなどの復帰手段を設けておき、動作信号が零にな
ったときに自動的に復帰するようにしておく。また駆動
回路１０ｂは動作信号■０を、アクチュエータ駆動用の
電圧または電流に変換してアクチュエータ１０ａに与え
るもので、例えば直動型ソレノイドのように入力端子に
より変位量が決まるものを駆動源としたアクチュエータ
が用いられる場合には、動作信号■０の大きさに見合っ
た電流を駆動電流としてアクチュエータに与える。

上記実施例において、機関の回転速度が設定値からずれ
ると、偏差Ｖｓ−Ｖｎが生じ、動作信号ＶＯが増速側ま
たたは減速側に変化して回転速度が設定値にひきもどさ
れる。この場合積分回路の出力が正帰還されていること
により、設定値と実回転速度との差が大きければ大きい
ほど積分偏差信号■ａが大きくなり、回転速度を設定値
に戻す動作は急速に行われる。そして回転速度が設定値
に近付くにつれて積分偏差信号Ｖａが小さくなっていく
ため、回転速度は安定に設定値に収束していく。回転速
度が設定値に一致づ゛ると動作値＠ＶＯの変化が止まり
、アクチュエータは該動作信号ＶＯに見合った位置で停
止して回転速度を設定値に保つ。

発明の効果 以上のように本発明によれば、偏差信号を積分する積分
回路を設けて内燃機関の回転速度の変動を平均化して検
出し、該平均化して検出した変動に基づいて制御量を決
めるため、機関の各サイクル間で生じている大きな速度
変動の影響をうけることなく安定な制御を行わせること
ができる。また積分偏差信号を第１の加減算回路に加算
入力として帰還したことにより、実速度が設定値に二数
した時点で、積分回路の出力を一定に保持することがで
きる為、バネ等による簡単な復帰手段を備えて入力に略
比例した変位を生じる簡単な構造のアクチュエータを用
いて操作部を構成することができ、アクチュエータ自体
には保持機能を持たせる必要がない。また積分偏差信号
を正帰還したことにより、偏差が大きいときには動作信
号を大きくして回転速度を急速に設定値に近付け、回転
速度が設定値に近付いて偏差が小さくなっていくに従っ
て動作信号を一定値に収束させることができるので、微
分信号により速度の変動を押えることと相俟ってハンチ
ングを生じることなく迅速且つ安定な制御を行わせるこ
とができる。また本発明において機関の特性に合せて調
整する必要があるのは積分回路の積分定数と微分回路の
微分定数だけであるので調整箇所を少なくすることがで
きる。

また比例要素と積分要素とを別個に設ける必要がないた
め構成を簡単にすることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御装置の構成を示したブロック図、第
２図は本発明の一実施例を示したブロック図である。 １・・・内燃機関、２・・・回転速度設定部、３・・・
回転速度検出部、９・・・調節部、９ａ・・・第１の加
減算回路、９ｂ・・・積分回路、９ｃ・・・微分回路、
９ｄ・・・第２の加減算回路、１０・・・操作部、１０
ａ・・・アクチュエータ、１０ｂ・・・駆動回路。 手続補正書醐式） 昭和５９年　３月　１日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　特願昭５８−１７３７３７号２、発明
の名称 内燃機関速度制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （１３４）　国産電機株式会社 ４、代理人 東京都港区新橋４−３１−６　文山ビル６階５、補正命
令の日付　昭和５９年１月３１８６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 規定の大きさの活字で印刷した明細書く内容に変更無し
。）を別紙の通り補正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の回転速度に相応した速度検出信号を出力する
   回転速度検出部と、前記内燃機関の回転速度の設定値を
   与える設定信号を出力する回転速度設定部と、前記速度
   検出信号と設定信号との偏差を零にする為に必要な動作
   信号を出力する調節部と、前記動作信号を入力として前
   記内燃機関の回転速度調整手段を操作する操作部とを備
   えた内燃機関速度制御装置において、前記調節部は、前
   記速度検出信号と設定信号との差に相応する偏差信号を
   出力する第１の加減算回路と、前記偏差信号を積分して
   積分偏差信号を出力する積分回路と、前記速度検出信号
   を微分して微分信号を出力する微分回路と、前記積分偏
   差信号と前記微分信号との差に相応する信号を前記動作
   信号として出力する第２の加減算回路とを具備し、前記
   積分偏差信号が前記第１の加減算回路に加算入力として
   帰、還されていることを特徴とする内燃機関速度制御装
   置。　−