JPS5981702A

JPS5981702A - 電子式調速装置

Info

Publication number: JPS5981702A
Application number: JP57192899A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Kawaguchi; 清一川口; Masahisa Yano; 矢野　雅久; Masaharu Yoshimura; 吉村　昌春
Original assignee: OAK GIKEN KK; Oki Electric Industry Co Ltd; Oki Ceramic Industry Co Ltd
Current assignee: OAK GIKEN KK; Oki Electric Industry Co Ltd; Oki Ceramic Industry Co Ltd
Priority date: 1982-11-01
Filing date: 1982-11-01
Publication date: 1984-05-11

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】この発明はエンジンなどの速度制御を行なう電子式調速
装置に関する。

エンジンなどを被制御対象とする従来の電子式調速装置
では、実際回転数と目標回転数との間の残留偏差を除く
ためフィードバック制御系に積分要素を含ませるのが普
通であるが、エンジンの始動時や、エンジン回転数の急
変時あるいは目標゛回転数の変更時などにおいて目標回
転数に対する実際回転数の偏差が異常に大きくなった場
合には、上記の積分要素の働きのため行き過ぎ量が大き
くなったり、行き過ぎ時間が長くなったり、整定時間が
大幅にかかるなどの欠点が顕在化し、エンジンなどを高
速な応答で制御するのに好ましくない事態となる。

この発明は、目標回転数に対する実際回転数の偏差が異
常に大きい場合に積分回路のコンデンサを短絡し、前記
偏差が一定範囲内に収まるまで積分動作を停止させる短
絡手段を備えることによって、行き過ぎ量を小さくし且
つ行き過ぎ時間および整定時間を短かくした、高速応答
の電子式調速装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。第１図において、目標回鴛転数電圧発生＠４１！Ｐ１は、目標回転数として設定き
れた値に対応する直流電圧ＶＳを発生し、この電圧ＶＳ
を比例機能と積分機能とを有する差分増幅器２および比
例機能と微分機能とを有する差分増幅器３に送っている
。エンジン７の出力回転軸にはリングギア８が取シ付け
られ、このリングギア８の歯を検出することによ、り回
転数検出器９が実際回転数を検出する。この回転数検出
器９の交流波形の出力信号は波形整形器１０で矩形波に
変換された後単安定マルチバイブレータ１１に送られる
。単安定マルチバイブレータ１１は、入力される矩形波
信号の立上シでトリガされて一定巾のパルス信号を出力
する。

このパルス信号はｆ−Ｖ変換器１２に送られてその繰シ
返し周期に対応した大きさの直流電圧■Ｆに変換される
。したがってこの直流電圧■Ｆは実際回転数に比例した
電圧となるが、回転数検出器９の交流波形の出力信号の
周期と同一周期の微少なリップルが重畳したものとなっ
ている。

この直流電圧■Ｆは差分増幅器２に送られ、前記直流電
圧ＶＳとの差分が求められ、比例機能によりその差分が
比例増幅されるとともに、積分機能によシその差分が時
間的に積分され、リップルを含んだ電圧■■が出力され
る。この電圧ｖＩは後述のようにエンジン７にフィード
バックされて回転数が変化するため、前記積分機能によ
り、実際回転数と目標回転数との偏差が零になるまで積
分が行なわれ零になった時の値が保持されて、残留偏差
が除かれる。この差分増幅器２のリップルを含んだ出力
電圧Ｖ工は比例機能と微分機能とを持つ差分増幅器３に
入力され、比例および微分の増幅率を調整することによ
ってデユーティ比が電圧■Ｉ、■ｓの差分に対応し、繰
シ返し周期電圧ｖＩに含まれているリップルと同一とな
っているパルス信号■ｃが出力される。この信号ＶＣは
上記差分が大きいときはデーしティ比″′１″または０
”、すなわち直流電圧となる。この信号■ｃは増幅器４
を介して電磁形アクチュエータ５に供給される。

この電磁形アクチュエータ５は供給された信号ＶＣのパ
ルス巾または直流信号に比例してスロットルバルブ６の
開度を調整し、エンジン７に与える燃料の供給量を加減
し、回転数を制御する。こうしてフィードバック制御が
行なわれることによジエンジン７の実際回転数が目標回
転数に近づけられていく。

この第１図におけるスイッチ回路１３は差分増幅器２に
含まれている積分回路のコンデンサを短絡し積分動作を
停止させるものである。このスイッチ回路１３は目標回
転数に対応する電圧■Ｓと実際回転数に対応する電圧■
Ｆとの差分が所定値以上に大きいことを検出する回路と
、差分が所定値以上のときにオンになり上記コンデンサ
を短絡するための電子式スイッチあるいはリレー接点を
有する。

次に第１図にブロックで表わした回路を具体的な回路例
で示すと第２図となる。波形整形器１０は、ダイオード
５１．！−ランジスタ５３゜５４、抵抗５２，５５，５
６．５７による回転数検出器９からの交流波形の信号を
矩形波信号に変換する回路と、コンデンサ５８．抵抗５
９゜ダイオード６０による上記矩形波信号の立上りの微
分パルスを得る回路とにより構成されている。単安定マ
ルチバイブレータ１１は、抵抗６１．６４，６５，６７
．６９，７０，７１、コンデンサ６２．６Ｂ、ダイオー
ド６６、トランジスタ６３．７２で構成され、上記の微
分パルスによってトリガされ、抵抗６９．コンデンサ６
８で決まる時間幅の矩形波信号を出力する。ｆ−Ｖ変換
器１２は、トランジスタ７３．抵抗７４゜７６、コンデ
ンサ７５によって構成され、上記の矩形波信号の周期に
対応した直流電圧ＶＦをＦ点に出力する。目標回転数電
圧発生器１は抵抗７Ｂ、７９、可変抵抗器８０　ＶＣ，
より構成され、可変抵抗器８０を調整することにより目
標回転数を設定し、８点に目標回転数に対応する直流電
圧ＶＳを出力する。差分増幅器２は抵抗８１゜コンデン
サ８２，８３、差動形演算増幅器８４により構成され、
電圧Ｖｓ、ＶＦの差分に対し、この差分に含まれる周波
数成分のうち、抵抗８１゜コンデンサ８２．８３にもと
づく積分時間によって決まる周波数以上の成分に対して
は比例機能すなわちゲイン″′１”で出力する機能を有
し、前記周波数以下の成分に対しては積分機能すなわち
時間的に積分する機能を有しているため、リップルを含
んだ出力電圧ｖＩを１点に出力する。差分増幅器３はコ
ンデンサ８５，８６、抵抗８７，８８，９０、差動形演
算増幅器９１によ多構成されており、コンデンサ８５．
８６は積分電圧■Ｉの微分用であシ、抵抗８７．８８゜
９０によって高域の増幅率が定められ、またコンデンサ
８５，８６、抵抗８８によって微分時間（低域の遮断周
波数に対応）が決まシ、抵抗８８．９０によって比例機
能の増幅率（低域のゲイン）が定められる。この抵抗８
７．８８゜９０は、出力電圧■Ｉが電圧ＶＳを閾値とす
るような矩形波または台形波の出力信号ＶＣを０点に出
力するよう調整されておシ、・したがって出力電圧■工
がリップルを含めて全体として電圧■ｓを下回ることが
ない、程大きい場合及び逆に電圧ＶＳを上回ることがな
い程小さい場合には、前者の場合差動形演算増、幅器９
１によってきまる最大・最小電圧のうちの最小電圧、後
者では最大電圧の直流電圧が０点に出力される。増幅器
４は抵抗９２、トランジスタ９３．９４により構成され
、差分増幅器３の出力信号ＶＣに応じて電磁形アクチー
エータ５を駆動して出力信舟■ｃのパルス幅または直流
電圧に比例した回転角度を形成する。ツェナーダイオー
ド９５゜ダイオード９６．抵抗９７．トランジスタ９８
により構成される定電圧回路１４は直流電源１．５の電
圧を安定化して各回路に供給するものであシ、またコン
デンサ５０は電源ノイズ除去用である。

スイッチ回路１３は、差動形演算増幅器１００で構成さ
れるボルテージフォロアと、抵抗１０１゜１０２．１０
３，１０４で構成される分圧回路と、オープンコレクタ
形のコンパレータ１０５，１０６、抵抗１０７で構成さ
れるウィンド・コンパレータと、トランジスタ１１８．
ツェナーダイオード１０８．抵抗１１７，１１９，１２
１、デプレッション形の電界効果トランジスタ１２０ｆ
構成される電子スイッチとによ多構成されている。

電圧ＶＳがボルテージフォロアを経て分圧回路に加えら
れることによシ、Ｈ点およびＬ点に、目標回転数電圧■
ｓに関する上限電圧ｖＨおよび下限電圧ｖＬが生医これ
らの電圧はそれぞれコンパレータ１０５，１０６に加え
られ、これらコンパレータ１０５，１０６において実際
回転数に対応する電圧ＶＦと比較される。

コンパレータ１０５，１０６はオープンコレクタ形とな
っておシ、その出力は直接接続され、抵抗１０７を通じ
て電源＋■Ｂに接続されているため、低電圧レベルのＯ
Ｒ論理動作をする。

すなわちＶＦ〉ｖＨまたはｖＦ〈■Ｌの時最小電圧を、
■Ｌ＜ＶＦ＜ｖＨの時最大電圧を出方することになる。

したがって電圧ｖＦが上限電圧■Ｈと下限電圧■Ｌとで
決まる電圧範囲から外れたときに最小電圧になるため、
トランジスタ１１８はオフになり、その結果電界効果ト
ランジスタ１２０がオンになる。この電界効果トランジ
スタ１２０のドレイン、ソースは比例機能と積分機能と
を有する差分増幅器２の積分用コンデンサ８２．８３の
両端すなわち１点と８７点にそれぞれ接続されておシ、
このトランジスタ１２０がオンになることによりコンデ
ンサ８２．８３が抵抗１２１を通して短絡されて積分動
作が停止させられる。電圧■Ｆが上記の電圧範囲内のと
きにはトランジスタ１１５はオン、したがってトランジ
スタ１１８もオンになるので、電界効果トランジスタ１
２０はオフになシ、差分増幅器２は比例機能と積分機能
とがともに有効に動作する通常状態になる。

このように、実際回転数が目、標目転数から大きく外れ
て目標回転数に関して定められた一定の範囲を逸脱した
場合、積分機能が停止されるので、制御の行き過ぎ量が
少なくなり、行き過ぎ時間および整定時間が短くなって
、高速の制御が可能となる。

なお、上記の実施例では実際回転数が目標回転数に対し
て異常に高い場合および低い場合を検出して積分機能を
停止させるようにしているが、異常に低い場合のみを検
出して積分機能を停止させるようにしても、エンジン始
動時や実際回転数が異常に下った場合など実際に起シ得
る大抵の場合に対処できるため、有効である。

この場合は第３図のように、抵抗１３０，１３２゜１３
４．１３５，１３８，１３９，１４１、コンデンサ１３
１、トランジスタ１３３，１３６，１４０、デプレッシ
ョン形電界効果トランジスタ１４２によりスイッチ回路
１３Ａを構成すればよい。

このスイッチ回路１３Ａにおいて、実際回転数に対応す
るｆ−Ｖ変換器１２（第１図及び第２図参照）の出力電
圧ＶＦが抵抗１３０，１３２、コンデンサ１３１を介し
てトランジスタ１３３のベースに加えられておシ、電圧
ＶＦがこのトランジスタ１３３がオンになるまでの低い
電圧範囲にあるとき、トランジスタ１３３がオフ、トラ
ンジスタ１３６，１４０がオフとなっておシ、電界効果
トランジスタ１４２がオンになって積分用コンデンサ８
２．８３を短絡する。

以上実施例について述べたように、この発明によれば、
実際回転数が目標回転数を大きく外れた場合に積分機能
を停止させるようにしているので、目標回転数に対する
実際回転数の偏差が大きい場合に行き過ぎ量を小さく、
行き過ぎ時間および整定時間を短くすることができ、エ
ンジンなどの回転数制御の応答の高速化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は同
実施例の具体的回路図、第３図は変形例の具体的回路図
である。１・・・目標回転数電圧発生器１．２・・・比例機能と
積分機能を持った差分増幅器、３・・・比例機能と微分
機能を持った差分増幅器、４・・・増幅器、５・・・電
磁形アクチュエータ、６・・・スロットルバルブ、７・
・・エンジン、８・・・リングギア、９・・・回転数検
出器、１０・・・波形整形器、１１・・・単安定マルチ
パイプレーク、１２・ｆ−Ｖ変換器、１３・・・スイッ
チ回路、１４・・・定電圧回路、１５・・・直流電源。出願人　オーク技研株式会社沖電気工業株式会社沖セラミック工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被制御対象の実際回転数を検出する検出手段と、
目標回転数を設定する設定手段と、前記検出手段からの
検出信号と設定手段からの設定信号との差分を積分する
積分回路を含み前記検出信号と設定信号との差分に応じ
て前記被制御対象を制御する制御手段とから構成される
電子式調速装置において、前記検出信号と設定信号との
差分が所定値よシも大であることを検出して前記積分回
路のコンデンサを短絡して積分動作を停止せしめる短絡
手段を備えたことを特徴とする電子式調速装置。