JPH04506389A - Method and device for adjusting the rotation speed of a multi-cylinder diesel engine rotating at low speed - Google Patents
Method and device for adjusting the rotation speed of a multi-cylinder diesel engine rotating at low speedInfo
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- JPH04506389A JPH04506389A JP50719189A JP50719189A JPH04506389A JP H04506389 A JPH04506389 A JP H04506389A JP 50719189 A JP50719189 A JP 50719189A JP 50719189 A JP50719189 A JP 50719189A JP H04506389 A JPH04506389 A JP H04506389A
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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】 低速回転する多シリンダディーゼルエンジンの回転数調節方法および装置 本発明は低速回転する多シリンダディーゼルエンジンの回転数調節のための方法 および装置に関する。さらに本発明は低速回転する多シリンダディーゼルエンジ ンの調節の際の回転数検出方法および装置に関する。[Detailed description of the invention] Method and device for adjusting the rotation speed of a multi-cylinder diesel engine rotating at low speed The present invention provides a method for regulating the speed of a multi-cylinder diesel engine rotating at low speeds. and regarding equipment. Furthermore, the present invention is applicable to multi-cylinder diesel engines rotating at low speed. The present invention relates to a method and device for detecting rotational speed when adjusting a motor.
たとえば船舶プロペラ、同期発電機または他の大形設備に使用されるような大形 ディーゼルエンジンは一般に共通の軸上で動作し、低い(たとえば1100rp よりも低い)回転数で回転する少数のシリンダしか含んでいない、従って、動作 サイクルの間に駆動モーメントの大きな脈動およびクランク軸の角速度の相応に 強い変化が生ずる。Large size, for example as used in ship propellers, synchronous generators or other large equipment Diesel engines generally operate on a common shaft and have low (e.g. 1100 rpm) contains only a small number of cylinders rotating at a speed lower than Large pulsations of the driving moment during the cycle and correspondingly of the angular velocity of the crankshaft Strong changes occur.
調節のために使用される回転数511m器において小さい時定数が設定されると 、これらの!1IWI器は脈動する回転数実際値のために絶え間なく、シリンダ の噴射ポンプおよびシリンダ充満度を設定する充満ロッドを動かす、安定性の問 題を別として噴射ポンプの絶え間ない動きは充満ロッドにおける望ましくない高 い摩耗および不必要に大きい機械的変位動作をひき起こす。If a small time constant is set in the 511 m rpm device used for adjustment, ,these! 1. The IWI device continuously changes the cylinder speed due to the pulsating actual speed value. Stability problems such as moving the injection pump and filling rod to set the cylinder filling level. Apart from problems, the constant movement of the injection pump can lead to undesirable high temperatures in the fill rod. cause excessive wear and unnecessarily large mechanical displacement movements.
他方では(たとえば不点火または他の燃焼の不規則性の際の)与えられるエンジ ンモーメントまたは(たとえば荒れた海面状態の際に船舶プロペラが水から浮上 するときの)機械的負荷モーメントの跳躍は、エンジンの停止または超過速度を 回避するために適時にくい止められなければならない回転数変動に通ずる。従っ て回転数調節器はあまりに低速に設定されていてはならない。On the other hand, a given engine (e.g. in the event of a misfire or other combustion irregularities) moment (e.g. when a ship's propeller rises out of the water during rough sea conditions) The jump in the mechanical load moment (when This leads to rotational speed fluctuations that must be stopped in a timely manner to avoid them. follow The speed regulator must not be set too low.
従って、とりわけ市場で商業的に提供されている設備は、手で動かされる充満ロ ッドよりも悪い20rpm以下の回転数で動作する。4ないし6シリンダを有す る機械は約15rpm以下では現在全く満足に機械的に調節可能でない。Therefore, among other things, the equipment commercially offered on the market is It operates at a rotation speed of 20 rpm or less, which is worse than the standard. Has 4 to 6 cylinders machines are currently not fully mechanically adjustable below about 15 rpm.
特に自動車の高速回転する燃焼エンジンに対して、ヨーロッパ特許出願第120 730号明細書に、クランク軸に取付けられたマークに対するセンサが、シリン ダの1つがその上死点に位置するときに、それぞれ参照パルスを発生する調節方 法が記載されている。それによりクランク軸の回転角度が複数の角度範囲に分割 される。定常的な作動中はクランク軸は各角度範囲の通過のために等しい時間を 必要とするが、不規則性の際にはこの時間は多数の角度範囲にわたり平均化され た平均値から偏差する0種々のシリンダの作動の際の非対称性を調節除去するた め、シリンダの各々に対して多くの動作サイクルで測定された偏差が積分され、 またこの積分により形成された補正量により充満度のすべてのシリンダに共通の 予設定が補正される。European patent application no. No. 730 discloses that a sensor for a mark attached to a crankshaft is connected to a cylinder. An adjustment method that generates a reference pulse when one of the two is located at its top dead center. The law is stated. This allows the rotation angle of the crankshaft to be divided into multiple angle ranges. be done. During steady operation, the crankshaft takes equal time to pass through each angular range. required, but in case of irregularities this time is averaged over a large number of angular ranges. In order to adjust and eliminate asymmetries in the operation of various cylinders that deviate from the average value Therefore, the deviations measured over many operating cycles for each cylinder are integrated and In addition, the correction amount formed by this integral allows the filling degree to be common to all cylinders. Presettings are corrected.
このことは、シリンダの非対称な作動により生ずるような周期的な不規則性を調 節除去する積分調節に相当する。しかしその際に前記の短時間の擾乱(不点火ま たはプロペラの浮上)は迅速に十分に調節除去され得ない。This allows for the detection of periodic irregularities, such as those caused by asymmetrical operation of the cylinder. Corresponds to an integral adjustment that removes nodes. However, at that time, the above-mentioned short-term disturbance (misfire or (or propeller levitation) cannot be adjusted and removed quickly enough.
本発明の課題は、低速回転する多シリンダディーゼルエンジンの11節であって 、一時的な擾乱の調節除去も可能にする調節方法を提供することである。その際 に特に、このような短時間の擾乱を識別し、また場合によっては、エンジンの制 御または調節が適当な仕方で補正され得るように迅速に検出するという問題が生 ずる。従って、このような回転数検出は同じく本発明の課題である。The problem of the present invention is to solve 11 problems of a multi-cylinder diesel engine that rotates at low speed. , it is an object of the present invention to provide an adjustment method that also allows adjustment removal of temporary disturbances. that time in particular to identify such short-term disturbances and, in some cases, to restrict the engine. The problem arises of quickly detecting controls or adjustments so that they can be corrected in an appropriate manner. Cheating. Therefore, such rotational speed detection is also a subject of the present invention.
これらの課題の解決のために請求の範囲1および15に本発明による回転数調節 のための方法および装置が示されている。請求の範囲10および12は回転数検 出のための本発明による方法および装置の特徴を含んでいる。In order to solve these problems, claims 1 and 15 describe the rotation speed adjustment according to the present invention. A method and apparatus are presented. Claims 10 and 12 are for rotational speed detection. The present invention includes features of the method and apparatus for the production.
その際にシリンダの各々に対して、シリンダの上死点の前に位置する角度範囲の 切角度および終角度を表すクランク軸の角位置が定められる。このことはクラン ク軸と共に回転する相応のマークに対するセンサまたはそれぞれこれらの定めら れた角位置の通過の際に参照信号を出力する他の参照パルス発生器により行われ 得る。In this case, for each cylinder, the angular range located before the top dead center of the cylinder is The angular position of the crankshaft representing the cut angle and end angle is determined. This is a clan sensor for the corresponding mark rotating with the axis or respectively these defined. This is done by another reference pulse generator which outputs a reference signal upon passing the angular position obtain.
これらの角度範囲に対していま連続的に、クランク軸がこの角度範囲を通過する 平均速度を示す実際値n、が測定される。さらに、これらの角度範囲の多くにわ たり平均化されたクランク軸の平均速度iも測定される。すなわち第1の低速の 速度実際値nおよび動作サイクルの一部分にわたってのみ平均化された第2の速 度実際値naLが存在する。The crankshaft passes through these angular ranges continuously. An actual value n, representing the average speed, is measured. Furthermore, many of these angular ranges The average speed i of the crankshaft is also measured. That is, the first low speed speed actual value n and a second speed averaged only over a portion of the operating cycle. There is an actual value naL.
すべてのシリンダの駆動モーメントが均等に目標回転数n1の維持のために寄与 する定常的な作動中は、これらの両平均値はほぼn、−n−n”に等しい、n” n”n”に等しい、シリンダの非対称な作動中にも常になおほぼn−nlが成り 立つ、このことは、nが動作サイクル全体にわたり平均化された速度であれば、 すなわち定常状態で角度範囲の和が全動作サイクルを住するならば、すなわち1 つの角度範囲がまさにシリンダの2つの隣接する上死点の間のクランク軸の回転 角度に一敗するならば、直ちに明らかである。The driving moment of all cylinders equally contributes to maintaining the target rotation speed n1 During steady-state operation, both of these average values are approximately equal to n, -n-n'', n'' During asymmetrical operation of the cylinder, which is equal to n"n", there is always still approximately n-nl. This means that if n is the speed averaged over the operating cycle, then That is, if in steady state the sum of the angular ranges lives the entire operating cycle, i.e. 1 rotation of the crankshaft between exactly two adjacent top dead centers of the cylinder If the angle is defeated, it will be immediately obvious.
従って、低迷の速度平均値nが速度目標値n0と比較され、また、噴射ポンプの 制御のための第1の目標値を決定し、またそれによってすべてのシリンダの充満 度を予め与える低速の調節器に供給される。すなわち非対称の際にはこの低速の 調節器の出力信号は寓際上変化せず、また短時間の擾乱もほとんど変化を生じ連 続的に測定された速度実際値n、、は同じく速度目標値と比較され、また高速の 調節器に供給される。1つのシリンダのなかで一回または周期的な擾乱が生ずる と、実際値n1、従ってまたこの高速の調節器の出力信号から与えられる第2の 目標値がこの変化に迅速に応答する。この乱された実際値n、が形成された角度 範囲は、この角度範囲が対応付けられているシリンダの上死点の前に位置してい る。従って予設定の速い補正は少なくともこのシリンダおよびその充満度に作用 し、従つて二〇生した擾乱を直ちに補正する。この介入の結果としてこの擾乱が 、その後に続く角度範囲で測定される速度実際値ne、が既にもはや目標値n″ から偏差しないように、迅速に減衰すると、別のシリンダの予設定された充満度 の補正も行われない。Therefore, the sluggish speed average value n is compared with the speed target value n0, and also the injection pump Determine the first target value for the control and thereby the charging of all cylinders is fed to a slow regulator which pre-provides the degree of power. In other words, in the case of asymmetry, this low speed The output signal of the regulator does not change virtually, and short-term disturbances cause almost no change. The continuously measured actual speed value n, is also compared with the speed setpoint value, and also the high speed Supplied to the regulator. Disturbance occurs once or periodically within one cylinder and the actual value n1, and thus also the second value given from the output signal of this fast regulator. The target value responds quickly to this change. The angle at which this disturbed actual value n, is formed The range is located before the top dead center of the cylinder to which this angular range is associated. Ru. A preset fast correction therefore acts at least on this cylinder and its filling degree. Therefore, the disturbance that occurred for 20 days will be immediately corrected. As a result of this intervention, this disturbance , the speed actual value ne, measured in the subsequent angular range, is already no longer the setpoint value n'' Preset filling degree of different cylinders with quick decay so as not to deviate from No correction is made either.
さらに、ヨーロッパ特許出ll第120730号明細書に記載されている方法も 作動の対称化のために有利に応用され得る。Furthermore, the method described in European Patent No. 120730 It can be advantageously applied for symmetrization of operation.
擾乱または非対称性を調節除去するための前記の介入は、擾乱検出とすぐ次のシ リンダの充満度の補正との間の時間が短いほど有効である。すなわち角度範囲の 柊角度はできるかぎり対応付けられているシリンダの上死点の近くに位置してい るべきである。しかし他方では相応の噴射ポンプの充満ロッドを介して行われる 充満度の変更は上死点の到達前に終了されていなければならない、従って、角度 範囲の位置、すなわちその初角度および終角度を決定する参照位置がクランク軸 の回転数に関係して変更されることは有利である。これは相応の制御装置により 行われ得る。The above-mentioned interventions for adjusting and removing disturbances or asymmetries can be applied to disturbance detection and the immediate next sequence. The shorter the time between correction of the cylinder filling degree, the more effective it is. i.e. the angular range The Hiiragi angle is located as close to the top dead center of the associated cylinder as possible. Should. However, on the other hand it is done via the filling rod of the corresponding injection pump. The change in the degree of filling must be completed before reaching top dead center, therefore the angle The reference position for determining the position of the range, i.e. its initial and final angles, is the crankshaft. It is advantageous that the rotational speed of This is done by means of a corresponding control device. It can be done.
本発明の有利な実施態様は従属請求の範囲にあげられている。2つの実施例およ び5つの図面により本発明を一層詳細に説明する。Advantageous embodiments of the invention are listed in the dependent claims. Two examples and The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings.
第1図は本発明の1つの好ましい実施例のハードウェア部分、第2図はその際に 生ずるパルスおよび測定量、第3図および第4図は2つの有利に使用される調節 装置の顧理図、第5図はその際に生ずるクランク軸の参照角位置を示す。FIG. 1 shows the hardware portion of one preferred embodiment of the invention, and FIG. The resulting pulses and measured quantities, FIGS. 3 and 4, show two advantageously used adjustments. The schematic diagram of the device, FIG. 5, shows the reference angular position of the crankshaft that occurs in this case.
本発明を4シリンダー2サイクル−エンジンの例により説明する。その4つのシ リンダZl、Z2、Z3およびz4は第1図中にシンボルで示されている。各シ リンダの行程空間内で圧縮段階の間に噴射ポンプP1・・・P4から燃料が噴射 され、その量は燃焼空気に対する比を充満度Fにより決定されている。この充満 度に対して目標値F0が予め与えられ、それから充満度gIwi器FRが相応の 目標値F”を形成し、それによりたとえば流体圧作動により噴射ポンプの充満ロ フトが動かされ、その際に噴射ポンプの相応の位置が実際値Fを介して充満度調 節器に帰還される。その際に、充満度!Ii節器がすべての噴射ポンプの充満ロ ッドに共通に作用し、またすべての噴射ポンプを共通に動かすように構成されて いてよい。The invention will be illustrated by the example of a 4-cylinder, 2-stroke engine. Those four scenes Lindas Zl, Z2, Z3 and z4 are shown symbolically in FIG. Each scene Fuel is injected from injection pumps P1...P4 during the compression stage within the stroke space of the cylinder. The amount is determined by the filling degree F, which is the ratio to the combustion air. this fullness A target value F0 is given in advance for the filling degree gIwi device FR. A setpoint value F" is formed, which allows for example the filling valve of the injection pump to be controlled by hydraulic actuation. the corresponding position of the injection pump changes via the actual value F. He will be returned to the Seki. At that time, the fullness! The Ii moderator controls the charge flow for all injection pumps. is configured to act commonly on the pumps and to move all injection pumps in common. It's okay to stay.
しかし好ましくは個々に動かし得る噴射ポンプまたは個々に調整可能な噴射ポン プが存在している。However, preferably individually movable injection pumps or individually adjustable injection pumps exists.
第1図に示されている位置ではシリンダZ1はその第1の動作サイクルである膨 張サイクルを開始するその上死点に位置しており、他方においてシリンダz3は その膨張サイクルが終了しまた第2の動作サイクル、圧縮サイクル、が開始する 下死点に位置している。相応して、シリンダz2はなおその第2の動作サイクル (圧縮)に位置しており、他方においてシリンダz4は既に膨張サイクルにあ電 諷点火エンジンにおいて膨張サイクルで規則的な燃焼を保証するためには、点火 時点がシリンダ位置に、従ってまたクランク軸の回転運動に同期化されなければ ならない、ディーゼルエンジンでは噴射ノズルはピストンの運動により自動的に 開放されるが、本発明ではここでクランク軸の回転角度の検出が行われ、これは 相応の参照パルス発生器により達成される。その際に無接触近接スイッチ、スリ ップレスに駆動されるインクレメンタル角度発信器またはクランク軸に結合され ているディジタルまたはアナログ動作の他の検出回路の形態の角度検出器が用い られる。In the position shown in FIG. 1, the cylinder Z1 is in its first operating cycle, the expansion. is at its top dead center starting the tensioning cycle, while cylinder z3 is The expansion cycle ends and a second operating cycle, the compression cycle, begins. It is located at bottom dead center. Correspondingly, cylinder z2 is still in its second operating cycle. (compression) and on the other hand cylinder z4 is already energized in the expansion cycle. In order to ensure regular combustion during the expansion cycle in a direct ignition engine, the ignition The time points must be synchronized to the cylinder position and therefore also to the rotational movement of the crankshaft. In a diesel engine, the injection nozzle is automatically activated by the movement of the piston. However, in the present invention, the rotation angle of the crankshaft is detected at this point. This is achieved by a corresponding reference pulse generator. At that time, contactless proximity switch, Incremental angle transmitter driven without rotation or coupled to the crankshaft Angle detectors in the form of other detection circuits of digital or analog operation may be used. It will be done.
図示の場合には、クランク軸と直接にまたは変換比1:1の歯車を介して、m1 個のマークMを有する測定円板が取付けられている。クランク軸の特定の出発位 置を零点として定めると、検出器DETはそれぞれdy−360°/mlだけの 1回転の後にパルスを発生し、従って、出発位置の通過以後に発生されるパルス の数mから角位置γ−m−dγが検出され得る。In the case shown, the m1 A measuring disk with M marks M is mounted. Specific starting position of the crankshaft If the position is set as the zero point, each detector DET will have only dy-360°/ml. Generates a pulse after one revolution and therefore a pulse generated after passing the starting position The angular position γ-m-dγ can be detected from the number m of .
出発位置は各回転の際に零パルス発生器、たとえば零パルス発生器の通過の際に 相応の零パルスを出力するマークNにより検出され得る。公知の仕方で軸の回転 方向を確かめ、またそれによって検出器DETのパルスカウントの際の符号を定 めるため、零パルス発生器DNまたは検出器DETに対してずらされた別のパル ス発生器DN’が配置されている。検出器DNの零パルスは、検出器DETのパ ルスカウントのために必要なカウンタをそれぞれ出発位置の通過の際に同期化し 、また場合によっては擾乱パルスにより惹起されるカウント誤差を補正するため にも使用され得る。このような補正が必要でないならば、出発位置の検出はソフ トウェア的に検出器DETのパルスに対するカウンタによっても行われ得る。The starting position is determined during each rotation by a zero pulse generator, e.g. It can be detected by a mark N which outputs a corresponding zero pulse. Rotation of the axis in a known manner Ascertain the direction and thereby the sign of the pulse count of the detector DET. another pulse shifted relative to the zero pulse generator DN or the detector DET in order to A gas generator DN' is arranged. The zero pulse of detector DN is the pulse of detector DET. The counters required for pulse counting are synchronized each time they pass the starting position. , and in some cases to compensate for counting errors caused by disturbance pulses. It can also be used. If such correction is not required, the detection of the starting position can be done by software. It can also be done software-wise by a counter for the pulses of the detector DET.
最も簡単な場合には、成鳥と点火するシリンダの数2に相応して回転角度範囲α −360°/2が定められており、それぞれこの角度αだけの1回転の後にシリ ンダ(たとえばZ2)が先に先行のシリンダ(たとえばZl)がとった位置をと るように示される。この角度αまたは相応の検出器DETのパルスの数m−mC t−はこうして全動作サイクルを個々の角度範囲に分割する。2の角度範囲の各 々は1つのシリンダに対応付けられており、また初角度および終角度を示す参照 位置により定められている。In the simplest case, the rotation angle range α corresponds to the adult bird and the number of firing cylinders 2. −360°/2 is determined, and after one rotation of this angle α, the serial cylinder (e.g. Z2) first takes the position taken by the preceding cylinder (e.g. Zl). It is shown as follows. This angle α or the number of pulses m−mC of the corresponding detector DET t- thus divides the entire operating cycle into individual angular ranges. Each of the 2 angular ranges each corresponds to a cylinder, and also has references indicating the initial and final angles. Determined by location.
4サイクル−エンジンでは各シリンダは1つのエンジンサイクル中に2回その上 死点を通過する。それぞれ全動作サイクルを検出するためには、こうしてクラ増 し、また1つの動作サイクル内のシリンダZlの第1の上死点にそれぞれ対応後 にのみ到達される。一般的な場合にはこうして角度範囲αへの角度範囲数m1の 対応付けは式 に結合されているならば、m、はパルス円板上のマークの数であり、他方におい て直接連結の陳には m+ −2・(mt /mx ) i m、−ml/ Zここでmgはエンジン サイクルあたりの動作サイクルの*”サイクル数1であり、2サイクルエンジン に対してはm、−2,4サイクルエンジンに対してはlfi、miを形成する。4-cycle - In an engine each cylinder is cycled twice during one engine cycle. Pass through dead center. In order to detect each full operating cycle, the number of clusters is increased. and after corresponding respectively to the first top dead center of the cylinder Zl within one operating cycle. be reached only. In the general case, the number of angular ranges m1 to the angular range α is The mapping is an expression m, is the number of marks on the pulse disk, and on the other hand, m is the number of marks on the pulse disk. In the case of direct connection, m+ -2・(mt/mx) i m, -ml/Z where mg is the engine The number of operating cycles per cycle is 1, and it is a 2-stroke engine. m for the engine, lfi and mi for the -2,4 cycle engine.
この平均値百はたとえば零パルス発生器DNの2つの参照、<ルス数により平均 化された実際値を表し、この実際値は實際上すべてのシリンダから与えられる機 械的モーメントにより等しい仕方で影響されている。それに対して第2の平均値 n は小さい時定数により平均化された値を表し、この値には主として1つのシ リンダの最後の膨張サイクルまたは軸へのその影響が入り込む。This average value 100 is, for example, averaged by the two references of the zero pulse generator DN, This actual value is actually the machine given by all cylinders. influenced in an equal manner by mechanical moments. On the other hand, the second average value n represents the value averaged by a small time constant, and this value mainly includes one The last expansion cycle of the cylinder or its impact on the shaft enters.
なお説明されるように、測定および*mi置装Rは、平均値Hを迷度目榎値n1 と比較し、またそれからシリンダの充満度の予設定のための目標値を予め与える 低迷のarm器を含んでいる。追加的に差n”−n6.に対する高速の調節器が 設けられており、その出力信号は低速の調節器の出力信号と重畳され、またこう していつでも1つのシリンダのすぐ次の膨張サイクルの前に充満度を変更し得る 。As will be explained, the measurement and *mi equipment R converts the average value H into the deviation value n1 and then give a target value for presetting the degree of filling of the cylinder. It includes a weak arm device. Additionally, a fast regulator for the difference n''-n6. is provided, the output signal of which is superimposed with the output signal of the slower regulator, and to change the filling level of one cylinder at any time before the next expansion cycle. .
相い異なる時定数により平均された2つの速度値の検出の利点はたとえば、シリ ンダから与えられるエンジンモーメントM4i*s*+のパルス状経過を調節器 設定の絶え間ない変更なしに調節する低速の平均値の調節が可能であることであ る。The advantage of detecting two speed values averaged with different time constants is e.g. Adjusts the pulse-like course of the engine moment M4i*s*+ given by the driver. The ability to adjust slow average values without constant changes of settings. Ru.
それに対して平均値n1は、擾乱の際に迅速に介入することを許す、こうしてた とえば1つのシリンダのより頻繁な誤点火が検出され、またこのシリンダへの適 当な介入により除去かつまたはそれぞれすぐ次のシリンダの充満の際に補正され 得る。同じく限界回転数の短時間の超過が報知され、また適当な保護措置が、エ ンジンの安定な作動のために必要な低速の調節が反応し得る前に既にレリーズし 得る。特に、個々のシリンダに対応付けられている角度範囲およびそのなかで測 定された平均値n が指示かつ記録され得る。このことは設備のその後のサービ スを顧戚して貴重な帰納的類推を与える。On the other hand, the mean value n1 allows rapid intervention in the event of a disturbance, thus For example, more frequent misfires of one cylinder are detected and the application to this cylinder is removed by appropriate intervention and/or corrected upon filling of the respective immediately next cylinder. obtain. Similarly, short-term exceedances of the limit speeds are signaled and appropriate protective measures are taken. The release has already been released before the low-speed adjustment necessary for stable operation of the engine can react. obtain. In particular, the angular ranges associated with individual cylinders and the measurements within them. The determined average value n can be indicated and recorded. This is important for subsequent servicing of the equipment. provides a valuable inductive analogy.
角速度n のこれまでに説明した検出は主として前記のヨーロッパ特許出願第1 20730号明細書から知られており、またシリンダ内の不規則な燃焼の均一化 によりエンジンの回転を高めることを可能にする。その際にしかしながら、角度 範囲内でできるかぎりM4!*s*Lへのこのシリンダの影響のみが検出される ように、それぞれ1つのシリンダの上死点は対応するシリンダの開始位置である 。The hitherto described detection of the angular velocity n is primarily based on the aforementioned European patent application no. 20730 and also for homogenizing irregular combustion in the cylinder This makes it possible to increase engine rotation. However, in this case, the angle M4 as much as possible within range! Only the influence of this cylinder on *s*L is detected , the top dead center of each cylinder is the starting position of the corresponding cylinder .
しかしながら散発的に生ずる擾乱を適当に調節除去し得るように、この擾乱の検 出および除去のための介入が、再び1つのシリンダの充満がその膨張サイクルの 前に行われる以前に既に終了していると有利である。すなわちnct測定のため に必要な角度範囲の終角度は対応付するシリンダの上死点の前に十分に層れて位 特表千4−506389 (4) 置していなければならない。However, in order to appropriately adjust and remove disturbances that occur sporadically, it is necessary to detect these disturbances. Interventions for venting and removal will again cause the filling of one cylinder to begin its expansion cycle. It is advantageous if it is already finished before it is done before. i.e. for nct measurement The end angle of the angular range required for Special Table Sen4-506389 (4) must be placed.
他方においてこの擾乱報知はできるかぎり噴射時点の直前に位置するべきであろ う、充満度の114節のための充満ロッドおよび噴射ポンプは特定の時間を必要 とするので、平均値nctの決定は回転数に関係して制御される。On the other hand, this disturbance alarm should be located as close to the injection point as possible. The filling rod and injection pump for the 114th section of filling degree require a certain time. Therefore, the determination of the average value nct is controlled in relation to the rotation speed.
このことはたとえばシリンダZ1に対して、それにクランク軸の位置に対する切 角度および終角度を予め与えることにより、低い回転数の際にこのシリンダZ1 がその上死点に到達する位置の直前に位置する終点を有する角度範囲αが対応し ていることを意味する。しかし高い回転数の際にはこの終篇度はさらに前にずら される。This applies, for example, to the cylinder Z1, and to the position of the crankshaft. By presetting the angle and end angle, this cylinder Z1 can be corresponds to an angular range α with an end point located just before the position where reaches its top dead center. means that However, at high rotational speeds, this final stitching degree shifts further forward. be done.
そのために測定および調節装置は、以下に第2図中の信号および第3図の概要回 路図により一層詳細に説明されるように、平均化された速度により制御される制 御装置を含んでいる。For this purpose, the measuring and regulating device is as follows: the signals in FIG. 2 and the schematic diagram in FIG. As explained in more detail by the road map, the averaged speed-controlled Contains control equipment.
第2図には先ず、一定の周波数で動作するタイミングパルス発生器elkの出力 信号が示されている0曲線n (t)は瞬時の回転速度、すなわちエンジン軸の 回転角度Tの時間微分d y / d tを示す、長時間の平均値n□にくらべ てこの実際値はそれぞれシリンダがそれらの上死点に到達する時点11−・・t 4においてそれぞれかなりの凹みを示す、零パルス検出器DNの零パルスm、と 合致する時点tlで、シリンダzl内の燃焼は回転軸上の推力、従ってまた回転 速度を高めるが、その際にこの速度は、低下する膨張圧力のために、またシリン ダZ2内の圧縮のために必要な仕事のために、低下する。第2図には、個々のシ リンダ内の膨張圧力がそれぞれその上死点の通過の後に相い異なる値をとり、従 ってまた回転数の不規則な経過を生ずることが誇張されて示されている。Figure 2 first shows the output of the timing pulse generator elk, which operates at a constant frequency. The zero curve n(t) on which the signal is shown is the instantaneous rotational speed, i.e. the engine shaft Compared to the long-term average value n□, which shows the time differential d y / d t of the rotation angle T. The actual values of the levers are respectively determined at the time 11-...t when the cylinders reach their top dead center. 4, the zero pulses m of the zero pulse detector DN, each showing a considerable concavity, and At the coincident time tl, the combustion in the cylinder zl causes a thrust on the axis of rotation and therefore also rotation The speed increases, but this speed is also due to the decreasing inflation pressure and the cylinder due to the work required for compression within the camera Z2. Figure 2 shows the individual The expansion pressure in each cylinder takes on different values after passing through its top dead center, and It is shown in an exaggerated manner that this also results in an irregular course of the rotational speed.
第1のカウンタCTIはそれぞれ2つの零パルスm、の生起の間のタイミングパ ルスclkをカウントする。各零パルスの際にカウンタ状態ctlが相応のメモ リM1に与えられ、その出力端においてクランク軸のすぐ次の回転の継続時間中 にカウンタ状態の逆飲値が回転方向検出器5IGNの出力信号sign nによ り乗真され、相応の長時間の平均値にとして利用される。The first counter CTI measures the timing pattern between the occurrences of two zero pulses m, respectively. Count the clock clk. At each zero pulse, the counter state ctl is marked with a corresponding note. during the duration of the next revolution of the crankshaft at its output end. The reverse drinking value in the counter state is determined by the output signal sign n of the rotation direction detector 5IGN. is multiplied and used as an average value over a corresponding long period of time.
参照パルス発生器のパルスmはそれぞれ1つの角度範囲の到達および離去を示し 、またタイミングパルスclkに対する他のカウンタCT2に供給される。それ らは、カウンタCT2の第2rl!J中に示されているカウンタ状態がそれぞれ メモリM2に書込まれかつリセットされる時点を決定する。The pulses m of the reference pulse generator each indicate the arrival and departure of one angular range. , and is also supplied to another counter CT2 for the timing pulse clk. that are the second rl of counter CT2! The counter status shown in J is Determine when memory M2 is written and reset.
こうしてたとえばシリンダZ1にその対応付けられている角度範囲の終点として の参照位置T2と相応の時点t2’とが対応付けられており、他方において時点 tl’および参照位置γ1−γ2−αはこの角度範囲の始点を示す、参照位置T 2はその際にシリンダZ2の上死点(時点t2)にくらべてずれ角度dαだけ前 に置かれている。すなわち時点t2’で角度範囲α内の平均値形成は既に終了し ており、またカウンタCT2はそのカウンタ状態をメモリM2に読入れる。nヶ に比例する値sign n・ (1/ct2)は高速の調節器を介してシリンダ Z2に対する充満度を、このシリンダがその上死点に到達する前に、変更する。Thus, for example, as the end point of the angular range associated with cylinder Z1, The reference position T2 and the corresponding time t2' are associated, and the other time tl' and the reference position γ1-γ2-α indicate the starting point of this angular range, the reference position T At this time, 2 is located before the top dead center of cylinder Z2 (time t2) by the deviation angle dα. It is located in That is, at time t2', the formation of the average value within the angular range α has already been completed. The counter CT2 also reads its counter state into the memory M2. n months A value proportional to sign n・(1/ct2) is applied to the cylinder via a high-speed regulator. The filling degree for Z2 is changed before this cylinder reaches its top dead center.
第2図では、m −9が成り立つ、すなわち2つの隣接するシリンダの上死点の 間に9つのインクレメンタルな角度ステップdγが位置することが前提とされて いる。参照角位置T[およびT2に相応する相応のIIJllパルスが参照パル ス発生器により検出器DETのパルス列から、このパルス列が上記のカウンタC Tに供給されることにより形成され、そのカウンタ状jllctはそれぞれ参照 位置において値mつにセットされ、またダウンカウントされる。値零の到達の際 にすぐ次の参照パルスが発せられ、またカウンタが新たにセットされる。In Figure 2, m-9 holds, that is, the top dead center of two adjacent cylinders It is assumed that there are nine incremental angular steps dγ between There is. The corresponding IIJll pulse corresponding to the reference angular position T[ and T2 is the reference pulse This pulse train is generated from the pulse train of the detector DET by the pulse generator, and this pulse train is output to the counter C. The counter-like jllct is formed by supplying T to It is set to the value m at the position and counted down again. upon reaching the value zero Immediately the next reference pulse is issued and the counter is set anew.
零パルスm、への同期化はたとえば、それぞれ零パルスの際にカウンタ状態が相 応の値、第2図では値at−7にセットされることにより行われ得る。シリンダ z2に対応付けられている角度範囲αに対する終位置はこうして常に7つのイン クレメンタルな角度ステップd、の後に到達されており、またシリンダZ2の相 応の上死点にくらべてdα−2・dγだけ前にずらされる。For example, synchronization to a zero pulse m, can be performed if the counter states are in phase with each other at the time of each zero pulse. This can be done by setting the corresponding value to the value at-7 in FIG. Cylinder The end position for the angular range α associated with z2 is thus always seven inputs. reached after the cremental angle step d, and also the phase of the cylinder Z2. It is shifted forward by dα-2·dγ compared to the corresponding top dead center.
実際にはシリンダの上死点は常に正確にはパルス発生器DETのパルスの隙また は零パルスの隙に到達されない、しかしこのことは必要でなく、また同じく、そ れぞれ次々とシリンダに対応付けられる角度範囲αは正確に等しい必要もないし 、シリンダの上死点の間の角度範囲に一致する必要もない、平均値形成のみをm sにしているので、たとえば1つのシリンダに終始1つの多少より短い角度範囲 が対応付していてよく、その際にこの角度範囲の通過のために必要な時間も短縮 され得る。In reality, the top dead center of the cylinder is always exactly the gap between the pulses of the pulse generator DET. is not reached in the gap between zero pulses, but this is not necessary and also The angular ranges α that are successively associated with cylinders do not need to be exactly equal. , there is no need to match the angular range between the top dead center of the cylinder, only the average value formation m s, so for example one cylinder has one somewhat shorter angular range from beginning to end. may be associated with it, and the time required to pass through this angle range will also be reduced. can be done.
(1=a/T= (m 7m、) ・ (2r/T)d へ として与えられておりまたカウンタCT2において測定された参照パルスの間の 時間から形成される平均速度n は、カウンタCT2がそれぞれ変更された角度 範囲α′に相応するカウンタ状Qm、にセントされるときに、とるにたらないほ どしか変化しない、このことは第2図中にカウンタ状j1mm−10が予め与え られる時点B’で示されている。それによりシリンダZ4に対して角度範囲α′ −10−dγが決定されており、従ってシリンダz4に対応付けられているこの 間隔の参照位置γ4に対して値r4−r3+α’ =r3+l0−dlが生ずる 。(1=a/T=(m 7m,)・(2r/T)to d between the reference pulses given as and measured in counter CT2. The average speed n formed from the time is the angle at which the counter CT2 is changed respectively. When cents are added to the counter-like Qm, corresponding to the range α′, an insignificant The counter shape j1mm-10 is given in advance in Figure 2. is shown at time B'. As a result, the angular range α' with respect to cylinder Z4 -10-dγ has been determined and therefore this associated with cylinder z4 For the reference position γ4 of the interval, the value r4-r3+α' = r3+l0-dl results. .
カウンタの終状態により参照パルスT4において時間Tを検出するメモリM2に おいて次いで、カウンタ内に存在する変更されない値が覇慮されることによって 、平均値n3−α’/Tが形成される。The memory M2 detects the time T at the reference pulse T4 according to the final state of the counter. Then the unchanged value present in the counter is taken into account. , an average value n3-α'/T is formed.
平均値形成はそれぞれ上死点の間隔よりも小さい角度範囲αを介しても行われ得 る。他方において第2図中でそれぞれ参照位置は角度範囲の終値を、また同時に すぐ次の角度範囲の始値を示す、すなわち固有の開始および終了位置が定められ 得る。その際に次いで、平均値n の形成のために利用されない休止時間が生す る0回転数が不変であるかぎり、これらの休止時間は等しい長さであり、しかし 回転数変化の際には上死点に対する角度範囲の相対的位置は変更されるべきであ り、従つて開始および終了位置の相応のずれがこれらの休止時間の一時的な変化 を生ずる。同じく、これらの角度範囲が互いに重なり合うように上死点の間隔よ りも大きい平均値形成のための測定間隔を選定することも可能である。持続する 回転数変化は次いで重なり合いの一時的な変化を生じさせる。Average value formation can also take place over an angular range α that is smaller than the spacing of the top dead centers, respectively. Ru. On the other hand, in Fig. 2 each reference position indicates the end value of the angular range and at the same time Indicates the opening value of the next angular range, i.e. has a unique starting and ending position. obtain. In this case, there is then a rest time that is not used for the formation of the mean value n. As long as the zero revolutions remain constant, these rest times are of equal length, but When the rotational speed changes, the relative position of the angular range to top dead center should be changed. Therefore, corresponding deviations in the start and end positions result in temporary changes in these pause times. will occur. Similarly, the spacing between top dead centers is adjusted so that these angular ranges overlap each other. It is also possible to select measurement intervals for the formation of even larger average values. last The rotational speed change then causes a temporary change in the overlap.
しかし、第2図に示されている例では角度範囲は、それらの和が速度不変の際に まさにエンジンの全サイクルを生ずるように選定されている。すなわち重なり合 いまたは休止は生ぜず、また1つの参照位置は同時に先行の測定間隔の終値およ びすぐ次の測定間隔の出発値を示す、測定範囲と上死点との間の相対的位置の回 転数に関係するずれはその際に測定範囲の一時的な変更により達成され得る。However, in the example shown in Figure 2, the angular range is It is selected to produce exactly the entire cycle of the engine. That is, overlap no pauses or pauses occur, and one reference position is simultaneously the end value and the previous measurement interval. rotation of the relative position between the measuring range and top dead center, indicating the starting value for the next measuring interval. A shift related to the rotation number can then be achieved by a temporary change in the measuring range.
このことは第2図中に、零パルスm1または付属の時点t′においてカウンタC Tのカウンタ状態が通常同期化の際に行われるように値7にセットされるのでは なく、たとえば値6にセットされることにより示されている。先行の参照位置に おいて通常のように値m=9にセントされ、従ってまた時点t′でカウンタ値7 に到達したカウンタCTは次いで既に8つのカウントステップの後に再びリセッ トされ、またこうしてカウント間隔を早期に終了する。角度範囲αおよびメモリ M2の回転数信号n −α/下におけるカウンタのこの1回の変更は再び前記の 仕方で順慮され得る。This can be seen in FIG. 2 when the counter C at zero pulse m1 or at the associated time t' The counter state of T is set to the value 7 as is normally done during synchronization. This is indicated, for example, by setting it to the value 6. to previous reference position is entered as usual at the value m = 9, and therefore also at the time t' the counter value 7 The counter CT that has reached then resets again after already 8 counting steps. and thus ends the counting interval early. Angular range α and memory This one change of the counter under the rotational speed signal n-α/ of M2 is again as described above. It can be considered in some way.
角度範囲αのこの回転数に関係する位置シフト、すなわちこの場合にはカウンタ CTを介して参照パルス発生器内で行われる位置シフトのために、第3図には相 応の位置シフトdαまた番よdα′をカウンタCTの同期化を介して回転数nの 関数として予め与える相応の関数形成器FKTが設けられている。The position shift related to this number of rotations in the angular range α, i.e. in this case the counter Due to the position shift carried out in the reference pulse generator via the CT, the phase difference is shown in FIG. The corresponding position shift dα or dα′ is changed to the rotational speed n through the synchronization of the counter CT. A corresponding function generator FKT is provided which is predetermined as a function.
平均[n は平均値百よりも敏感に駆動の瞬時脈動に反応する。従って駆動のα 非対称の際に回転数偏差n”−nから充満度の予設定に対する目標値F°を供給 常に調整し得る。いずれにせよ瞬時脈動は不可避であるので、調節器Rは、回α 転数偏差n”−n が予め与えられた変動幅以内に調節除去されないときに、は ■ ぼ鎮静化され得る。そのために第3図では、調節器Rの前に、n” −n に対 α ■ する予め与えられた限界値の超過の際に初めて調節器Rに調節信号を与える無促 駄時間要素が接続されている。The average [n] reacts more sensitively to the instantaneous pulsation of the drive than the average value 100. Therefore the driving α Supplying setpoint value F° for filling degree presetting from speed deviation n”-n in case of asymmetry It can always be adjusted. In any case, instantaneous pulsation is unavoidable, so the regulator R When the rotational speed deviation n''-n is not adjusted and removed within a pre-given fluctuation range, ■ can be sedated. For this purpose, in Fig. 3, before the regulator R, α ■ An unprompted system that gives a regulating signal to the regulator R only when a predefined limit value is exceeded. Time elements are connected.
調節器Rの慣性は好ましくは、積分lI鰭器または主として積分特性を有する比 例−積分調節器が使用されることにより達成される。それに対して高速の調節器 Rに対しては純比例またはほぼ比例特性が有利に使用される。The inertia of the regulator R is preferably an integral lI fin or a ratio having primarily integral character. Example - achieved by using an integral regulator. whereas high speed regulator A purely proportional or approximately proportional characteristic for R is advantageously used.
特に個々の噴射ポンプの充満度が個別に調整可能である場合には、シリンダ非対 称性の前記の対称化が有利であり得る。Especially if the filling degree of the individual injection pumps can be adjusted individually, Said symmetrization of symmetry may be advantageous.
カウンタCTI(各周期の後にカウンタ状11T)、メモリM1および除真器D IVI (出力信号(sign n) ・m、/T)を介しての回転数nの形成 された検出と、ここに説明される調節の場合に必要な回転数n の測定とに追加 して、この対称化はそれぞれできるかぎり対応シリンダTJの影響のみを検出す る回転数n、、の検出をも必要とする。Counter CTI (counter type 11T after each period), memory M1 and remover D Formation of the rotational speed n via IVI (output signal (sign n) m, /T) In addition to the detection of the Therefore, this symmetrization detects only the influence of the corresponding cylinder TJ as much as possible. It is also necessary to detect the rotational speed n, .
そのために適した装置が第4図に示されている。その際にそれぞれほぼ対応して いるシリンダの上死点で開始する角度範囲β、の分割が必要である。6シリンダ /2サイクルエンジンに対して、回転数五の関数として関数メモリFKTから予 め与えられるこの角度分割が第5図に示されている。A suitable device for this purpose is shown in FIG. At that time, each roughly corresponds to It is necessary to divide the angular range β, starting at the top dead center of the cylinder in question. 6 cylinders /2-cycle engine, the prediction is made from the function memory FKT as a function of the rotational speed. The resulting angular division is shown in FIG.
その際にデコーダDBCODのなかで同時進行するサイクリックカウンタにより カウントされ得る12の角位置P1が参照位置として予め与えられる。その際に 奇数のカウント数はj−(t+l)Zに従って、角度範囲βjが属するシリンダ を示し、また角位置P、は、角度範囲β、が開始しくZ、の上死点)、また先行 のカウンタの角度範囲β、−7が終了する参照角度を示す、これらの参照角度は 関数発生器内に回転数に無関係に記憶されている。前記の高速の調節器が設けら れている場合には、偶数のカウント数はj’−472+1に従って、角度範囲α 、′が対応付けられているシリンダを示し、また角位置P、は、角度範囲α1・ が(ZJ・の上死点の前に)終了し、またすぐ次の角度範囲αj/、1が開始す る参照角度を示す、上死点からの間隔dα(n)は関数メモリからそれぞれ零パ ルスの際に新たに回転数に関係して記憶された間数に従って予め与えられ、それ によって範囲α8の幅も変化し得る。At that time, a cyclic counter running simultaneously in the decoder DBCOD Twelve angular positions P1 that can be counted are given in advance as reference positions. At that time The odd count number is determined by the cylinder to which the angular range βj belongs according to j-(t+l)Z. , and the angular position P is the angular range β, which starts from the top dead center of Z), and the leading The angular range β,−7 of the counter indicates the reference angle at which it ends, these reference angles are It is stored in the function generator regardless of the rotational speed. The said high speed regulator is provided. , then the even count number is within the angular range α according to j’−472+1 , ' indicates the associated cylinder, and the angular position P is within the angular range α1・ ends (before the top dead center of ZJ), and immediately the next angular range αj/, 1 begins. The distance dα(n) from the top dead center, which indicates the reference angle for the It is given in advance according to the number of intervals newly memorized in relation to the rotation speed at the time of rotation. The width of the range α8 can also change.
カウンタCTはそれぞれ位置p、においてリセットされ、またインクレメンタル な角度ステップdrのカウントによりp+を基準とする角度を供給し、この角度 はデコーダDECOD内で読出された参照角度P8と比較される。この角度が到 達されていると、デコーダDECODから第2のパルスが発生され、また12の カウントパルスの後に、その第1のパルスが零パルスm11によりレリーズされ 得る新しいサイクルが開始するまで、参照角度p、が読込まれる。The counters CT are each reset at position p, and are also incremental The angle with respect to p+ is supplied by counting the angle steps dr, and this angle is compared with the reference angle P8 read out in the decoder DECOD. This angle reaches Once reached, a second pulse is generated from the decoder DECOD and the 12 After the count pulse, the first pulse is released by the zero pulse m11. The reference angle p, is read until a new cycle of acquisition starts.
各偶数のカウント数lの際にはパルスが前記の仕方で、後段に接続されているか ら呼出され、また乗算器MPにおいて回転方向検出器5IGHの信号と乗算され る。For each even count l, a pulse is connected to the subsequent stage in the manner described above. is called by the signal from the rotation direction detector 5IGH in the multiplier MP. Ru.
各奇数のカウント数iの際には角度範囲β、に対する等しい仮定かカウンタCT 3(カウンタ状11T/J)および給算器DIV3により繰り返される。しかし 、その際に生ずる平均値Ji ”’βJ/T/JはシリンダZ4へのその対応付 けに相応して多重スイッチを介して監視装置(最も簡単な場合にはディスプレイ DIS)に供給される。For each odd count number i, an equal assumption or counter CT for the angular range β, 3 (counter type 11T/J) and is repeated by the feeder DIV3. but , the average value Ji ”'βJ/T/J generated at that time is its correspondence to cylinder Z4. A monitoring device (in the simplest case a display) can be connected via a multiplex switch to DIS).
シリンダの非対称性は、n / i がメモリ装置M3に供給されることによっ て調節除去され得る。その際に偏差n” np=は、それぞれシリンダに対応付 けられている補正を得るため、多数の回転にわたり平均化され得る。シリンダZ 、の充満度は次いでl” +l”” +F、 ”により他のシリンダの噴射ポン プに無関係に制御される。The asymmetry of the cylinder is caused by n/i being supplied to the memory device M3. can be adjusted and removed. At that time, the deviation n"np= is associated with each cylinder. To obtain the offset correction, it can be averaged over a large number of revolutions. Cylinder Z , then the injection pump of the other cylinders is determined by l"+l""+F," is controlled independently of the
この介入および類似の介入は調節器πおよびR,、の作動を、多(の場合に2つ の調節器の使用が省略され得るように安定化する。This and similar interventions change the operation of the regulators π and R, stabilized so that the use of regulators can be omitted.
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