KR880008109A - 감지된 속도 및 속도조절의 반복측정방법 및 장치 - Google Patents

감지된 속도 및 속도조절의 반복측정방법 및 장치 Download PDF

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KR880008109A
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우드워드 가버너 컴패니
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Abstract

내용 없음.

Description

감지된 속도 및 속도조절의 반복측정방법 및 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 장치의 실시예와 방법을 수행하는 속도감지 및 조절 시스템과 결합되고 부하장치를 구동하는 전형적인 엔진의 설명도,
제2도는 엔진크랭크샤프트 대 시간의 순간적인 속도를 표시하고, 변동 가능 실제속도가 반복 측정되고 신호되는 시간관계를 이해하는데 도움이 되는 그래프,
제3도는 제1도에 도시한 디지탈 컴퓨터의 데이타 메모리속의 번지들 또는 워드들의 부분설명도.

Claims (29)

  1. (1) 샤프트가 완전한 일회전을 도는 동안의 시간간격을 측정하고 그런 기간 간격을 표시하는 값으로 신호 Tcr을 생성하고, (2) 샤프트의 각 회전동안에 반복하여 q번 (1)의 절차를 반복하는 것(여기에는 q는 1보다 큰 지정된 정수임)을 포함하는 (a) 일회전의 간격으로 시간-간격진 실린더 점화로 인한 순간속도 요동들과 (b) 소망되지 않는 시간지체 등으로 부터의 문제들을 경감하면서, 다기통엔진(멀티실린더 엔진)의 회전샤프트의 속도를 직접적으로 또는 역으로 표시한 신호와 계속적으로 갱신된 신호를 창출하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 (1) 및 (2)의 절차들은 (a) 샤프트가 지정된 각 변위들 △θ1, △θ2, ………△θq을 통하여 회전한 순간들의 각각에서 첫번째 신호 FS를 생성하고, 여기에서 그런 각도 변위들의 합계는 360°이며 q는 1보다 큰 지정된 정수이며, 그리고 (b) 상기한 첫번째 신호들 FS의 각 주어진 하나의 출현에 따라서, (a) 첫번째 신호의 하나가 주어진 출현 (b) 더 이른 첫번째 신호 FS1-q의 출현, 사이의 시간을 표시하는 두번째 신호 Tcr를 갱신하므로서 수행되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 멀티실린더 엔진 샤프트의 회전속도의 "갱신된 샘플" 신호하기는 순간속도에서의 비틀림 요동들을 가리고 그로부터 일어나는 문제들을 경감하는 방법으로 결과하고, 상기한 (1) 및 (2)의 절차는 (a) 샤프트가 지정된 계속적 각변위 △θ1, △θ2, ………△θq을 통하여 회전한 동안에 시간주기의 끝에서 각각 출현하는 펄스들로 펄스신호들 FS의 스트림을 생성하기 위하여 샤프트의 각 위치 θ에 있어서의 변화들을 감지하고 여기에서 q는 1보다 큰 정수이며, 그리고 여기에서
    그리고 (b) 각 펄스신호 FS의 출현에 시간정해진 관련에서, 신호 Tcr를 생성하고 그러므로 그 값은 샤프트의 일완전회전을 위한 시간 간격을 표시하며, 신호 Tcr는 :
    Tcr1=클록1-클록1-q
    의 관계에 따르는 값을 갖는 방법.
  4. 제1, 2 또는 3항중의 임의의 항에 있어서, (3) 상기한 두번째 신호가 생성될 때마다 세번째 신호 S를 생성하고 그리고 그것은 두번째 신호 Tcr의 가장 최신의 값에 역비례하며, 그러므로 세번째 신호는 그 샤프트의 가장 최근에 완료된 회전에 대한 엔진샤프트의 평균속도에 비례하는 것을 더 포함하는 방법.
  5. 제2, 3 또는 4항중의 임의의 항에 있어서, 지정된 각 변위들 △θ1, △θ2, ………△θq은 서로 동일하며 그리고 각각 360。/q와 동일한 것을 더욱 특징으로 하는 방법.
  6. 제1, 2, 3, 4 및 5항중의 임의의 항에 있어서, 멀티실린더 엔진은 그 샤프트의 매회전마다 점화하는 c 실린더로 작동하고 미리 선택된 정수 q가 c와 동일한 것을 더욱 특징으로 하는 방법.
  7. (1) 샤프트의 회전을 감지하기 위하여 배치된 변환기와, (2) 값으로 샤프트가 일 완전회전을 하는 동안의 시간간격을 표시하는 신호 Tcr를 생성하기 위하여 변환기에 응답하고 결합된 수단과, 그리고 (3) 샤프트의 각 회전 동안에 q번 갱신하는 상기한 신호 Ter를 초래하기 위하여 상기한 수단 (2)과 결합된 수단, 여기에서 q는 1보다 큰 정수인 것을 결합하여 포함하는 (a) 시간-간격진 실린더 점화로 인한 순간속도 요동을 그리고 (b) 부당하게 긴 시간지체의 양쪽 모두로 부터의 문제들을 경감하는 방법으로 멀티실린더 엔진의 샤프트의 속도를 신호하기 위한 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기한 변환기는 샤프트가 지정된 각 변위들 △θ1, △θ2, ………△θq을 통하여 회전한 순간들의 각각에서 첫번째 신호 FS를 생성하기 위한 수단을 포함하고, 여기에서 그런 각 변위들의 합계는 360。이고, q는 1보다 큰 지정된 정수이며, 그리고 상기한 수단(2) 및 수단(3)은 집합적으로, 그 주어진 첫번째 신호 FS1의 출현과 보다 더 일찌기 출현한 첫번째 신호 FS1-q사이의 시간을 표시하는 수자값으로 두번째 신호 Tcr를 갱신하기 위하여 상기한 첫번째 신호들 FS의 주어진 각 하나에 응답하는 수단을 포함하고, 그러므로서 두번째 신호 Tcr는 (a) 샤프트 속도에 역비례하고 (b) 일 회전의 기간거리에서 일어나는 임의 순간적 샤프트 속도 요동들과 상관없는 값으로 샤프트의 매회전마다 q번 반복적으로 갱신되는, 멀티실린더 엔진의 상기한 샤프트의 속도를 비틀림속도 요동들없이 직접 또는 역으로 표시하는 계속적으로 갱신된 신호를 제공하기 위한 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기한 변환기는 지정된 계속적 각 변위들 △θ1, △θ2, ………△θq을 통하여 샤프트가 회전한 동안의 시간주기의 끝에서 출현하는 펄스들로 펄스신호들 FS의 스트림을 생성하기 위하여 상기한 샤프트의 각 움직임을 감지하기 위한 수단을 포함하고, 여기에서 q는 미리 선택된 1보다 큰 전수이며, 그리고 여기에서
    이며, 그리고 상기한 수단(2) 및 수단(3)은 신호 Tcr를 생성하히 위하여 상기한 신호들 FS의 각각의 출현에 응답하고 그러므로서 그 값은 샤프트의 일완전회전동안의 시간 간격을 표시하는 수단을 포함하며, 신호 Tcr는 :
    의 관계 따르는 값을 가지며, 그러므로서 클록은 통과시간을 위한 수자값을 실행하고 있으며, 여기에서 표기법 클록 i는 주어진 펄스신호 FS1의 순간에서의 시간값을 지정하고 표기법 클록1-q는 Q번째 선행 필스신호FS1-q의 순간에서의 시간값을 지정한 것을 더욱 특징으로 하는 장치의 결합.
  10. 제7항에 있어서, 상기한 변환기는 샤프트가 지정된 계속적 각 변위들 △θ1, △θ2, ………△θq을 통하여 회전한 동안에 각 시간주기들의 끝에서 출현하는 펄스들로 펄스신호들 FS의 스트림을 생성하기 위하여 샤프트의 각 위치 θ에서의 변화들을 감지하기 위한 수단을 포함하고, 여기에서 그런 변위들의 양 q는 미리 선택된 1보다 큰 정수이며, 그리고 여기에서
    △θ1+△θ2, ………+△θq=360。
    이며, 그리고 상기한 수단(1) 및 수단(2)는 샤프트의 마지막-완료된 완전한 회전동안의 시간간격을 그 값에 의하여 표시하는 수자신호 Tcr를 생성하기 위하여 각 계속적 펄스신호 FS, FS1+1, FSθ1+2………의 출현에 응답하는 수단을 집합적으로 포함하고, 그와 같은 값은
    TcR=Tei+Tei-1……Tei-q-1
    의 관계에 따르고, 여기에서 Tcr1는 펄스신호 FS1에 응하여 생성된 수자신호 Tcr의 갱신된 값이며, Te1, Tei-1……Tei-q-1은 신호들 FSi-q와 FSi, FSi-1와 FSi-2……FSi-q와 FSi-q-1의 출현들 사이의 각 경과시간들이고, 그리고 (4) 샤프트의 회전속도의 역수를 표시하는 것으로 계속적 수자신호들 Tcr1, Tcri+1, Tcri+2……을 사용하는 수단을 더 포함하는 장치결합.
  11. 제7 내지 제10항중의 임의의 항에 있어서, 두번째 신호 Tcr의 가장 최신의 값에 역비례하고 그러므로 샤프트의 가장 최신으로 완료된 회전에 대한 엔진샤프트의 평균속도에 비례하는 세번째 신호 S를 생성하기 위하여 각 갱신된 두번째 신호 Tcr에 응답하는 수단을 더 포함하는 장치.
  12. 제8항 내지 제11항중의 임의의 항에 있어서, 상기한 지정된 각 변위들 △θ1, △θ2, ………△θq은 서로 동일하고 그리고 각각은 360。/q와 동일한 장치.
  13. 제7항 내지 제12항중의 임의의 항에 있어서, 지정된 정수 q는 360。의 정수약수인 장치.
  14. 제7항 내지 제13항중의 임의의 항에 있어서, 상기한 멀티실린더 엔진은 상기한 샤프트의 매 회전마다 c실린더 점화가 있는 것이며, 상기한 지정된 정수 q는 c와 동일한 장치.
  15. 반복적으로 집행되는 프로그램 루틴(제4도)으로 디지탈 컴퓨터(16)를 로딩하고, 엔진의 소망속도 sd와 감지된 실제속도 s사이의 오차의 제어기능 (예 : 식(21))으로서 각 패스가 반복적으로 연료비율명령신호 F를 갱신하도록 상기한 프로그램 루틴 형식화하고, 명령신호 F에 부합하는 비율로 엔진에 연료를 공급하고, 상기한 제어기능은 적어도 하나의 조화 가능한 수 N(예를 들면, I 또는 B 또는 D)를 포함하며 그것은 제어 특성에 영향을 주되 그 유효값은 상기한 프로그램 루틴의 반복들사이의 시간간격들의 기간 T(식 21)에 의하여 영향되는 것을 포함하며, 지정된 각도를 통하여 회전하는 엔진샤프트를 위하여 필요한 시간에 비례하거나 동일한 기간(예 : 일회전을 위한 시간 Tcr) 및 이렇게 엔진속도의 변화와 역으로 변화하는 기간내에 있는 가변기간 T에서 상기한 루틴을 개재하여 상기한 컴퓨터가 패스를 초기화하도록 초래하고, 엔진 및 부하장치가 그들의 속도/부하작동 맵(제5도)상의 미리 선택된 참조점 RP에서 작동하고 있었을 때 앞서서 발견된 하나 또는 그 이상의 상수(NR, SR, TR)로 부터 결정된 값 NY(예 : K1, K2또는 K3, 제4도 및 식 39, 40 또는 41에서)을 프로그램 루틴속의 상기한 조화가능 수 N을 위하여 채용하는 것에 의하여 특징지워지고 또 포함하는 변화가능한 부하토르크를 부과하는 부하장치(11)를 구동하는 엔진(10)의 속도를 제어하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기한 프로그램 루틴은 상기한 오차 E의 PID기능으로서 상기한 명령신호 F 변화를 만들기 위하여 형성화되고, 상기한 조화가능한 수 N은 안정성 인수 B이고, 상기한 프로그램 루틴단계는 상수 K1에 의하여 한양의 승법(제4도의 SP 7에서)을 포함하며, 여기에서
    그리고 BR은 엔진이 상기한 참조점 RP에서 작동하고 있을떼 안정성 인수를 위하여 발견된 지정된 상수이고, TR은 실질적으로 엔진이 상기한 참조정에 해당하는 속도 SR에서 작동하고 있을때 상기한 프로그램 루틴을 통한 패스들의 개시사이의 시간인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기한 프로그램 루틴은 상기한 오차 E의 PID기능으로서 상기한 명령신호 F변화를 만들기 위하여 형식화되고, 상기한 프로그램 루틴단계는 상수 K3에 의하여 한 양의 승법(제4도의 SP10에서)을 포함하고, 여기에서그리고 DR은 엔진이 상기한 참조점 RP에서 작동하고 있을 때 보상인수를 위하여 발견된 지정된 상수이며, TR은 실질적으로 엔진이 상기한 참조점에 해당하는 속도 SR에서 작동하고 있을 때 상기한 프로그램 루틴을 통한 패스들의 개시사이의 시간인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기한 프로그램 루틴은 상기한 오차 E의 PID기능으로서 상기한 명령신호 P변화를 만들기 위하여 형식화되고, 상기한 조화가능한 수 N은 적분이득인수 I이고, 상기한 프로그램루틴 단계는 상수 K2및 속도-표시 신호 S에 의하여 한 양의 승법(제4도의 SPθ에서)을 포함하며, 즉
    여기에서 IR은 엔진이 상기한 참조점 RP에서 작동하고 있을 때 적분인수이득을 위하여 발견된 지정된 상수이며, SR은 상기한 참조점에서의 엔진속도를 표시하는 상수이고, TR은 실질적으로 엔진이 상기한 참조점에 해당하는 속도에서 작동하고 있을 때 상기한 프로그램 루틴을 통한 패스들의 개시사이의 시간을 표시하는 상수이며, 그러므로서 승법의 적이 엔진속도에서 진동의 제곱으로서 그러나 임의의 변화가능한 수자값의 계산성 제공하기 없이 변화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제15내지 제18항중의 임의의 항에 있어서, 엔진샤프트의 각 회전은 지정된 계속적 각 변위들 △θ1, △θ2, ………△θq을 통하여 엔진샤프트가 회전한 동안의 시간주기의 끝에서 각각 출현하는 펄스들과 함께 펄스신호들 FS의 스트림을 생성하기 위하여 감지되고, 여기에서 그와 같은 각 변위의 합계는 360。이며 q는 지정된 1보다 큰 정수이고, 상기한 프로그램 루틴을 통한 패스는 펄스신호 FS의 출현에 응답하여 개시되는 것을 더욱 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기한 프로그램 루틴은 (a)패스를 개시한 펄스신호들의 주어진 하나 FS1의 출현 그리고 (b) 더 앞서의 펄스신호 FSi-q의 출현사이의 경과시간 Tcr의 역수를 표시하는 속도신호 S의 갱신하기를 각 패스중에 생성하기 위하여 형식화된 것을 특징으로 하는 방법.
  21. (1) 샤프트가 지정된 각 변위들 △θ1, △θ2, ………△θq을 통하여 회전한 순간들에서 펄스신호 FS를 생성하기 위하여 엔진 샤프트의 각 변위에서의 변화들을 감지하고, 여기에서 q는 1보다 큰 정수이고 모든 그런 변위들의 합계는 360°와 동일하며, (2) 펄스신호들 FS의 하나가 출현할 때마다 프로그램된 디지탈 컴퓨터가 속도제어 프로그램 루틴을 엔터하도록 초래하고, (3) 각 패스상에, (a) 샤프트의 마직막-완료된 완전한 회전을 위한 시간간격 Tcr이 수자적으로 신호되고, 그 역수가 실제엔진속도 S의 수자 표시로서 형성디고, (b) 설정점속도 Sd와 실제 엔진속도 S사이의 속도오차 E가 발견되고, (c) 속도오차 E의 지정된 기능으로서 명령된 엔진 연료 비율을 표시하기 위하여 최종신호 F는 값이 갱신되고, (4) 엔진에 공급된 연료의 비율을 측정하고 변동하기 위하여 상기한 신호 F를 사용하고 변화하며, 상기한 지정된 기능은 임의의 속도오차를 제거하기 위하여 연료공급비율을 변화시키도록 형식화하고, 그러므로서 속도제어 서브루틴은 매 샤프트회전마다 q번의 비율로 그리고 이렇게 평균엔진속도가 증가하거나 감소할 때 증가하거나 감소하는 비율로 반복되고 : 그러나 실제의 엔진속도신호 S는 속도오차 E를 측정하기 위하여 사용되며, 최종신호 F의 정확한 조정의 비틀림 속도 요동들의 어떤 영향으로 부터도 면제된 것을 포함하는 (b) 평균 엔진속도가 일정할 때 비틀림 속도 요동들로 인한 실린더 점화의 순단들 사이속의 교정작용과 (a) 부당한 시간 지체 및 완만한 특정을 모두 회피하기 위하여 멀티실린더 엔진의 출력샤프트의 속도를 제어하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기한 지정된 각도들 △θ1, △θ2, ………△θq은 서로 똑같으며 똑같이 360°/q이고, 그러므로서 상기한 펄스들 FS는 실질적으로 동일한 시간간격으로 출현하고 속도제어 서브루틴은 평균엔진 속도가 주어진 값에서 일정한 때 실질적으로 균일한 시간비율에서 반복되는 것을 더욱 특징으로 하는 방법.
  23. 제21항에 있어서, 제어될 엔진은 상기한 샤프트의 매 회전마다 c 실린더점화로 작동하고, 상기한 정수 q는 c와 동일한 것을 더욱 특징으로 하는 방법.
  24. 제21내지 제23항중의 임의의 항에 있어서, 상기한 서브루틴은 최종신호 F가 지정된 상수(K2)와 수자적으로 신호된 속도 S의 적을 각각 패스하는 동안 계산하므로서 엔진속도의 제곱으로서 효과적으로 변화하는 적분이득인수 I와 함께 오차 E의 시간적분에 의햐여 영향되도록 초래하는 것을 더욱 특징으로 하는 방법.
  25. 제21내지 제24항중의 임의이 항에 있어서, 상기한 서부루틴은 최종신호 F가 지정된 상수(K1)에 의하여 하나의 반복으로 부터 다음것까지 오차 E의 변화를 곱하는 절차를 통하여 엔진속도의 실질적으로 직선적인 역함수로서 실제로 변화하는 안정성인수 B에 의하여 영향되도록 초래하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제21항 내지 제26항 중 임의의 항에 있어서, 상기한 서브루틴은 최종신호 F를 지정된 상수에 의하여 신호된 변수(Wi-Wi-1)를 곱하는 절차를 통하여 엔진속도의 실질적인 직선적 역함수로서 실제로 변화하는 보상인수 D에 의하여 영향되도록 초래하는 것을 더욱 특징으로 하는 방법.
  27. 다음식과 같은 관계에 의하여, 속도오차의 PID기능으로서, 프로그램된 디지탈 컴퓨터의 도움으로, 멀티실린더 엔진의 속도를 제어하는 방법.
    여기에서 F는 엔진으로의 연료입력 비율을 창립하고 조정하는 반복적으로 갱신된 명령신호이며, Sd는 소망속도이고, S는 감지된 실제속도이고, I는 적분이득인수, B는 안정성 인수, D는 보상인수, 그리고 T는 계속적 반복들간의 주기이며, 상기한 방법은 다음과 같은 것으로서 특징지워진 것. (1) 프로그램된 디지탈 컴퓨터는 규칙적으로 시간정해진 간격들 T에서가 아닌, 그러나 지정된 각 변위들을 개재하여 엔진샤프트의 회전에 해당하는 기간안에 그리고 이렇게 엔진의 속도가 증가하거나 감소할 때 짧아지거나 길어지거나 하는 간격 T에서, 프로그램 서브루틴을 반복적으로 엔터하고 집행하기 위하여 트리거되고, (2) 다음식과 같은 관계에 의한 각 페스상에서 신호 F를 계산하고 갱신하기 위하여 상기한 프로그램 루틴이 배열된 것.
    식중 SR, TR, IR, BR및 DR은 엔진의 속도-부하특성(제5도)상의 미리 선택된 참조점 RP에서 엔진의 작동을 위하여 선택된 지정된 상수값이며 LOAD FAC은 엔진부하에서의 변화와 실질적으로 직선적으로 변화하는 변수인 것.
  28. 제27항에 있어서, 가변 LOAD FAC은 다음 관계에 의하여 계산되는 것을 더욱 특징으로 하는 방법.
    식중 Fi-1은 명령신호 F를 위하여 가장 최신의 값이고, Fmax는 엔진으로서의연료입력의 최대율을 생성하는 명령신호 F의 최대값인 것.
  29. 다음식의 관계에 의한 속도오차의 적분기능으로서, 프로그램된 디지탈 컴퓨터의 도움으로, 엔진의 속도를 제어하는 방법.
    식중 F는 엔진으로의 연료입력 비율을 창립하고 조성하는 반복적으로 갱신된 명령신호이며, Sd는 소망속도, S는 감지된 실제속도, I는 적분이득인수 그리고 T는 계속적 반복들간의 주기이며, 상기한 방법은 다음과 같이 특징지워진 것. (1) 프로그램된 디지탈 컴퓨터가 규칙적으로 시간 정해진 간격들 T에서기 아닌, 그러나 지정된 각 변위들을 통하여 엔진샤프트의 회전에 상당한 기간내에 그리고 엔진속도가 증가 또는 감소함에 따라 짧아지고 또는 길어지는 간격 T에서 프로그램된 서브루틴을 반복적으로 엔터하고 집행하기위하여 트리거되며, 그리고 (2) 상기한 프로그램 서브루틴은 다음 식의 관계에 의하여 각 패스상에서 명령 F를 계산하고 갱신하기 위하여 배열된 것.
    식중 SR, TR및 IR은 엔진의 속도-부하 특성상의 미리 선택된 참조점 RP에서 엔진의 작동을 위하여 선택된 지정된 상수값들인 것, 그러므로서 유효적분이득은 실제속도의 제곱으로서 그리고 수자값의 제곱하기를 포함하는 계산없이 실질적으로 변화하기 위하여 만들어진 것.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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