CN110621863A - 发动机转速控制装置 - Google Patents
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Abstract
发动机转速控制装置(30)执行：第一PID增益计算步骤，计算目标发动机转速(Nm)，基于目标发动机转速(Nm)和由发动机转速检测单元(24)检测出的发动机转速(Nr)之间的发动机转速偏差(ΔN)而计算第一PID增益；目标齿条位置计算步骤，基于由冷却水温度检测单元(1a)检测出的冷却水温度(Tw)来校正第一PID增益，从而计算燃料喷射泵(2)的目标齿条位置(Rset)；第二PID增益计算步骤，基于目标齿条位置(Rset)和由齿条位置检测单元检测出的齿条位置(Rr)之间的齿条位置偏差(ΔR)而计算第二PID增益；以及齿条控制信号生成步骤，基于由润滑油温度检测单元检测出的润滑油温度(泵油温度(Tp))来校正第二PID增益，从而生成齿条控制信号(Rfset)，基于齿条控制信号(Rfset)控制齿条位置而控制发动机转速。
Description
技术领域
本发明涉及在冷机时也能恰当地控制发动机转速的发动机转速控制装置。
背景技术
用于控制发动机转速的发动机转速控制装置执行如下反馈控制：计算目标发动机转速和实际发动机转速之间的偏差，根据该偏差量来改变用于使发动机转速增减的参数，例如改变燃料喷射量，从而使实际发动机转速与目标发动机转速一致。
作为上述反馈控制的典型手法，广为人知的有PID控制。PID控制包括：比例动作(P动作)、积分动作(I动作)和微分动作(D动作)，比例动作(P动作)使输入设备的控制信号与目标值和实际值之间的偏差成比例地改变，积分动作(I动作)使输入信号与该偏差的时间积分值成比例地改变，微分动作(D动作)使输入信号与该偏差的时间微分值成比例地改变，上述各动作根据PID增益而执行。
在将上述PID控制应用于发动机的转速控制装置时，由于发动机的动作会受到发动机冷暖机状态的影响，因此提出了如下方案：根据发动机的温度而设定校正系数，对预先设定的PID增益乘以该校正系数来进行校正，将校正后的PID增益应用于发动机转速控制，由此，根据发动机的温度来进行控制，从而提高发动机转速的稳定性(例如，参照专利文献1)。
此外，为了检测发动机的冷暖机状态、并将其更精细地反映到发动机转速控制装置的PID控制中，还尝试了：除了检测发动机的润滑油温度以外，还检测冷却水温度，并计算与该润滑油温度和该冷却水温度之间的温度偏差对应的校正系数，对PID增益乘以该校正系数而校正PID增益，并用于发动机转速控制(例如，参照专利文献2)。
专利文献
专利文献1：日本特开2009－036180号公报
专利文献2：日本特开2010－222989号公报
发明内容
根据上述专利文献1、2所记载的发动机转速控制装置，通过将发动机的冷暖机状态反映到发动机转速的PID控制中，能够在一定程度上稳定冷机时的发动机转速控制。但是，在冷机时的发动机转速控制中，有时利用上述专利文献1、2所记载的技术也无法使发动机转速稳定，即使采用上述对策也不能说就足够了。
为了进一步追求冷机时的发动机转速控制的稳定性，申请人进行了深入研究，结果发现，在利用燃料喷射泵的齿条的动作来调整燃料喷射量时，该齿条的动作响应性会受到发动机的冷暖机状态的影响，从而成为打乱发动机转速稳定性的主要原因。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其主要技术课题在于提供一种发动机转速控制装置，无论发动机是处于冷机状态还是暖机状态，都能使发动机转速迅速地向目标发动机转速靠拢。
为了解决上述主要技术课题，根据本发明，提供一种发动机转速控制装置，应用该发动机转速控制装置的发动机至少具备：检测发动机转速的发动机转速检测单元、检测发动机的冷却水温度的冷却水温度检测单元、检测燃料喷射泵的齿条位置的齿条位置检测单元、检测发动机的润滑油温度的润滑油温度检测单元，其中，
该发动机转速控制装置执行以下步骤：
第一PID增益计算步骤，计算目标发动机转速，并基于该目标发动机转速和由发动机转速检测单元检测出的发动机转速之间的发动机转速偏差而计算第一PID增益；
目标齿条位置计算步骤，基于由冷却水温度检测单元检测出的冷却水温度而对该第一PID增益进行校正，从而计算出燃料喷射泵的目标齿条位置；
第二PID增益计算步骤，基于该目标齿条位置和由该齿条位置检测单元检测出的齿条位置之间的齿条位置偏差而计算第二PID增益；以及
齿条控制信号生成步骤，基于由该润滑油温度检测单元检测出的润滑油温度而对该第二PID增益进行校正，从而生成齿条控制信号，
并基于该齿条控制信号控制该齿条位置，从而控制发动机转速。
更优选的是，该润滑油温度检测单元配置于燃料喷射泵，对该燃料喷射泵的润滑油温度进行检测。
根据本发明的发动机转速控制装置，执行以下步骤：第一PID增益计算步骤，计算目标发动机转速，并基于该目标发动机转速和由发动机转速检测单元检测出的发动机转速之间的发动机转速偏差而计算第一PID增益；目标齿条位置计算步骤，基于由冷却水温度检测单元检测出的冷却水的温度而对该第一PID增益进行校正，从而计算出燃料喷射泵的目标齿条位置；第二PID增益计算步骤，基于该目标齿条位置和由该齿条位置检测单元检测出的齿条位置之间的齿条位置偏差而计算第二PID增益；以及齿条控制信号生成步骤，基于该润滑油温度检测单元检测出的润滑油温度而对该第二PID增益进行校正，从而生成齿条控制信号，基于该齿条控制信号而控制该齿条位置，从而控制发动机转速。这样一来，基于发动机的润滑油温度对基于齿条位置偏差而算出的PID增益进行校正，并将校正后的该PID增益用于发动机转速的PID控制中，由此，能够提高燃料喷射泵的齿条位置对于目标齿条位置的随动性，从而能够容易地使发动机转速的实际转速向目标发动机转速靠拢。
此外，通过构成为将润滑油温度检测单元配置于燃料喷射泵，并对燃料喷射泵的润滑油温度进行检测，从而将直接影响燃料喷射泵的齿条的动作响应性的燃料喷射泵的润滑油温度作为发动机的实际润滑油温度而反映到了PID控制中，因此能进一步谋求发动机转速控制的稳定性。
附图说明
图1是应用本发明的发动机控制装置的发动机的概略图。
图2是图1所示的发动机所采用的燃料喷射泵的立体图。
图3是表示图2所示燃料喷射泵中配置的燃料加压机构的内部结构的概略图。
图4是表示由基于本发明而构成的发动机控制装置执行的发动机控制的控制流程的图。
图5是执行图4所示的控制流程时所参照的第一增益图。
图6是执行图4所示的控制流程时所参照的水温校正图。
图7是表示执行图4所示的控制流程时所参照的第二增益图。
图8是执行图4所示的控制流程时所参照的润滑油温度校正图。
具体实施方式
以下，参照附图说明基于本发明而构成的发动机转速控制装置。
图1表示的是应用本实施方式的发动机转速控制装置的4缸柴油发动机100的概略图。该柴油发动机100例如用于乘坐式农业机械、乘坐式割草机等，不仅用来提供行驶用的动力，也用作对所搭载的作业机械进行驱动的动力源。
柴油发动机100至少包括发动机主体1和燃料喷射泵2，发动机主体1经由冷却水通路3a、3b而与用于对发动机冷却水进行冷却的散热器3连接，并且经由燃料供给通路4a、燃料喷射泵2、燃料返回通路4b等而与用于储存燃料的燃料箱4连接，从而成为使溢出的燃料返回燃料箱4的构造。需要说明的是，燃料供给通路4a上配置有用于向燃料喷射泵2加压输送燃料的加料泵(图示省略)。
发动机主体1设有4个气缸11(虚线所示)，各气缸11内配置有能够上下滑动的活塞12。由气缸11、活塞12的上表面和未图示的气缸盖形成燃烧室，该气缸盖上设有燃料喷射嘴13的前端部，燃料喷射嘴13的前端部对着该燃烧室，从燃料泵2供给来的燃料在适当的时机，例如活塞12到达压缩上止点附近的时机被喷射而出。当向随着活塞12的上升而被压缩的高温、高压的燃烧室空间供给燃料时，燃料将自燃，向下推动活塞12，驱动与活塞12连结的未图示的曲轴旋转。在构成发动机主体1的气缸体上配置有冷却水温度检测单元(下称“水温传感器”)1a和润滑油温度检测单元(发动机油温传感器)1b，冷却水温度检测单元检测发动机的冷却水温度Tw，润滑油温度检测单元对用来对发动机主体1内的工作部进行润滑的润滑油的温度进行检测，这两个检测单元分别连接于控制单元30。需要说明的是，上述燃烧室空间连接有进气通路、排气通路，但在本发明中，这些通路不构成发明的主要部分，因此省略了图示。
图2示出了构成柴油发动机100的燃料喷射泵2的概略立体图。图示的燃料喷射泵2由所谓直列式喷射泵构成，主要包括燃料加压机构21和调速器机构22，直列式喷射泵是：利用发动机主体1的未图示的曲轴驱动凸轮轴213旋转，从而向配置于各气缸11的燃料喷射嘴13加压输送燃料的喷射泵。燃料加压机构21和调速器机构22分别由泵壳2a和调速器壳2b覆盖，在泵壳2a内具有与柴油发动机100的气缸数数量相同的燃料加压机构21，在调速器壳2b内配置有用于调节从燃料加压机构21喷出的燃料的喷出量的调速器机构22。此外，燃料喷射泵2设有用于检测燃料喷射泵2内的实际润滑油温度的泵油温度检测单元(下称“泵油温度传感器”)23和用于根据燃料喷射泵2的凸轮轴的旋转速度来检测发动机转速的发动机转速检测单元(下称“发动机转速传感器”)24。在发动机主体1的内部流通的润滑油经由未图示的配管而被供给到燃料喷射泵2内部的工作部，对燃料喷射泵2内进行润滑后的润滑油再返回到发动机主体1。为了便于说明，在图2所示的燃料喷射泵2中，剖开泵壳2a和调速器壳2b的一部分，而展示出燃料喷射泵2内的一部分。需要说明的是，发动机转速传感器不限定于配置在上述燃料喷射泵2上，可以适当采用公知的检测方法，如检测发动机主体1的未图示的曲轴的旋转、检测因燃烧而产生的振动的方法等。
参照图2以及图3来说明上述燃料加压机构21。如图3所示，该燃料加压机构21由加压输送部和调量部构成，加压输送部包括柱塞211、柱塞套212和凸轮轴213等；调量部包括控制套筒214和控制齿条(下称“齿条”)215。
构成该调量部的齿条215由调速器机构22所具备的电动的齿条驱动单元(下称“齿条致动器”)221操作，齿条致动器221的进退构件222的动作经由连杆机构223而传递到齿条215的端部。连杆机构223的下端部223a由设在调速器壳2b侧的固定轴枢转支承，连杆机构223的上端部223b借助副连杆224而枢转支承于齿条215的端部。齿条致动器221的进退构件222的前端部枢转支承于连杆机构223的大致上下方向的中央部223c，通过使进退构件222进退而沿着图中箭头所示的方向驱动齿条215。
在燃料加压机构21中，大致圆筒状的柱塞211以能够滑动的方式嵌插在设置于柱塞套212的套孔212a，在柱塞211的下方配置有凸轮轴213，燃料加压机构21通过使柱塞211随着凸轮轴213的旋转而上下滑动来加压输送燃料。
在柱塞211的轴心方向的中间部外套有控制套筒214，控制套筒214与柱塞211一体地以柱塞211的轴心为中心进行旋转，设于控制套筒214外周的小齿轮214a和配置为与柱塞211的轴心方向正交的齿条215啮合。而且，如上所述，齿条215借助连杆机构223等而与齿条致动器221连结，通过向驱动装置25供给来自后述发动机转速控制装置30的齿条控制信号来控制齿条致动器221。
如上所述，通过操作齿条215而使控制套筒214旋转，利用柱塞211改变开始喷出的时机和结束喷出的时机，由此能够进行目标的燃料喷射。如图所示，齿条致动器221借助调速器壳2b而与驱动装置25连结，驱动装置25包括用于检测齿条215的工作位置的未图示的齿条位置检测单元(下称“齿条传感器”)和向齿条致动器221供给期望的驱动电流的驱动电路等。通过使该驱动装置25工作来控制齿条致动器221的工作量，能够将齿条215控制在期望的位置。需要说明的是，对于利用齿条215使控制套筒214旋转，从而利用柱塞211改变燃料开始喷出的时机和结束喷出的时机这一点，其作为直列式燃料喷射泵的结构对本领域技术人员而言是公知度极高的技术特征，因此省略其详细说明。
散热器3是用于对被柴油发动机100加热后的冷却水进行冷却的所谓的换热器，其利用配置于发动机主体1的空冷风扇16的送风而对从其内部通过的冷却水实施热交换，其中，空冷风扇16利用从未图示的曲轴获取的旋转驱动力而旋转。该冷却水在配置于发动机主体1的冷却水泵17的作用下循环，在经散热器3冷却后，向发动机主体1导入，通过冷却水入口管3a借助冷却水泵17而被送往发动机主体1内部的未图示的冷却水通路。此外，在发动机主体1内的该冷却水通路通过而被加热的冷却水借助冷却水泵17而通过冷却水出口管3b并返回散热器3。
冷却水泵17配置有未图示的恒温器，构成为：在规定温度以下、亦即在用于判断发动机主体1是处于冷机状态还是暖机状态的阈值以下时，使冷却水直接返回发动机主体1的冷却水通路，而不流向散热器3侧。根据该结构，在柴油发动机100处于冷机状态时，立即加热冷却水，使柴油发动机100迅速进入暖机状态，当进入暖机状态后，将冷却水温度维持在恒定温度。
本实施方式的柴油发动机100大体如以上那样构成，进一步详细说明柴油发动机100中配置的发动机转速控制装置30根据柴油发动机100的冷暖机状态来对发动机转速实施控制的结构。
发动机转速控制装置30由计算机构成，包括：按照控制程序进行运算处理的中央运算处理装置(CPU)；储存控制程序、后述的图等的只读存储器(ROM)；用于临时储存由各检测单元检测出的检测值、运算结果等的可读写的随机存取存储器(RAM)；以及输入接口和输出接口(详细图示省略)。此外，发动机转速控制装置30与上述的水温传感器1a、发动机油温传感器1b、泵油温度传感器23、发动机转速传感器24、驱动装置25及加速踏板6等电连接。
柴油发动机100的发动机转速控制分为启动模式和运转模式，启动模式适用于从发动机停止状态到操作人员点火而使起动电动机起动并达到启动判定发动机转速(例如900rpm)之前的状态；运转模式适用于达到该启动判定发动机转速之后的通常运转。需要说明的是，启动判定发动机转速通常设定为高于运转模式下的目标怠速转速的值，在启动模式下不实施发动机转速的反馈控制。
在发动机主体1的燃烧室空间配置有未图示的火花塞，火花塞面向上述燃料喷射嘴13附近，在由该操作人员点火了的情况下，根据发动机主体1的水温传感器1a的检测值来判断冷暖机状态，对由起动电动机使曲轴旋转之前和启动开始后的该火花塞的通电时间进行控制。需要说明的是，一旦对该火花塞供给电力，则其表面会升温到800℃～900℃左右。
此外，在该启动模式下，根据水温传感器1a的检测值而将燃料喷射时期设定为比活塞12到达上止点的时刻提前规定量的时刻，并且也可考虑增加燃料喷射量。该火花塞的通电时间、燃料的喷射开始时期和燃料喷射量的增加值预先通过实验而规定在以冷却水的温度、燃料喷射开始时期和燃料喷射量为参数的启动控制图(省略图示)中，通过适当参照储存在发动机控制单元30中的该启动控制图，可谋求启动模式下的启动性的最佳化。该启动判定发动机转速可以根据冷却水的温度进行变更，可以设定成：冷却水的温度越低，该启动判定发动机转速越高。需要说明的是，启动模式下的燃料喷射时期的变更、燃料喷射量的增量可通过利用上述齿条215使控制套筒214旋转来实现。
启动模式通过操作人员的点火动作而开始，当发动机转速传感器24检测出的实际发动机转速Nr达到上述启动判定发动机转速时，该启动模式结束，进入运转模式。而且，在进入运转模式之后，为了使实际发动机转速Nr与目标发动机转速Nm一致，实施基于本发明而构成的应用了PID控制的反馈控制。
图4示出了运转模式下的发动机转速控制的控制流程。从启动模式进入运转模式后，计算根据运转状态算出的目标发动机转速Nm和由发动机转速传感器24检测出的实际发动机转速Nr之间的转速偏差ΔN(步骤S1)。目标发动机转速Nm根据操作人员操作的加速踏板6的开度和作业机械的负荷等而计算并设定。需要说明的是，本发明的目标发动机转速Nm例如也可以通过供操作人员操作的用于设定发动机转速的加速杆、拨盘等来进行设定，不限定于上述设定方法。
通过执行上述步骤S1而算出转速偏差ΔN后，参照图5那样的以目标发动机转速Nm和转速偏差ΔN为参数的第一增益图(map1)。该第一增益图(map1)预先通过实验等而设定，如图5所示，目标发动机转速Nm划分为Nm(0)到Nm(max)，与之对应的转速偏差ΔN划分为ΔN(min)到ΔN(max)，例如设定与目标发动机转速Nm(x)和转速偏差ΔN(x)对应的第一PID增益(K1p(x)、K1i(x)、K1d(x))。即，设定目标发动机转速Nm，在算出转速偏差ΔN时，参照第一增益图(map1)计算与目标转速Nm和转速偏差ΔN对应的第一PID增益(K1p、K1i、K1d)(第一PID增益计算步骤：步骤S2)。需要说明的是，ΔN(min)是设想实际发动机转速Nr远远大于目标发动机转速Nm时(负值)而设定的，ΔN(max)是设想实际发动机转速远远小于目标发动机转速Nm时(正值)而设定的。上述第一PID增益中的第一比例增益K1p是与转速偏差ΔN成比例地设定的控制常数，第一积分增益K1i是与转速偏差ΔN的时间积分值成比例地设定的控制常数，第一微分增益K1d是与转速偏差ΔN的时间微分值成比例地设定的控制常数。
通过执行步骤S2计算出第一PID增益(K1p、K1i、K1d)，另一方面，还计算用于计算目标齿条位置Rset所需的水温校正系数。更具体而言，每隔规定时间(例如每隔数ms)而检测冷却水的温度Tw(步骤S100)，参照图6所示那样的预先通过实验等而设定的水温校正图(map2)。水温校正图(map2)中，冷却水的温度Tw划分为Tw(0)到Tw(max)，例如，设定有与冷却水温度Tw(x)对应的水温校正系数(ε1p(x)、ε1i(x)、ε1d(x))。由此，通过参照该水温校正图(map2)而计算与冷却水温度Tw对应的水温校正系数(ε1p、ε1i、ε1d)(步骤S101)。
水温校正系数(ε1p、ε1i、ε1d)每隔检测冷却水温度Tw的规定时间就会更新，与冷却水温度Tw的变化对应地存储于发动机转速控制装置30。该水温校正系数(ε1p、ε1i、ε1d)是考虑：发动机的冷却水温度Tw越低，发动机转速控制中反馈控制的随动性越差的情况而设定的。
算出第一PID增益(K1p、K1i、K1d)后，实施PID合成。更具体而言，如果将发动机转速偏差ΔN设为作为控制齿条215的位置偏差的位置偏差量e，则比例动作所对应的齿条控制量表达为u1(p)＝K1p·e，积分动作所对应的齿条控制量表达为u1(i)＝K1i∫edt，微分动作所对应的齿条控制量表达为u1(d)＝K1d·de/dt。于是，通过对各齿条控制量乘以水温校正系数(ε1p、ε1i、ε1d)，如以下式(1)那样实施用于计算目标齿条位置Rset的PID合成(步骤S3)。
PID合成＝ε1p·u1(p)+ε1i·u1(i)－ε1d·u1(d)……(1)
在通过上述式(1)实施PID合成后，基于以下的式(2)来计算用于消除上述发动机转速偏差ΔN的齿条215的目标位置，即目标齿条位置Rset(目标齿条位置计算步骤：步骤S4)。
Rset＝α·[式(1)]+Ridl……(2)
上述式(2)中，α是用于将通过PID合成(式(1))求出的PID增益转换为齿条215应该到达的目标齿条位置Rset的系数，是根据所用的燃料喷射泵2的特性等而适当设定的数值。此外，Ridl是怠速齿条基准位置，是设想怠速运转时的基准。通过在计算该目标齿条位置Rset时导入怠速齿条基准位置Ridl，能够改善从启动模式进入运转模式时的过渡，抑制较大的旋转波动。需要说明的是，虽然本实施方式在通过上述式(2)计算目标齿条位置Rset时使用了怠速齿条基准位置Ridl，但本发明并不限定于此，也不排除考虑控制性而适当地使用其他值的情况。例如，在发动机温度较低的情况、从启动模式进入运转模式时转速偏差较大的情况下，也可以设定比怠速齿条基准位置Ridl大的值。
在步骤S4中算出目标齿条位置Rset后，接着，由燃料喷射泵2的驱动装置25所具备的齿条传感器(图示省略)检测当前的实际齿条位置Rr，计算目标齿条位置Rset和实际齿条位置Rr之间的齿条偏差ΔR(步骤S5)。
通过执行步骤S5而算出齿条位置偏差ΔR后，参照第二增益图(map3)。该第二增益图(map3)是预先通过实验等而设定的，如图7所示，目标齿条位置Rset划分为Rset(0)到Rset(max)，与之对应的齿条位置偏差ΔR划分为ΔR(min)到ΔR(max)，例如，设定有与目标齿条位置Rset(x)和齿条位置偏差ΔR(x)对应的第二PID增益(K2p(x)、K2i(x)、K2d(x))。即，在设定目标齿条位置Rset、算出齿条位置偏差ΔR后，参照第二增益图(map3)而计算与目标齿条位置Rset和齿条位置偏差ΔR对应的第二PID增益(K2p、K2i、K2d)(第二PID增益计算步骤：步骤S6)。需要说明的是，上述第二PID增益中，第二比例增益K2p是与齿条位置偏差ΔR成比例地设定的控制常数，第二积分增益K2i是与齿条位置偏差ΔR的时间积分值成比例地设定的控制常数，第二微分增益K2d是与齿条位置偏差ΔN的时间微分值成比例地设定的控制常数。
通过执行步骤S6而算出第二PID增益(K2p、K2i、K2d)，另一方面，还计算用于计算最终的齿条控制信号Rfset所需的润滑油温度校正系数。在本实施方式中，发动机的润滑油温度使用由配置于燃料喷射泵2的泵油温度传感器23检测出的泵油温度Tp。每隔规定时间(例如每隔数ms)检测泵油温度Tp(步骤S200)，参照图8所示那样的预先通过实验等而设定的润滑油温度校正图(map4)。润滑油温度校正图(map4)的泵油温度划分为Tp(0)到Tp(max)，并设定有与泵油温度Tp(x)对应的润滑油温度校正系数(ε2p(x)、ε2i(x)、ε2d(x))。由此，通过参照该润滑油温度校正图(map4)而计算与检测出的泵油温度Tp对应的、用于校正各第二PID增益(K2p、K2i、K2d)的润滑油温度校正系数(ε2p、ε2i、ε2d)(步骤S201)。
在本实施方式中，用于计算润滑油温度校正系数的润滑油温度使用了由燃料喷射泵2的泵油温度传感器23检测出的值，但本发明不限定于此，也可以使用由配置于发动机主体1的发动机油温传感器1b检测出的润滑油温度。其中，为了将燃料喷射泵2的齿条215的工作状态更准确地反映到发动机转速控制中，优选使用检测接近齿条215的温度的泵油温度Tp。
润滑油温度校正系数(ε2p、ε2i、ε2d)每隔检测泵油温度Tp的规定时间而随时更新，并与泵油温度Tp的变化对应地存储于发动机转速控制装置30。该润滑油温度校正系数(ε2p、ε2i、ε2d)是考虑如下情况而设定的：燃料喷射泵2的润滑油温度越低，润滑油的粘度越高，因此齿条215的工作阻力越大，反馈控制的随动性越差。
通过算出上述的第二PID增益(K2p、K2i、K2d)，若设齿条215的目标齿条位置Rset和实际齿条位置Rr之间的位置偏差量为e’，则比例动作所对应的齿条控制量表达为u2(p)＝K2p·e’，积分动作所对应的齿条控制量表达为u2(i)＝K2i∫e’dt，微分动作所对应的齿条控制量表达为u2(d)＝K2d·de’/dt。然后，如以下式(3)那样实施对各齿条控制量乘以上述润滑油温度校正系数(ε2p、ε2i、ε2d)而进行校正的PID合成(步骤S7)。
PID合成＝ε2p·u2(p)+ε2i·u2(i)－ε2d·u2(d)……(3)
在通过上述式(3)实施PID合成后，基于以下式(4)，生成使齿条215到达用于消除上述齿条位置偏差ΔR的齿条215的最终目标位置的齿条控制信号Rfset(齿条控制信号生成步骤：步骤S8)。
Rfset＝β·[式(3)]+Ridl……(4)
上述式(4)中，β是用于将通过上述式(3)的PID合成而求出的增益转换为齿条215的最终齿条控制信号Rfset的系数，是根据所用的燃料喷射泵2的特性等而适当设定的系数。此外，Ridl是齿条215的怠速齿条基准位置，是怠速运转时所应用的基准。
通过上述式(4)算出齿条控制信号Rfset后，从发动机转速控制装置30向驱动装置25供给齿条控制信号Rfset，向齿条致动器221供给齿条控制信号Rfset所对应的驱动电流，从而控制齿条215位置。
在执行运转模式的期间，反复执行图4所示的控制流程。由此，依次执行第一PID增益计算步骤、目标齿条位置计算步骤、第二PID增益计算步骤和齿条控制信号生成步骤，并基于生成的齿条控制信号来控制该齿条位置，从而进行反馈控制以使发动机转速向目标发动机转速靠拢。
本发明不限定于上述实施方式，只要包含于本发明的技术范围内，就可以设想各种实施方式。例如，在上述实施方式中，说明了第一增益图(map1)、第二增益图(map3)、水温校正图(map3)和润滑油温度校正图(map4)各使用一个图的情况，但并不一定限定于利用一个图来执行发动机转速控制，对于各图，也可以创建冷机时用的图、暖机时用的图，从而根据运转状态来进行区分。如此一来，能够根据发动机的冷暖机状态更加精细地执行发动机转速控制，能够使发动机转速更迅速地向目标发动机转速靠拢。
此外，在上述实施方式中，在计算第一PID增益、第二PID增益、水温校正系数、润滑油温度校正系数时，预先创建有用于计算各值的图，通过参照各图来计算各数值，但并不一定限定于预先创建图，并参照各图来进行计算的情况。例如，也可以创建以用于划分各图的参数为变量的运算式，并基于该运算式来计算各数值。特别是，对于水温校正系数、润滑油温度校正系数来说，由于用于计算校正系数的参数为一个，因此容易设定用于计算该校正系数的运算式，若能通过运算式来设定校正系数，则能节约发动机转速控制装置的存储器容量。
在上述实施方式中，是通过基于冷却水温度Tw来校正第一PID增益而计算燃料喷射泵2的目标齿条位置Rset的，但本发明并不一定限定于仅基于冷却水温度Tw来校正第一PID增益。作为在控制发动机转速时所参照的参数，公知有各种参数，除了基于该冷却水的温度进行校正之外，例如还可以包括基于发动机主体的润滑油温度、吸进气缸内的进气的温度、大气压、燃料箱内的燃料温度等来进行校正的情况。
和上述第一PID增益同样地，对于第二PID增益而言，也不限定于仅基于由该润滑油温度检测单元检测出的实际润滑油温度来进行校正的情况，除了基于润滑油温度进行校正之外，还可以包括基于发动机主体的冷却水的温度、吸进气缸内的进气的温度、大气压、燃料箱内的燃料温度等进一步进行校正的情况。
附图标记说明
1：发动机主体；1a：冷却水温度检测单元(水温传感器)；1b：润滑油温度检测单元(发动机油温传感器)；2：燃料喷射泵；2a：泵壳；2b：调速器壳；3：散热器；3a：冷却水入口管；3b：冷却水出口管；4：燃料箱；4a：燃料供给通路；4b：燃料返回通路；6：加速踏板；11：气缸；12：活塞；13：燃料喷射嘴；21：燃料加压机构；211：柱塞；212：柱塞套；213：凸轮轴；214：控制套筒；215：控制齿条(齿条)；22：调速器机构；221：齿条驱动单元(齿条致动器)；222：进退杆；223：连杆机构；224：副连杆；23：润滑油温度检测单元(泵油温度传感器)；24：发动机转速检测单元(发动机转速传感器)；25：驱动装置；30：发动机转速控制装置；100：柴油发动机。
Claims (2)
1.一种发动机转速控制装置，应用该发动机转速控制装置的发动机至少具备：检测发动机转速的发动机转速检测单元、检测发动机的冷却水温度的冷却水温度检测单元、检测燃料喷射泵的齿条位置的齿条位置检测单元、检测发动机的润滑油温度的润滑油温度检测单元，其中，
该发动机转速控制装置执行以下步骤：
第一PID增益计算步骤，计算目标发动机转速，并基于该目标发动机转速和由发动机转速检测单元检测出的发动机转速之间的发动机转速偏差而计算第一PID增益；
目标齿条位置计算步骤，基于由冷却水温度检测单元检测出的冷却水温度而对该第一PID增益进行校正，从而计算燃料喷射泵的目标齿条位置；
第二PID增益计算步骤，基于该目标齿条位置和由该齿条位置检测单元检测出的齿条位置之间的齿条位置偏差而计算第二PID增益；以及
齿条控制信号生成步骤，基于由该润滑油温度检测单元检测出的润滑油温度而对该第二PID增益进行校正，从而生成齿条控制信号，
基于该齿条控制信号而控制该齿条位置，从而控制发动机转速。
2.根据权利要求1所述的发动机转速控制装置，其中，
该润滑油温度检测单元配置于燃料喷射泵，对该燃料喷射泵的润滑油温度进行检测。
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