JP2731266B2 - Engine speed control device - Google Patents
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンが過負荷運転状態にある場合の回
転数制御装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rotation speed control device when an engine is in an overload operation state.
（従来の技術） エンジンの実回転数と、目標回転数との差に対する電
圧（偏差）に比例・積分・微分（PID）演算を施し、こ
の演算出力に基づいて燃料噴射量を調節して、エンジン
の回転数を制御する技術は知られている。(Prior Art) A proportional / integral / differential (PID) operation is performed on a voltage (deviation) corresponding to a difference between an actual engine speed and a target engine speed, and a fuel injection amount is adjusted based on the operation output. Techniques for controlling the engine speed are known.
第６図は従来の制御系を示すブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram showing a conventional control system.
エンジン100の回転数は、出力軸101に設けた歯車102
の回転を非接触型のエンジン回転センサ103で検出し、
回転数に応じた周期のパルス信号Pnを発生させ、この信
号Pnを周波数−電圧変換器（ｆ−Ｖコンバータ）104で
対応するアナログ電圧enに変換する。この電圧enと目標
回転数設定手段105により与えられた目標回転数に対応
する電圧esとの偏差ΔｅをPID演算回路106に入力し、比
例増幅回路107、積分回路108、微分回路109により夫々
比例・積分・微分の各演算を施した後燃料噴射装置110
へ印加して燃料噴射量を調節しエンジン100の回転数を
制御している。The rotation speed of the engine 100 is determined by the gear 102 provided on the output shaft 101.
Rotation is detected by a non-contact type engine rotation sensor 103,
A pulse signal Pn having a cycle corresponding to the rotation speed is generated, and this signal Pn is converted by a frequency-voltage converter (fV converter) 104 into a corresponding analog voltage en. The deviation Δe between this voltage en and the voltage es corresponding to the target rotation speed given by the target rotation speed setting means 105 is input to the PID calculation circuit 106, and proportionally amplified by the proportional amplification circuit 107, the integration circuit 108, and the differentiation circuit 109, respectively. After performing each operation of integration and differentiation, the fuel injection device 110
To adjust the fuel injection amount to control the rotation speed of the engine 100.
（発明が解決しようとする課題） ところでこの種のフィードバック制御を行なう装置に
おいては、エンジンの外部負荷（例えば、作業機）が増
加するにつれて燃料噴射量をさらに増加させるべく燃料
噴射機構（アクチュエータ）を駆動するが、最大噴射位
置を越えるエンジンの過負荷には対応できない。このよ
うな過負荷運転状態ではエンジンの回転数が低下するこ
とになる。この回転数の低下はエンジン出力の低下を伴
なうことになって、負荷の駆動力がより低下することに
なったり、時には失速の原因となる場合があり得る。(Problems to be Solved by the Invention) In a device for performing this type of feedback control, a fuel injection mechanism (actuator) is required to further increase the fuel injection amount as the external load of the engine (for example, a working machine) increases. Although it is driven, it cannot cope with engine overload exceeding the maximum injection position. In such an overload operation state, the engine speed decreases. This decrease in the rotational speed is accompanied by a decrease in the engine output, which may result in a further decrease in the driving force of the load and sometimes cause a stall.
例えばエンジンの外部負荷として商用周波数電力を発
生する同期、発電機を駆動する場合で、発電機の出力側
に水銀灯とか電動機のように始動時に一時的な大電流が
流れる負荷が接続されると、発電機自体が一時的に重負
荷になってエンジン過負荷状態が発生する。この過負荷
に伴なってエンジン回転数が低下するとエンジンのパワ
ーすなわち発電機の出力電力も低下し、一時的な過負荷
であるにも拘らず装置の定常運転への復帰までに時間が
かかり、また、この間は発電機の出力周波数も低下して
しまう。For example, in the case of driving a synchronous, generator that generates commercial frequency power as an external load of the engine, when a load such as a mercury lamp or a motor through which a temporary large current flows at startup is connected to the output side of the generator, The generator itself becomes temporarily heavy, causing an engine overload condition. When the engine speed decreases with this overload, the power of the engine, that is, the output power of the generator also decreases, and it takes time to return to the steady operation of the device despite the temporary overload, During this time, the output frequency of the generator also decreases.
そこで本発明は、エンジンの過負荷運転状態において
エンジンの回転数の大幅な低下およびそれに伴なうエン
ジン出力の低下を防止するために、最大燃料噴射検出手
段が燃料噴射状態検出手段によって検出された燃料噴射
量が略最大噴射量であることを判別し、かつ回転数判別
手段が回転数検出手段によって検出されたエンジン回転
数が所定値以上の変化率で上昇していることが判別され
ない場合には、エンジンの外部負荷を形成する作業機に
過負荷状態信号を出力し、作業機の負荷を低減すること
によってエンジンを略最大出力状態に維持制御するエン
ジンの回転数制御装置を提供することを目的とする。Therefore, in the present invention, the maximum fuel injection detecting means is detected by the fuel injection state detecting means in order to prevent a significant decrease in the engine speed and a concomitant decrease in the engine output in an overloaded operation state of the engine. When it is determined that the fuel injection amount is substantially the maximum injection amount, and the rotation speed determination unit does not determine that the engine rotation speed detected by the rotation speed detection unit is increasing at a change rate equal to or higher than a predetermined value. Is to provide an overload state signal to a work implement that forms an external load of the engine, and to provide an engine speed control device that maintains and controls the engine at a substantially maximum output state by reducing the load on the work implement. Aim.
（課題を解決するための手段） 前記課題を解決しその目的を達成するため本発明に係
るエンジンの回転数制御装置は、エンジンで作業機を駆
動するエンジン駆動作業機のエンジンの回転数制御装置
であって、燃料噴射量調節機構、この燃料噴射量調節機
構を駆動するアクチュエータを有する燃料噴射装置と、
この燃料噴射装置の燃料噴射量をアクチュエータの変位
に応じた電圧信号として検出する燃料噴射量検出手段
と、エンジンの回転数を回転数に応じた電圧信号にして
出力するエンジン回転数検出手段と、燃料噴射量検出手
段によって検出された燃料噴射量が略最大噴射量である
か否かを判別する最大燃料噴射検出手段と、回転数検出
手段によって検出されたエンジン回転数が所定値以上の
変化率で上昇しているか否かを判別する回転数判別手段
とを備え、最大燃料噴射状態検出手段によって燃料噴射
量が略最大であると判別されているにも拘らず、回転数
判別手段によってエンジン回転数が所定値以上の変化率
で上昇していることが判別されないときには、過負荷制
御手段から作業機へ過負荷状態信号を出力して作業機自
体の負荷を低減することによりエンジン略最大出力状態
に維持制御することを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to solve the problems and achieve the object, an engine speed control device according to the present invention includes an engine speed control device for an engine driven work machine that drives a work machine with the engine. A fuel injection amount adjusting mechanism, a fuel injection device having an actuator that drives the fuel injection amount adjusting mechanism,
Fuel injection amount detection means for detecting the fuel injection amount of the fuel injection device as a voltage signal corresponding to the displacement of the actuator; engine rotation number detection means for outputting the engine rotation number as a voltage signal corresponding to the rotation number; A maximum fuel injection detecting means for determining whether or not the fuel injection amount detected by the fuel injection amount detecting means is substantially the maximum injection amount; and a rate of change at which the engine speed detected by the speed detecting means exceeds a predetermined value. Rotation speed determining means for determining whether or not the engine speed is increasing, and the engine speed is determined by the rotation speed determining means even though the fuel injection amount is determined to be substantially maximum by the maximum fuel injection state detecting means. When it is not determined that the number is increasing at a rate of change equal to or greater than the predetermined value, the overload control unit outputs an overload state signal to the work implement to reduce the load on the work implement itself. And controlling maintain the engine substantially maximum output state by the.
また、作業機は発電機で構成するとともに、この発電
機に過負荷信号が入力された場合には、発電機の出力電
圧を低下させることにより、エンジンに対する負荷を低
減することを特徴とする。Further, the working machine is constituted by a generator, and when an overload signal is input to the generator, a load on the engine is reduced by lowering an output voltage of the generator.
（作用） エンジンの回転数制御装置は、最大燃料噴射検出手段
によって燃料噴射量が略最大であると判別されているに
も拘らず、回転数判別手段によってエンジン回転数が所
定値以上の変化率で上昇していることが判別されないと
きには、過負荷状態判別手段から作業機へ過負荷状態信
号を出力して作業機自体の負荷を低減することによりエ
ンジンを略最大出力状態に維持制御する。これによりエ
ンジンの回転数の大幅な低下およびそれに伴なうエンジ
ン出力の低下を防止することができる。(Operation) The engine speed control device determines that the engine speed is greater than or equal to a predetermined value by the engine speed determination means, even though the fuel injection amount is determined to be substantially maximum by the maximum fuel injection detection means. When it is not determined that the engine is rising, the overload state determination means outputs an overload state signal to the work machine to reduce the load on the work machine itself, thereby controlling the engine to be maintained at the substantially maximum output state. As a result, it is possible to prevent a significant decrease in the number of revolutions of the engine and a resulting decrease in the engine output.
なお、エンジン負荷が発電機の場合は、過負荷検出信
号で発電機の自動電圧調節器の出力電圧を低下させるの
で、エンジンの回転数は所定の回転数を保持でき、発電
機の出力周波数は安定となる。When the engine load is a generator, the output voltage of the automatic voltage regulator of the generator is reduced by the overload detection signal, so that the engine speed can be maintained at a predetermined speed, and the output frequency of the generator is Become stable.
（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明の係るエンジンの回転数制御装置を備
えたエンジン発電機の全体システム構成図である。FIG. 1 is an overall system configuration diagram of an engine generator provided with an engine speed control device according to the present invention.
エンジン発電機１は、エンジン２への燃料供給量を調
節してエンジン回転数を自動制御する回転数制御装置３
と、エンジン２で駆動されるエンジン２の外部負荷を形
成する発電機４からなる。The engine generator 1 includes a rotation speed control device 3 for automatically controlling the engine rotation speed by adjusting the amount of fuel supplied to the engine 2.
And a generator 4 that forms an external load of the engine 2 driven by the engine 2.
回転数制御装置３は、目標回転数設定回路５で設定し
た目標回転数に対応する電圧esを重畳回路６を介して比
例・積分・微分演算回路（以下PID回路と記す）７の一
方の入力機端子7aへ印加するとともに、エンジ２の実回
転数に対応する電圧信号enを他方の入力端子7bへ印加し
て、二つの電圧信号の差電圧（es−en）に比例・積分・
微分演算を施した出力電圧eoを発生させ、PWM（パルス
幅変調）変換回路８を介して燃料噴射量調節機構９のソ
レノイド式アクチュエータ9aを駆動して燃料噴射量を増
減させ、エンジン２の回転数を制御する構成である。The rotational speed control device 3 applies a voltage es corresponding to the target rotational speed set by the target rotational speed setting circuit 5 to one input of a proportional / integral / differential operation circuit (hereinafter referred to as a PID circuit) 7 via a superposition circuit 6. A voltage signal en corresponding to the actual number of rotations of the engine 2 is applied to the other input terminal 7b while applying the voltage signal en to the other input terminal 7b.
An output voltage eo subjected to a differential operation is generated, and a solenoid (actuated) actuator 9a of a fuel injection amount adjusting mechanism 9 is driven via a PWM (pulse width modulation) conversion circuit 8 to increase or decrease the fuel injection amount, thereby causing the engine 2 to rotate. The number is controlled.
回転数検出手段10はエンジンの回転数に比例する周期
のパルス信号Pnを出力し、このパルス信号Pnは周波数−
電圧変換回路11でパルス信号Pnの周期に対応するアナロ
グ電圧enに変換する。The rotation speed detecting means 10 outputs a pulse signal Pn having a period proportional to the rotation speed of the engine.
The voltage conversion circuit 11 converts the voltage into an analog voltage en corresponding to the cycle of the pulse signal Pn.
ソレノイド式アクチュエータ9aの位置は、燃料噴射量
検出手段を構成するアクチュエータ位置センサ12で検出
され、その位置検出出力12aは検波・整流回路13で直流
信号eaに変換される。直流信号eaは非反転増幅回路14で
増幅され、その出力14aはコンデンサ6aを介して重畳回
路６内の演算増幅器6dの非反転入力端子6bへ入力され
る。The position of the solenoid actuator 9a is detected by an actuator position sensor 12 constituting a fuel injection amount detecting means, and the position detection output 12a is converted into a DC signal ea by a detection / rectification circuit 13. The DC signal ea is amplified by the non-inverting amplifier circuit 14, and the output 14a is input to the non-inverting input terminal 6b of the operational amplifier 6d in the superimposing circuit 6 via the capacitor 6a.
第２図はソレノイド式アクチュエータおよびアクチュ
エータ位置センサの一構成例を示す構造図である。FIG. 2 is a structural diagram showing one configuration example of a solenoid type actuator and an actuator position sensor.
第２図はジーゼルエンジン用の燃料噴射量調節機構９
のコントロールラック9bの駆動する例を示したもので、
燃料噴射量調節機構９の側方に固着されたソレノイド式
アクチュエータ9aの一端をコントロールラック9bと連結
し、さらにソレノイド式アクチュエータ9aの側方に差動
トランスを用いた位置センサ12を設けている。FIG. 2 shows a fuel injection amount adjusting mechanism 9 for a diesel engine.
It shows an example of driving the control rack 9b of
One end of a solenoid type actuator 9a fixed to the side of the fuel injection amount adjusting mechanism 9 is connected to a control rack 9b, and a position sensor 12 using a differential transformer is provided on the side of the solenoid type actuator 9a.
ソレノイド式アクチュエータ9aはソレノイド9cへ通電
することにより電磁力でアクチュエータ9dを軸方向へ移
動させるものである。位置センサ12は１次コイル12bお
よび２次コイル12c,12dの中に、可動コア12eを挿入した
直線変位センサである。このセンサ12は、１次コイル12
bを低周波交流で励磁することにより、アクチュエータ9
dに連結された可動コア12eの位置によって逆極性接続し
た２次コイル12c,12dに発生する電圧および極性が変化
することを利用してアクチュエータの位置を検出するも
のである。The solenoid-type actuator 9a moves the actuator 9d in the axial direction by electromagnetic force by energizing the solenoid 9c. The position sensor 12 is a linear displacement sensor in which a movable core 12e is inserted into a primary coil 12b and secondary coils 12c and 12d. This sensor 12 has a primary coil 12
By exciting b with low-frequency AC, the actuator 9
The position of the actuator is detected by using the fact that the voltage and polarity generated in the secondary coils 12c and 12d connected in reverse polarity change depending on the position of the movable core 12e connected to d.
第１図に戻って説明を続ける。 Returning to FIG. 1, the description will be continued.
検波・整流回路13は位置センサ12の出力12aに基づい
てアクチュエータ位置センサ12が燃料噴射量増側に位置
すると、位置検出出力電圧eaが高くなるよう構成されて
いる。検波・整流回路13の出力eaは、非反転増幅回路14
で直流増幅され、コンデンサ6aと抵抗6cからなる微分回
路を通してアクチュエータ位置変化に対応する電圧が微
分されて演算増幅器6dの反転入力端子6bへ入力される。
演算増幅器6dの非反転入力端子6eには目標回転数設定回
路５の出力電圧eoが印加されている。非反転入力端子6b
に微分入力電圧が印加されない状態では、重畳回路６の
出力電圧はesの電圧と同じで、アクチュエータ位置が燃
料増側へ移動した場合は微分回路6a,6cからの入力によ
り、重畳回路６の出力電圧は前記電圧esより低い電圧と
なり、燃料減側へ移動した時は前記電圧esより高い電圧
となるよう構成している。The detection / rectification circuit 13 is configured such that when the actuator position sensor 12 is located on the fuel injection amount increasing side based on the output 12a of the position sensor 12, the position detection output voltage ea increases. The output ea of the detection / rectification circuit 13 is
The voltage corresponding to the change in the actuator position is differentiated through a differentiating circuit including a capacitor 6a and a resistor 6c, and is input to an inverting input terminal 6b of an operational amplifier 6d.
The output voltage eo of the target speed setting circuit 5 is applied to the non-inverting input terminal 6e of the operational amplifier 6d. Non-inverting input terminal 6b
In the state where the differential input voltage is not applied, the output voltage of the superimposing circuit 6 is the same as the voltage of es. When the actuator position moves to the fuel increasing side, the output of the superimposing circuit 6 is obtained by the input from the differential circuits 6a and 6c. The voltage is configured to be lower than the voltage es, and to be higher than the voltage es when the fuel moves to the fuel decreasing side.
PID回路７は、演算増幅器7cと、この演算増幅器7cの
出力端子7dと反転入力端子7eとの間に設けた積分回路15
と、反転入力端子7eに一端が接続された入力抵抗16と、
この入力抵抗と並列に接続された微分回路17とで演算回
路を構成している。積分回路15は、コンデンサ15aと、
このコンデンサ15aに並列接続されたコンデンサ15bと抵
抗15cの直列回路からなる３素子で構成している。微分
回路17は、コンデンサ17aと抵抗17bの直列回路で構成し
ている。The PID circuit 7 includes an operational amplifier 7c and an integrating circuit 15 provided between an output terminal 7d and an inverting input terminal 7e of the operational amplifier 7c.
And an input resistor 16 having one end connected to the inverting input terminal 7e;
An arithmetic circuit is configured by the input resistance and the differentiating circuit 17 connected in parallel. The integrating circuit 15 includes a capacitor 15a,
It is composed of three elements consisting of a series circuit of a capacitor 15b and a resistor 15c connected in parallel to the capacitor 15a. The differentiating circuit 17 is configured by a series circuit of a capacitor 17a and a resistor 17b.
検波・整流回路13の出力eaは最大燃料噴射状態検出手
段18の入力端子18aから抵抗18b、コンデンサ18cからな
る時定数回路を介して電圧比較器18dの＋入力端子18eへ
印加される。電圧比較器18dの−入力端子18fには基準電
圧発生回路18gより基準電圧が印加される。この基準電
圧は、燃料噴射量調節機構９が略燃料最大噴射位置とな
った時の検波・整流回路13の出力電圧である。よって、
最大燃料噴射状態が抵抗18b、コンデンサ18cで決定され
る時定数以上継続すると、この検出手段18の出力18hは
Ｈレベルとなる。The output ea of the detection / rectification circuit 13 is applied from the input terminal 18a of the maximum fuel injection state detecting means 18 to the + input terminal 18e of the voltage comparator 18d via a time constant circuit comprising a resistor 18b and a capacitor 18c. A reference voltage is applied from a reference voltage generating circuit 18g to a negative input terminal 18f of the voltage comparator 18d. This reference voltage is the output voltage of the detection and rectification circuit 13 when the fuel injection amount adjusting mechanism 9 is substantially at the maximum fuel injection position. Therefore,
When the maximum fuel injection state continues for a time constant determined by the resistor 18b and the capacitor 18c, the output 18h of the detecting means 18 becomes H level.
なお、最大燃料噴射状態の検出はリミットスイッチ等
によりソレノイド式アクチュエータ9aが所定位置まで移
動したことを検出する構成であってもよい。The maximum fuel injection state may be detected by a limit switch or the like that detects that the solenoid actuator 9a has moved to a predetermined position.
周波数−電圧変換回路11の出力電圧enは回転数判別手
段19の入力端子19aに印加され、抵抗19bを介して電圧比
較器19dの−入力端子19cへ入力される。電圧比較器19d
の−入力端子19cと＋入力端子19eとの間には抵抗19fが
接続されている。さらに、＋入力端子19eは抵抗19gを介
して＋電源＋Ｖへ接続され、また、コンデンサ19hを介
してGNDへ接続されている。よって、周波数−電圧変換
回路11の出力電圧enが所定の時定数で上昇している場合
は、−入力端子19cの電圧が＋入力端子19eの電圧より高
く、電圧比較器19dの出力19iはＬレベルであるが、出力
電圧enが所定の時間同一値を保持するかまたは減少する
場合は、＋入力端子19eの電圧が−入力端子19cの電圧よ
り高くなり、電圧比較器19dの出力19iはＨレベルとな
る。The output voltage en of the frequency-voltage conversion circuit 11 is applied to the input terminal 19a of the rotation speed discriminating means 19, and is input to the negative input terminal 19c of the voltage comparator 19d via the resistor 19b. Voltage comparator 19d
A resistor 19f is connected between the negative input terminal 19c and the positive input terminal 19e. Further, the + input terminal 19e is connected to a + power supply + V via a resistor 19g, and to a GND via a capacitor 19h. Therefore, when the output voltage en of the frequency-to-voltage conversion circuit 11 rises with a predetermined time constant, the voltage of the negative input terminal 19c is higher than the voltage of the positive input terminal 19e, and the output 19i of the voltage comparator 19d is low. When the output voltage en remains the same value for a predetermined time or decreases, the voltage at the + input terminal 19e becomes higher than the voltage at the-input terminal 19c, and the output 19i of the voltage comparator 19d becomes H level. Level.
最大燃料噴射状態検出手段18の出力18hおよび回転数
判別手段19の出力19iはそれぞれ過負荷状態判別手段20
内の論理積回路20aへ入力され、その出力は抵抗20bを介
してトランジスタ20cを駆動するよう構成されている。
トランジスタ20cがオン状態になると、抵抗3bを介して
端子3c−端子4a−同期発電機４内の発光ダイオード−端
子4b−端子3aの経路で電流が供給され、同期発電機４側
へエンジン２が過負荷状態であることを伝達する。The output 18h of the maximum fuel injection state detecting means 18 and the output 19i of the rotational speed determining means 19 are respectively the overload state determining means 20.
And an output thereof is configured to drive the transistor 20c via the resistor 20b.
When the transistor 20c is turned on, a current is supplied via the resistor 3b in a path of terminal 3c-terminal 4a-light emitting diode in the synchronous generator 4-terminal 4b-terminal 3a, and the engine 2 is driven to the synchronous generator 4 side. Notify that an overload condition has occurred.
発電機４は、過負荷状態信号を受けると発電出力端子
4c,4dの出力電圧を低下して電気的負荷21への供給電力
を低減するよう構成している。When the generator 4 receives the overload state signal, the generator 4
The output voltages of 4c and 4d are reduced to reduce the power supplied to the electric load 21.
第３図は発電機の回路構成図である。 FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the generator.
発電機４は、巻線部22と出力電圧調節回路23から構成
されている。The generator 4 includes a winding part 22 and an output voltage adjusting circuit 23.
巻線部22は、回転子22a側に巻回された界磁巻線22b、
固定子側に設けられた出力巻線22c、電圧検出用巻線22d
および励磁巻線22eを備える。出力巻線22cは発電出力端
子4c,4dへ接続されている。The winding part 22 includes a field winding 22b wound around the rotor 22a,
Output winding 22c, voltage detection winding 22d provided on the stator side
And an excitation winding 22e. The output winding 22c is connected to the power generation output terminals 4c and 4d.
励磁巻線22eに発生した交流電圧はダイオードブリッ
ジ24で全波整流され、コンデンサ25で平滑されて、ベー
ス抵抗26を介してトランジスタ27へベース電流が供給さ
れてトランジスタ27がオン状態となり界磁巻線22bへ電
流を供給するよう構成されている。The AC voltage generated in the exciting winding 22e is full-wave rectified by a diode bridge 24, smoothed by a capacitor 25, and a base current is supplied to a transistor 27 via a base resistor 26, so that the transistor 27 is turned on and the field winding is turned on. It is configured to supply current to line 22b.
電圧検出用巻線22dに発生した交流電圧はダイオード
ブリッジ28で全波整流され、抵抗29、コンデンサ30から
なる平滑回路で第４図（ａ）に示すように脈流成分を含
む電圧波形となるよう平滑された後、抵抗31、抵抗32で
分圧され、この分圧された電圧がツェナーダイオード33
を介してトランジスタ34のベースへ印加される。The AC voltage generated in the voltage detecting winding 22d is full-wave rectified by the diode bridge 28, and becomes a voltage waveform including a pulsating component as shown in FIG. 4 (a) by a smoothing circuit including a resistor 29 and a capacitor 30. After being smoothed, the voltage is divided by the resistors 31 and 32, and the divided voltage is applied to the Zener diode 33.
Is applied to the base of the transistor 34.
電圧検出用巻線22dに発生する交流電圧が所定の電圧
値より高い場合は、トランジスタ34へベース電流が供給
される期間（第４図（ａ）で斜線で示す期間）が長くな
り、トランジスタ34のオン→トランジスタ27のオフによ
り界磁巻線21bへの電流供給が遮断される期間が長くな
り、発電出力電圧は低下する。このように、界磁巻栓21
bへの電流供給時間を異なえることによって、発電出力
端子4c,4d間に発生する出力電圧eoを定格値に保持して
いる。なお、界磁巻線22bに並列接続されたダイオード3
5は、トランジスタ27のスイッチング動作時に界磁巻線2
2bに発生するサージを吸収するための貫流用ダイオード
である。When the AC voltage generated in the voltage detection winding 22d is higher than a predetermined voltage value, the period during which the base current is supplied to the transistor 34 (the period indicated by the oblique lines in FIG. Is turned on → the transistor 27 is turned off, the period during which the current supply to the field winding 21b is cut off becomes longer, and the power generation output voltage decreases. Thus, the field stopper 21
By varying the current supply time to b, the output voltage eo generated between the power generation output terminals 4c and 4d is maintained at the rated value. The diode 3 connected in parallel to the field winding 22b
5 is the field winding 2 during the switching operation of the transistor 27.
This is a cross-flow diode for absorbing the surge generated in 2b.
端子4a,4b間にはフォトカプラ36の１次側である発光
ダイオード36aが介設され、２次側フォトトランジスタ3
6bがオン状態になると、ダイオード37−フォトトランジ
スタ36b−抵抗38−コンデンサ45の経路でコンデンサ45
が充電され、この電圧がダイオード40、抵抗41を介して
ツェナーダイオード33のアノード側へ印加される。よっ
て、ツェナーダイオード33のアノード側の電圧は、第４
図（ｂ）に示すように脈流分が小さくなり、トランジス
タ34をオン状態に駆動する期間が長くなるので発電機４
の出力電圧が低下する。A light emitting diode 36a, which is the primary side of the photocoupler 36, is interposed between the terminals 4a and 4b, and the secondary side phototransistor 3
When 6b is turned on, the capacitor 45 passes through the path of the diode 37, the phototransistor 36b, the resistor 38, and the capacitor 45.
Is charged, and this voltage is applied to the anode side of the Zener diode 33 via the diode 40 and the resistor 41. Therefore, the voltage on the anode side of the Zener diode 33 becomes the fourth voltage.
As shown in FIG. 3B, the pulsating flow becomes smaller, and the period for driving the transistor 34 to the ON state becomes longer.
Output voltage drops.
以上の構成であるから、発電機４の電気的負荷21がエ
ンジン発電機１の定格を越えてエンジン２へ燃料噴射量
を最大にしてもエンジン２の回転数が低下する場合は、
回転数制御装置３内の過負荷状態判別手段20の出力によ
り、発電機４側の出力電圧調節回路23に過負荷状態であ
る旨の信号が伝達され、出力電圧調節回路23は発電出力
電圧を定格出力電圧より低い値にするので、発電機４か
ら電気的負荷21へ供給される電力は低減する。With the above configuration, even when the electric load 21 of the generator 4 exceeds the rating of the engine generator 1 and the fuel injection amount to the engine 2 is maximized, the rotation speed of the engine 2 decreases.
The output of the overload state judging means 20 in the rotation speed control device 3 transmits a signal indicating the overload state to the output voltage adjustment circuit 23 of the generator 4, and the output voltage adjustment circuit 23 outputs the generated output voltage. Since the value is lower than the rated output voltage, the power supplied from the generator 4 to the electric load 21 is reduced.
よってエンジン２の過負荷状態は解消され、回転数制
御装置３のフィードバック制御系は正常な動作状態に復
帰し、エンジン２は目標とする回転数で回転するので、
発電機４の発電周波数は一定に保たれる。Therefore, the overload state of the engine 2 is eliminated, the feedback control system of the rotation speed control device 3 returns to the normal operation state, and the engine 2 rotates at the target rotation speed.
The power generation frequency of the generator 4 is kept constant.
第５図はエンジン回転数制御装置の他の構成例を示す
ブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing another example of the configuration of the engine speed control device.
この実施例では、エンジンの実回転に対応する電圧en
およびアクチュエータ9aの位置に対応する電圧eaをアナ
ログ−ディジタル（A/D）変換器50に入力し、CPU51は所
定の時間間隔毎に格電圧en,eaに対応するディジタル量
を読み込み、あらかじめ設定された条件となった時に出
力ポート51aをＨレベルとして、抵抗20bを介してトラン
ジスタ20cをオンさせる構成としている。CPU51は、電圧
eaに対応するディジタル量が予め設定した値と等しいか
あるいはそれより大きい状態が、例えば３回連続した時
に最大燃料噴射状態にあると判断し、電圧enに対応する
ディジタル量が前回あるいは前々回の値より所定値以上
減少している場合、または、電圧enに対応するディジタ
ル量が、所定のサンプリング回線連続して減少傾向の場
合はエンジン回転数が低下していると判断し、両方の条
件がそろった場合に、エンジン過負荷状態と判断するよ
う構成している。In this embodiment, the voltage en corresponding to the actual rotation of the engine en
And a voltage ea corresponding to the position of the actuator 9a is input to an analog-digital (A / D) converter 50, and the CPU 51 reads a digital quantity corresponding to the rated voltage en, ea at predetermined time intervals, and sets the digital quantity in advance. When the condition is satisfied, the output port 51a is set to the H level, and the transistor 20c is turned on via the resistor 20b. CPU51 voltage
When the state where the digital quantity corresponding to ea is equal to or larger than the preset value is determined to be the maximum fuel injection state, for example, three times in a row, the digital quantity corresponding to the voltage en is determined to be the previous value or the value two times before. If it has decreased by more than a predetermined value, or if the digital quantity corresponding to the voltage en has continued to decrease for a predetermined sampling line, it is determined that the engine speed has decreased, and both conditions are met. In such a case, it is configured to determine that the engine is overloaded.
（発明の効果） 以上説明したように本発明に係るエンジンの回転数制
御装置は、最大燃料噴射検出手段によって燃料噴射量が
略最大であると判別されているにも拘らず、回転数判別
手段によってエンジン回転数が所定値以上の変化率で上
昇していることが判別されないときには、過負荷状態判
別手段から作業機へ過負荷状態信号を出力して作業機自
体の負荷を低減することによりエンジンを略最大出力状
態に維持制御するように構成したので、エンジンが過負
荷となるような状況の発生、即ち外部負荷を形成する作
業機が過負荷状態になってもエンジンの回転数を低下さ
せることなく、エンジンの出力パワーを最大に近いとこ
ろで得ることができ、すなわち過負荷状態においてエン
ジン出力パワーを最大限にひき出す運転状態を継続させ
ることができる。(Effect of the Invention) As described above, the engine speed control device according to the present invention provides the engine speed determination device, although the fuel injection amount is determined to be substantially maximum by the maximum fuel injection detection device. When it is not determined that the engine speed is increasing at a rate of change equal to or higher than the predetermined value, the overload state determination means outputs an overload state signal to the work implement to reduce the load on the work implement itself. Is controlled so as to maintain a substantially maximum output state, so that a situation occurs in which the engine is overloaded, that is, the engine speed is reduced even if the work implement forming the external load is overloaded. The engine output power can be obtained close to the maximum without running, that is, the operation state that maximizes the engine output power under the overload condition can be continued. Can be.
また、既に燃料噴射制御系が備えているフィードバッ
ク制御に必要な信号を利用することができるので、簡単
な構成で回転数制御装置を実現することができる。In addition, since a signal necessary for feedback control already provided in the fuel injection control system can be used, a rotation speed control device can be realized with a simple configuration.
また、エンジンの外部負荷を形成する作業機を発電機
で構成した場合、過負荷検出信号に基づいて自動電圧調
整器の出力設定電圧を低下させて、発電機の電気的負荷
が重負荷、すなわちエンジンにとって過負荷状態が発生
した場合には、電気的負荷への供給電力量を制限するよ
うに構成したので、発電機負荷として水銀灯とか電動機
のように一時的に大電流が流れる負荷が接続されても、
エンジンの回転数低下を抑えてエンジンの出力を最大限
に使用して速やかに定常運転への復帰を行うことができ
るとともに、回転数が変動しないので同期発電機を使用
した場合に、発電周波数を安定に保つことができる。Further, when the working machine that forms the external load of the engine is configured by a generator, the output set voltage of the automatic voltage regulator is reduced based on the overload detection signal, and the electrical load of the generator is a heavy load, that is, When an overload condition occurs in the engine, the power supply to the electrical load is limited, so a load that temporarily flows a large current such as a mercury lamp or electric motor is connected as the generator load. Even
It is possible to quickly return to steady operation by using the output of the engine to the maximum by suppressing the decrease in the engine speed, and because the engine speed does not fluctuate, when using a synchronous generator, the power generation frequency is reduced. It can be kept stable.
第１図は本発明に係るエンジン回転数制御装置を備えた
エンジン発電機の全体システム構成図、第２図はソレノ
イド式アクチュエータおよびアクチュエータ位置センサ
の一構成例を示す構造図、第３図は発電機の回路構成
図、第４図は出力電圧調節回路内の出力検出用巻線の電
圧を示す波形図、第５図はエンジン過負荷制御手段の他
の構成例を示すブロック図、第６図は従来の燃料噴射量
制御系のブロック図である。 なお、図面中、１はエンジン発電機、２はエンジン、３
は回転数制御装置、４は発電機、５は目標回転数設定回
路、６は重畳回路、７は比例・積分・微分回路（PID回
路）、８はPWM変換回路、９は燃料噴射量調節機構、9a
はソレノイド式アクチュエータ、9cはソレノイド、9dは
アクチュエータ、10は回転数検出回路、11は周波数−電
圧変換回路、12はアクチュエータ位置センサ、18は最大
燃料噴射状態検出手段、19は回転数判別手段、20は過負
荷状態判別手段、21は発電機の電気的負荷、22は巻線
部、22aは回転子、22bは界磁巻線、22cは出力巻線、22d
は電圧検出用巻線、22eは励磁巻線、23は出力電圧調節
回路、36はフォトカプラ、50はA/D変換器、51はCPUであ
る。FIG. 1 is an overall system configuration diagram of an engine generator provided with an engine speed control device according to the present invention, FIG. 2 is a structural diagram showing an example of a configuration of a solenoid actuator and an actuator position sensor, and FIG. FIG. 4 is a waveform diagram showing a voltage of an output detection winding in an output voltage adjusting circuit, FIG. 5 is a block diagram showing another example of the configuration of the engine overload control means, and FIG. FIG. 2 is a block diagram of a conventional fuel injection amount control system. In the drawings, 1 is an engine generator, 2 is an engine, 3
Is a rotation speed control device, 4 is a generator, 5 is a target rotation speed setting circuit, 6 is a superposition circuit, 7 is a proportional / integral / differential circuit (PID circuit), 8 is a PWM conversion circuit, and 9 is a fuel injection amount adjusting mechanism. , 9a
Is a solenoid type actuator, 9c is a solenoid, 9d is an actuator, 10 is a rotation speed detection circuit, 11 is a frequency-voltage conversion circuit, 12 is an actuator position sensor, 18 is a maximum fuel injection state detection means, 19 is a rotation number determination means, 20 is an overload state determination means, 21 is an electric load of the generator, 22 is a winding part, 22a is a rotor, 22b is a field winding, 22c is an output winding, 22d.
Is a voltage detection winding, 22e is an excitation winding, 23 is an output voltage adjustment circuit, 36 is a photocoupler, 50 is an A / D converter, and 51 is a CPU.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−140699（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297753（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130232（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−19632（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−267326（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−140700（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−167426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−121827（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−104729（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−6442（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-140699 (JP, A) JP-A-63-2977753 (JP, A) JP-A-2-130232 (JP, A) JP-A-2- 19632 (JP, A) JP-A-1-267326 (JP, A) JP-A-63-140700 (JP, A) JP-A-1-167426 (JP, A) JP-A-56-1221827 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 57-104729 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 62-6442 (JP, U)
Claims (2)
作業機のエンジンの回転数制御装置であって、 燃料噴射量調節機構、この燃料噴射量調節機構を駆動す
るアクチュエータを有する燃料噴射装置と、 この燃料噴射装置の燃料噴射量を前記アクチュエータの
変位に応じた電圧信号として検出する燃料噴射量検出手
段と、 エンジンの回転数を回転数に応じた電圧信号にして出力
するエンジン回転数検出手段と、 前記燃料噴射量検出手段によって検出された燃料噴射量
が略最大噴射量であるか否かを判別する最大燃料噴射状
態検出手段と、 前記回転数検出手段によって検出されたエンジン回転数
が所定値以上の変化率で上昇しているか否かを判別する
回転数判別手段と、を備え、 前記最大燃料噴射状態検出手段によって燃料噴射量が略
最大であると判別されているにも拘らず、前記回転数判
別手段によってエンジン回転数が所定値以上の変化率で
上昇していることが判別されないときには、過負荷制御
手段から前記作業機へ過負荷状態信号を出力して前記作
業機自体の負荷を低減することによりエンジンを略最大
出力状態に維持制御することを特徴とするエンジンの回
転数制御装置。An engine speed control device for an engine-driven work machine that drives a work machine with an engine, comprising: a fuel injection amount adjusting mechanism; a fuel injection device having an actuator for driving the fuel injection amount adjusting mechanism; Fuel injection amount detection means for detecting a fuel injection amount of the fuel injection device as a voltage signal corresponding to the displacement of the actuator; engine rotation number detection means for outputting the engine speed as a voltage signal corresponding to the rotation speed; Maximum fuel injection state detection means for determining whether or not the fuel injection amount detected by the fuel injection amount detection means is substantially the maximum injection amount; and the engine speed detected by the rotation speed detection means being a predetermined value. Rotation speed determining means for determining whether or not the fuel injection amount is increasing at the above-mentioned rate of change. If the engine speed is not determined to be increasing at a rate of change equal to or greater than a predetermined value by the engine speed determining means, the engine is overloaded from the overload control means. An engine rotation speed control device for outputting a signal to reduce the load on the work implement itself to maintain and control the engine at a substantially maximum output state.
この発電機に過負荷信号が入力された場合には、発電機
の出力電圧を低下させることにより、前記エンジンに対
する負荷を低減することを特徴とする請求項１記載のエ
ンジンの回転数制御装置。2. The work machine comprises a generator,
2. The engine speed control device according to claim 1, wherein when an overload signal is input to the generator, the load on the engine is reduced by reducing the output voltage of the generator.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP1295632A JP2731266B2 (en) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | Engine speed control device |
| US07/870,783 US5170065A (en) | 1989-11-14 | 1992-04-16 | Engine speed control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1295632A JP2731266B2 (en) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | Engine speed control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03156144A JPH03156144A (en) | 1991-07-04 |
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Family
ID=17823159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-11-14 JP JP1295632A patent/JP2731266B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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