JP2001317393A - エンジン発電機用エンジン制御装置 - Google Patents
エンジン発電機用エンジン制御装置Info
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- 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
(57)【要約】
【課題】 負荷変動に対しエンジン回転のハンチング発
生を防止する。 【解決手段】 エンジンの回転数と回転目標値とを比較
し、その制御偏差を出力する比較部９と、制御偏差を増
幅し、ステッピングモータ６の制御とエンジン１の回転
と制御させる調節部１０とを備えてフィードバック制御
系を構成すると共に、調節部１０は、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
つ比例要素のゲインが零のとき、スロットル４が全開状
態になるように、スロットル４のオフセットが調整され
てなると共に、比例要素のゲインを増加若しくは減少し
てゆき発電機２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
て構成される。
生を防止する。 【解決手段】 エンジンの回転数と回転目標値とを比較
し、その制御偏差を出力する比較部９と、制御偏差を増
幅し、ステッピングモータ６の制御とエンジン１の回転
と制御させる調節部１０とを備えてフィードバック制御
系を構成すると共に、調節部１０は、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
つ比例要素のゲインが零のとき、スロットル４が全開状
態になるように、スロットル４のオフセットが調整され
てなると共に、比例要素のゲインを増加若しくは減少し
てゆき発電機２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
て構成される。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ジン制御装置の他の実施例ブロック線図を示している。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ジン制御装置の一実施例構成を示している。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
違いによる特性図を示している。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
置の一実施例ブロック線図である。
【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。
ータ駆動部の一実施例ブロック線図である。
【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。
置の他の実施例ブロック線図である。
【図４】調節部の一実施例ブロック線図である。
【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。
素のゲインを説明している負荷−回転数特性図である。
【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。
置の一実施例構成である。
【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。
特性図である。
【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。
成である。
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
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 PE01Z
Claims (4)
- 【請求項１】 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するエンジン発電
機用エンジン制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のエンジン発電機用エンジ
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。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のエンジン発電機用
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。 - 【請求項４】 請求項１又は２又は３記載のエンジン発
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130577A JP2001317393A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | エンジン発電機用エンジン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130577A JP2001317393A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | エンジン発電機用エンジン制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001317393A true JP2001317393A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18639648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000130577A Pending JP2001317393A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | エンジン発電機用エンジン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001317393A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100444514C (zh) * | 2007-02-16 | 2008-12-17 | 吴德峰 | 发电机逆变调速装置及控制方法 |
| JP2012193717A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 汎用エンジンの電子ガバナー装置とハンチングの制御方法 |
| KR101791969B1 (ko) * | 2016-08-16 | 2017-11-01 | (주)오광이티에스 | 엔진 발전기 제어장치 |
| CN107795393A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-03-13 | 安徽瑞赛克再生资源技术股份有限公司 | 汽油发电机组调速系统和方法 |
| CN108661860A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-10-16 | 汕头大学 | 一种用于风洞试验的风力发电机转速测控系统 |
| CN116291918A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-06-23 | 四川腾盾科技有限公司 | 一种活塞式发动机恒转速控制方法 |
| WO2023145622A1 (ja) | 2022-01-26 | 2023-08-03 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | エンジン制御装置、エンジン制御システム、及び、エンジン制御プログラム |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000130577A patent/JP2001317393A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100444514C (zh) * | 2007-02-16 | 2008-12-17 | 吴德峰 | 发电机逆变调速装置及控制方法 |
| JP2012193717A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 汎用エンジンの電子ガバナー装置とハンチングの制御方法 |
| KR101791969B1 (ko) * | 2016-08-16 | 2017-11-01 | (주)오광이티에스 | 엔진 발전기 제어장치 |
| CN107795393A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-03-13 | 安徽瑞赛克再生资源技术股份有限公司 | 汽油发电机组调速系统和方法 |
| CN108661860A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-10-16 | 汕头大学 | 一种用于风洞试验的风力发电机转速测控系统 |
| WO2023145622A1 (ja) | 2022-01-26 | 2023-08-03 | 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 | エンジン制御装置、エンジン制御システム、及び、エンジン制御プログラム |
| CN116291918A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-06-23 | 四川腾盾科技有限公司 | 一种活塞式发动机恒转速控制方法 |
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