JP2001317393A - Engine controller for engine power generator - Google Patents
Engine controller for engine power generatorInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発電機を駆動する
エンジンにおいて、発電機側の負荷変動に対して速やか
に予め定められた回転数に回復する応答性の優れたエン
ジン発電機用エンジン制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine control for an engine for driving a generator, which has excellent responsiveness to quickly recover to a predetermined rotation speed with respect to a load change on the generator side. It concerns the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、発電機を駆動するエンジンの回転
制御は、図8に示されている様に、発電機2を駆動する
エンジン1に機械式のガバナ(調速機)3を設け、当該
ガバナ3が検出するエンジン回転数を基に機械的にスロ
ットル4を調整して、エンジン1の回転を予め定められ
た回転数になるように制御し、発電機2側の負荷5に変
動が生じても、発電機2の発生電圧及びその周波数を一
定に保持するように構成されていた。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 8, an engine 1 for driving a generator 2 is provided with a mechanical governor (governor) 3 for controlling the rotation of an engine for driving the generator. The throttle 4 is mechanically adjusted based on the engine speed detected by the governor 3 to control the rotation of the engine 1 to a predetermined speed, and the load 5 on the generator 2 side fluctuates. Even if it occurs, the voltage generated by the generator 2 and the frequency thereof are kept constant.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図8で示された従来の
エンジン発電機用エンジン制御装置の構成では、機械式
のガバナ3を用いてエンジン1のスロットル4を機械的
に調整しているため、負荷5に変動が生じたとき、発電
機2の発生電圧及びその周波数を回復するのに時間が掛
かり、またエンジン1が経年変化したときの負荷対エン
ジンのスロットル4の関係が変化した際、その微調整が
できず、またその微調整ができたとしても発電機2の発
生電圧及びその周波数の回復するのに時間が掛かり、応
答性が悪い欠点があった。In the configuration of the conventional engine control device for an engine generator shown in FIG. 8, the mechanical governor 3 is used to mechanically adjust the throttle 4 of the engine 1. When the load 5 fluctuates, it takes time to recover the voltage generated by the generator 2 and its frequency, and when the relationship between the load and the engine throttle 4 changes when the engine 1 ages, The fine adjustment cannot be performed, and even if the fine adjustment can be performed, it takes time to recover the generated voltage of the generator 2 and its frequency, and there is a disadvantage that the response is poor.
【0004】本発明は、上記の欠点を解決することを目
的としており、エンジンのスロットルをステッピングモ
ータで駆動すると共に、エンジンの回転を発電機側の例
えばその発生電圧波形で検出し、当該発生電圧波形で検
出された発電機の回転数、すなわちエンジンの検出回転
数を基に発電機の発生電圧及びその周波数が一定となる
ようにフィードバックを掛けると共に、当該フィードバ
ック制御系の比例要素のゲインは、発電機に掛かる無負
荷時から定格負荷時までのエンジン回転変動が4〜6%
に収まるゲインに設定して、発電機の発生電圧及びその
周波数の復元性を改善する。そしてさらに目標の回転数
にエンジン回転が戻るその応答性を改善するべく、発電
機の発生電力を基にフィードフォワード制御を取り入
れ、ステッピングモータを介してエンジンのスロットル
を自動制御する制御方式となし、発電機側の負荷変動に
対しエンジンの応答性が優れ、従って発電機の発生電圧
及びその周波数の復元性が優れたエンジン発電機用エン
ジン制御装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks by driving the throttle of an engine by a stepping motor, detecting the rotation of the engine on the generator side, for example, by the generated voltage waveform, and detecting the generated voltage. The number of revolutions of the generator detected by the waveform, that is, based on the detected number of revolutions of the engine, while applying feedback so that the generated voltage of the generator and its frequency become constant, the gain of the proportional element of the feedback control system is 4-6% variation in engine speed from no load to rated load applied to the generator
Is set to a value that falls within the range, thereby improving the resilience of the generated voltage of the generator and its frequency. And, in order to improve the responsiveness of the engine rotation returning to the target rotation speed, feed forward control is introduced based on the power generated by the generator, and there is no control method that automatically controls the throttle of the engine via a stepping motor, It is an object of the present invention to provide an engine control device for an engine generator that has excellent responsiveness of the engine to load fluctuations on the generator side, and thus has excellent resilience of the generator voltage and its frequency.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明のエンジン発電機用エンジン制御装置は発
電機を駆動するエンジンの回転数を予め定められた回転
数に制御するエンジン発電機用エンジン制御装置におい
て、エンジンと、エンジンの回転を定めるスロットルの
スロットル開度を制御するステッピングモータと、ステ
ッピングモータを駆動させるステッピングモータ駆動部
と、エンジンで駆動される発電機の周波数を検出し、エ
ンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、回転数検
出手段で検出されたエンジンの回転数と予め設定されて
いるエンジンの回転目標値とを比較し、その制御偏差を
出力する比較部と、比較部から出力される制御偏差を増
幅し、上記ステッピングモータ駆動部を介してステッピ
ングモータを制御すると共に、スロットルを介してエン
ジンの回転を制御する調節部とを備えてフィードバック
制御系を構成すると共に、上記調節部は、比較部から出
力される制御偏差に比例した信号を出力する比例要素を
そなえるよう構成され、かつ当該比例要素のゲインが零
のとき、スロットルが全開若しくは全閉の状態になるよ
うに、スロットルのオフセットが調整されてなると共
に、当該比例要素のゲインを増加若しくは減少してゆき
発電機に掛かる無負荷時から定格負荷時までのエンジン
回転変動が4〜6%に収まるゲインに設定されてなるこ
とを特徴としている。In order to solve the above-mentioned object, an engine control apparatus for an engine generator according to the present invention controls the number of revolutions of an engine driving a generator to a predetermined number of revolutions. In the machine engine control device, a stepping motor that controls an engine, a throttle opening of a throttle that determines the rotation of the engine, a stepping motor drive unit that drives the stepping motor, and a frequency of a generator that is driven by the engine are detected. A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the engine, and a comparing section for comparing the rotational speed of the engine detected by the rotational speed detection means with a preset target rotational speed of the engine, and outputting a control deviation thereof. Amplifies the control deviation output from the comparison unit and controls the stepping motor via the stepping motor drive unit And a control unit for controlling the rotation of the engine via a throttle to form a feedback control system. The control unit includes a proportional element that outputs a signal proportional to the control deviation output from the comparison unit. When the gain of the proportional element is zero, the offset of the throttle is adjusted so that the throttle is fully opened or fully closed, and the gain of the proportional element is increased or decreased. It is characterized in that the gain is set so that the engine rotation fluctuation applied to the snow generator from no load to rated load falls within 4 to 6%.
【0006】そして更に、発電機の負荷の大きさを検出
する負荷量検出手段と、負荷量検出手段で検出された大
きさの負荷で、エンジンの回転数が概ね予め設定されて
いる目標回転数となるべきスロットル開度に相当するス
ロットルのオフセット量に変化させるスロットル開度オ
フセット信号発生手段と、当該スロットル開度オフセッ
ト信号発生手段で発生したスロットル開度オフセット信
号と上記調節部から出力されるスロットル開度出力信号
とを加算する、調節部とステッピングモータ駆動部との
間に設けられた加算部とを設け、フィードフォワード制
御併用で応答性を改善するようにしたことを特徴として
いる。Further, a load amount detecting means for detecting the magnitude of the load on the generator, and a target rotational speed for which the engine rotational speed is substantially predetermined by a load having the magnitude detected by the load amount detecting means. A throttle opening offset signal generating means for changing to a throttle offset amount corresponding to a throttle opening to be obtained, a throttle opening offset signal generated by the throttle opening offset signal generating means, and a throttle output from the adjusting section. An adder is provided between the adjusting unit and the stepping motor driving unit for adding the opening output signal, and the response is improved by using the feedforward control together.
【0007】また上記調節部に微分要素を設け、発電機
の回転数を検出し、その検出量を当該微分要素で微分
し、スロットルのオフセット量に加算するようにし、或
いは上記調節部に積分要素を設け、積分要素で得られた
偏差の積分値を、スロットルのオフセット量に加算する
ようにしている。[0007] Further, a differential element is provided in the adjusting section, the number of revolutions of the generator is detected, and the detected amount is differentiated by the differential element and added to the offset amount of the throttle. And the integral value of the deviation obtained by the integral element is added to the throttle offset amount.
【0008】発電機に掛かる無負荷時から定格負荷時ま
で、調節部を比例要素だけにして、エンジンが速やかに
目標回転数に到達するかを実験し、比例要素のゲインの
最適値は発電機に掛かる無負荷時から定格負荷時までの
エンジン回転変動が4〜6%に収まるようになるゲイン
であることを新たに見い出した。[0008] From no load applied to the generator to the rated load, an experiment is conducted to determine whether or not the engine quickly reaches the target speed by using the adjusting section only with the proportional element. It has been newly found that the gain is such that the engine rotation fluctuation from no load to rated load is within 4 to 6%.
【0009】つまり、結果として無負荷時に対する定格
負荷時の回転変動が4〜6%となるように選んだ比例要
素のゲインが最適ということが判明した。That is, as a result, it has been found that the gain of the proportional element selected so that the rotation fluctuation at the rated load with respect to the no-load state is 4 to 6% is optimal.
【0010】更に詳しく述べると、比例要素だけで4%
より小さいエンジン回転変動(無負荷時に対する定格負
荷時の)を実現しようとするとエンジンがハンチングを
起こし、6%より大きいと、エンジン性能を充分に引き
出せず、発電機の出力低下を招くことが判った。More specifically, the proportional element alone is 4%
Attempts to achieve smaller engine speed fluctuations (at rated load versus no load) will cause hunting of the engine. At greater than 6%, engine performance will not be fully exploited and generator output will be reduced. Was.
【0011】そこで、フィードバック制御系の比例要素
のゲインの最適値の下で、フィードフォワード制御を導
入し、この比例要素と共に微分要素及び/又は積分要素
を付加すれば、エンジンの応答性が更に改善される。Therefore, if feedforward control is introduced under the optimum value of the gain of the proportional element of the feedback control system, and a differential element and / or an integral element is added together with the proportional element, the responsiveness of the engine is further improved. Is done.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るエンジン発電
機用エンジン制御装置の一実施例ブロック線図を示して
いる。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an engine control device for an engine generator according to the present invention.
【0013】同図において、1はエンジン、2は発電
機、4はスロットル、6はステッピングモータ、7はス
テッピングモータ駆動部、8は回転数検出手段、9は比
較部、10は調節部を表している。In FIG. 1, 1 is an engine, 2 is a generator, 4 is a throttle, 6 is a stepping motor, 7 is a stepping motor driving unit, 8 is a rotation speed detecting means, 9 is a comparing unit, and 10 is an adjusting unit. ing.
【0014】発電機2を駆動するエンジン1の回転数
を、予め定められた回転数に制御する本発明に係るエン
ジン発電機用エンジン制御装置は、スロットル4を備え
たエンジン1と、エンジン1の回転を定めるスロットル
4のスロットル開度を制御するステッピングモータ6
と、ステッピングモータ6を駆動させるステッピングモ
ータ駆動部7と、エンジン1で駆動される発電機2が出
力する交流出力の発生電圧波形を基にその周波数を検出
し、エンジン1の回転数を検出する回転数検出手段8
と、回転数検出手段8で検出されたエンジン1の回転数
と次の比較部9に予め設定されているエンジン1の回転
目標値(設定回転数)とを比較し、その制御偏差(スロ
ットル開度信号)を出力する比較部9と、比較部9から
出力される制御偏差を増幅し、上記ステッピングモータ
駆動部7を介してステッピングモータ6を制御すると共
に、スロットル4を介してエンジン1の回転を制御する
調節部10とで閉ループを構成し、フィードバック制御
系を形成している。An engine generator engine control device according to the present invention for controlling the number of revolutions of the engine 1 that drives the generator 2 to a predetermined number of revolutions, includes the engine 1 having the throttle 4 and the engine 1. Stepping motor 6 that controls the throttle opening of throttle 4 that determines rotation
And a stepping motor drive unit 7 for driving the stepping motor 6 and a frequency based on a generated voltage waveform of an AC output output from the generator 2 driven by the engine 1 to detect a frequency thereof and detect a rotation speed of the engine 1. Revolution detecting means 8
Is compared with the rotation speed of the engine 1 detected by the rotation speed detecting means 8 and a rotation target value (set rotation speed) of the engine 1 preset in the next comparing section 9, and the control deviation (throttle opening) is determined. And a control deviation output from the comparison unit 9 to control the stepping motor 6 via the stepping motor drive unit 7 and to rotate the engine 1 via the throttle 4. A closed loop is formed with the adjustment unit 10 for controlling the feedback control, and a feedback control system is formed.
【0015】そして、上記調節部10は、比較部9から
出力される制御偏差に比例した信号を出力する比例要素
をそなえるよう構成されており、かつ当該比例要素のゲ
インが零のとき、スロットルが例えば全開(全閉のとき
にも適用が可能)の状態になるように、スロットル4の
オフセットが調整され、また当該比例要素のゲインを増
加若しくは減少してゆき発電機1に掛かる無負荷時から
定格負荷時までのエンジン回転変動が4〜6%に収まる
ゲインに設定されている。The adjusting section 10 is provided with a proportional element for outputting a signal proportional to the control deviation outputted from the comparing section 9, and when the gain of the proportional element is zero, the throttle is adjusted. For example, the offset of the throttle 4 is adjusted so as to be in a fully open state (applicable even when fully closed), and the gain of the proportional element is increased or decreased so that the load applied to the generator 1 is reduced. The gain is set so that the engine rotation fluctuation up to the rated load falls within 4 to 6%.
【0016】当該調節部10の比例要素のゲインは、当
該比例要素のゲインが零の時、スロットル4が全開(或
いは全閉)になるようにし、スロットル4のオフセット
を調整、そしてその状態で比例要素のゲインを大きく
(或いは小さく)していき、無負荷時−定格負荷時の回
転変動が4〜6%になるようゲインを設定する。When the gain of the proportional element of the adjusting unit 10 is zero, the throttle 4 is fully opened (or fully closed) when the gain of the proportional element is zero, and the offset of the throttle 4 is adjusted. The gain of the element is increased (or decreased), and the gain is set such that the rotation fluctuation between no load and rated load is 4 to 6%.
【0017】図2はステッピングモータを駆動するステ
ッピングモータ駆動部の一実施例ブロック線図を示して
いる。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a stepping motor driving section for driving a stepping motor.
【0018】同図において、12はステッピングモータ
駆動回路、13はステッピングモータ駆動パルス発生回
路、14はステッピングモータ位置モニタ、15は比較
部をそれぞれ表している。In FIG. 1, reference numeral 12 denotes a stepping motor drive circuit, 13 denotes a stepping motor drive pulse generation circuit, 14 denotes a stepping motor position monitor, and 15 denotes a comparison unit.
【0019】ステッピングモータ駆動回路12はステッ
ピングモータ6を動作させるドライバであり、ステッピ
ングモータ駆動パルス発生回路13はステッピングモー
タ駆動回路12を介してステッピングモータ6を動作さ
せる量のパルスを発生させるようになっており、ステッ
ピングモータ位置モニタ14はステッピングモータ駆動
パルス発生回路13からステッピングモータ駆動回路1
2に入力させるパルス数を検出しており、比較部15は
調節部10からのスロットル開度信号、すなわち上記制
御偏差とステッピングモータ位置モニタ14が検出した
パルス数とを比較し、この両者の差が零となるようにス
テッピングモータ駆動パルス発生回路13からパルスを
発生させ、ステッピングモータ6を介してエンジン1の
スロットル4を所定の位置まで開閉させる制御を行う。The stepping motor driving circuit 12 is a driver for operating the stepping motor 6, and the stepping motor driving pulse generating circuit 13 generates pulses of an amount for operating the stepping motor 6 via the stepping motor driving circuit 12. The stepping motor position monitor 14 outputs the signal from the stepping motor driving pulse generation circuit 13 to the stepping motor driving circuit 1.
2, the comparator 15 compares the throttle opening signal from the controller 10, that is, the control deviation with the number of pulses detected by the stepping motor position monitor 14, and compares the difference between the two. A pulse is generated from the stepping motor drive pulse generation circuit 13 so as to become zero, and control for opening and closing the throttle 4 of the engine 1 to a predetermined position via the stepping motor 6 is performed.
【0020】このように構成された本発明のエンジン発
電機用エンジン制御装置は、調節部10の比例要素のゲ
インが発電機に掛かる無負荷時から定格負荷時までのエ
ンジン回転変動が4〜6%に収まるゲインに設定されて
いるので、無負荷時から定格負荷時において、図5に示
された負荷−回転数特性図における点線表示幅4〜6%
内におさまり、エンジン1がハンチングを起こすことは
なく、エンジン性能を充分に引き出すことができる。In the engine control device for an engine generator according to the present invention, the gain of the proportional element of the control unit 10 is varied from 4 to 6 from no load applied to the generator to a rated load. %, The gain is set within the range from no load to rated load, and the dotted line display width 4 to 6% in the load-rotational speed characteristic diagram shown in FIG.
The engine 1 does not hunt and the engine performance can be sufficiently brought out.
【0021】上述の如く、図1における調節部10の比
例要素によって4%より小さいエンジン回転変動(無負
荷時に対する定格負荷時の)を実現しようとするとエン
ジン1がハンチングを起こし、6%より大きいと、エン
ジン性能を充分に引き出せず、発電機2の出力低下を招
く。As described above, if an attempt is made to achieve an engine rotation fluctuation of less than 4% (at the time of rated load versus no load) by the proportional element of the adjusting unit 10 in FIG. As a result, the engine performance cannot be sufficiently brought out and the output of the generator 2 is reduced.
【0022】そこで、図1の本発明に係るエンジン発電
機用エンジン制御装置の制御法に更にフィードフォワー
ド制御を導入した制御法で、エンジン回転変動が4〜6
%に収まる比例要素のゲイン設定して、エンジンの応答
性を更に改善した本発明に係るエンジン発電機用エンジ
ン制御装置を次に説明する。Therefore, the control method of the engine control apparatus for the engine generator according to the present invention shown in FIG.
Next, a description will be given of an engine control apparatus for an engine generator according to the present invention in which the gain of a proportional element within% is set to further improve the response of the engine.
【0023】図3は本発明に係るエンジン発電機用エン
ジン制御装置の他の実施例ブロック線図を示している。FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the engine control apparatus for an engine generator according to the present invention.
【0024】同図において、図1と同じものは同じ符号
が付されており、エンジン1、発電機2、スロットル
4、ステッピングモータ6、ステッピングモータ駆動部
7、回転数検出手段8、比較部9、調節部10は、図1
のものと同様の機能を有し、ステッピングモータ駆動部
7も図2に示された構成で、同一の機能を有している。
そして16は負荷量検出手段、17はスロットル開度オ
フセット信号発生手段、18は加算部を表している。In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the engine 1, the generator 2, the throttle 4, the stepping motor 6, the stepping motor driving unit 7, the rotation speed detecting means 8, the comparing unit 9 , The adjusting unit 10 shown in FIG.
, And the stepping motor drive unit 7 has the same function as the configuration shown in FIG.
Reference numeral 16 denotes a load amount detecting unit, 17 denotes a throttle opening offset signal generating unit, and 18 denotes an adding unit.
【0025】負荷量検出手段16は、例えば発電機2の
交流出力をその電圧と電流との電力で発電機2の負荷の
大きさを検出するようになっている。The load amount detecting means 16 detects, for example, the magnitude of the load on the generator 2 by using the AC output of the generator 2 and the voltage and current.
【0026】スロットル開度オフセット信号発生手段1
7は、例えば予め実験を行い、発電機2の負荷の大きさ
の対応にその負荷時でのエンジン1の回転数が概ね予め
設定されている目標回転数となるべきスロットル開度に
相当するスロットル4のオフセット量に変化させるスロ
ットル開度オフセット信号をメモリに格納しておき、負
荷量検出手段16で検出された大きさの負荷で、当該メ
モリをアクセスし、当該負荷のエンジン1の回転数が概
ね予め設定されている目標回転数となるべきスロットル
開度に相当するスロットル4のオフセット量に変化させ
るスロットル開度オフセット信号を当該メモリから読み
出して出力するようになっている。或いは負荷量検出手
段16で検出された負荷の大きさから、当該負荷時での
エンジン1の回転数が概ね予め設定されている目標回転
数となるべきスロットル開度に相当するスロットル4の
オフセット量に変化させるスロットル開度オフセット信
号を演算で求めるようになっていてもよい。Throttle opening offset signal generating means 1
Reference numeral 7 denotes a throttle which corresponds to a throttle opening at which, for example, an experiment is performed in advance and the rotation speed of the engine 1 under the load corresponds to the target rotation speed which is set in advance in response to the magnitude of the load of the generator 2. The throttle opening offset signal to be changed to the offset amount of 4 is stored in the memory, and the memory is accessed with the load having the magnitude detected by the load amount detecting means 16, and the rotation speed of the engine 1 of the load is reduced. A throttle opening offset signal for changing to an offset amount of the throttle 4 corresponding to a throttle opening which should become a preset target rotational speed is read out from the memory and output. Alternatively, based on the magnitude of the load detected by the load amount detecting means 16, the offset amount of the throttle 4 corresponding to the throttle opening degree at which the rotation speed of the engine 1 at the time of the load should be substantially equal to the preset target rotation speed May be obtained by calculation.
【0027】加算部18は、上記スロットル開度オフセ
ット信号発生手段17で発生したスロットル開度オフセ
ット信号と上記調節部10から出力されるスロットル開
度出力信号とを加算する機能を有し、調節部10とステ
ッピングモータ駆動部7との間に設けられている。The adding section 18 has a function of adding the throttle opening offset signal generated by the throttle opening offset signal generating means 17 and the throttle opening output signal output from the adjusting section 10. It is provided between 10 and the stepping motor drive unit 7.
【0028】上記負荷量検出手段16、スロットル開度
オフセット信号発生手段17及び加算部18とで、発電
機2に負荷変動があったとき、その負荷の変動によるエ
ンジン1のスロットル開度の変化を予め想定してスロッ
トル開度オフセット信号発生手段17から上記スロット
ル開度オフセット信号を発生させ、対応した制御を行わ
せる、いわゆるフィードフォワード制御を構成してお
り、このフィードフォワード制御が付加されたことによ
り、図1図示のフィードバック制御だけの構成にに比
べ、エンジンの応答性が更に改善される。The load amount detecting means 16, the throttle opening degree offset signal generating means 17 and the adding section 18 detect a change in the throttle opening degree of the engine 1 due to the load fluctuation when the load fluctuates in the generator 2. A so-called feed-forward control is generated in which the throttle opening offset signal is generated from the throttle opening offset signal generating means 17 assuming in advance and corresponding control is performed. The responsiveness of the engine is further improved as compared with the configuration shown in FIG.
【0029】図1,図3における調節部10は比例要素
だけのものを説明してきたが、当該調節部10に図4図
示の如く、比例要素19の他、微分要素20及び/又は
積分要素21を設けてエンジンの応答性を改善するよう
にしてもよい。23はローパスフィルタであり、雑音除
去用である。Although the adjustment unit 10 in FIGS. 1 and 3 has been described with only the proportional element, the adjustment unit 10 includes a proportional element 19, a differential element 20 and / or an integral element 21 as shown in FIG. May be provided to improve the responsiveness of the engine. Reference numeral 23 denotes a low-pass filter for removing noise.
【0030】微分要素20では、発電機2の回転数を検
出し、その検出量を当該微分要素20で微分し、比例要
素19の出力と加算部22で加算するようにして、エン
ジンの応答性を改善することができる。The differential element 20 detects the number of revolutions of the generator 2, differentiates the detected amount by the differential element 20, and adds the output of the proportional element 19 to the adder 22, so that the response of the engine is improved. Can be improved.
【0031】また積分要素21では、積分要素21で得
られた制御偏差の積分値を比例要素19の出力と加算部
22で加算するようにして、エンジンの応答性を改善す
ることができる。Further, in the integral element 21, the integrated value of the control deviation obtained by the integral element 21 is added to the output of the proportional element 19 by the adder 22, so that the responsiveness of the engine can be improved.
【0032】図6は本発明に係るエンジン発電機用エン
ジン制御装置の一実施例構成を示している。FIG. 6 shows an embodiment of an engine control device for an engine generator according to the present invention.
【0033】同図において、図1と同じものは同じ符号
が付されており、24は発電機、25はインバータ、2
6はマイクロコンピュータ、27は回転数演算部、28
はPID出力部、29は負荷演算部、30はフィードフ
ォワード制御系を表している。In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, 24 is a generator, 25 is an inverter,
6 is a microcomputer, 27 is a rotation speed calculator, 28
Denotes a PID output unit, 29 denotes a load calculation unit, and 30 denotes a feedforward control system.
【0034】エンジン1で駆動される発電機24は、3
相交流発電機であり、当該発電機24で発生した3相交
流電圧はインバータ25で所望の周波数の交流電圧に変
換され、負荷に供給される。The generator 24 driven by the engine 1 has three
A three-phase AC voltage generated by the generator 24 is converted into an AC voltage having a desired frequency by an inverter 25 and supplied to a load.
【0035】マイクロコンピュータ26は、発電機24
で発生した3相交流電圧の一相からその電圧波形のデー
タを取込み、またインバータ25から上記所望の周波数
の交流電圧に変換された電圧波形と電流波形のデータを
取込む。The microcomputer 26 includes a generator 24
The data of the voltage waveform is fetched from one phase of the three-phase AC voltage generated in step (1), and the data of the voltage waveform and current waveform converted into the AC voltage having the desired frequency from the inverter 25 are fetched.
【0036】マイクロコンピュータ26の回転数演算部
27は、上記発電機24で発生した3相交流電圧の電圧
波形のデータから発電機24の回転数、すなわちエンジ
ン1の回転数を検出する。そしてPID出力部28は、
回転数演算部27の発電機24の回転数、すなわちエン
ジン1の回転数を基にして図4で説明した比例要素1
9、微分要素20、積分要素21からそれぞれの出力を
加算したスロットル開度出力信号を出力する。The rotation speed calculator 27 of the microcomputer 26 detects the rotation speed of the generator 24, that is, the rotation speed of the engine 1, from the data of the voltage waveform of the three-phase AC voltage generated by the generator 24. And the PID output unit 28
Based on the rotation speed of the generator 24 of the rotation speed calculation unit 27, that is, the rotation speed of the engine 1, the proportional element 1 described in FIG.
9, a throttle opening output signal obtained by adding the respective outputs from the differentiating element 20 and the integrating element 21 is output.
【0037】一方、マイクロコンピュータ26の負荷演
算部29は、上記インバータ25で発生した周波数の交
流電圧に変換された電圧波形と電流波形のデータから発
電機24に掛かっている負荷の大きさを演算によって求
める。そしてフィードフォワード制御系30は、負荷演
算部29で求められた負荷の大きさを基にその負荷変動
に基づいて、上記図3で説明したスロットル開度オフセ
ット信号発生手段17からスロットル開度オフセット信
号を発生させる。On the other hand, the load calculator 29 of the microcomputer 26 calculates the magnitude of the load applied to the generator 24 from the data of the voltage waveform and the current waveform converted into the AC voltage of the frequency generated by the inverter 25. Ask by. Then, the feedforward control system 30 sends the throttle opening offset signal from the throttle opening offset signal generating means 17 described with reference to FIG. 3 based on the load variation obtained by the load calculating section 29 based on the load fluctuation. Generate.
【0038】そしてマイクロコンピュータ26から上記
図3で説明のスロットル開度オフセット信号を発生さ
せ、マイクロコンピュータ26はステッピングモータ駆
動部7を介してステッピングモータ6に供給する。これ
によりステッピングモータ6はエンジン1のスロットル
4を制御し、エンジン1の回転数が設定回転数になるよ
うに迅速に制御される。Then, the microcomputer 26 generates the throttle opening offset signal described with reference to FIG. 3 and supplies the signal to the stepping motor 6 via the stepping motor driving section 7. Thereby, the stepping motor 6 controls the throttle 4 of the engine 1 and is quickly controlled so that the rotation speed of the engine 1 becomes the set rotation speed.
【0039】図7は負荷変動が生じたときの制御方式の
違いによる特性図を示している。FIG. 7 is a characteristic diagram according to the difference in control method when a load change occurs.
【0040】同図において、は従来の比例要素のみの
ガバナによる制御特性であり、負荷変動後の回転数のず
れが大きく、時間が経っても元に戻らない。は上記説
明のフィードフォワード制御系を追加したが比例要素の
ゲインの設定が悪いPIDのときの制御特性であり、負
荷変動後に振動しその収束に時間を要する。は上記説
明のフィードフォワード制御系を追加し、比例要素のゲ
インの設定が最適のPIDの制御特性であり、負荷変動
後の回転数のずれと元に戻る時間が最小となる。FIG. 4 shows a conventional governor control characteristic using only a proportional element. The deviation of the rotation speed after a load change is large and does not return to its original value even after a lapse of time. Is a control characteristic in the case of a PID in which the feedforward control system described above is added, but the gain of the proportional element is poor, and it oscillates after a load change and takes time to converge. Adds the feedforward control system described above, and setting the gain of the proportional element is the optimal PID control characteristic, and minimizes the rotational speed deviation after load change and the time required to return to the original.
【0041】この特性図からフィードバック制御系にフ
ィードフォワード制御系を併用し、かつ比例要素のゲイ
ンの設定が最適のPIDで構成すれば、エンジンの応答
性を改善することが理解される。From this characteristic diagram, it is understood that if the feedforward control system is used in combination with the feedback control system and the gain of the proportional element is set to the optimum PID, the responsiveness of the engine is improved.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、無
負荷時に対する定格負荷時のエンジン回転変動が4〜6
%に収まる比例要素のゲイン設定するようにしたので、
エンジンがハンチングを起こしたり、エンジン性能を充
分に引き出せず、発電機の出力低下を招く事態が生じな
くなる。As described above, according to the present invention, the engine speed fluctuation at the rated load with respect to the no-load condition is 4-6.
As we set the gain of the proportional element that fits in%,
Hunting of the engine and insufficient performance of the engine do not cause a situation in which the output of the generator is reduced.
【0043】そしてフィードバック制御系にフィードフ
ォワード制御系を併用し、かつ無負荷時に対する定格負
荷時のエンジン回転変動が4〜6%に収まる比例要素の
ゲイン設定するようにしたので、エンジンの応答性を更
に改善することができる。この制御法に微分要素や積分
要素を付加すれば、エンジンの応答性をより一層改善す
ることができる。The feed-forward control system is used in combination with the feedback control system, and the gain of the proportional element is set so that the engine rotation fluctuation at the rated load with respect to the no-load condition is within 4 to 6%. Can be further improved. If a differential element or an integral element is added to this control method, the responsiveness of the engine can be further improved.
【図1】本発明に係るエンジン発電機用エンジン制御装
置の一実施例ブロック線図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an engine control device for an engine generator according to the present invention.
【図2】ステッピングモータを駆動するステッピングモ
ータ駆動部の一実施例ブロック線図である。FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of a stepping motor driving unit that drives a stepping motor.
【図3】本発明に係るエンジン発電機用エンジン制御装
置の他の実施例ブロック線図である。FIG. 3 is a block diagram of another embodiment of the engine control device for the engine generator according to the present invention.
【図4】調節部の一実施例ブロック線図である。FIG. 4 is a block diagram of an embodiment of an adjusting unit.
【図5】エンジン回転がハンチングを起こさない比例要
素のゲインを説明している負荷−回転数特性図である。FIG. 5 is a load-rotational speed characteristic diagram illustrating a gain of a proportional element in which engine rotation does not cause hunting.
【図6】本発明に係るエンジン発電機用エンジン制御装
置の一実施例構成である。FIG. 6 shows a configuration of an embodiment of an engine control device for an engine generator according to the present invention.
【図7】負荷変動が生じたときの制御方式の違いによる
特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram according to a difference in a control method when a load change occurs.
【図8】従来のエンジン発電機用エンジン制御装置の構
成である。FIG. 8 shows a configuration of a conventional engine control device for an engine generator.
1 エンジン 2 発電機 4 スロットル 5 負荷 6 ステッピングモータ 7 ステッピングモータ駆動部 8 回転数検出手段 9 比較部 10 調節部 12 ステッピングモータ駆動回路 13 ステッピングモータ駆動パルス発生回路 14 ステッピングモータ位置モニタ 15 比較部 16 負荷量検出手段 17 スロットル開度オフセット信号発生手段 18 加算部 19 比例要素 20 微分要素 21 積分要素 24 発電機 25 インバータ 26 マイクロコンピュータ REFERENCE SIGNS LIST 1 engine 2 generator 4 throttle 5 load 6 stepping motor 7 stepping motor driving unit 8 rotation speed detecting means 9 comparing unit 10 adjusting unit 12 stepping motor driving circuit 13 stepping motor driving pulse generating circuit 14 stepping motor position monitor 15 comparing unit 16 load Amount detecting means 17 Throttle opening degree offset signal generating means 18 Adder 19 Proportional element 20 Differential element 21 Integral element 24 Generator 25 Inverter 26 Microcomputer
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 322 F02D 45/00 322 362 362L (72)発明者 生井 正夫 群馬県新田郡新田町大字早川字早川3番地 澤藤電機株式会社新田工場内 Fターム(参考) 3G065 BA02 CA15 DA06 DA13 EA07 FA08 FA11 FA14 GA00 GA10 KA36 3G084 AA06 BA03 BA05 CA03 CA04 DA04 DA11 EB13 EC03 FA33 3G093 AA16 BA02 BA14 CA04 DA01 FA05 3G301 HA27 JA06 KA07 KA08 KA09 LA03 NA08 ND05 ND42 PE01ZContinued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) F02D 45/00 322 F02D 45/00 322 362 362L (72) Inventor Masao Ikui Hayakawa character, Hayakawa, Nitta-cho, Nitta-gun, Gunma Prefecture 3rd address Sawafuji Electric Co., Ltd. Nitta Plant F term (reference) 3G065 BA02 CA15 DA06 DA13 EA07 FA08 FA11 FA14 GA00 GA10 KA36 3G084 AA06 BA03 BA05 CA03 CA04 DA04 DA11 EB13 EC03 FA33 3G093 AA16 BA02 BA14 CA04 DA01 FA05 3G301 KA07 JA06 KA09 LA03 NA08 ND05 ND42 PE01Z
Claims (4)
め定められた回転数に制御するエンジン発電機用エンジ
ン制御装置において、 エンジンと、 エンジンの回転を定めるスロットルのスロットル開度を
制御するステッピングモータと、 ステッピングモータを駆動させるステッピングモータ駆
動部と、 エンジンで駆動される発電機の周波数を検出し、エンジ
ンの回転数を検出する回転数検出手段と、 回転数検出手段で検出されたエンジンの回転数と予め設
定されているエンジンの回転目標値とを比較し、その制
御偏差を出力する比較部と、 比較部から出力される制御偏差を増幅し、上記ステッピ
ングモータ駆動部を介してステッピングモータを制御す
ると共に、スロットルを介してエンジンの回転を制御す
る調節部とを備えてフィードバック制御系を構成すると
共に、 上記調節部は、比較部から出力される制御偏差に比例し
た信号を出力する比例要素をそなえるよう構成され、か
つ当該比例要素のゲインが零のとき、スロットルが全開
若しくは全閉の状態になるように、スロットルのオフセ
ットが調整されてなると共に、当該比例要素のゲインを
増加若しくは減少してゆき発電機に掛かる無負荷時から
定格負荷時までのエンジン回転変動が4〜6%に収まる
ゲインに設定されてなることを特徴とするエンジン発電
機用エンジン制御装置。An engine control apparatus for an engine generator for controlling the number of revolutions of an engine driving a generator to a predetermined number of revolutions, wherein the stepping control controls an engine and a throttle opening of a throttle that determines the number of revolutions of the engine. A motor, a stepping motor drive unit for driving a stepping motor, a rotation speed detection means for detecting a frequency of a generator driven by the engine and detecting a rotation speed of the engine, and an engine speed detected by the rotation speed detection means. A comparison unit that compares the number of revolutions with a preset rotation target value of the engine, outputs a control deviation thereof, amplifies the control deviation output from the comparison unit, and amplifies the stepping motor via the stepping motor driving unit. And a control unit for controlling the rotation of the engine via a throttle. The control unit is configured to include a proportional element that outputs a signal proportional to the control deviation output from the comparison unit, and when the gain of the proportional element is zero, the throttle is fully opened. Alternatively, the offset of the throttle is adjusted so as to be in the fully closed state, and the gain of the proportional element is increased or decreased, and the engine rotation fluctuation from no load applied to the generator to the rated load is reduced by 4%. An engine control device for an engine generator, wherein the gain is set to be within 6%.
ン制御装置において、発電機の負荷の大きさを検出する
負荷量検出手段と、負荷量検出手段で検出された大きさ
の負荷で、エンジンの回転数が概ね予め設定されている
目標回転数となるべきスロットル開度に相当するスロッ
トルのオフセット量に変化させるスロットル開度オフセ
ット信号発生手段と、当該スロットル開度オフセット信
号発生手段で発生したスロットル開度オフセット信号と
上記調節部から出力されるスロットル開度出力信号とを
加算する、調節部とステッピングモータ駆動部との間に
設けられた加算部とを設け、フィードフォワード制御併
用で応答性を改善するようにしたことを特徴とするエン
ジン発電機用エンジン制御装置。2. The engine control device for an engine generator according to claim 1, wherein the load amount detecting means for detecting the magnitude of the load on the generator, and the load having the magnitude detected by the load amount detecting means. Throttle opening signal generating means for changing the rotation speed of the throttle to an amount of throttle opening corresponding to a throttle opening that should become a target rotation speed set in advance, and a throttle generated by the throttle opening offset signal generating means. An addition unit is provided between the adjustment unit and the stepping motor drive unit for adding the opening offset signal and the throttle opening output signal output from the adjustment unit, and the responsiveness is improved by using the feedforward control together. An engine control device for an engine generator, characterized in that it is improved.
エンジン制御装置において、上記調節部に微分要素を設
け、発電機の回転数を検出し、その検出量を当該微分要
素で微分し、スロットルのオフセット量に加算するよう
にしたことを特徴とするエンジン発電機用エンジン制御
装置。3. The engine control device for an engine generator according to claim 1, wherein a differential element is provided in the adjusting section, a rotational speed of the generator is detected, and the detected amount is differentiated by the differential element. An engine control device for an engine generator, wherein the control value is added to a throttle offset amount.
電機用エンジン制御装置において、上記調節部に積分要
素を設け、積分要素で得られた偏差の積分値を、スロッ
トルのオフセット量に加算するようにしたことを特徴と
するエンジン発電機用エンジン制御装置。4. The engine control device for an engine generator according to claim 1, wherein an integral element is provided in the adjusting section, and an integral value of a deviation obtained by the integral element is added to an offset amount of the throttle. An engine control device for an engine generator, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000130577A JP2001317393A (en) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | Engine controller for engine power generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000130577A JP2001317393A (en) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | Engine controller for engine power generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001317393A true JP2001317393A (en) | 2001-11-16 |
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ID=18639648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000130577A Pending JP2001317393A (en) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | Engine controller for engine power generator |
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Country | Link |
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-
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- 2000-04-28 JP JP2000130577A patent/JP2001317393A/en active Pending
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