JPS58185956A - エンジンの電子式速度制御装置 - Google Patents

エンジンの電子式速度制御装置

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JPS58185956A
JPS58185956A JP6706882A JP6706882A JPS58185956A JP S58185956 A JPS58185956 A JP S58185956A JP 6706882 A JP6706882 A JP 6706882A JP 6706882 A JP6706882 A JP 6706882A JP S58185956 A JPS58185956 A JP S58185956A
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JP
Japan
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speed
differential
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crankshaft
difference
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JP6706882A
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Toshio Suzuki
俊夫 鈴木
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Yamaha Motor Co Ltd
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Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/002Electric control of rotation speed controlling air supply

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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】 本発明は、レシプロ式エンジンの回転速度を一定に保ち
、特にその回転変動量を減少させることができる電子式
速度制御装置に関するものである。
レシプロ式エンジンを用いた発電機などでは、その用途
によっては高い周波数精度を必要とする場合がある。こ
の場合はエンジン回転速度を高い精度で一定に保つ必要
があり、また急激な負荷変動に対しても速やかに一定回
転速度に安定することが要求される。
電子式速度制御装置として従来より、エンジンのクラン
ク軸の回転により多数のパルス信号を発生させ、このパ
ルス信号の周波数をF / Vコンバータによって電圧
信号Gこ変換17、この電圧信号を一定に保つようにし
たアナログ式速度制御装置が知られている。この種のア
ナログ式のもので、制御精度および負荷変動時の応答速
度を向上させるためには、クランク軸の1回転あたりの
パルス信号数を増加させることが必要である。しかし単
気筒エンジン等、気筒数の少ないエンジンでは、クラン
ク軸の1回転内での速度変動が大きい。すなわち圧縮行
程では速度が低下し、また爆発行程では速度が増加する
からである。前記した負荷変動時の応答速度を向−卜さ
せるためGこは微分補償量を増やすことが望ましいが、
前記したようにクランク軸1回転内の速度変動が大きい
とハンチングが発生して動作が不安定になり易く、微分
補償を有効に加えることが困難であった。このため前記
応答速度を犠牲にして速度制御を行なわねばならなかっ
た。
また4ザイクル単気筒エンジンを用いる場合はクランク
軸2回転で吸入・圧縮・爆発・排気の全行程を行なうた
め、クランク軸1回転当たりの回転速度変動量が一層大
きくなる。このため微分補償量の増加は一層困難で、制
御精度の悪化と応答速度の低下を防ぐことができないと
いう問題があった。
不発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、精
度が高く、負荷変動時の応答性が良好で安定な速度制御
を可能にするエンジンの電子式速度制御装置を提供する
ことを目的とする。
不発明はこの目的を達成するため、クランク軸の1回転
に要する時間から速度信号を求める速度検出回路と、前
記速度信号の時間に対する微分値を求め微分補償量を算
出する微分演算部とを備え回転速度を目標値に一致させ
るよう微分動作を含む制御を行なうものにおいて、前記
微分演算部は2回転前の前記速度信号を記憶するレジス
タと、成る時点の速度信号と前記2回転前の速度信号と
の速度差を求める減算器とを備え、前記速度差に基づい
て前記微分補償量を求めるように構成したものである。
以下図示の実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
そのタイミング図である。第1図において符号10は4
サイクル単気筒エンジン、12は気化器、14はスロッ
トル弁であり、このスロットル弁14はサーボモータな
どのアクチュエータ16により開閉駆動される。このス
ロットル弁14の開度は、ポテンショメータなどの開度
センサ18により常時検出されている。
20は速度検出回路であり、この回路20は、前記エン
ジン10のクランク軸1回転に要する時間すなわち一周
期から後記するように速度信号としての計数値nを求め
る。この回路20は波形整形回路22と、タイミング信
号発生制御回路24とカウンタ26と、レジスタ28と
を備える。波形整形回路22は、例えばエンジン10の
クランク軸に連結された交流発電機が出力するクランク
軸1回転に1サイクルの変化をする回転信号A (第2
図)に基づき、クランク軸1回転Gこ対し1個のパルス
信号Bを出力する。タイミング信号発生制御回路24は
このパルス信号の波形の立上がりを基準として、所定の
タイミングにタイミングパルスT]〜T6、カウントパ
ルス0、リセットパルスR1セレクト信号S E L等
を出力する。カウントパルスCは、エンジン回転速度に
関係なくパルス信号Bより短い一定周期で常に出力され
ている。カウンタ26はリセットパルスRが入力される
と零復帰し、カウントパルスCを2つのリセットパルス
8間で加算する。すなわちクランク軸が1回転する時間
を、カウンタ26の計数値nにより求めるものであり、
この計数値nは速度信号になる。この場合カウントパル
スCの発生周期により分解能が決まる。レジスタ28は
前記タイミングパルステ工の波形の立上がりに同期して
カウンタ26の内容である計数値ηを読込み、この読込
んだ計数値nを次のタイミングパルステ工が発生される
までの間記憶している。
ろ0は微分演算部であり、この演算部30は、レジスタ
62、ろ4、セレクタろ6、減算器ろ8、乗算器40お
よびレジスタ42を備える。レジスタ32、ろ4はタイ
ミングパルスT2およびT3ニ基ツいて、前記速度検出
回路20のレジスタ28に記憶された計算値nを、クラ
ンク軸の1周期内にそれぞれ1回づつ交互に読込む。第
2図でn (0) 、n (1) 、・・・・ はクラ
ンク軸1回転毎のカウンタ26の計数値nを順次示す。
セL/クタろ6はセレクト信号SELに基づき、レジス
タろ2、ろ4のいずれかの記憶内容を選択して減算器3
8に入力する。セレクト信号SELはクランク軸1周期
毎にHレベルとLレベルとの間で変化し、例えばこのセ
レクト信号SELがHレベルの時にはレジスタ34の内
容を、またLレベルの時にはIノジスタ62の内容をそ
れぞれ減算器38へ入力する。減算器ろ8はレジスタ2
8の内容からセレクタろ8の出力を減算する。例えばレ
ジスタ28の内容が成る周期のn(0)であれば、セレ
クタ66はその2周期前の計算値n(o−2)を記憶す
るレジスタろ2の内容n(0−2)を減算器38へ送る
。従って減算器68はこの時両者の差 n(0)−n 
(0−2)  を出力する。この差は、回転速度の所定
周期間Gこおける変動量すなわち微分値を示すものであ
る。乗算器40はこの差に係数に工を掛け、その結果で
あるD (0) −K 1−X (n (0)  n 
(02))をレジスタ42に入力する。レジスタ42は
タイミングパルスT4に同期して乗算器40の出力+読
込み、記憶する。このレジスタ42の内容は微分補償量
りに対応するものであり、前記係数に工を変えることに
より、この制御系Gこおける微分動作の割合を変えるこ
とができる。
微分演算部30はこのように成る周期と、その2周期前
の周期との計算値nの差、すなわち回転速度の差に基づ
いて微分補償量りを決めるので、成る時点で圧縮行程に
あればその2周期前も同じ圧縮行程になり、この動作行
程の違いによる回転速度の変動Gこよる影響を受けるこ
とがなくなる。
従って制御の安定性が増し、微分補償を有効に効かせる
ことができる。
50は誤差演算部であり、加算′a52と、減算器54
とを備える。加算器52は微分演算部ろ0のレジスタ3
2.3,1こ記憶された連続する2つの周期の計数値例
えばn(0−1,)とn (0)とを加算し、また減算
器54はこの加算値n (o−1)十n (0)と、制
御目標速度の2倍に対応する設定値Sとの差Y (0)
 =n (0−1)+n (0)−8を算出する。この
ように連続する2周期分の計数値の和を求めることによ
り、特Oこ4サイクルエンジンでの圧縮行程の周期と排
気行程の周期との速度変動を打消すことができる。すな
わちこの加算値n (0−1)+n (0)は2周期分
の回転速度の平均値Gこ対応することになる。また前記
差Y (0) −n (0−1)−1−n (0) −
Sは現実の回転速度と目標速度との誤差Yに対応する。
60は比例演算部であり、乗算′a62を備える。
この乗算器62は前記誤差演算部50で求めた誤差n 
(o−1)+n (0) −8に係数に2を掛け、P(
0)= K 2(n (o−1)+n (G)−S)を
算出する。この値Pは比例補償量を示すものであり、係
数に2を変えることによりこの制御系における比例動作
の割合を変えることができる。
70は積分演算部であり、加算器72、レジスタ74、
除算器76を備える。加算器72は誤差演算部50の出
力である誤差Yとレジスタ74の記憶する内容とを加算
して、その和をレジスタ74にタイミングパルスT5に
基づいて1周期毎に加算する。この結果レジスタ74(
こけ”E  (n (i−1) +n (i) −s 
)の値が記憶され、この値は前記誤差Yの積分値に対応
することになる。この積分値には除算器76において係
数1/に3が掛けられ、その出力は]’、(0) −1
(n(11) + n(i)  S)/ K3となる。
この工(0)は積分補償量に対応するもので、係数に3
を変えることGこより、この制御系における積分動作の
寄1y、の割合を変えることができる。
以−1−のようにして求めた比例補償lipと微分補償
けDは加算器80で加えられ、この和P −1−Dには
、さらに加算器82において積分補償量Tが加算される
。これらの和I) +1) 十Tはレジスタ84Gこタ
イミングパルスT6に基づいて1周期毎にレジスタ86
に記憶される。
以上の各演算はテジタル信汗により処理される。
すなわち速度検出部20のノノウンタ26の計数値nけ
、例えば2進化10進数で出力され、以後の各演算にお
けるデータの転送は全て、複数ビットを有するバスGこ
よって行なわれる。
90はスロットル制御部であり、変換ROM(ランダム
アクセスメ゛モリ)92と、アクチュエータ制?1MN
’A94と、アクチュエータドライバ96と、前記アク
チュエータ16と、スロットル開度セッザ18とを備え
る。前記レジスタ86の内容P+D+Iけ、制御量ヲ指
ij<する2進信号でこの2進信4は変換f(OM 9
2 QJおいて前記スロソトル弁14の開閉量を示ず2
進信号に変換される。
アクチュエータ制御部94はこの変換ROM 92と、
前記スロットル開度セッザ18の示す開度信じ゛との差
を求め、開閉制御信号を出力する。この開閉制御信壮ニ
増幅器からなるアクチュエータドライバ96で増1陥さ
れ、前記アクチュエータ16を作動さゼることによりス
ロットル弁14 k 開閉する。この結果スロットル弁
14はレジスタ86の記憶する制御= (1) +1)
 + T )に対応する開度に一致するように開閉制御
される。
この実施例は以]−のようにクランク軸の1周期間(こ
加算したカウンタ26の計数値nを用いて、1周期おき
の計数値例えばn(0−]−)とη(1)の差に基づき
微分補償量りを求める。また連続する2周期のH1数値
の和例えばn (0−1−)十n (0)と、目標速度
を定める設定値Sとの差によって速度誤差Yを求め、こ
の速度誤差Yに基ついて比例補償計Pおよび積分補償量
■を求める。そしてこれら各補償計の和P +1) 十
Tによって、スロットル弁14の開度をこの和P +I
) 十Iが示ず開度Gこ一致する(]1) ようスロットル制御部90で制御するものである。
るので、特に49イクルエンジンでは圧縮行程を含む周
期と爆発行程を含む周期とで回転の変動が大きいG、二
もかかわらず、そσ)影響を受iJることかi−r く
なる。
さらにこσ)実施例では、クラシフdll+の現実の回
転速度と1]標速度との差を、2周期分の速度信号とし
2てのH(数値nσ)和に基づき求めているので、特G
こ4ザイクルでの回転変動の影響全打消すことができ、
一層+l:、4Wな速度制御が可能Gこなる。
この実施例では以トのようGこ、比例士積分士微分動作
(いわゆるP I 1)動作)を行なうものであるため
速度制御精度か著しく向−4−する。しかし本発明は比
例士微分動作(いわゆるP I)動作)を行trうもの
Gこも適用1社能なことはもちろんであり、少なくとも
微分補償を含む仕度制御装置であれば適用でき、これら
のものも本発明は包含するものである。
(]2) なお本発明は4サイクルエンジンばかりでなく2づイク
ルエンジンGこもそのまま適用できることはもちろんで
ある。2ヤイクルエンジンではスロットル弁の全閉4f
いし低開度時に、掃気の悪化に伴う小整燃焼が発生し、
回転変動が発生ずることが多い。本発明をこのような2
サイクルエンジンに適用すねば、この低・無負荷時の回
転変動に原因するハンチングの発生全抑制でき、速度制
御の安定性が著しく向]−する。
本発明は以I−のように、クランク軸の2回転AiJ、
すなわち2周期前の速度信号をレジスタに記憶し成る時
点とその2回転前の各速度信号の差に基づいて微分補償
はを算出するので、クランク軸の回転変動による影響を
抑制でき、制御を不安定化することなく微分補償量を増
やすことができる。このため制御の応答速度を向上でき
速度制御精度が向」−する。特に4サイクル単気筒エン
ジンに適用した場合には速度変動Gこよる影響を完全に
打消すことか可能であり、不発明の効果は一層顕著Gこ
なる0
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例栄示す/ロック図、第2図は
そのタイミング図である。 10・・・エンジン、20・°°速度検出回路、60°
°°微分演算部、ろ2.64・・・レジスタ、68・・
・減算器、n・・・速度信号としての計数値、D・・・
微分補償量。 特許出願人 ヤマハ発動機株式会社 代理人弁理士 山  1) 文  雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. クランク軸の1回転に要する時間から速度信号を求める
    速度検出回路と、前記速度信号の時間に対する微分値を
    求め微分補償量を算出する微分演算部とを備え、回転速
    度を目標値に一致させるよう微分動作を含む制御を行な
    うものにおいて、前記微分演算部は2回転前の前記速度
    信号を記憶するレジスタと、成る時点の速度信号と前記
    2回転前の速度信号との速度差を求める減算器とを備え
    、前記速度差に基づいて前記微分補償量を求めることを
    特徴とするエンジンの電子式速度制御装置。
JP6706882A 1982-04-23 1982-04-23 エンジンの電子式速度制御装置 Granted JPS58185956A (ja)

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JP6706882A JPS58185956A (ja) 1982-04-23 1982-04-23 エンジンの電子式速度制御装置

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JP6706882A JPS58185956A (ja) 1982-04-23 1982-04-23 エンジンの電子式速度制御装置

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JPS58185956A true JPS58185956A (ja) 1983-10-29
JPH0451660B2 JPH0451660B2 (ja) 1992-08-19

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ID=13334156

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015229929A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 株式会社ミクニ エンジンの始動制御装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5584858A (en) * 1978-12-18 1980-06-26 Nippon Denso Co Ltd Engine control
JPS58156142U (ja) * 1982-04-14 1983-10-18 日産自動車株式会社 内燃機関の電子制御装置

Patent Citations (2)

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JP2015229929A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 株式会社ミクニ エンジンの始動制御装置

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JPH0451660B2 (ja) 1992-08-19

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