WO1987002097A1 - Rotational speed controller for engine - Google Patents

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WO1987002097A1
WO1987002097A1 PCT/JP1983/000207 JP8300207W WO8702097A1 WO 1987002097 A1 WO1987002097 A1 WO 1987002097A1 JP 8300207 W JP8300207 W JP 8300207W WO 8702097 A1 WO8702097 A1 WO 8702097A1
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WO
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engine
output
time
engine speed
actuator
Prior art date
Application number
PCT/JP1983/000207
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuaki; Ishii
Masaaki; Miyazaki
Noboru; Nakamura
Hideo; Kakinuma
Original Assignee
Ishii Mitsuaki
Miyazaki Masaaki
Nakamura Noboru
Kakinuma Hideo
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Filing date
Publication date
Priority claimed from JP11595782A external-priority patent/JPS595859A/ja
Priority claimed from JP11595882A external-priority patent/JPS595860A/ja
Application filed by Ishii Mitsuaki, Miyazaki Masaaki, Nakamura Noboru, Kakinuma Hideo filed Critical Ishii Mitsuaki
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3005—Details not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/002—Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/003—Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control
    • F02D31/004—Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control by controlling a throttle stop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2024—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit the control switching a load after time-on and time-off pulses
    • F02D2041/2027—Control of the current by pulse width modulation or duty cycle control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2031—Control of the current by means of delays or monostable multivibrators

Definitions

  • This invention relates to an engine speed control device that intermittently controls an actuator that adjusts the engine speed and controls the engine speed. It is related to
  • Fig. 1 shows a conventional method in which the idle rotation speed is controlled by changing the stop position of the throttle valve using a DC motor.
  • the device 1 is the ignition coil, 2 is the ignition coil control device, and 3 is the cycle measurement Circuit, 4 is a rotation speed calculation circuit (second device), 5 is a target rotation speed calculation circuit (first device), 51 is a load switch such as an accordion conditioner, 52 is a cooling water temperature sensor, 6 is a deviation detection circuit (third device), 7 is a control pulse width calculation circuit (fourth device), 8 is a pulse width counter, and 9 is a pulse width counter.
  • a control cycle counter, 10 is a control signal generation circuit 5
  • 11 is a drive circuit (sixth device)
  • 12 is a throttle valve drive device (actuator)
  • 13 is a throttle knob
  • 14 is an accelerator pedal.
  • the throttle drive device 12 includes a DC motor 121, a reduction gear 22 that changes the rotational motion of the DC motor 121 into a linear motion, and an accelerator pedal.
  • the idle switch 123 that detects the fully closed position of 14 and the port that moves linearly by the deceleration 22 — ⁇ 124 124 0 124 ⁇ ⁇ ⁇ It is composed of a cam mechanism 125 and a gear that are interlocked with the Gileb 13.
  • the period measurement circuit 3 is connected to the ignition coil 1 and measures a time interval between the ignition signals.
  • the rotation speed calculation circuit 4 converts the output of the period measurement circuit 3, that is, the time interval between the ignition signals, into a rotation speed signal having a weight of the rotation speed. Goal rotation speed performance
  • the arithmetic circuit 5 calculates the target idle rotation speed and outputs the calculation result to the deviation detection circuit 6.
  • the deviation detection circuit 6 compares the output of the rotation speed calculation circuit 4 with the output of the target rotation speed calculation circuit 5, and uses the deviation as a rotation speed deviation signal to calculate the control pulse width.
  • a signal indicating the magnitude relation between the output signals of the arithmetic circuits 4 and 5 is transmitted to the control pulse width arithmetic circuit 7 and the control signal generating circuit 10. Output .
  • the control pulse width calculation circuit 7 calculates an optimum drive time of the DC motor 121 according to the two kinds of signals, and outputs the calculated drive time to the pulse width counter 8 to rotate the DC motor 121. Number deviation signal and DC motor
  • Fig. 2 shows the relationship between the drive time of 121 and the drive time.
  • the horizontal axis represents the rotation speed deviation
  • the vertical axis represents the driving time
  • the driving time is 0 in the region where the rotation speed deviation is within the dead band rotation speed Nd.
  • the DC motor 121 is not driven, and the position of the throttle stop 124 does not change.
  • the rotational speed deviation from 0 corresponds to the region where the actual engine rotational force is lower than the target idle rotational speed, and this region corresponds to the DC motor.
  • the cam mechanism 125 is driven via the> 124 and the throttle knob 13 is opened, The relationship between the rotation time deviation and the driving time is shown.
  • the area on the left side of the rotational speed deviation force corresponds to a region where the actual engine rotational speed is higher than the target idle rotational speed, and this region corresponds to the DC motor 1
  • This figure shows the relationship between the rotational speed deviation and the drive time when the throttle valve 13 is closed by reversing 21.
  • control period counter 9 is a counter for counting the period for intermittently driving the DC motor 121, and the output is generated at regular intervals ( ⁇ ) shown in FIG.
  • the signal is output to pulse width power counter 8.
  • the pulse width counter 8 is constituted by a preset counter, and the control pulse width calculation circuit at the time when the control cycle counter 9 outputs an output signal.
  • the control signal generation circuit 10 determines the relationship between the target idle rotation speed and the actual engine rotation speed from the output signal of the deviation detection circuit 6 and determines the actual engine speed. If the engine rotation speed is less than the target idle rotation speed, the output signal of the pulse width power center 8 is forwarded to the output terminal 101 as a forward rotation signal.
  • the pulse width output signal from the power center 8 is used as a reverse signal and output to the output terminal 102.
  • the control signal generating circuit 10 is connected to the output switch 101 only when the idle switch 123 is in the ON state, that is, when the access pedal 14 is fully closed.
  • the DC motor 121 is reversed, the throttle stop 124 is bowed in, the throttle knob 13 is closed, and the engine rotation decreases. .
  • the output value of the circuit 7 is TPi in FIG. Accordingly, the pulse width counter 8 generates an output during the time width ⁇ from the time ⁇ .
  • the output of the error down di down the rotational speed N is the goal ⁇ I drill in g Rotation number N Q Oh Ru or et al.
  • Pulse width mosquitoes in the following c te 8 is a third view of (a)
  • the driving circuit 11 is guided to the output terminal 101 of the control signal generating circuit 10, and the driving circuit 11 rotates the DC motor 121 forward during the time T, and pushes the throttle stop 0 124.
  • the throttle valve 13 is opened, and the engine speed increases.
  • the engine speed can be controlled by intermittently controlling 121.
  • N can be kept at the target idle rotation speed N 0
  • This invention is intended to control an actuator for adjusting an engine rotation speed intermittently; and to set a target driving time for the engine rotation.
  • the value shall be a value corresponding to the deviation between the number and the detected value, and the drive stop time shall be changed according to the operating parameters of the engine or the above drive time, if any.
  • the engine speed can be controlled too much, and the engine rotation speed is short, the driving stop time is short, and the engine speed is good.
  • a turn control device is obtained.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional device
  • FIG. 2 is a characteristic diagram of a control pulse width calculation circuit
  • FIGS. 3 and 4 are timing charts of a conventional device.
  • Fig. 5 shows the invention.
  • FIG. 6 is a timing chart of the apparatus of the present invention
  • FIG. 7 is a structural view showing another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 15 denotes a pulse width power counter
  • 151 and 152 denote output terminals
  • 153 denote output terminals.
  • 154 is an input terminal
  • 16 is a stop time counter
  • 161 and 163 are input terminals 162 are output terminals
  • 17 is a stop time calculation circuit (seventh device).
  • the ignition coil 1, the ignition coil control device 2, the drive circuit 11 and the throttle valve drive device 12 are the same as in FIG. The illustration is omitted.
  • FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the device shown in FIG. 5, and FIG. 6 (a) shows the counter of the pulse width counter 15.
  • B) is the output signal of the output terminal 152
  • (c) is the counter value of the stop time power counter 16
  • (d) is the output signal of the output terminal 162,
  • (e) Indicates an output signal of the output terminal 151.
  • Fig. 6 shows a state in which the rotational speed deviation is equal to or larger than the dead zone and the rotational speed control is being performed. are doing
  • the pulse width counter 15 and the stop time counter 16 are constituted by preset counters, and the pulse width counter 15 The moment the signal is applied to the input terminal 153, the data is reset to the data capacitor width power center 15 applied to the input terminal 154. After that, As shown in Fig. 6 (a), the pulse width counter 15 continues the subtraction counting at regular time intervals and ends the subtraction counting when the counter value becomes zero. The pulse signal shown in b) is output from the output terminal 152. Also, the pulse width counter 15 outputs the signal shown in FIG.
  • the stop time counter 16 outputs the output of the stop time calculation circuit 17 applied to the input terminal 163 when the signal shown in FIG. 6 (b) is input to the input terminal 161.
  • the force data is preset, and then, as shown in Fig. 6 (c), the subtraction counting is continued at regular intervals. When the counter power reaches 0, the subtraction counting is performed. And the pulse signal shown in Fig. 6 (d) is output.
  • This pulse signal is input to input terminal 15 3, and the control pulse width calculation at the point in time when the stop time counter 16 power counter value power becomes 0 is reached
  • the output data of the circuit 7 is preset to the pulse width counter 15. Thereafter, this operation is repeated to control the rotational speed deviation to be equal to or less than the dead band rotational speed, and the stop time calculating circuit 17 outputs the control pulse width calculating circuit 7. It is configured so that the time proportional to the control pulse width data to be input is sent as data to the input terminal of the stop time counter 16 as data. If the drive time of the DC motor 122 is relatively close to the response time of the engine, the time required for the engine speed to stabilize after the drive is stopped is long. It has a tendency to become longer.
  • the stop time calculation circuit 17 is set in advance so as to obtain the optimum drive stop time in proportion to the drive time, so that any drive time can be obtained. Even in this case, the minimum drive stop time can be obtained, so that the highest responsiveness can always be obtained without reducing controllability, as explained in Fig. 4. Such overshooting does not occur.
  • FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a diagram showing the configuration of the engine.
  • the setting should be made according to the meter, and the time required for the actuator to respond to the delay in the response of the engine to the drive signal of the actuator should be set to the value of the actuator. Stop the drive and select the optimal drive stop time even when the target idle rotation speed changes according to the cooling water temperature and engine load. This is to obtain a device with good responsiveness.
  • 15 is Nono 0 Le-width mosquito window te, 151, 152 output terminal, 153.
  • 163 is an input terminal
  • 162 is an output terminal
  • 17a is a stop time calculation circuit (seventh device).
  • the ignition coil 1, the ignition coil control device 2, the drive circuit 11 and the throttle valve drive device 12 are the same as those in FIG. They are not shown in the figure.
  • the stop time calculation circuit 17a is a cycle measurement circuit.
  • the ignition time interval data output by 3 and send a value proportional to this ignition time interval to the input terminal 163 of the stop time power counter 16 as the stop time data.
  • the ignition time interval is inversely proportional to the engine speed, and is also proportional to the engine response delay time.
  • the DC motor Driving time of motor 12 1 A minimum driving stop time can always be obtained irrespective of the engine speed. Therefore, even when the target rotation speed changes, the minimum drive stop time corresponding to the engine rotation speed at a certain point in time can be obtained, so that controllability and responsiveness are obtained. >'Can satisfy both.
  • the stop time calculation circuit 17a gives the drive stop time as a function of the ignition time H interval, but it is a function of the engine rotation speed. Anything else is good.
  • the response delay information of the engine is not limited to the engine speed, but the intake air amount per unit time, or the engine speed and the engine speed.
  • the hold time may be given as a function of these using the load information of the engine determined from the hold pressure.
  • the device of the present invention can be easily constituted by an element having an arithmetic function such as a micro-converter, an input / output element, a timer element, and the like.
  • the actuator includes a DC motor 121, so The movement time is controlled, but the point is that the control amount should be controlled.
  • This invention is not limited to engine control of automobiles, but can also be applied to engine control of other industrial equipment.

Landscapes

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  • 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)

Description

明 細
発明 の 名称
エ ン ジ ン 回転数制御装置
技術分野
こ の 発 明 は 、 エ ン ジ ン 回転数 を 調整す る ァ ク チ ユ エ ー タ を 間欠 的 に 制御 し て エ ン ジ ン 回転数 を 制 御す る エ ン ジ ン 回転数制御装置 に 関 す る も の で あ o
背景技術
自 動車用 エ ン ジ ン に おい て は 、 燃 向 上 あ る い は排出 ガ ス 低減 を 計 る た め ア イ ド リ ン グ回転数 を 下 げ る 傾向 が あ る 。 し 力 > し 、 エ ン ジ ン 性能の パ ラ ツ キ や経年変化等 を 考慮す る と 、 ア イ ド リ ン グ回 転数 を 低下 さ せ る に は 限界力 > ' あ る 。 そ こ で 、 ア イ ド リ ン グ回 転数 を 長時 間 に わ た っ て 正確 に し か も 安定に制御 す る 電子式の 制御装置が用 い ら れ る よ う に な つ て き た 。
第 1 図 は 直流 モ ー タ を用 い て ス ロ ッ ト ル バ ル ブ の ス ト ッ パ位置 を 変化 さ せ る こ と に よ り ア イ ド リ ン グ回 転数 を 制御す る 従来装置 を 示 し 、 1 は 点火 コ イ ル 、 2 は 点火 コ イ ル制御装置、 3 は 周期計測 回路、 4 は 回転数演算 回路 （ 第 2 の 装 ) 、 5 は 目 標回転数演算回 路 （ 第 1 の 装置 ） 、 51 は ヱ ア コ ン デ ィ シ ョ ナ 等の 負荷 ス ィ ッ チ 、 52 は 冷却 水温 セ ン サ 、 6 は 偏差検出 回路 （ 第 3 の 装置 ） 、 7 は 制 御 パ ル ス 幅演算回路 （ 第 4 の 装置 ） 、 8 は パ ル ス 幅 カ ウ ン タ 、 9 は制御周期 カ ウ ン タ 、 10は制御信 号発生 回路 5 の 11 は 駆動回 路 （ 第 6 の 装置 ) 、 12は ス ロ ッ ト ル バ ル ブ駆動装置 （ ァ ク チ ユ エ ー タ ） 、 13は ス ロ ッ ト ル ノヽ' ル ブ 、 14は ァ ク セ ル ペ ダ ル で あ る 。 そ し て 、 ス ロ ッ ト ル ノヽ * ル ブ 駆 動装置 12は 、 直流 モ ー タ 121 、 直流 モ ー タ 121 の 回転運動 を 直線運動に 変 え る 減速 22 、 ァ ク セ ル ペ ダ ル 14の 全閉位置 を 検出 す る ア イ ド ル ス ィ ツ チ 123 、 減速 22 に よ っ て 直線運動す る ス 口 —ッ ト ル ス ト ツ ノヽ0 124 お よ ぴ ス ロ ッ ト ル ノ ジレ ブ 13 と 連動す る カ ム 機構 125 と カゝ ら 成 る 。
次に上記装置の 動作 を 説明 す る 。 周 期計測 回 路 3 は 点火 コ イ ル 1 に 接続 さ れ 、 点火信号間 の 時間 間 隔 を 計測す る 。 回転数演算 回路 4 は周期計測回 路 3 の 出 力即 ち 点火信号間 の 時間 間 隔 を 回転数の 重み を 持つ 回転数信号に 変換す る 。 目 標回転数演
O PI 算 回路 5 は 目 標 ア イ ド リ ン グ回 転数 を 演算 し 、 偏 差検出 回 路 6 へ演算結果 を 出 力 す る 。 偏差検 出 回 路 6 は 回転数演算 回路 4 の 出 力 と 目 標 回 転数演算 回路 5 の 出 力 を 比較 し 、 そ の 偏差 を 回転数偏差信 号 と し て 制 御パ ル ス 幅演算 回 路 7 へ 出 力す る と と も に 、 演算 回路 4 ， 5 の 出 力 信号間 の 大小関 係 を 示す信号 を 制御 パ ル ス 幅演算 回 路 7 お よ ぴ制御信 号発生 回路 10へ出 力 す る 。 制御 パ ル ス 幅演算 回路 7 は 前記二種類の 信号 に応 じ た 最適 な 直流 モ ー タ 121 の 駆動時 間 を 演算 し 、 パ ル ス 幅 カ ウ ン タ 8 へ 出 力す る で 、 回転数偏差信号 と 直流.モ ー タ
121 の 駆動時間 の 関 係 を 第 2 図 に示す。 第 2 図 に お い て 、 横軸 は 回転数偏差 を 示 し 、 縦軸 は駆動 時 間 を 示 し 、 回転数偏差が不感帯 回転数 Nd以 内 の 領 域 で は 駆動時間 は 0 で あ り 、 直流 モ ー タ 121 は 駆 動 さ れず 、 ス ロ ッ ト ル ス ト ツ パ 124 の 位置は 変わ ら な い。 又、 回 転数偏差が 0 か ら 右側 は 実際 の ェ ン ジ ン 回転数力 > ' 目 標 ア イ ド リ ン グ回 転数 よ り 低い 領域 に相 当 し 、 こ の 領域は 直流 モ ー タ 121 を 正転 さ せ て ス ロ ッ ト ル ス ト ツ ノヽ。 124 を 介 し て カ ム 機構 125 を 動力 > し 、 ス ロ ッ ト ル ノ ル ブ 13を 開 く 場合の 回転数偏差 に対す る 駆動時間 の 関係 を 示す。 反対 に 回 転数偏差力 の 点 よ り 左側 は 実際 の エ ン ジ ン 回転数が 目 標 ア イ ド リ ン グ 回転数 よ り 高い領域に 相 当 し 、 こ の 領域 は 直流 モ ー タ 1 2 1 を 逆転 さ せて ス ロ ッ ト ル バ ル ブ 1 3を 閉 じ る 場合の 回転数偏差 に 対す る 駆動時間 の 関係 を 示 し て い る 。
一方、 制御周期 カ ウ ン タ 9 は 直流 モ ー タ 1 2 1 を 間欠駆動す る 周 期 を 計数す る カ ウ ン タ で あ り 、 第 3 図 に 示す 一定周期（Ί)毎に 出 力 信号 を パ ル ス 幅 力 ゥ ン タ 8 へ出 力す る 。 パ ル ス 幅 カ ウ ン タ 8 は プ リ セ ッ ト カ ウ ン タ で構成 さ れ 、 制御周期 カ ウ ン タ 9 が出 力信号 を 出 力 し た 時点 の 制御パ ル ス 幅演算回 路 7 の 出 力値 を プ リ セ ッ ト す る と 同 時 に 一定時間 毎 の 減算 を 開始 し 、 カ ウ ン タ の 内 容力 S O に な る ま で の 間 減算計数動作 を 続 け る と と も に 出 力信号 を 制御信号発生 回路 1 0へ送出 す る 。 制御信号発生回 路 1 0は 偏差検出 回 路 6 の 出 力 信号か ら 目 標 ア イ ド リ ン グ回転数 と 実際 の エ ン ジ ン 回転数の大小関係 を 判 断 し 、 実際 の エ ン ジ ン 回転数が 目 標 ア イ ド リ ン グ回転数以下 の 場合は パ ル ス 幅 力 ゥ ン タ 8 の 出 力信号 を 正転信号 と し て 出 力端子 1 0 1 に 導 き 、 ま
O PI
、 IPO ' た 実際の エ ン ジ ン 回転数力 > ' 目 標 ア イ ド リ ン グ 回転 数以上 の 場合 は パ ル ス 幅 力 ゥ ン タ 8 の 出 力 信号 を 逆転信号 と し て 出 力端子 102 へ導 く 。 た だ し 、 制 御信号発生 回 路 10 は ア イ ド ル ス ィ ッ チ 123 力' オ ン の 状態即 ち ァ ク セ ル ペ ダル 14が全 閉 状態の 場合の み各出 力端子 101 , 102 に 信号 を 出 力 し 、 ア イ ド リ ン グ回転数制御 を行 う よ う 構成 さ れて い る 駆 回路 11 は 出 力端子 101 に 出 力 信号が発生 し て い る 間 直流 モ ー タ 121 を 正転 さ せ、 こ れ に よ つ て ス ロ ッ ト ソレ ス ト ツ ノヽ。 124 は 押 し 出 さ れ 、 ス ロ ッ ト ル バ ル ブ 13力 > '開 き 、 エ ン ジ ン 回転は 上昇 す る ま た 、 出 力端子 102 に 出 力信号が発生 し て い る 間 直流 乇 ー タ 121 は 逆転 さ れ 、 ス ロ ッ ト ル ス ト ツ パ 124 は 弓 ί き 込 ま れ、 ス ロ ッ ト ル ノ ル ブ 13カ 閉 じ て ェ ン ジ ン 回転 は 下降す る 。
こ こ で 、 エ ン ジ ン 回 転数が安定す る ま で の 動作 例 を 第 3 図 を 用 い て 説 明 す る 。 今 、 ア ク セ ル ぺ ダ ル 14が全閉位置 に あ り 、 時刻 以前 に エ ン ジ ン 負 荷が増加 し 、 ヱ ン ジ ン 回転数 Ν カ> ' 目 標 ア イ ド リ ン グ回転数 Ν。以下 に な っ た 状態 を 示 し で い る 。 時刻 に お け る 回転数が で あ り 、 制御パ ル ス 幅演算
OMPI 回路 7 の 出力値は 第 2 図 で TPi で あ る 。 従っ て 、 パ ル ス 幅 カ ウ ン タ 8 は 時刻 ^カ> ら 時間 幅 Τ の 間 出 力 を 発生す る 。 今、 エ ン ジ ン 回転数 N は 目 標 ァ ィ ド リ ン グ回 転数 NQ以下 で あ る か ら パ ル ス 幅 カ ウ ン タ 8 の 出 力 は 第 3 図（a)の よ う に制御信号発生回 路 10の 出 力端子 101 に導かれ 、 駆動 回路 11は 時間 褥 T の 間 直流 モ ー タ 121 を 正転 さ せ、 ス ロ ッ ト ル ス ト ッ ノヽ0 124 を 押 し 出 す の 結果 、 ス ロ ッ ト ル バ ル ブ 13が開 き エ ン ジ ン 回転数 は 上昇す る 。 次 に 、 時刻 力ゝ ら 一定周期 T の後の 時刻 t2 に お け る エ ン ジ ン 回 転数 は N2 で あ る 。 こ の 時点 で は ェ ン ジ ン 回転数 N2は ま だ No以下 で あ り 、 前述 と 同様 に時 間幅 TP2 の 間 直流 モ ー タ 121 を 正転 さ せ る こ の 結果、 エ ン ジ ン 回 転数 Ν は 上昇 し 、 時刻 t3 に 達す る 前に N と No と の 差が不感帯 回 転数 Nd以内 と な り 時刻 t3 に お い て は 直流 モ ー タ 121 を 駆動す る 信号 は 出 力 さ れ な い 。 以後 は何 ら かの 外乱 に よ っ て 回 転数偏差が不感帯回 転数 Ndを 越 え る ま では 直流 モ ー タ 121 は 駆動 さ れ な い 。 こ の よ う に 直流 モ ー タ
121 を 間欠制御す る こ と に よ っ て エ ン ジ ン 回 転数
N を 目 標 ア イ ド リ ン グ回転数 N0 に 保つ こ と が で き
O PI 湖 る
上記の 従来装置 に お い て 応答性 を 向 上 さ せ る た め に は 間欠制御 の 周 期 を 短 く す る 必要が あ る が 周 期 を 短 く す る と 次の よ う な 問題 が生 じ る れ を 第 4 図 に よ っ て 説明 す る と 、 ア ク セ ル ペ ダ ル 14 が全閉 位置 で あ っ て 時刻 t3に お け る エ ン ジ ン 回転 数が N3 で あ っ た 場 合、 時間 幅 T P3 の 間 だ け 直流 モ ー タ 1 2 1 が正転駆動 さ れ 、 エ ン ジ ン 回転数は 上昇 す る c し か る に 、 周期 1\が第 3 図 の 周 期 T よ り 短 く し て い る た め 1 経 過後 の 時刻 t 4 に お い て も ェ ン ジ ン 回 転数は 安定せず変化 し 続 け て お り 、 時刻 以降に制御 を 中 止 し た と 仮定す る と エ ン ジ ン 回転 は 第 4 図 に 点線 A で示 し た よ う に 時刻 t 4以降 も し ば ら く 上昇 を 続 け た 後 に安定す る 。 と こ ろ が、 時 刻 t 4に お い て は エ ン ジ ン 回 転数 N4 と 目 標 ア イ ド リ ン グ回転数 N0 と の 差 に よ っ て 直流 モ ー タ 1 2 1 の 駆 動時間 T P4 が与 え ら れ る た め 第 4 図 の 点線 Α で示 し た 上昇分 だ け ス ロ ッ ト ル ノ、 * ル ブ 13を 開 け過 ぎ る 結果 と な り 、 第 4 図 の（c) に 示す よ う に エ ン ジ ン 回 転数 N の オ ー バ ー シ ュ ー ト を 生 じ 、 制御上好ま し く な い 。 こ の ォ ー ノ、* 一 シ ュ ー ト を 防止す る た め に
OMPI δ
は 、 制御上取 り 得 る 最大の 駆動時間 TP ΜΑΧ で あ つ て も エ ン ジ ン 回転数 Ν の オ ー バ ー シ ユ ー ト を 生 じ な い 間欠制御周期 を 選択す る 必要が あ る 。 と こ ろ が、 こ の よ う な 周 期 を 選択 し た 場合 に は 制御周 期 が長過 ぎ て 応答性が悪 く な り 、 制御性 と 応答性 を 両立 さ せ る こ と が極め て難 し い と い う 問題点があ つ た 。
発明 の 開示
こ の 発明 は 、 エ ン ジ ン 回 転数 を 調整す る ァ ク チ ユ エ ー タ を 間欠的 に制御す る と ^; も に 、 そ の 駆動 時間 を 目 標.エ ン ジ ン 回 転数 と 検出値 と の 偏差に応 じ た 値 と し 、 か つ 、 駆動停止時間 を エ ン ジ ン の 運 転 パ ラ メ ー タ あ る い ば上記駆動 時間 に応 じ て 変化 さ せ る こ と に よ り 、 エ ン ジ ン 回 転数 を 制御 し す ぎ る ォ — ノ、 * 一 シ ュ ー ト を な く し 、 かつ 駆動停止時間 が短 く 応答性の 良好 な エ ン ジ ン 回 転数制御装置が 得 ら れ る 。
図 面の 簡単な 説 明
第 1 図 は 従来装置の 構成 図 、 第 2 図 は 制御パ ル ス 幅演算回路の 特性図 、 第 3 図 お よ び第 4 図 は 従 来装置の タ イ ミ ン グ チ ャ ー ト 、 第 5 図 は こ の 発明
Ο ΡΙ の 一実施例 を 示す構成図 、 第 6 図 は こ の 発明 装置 の タ イ ミ ン グ チ ャ ー ト 、 第 7 図 は こ の 発明 の 他 の 実施例 を 示す構成図 で あ る 。
発明 を 実施す る た め の 最良の 形態
5 図 は の 発明 の一実施例 を 示す プ ロ ッ ク 成図 ¾ で あ り 、 第 5 図 に お い て 、 15は パ ル ス 幅 力 ゥ ン タ 、 151 , 152 は 出 力 端子、 153 , 154 は 入力端 子、 16は 停止時間 カ ウ ン タ 、 161 , 163 は入力端子 162 は 出 力端子、 17は 停止時間 演算 回路 （ 第 7 の 装置 ） を 示す。 尚 、 第 5 図 に お い て 点火 コ イ ル 1 点火 コ イ ル制御装置 2 、 駆動 回路 11お よ び ス ロ ッ ト ル バ ル ブ駆動装置 12な ど は 第 1 図 と 同様 の た め 図 示省略 し て あ る 。 第 6 図 は 第 5 図 に示 し た 装置 の 動作説 明 の た め の タ イ ミ ン グ チ ャ ー ト で あ り 、 (a) は パ ル ス 幅 カ ウ ン タ 15 の カ ウ ン タ 値 、 （b) は 出 力 端子 152 の 出 力 信号 、 （c) は 停止時 間 力 ゥ ン タ 16の カ ウ ン タ 値 、 （d) は 出 力端子 162 の 出 力信号、 （e) は 出 力端子 151 の 出 力信号 を 示す 。
第 5 図 に示 し た 装置の 動作 を 第 6 図 に よ っ て 説 明 す る と 、 第 6 図 は 回転数偏差が不感帯以上 で あ つ て 回 転数制御 を 行っ て い る 状態 を 示 し て い る
OMPI 第 5 図 に お い て 、 周 期計測 回路 3 、 回転数演算 回 路 4 、 目 標 回 転数演算回路 5 、 偏差検出 回路 6 お よ び制御 パ ル ス 幅演算 回路 7 は 第 1 図 の 場合 と 同 様 の 動作 を し て い る 。 一方、 パ ル ス 幅 カ ウ ン タ 15 お よ び停止時間 カ ウ ン タ 16は プ リ セ ッ ト カ ウ ン タ で構成 さ れ て お り 、 パ ル ス 幅 カ ウ ン タ 15の入力端 子 153 に 信号が 印加 さ れ た 瞬間 に入力端子 154 に 与 え ら れて い る デー タ カ パ ル ス 幅 力 ゥ ン タ 15に プ リ セ ッ ト さ れ る 。 そ の 後ノ、。 ル ス 幅 カ ウ ン タ 15は 第 6 図（a) に 示す よ う に 一定時間毎 に減算計数 を 続け カ ウ ン タ 値力 0 に な っ た 時点 で 減算計数 を 終了 し 第 6 図（b) に 示す パ ル ス 信号 を 出 力端子 152 か ら 出 力 す る 。 又、 パ ル ス 幅 カ ウ ン タ 15は 減算計数中第 6 図（e) に 示す信号 を 出 力端子 151 カゝ ら 出 力 し 、 直 流 モ ー タ 121 の 駆動時間 を 決定す る 。 又、 停止時 間 カ ウ ン タ 16は 入力端子 161 に第 6 図（b) の 信号が 入力 さ れ た 時点 に お い て 入力端子 163 に 印加 さ れ て い る 停止時間 演算 回路 17の 出 力 デー タ を プ リ セ ッ ト し 、 そ の 後第 6 図（c) に 示す よ う に 一定時間毎 に減算計数 を 続 け 、 カ ウ ン タ 力 0 に な っ た 時点 で 減 算計数 を 終了 し 、 第 6 図（d) に示すパ ル ス 信号 を
OMPI 出 力端子 1 6 2 か ら 出 力 す る 。 こ の パ ル ス 信号 は入 力端子 1 5 3 に 入 力 さ れ 、 停止時間 カ ウ ン タ 1 6の 力 ゥ ン タ 値力 0 に な っ た 時点 に お け る 制御 パ ル ス 幅 演算回路 7 の 出 力 デ ー タ がパ ル ス 幅 カ ウ ン タ 1 5に プ リ セ ッ ト さ れ る 。 以後 こ の 動作 を く り 返 し て 回 転数偏差が不感帯 回転数以下 に な る よ う 制御 す る こ こ で 、 停止時間演算 回路 1 7は 制 御パ ル ス 幅演 算 回路 7 が出 力 す る 制御パ ル ス 幅 デー タ に 比例 し た 時間 を デー タ と し て 停止時間 カ ウ ン タ 1 6の 入力 端子へ送 出す る よ う に 構成 さ れて い る 。 直流 モ ー タ 1 2 1 の 駆動時間 が エ ン ジ ン の 応答時間 に 比較的 近い場合、 駆動停止後 エ ン ジ ン 回転数が安定す る ま で に 要す る 時間 は 駆動時間 が長い場合 ほ ど 長 く な る 傾向 を 持 つ 。 従っ て 、 停止時間 演算回路 1 7は 駆動時間 に 比例 し た 最適 な 駆動停止時間 が得 ら れ る よ う に 予 め 設定 し て お く こ と に よ っ て 、 い か な る 駆動時間 に お い て も 最小 の 駆動停止時間 が得 ら れ る か ら 制御性 を低下 さ せ る こ と な く 常 に 最高 の 応答性 を 得 る こ と がで き 、 第 4 図 で説明 し た よ う な オ ー バ 一 シ ユ ー ト は 生 じ な い 。
第 7 図 は 、 こ の 発明 の 他の 実施例 を 示す ブ ロ ッ
OMPI 2
ク 構成図 で あ り 、 駆動停止時間 を エ ン ジ ン の ハ。 メ ー タ に応 じ て 設定す る よ う に し 、 ァ ク チ ュ エ ー タ の 駆動信号に対す る ェ ン ジ ン の応答遅れ に 応 じ た 時間 だ け ァ ク チ ユ エ ー タ の 駆動 を 停止す る よ う に し て 、 冷却水温や エ ン ジ ン 負 荷 に 応 じ て 目 標 ア イ ド リ ン グ回転数が変化す る 場合 で も 、 最適 な 駆動停止時間 を 選定 し て 応答性の 良好 な 装置 を 得 よ う と す る も の で あ る 。 第 7 図 に お い て 、 15は ノヽ0 ル ス 幅 カ ウ ン タ 、 151 , 152 は 出 力端子、 153.
154 は 入力端子、 16は停止時間 カ ウ ン タ 、 161，
163 は 入力端子、 162 は 出 力 端子、 17a は停止時 間 演算回路 （ 第 7 の 装置 ） で あ る 。 尚 、 第 7 図 に お い て は 点火 コ イ ル 1 、 点火 コ イ ル制御装置 2 、 駆動回路 11 お よ ぴ ス 口 ッ ト ル バ ル ブ駆動装置 12な ど は第 1 図 と 同様で あ る の で 図示省略 し て あ る 。
こ こ で 、 停止時間演算回路 17 a は 周期計測 回路
3 が出 力 す る 点火時間 間 隔 デー タ を 入力 し 、 こ の 点火時間 間 隔 に 比例 し た 値 を 停止時間 デ ー タ と し て 停止時間 力 ゥ ン タ 16の入力端子 163 に送入す る 前記点火時間 間隔 は エ ン ジ ン 回転数 と 逆比例 し て お り 、 さ ら に エ ン ジ ン の応答遅れ 時間 に 比例 し て
OMPI い る か ら 、 駆動停止時間 を 点火時間 間 隔 に 比例 さ せ る と と も に そ の 比例 関係 を エ ン ジ ン の 特性 に 合 わ せて 選択 す る こ と に よ っ て 、 直流 モ ー タ 1 2 1 の 駆動時間 ゃ ェ ン ジ ン 回転数 に かか わ ら ず常 に最小 の 駆動停止時間 を 得 る こ と がで き る 。 従っ て 、 目 標 回転数が変化 す る 場合 に お い て も 、 あ る 時点の エ ン ジ ン 回 転数 に応 じ た 最小 の 駆動停止時間 が得 ら れ る た め 制御性 と 応答性 の 両方 を 満足 さ せ る こ と 力 > ' で き る 。
尚 、 上記第 7 図 の 実施例 で は 、 停止時間演算 回 路 1 7 a は 点火時間 H 隔 の 関数 と し て 駆動停止時間 を 与 え た が、 エ ン ジ ン 回 転数の 関数 で あ れ ば他の も の で も 良い 。 又 、 ェ ン ジ ン の 応答遅れ情報 と し て は エ ン ジ ン 回 転数 に 限 ら ず 、 単位時間 当 り の 吸 入空気量、 あ る い は エ ン ジ ン 回 転数 と マ 二 ホ ー ル ド 圧力 力 > ら 決 る エ ン ジ ン の 負荷情報 を 用 い 、 れ ら の 関数 と し て 停止時間 を 与 え て も よ い。 又、 本 発明 装置は マ イ ク ロ コ ン ビ ー タ 等の 演算機能 を 有 す る 素子、 入出 力用 素子 、 タ イ マ 素子等 に よ っ て 容易 に構成す る こ と カ で き る 。 さ ら に 、 ァ ク チ ュ エ ー タ は 直流 モ ー タ 1 2 1 を 含 む も の で あ る の で駆 動時間 を 制御す る よ う に し た が、 要は そ の 制御量 を 制御 すれば良い 。
産業上 の 利用 可能性
こ の 発 明 は 、 自 動車 の エ ン ジ ン制御 に 限 ら ず 、 他 の産業用 機器 の エ ン ジ ン 制御 に も 適用 で き る
OMPI
リ ^

Claims

請 求 の 囲
(1) エ ン ジ ン 回 転数 を 調整す る ァ ク チ ユ エ 一 タ 目 標 エ ン ジ ン 回 転数 を 演算す る 第 1 の 装 ェ ン ジ ン 回 転数 を 検出 す る 第 2 の 装置、 上記第 1 の 装 置の 出 力 と 上記第 2 の 装置の 出 力 と の 偏差 を 出 力 す る 第 3 の 装置 、 上 記第 3 の 装置の 出 力 に応 じ て 上記 ァ ク チ ユ エ ー タ の 目 標制御量 を 演算す る 第 4 の 装置、 上記第 4 の 装置の 出 力 に 応 じ た 上記 ァ ク チ ュ ヱ ー タ の制御信号 を 発生す る 第 5 の 装置、 こ の 第 5 の 装置の 出 力 に応 じ 上記 ァ ク チ ユ エ ー タ を 駆動す る 第 6 の 装置、 お よ び上記 ァ ク チ ユ エ ー タ の 最適駆動停止時間 を 演算す る 第 7 の 装置 を 備 え 上記 ァ ク チ ユ エ ー タ を 上記 目 標制御量お よ び駆動 停止時間 と な る よ う 間欠的 に制御す る よ う に し た こ と を 特徴 と す る エ ン ジ ン 回 転数制御装置。
(2) 上記第 7 の 装置は 、 ァ ク チ ユ エ ー タ の 目 標制 御量 に 応 じ て 最適駆動停止時間 を 演算す る よ う に し た と を 特徴 と す る 請求範囲第（1) 項記 の ェ ン ジ ン 回転数制御装置。
(3) 上記第 7 の 装置は 、 エ ン ジ ン の 応答遅れ時間 を 表わす運転 パ ラ メ ー タ に応 じ て 最適駆動停止時
O PI 間 を 演算す る よ う に し た こ と を 特徴 と す る 請求 囲第 （1)項記載 の エ ン ジ ン 回転数制御装置
(4) ェ ン ジ ン の応答遅れ時間 を 表わ す運転パ ラ メ ー タ は 、 エ ン ジ ン の 回転数で あ る 請求範囲第（3)項 の エ ン ジ ン 回転数制御装置
(5) ェ ン ジ ン の 応答遅れ時閭 を 表わ す運転パ ラ メ ー タ は 、 単位時間 当 り の エ ン ジ ン の 吸入空気量 で あ る 請求範囲第（3)項記載の エ ン ジ ン 回転数制御装
(6) ェ ン ジ ン の 応答遅れ時間 を 表わ す運転パ ラ メ ー タ は 、 エ ン ジ ン 回転数 と 二 ホ ー ル ド圧力 力 > ら 決 る ェ ン ジ ン の 負荷量で あ る 請求範囲第（3) 項記載 の エ ン ジ ン 回転数制御装置
(7) エ ン ジ ン の 回 転数情報 と し て 、 点火時間 間 隔 を 用 い る よ う に し た 請求範囲第 （4)項記載の ェ ン ジ ン 回転数制御装置。
(8) エ ン ジ ン 回転数 を 調整す る ァ ク チ ユ エ ー タ 、 目 標 エ ン ジ ン 回転数 を 演算す る 目 標 回転数演算 回 路、 エ ン ジ ン 回転数 を 検出 す る エ ン ジ ン 回転数検 出 回路、 上記 目 標 回転数演算 回路 と エ ン ジ ン 回転 数検出 回路 と の 偏差並 び に大小 関係 を 出 力す る 偏 7
差検出 回路、 上記偏差検出 回路の 偏差 に応 じ た 制 制 パ ル ス 幅 を 演算す る 制御 パ ル ス 幅演算回路、 上 記制御 パ ル ス 幅演算 回路の 出 力 を プ リ セ ッ ト し 一 定時間毎 に 減算 し 上記 ァ ク チ ユ エ 一 タ -の 駆動時間 パ ル ス を 出力 す る ノ、。 ル ス 幅 カ ウ ン タ 、 上記 ァ ク チ ユ エ ー タ の 駆動停止時間 を 上記制御パ ル ス 幅演算 回路の 出 力 に 応 じ て 演算す る 停止時間演算 回路 、 上記パ ル ス 幅 カ ウ ン タ の値が零 に な っ た と き 上記 停止時間演算 回路の 出 力 を プ リ セ ッ ト し 、 一定時 間毎 に 減算 し カ ウ ン ト 値が零 に な っ た と き 上記パ ル ス 幅 カ ウ ン タ を プ リ セ ッ ト し て 上記 ァ ク チ ユ エ ー タ の 駆動停止時間 パ ル ス を 出 力す る 停止時間 力 ゥ ン タ 、 上記パ ル ス 幅 カ ウ ン タ の 出力及 び上記偏 差検出 回路の 出 力 を 入力 と し 制御信号 を 発生す る 制御信号発生 回 路 、 及 び上記制御信号発生回路の 出力に 応 じ て 上記 ァ ク チ ユ エ ー タ を 駆動す る 駆動 回路 を 備 え た ェ ン ジ ン 回転数制御装置 。
O PI
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