JPS5954753A - 内燃機関の速度制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、本発明は、内燃機関の回転数（ｒｐｍ）を設定量１１ 、＝、４．に、、ＷＯＺうに制御す４内燃機（耶０速度
制御方法及び・制御□装置に関するものである。

：・従来のこの種の制御方法として、４幾関の実回転数
と設定回転数との偏差に応じて機関の１転数調節用操作
部を操作する比例動作と、上記実回転数の時間的変化率
に応じて上記操作部を操作する微分動作とを行なって機
関の回転数を設定１直に保つように制御１．す、る、方
法が祠］、られている。この制御方法においてｔま、機
関の回組数が変動した場合、回転数が設定値から離れる
向き、に塞化している間は比例動作と微分動作と、７！
Ｅ芦に回転数をｅ牢値に引戻そうとする側に働ら＜力訃
、一度び回、転弊：が設定値に近ア＜側に変化し、始め
やと、回転数を設定値に近ずける側に働らくのは比例動
作のみとなり、微分動作は回転数が設定値に近ずくのを
抑える方向に鋤らく、比例動作と微分動作とを行なわせ
る従来の制御方法では機関の回転数の全変化範囲に区っ
て微分動作を行なわせていたため、機関の負荷が変＋ａ
　した場合丑たは設定値が変更、された場合等に実回転
数が設定直に収束する。までにかなり長。

い時間がかかり、ｉ１Ｍ渡応答特切が悪く、なる欠点が
あったＯ　　　　、　　　　　　　　　　　　・本発明
の目的は、過、渡応答特性・が良好な内燃機関の速度制
御装置及・びこの方体を実施する速度側。

御装置を提供することにある。。

本発明の方法、は、内燃機関の設定回転、数と実回転数
との・偏差に応じ、て機関の回転鰐−２゛！１節用操作
部を操作する些例動作と、、前記偏差捷たは前記実回転
数の時間的液比に・応じて前記操作部を操・１坪する′
　　微分動作、とを行なわ、せてＡｉｌ記機関の回転数
を、設定値に保つように、制、１１１１す、る内燃機、
関の速度、制御方法において、ｉ′３＋Ｊ記設、定回転
数の前燐に微分制御回転数領域を設定し、前記４））：
閑の実回転数が前記微分制御回転数、領域から外れたと
きにｔユ前記微分動作を伴出させて前記比例動作のみに
、よシ操作部を操作する。ことを特徴とするものである
。

捷た上記、の方法を実施、する本発明の制御装置は、内
燃機関の一定の回、転角度位置で一定の信号幅θ。

の回転数検出用詩準矩形波信号Ｐｏを出力する基準信号
発生回路と、前記基準矩形波信号Ｐｏの信号幅θ０より
も狭い第１の・やルス幅θ１を有して該第１のパルス幅
θ宜が実回転数に応じて変化する第１．０・回転数、検
出・ぐルスＰ１及び前記矩形信号の信号幅θ０と第１の
パルス幅θＩとの差に等しい第２の・々ルス幅θ２を有
する第２の回転、数検出・ぞルスＰ２１を出力する回転
数検出パルス発生回路とを備えた回転数検出回路と、前
記第１．の回転数検出ｉ４ルスＰ１の時間幅Ｔ、をデジ
タル量に変換して得た第１の回転数情報信号ｎｌ　と、
前記第２の回転数検出パルスの時間幅Ｔ２をデジタル量
に変換して：得た第２の回転数情報信号ｎ２との差をと
ることにより実回転数と設、定回転数との偏差を表わす
、回転数偏差信号ｎ、を出力する偏差信号発生回路、と
、前記第１の回転数情報値、号ｎｌ　と第２の回転、数
情報信号ｎ２との差信号壕、たは前記第１の回転数情報
信号、Ｐ！の時間幅をデノタル量に変換して得た４１号
、を回転数検出信号ｎとして記憶する記憶回路及び先に
該記憶回路に１１シ、憶された回転数検ｒ１４ｉｇ−号
ｎ′と新ｆ（−に冗生じた回転数検出１百号ｎとの差を
とって回１１１１−数倣分信号ｎｇを出）Ｊする変化外
構出回ｈ′１ｓ　ｌ−から々る微分信号発生回路と、前
記回転数偏差回目及び回転数微分信号にぞれぞｈ応じて
１１！１　ｇ［：内燃機関の回転数調節用操作部の１榮
作片を定める第１及び第２の操作液指令信号Ｑｎ及びＱ
ｏを出力する第Ｉ及び第２の］■作計指令信号発生回路
と、前ハ［資Ｂ１及び第２の操作ｈｉ指令侶”号に基い
て前ｈピ操作部を操ｆ’＋−する／こめの操作色分Ｑｃ
を出力する操作１ト３−号発生回路と、前記第１のパル
ス幅θ１が苓になる回転数と第２の・ぐルス幅θ２が零
になる回転数との間の１＋１１城を微分割イ１１−１１
回転敬領域と（−て設定して前ｄ「″、＃：回転数が該
領域から外れたときにＡｉｌ記第２の４・ｋ作置指令信
号の出力を停止さげる微分子＋ｊｒ＋作停止ｆｌｆｌＪ
画回路とンこよｐ構成される。

以干゛図面を参照して本発明の速度ｔｓｊｌＪ御方法及
び装置ｉＴの実施（＋ｌｌを詳Ｘ１））にｍｌ明する。

第１図は本５も明の方法を実施する装置の構成例を示し
たグロック図で、同図において１は、内燃機関の回転数
ｄ（、′・１節用縁作部２を操作する操作器である。操
作器ＩＱ」１、操作部２を操作するだめの駆！助力を与
えるステッピングモータＩＡ及び曝作都移動１硝囲リミ
ッタＩＢを備えたアクチュエータＩＣとス”戸、ピング
モータＩＡを駆ｌリノーｊるステッピングモ−タ駆動回
路ＩＤとからなり、ステ、ピングモータＩＡの駆動力が
適宜の伝達機構を介してアクチュエータの出力端から操
作ｔｉｅｓ　２　ｖこ伝達さ）して操作部２が操作され
る。ステッピングモ・−タ、駆動回路１１〕には醍６ピ
する制御回路より所定の周波数の・ヤルスからｌるスデ
ッノ数指令伯号Ｑｇが所定のスアノノ数に等しい数だけ
与えられ、この指令伯号鼾の・ゼルス数に比しＩＪ　し
た角度だけステッピング七−夕ＩＡが回転して操作部２
を所装置操作する。

リミッタ］、ＢはアクチーエータＩＣの出力端が限界位
１に１で変１ηしたときンこそルを検出してステッピン
グモータＩＡを停止させるための指令信号と該モータの
回転方向を反転させるための指令イば号とを駆動回路１
Ｄに与える。ステッピングモー　タ駆す１υ回路］、Ｄ
ｆ／（Ｊニーまた始動増址スイ、チＳＷ１及び）・凌関
イ亭市ヌイノナＳＷ２からの１ｄ号が入力され−こ」、
・す、始動増ｈｊ”スイッチＳＷ、が閉じられたときに
内燃機関への燃料の供給量を増大させる方向にステッピ
ングモータが駆動され、機関停止スイッチＳＷ２が閉じ
られたときには機関への燃料の供給をしや１（リテする
方向にステ、ピングモータが駆動されるようになってい
る。内燃機関回転数調節用操作昌Ｂ　２は、機関がガソ
リンエンノンの」賜金に（ｊスロッｌ−ルハル：７”　
テ’ｂす、ディーゼルエンノンノＪＪＡ　合には燃料噴
射ボンノの噴射緬調節部である。

内燃１式関の回転数（ｒｐｍ　）を検出するｆｃｖハ回
転数検出回路３が設けられている。この検出回路は機関
の出力＋１１＋やカッ、軸等に取付けられて機関と回期
回転する１１−弓屈゛屯機内に配置されて（幾関の一定
の回転角度イ）１１αで半すイクルの角度幅が一定の信
号′重圧ｅ８を訪起する回転検出コイル３Ａと、この検
出コイルの出力１を号ｅＳの半波を波形整形して一定の
信号幅θ。の回転数検出用基準矩形波信号ｐ　ｏを出力
する波形整形回路３Ｂとがら々る基準１Ｈ号づソＪＥ　
Ｉ！す路３Ｃを備えている。矩形波信号Ｐ。

ＣＪ俵機関出力軸−チたはカム１紬が１回転する間に１
回、一定の回転角度位置α０　で発生する。矩形波信号
Ｐ。の信号幅（角度幅）θ０は一定であるため、その時
間幅Ｔｏは機関の回転数に反比例して変化する４即ちこ
の矩形波信号Ｐ。は、その時間幅が回転数の情報を含ん
でいる。回転数検出回路３１：ｆ、−’！た回転数検出
パルス発生回路３Ｄと、設定回転数を与える設定器３Ｅ
とをｈＮＪえ、回転数検出パルス発生回路３Ｄは、基準
矩形波信号Ｐ。を入力と（７て、該矩形波信号の信号幅
θ０よりも狭い第Ｉのパルス幅（角度幅）θ１を有する
第１の回転数検出パルスｐｌと信号幅θ。と第１の・ぐ
ルス幅θｌとの差に等しい第２のノｅルス幅θ２を有す
る第２の回転数検出・やルスＰ２とを発生する。ここで
第１及び第２の回転数検出パルスＰ　、及びＰ２は、割
に０１＋θ２−００なる関係を維持しつつそれぞれのパ
ルス幅θ鳳及びθ２が回転数の変ｆヒに伴って互いに反
対の方向に（一方が大きくなったときに他方が小さくな
るように）変化する信号であり、実回転数が設定回転数
に等しく乃−っだときにθ１−０２となるようになって
いる。

上記第１及び第２の回転数検出パルスｐｔ及びＰ２はア
ナログデジタル変換器４に与えられている。変換器４は
第１の回転数検出パルスＰ１の□時間幅Ｔ！をデジタル
量に変換して第１の回転数情報信号ｎｌ　を発生し、第
２の回転数検出・ぐルズＰ２の時間幅Ｔ２をビジタル清
に変換して第２の回転数情報（ｇ号ｎ２を発生する。こ
の変換は、例えば、・Ｑルス発・振麗５から得られる周
波数ｆ１のクロックパルスを第ｌ及び第２０回転数検出
・やルスＰ１及びＰ２により開かれ□るダート回路を通
してカウンタに供給し、第１及び第２の回転数検出パル
スＰ１及びＰ２が発生している間に発生するクロツタ・
ぞルスの数を計数することにより行なう。゛上記第１及
び第２０回転数検出信号（・ぐルスのカウント数で与え
られる。）　ｎｌ及びｎｌは偏差信号発生回路６に入力
される。偏差信号発生回路６は信号ｎＩ及びｎｌの差Ｉ
Ｊ　　ｎｌをとって回転数偏差信号（・炉ルスのカウン
ト数で与えられる。）ｎｄを出力する。偏差信号ｎｄは
第１の操作針指令信号発生回路７ｖこ与えられ、ここで
信号ｎｄＫ或係数が乗じられて回転・数詞節用操作部２
の操作量（ステッピングモータのステツノ数）を定める
第１の操作量指令信号Ｑ６に変換される・□。尚ｎｌと
ｎｔ′の差が実回転数と設定口・転数の偏差を表わすこ
とについて□は後、述する。、　　・　　　　　　　　
　　□偏差信号ｎｄは設定回転数・設定器３Ｅから与え
られるアイ４ドリッグ回・転指令Ｄｉとともにアイドル
回転制作１１回路８に入力され、制御回路８は指令ｐ１
が与えられたとき捉、・現回転数とアイドリング回転数
との偏差を示す偏差信号（パルス数で与えられる。）月
を出力する。この偏差信号ｎｉは第１の操作計指令個゛
号発生回、路７に入力され、第１の操作量指令信号発生
□回路・７は機関をアイドリング回転させるために必要
′な操作部２の操作量（ステップ数）を与える操・洋食
指令信号ＱＤを出力する。

前記偏差信号ｎｄはまた１叶転数検出信号ｎとして前回
転数記憶回路９Ａと変化分検出回路９Ｂと、に入力され
ている。変化分検出回路９Ｂは減算回路からなり、記憶
回路９Ａに記憶された前回の回転数検出イバ号ｎ′と新
たに発生した回転数検出イぎ号ｎ□との差をとって回転
数微分信号ｎｇを州力する。本実施例では記憶回路９Ａ
と変化分検出回路９．Ｂとにより微分信号グ（へ主回路
９が構成されている。微分隼号ｎｇは第２の操作量指令
信号発生回路１０に入力され、ここで或係数が乗じられ
て際件部２の操作量（ステップ数）を指令する第２の１
榮作緻指令信号ＱＧに変、換される。第１及び第２の操
作量指令信号ＱＤ及、び（ｈは加算回路１１Ａに入力さ
れて加え合され、加′ａ回路１１Ａの出力側に操作部２
が構成されている。操作信号Ｑｃは、周波数ｆ２の）ｆ
ルス勲発生するパ′ルス発損器１２の出力とともに周波
数変換器１３に入力され、この周波数変換器により、１
条作信号Ｑｃに相応した操作量だけ操作部２を操作する
のに必要なステップ数に相当する数の、周波数ｆ２の駆
動・臂ルス信号Ｑ６を出力する。

この駆動・ゼルス信号Ｑｃはステッピングモータ駆動回
路ＩＤに与えられ、駆動・９ルス・信号Ｑ、ｃの各ノ９
ルスが与えられる毎にステッピング、モータが１ステツ
ノずつ回転して操作部２を操作する。

前記アナログデジタしし変換回路４から得られ東邦ｌ及
び第２の回り数情報信号′ｎ：及びｎｌはまた微分動作
停！Ｅ制御□回□路１′４に入力されてムるン微分動作
停止制御回□路１４は、信号ｎｌが零に雇る回転数□と
信号ｎ２が□零になる回転数との間の一域を微分制御回
転数領域として設定し、機関の１転数がこの領域から外
れたときに第２の一作量指令信号Ｑａの出力を停止させ
て（Ｑ’ｏを零にして′）微分動作を停止させ、。尚第
１図におい−ＣｏＪ微分動作停ｉＥ制御回路１４が第２
′め操作量指令信号発生回路１０制御してふ２の操作−
指令信号ＱＧを零にす本ようにしそいるが、この制御回
路１謙が微分信号先生回路９′を制御して微分□信号ｎ
”（ｆ）出力を停止させることにより縞２の操作量指令
信毎Ｑｃの出力を停止させるようにして（よい。

１図に示し’ｉ　ｆｔｔｌＪ’　ａ妓装置において、４
−関の負荷が変動して回転数付が時間ｔに対して１４２
’図Δ。ようよ変化。、た場合を考え、。同□図ＫＭい
−ＣＭ。

は設定回転数を示□し、ＮＬ及びＮｖはそ：れぞ□れ敵
□分制御回転数領域の下限及び上限の回転数を示してい
る。第２図へのような速度変化が生じたとき、第１の操
作」指令１ｄ号発生回路７に回転数検出信号ｎｄに応じ
て第２図Ｃに示すような第１の操作量指令信号Ｑ＋）を
出力し、第２の操作量指令信号発生回路１０は微分（４
号ｎｇに応じて第２図Ｂに実線で示したような第２の操
作量指令信号Ｑａを出力する。

これらの指令信号は加算回路１１’Ａで加算さｒＬ、加
算回路１１Ａからｆｆ５２図りに実線で示すような操作
信号Ｑｃが出力される。この操作信号Ｑｃは駆動・９ル
ス情号Ｑｃに変換され、ステッピングモータＩＡに所定
数の・ヤルスが与えられる。ステッピングモータＩＡは
操作ＩＭ号Ｑｃが指示した操作量だけ操作部２を操作し
、機関の回転数を設定回転数Ｎ、に収束させる。この場
合、第１の操作量指令信号ＱＤは偏差ｎｄに応じて操作
部２を操作する比例動作により回転数を設定回転数に一
致させる作用をし、第２の操作ＩＡ指令佃号ＱＧは回転
数の時間的変化率に応じて操作部２を操作する微分動作
により回転数の変化をＩ＋（］える作用をする。

本発明においては、特定の微分制御回転数領域に限って
微分ｍｂ作を行なわせるので、回転数が設定値に収束す
るまでの時間を短縮することができ、過渡Ｉ、６答特性
（負荷変動、設定回転数の変化、機関のトルク変化等に
よる回転数変化に対する応答）を良好にすることができ
る。

第２図Ｂ及びＤにおいて破線で示しｆＣ部分は、微分動
作停止制側１回路１４を設けない場合に微分制御回転数
領域を外れた領域で発生する第２の操作量指令信号を示
している。微分動作停止制御回路１４を設けない場合、
機関が減速方向にある時刻ｔｏ−ｔｌの期間、第２の操
作量指令信号Ｑａは、増速信号となり、機関の減速を抑
えるように働らく。このとき第１の操作量指令信号ＱＤ
も増速信号となり、この操作量指令信号ＱＤが機関の回
転数を設定回転数に一致させるように働ら〈。その結果
操作信号Ｑｃ（＝Ｑａ　＋ＱＤ　）は大きなものとなり
、多くの・ぞルスがステッピングモータに−りえもれて
操作部２が増速側に操作される１４時時刻１Ｖこおいて
機関に余剰トルクが生じ、回転数が上昇し始めると、第
２のｌａ　ｆｌ：硅指令旧弓Ｑｃはこの回転数の」−昇
を抑えようとする減１虫イｄ号となり、第１の操作（ｉ
号ＱＤによるＪ・ｌ’ｌ床操作を妨げるように働ら〈。

時刻ｔ１においで生じた余剰トルクにより回転数が設定
回転数Ｎ０を超えると、減速信号になっている第２の操
作１１１指令信梠（’Ｊｏが機関の減速を抑える働らき
をする。このとき第１の１・ψ作μ指令信号Ｑｏ＆：ｉ
減迷信号となり、Ｎ転数を設定回転数に一致させようと
する。時刻ｔ、において機関が減速し始め、ると、第２
の操作Ｍ’指令１ｇ号Ｑａはこの減速を抑える増速１５
号となり、第１の操作量指令信号ＱＤによる減速操作を
妨げようとする。以下同様の動作が繰り返されて回転数
が設定回転数Ｎｏに収束していく。

このように、微分洞部１回転数領域を設定しない場合Ｖ
Ｃは、微分動作により回転数を設定回転数に一致させ↓
°うとする比レリ動作が抑制されるの−ｃ１回転数が設
定回転数に収束するまでに長いＩＩＪ間がかかることに
なり、過渡応答特性（負荷連動、設定回転数の変化、イ
・幾関のトルク変化等による回転数変化に対する応答）
が悪くなるのを％ｋｊられない。

これ（１ｃ対し、本発明のように微分制御回転数領域を
設定してこの領域のみで微分動作を行なわせると、回転
数がこの領域を越えて）（きく変化したときに、領域を
越えた範囲で微分動作が停止されるので、回転数を短時
間で設定回転数の近く（微分子１ｉｌｌ　１１１回転数
領域内の回転数）唸で戻すことができる。しかも微分制
御回転数領域内に入った後は１ｒＩｉ、分！ＩｉＩノ作
を行なわせてオーバーシー−１を抑えつつ設定回転数に
収束させることができる。このように／Ｉぐソら明にふ
・いては比例動作と微分動作とを有効に利用してＩＨＪ
転数が設定値に収束する捷での時間を大幅ｖｃ短縮する
ことができ、過渡応答特性を改善することができる。

上記の実施例でＩｌ′ｔ、偏差信号ｎｄを回転数検出信
号ｎとして記憶回路９Ａと変化分検出回路９Ｂとに与え
ている４偏差信号ｎｄは設定回転数に対する実回転数の
（１」対的な大きさを示しているので、実回転数の絶対
的な変化と同様の変化を示す。し、化かっ−ｃ１婦差イ
１−￥ｊｎｄを時間微分することは実回転数を時間微分
することと等価である。そこで、偏差信号ｎｄをｊｊ、
ｆ間微分する代りに、実回転数を示す信号を時間微分す
ることによりて微分信号・ｎｌ、ｇを＊めることもでへ
る。第３画情このよう矧婁回転数の微分をとるようにし
た実施例を示したもので、第１図と相埠するのは、実回
、転轄の情報を含む第１の。

回転数検出パルスＰ１の時間幅をアナログデジタル寧換
回路１５を通して回転数検出信号ｎに変換しに点である
。尚この実施例における回転検出信号ｎはｆＪ４　ｌの
回転情報イー４号ｎ、１　と等価であるので、アナログ
デノタル変換（９）路１５金設けるとりなく、第“１の
回転情報信号ｎｌ　をそのまま回転数検出信号（ノセノ
ースのカウント数として与えられる。）ｎとして記憶回
路９Ａ及び、変化分検出回路９月に与えるようにしても
よい。、また基準矩形波信号Ｐ０の時間幅をｒソタル量
に弯換して、回転数検出信号ｎとしてもよい。

上記の各実施例のように、一定、の信号幅り◎の基準矩
形波信号Ｐ、から、パルス幅θ１及びθ２がθｌ十０２
−θ０．の関係を満しつつ回転数の変化に伴って互いに
逆方向に変化する第１及び第２の回転数。

検出ぴル・ニスＰ、及、びＰ３を作シ出してこれものノ
９ルヌの時間幅の差をとるよ・うにすると、回転数の本
化を拡大して検出することができるので、回転ヤの、＠
比信号をデジタル処理する場合に、分解能を高くするこ
とができ、回転数の検出を高精度で行なわせることがで
きる。尚ここで分解能とは、同−周絖数、のクロック・
ぞルスを用いて信号の時間幅をクロック・やルス数に変
換する場合の変換の精度を意味し、単位時間当りに割当
てることができるクロックパルスの数で表わすことがで
きる。また上記のような２つの回転数検出パルスＰＩ及
びＰ２のｌ祠用幅の差をとると、回転数に関する情報を
拡大して検出できるだけでなく、回転数の設定値に対す
る偏差をも拡大して検出することができる。以下これら
の点につき第４図以下を参照して説、明する。。

第４同は回転数検出回路３の構成例を示したもの一乙、
同図において０１はダイオードＤ１及び定電流回路ＩＣ
Ｉを通し、て電圧がＶＣの°′市源に接続されたコンデ
ンサである。コンデンサｃ１の両端には定電流回路■ｃ
２を通してトランジスタＴｒｌのコレクタエミッタ間回
路が並列に接、続さ、れ、１ランジスタＴｔ１のコレク
タは定電節回・路Ｉｃ、’を：通して前□記、電源に接
続されている。、またト、シシ１ノ□・スタＴｒｌのペ
ースエミッ、り間に、波形・整、形□回路″１３：Ｂが
ら得られる基準矩形波信号Ｐｏが与え・ら１．れ、□矩
形波□信１号：Ｐｏが発、生し７ｃい、る期間トラン・
ジ・ス、りＴｒｌが導通ずるよ、うになっている。コ：
ン・デンサ′Ｃ，直　の両・端に・はまた半導体：、ス
イッチから・なる：リセ□ッ□ト、回路１Ｒ８が並列に
、接続され１．矩形・波信号Ｐａの立下りでこのシセッ
ト回路が動作、、シてコンデンサＩｃ　ｔ　を・瞬時放
電さ、せ・るよう炉なっている。コン、ｒンサＣ！の１
端子電圧ｖｃは基準電圧発生器ＲＧ’から得られる基準
電圧■１、とともに電圧比、較看ＣＰに入力され、比較
器Ｃ，Ｐの出力は矩形波信号ｐｏどと・もにアンド回路
Ａ１に人力されている。比較器、ｌＣＰの出力はまたイ
ンバータＩＮを介して反転された後、矩形波信号Ｐｏ　
とともにアン、ド回路Ａ３．に入力されて□いる・　　
　　　　　　　：、、　　・・第４図の回路におりては
き、、゛回転検出コイル３Ａが機関の回転角α□に対し
て第５図Ａのよ１うな信号ｅＢを定角度位置α−で発生
すると、波形整形回路３Ｂ・は第ど５図Ｂの□ように信
号の角度１＠′□が□θ０の□基準矩形波゛信号Ｐｏ”
を出力する。□矩形波信＠Ｐｏ□が発生してい・ない区
間ではトランジスタＴｒ’ｌが□しゃ断しているため、
コ□・ンデゾザＣ１が定電流回路Ｆ１及び□・ダイ芽−
・ドＤ、を進上て定電流ｊｌで充″電されるｔじたがっ
七コンデンサＣ１の端子電圧Ｖ。

は１５□図Ｃに示すように各矩形波信号　’Ｑの立□下
り位置から次の矩形波信号ｐ、の立上□り位置まで一定
め傾斜で上昇子る。矩□形波信号Ｐ０が発光ｔている１
α□み〜α菫の□助商は十うンソスタＴｒｌが１通する
のでコンデ゛ンサ□Ｃ１が□定電流回路Ｉｃ−及びトラ
ンジスタＴｒ１を１し文□定嶽、流１２で展層する。

したが’＝ｔこの期”間コンデンサＣＩの端′：ｆ−電
圧（は一定の傾斜で下□降する。矩形波信号Ｐ＝の立下
りでり□−Ｌ２□ト回路Ｒ８が動作してコンデンサｃ　
’１””’を瞬時放電させるための電圧ｖｃ′は零に戻
った後再び一定め傾斜で１昇する。電圧在較器ｃ’ｐは
占ンデンサＣＩめ端子電圧Ｖ。が基４電圧ｖｒより天酋
龜期間論理値が「１」の出力を発生し、電圧ＶＣが基準
電ＬトＶｒ以下になっている期間論理値が「０」の出力
を発生する。したがってアンド回路Ａｌは第５図■）に
示す、Ｌうに矩形波信号ｐｏの信号１１暢θ０内で′［
ｌｉ圧Ｖ０が楠準’ｆｉｊ圧を超えている期間θ鳳の間
接続Ｊる第１の回転数映出・ＰルスＰ、を出力し、アン
ド回路Ａ２は同じく１ハ号幅θ０内で電圧■。が基準電
圧Ｖｒ１抹−１になっている期間θ２の間接続する第２
の回転数検出・ぐルスＰ２を出力する。第５図Ｃ乃至Ｅ
において符号Ｎｌ　　＋　Ｎｚ　　＊　Ｎｏ　ｒ　Ｎ、
。

Ｎ４を例した波形は、第６図に示すように時間ｔに対し
て回転数Ｎが変化した場合の各回転ａＮｔ。

Ｎ２　　ｒ　Ｎｏ　＋　Ｎ３及びＮ４における波形を示
１−ている。コンデンサＣ，を充電する時間は回転数の
上Ｈ１に伴って知〈ｌるため、電圧■。の最大値は回転
数の上昇に伴って低くなっていく。したがって１ｉｆ、
　ｆＥ　ｖｃが基準電圧Ｖ、に等しくなる位相は回転数
のよＨｖｃ伴−）て１１Ｌむことになり、第１の回転数
検出・ヤルスＰ１の・！ルス幅θｌは回転数の上昇に伴
って小さくな、）ていく。−また逆に第２の回転数検出
・Ｐルスｌ）２の・七ルス幅θ２は回転数の上昇に伴っ
て大きくなりていく。そして常に０１十０２−θ。

なる関係が満されており、回転数が設定回転数ＮＯに等
しくなったとき１（θｌ−θ２−θｏ／２となる。後述
のように、θ１−０２となる回転数は基準市川ｖｒや充
放電ｒル流ｔ１．ｉ２を適宜に変えることにより任意に
設定することができる。したがって第１図及び第３図の
設定回転数設定器３Ｅはこれらを適宜に調整し得るよう
にした回路により構成される。

第４図の回路においてコンデンサＣ、の静電容址をＣ１
光′厄角度をｖｃ（−３６０°−００）とすると、パル
ス幅θ１及びθ２？′ｉ次式で与えられる。

θ、＝（ｉ、／Ｚ、）ｖｃ　　（（６ＣＶｒ　）／ｉ　
ｚ　）　Ｎ　　　　−・−（ｉ）θ２−（θｏ　　（ｉ
ｔ／Ｚｚ）ｖｃ　）＋（（６Ｃ■ｒ）／Ｚａ）Ｎ　　−
（２）（］）弐及び（２）式の０１及びθ２を時間幅Ｔ
１及びＴ２に変換すると、 Ｔｘ＝（ｉ１／ｉｚ　）　（θｃ／６Ｎ　）　　（Ｃ／
ｉ　２　）　Ｖｒ　　　−（３）Ｔ２−（θｏ　　（ｊ
＋／ｊｚ）ｖｃ　）　（１／６Ｎ　）＋（ＣＶｒ）／ｉ
　ｚ　−（４）これらの式より第１及び第２の回転数検
出・ＱｋスＰ１及びｐ　ｚの角度幅及び時間幅が回転数
Ｎの関数であって、これににより回転数に関する情報を
得ることかできることが判る。

［−記（３）戊及び（４）式でＬメえらｒするノ？ルス
時間１＠Ｔ１及びＴ２間で周波数、ｆ　ｓのクロック・
やルスを計数すると、・その旧数値１１及びｎ２は次式
で与えられる。

ｎｘ＝（Ｊ”　ｔ　・ｉｓ　・ｖｃ）／（６Ｎｉｚ）　
　（，７’ｔ・Ｖｒ・Ｃ）／ｉｔ　−（５）ｎ２−（θ
、−（ｊ、／ｉ、）ｖｃ）’ｆ　Ｖ（６Ｎ）＋（ｆｉ”
Ｖｒ−Ｃ）／ｊｚ・・イ６）ここでｎｉとｎ２の差ｎｄ
をとると、 ｎｄ””ｎ　Ｉ−１２ −（、ｉ／′Ｎ）ｆ、　（（ｉｔ　・θｅ　）／（３Ｚ
２）−θｃ／６）−（２ｆｔ　・ＣＶ、ンｔ；２・・・
（７） 但し、検出の条件として、 （ｊｌ・ｖｃ　）／（３ｚ２）−θ。／６〉０及びＶ、
）０が成立することが必四であり、矩形波信号Ｐ。の立
上り位置で′１１χｌｆ、ｖｃが正でなければならない
。即ち、矩形波４１号Ｉ）ｏの時間幅″ｆｏ、充電時間
’ｒｃとした場合、（ｉＪＣ：　）Ｔｃ　＞（ｉ２／ｃ
　）Ｔｏ　　　　　　　　　　−（８）が成立１′るこ
とが心安である。

（８）式より、 ｉｔ／ｉｓ＞θｏ／（ｊｃ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　・・・（９）設定回転数Ｎ、のときはｎ　
ｄ＝Ｏであるから、Ｎｏ＝ｆｘ・（Ｃｉｖθｃ）／（３
ｉｚ）−θｏ／６）　・ｉｚ／（２ｆｔ　・ＣＶｒ）＝
　（２ｉ　Ｈ・θｃ−θｏ　・ｉｚ）／（１２ｃ”Ｖｒ
）　　　　　　　＝−（１０以−ヒの条件下で（７）式
は、第７図の３１：うに示される。即ち、回転数Ｎが設
定回転数Ｎ。に等しいとき（／Ｃｒ＋４＝ｏとなり、回
転数ＮがＮ。からずれるに伴ってｎｄは増加する。この
ことから、ｎｄは偏差信号の情報をもつと同時に実回転
数の情報をもつことが判る。設定回転数Ｎ。は、（１（
ｐ式より、Ｚ１＋　ｉｚ及びＶｒ等により任意に設定で
きることが判る。

尚（７）式より、ｎｄは、Ｎ＜Ｎｏのとき正となり、Ｎ
）Ｎｏのとき負となるが、この正負の判別は、デジタル
的に処理する場合種々の方法が考えられる。

例えば、アナログデノタル変換をカウンタを用いて行な
う場合、カウンタの泪数値が零になったときにフリツノ
０７０ツノ回路を反転させるようにして、この７リツプ
フロツノ回路の状態により正負の判別を行なわせること
ができる。

ここで上記のように、第１及び第２の回転薮検出パルス
Ｐｌ及びＰ２を・作ることなく、基準矩形波信号Ｐｏの
時間幅内で周波数ｆ１のクロックツ＋ルスを計数するこ
とにより回転数検相信号を得る場合を考える。との場合
の計数値ｎｚは、　　□Ｈｘ辷（θｏ／６Ｎ　）　ｆ　
１　　　　　　　　　　　　”　（１１）で表わされる
。

また設定回転数Ｎ、時の計数値ｎ。は、１ｏ＝（θｏ／
６Ｎｏ）ｆ・；、Ｑｌ で表わされる。ここで販とｎ（１との差をとれば偏差信
号ｎＡを得ることができる。

ｎｄ”ｎｘｎＱ”（θｏ−ｆ　ｉ　）／（６Ｎ　）　”
−（ｖｏ　−ｆ　１）／Ｃ６Ｎｏ　）・・・（１１（７
）式のｎｄにより回転数検出を行なった場合と、（１１
式のｎ：１により回転数検出を行なった場合の分解能の
１比較は、単位回転数当りに割り当てられるＡルズ数、
即ち（１／Ｎ）の係数、 ｆＩ（（ｉｌ・θｃ）／（３ｊｚ）−θｏ／６）と、θ
ｏ−／ｘ／６とを比較することにエリ行なうことができ
る。そこで両係数の差をとると、 ｆｔ（（’ｊ＋・θｃ　）／（３ｉ　重）−〇〇／６）
−（ｖｏ　ｆ　１　）／６＝（ｆｔ／３）（（ｉｓ・ｖ
ｏ）／ｊ＊−θ、）　　　　　　　・・・α◆（９）式
の条件より、０４式の□・右辺は正となるのでζ第１及
び第２の回転数検出パルスＰＩ及びＰ２を作って両者の
時間幅の差をとる方法の方が分解能が高いことが判る。

　　□ 次ＶＣ前記実施例で示した皮分割御回転数領域の設定に
ついて説明する。第５図においてコンデンサの・端子’
＋１４：　１．ｆ、　Ｖ、は、改定開始位置αｏ＞’Ｊ
上セツト位置α１及びα。からα、ｌまでの放電区間の
３つの点に回転数情報を有しており、上記実施例ではこ
れらの情報のうちα０〜α菖の砲電区間の：情報ｆ：　
、（７）式による゛回転数ＩＪ’ｌ　Ａ信号ｎｄとして
利用し、た。

故分例御１す転ａ碩峨の設定は、放電岬始位置、α０ク
リセット位を置α１に含まれる回転数情報倉、、利用す
やもので、ツタ寛開始位置αｏＶＣ幹けるコくデンサの
充電紙圧ｖｃｏ、が基準電圧ｖｒに等しく、なる回転数
Ｎｖを１ｖ分制−１回転数領域の上限とし、’Ｊ　％ｙ
　）される寸前にお、けるコンデンサの端子１電、圧Ｖ
。１が。

゛　基準電圧Ｖ、に等しくなる回転数ＮＬを営、分・Ｑ
ＩＪ御回転＃　ｔＸ　載の下１沢とするものである。

角度α０でのコンデンサの充電電圧ｖｃ０は、ｖｃｏ　
＝　（ｉｔ／Ｃ）　（θ。／６Ｎ　）　　　　　　　　
・＝　（１１ｅで与えられる。ここでｖｏ。＝Ｖｒ、Ｎ
＝Ｎｖとおくと、Ｎｖ　−（’＄ヒθ（り／（６Ｃ−Ｖ
ｒ）　　　　　　　’−，ｔ１ｆ）。

この上限回転ａＮｖは第１・の回転数検出・ｆルスｐｔ
の時間・喝が停になる回転数であるので実際にはｎ１＝
Ｏになる点全検出することにより求めることができる。

次に角度αｌでコンデンサがリセットされる寸前の端子
電圧Ｖ。１Ｂｚ Ｖｅｌ、　＝　（ｊｌ／Ｃ）（（／ｃ／６Ｎ）　−（ｆ
ｆ１２／Ｃ）（θｏ／６Ｎ　）−ｎｆりで表わされる。

うこでＶ。、　＝　Ｖｒｌ　Ｎ＝ＮＬとオくト、ＮＬ−
（ｊｌ　−θ、−１２−θ。）／（６・ｃ＝ｖｒ）、　
　　　−、θつこの下限回転数ＮＬは、第２の回転数検
出グル°スＰ。

の時間１輝が＃にな、る回転数であ乙ので、実際には、
ｎ２が４になる点を検出することにより求めることがで
きる。

上記のように、基準矩形波信号Ｐｏの信号幅θ０に対し
て、・クルス幅θ１及びθ２がｏｌ十０２二θ０の関％
を満しつつ回転数の変化に１半って〃いに逆方向ｖｃ変
化するよう、な２つの回転数検出・クツヒスｐ。

及びＰ２を作って、これら両・母ルスの時間ｉｖ！の差
をとることにより回転数に関する情報を得るようにする
と、回転数情報をデジタル的に処理する場２ＳＶこ分哨
１１ヒゲ高めイ）ことができるので、回転数の制御全高
、哨度で行なうことができる。このような回転数検出）
５１去は、機関の回転速度制御のみならず１１１２の回
転数のＩ８１！度列呻にも応用でき、また回転４１１１
の１ｌｌｌｌ定ｖＣもｊ、６用（７てその精度を向−ｌ
ニさせることができる。

尚第１救び・Ａ１２０回転数検出・やルスＰ１及びｆ）
ｚ’ｊｉＴ（↓↓る万７人は七４把実施１勾に限らルる
ものではない。同えぼ、４４図の例においてコンｆ７す
Ｃ１の光牧イ１記流金定市、流としなくても同様の・♀
ルスｌ）ｌ　及び１）２ｒ得ることができる。−まだ矩
形イ皮信”’ｉ　Ｐ　ｏの′１′Ｌ−ヒリ（ｒ”Ｌ　置
α０で光漏全開始し立トリ位置α１　でリセ、１・され
るコンｒンザの端子、−１！ＩＥｋ第・１図の比戎器Ｃ
Ｐ＆’こ与えるようにしても・ぐルス嶋が回転数（ＩＣ
半って９−いに仇方向に変位する２つの・ンルスを１！
Ｉることができる。

尚本プ青明の１＋＋ｌｊ　＋ｒ１１方法を実施するＶこ
当っては、上記のよう々回転奴検出り法を用いるのが好
ましいが、本−７ろ明の方法は必ずしもこのような検出
方法ＶＣよる場合に限定さｊ、るものではなく、例えば
矩形波（ａ弓ｐ　ｏのは号時間雇紮ｒノタルｍＫ変換す
る方法−ご回転数ケ検出してもよい。

また微分制御回転数憤１或の設定も一ヒ記実施１タリで
示した方法以外の方法によって行なってもよい。

１−ゾ、にのように、本発明の速度制御！１１方法によ
れば、設定回セ数の前ｒ交の特定の回転致ｌ頂１或Ｖこ
おいてのみ・吸分動作ケ行なうもので、１墨渡応謹特性
ケ改善することができる。また本発明の速度利ＩＩ倭ｉ
ｆに、ｉ　７′１．ば、過渡応答特性が良好でしかも高
梢度な速度１ｌｉＩＩ　１ａ４１に行なうことができる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図はそれぞれ本発明のｙ４ｈ、る実施例
を示ず／ｌｚ　、り図、第２　Ｉ’ｄ　Ａ乃至りは本発
明の制御動作を説明する線図、第４図は本発明で用いる
回転数検出回路の具体例ケ示す接続図、第５図Ａ　Ｉ”
）至Ｅは回転数検出回路の動作ｆ：説明する信号・皮形
図、ｉ！ｆ、６図は回転数の時間に７・］する変化の一
例全示し／こ摩図、第７図は偏差信号の回転数に対する
変化の一１ＱＩＪを示す線図である。 １・・１Ｍ作器、２・・・内燃機関回転政調節用操作部
、；う・・回転数検出回路、４・・アナログビシタル変
換回路、５・・・・セルス発振器、６・・・篩篭Ｉｇ号
発生回路、７・・第１の操作−指会倍号発十回路、９・
・・微分１ｄ弓発′−１０回Ｍ、ｌ　Ｏ・・・第２の操
作１け詣急信号発生回１１′ｉ′８．１１・・４榮ｔ’
ｔ：１ｉｉ４′号発生回路、１４・・・ｊ：攻分動作停
止ｕｌＪ　１Ｉｌｊｉ回１１８０ 手続補正書（自発） 昭和５８年ミロ□月１１日 特願昭５７−１５４８０９号 ′°“”””Ｐ’９ｆｆｉ４４１ｍ。ｉＵ［ｆｌｌ！Ｉ
。７７、。８．′。 （１５４）国産電機株式会社 ４、代　　理　人　〒１０５東京都港区新橋４．下目３
１番６号　文山・ビル６階明細書の特許請求の範囲及び
発明の詳細な、。 （２）第１７頁下から第３行の「負荷運動」を「負荷変
動」に訂正する。 （３）第２５頁第６行及び第８行の「接続」を「゛連続
」にそ、れぞれ訂正する。 （４）第２４頁第１４行の［θ２〒（θ０−・・・・・
・／７２１Ｎｊを、下記の”通′！ｌ）′釘止する。 ［、Ｉｊ＊”’（（θｏ−（ｊ＋／（＊）１１（１）　
＋　（（６ＣＶｙ　）／　７ｚ１．Ｎ　Ｊ□ 、、、、：、、、　　　　　　以ブ □ ２、特許請求の範囲 （１）　　内燃機関の設定回転数と実回転数との偏差に
応じて前記機関の回、瞥：数詞節用操作部を操作する比
例動作と、前記実回転数の時−豹変化率に応じて前記操
作部′ｆ：＠、作する微分動＋ｉ行なわせ□て前記機関
の回転数′を設定、値に保づよ□うに制御す　□る内燃
機関の速度制御力法にお諭巧、前記設定口。 転数の前後に微分制御回転数領域を設定し、前記機関の
実回転数が前記微分制御回転数領域から外れたときには
前記微分動作を停止させて前記比例動作のみによシ前１
記操件部を操作することを特徴とする内燃機関の速度制
御力法。 （２）内燃機関の実回転数を検出する回転数検出回路と
、前記実回転数と投票回転数との偏差を振わす回転数偏
差信号を出力する偏差４Ｍ号発生□回１と、＠１ピ偏差
または竺回転数の時間的変化率を表、　′わす回転数微
分信号を出力する微分信号発生−路と、前記回転数偏差
信号に応じて前記内燃機関四の回転数調節用操作部の操
作量を定める第１１　′作量指令信号を出力する第１の
操作１指令佃号発−。 主回路・と、□前記回転数微分信号に応じて前記操作部
の操作量を定める第２の操作量指令信号を出力する第２
の操作１指令信号発生回路と、前記第１　　′及び、、
第２の操作１指令信夛に基いて前記操作部を！作する。 た、□めの操作、信号す出力ｊる操作信号発生　　□ｉ
路とを備え、比例動作と微分動作とにより前記□機関の
回転数を設定回転数５保”＋４うに制御する内燃磯関必
速度制御装置において、□前記設定回転数の前後に微分
制御回転数領域を設定して前記実回転数が該領域から外
れたときに前記第２の操作量」Ｗ令信□号：の出力を停
止させる微分動作停止制御回路を具備し、前記回転数検
出回路は前記様携の一定の回転角度位置で一定の信号幅
００′の回転数検出用基準矩形波信号ＰＧを出力する基
準□信・号発生回路“と前記基準矩形波＄ｑＰｏの１６
幅θ０よシも狭い第１のパルス幅□θ１を有してＲ’！
”　’！、　１のパルス幅θｌが前記内凹転数に応１て
変（、ヒｊる第１の回□転・継検出パルスＰ１友ひ前記
矩）←映信□号の（Ｍ号岬θ”（ｌ　と前←ｉ１のパル
ス幅θｓ　（！：”’（７）差、に等しい第２．０パル
ス：幅０２を着する第２め回転数しＳ出パルスＰｔを出
力する回転数検出パルス発生回路とを備えてなり、前記
偏差信号発生回路は前記第１の回転数検出パルスの時間
幅１゛！をデジタル坊に変換して得た第１の回転数検出
信号旧　とｎ’ｌ　１ｊｌ−：第２の回転数横１１′Ｉ
パルスの時間幅ＴＺをデジタルかに変換して得た第２の
回転数情報信号ｎ２　との差をとる回路からなり、前記
微分信号発生回路は前記第１の回転数情報信号旧　と第
２の回転数（＾報伯号ｎ、との差信号または前記第１の
凹−転五ρ−棟−君Ｖが）と−４−ｈの時間１咄をデジ
タル搦に変換してイＩＪた信号を回転数検出信号ｎとし
て記憶するｄｔ２１：は回路及び核ｆｆｅ憶回路に記憶
された回転数検出１．３号ｎ′と新たに発生した回転数
検出（Ｍ号ｎとの差をとる変化分検出回路からなり、ｌ
１ｉｌ記微分動作停止制鋼１回路は前Ｍ己第１のパルス
幅θｌが零になる回転数と第２のパルス幅θ２が零にな
る回転数との間の領域全微分制御回転数領域として設定
することを和徴とする内燃機関の速度制御装置。 ３１９−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の設定回転数と実回転数との偏差に応じ
   て前Ｂ［シ機関の回転数調節用操作部を操作する比例動
   作と、前記実回転数の時間的変化率に応じて前記操作部
   を操作する微分動作とを行なわせて前記機関の回転数を
   設定値に保°２ように制御する内燃機関の速度制御１方
   法において、前記設定回転数の前後に微分割イ１１１１
   回転数領域を設定し、前記機関の実回転数が前記微分制
   御回転数領域から外れたときにはＡｉＪ記微分動作を停
   止さ伊て前記比例動作のみにより前記操作部を操作する
   ことを特徴と−ノーる内燃機関の速度ｆｔ１ｌＪ御方法
   。
2. （２）　　内燃機関の実回転数を検出する回転数検出回
   路と、前記実回転数と設定回転数との偏差を表わす回転
   数偏差１ば号を出力する偏差信号発生回路と、前Ｈ己偏
   差才たは実回転数の時間的変化率を表わす回転数微分信
   号を出力する微分信号発生回路と、前ｄＥシ回転数１ｒ
   ｉｉ差４ｍ−号に応じて前記内燃機関内の回転数調節用
   操作部の操作液を定める第１のｉ楽作量指令信号を出力
   する第１の操作量指令信号シ」発生回路と、前記回転数
   微分信号に応じて前記操作部の操作量を定める第２の操
   作量指令信号を出力する第２の操作量指令イｇ号発生回
   路と、前記第１及び第２の操作量指令信号に基いて前記
   操作部を操作するための操作信号を出力する操作・［ｄ
   号発生回路とを備え、比例動作と微分動作とにより前記
   機関の回転数を設定回転数に保つように制御する内燃機
   関の速度制御装置において、前記設定回転数のＡｉｌ後
   に微分子１ｊｌｌ　ｌｌＬＩＪ回転数頒域を設定して前
   記実回転数が該領１或から外りたときに前６Ｅシ第２の
   操作量指令イー号の出力を停止さぜる微分動作停止制御
   回路を具備し、Ａｉｌ記回転回転数検出回路記機関の一
   定の回転角度位置で一定のイｄ＠幅θ。の回転数検出用
   基準矩形波信号Ｐｏを出力する基準信号発生回路と前記
   基準矩形波信号Ｐ。の信号幅θ。よりも狭い第１の・ゼ
   ルス１ぼθ１を有し７て該第１の・Ｐルス幅θｌが前記
   実回転数に応じて変化する第１の回転数検出・ヤルスＰ
   １及び前記矩形波信号の個号幅θ０と前ｄ【シ第１の・
   セルス幅θ１との差に等しい第２のパル、ス幅θ２．・
   を有する第２の回転数、検出、。 パルスＰ２を出力する浬１転数検出ノ？ルス発牛回路、
   。 とを備え電なり、Ｍｊｌｌ記偏′Ｍ信号発生回路は前記
   第１の回転数検出／ぐルス、の、時間幅Ｔ！をデジタル
   量に変換して得た第１の回転数情報信号ｎ１　と前記第
   ２の回転数検出ノや省スのＩＦ　’ＩＩＪＩ　、’ＩＩ
   Ｑ　Ｔ　２をデジタル蝋に変換して得た第２の回転数情
   報信号ｎ２との差をとる回路からなり、前記微分信号発
   生回路は前記第１の回転数情報イウ、号シ点第２の回転
   数検出信号ｎ２との差イｉま■ｉ前−第１の（ロ）転数
   情報信号Ｐ１の時間幅をデジタル律に、変門して、得へ
   信号を回：転数検！佃号ｎ、としそ記憶す東記憶回路及
   び該記憶回路に記憶された回転数検出回路ｎ′と新たに
   発生した回転数検出信号、ｎとの差、をとる変化分検出
   回路からな、す、・前部微分動作停止制御回路は前記第
   １のパルス幅θｌが零になる□回転数と第２のパルスＩ
   陥θ２が零になる回転数との間の領域を微分制御回転数
   領域として設定することを特徴とする内燃（・規関の速
   度制御装置。