CN1637250A - 发动机转速控制装置及方法、发动机系统及其发电机、车辆 - Google Patents
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Abstract
发动机转速控制装置包括:调节阀,调整被吸入发动机的吸入空气量;驱动部,驱动调节阀;控制部,生成驱动驱动部的PWM信号。控制部具有:实际转速检测部,检测实际发动机转速;目标转速设定部,设定目标发动机转速;目标转速变化量计算部,使用实际发动机转速和目标发动机转速,算出目标发动机转速变化量;PWM脉冲生成部,对应目标发动机转速变化量算出确定PWM占空比的PWM控制参数,根据算出的PWM控制参数生成PWM信号并送到驱动部。PWM控制参数包括校正PWM信号占空比的PWM占空比校正值、应持续适用该PWM占空比校正值的PWM占空比校正值维持时间和应适用PWM占空比校正值的PWM占空比校正次数中的至少一个。
Description
技术领域
本发明涉及控制发动机的转速的发动机转速控制装置和发动机转速控制方法。进一步,本发明涉及具有该发动机转速控制装置的发动机系统和具有这种发动机系统的车辆和发动机发电机。
背景技术
空转状态的发动机的转速容易受大气压和气温这样的环境条件的影响,不稳定。因此,现有技术中,在装载了发动机的车辆、尤其是机动二轮车辆中,空转时,进行ISC(怠速控制:Idle Speed Control)控制。
ISC控制用的一个现有技术公开在特开平5-263703号公报中。该现有技术中,使用了检测在发动机的主吸气通路上配置的调节阀的开度(调节开度)的调节阀传感器。通过将由该调节阀传感器检测出的调节开度控制为目标开度,而控制空转转速。
空转转速区域中,由于因吸入空气量的稍微变化而使发动机转速容易变化,所以需要通过高分辨力(调节开度为0.02度左右)来检测调节开度,严格控制调节开度。
例如,调节阀传感器具有在调节开度为0度下输出值为0V、在调节开度为90度下输出值为5V的直线特性。但是,在模/数转换这种调节阀传感器的输出信号来使用的情况下,例如,若使用8比特的A/D转换器,则每1比特的调节开度为0.35度,不能得到充分的分辨力。
因此,所述特开平5-263703号公报的现有技术中,通过由放大器来放大调节阀传感器的输出信号后输入到A/D转换器中,实现了在低开度区域中的调节开度检测分辨力的提高。
但是,由于所述特开平5-263703号公报的现有技术中,为了提高调节开度的检测分辨力,需要放大器,所以有增加了该部分的成本的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种以简单且低廉的结构,可高精度地控制发动机转速的发动机转速控制装置和发动机转速控制方法。
本发明的另一目的是提供一种具有如上所述的发动机转速控制装置的发动机系统。
本发明的又一目的是提供一种具有如上所述的发动机系统的车辆。
本发明的再一目的是提供一种具有如上所述的发动机系统的发动机发电机。
本发明的发动机转速控制装置,包括:调节阀,其调整被吸入到发动机中的吸入空气量;驱动部,其驱动所述调节阀;控制部,其生成用于驱动所述驱动部的PWM信号。所述控制部具有:实际转速检测部,其检测实际的发动机转速;目标转速设定部,其设定目标发动机转速;目标转速变化量计算部,其使用由所述实际转速检测部检测出的实际发动机转速和由所述目标转速设定部设定的所述目标发动机转速,计算出目标发动机转速变化量;PWM脉冲生成部,其对应于由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量而计算出包括校正所述PWM信号的占空比用的PWM占空比校正值、应持续适用该PWM占空比校正值的PWM占空比校正值维持时间、和应适用所述PWM占空比校正值的PWM占空比校正次数中的至少一个的PWM控制参数,并根据该计算出的PWM控制参数生成PWM信号而送出到所述驱动部。
根据该结构,对应于目标发动机转速变化量计算出包括PWM占空比校正次数、PWM占空比校正值和PWM占空比校正值维持时间中的至少一个的PWM控制参数。根据该PWM控制参数,PWM控制驱动调节阀的驱动部。由此,可通过对应于目标发动机转速变化量的前馈控制,而不是基于调节开度的检测结果的反馈控制,精细控制调节阀的开度,可以使实际发动机转速接近目标发动机转速。另外,可以通过简单且不花费成本的结构,进行发动机转速、尤其是需要精细控制的空转转速的控制。由此,可以不需要提高调节阀传感器的输入分辨力用的放大器,而进行发动机转速精细的控制。
最好在所述PWM脉冲生成部中设定所述PWM控制参数的初始值。该情况下,最好设定所述初始值,使得从所述驱动部向所述调节阀提供超过妨碍所述调节阀的变位的静止摩擦力的最低必要限度的驱动力。
根据该结构,通过原样使用PWM控制参数的初始值来输出PWM信号,可以产生调节阀的变位。由此,可以如目标那样,使实际发动机转速接近目标发动机转速,尤其,即使在空转转速控制时也可将调节阀如目标那样从静止状态开始开闭动作。
所述PWM脉冲生成部也可通过所述目标发动机转速变化量的函数计算出所述PWM控制参数。
根据该结构,由于通过对应于目标发动机转速变化量的函数计算出PWM控制参数,所以可以从目标发动机转速变化量迅速计算出。
所述PWM脉冲生成部可以通过由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量和由所述实际转速检测部检测出的实际发动机转速的函数而计算出所述PWM控制参数。
由此,不仅是目标发动机转速变化量,还加上实际发动机转速,可以更适当地确定PWM控制参数。
所述PWM脉冲生成部也可具有:第一控制信号计算部,其对应于由所述目标转速变化量计算部计算出的目标发动机转速变化量,计算出所述PWM控制参数,并根据所计算出的PWM控制参数,计算出用于PWM控制所述驱动部的第一控制信号;信号生成部,其生成送出到所述驱动部的所述PWM信号。并且,所述发动机转速控制装置也可进一步包括:调节开度检测部,其检测作为所述调节阀的开度的调节开度;目标调节开度变化量计算部,其根据由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量而计算出目标调节开度变化量;目标调节开度计算部,其使用所述目标调节开度变化量和由所述调节开度检测部检测出的实际调节开度而计算出目标调节开度;第二控制信号计算部,其计算出用于PWM控制所述驱动部的第二控制信号,使得由所述调节开度检测部检测出的所述实际调节开度接近于由所述目标调节开度计算部计算出的目标调节开度;选择部,其根据由所述目标调节开度变化量计算部计算出的所述目标调节开度变化量,选择所述第一控制信号和所述第二控制信号中的一个,并输出到所述信号生成部。该情况下,所述信号生成部也可根据从所述选择部提供的控制信号生成所述PWM信号。
根据该结构,可以切换使用根据调节开度PWM控制驱动部的反馈控制和根据目标发动机转速变化量PWM控制驱动部的前馈控制。由此,可以根据状况进行适当的控制,可以通过反馈控制实现使调节开度大大变化时的高速响应,另一方面,可以兼实现使调节开度微小变化时的高精细控制。
更具体而言,所述选择部最好在由所述目标调节开度变化量计算部计算出的所述目标调节开度变化量在根据所述调节开度检测部的输入分辨力而预先确定的选择判断值以下的情况下,选择所述第一控制信号并输出到所述信号生成部,在由所述目标调节开度变化量计算部计算出的所述目标调节开度变化量比所述选择判断值大的情况下,选择所述第二控制信号并输出到所述信号生成部。
也可将所述选择判断值确定为与所述调节开度检测部的输入分辨力大致相等的值。
例如,若选择判断值确定为与调节开度检测部的输入分辨力大致相等,则选择部在目标调节开度变化量比调节开度检测部的输入分辨力小的情况下,选择来自第一控制信号计算部的第一控制信号,并经信号生成部,驱动驱动部。另外,在目标调节开度变化量比调节开度检测部的输入分解力大的情况下,选择第二控制信号,经信号生成部,驱动驱动部。因此,可根据状况来进行适当的发动机转速控制。
即,可选择第一控制信号,通过PWM脉冲控制精细控制发动机转速,另外,在没有必要进行精细的发动机转速控制的情况下,也可选择第二控制信号,通过位置反馈控制,进行响应迅速的发动机转速控制。
另外,所述选择部除了所述目标调节开度变化量之外,也可根据所述调节开度检测部检测出的实际调节开度,选择所述第一控制信号或第二控制信号进行输出。由此,可以更适当地进行第一控制信号或第二控制信号的选择。
本发明的一实施形式的发动机转速控制装置进一步包括加速跟踪目标调节开度计算部,其根据加速开度而计算出目标调节开度;第三控制信号计算部,其计算出用于PWM控制所述驱动部的第三控制信号,使得由所述调节开度检测部检测出的实际调节开度接近于由所述加速跟踪目标调节开度计算部计算出的目标调节开度。该情况下,所述选择部最好根据由所述调节开度检测部检测出的实际调节开度和由所述目标调节开度变化量计算部计算出的目标调节开度变化量,选择所述第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号中的其中之一而输出到所述信号生成部。
根据该结构,选择对应于目标发动机转速变化量的PWM控制参数的第一控制信号、对应于目标发动机转速变化量和实际调节开度的第二控制信号和对应于加速开度的第三控制信号的其中之一。由此,可以高精度地进行空转转速控制,且还可进行良好地跟踪加速开度指令的发动机转速控制。
所述选择部最好在由所述调节开度检测部检测出的实际调节开度超过了预定的阈值的情况下,选择所述第三控制信号进行输出,在所述实际调节开度在所述阈值以下的情况下,对应于由所述目标调节开度变化量计算部计算出的目标调节开度变化量而选择所述第一控制信号、第二控制信号或第三控制信号中的其中之一并进行输出。
根据该结构,在实际调节开度大时,判断为作加速操作,选择对应于加速开度的第三控制信号。由此,可以进行对加速操作高速响应的发动机转速控制。另一方面,在实际调节开度比较小时,可以根据目标调节开度变化量,选择第一、第二或第三控制信号中的适当的一个。
更具体的,选择部也可在目标调节开度变化量比第一选择判断值大时,选择第三控制信号,在取第一选择判断值和比其小的第二选择判断值之间的值时,选择第二控制信号,在为第二选择判断值以下时,选择第一控制信号。
所述PWM脉冲生成部也可隔开时间间隔重复执行将对应于所述PWM控制参数的PWM信号送到所述驱动部的PWM校正控制。该情况下,所述发动机转速控制装置最好进一步具有:实际转速变化量计算部,其使用在某一PWM校正控制之前由所述实际转速检测部检测出的实际发动机转速和该PWM校正控制之后由所述实际转速检测部检测出的实际发动机转速,计算出实际发动机转速变化量;变更部,其使用由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量和由所述实际转速变化量计算部计算出的所述实际发动机转速变化量,变更所述目标发动机转速变化量和下次以后的PWM校正控制用的所述PWM控制参数的关系。
根据该结构,在通过根据以前的PWM控制参数确定的PWM占空比,调节开度不能改变到如目标那样的情况下,变更PWM控制参数和目标发动机转速变化量的关系(例如,函数)。由此,可以从下次的处理开始使调节开度可靠改变。
例如,施加给由驱动部驱动的调节阀的转矩因调节阀的轴的摩擦、调节阀的传动机构的齿轮齿隙、回动弹簧等的影响,不恒定的情况很多。因此,存在通过PWM控制参数的初始值的原始值,不会引起调节阀的充分变位,而不能高精度控制发动机转速的情况很多。该情况下,根据上述结构,通过反馈实际的发动机转速变化量,并由变更部来校正PWM控制参数和目标发动机转速变化量的关系,可将调节阀的开度控制为如目标那样。
所述变更部也可在所述PWM校正控制之前进一步加上由所述实际转速检测部检测出的所述实际发动机转速,变更所述目标发动机转速变化量和所述PWM控制参数的关系。
另外,所述PWM脉冲生成部也可按每个预定的控制周期执行所述PWM校正控制。
所述变更部最好在由所述实际转速变化量计算部计算出的所述实际发动机转速变化量的绝对值实质上为零的情况下,变更所述PWM占空比校正值相对所述目标发动机转速变化量的关系。
根据该结构,变更部在实际发动机转速变化量实质上不变化的情况下,变更所述PWM占空比校正值相对目标发动机转速变化量的关系。由此,可以引起调节阀的变位,可以可靠控制发动机转速。实际发动机转速变化量没有变化的情况是调节阀实质上没有变化的情况。即,是静止摩擦转矩比驱动调节阀时的驱动部的驱动力、例如电机驱动转矩大的情况。这种情况下,由于即使PWM占空比校正次数和PWM占空比校正值维持时间变化,驱动部产生的驱动力也不变化,所以没有效果。因此,通过校正PWM占空比校正值和目标发动机转速变化量的关系,可以可靠驱动调节阀。
所述变更部最好在在由所述实际转速变化量计算部计算出的所述实际发动机转速变化量的绝对值实质上不为零,但与由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量的绝对值的差超过了预定的阈值的情况下,变更所述PWM占空比校正值维持时间或所述PWM占空比校正次数相对所述目标发动机转速变化量的关系。
根据该结构,变更部在实际发动机转速变化量不为零,且远远小于目标发动机转速变化量的情况下,变更PWM占空比校正次数或PWM占空比校正值维持时间和目标发动机转速变化量的关系。由此,与校正PWM占空比校正值的情况相比,发动机转速的高精细控制成为可能。当然,使PWM占空比校正值变化也可使实际发动机转速变化量变化。但是,例如,若PWM占空比校正值过大,有例如通过电机等的驱动力产生的驱动力(产生转矩)过大的情况,微调很困难。
另外,在设定PWM占空比校正值的初始值,使得从驱动部产生调节阀运动所需的最小限度的驱动力的情况下,在仍维持PWM占空比校正值,而改变PWM占空比校正次数、PWM占空比校正值维持时间的情况下可以容易进行调节阀的微调。
本发明的发动机系统,包括发动机和具有如前所述的特征的发动机转速控制装置。
另外,本发明的车辆,包括:所述发动机系统和通过由所述发动机产生的驱动力而被旋转驱动的行使车轮。通过该结构,可以通过便宜的结构且高精度地进行尤其是空转时的发动机转速的控制。
本发明的发动机发电机,包括:前述的发动机系统和使所述发动机作为驱动源而动作的发电单元。根据该结构,由于高精度地稳定发动机转速成为可能,所以可以通过便宜的结构实现输出稳定的发动机发电机。
本发明的发动机转速控制方法,通过由PWM信号驱动的驱动部来驱动调节阀而控制发动机的转速,包括:实际转速检测步骤,检测实际的发动机转速;目标转速设定步骤,设定目标发动机转速;目标转速变化量计算步骤,使用所述检测出的实际发动机转速和所述设定的所述目标发动机转速,计算出目标发动机转速变化量;PWM控制参数计算步骤,对应于所述计算出的所述目标发动机转速变化量而计算出包括用于校正所述PWM信号的占空比的PWM占空比校正值、应持续适用该PWM占空比校正值的PWM占空比校正值维持时间、和应适用所述PWM占空比校正值的PWM占空比校正次数中的至少一个的PWM控制参数;PWM信号送出步骤,根据所述计算出的PWM控制参数而生成PWM信号并送出到所述驱动部。所述PWM控制参数包括校正所述PWM信号的占空比用的PWM占空比校正值、应持续适用该PWM占空比校正值的PWM占空比校正值维持时间、和应适用所述PWM占空比校正值的PWM占空比校正次数的其中之一。
根据该方法,可通过基于确定该PWM信号的占空比用的PWM控制参数目标发动机转速变化量进行计算,并根据该计算结果使调节阀驱动的前馈控制,精细控制调节阀的开度。由此,可以通过简单且不花费成本的结构,进行发动机转速、尤其是需要精细控制的空转转速的控制。由此,可以进行发动机转速的精细控制,而不需要提高调节阀的输入分辨力用的放大器。
所述方法最好进一步包括设定所述PWM控制参数的初始值的步骤,使得从所述驱动部向所述调节阀提供超过了妨碍所述调节阀的变位的静止摩擦力的必要最低限度的驱动力。由此,由于可以可靠驱动调节阀,所以可以可靠引起发动机转速的变化。
所述PWM控制参数计算步骤中,最好不仅是所述目标发动机转速变化量,还加上所述实际发动机转速,确定PWM控制参数。
所述方法的最好实施形式进一步包括:根据所述计算出的PWM控制参数而生成第一控制信号的步骤;通过调节开度检测部检测出作为所述调节阀的开度的实际调节开度的调节开度检测步骤;使用所述目标发动机转速变化量和所述检测出的实际调节开度而计算出目标调节开度的目标调节开度计算步骤;计算出用于PWM控制所述驱动部的第二控制信号的步骤,使得所述实际调节开度接近于所述目标调节开度。并且,所述PWM信号送出步骤包括:选择所述第一控制信号和所述第二控制信号中的其中之一的控制信号选择步骤;根据所选择出的控制信号生成PWM信号并送出到所述驱动部的步骤。
由此,可通过组合基于目标发动机转速变化量的前馈控制和基于调节开度的检测结果的反馈控制,更适当地控制调节开度。
所述控制信号选择步骤最好包括:在对应于所述目标发动机转速变化量的目标调节开度变化量在根据所述调节开度检测部的输入分辨力而预先确定的选择判断值以下的情况下,选择所述第一控制信号的步骤;在所述目标调节开度变化量比所述选择判断值大的情况下,选择所述第二控制信号的步骤。
由此,由于可根据调节开度检测部的输入分辨能力适当切换控制,所以可以适当进行调节开度控制。
所述方法也可进一步包括:使用将对应于所述PWM控制参数的PWM信号送出到所述驱动部的PWM校正控制之前和之后的实际发动机转速的检测结果,计算出实际发动机转速变化量的实际转速变化量计算步骤;使用所述目标发动机转速变化量和所述实际发动机转速变化量,变更所述目标发动机转速变化量和下次以后的PWM校正控制用的所述PWM控制参数的关系的步骤。
由此,在实际发动机转速的变化过大或过小的情况下,可以校正PWM控制参数的设定形态,所以可以可靠控制发动机转速。
本发明的上述的、或者其他的目的、特征和效果可由参照附图的下面描述的实施形式的说明更加明确。
附图说明
图1是表示本发明第一实施形式的发动机系统的结构的框图;
图2是表示计算目标发动机转速用的函数表的例子的视图;
图3是说明用于PWM微脉冲控制的PWM控制参数用的视图;
图4A~图4C是表示计算PWM控制参数用的函数表的例子的视图;
图5A是表示调节阀的结构的模式图;
图5B是表示施加给电机的摩擦转矩的视图;
图6是表示PWM占空比、电机电流、调节开度和发动机转速的举动的视图;
图7是说明发动机转速控制处理的流程图;
图8是表示PWM微脉冲控制参数函数的更新处理的流程图;
图9是表示发动机转速控制装置的处理定时的视图,(a)表示冷却水温度的时间变化,(b)表示目标发动机转速的时间变化;
图10是表示发动机转速控制装置的处理定时的视图,(a)表示发动机转速的变化,(b)表示PWM占空比的变化;
图11是放大显示图10的控制周期PC的目标发动机转速和实际发动机转速的关系的视图;
图12是表示发动机转速控制装置的处理定时的视图,(a)表示发动机转速的变化,(b)表示PWM占空比的变化;
图13是放大显示图12的控制周期PC1的目标发动机转速和实际发动机转速的关系的视图;
图14是表示发动机转速控制装置的处理定时的视图,(a)表示发动机转速的变化,(b)表示PWM占空比的变化;
图15是放大显示图14的控制周期PC2的目标发动机转速和实际发动机转速的关系的视图;
图16是表示参数函数更新处理的另一例的流程图;
图17是表示本发明第二实施形式的发动机系统的结构的框图;
图18是说明PWM占空比选择部的处理用的流程图;
图19是表示所述第二实施形式的发动机转速控制处理的定时图,(a)是进行切换ISC位置反馈控制和PWM微脉冲控制时的实际发动机转速和目标发动机转速的举动,(b)表示该情况下的实际调节开度和目标调节开度的举动,(c)表示该情况下的PWM占空比的变化;
图20是切换执行通常时位置反馈控制和PWM微脉冲控制时的时序图的例子,(a)表示实际发动机转速和目标发动机转速的举动,(b)表示实际调节开度和目标调节开度的举动,(c)表示PWM占空比的变化;
图21是表示作为所述发动机系统可适用的车辆的一例的二轮车辆的结构的视图;
图22是所述发动机系统可适用的发动机发电机的正面图。
具体实施方式
(第一实施形式)
图1是表示本发明第一实施形式的发动机系统的结构的框图。
该发动机系统具有发动机(内燃机)120和发动机转速控制装置100。该发动机系统装载在例如通过由电子控制调节阀的开闭来调节向发动机的吸气量而控制发动机转速的车辆上。PWM(脉宽调制:Pulse WidthModulation)控制该电子控制调节阀。本实施形式的发动机转速控制装置100作为控制发动机120的转速、尤其是车辆的空转状态的发动机120的转速的装置来进行说明。
发动机转速控制装置100具有曲柄转角传感器110、水温传感器130、电机(驱动部)160、调节阀170和控制部180。控制部180通过生成驱动电机160用的PWM信号,控制调节阀170的开度(调节开度)。这样,构成了电子控制调节阀。
控制部180具有实际发动机转速计算部(实际转速检测部)210、目标转速设定部200a、目标发动机转速变化量计算部(目标转速变化量计算部)220、PWM微脉冲控制表更新部(变更部)250和PWM脉冲生成部200b。
曲柄转角传感器110检测出发动机120的曲轴的旋转角度,并将所检测出的信号输出到实际发动机转速计算部210中。
实际发动机转速计算部210根据由曲柄转角传感器110检测出的曲柄角度信号计算出实际发动机转速N,并将所计算出的实际发动机转速N输出到目标发动机转速变化量计算部220、PWM脉冲生成部200b和PWM微脉冲控制表更新部250中。
另外,水温传感器130检测出冷却发动机120的冷却水的水温后,输出到目标转速设定部200a。目标转速设定部200a具有水温计算部140和目标发动机转速计算部260。
水温计算部140基于从水温传感器130输入的水温传感器信号计算出水温Twat后,输出到目标发动机转速计算部260。
目标发动机转速计算部260根据从水温计算部140输入的水温Twat,计算作为目标的目标发动机转速N*,输出到目标发动机转速变化量计算部220中。
详细而言,目标发动机转速计算部260具有存储部260m,在该存储部260m内存储了使水温Twat和目标发动机转速N*建立对应的函数表。
图2表示在目标发动机转速计算部260的存储部260m中存储的函数表的一例。
如图2的函数表f所示,目标发动机转速计算部260计算出对应于所输入的水温Tn的目标发动机转速N*n,输出到目标发动机转速变化量计算部220和PWM微脉冲控制表更新部250中。
目标发动机转速变化量计算部220由运算由目标发动机转速计算部260计算出的目标发动机转速N*与由实际发动机转速计算部210计算出的实际发动机转速N的偏差(发动机转速偏差)的减法器构成。该实施形式中,目标发动机转速变化量计算部220将所计算出的发动机转速偏差原样作为目标发动机转速变化量ΔN*(=N*-N)而输出。其中,目标发动机转速变化量计算部220也可进一步对发动机转速偏差进行预定的运算,求出目标发动机转速变化量ΔN*。
目标发动机转速变化量计算部220将所计算出的目标发动机转速变化量ΔN*输出到PWM脉冲生成部200b和PWM微脉冲控制表更新部250中。
PWM脉冲生成部200b具有PWM微脉冲计算部240和PWM信号生成部280。该PWM信号生成部280可生成沿打开调节阀170的方向(开方向)驱动电机160的PWM信号、沿关闭调节阀170的方向(关闭方向)驱动电机160的PWM信号和保持调节阀170的位置的PWM信号。更具体而言,例如,可通过向电机160提供预定的保持占空比的PWM脉冲,保持调节阀170的位置,因此,可以保持调节开度。例如,可以通过对电机160提供占空比比所述保持占空比大的PWM脉冲,沿开方向驱动该电机160,而可以增大调节开度。例如,可以通过向电机160提供占空比比所述保持占空比小的PWM脉冲,沿关闭方向驱动该电机,而可以减小调节开度。当然,由PWM信号进行的电机160的控制方法可以使用各种公知的方法。
另一方面,PWM微脉冲计算部240从由目标发动机转速变化量计算部220计算出的目标发动机转速变化量ΔN*和由实际发动机转速计算部210计算出的实际发动机转速N计算出PWM微脉冲控制用的参数(PWM控制参数)。PWM微脉冲计算部240进一步将基于所计算出的PWM控制参数的PWM占空比(控制信号)输出到PWM信号生成部280中。
这里,所谓PWM微脉冲是指构成PWM脉冲条带的各个脉冲。另外,所谓PWM微脉冲控制,是指从向电机160提供所述保持占空比的PWM脉冲的状态校正该PWM脉冲而使调节阀170微小运动用的控制(PWM校正控制)。
PWM微脉冲计算部240具有确定PWM控制参数用的函数表h1、h2、h3。该实施形式中,对应于目标发动机转速变化量ΔN*和实际发动机转速N而计算出的PWM控制参数包括PWM占空比校正次数npwm、PWM占空比校正值Δduty和PWM占空比校正值维持时间tpwm。因此,函数表h1、h2、h3分别对应于所输入的目标发动机转速变化量ΔN*和实际发动机转速N,生成PWM占空比校正次数npwm、PWM占空比校正值Δduty和PWM占空比校正值维持时间tpwm。
PWM微脉冲计算部240根据PWM占空比校正次数npwm、PWM占空比校正值Δduty、和PWM占空比校正值维持时间tpwm而求出PWM微脉冲的占空比,并将其作为控制信号提供给PWM信号生成部280。
图3是说明PWM微脉冲控制时的参数的视图。该图3中,示出了PWM占空比校正次数为2次的情况的例子,进一步,示出了PWM控制参数和与其对应的PWM信号(电压)。
每隔预定的控制周期,重复执行PWM微脉冲控制。PWM微脉冲计算部240在各个控制周期中,按每个预定的占空比设定周期TD,对PWM信号生成部280设定PWM占空比,PWM信号生成部280生成与其对应的占空比的PWM信号。
例如,PWM占空比Da是按现状维持调节开度用的保持占空比(一定值),PWM占空比Db是沿开方向驱动调节阀170用的占空比的一例,PWM占空比Dc是沿关闭方向驱动调节阀170用的占空比的一例。这时,相对于PWM占空比Da的PWM占空比Db、Dc的偏差是PWM占空比校正值Δduty。该PWM占空比校正值Δduty在设定比PWM占空比Da大的PWM占空比Db时是正值,在设定比PWM占空比Da小的PWM占空比Dc时是负值。
在图3所示的例子中,相隔占空比设定周期TD的时间间隔,经过两次,使PWM占空比从Da增大到Db。即,作为PWM占空比校正值Δduty的适用次数的PWM占空比校正次数npwm=2。进一步,经过作为应持续使用PWM占空比校正值Δduty的时间的PWM占空比校正值维持时间tpwm,维持PWM占空比Db。
图4A、图4B和图4C是表示PWM控制参数和目标发动机转速变化量的关系的视图,图4A示出了表示PWM占空比校正次数npwm和目标发动机转速变化量ΔN*与实际发动机转速N的关系的函数表(函数h1)。图4B示出了表示PWM占空比校正值Δduty和目标发动机转速变化量ΔN*与实际发动机转速N的关系的函数表函数h2。图4C示出了表示PWM占空比校正值维持时间tpwm和目标发动机转速变化量ΔN*与实际发动机转速N的关系的函数表(函数h3)。
图4A所示的函数h1为:npwm=INT(h1a|ΔN*|+h1b)(其中,h1a、h1b是系数),PWM占空比校正次数(npwm)离散出现。另外,对应于实际发动机转速N的值,将系数h1a、h1b的至少一个(图4A的例子中为h1b)确定为不同的值。
图4B所示的函数h2为:Δduty=h2a(ΔN*)+h2b(ΔN>0时。其中,h2a、h2b是系数)、Δduty=0(ΔN=0时)、Δduty=h2a(ΔN*)-h2b(ΔN<0时),PWM占空比校正值Δduty相对于目标发动机转速变化量ΔN*而连续设定。另外,对应于实际发动机转速N的值,将系数h2a、h2b的至少一个(图4B的例子中为h2b)确定为不同的值。
实际上,在函数表h2中仅存储了ΔN≥0时的PWM占空比校正值Δduty,在ΔN<0时,使用对在函数表h2中所存储的PWM占空比校正值Δduty(对应于|ΔN|的值)赋予负符号的值来校正PWM占空比。
图4C所示的函数h3为:tpwm=h3a|ΔN*|+h3b(其中,h3a、h3b是系数),PWM占空比校正值维持时间tpwm相对于目标发动机转速变化量ΔN*连续设定。另外,对应于实际发动机转速N的值,将系数h3a、h3b的至少一个(图4C的例子中为h3b)确定为不同的值。
如后所述,规定图4A、图4B和图4C所示的函数h1、h2、h3的系数h1a、h2a、h3a、h1b、h2b、h3b是变量,可以进行更新。这些系数h1a、h2a、h3a、h1b、h2b、h3b通过PWM微脉冲控制表更新部250的函数更新表来更新。
在函数表h1、h2、h3中仅存储了例如针对预定的多个发动机转速N(图4A~图4C的例子中N=1000、1200、1400)的函数值。在为这些之外的发动机转速N时,也可进行函数表h1、h2、h3中所存储的函数值的内插运算而确定各PWM控制参数,也可将近似于实际发动机转速的发动机转速的函数值作为PWM控制参数来使用。
在PWM微脉冲计算部240中设定所述PWM控制参数npwm、Δduty和tpwm的各初始值。设定该初始值,使得由该电机160产生大于施加给驱动的电机160的静止摩擦转矩的程度(最小必要限度)的转矩。
这里,参照图5A和图5B与图6(a)~图6(d)说明PWM控制参数npwm、Δduty和tpwm的初始值(具体而言,函数h1、h2、h3的系数h1b、h2b、h2c的初始值)的设定。
图5A表示调节阀170的结构的模式图,图5B表示施加给图5A所示的电机160的摩擦转矩的视图。如图5A所示,电机160设定在连接到发动机120的吸气管的调节阀主体161上。在该调节阀主体161上进一步设置有由多个齿轮构成的传动机构162和开闭连接到吸气管的吸气通路161a的调节阀170。调节阀170经其轴部163自由旋转地轴支撑在调节阀主体161上。向该调节阀170的轴部163传送来自传动机构162的旋转力。
电机160的旋转轴连接到传动机构162,并经该传动机构162,使调节阀170的轴部163旋转。通过该轴部163的旋转,来调节调节阀170的开度(调节开度)。
从调节阀170的轴附部分(图5A的f1部分)和电机160的内部的机构对电机160施加摩擦转矩。
如图5B所示,施加给电机160的摩擦转矩,在静止时摩擦转矩最大,一旦电机160开始转动,就变小。因此,函数h2的PWM占空比校正值Δduty的初始值Δdutyi(=h2b)大体上由下述(式1)~(式3)确定。
E(V)=(Da+Δdutyi)(%)×Ein(V)/100 ...(式1)
其中,Ein为电机160的端子间电压,Da是调节开度保持时的PWM占空比,E是通过PWM控制而实质上施加给电机160的电压。
I(A)=E(V)/R(Ω) ....(式2)
其中,I为电机的电枢电流,R为电机的电枢电阻。
I(A)×KT>Tm .....(式3)
其中,KT是电机转矩常数,Tm为静止时施加给电机160的摩擦转矩。
基本上,若将所述静止摩擦转矩Tm看作常数,则根据上述(式1)~(式3)来设定PWM控制参数的初始值(这里,PWM占空比校正值Δduty的初始值=h2b的初始值)。但是,上述调节阀主体161的结构中,存在传动机构162的齿轮间的间隙(齿轮齿隙)部gb。因此,实际上,通过由上述(式1)~(式3)所计算出的初始值,并不一定会产生调节阀170的微小运动。
另一方面,PWM占空比的变化和电机电流I的变化中产生延时。图6(a)~图6(d)是表示PWM占空比和电机电流的举动的视图。图6(a)表示PWM占空比的时间变化,图6(b)表示电机电流I的时间变化,图6(c)表示实际调节开度的时间变化,图6(d)表示实际发动机转速的时间变化。
如图6(a)和图6(b)所示,在使PWM占空比变化起到实际上电机电流I变化为止产生延时。进一步在该基础上延迟,调节开度变化(参照图6(c)),再稍稍延迟,产生实际发动机转速的变化。
电机电流I的响应延迟可由下述(式4)所示的电时间常数Te(到达最终值的63.2%的时间)表示。
电时间常数:Te(s)=L(H)/R(Ω) ...(式4)
其中,L为电机电感。
最好持续使用PWM占空比校正值Δduty的PWM占空比校正值维持时间tpwm较短,另外,最好PWM占空比校正次数npwm尽可能少。因此,在设定PWM控制参数的初始值(系数h1b、h2b、h3b的初始值)时,使用(式1)~(式4),且除了考虑电机电流I的举动的延迟之外,还对于PWM控制参数中的PWM占空比校正值维持时间tpwm和PWM占空比校正次数npwm,将其初始值设定得尽可能小。
另外,图6(a)~图6(d)所示的动作例是空转转速控制时等、使调节阀170微小驱动时的动作。该动作例中,PWM微脉冲计算部240在输出对应于使超过静止时摩擦转矩(参照图5B)所需的转矩产生的PWM占空比校正值Δduty的PWM占空比(控制信号),调节阀170开始驱动后,若经过PWM占空比校正值维持时间tpwm,则马上输出校正前的PWM占空比(保持占空比)。
PWM微脉冲计算部240根据从PWM微脉冲控制表更新部250中输入的函数更新表,从函数h1校正函数h3。
向PWM微脉冲控制表更新部250输入由目标发动机转速变化量计算部220计算出的目标发动机转速变化量ΔN*和由实际发动机转速计算部210计算出的实际发动机转速N。
PWM微脉冲控制表更新部250具有存储所输入的实际发动机转速N的存储部250m。在该存储部250m中存储在当前控制周期的PWM微脉冲控制的执行前实际发动机转速计算部210计算出的实际发动机转速Nold。PWM微脉冲控制表更新部250求出存储部250m中存储的实际发动机转速Nold与通过当前控制周期中的PWM微脉冲控制而变化后的实际发动机转速N的偏差,并将该偏差设为实际发动机转速变化量ΔN(=N-Nold)。但是,也可不将与当前控制周期的PWM微脉冲控制前后的实际发动机转速的偏差原样设为实际发动机转速变化量ΔN,而对PWM微脉冲控制前后的各实际发动机转速进行一定的运算后求出实际发动机转速变化量ΔN。
PWM微脉冲控制表更新部250还具有生成更新PWM微脉冲计算部240的各PWM控制参数的函数表h1、h2、h3的函数更新表的功能。PWM微脉冲控制表更新部250根据所输入的各信息生成函数更新数据后,将该函数更新数据输出到PWM微脉冲计算部240。
函数更新数据是使PWM微脉冲计算部240的函数h1~h3的值补偿预定值的值。具体而言,为了使函数h1、h2、h3的系数h1b、h2b、h3b增减,使用函数更新数据。该函数更新数据还可以为使函数h1、h2、h3的系数h1a、h2a、h3a增减用的数据,还可以是使系数h1a、h2a、h3a和系数h1b、h2b、h3b两方增减用的数据。当然,不需要必须对全部函数h1、h2、h3更新函数值,例如,也可对应于函数更新数据仅增减确定PWM占空比校正值Δduty用的函数h2的值。
通过将函数更新数据提供给PWM微脉冲计算部240而补偿函数值,而在实质上改变了求出PWM控制参数用的函数h1、h2、h3。具体而言,即使进行使PWM占空比校正值Δduty经过维持时间tpwm使用的PWM占空比校正控制经过校正次数npwm来执行的PWM微脉冲控制,也可在实际发动机转速变化量ΔN的相对目标发动机转速变化量ΔN*的偏差大的情况下,更新函数h1、h2和h3。即,将补偿函数值用的函数更新数据从PWM微脉冲控制表更新部250提供给PWM微脉冲计算部240。由此,由于在下一控制周期的PWM微脉冲控制时,通过更新后的函数h1、h2、h3确定PWM控制参数,所以可以使发动机转速如目标那样变化。
在作出了这种函数h1、h2、h3的更新之前,根据系数h1b、h2b、h3b的初始值,来确定各PWM控制参数。
PWM信号生成部280将从PWM微脉冲计算部240输入的PWM占空比存储在存储部(寄存器)280m中,同时,根据在该存储部280m中存储的PWM占空比(控制信号)生成PWM信号,输出到电机160中。
如上所述,电机160设置在调节阀主体161上,并根据来自PWM信号生成部280的PWM信号进行驱动,而使调节阀170的角度(开度)变化。通过该调节阀170的角度变化,调节开度变化从而吸气量变化,发动机转速变化。
图7是表示根据本实施形式的发动机转速控制装置的动作的流程图。按每个预定的控制周期重复执行该图7所示的处理。
首先,水温计算部140根据来自水温传感器130的输入计算水温Twat,并根据该水温Twat,目标发动机转速计算部260计算出目标发动机转速N*(步骤S1)。
步骤S2中,目标发动机转速变化量计算部220从目标发动机转速N*减去实际发动机转速N,而计算出目标发动机转速变化量ΔN*(=N*-N)。另外,PWM微脉冲控制表更新部250将通过实际发动机转速计算部210计算出的实际发动机转速N作为实际发动机转速记录值Nold,存储在存储部250m中。实际发动机转速记录值Nold作为由PWM微脉冲控制进行的调节开度调整前的实际发动机转速,用于后述步骤S9的处理。该实际发动机转速记录值Nold对应于前一控制周期的PWM微脉冲控制的结果。
接着,步骤S3中,PWM微脉冲计算部240从目标发动机转速变化量ΔN*和实际发动机转速N计算出PWM控制参数。即,PWM微脉冲计算部240通过函数h1求出PWM占空比校正次数npwm,通过函数h2求出PWM占空比校正值Δduty,通过函数h3求出PWM占空比校正值维持时间tpwm。
接着,步骤S4中,PWM微脉冲计算部240清除对PWM占空比校正次数npwm进行计数的计数器的计数值i。
步骤S5中,PWM微脉冲计算部240在步骤S3中计算出的PWM占空比校正值维持时间tpwm期间,将PWM占空比从所述保持占空比(图3的Da)仅增减校正步骤S3中计算出的PWM占空比校正值Δduty。
接着,步骤S6中,PWM微脉冲计算部240向PWM占空比校正次数计数器的计数值i加1。进一步,PWM微脉冲计算部240在步骤S7中,判断PWM占空比的校正次数是否达到了步骤S4中计算出的PWM占空比校正次数npwm(i≥npwm)。
若进行了PWM占空比校正次数npwm的PWM占空比的校正(i≥npwm),处理转为步骤S9,若PWM占空比校正次数npwm的校正没有完成(i<npwm),处理转为步骤S8。
步骤S8中,PWM微脉冲计算部240判断当前的实际发动机转速N相对目标发动机转速N*的偏差(=|N*-N|。发动机转速偏差)是否在允许范围内(小于发动机转速偏差允许值Na,其中,Na>0)。若发动机转速偏差量|N*-N|为发动机转速偏差允许值Na以上,则PWM微脉冲计算部240回到步骤S5重复处理,若小于发动机转速偏差允许值Na,则处理转入步骤S9。
这样,在满足PWM占空比的校正达到PWM占空比校正次数npwm,或实际发动机转速N充分接近目标发动机转速N*的其中之一的条件之前,相隔预定的时间间隔重复进行。这样相隔时间间隔重复进行PWM占空比的校正,如参照图6说明的那样,是因为从PWM占空比的校正到实际发动机转速变化为止有延时。
步骤S9中,PWM微脉冲控制表更新部250根据完成当前控制周期的PWM微脉冲控制后(步骤S7或S8为“是”)的实际发动机转速N和该PWM微脉冲控制前在存储部250m中存储的实际发动机转速记录值Nold值计算出实际发动机转速变化量ΔN(=N-Nold)。
接着,步骤S10中,PWM微脉冲控制表更新部250根据目标发动机转速变化量ΔN*和实际发动机转速变化量ΔN,执行更新PWM微脉冲控制参数函数h1~h3用的函数更新处理。该函数更新处理中也可进一步加上目标发动机转速N*。
在通过函数更新处理输出了函数更新数据的情况下,PWM微脉冲计算部240根据该函数更新数据补偿函数h1、h2、h3的函数值。
按每个控制周期重复执行以上的处理。
图8是表示图7的步骤S10中进行的PWM微脉冲控制参数函数的更新处理的流程图。
该处理中,首先,在步骤S10-1中,根据步骤S9(参照图7)中计算出的实际发动机转速变化量ΔN和步骤S2中计算出的目标发动机转速变化量ΔN*,PWM微脉冲控制表更新部250计算出各个变化量的绝对值的差Nh(=|ΔN*|-|ΔN|)(发动机转速变化量偏差)。
接着,步骤S10-2中,PWM微脉冲控制表更新部250判断所计算出的发动机转速变化量偏差Nh是否比预先设定的PWM微脉冲控制的函数更新的判断值Nβ(>0,恒定值)大。若发动机转速变化量偏差Nh比判断值Nβ大,则处理转入步骤S10-4,若发动机转速变化量偏差Nh小于判断值Nβ,则处理转入步骤S10-3。
所谓发动机转速变化量偏差Nh超过了判断值Nβ的情况(步骤S10-2为“是”),是指无论是否进行PWM微脉冲控制,实际发动机转速N不变化的情况。该情况下,步骤S10-4中,PWM微脉冲控制表更新部250输出增大参数函数的输出值用的函数更新数据,使得调节阀170动作比之前大后,终止函数更新处理。该步骤S10-4中,作为一例,输出指示使函数h2的系数h2b仅增加了偏移量b1(b1>0)的函数更新数据。由此,计算出PWM占空比校正值Δduty的函数h2的函数值一律仅增加了偏移量b1。
偏移量b1也可以为恒定值,也可对应于发动机转速变化量偏差Nh可变设定。在对应于发动机转速变化量偏差Nh来确定偏差量b1的情况下,为了防止发动机转速急剧变化,最好在预定的上限值以下的范围内确定偏移量b1。
图9、图10(a)、图10(b)和图11表示实际发动机转速变化量|ΔN|比目标发动机转速变化量|ΔN*|小的情况下(|ΔN*|-|ΔN|>Nβ)的处理定时。
图9是表示本实施形式的发动机转速控制装置的处理定时的视图,是表示水温和目标发动机转速的举动的视图。
图10(a)和图10(b)是表示如图9所示的在水温Twat上升中的处理定时中,发动机转速的实际转速变化比目标小的情况下(|ΔN*|-|ΔN|>Nβ)的发动机转速的控制定时的视图。图10(a)表示发动机转速的变化,图10(b)表示对应于图10(a)的发动机转速的变化的PWM占空比。图11表示图10(a)的控制周期PC的目标发动机转速N*与实际发动机转速N的关系。图9、图10(a)、图10(b)和图11中一并表示了图7的流程图的主要步骤的执行定时。
图10(a)的例子中,在某一控制周期PC中的步骤S10中,在更新了函数h2(该例子中,使h2b增加偏移量b1的更新)后,如箭头a所示的部分所见,实现了大致如目标那样的发动机转速变化。
即,控制周期PC中,通过步骤S3~S8的处理,PWM占空比经过三次进行了减少校正。由此,通过电机160,调节阀170沿关闭方向驱动,使调节开度减少,结果,实际发动机转速N减少了。但是,实际发动机转速变化量|ΔN|减少,变为实际发动机转速N和目标发动机转速N*的差变大的状态。因此,在该控制周期PC内的步骤S10中,进行了函数h2的更新。
在接着的控制周期PC01中,根据更新后的函数h2求出PWM占空比校正值Δduty而使用后的结果,通过绝对值大的负PWM占空比校正值Δduty经三次来校正PWM占空比,如箭头a所示,实际发动机转速N接近于目标发动机转速N*。
另一方面,图8的步骤S10-3中,PWM微脉冲控制表更新部250判断步骤S10-1中计算出的发动机转速变化量偏差Nh是否比预先设定的判断值“-Nβ”(负的恒定值)小。若发动机转速变化量偏差Nh为判断值“-Nβ”以上,则终止函数更新处理。即,在目标发动机转速变化量(ΔN*)与实际发动机转速变化量(ΔN)大致相同的情况下,不进行函数的更新。
图12(a)和图12(b)是表示实际发动机转速的变化大致如目标那样情况下的发动机转速的控制定时的视图,图12(a)表示发动机转速的变化,图12(b)表示对应于图12(a)的发动机转速变化的PWM占空比。另外,图13是表示图12(a)的控制周期PC1的目标发动机转速和实际发动机转速的关系的视图。另外,图12(a)、图12(b)和图13中一并表示了图7所示的流程图的主要步骤的定时。
如图12(a)的箭头b所示,在目标发动机转速变化量|ΔN*|与实际发动机转速变化量|ΔN|的差小的情况下,即使不更新PWM参数函数,也可通过重复一系列的控制处理,使实际发动机转速N和目标发动机转速N*没有差。由此,实际发动机转速N收敛于目标发动机转速N*。
若更详细地说明,则控制周期PC1中,如图12(b)所示,PWM占空比经三次进行减少校正。由此,电机160沿关闭方向驱动调节阀170,结果,调节开度减小,减小到实际发动机转速N接近于目标发动机转速N*。因此,控制周期PC1内的步骤S10中,不进行参数函数的更新。
在控制周期PC1的下一控制周期PC11中,进行一次PWM占空比的减小校正,由此,如箭头b所示,使实际发动机转速N大致等于目标发动机转速N*。在图12(b)的例子中,控制周期PC1的下一控制周期PC11的PWM占空比校正值Δduty,其绝对值比控制周期PC1的PWM占空比校正值Δduty的绝对值小,PWM占空比校正次数也减少了。其与目标发动机转速变化量ΔN*减小了相对应。除此之外,也可进一步减少PWM占空比校正值维持时间tpwm。
另外,在实际发动机转速稍微变化的情况下,由于得到了使调节阀170微小运动所需的电机产生转矩,所以不需要使PWM占空比校正值Δduty变化,不需要更新函数h2。
图8的步骤S10-3中,若发动机转速变化量偏差Nh比判断值“-Nβ”小,则处理转入步骤S10-5。
这时,与目标发动机转速变化量ΔN*相比,实际发动机转速变化量ΔN大,发动机转速N变化过大。因此,PWM微脉冲控制表更新部250减小参数函数的输出值,使得调节阀170动作比之前小。即,将减小校正函数的输出值用的函数更新数据输出到PWM微脉冲计算部240中,终止参数函数更新处理。
图8的例子中,步骤S10-5中,PWM微脉冲控制表更新部250通过使计算出PWM占空比校正值的函数h2的系数h2b的值减小偏移量b2(>0),而减小校正函数h2的输出。偏移量b2也可以为一定值,也可对应于发动机转速变化量偏差Nh可变设定。在对应于发动机转速变化量偏差Nh确定偏移量b2的情况下,为了防止发动机转速急剧变化,最好在预定的上限值以下的范围中确定偏移量b2。
图14(a)和图14(b)是表示发动机转速的实际转速变化比目标大的情况下的发动机转速的控制定时的视图,图14(a)表示发动机转速的变化,图14(b)表示对应于图14(a)的发动机转速的变化的PWM占空比。另外,图15是表示图14(a)的控制周期PC2中的目标发动机转速和实际发动机转速的关系的视图。图14(a)、图14(b)和图15中一并表示了图7的流程图的主要步骤的执行定时。
如图14(a)所示,在控制周期PC2中的步骤S10中,在更新了函数h2(使系数h2b减小了偏移量b2来更新)后,如箭头c所示的部分看出,得到大致如目标那样的发动机转速变化。
若详细说明,控制周期PC2中,PWM占空比的减小校正经过3次进行。由此,实际发动机转速N变化过大,实际发动机转速变化量|ΔN|远远比目标发动机转速变化量|ΔN*|大。因此,通过控制周期PC2中的步骤S10的处理,更新了参数函数h2。
由此,在该下一控制周期PC21中,PWM占空比的增加校正(Δduty>0)经过3次进行,如箭头c所示,实际发动机转速N与目标发动机转速N*大致相同。
另外,在图8所示的例子中,作为更新参数函数的处理,虽然说明了更新占空比校正值Δduty的函数h2的情况,但是函数h1、h3也可同样更新。
图16是表示参数函数更新处理的另一例的流程图。
在前述的图8的步骤S10-4中,作为使PWM占空比增加校正值Δduty的情况的一例,有实际发动机转速变化完全不存在的情况,即实际发动机转速变化量|ΔN|=|N-Nold|=0的情况。在实际发动机转速变化量ΔN为0的情况下,通过电机160驱动的调节阀170没有动作,认为电机产生转矩比静止时摩擦转矩小(参照图5B)。因此,即使PWM占空比校正次数npwm和PWM占空比校正值维持时间tpwm变化,产生转矩也不变化。即,为了提高电机产生转矩而使调节阀170运动,需要使PWM占空比校正值Δduty变化。
因此,图16所示的例子中,PWM微脉冲控制表更新部250判断实际发动机转速变化量|ΔN|是否为0(步骤S10-11)。并且,若|ΔN|=0,则PWM微脉冲控制表更新部250将使函数h2的函数值增加(在ΔN*>0的区域中增加,在ΔN*<0的区域中减小)用的函数更新表提供给PWM微脉冲计算部240,而在实质上更新函数h2(步骤S10-12)。
另外,存在实际发动机转速变化量|ΔN|不为0(步骤S10-11为“否”),但与目标发动机转速变化量|ΔN*|的差大的情况,即|N|≠0,且|Nh|>β(其中,Nh=|ΔN*|-|ΔN|,β>>Nβ)的情况(步骤S10-13)。更具体而言,是实际发动机转速变化量|ΔN|远远小于目标发动机转速变化量|ΔN*|的情况(PWM占空比校正不足)。
这种情况下,PWM微脉冲控制表更新部250将更新规定PWM占空比校正次数npwm的函数h1或规定PWM占空比校正值维持时间tpwm的函数h3用的函数更新数据提供给PWM微脉冲计算部240(步骤S10-14)。由此,可以增加下一控制周期的PWM微脉冲控制的实际发动机转速变化量ΔN。
即使更新确定PWM占空比校正值Δduty的函数h2,也可增减实际发动机转速变化量ΔN。但是,若PWM占空比校正值Δduty过大,则有产生转矩过大,很难进行驱动量的微调的问题,若过小,则有不能使调节阀170动作的问题。
进一步,如上所述,设定PWM占空比校正值Δduty的初始值,使得从电机160产生对调节阀170运动起来所需的最低限度的产生转矩。因此,若实际发动机转速变化量|ΔN|不为0,则原样维持PWM占空比校正值Δduty的初始值,使PWM占空比校正次数npwm或PWM占空比校正值维持时间tpwm变化则很容易微调整调节阀170的驱动量。
另外,步骤S10-11的实际发动机转速变化量|ΔN|是否为0的判断是将实际发动机转速变化量|ΔN|是否实质上看作0的判断。因此,也可以将该判断置换为例如实际发动机转速变化量|ΔN|是否为微小常数a(>0)以下的判断。
在PWM占空比校正次数npwm为2以上的情况下,最好占空比校正后的微小脉冲条带彼此之间的时间间隔相隔某一程度。由此,PWM占空比校正次数npwm和实际发动机转速变化量ΔN(=N-Nold)的关系大致成正比。
这时,例如,设PWM占空比校正系数npwm为1次时,实际发动机转速变化量ΔN为5次旋转,若PWM占空比校正系数npwm为2次,则可以预测实际发动机转速变化量ΔN大致为10次旋转。这样,若使PWM占空比校正次数npwm变化而进行PWM微脉冲控制,则很容易预测出实际发动机转速变化量ΔN。
最好在使PWM占空比校正值维持时间tpwm变化而进行PWM微脉冲控制的情况下,占空比校正后的微小脉冲条带彼此间的时间间隔也为某一程度。只是,PWM占空比校正值维持时间tpwm和实际发动机转速变化量ΔN的关系不成比例。但是,仅通过使PWM占空比校正值维持时间tpwm稍微变化,实际发动机转速变化量ΔN大大变化。因此,与使PWM占空比校正次数npwm变化的情况相比,控制周期不必要长。因此,在需要缩短PWM微脉冲控制的周期的情况下,最好优先进行PWM占空比校正值维持时间tpwm的校正后,进行PWM微脉冲控制。
如上所述,根据本实施形式,使提供给驱动调节阀170的电机160的PWM信号的占空比经过PWM占空比校正次数npwm,校正了PWM占空比校正值Δduty,使各次的PWM占空比的校正维持PWM占空比校正值维持时间tpwm。由此,通过使用了目标发动机转速变化量ΔN*等的前馈控制,而不是使用了调节位置传感器(TPS:Throttle Position Sensor)的输出的反馈控制,作为角度精度可维持0.02度左右的精度,同时更精细地控制调节阀170的开度。该精度是与发动机的主吸气路径并行设置旁路通路(副通路),与通过发动机控制单元来调整在该旁路通路上配置的空转速度控制阀(ISCV)的开度的结构相同的精度。这样,可以边通过与使用了ISCV的控制相同的精度来控制调节开度,边使实际发动机转速接近于目标发动机转速。
且,ISCV并不是必须的,另外,放大调节位置传感器的输出信号的放大器也并不是必须的。因此,可通过简单且便宜的结构来进行发动机转速、尤其是精细控制所需的空转转速的控制。
另外,设定PWM占空比校正系数npwm、PWM占空比校正值Δduty和PWM占空比校正值维持时间tpwm的各PWM控制参数的初始值(函数h1、h2、h3的初始函数值。尤其是系数h1b、h2b、h3b),使得从电机160产生超过了妨碍调节阀170的移位的静止摩擦力的最低必要限度的转矩。因此,即使原样使用这些PWM控制参数的初始函数值来校正PWM占空比,也可大致如目标那样,使实际发动机转速接近于目标发动机转速。尤其,在空转转速控制时,也可使调节阀170可靠地从静止状态进行开闭动作直到目标开度位置。
另外,PWM微脉冲控制表更新部250在每执行PWM微脉冲控制(每个控制周期)时,使用PWM微脉冲控制前后的实际发动机转速N、Nold,来计算出实际发动机转速变化量ΔN(=N-Nold)。另外,PWM微脉冲控制表更新部250使用实际发动机转速变化量ΔN和目标发动机转速变化量ΔN*(进一步,根据需要为实际发动机转速N),根据需要更新确定PWM控制参数的函数。即,根据需要变更确定PWM占空比校正次数npwm的函数h1、确定PWM占空比校正值Δduty的函数h2和确定PWM占空比校正值维持时间tpwm的函数h3中的至少一个。
因此,PWM微脉冲计算部240中,通过由各PWM控制参数校正的PWM占空比,在调节阀170在如目标的开度上没有开闭动作的情况下,可通过改变其中一个PWM控制参数的函数,在下次(下一控制周期)的处理中,使调节阀170可靠地作希望的开闭动作。
该实施形式中,施加给由电机160驱动的调节阀170的转矩因调节阀170的轴的摩擦f1、调节阀170的传动机构的齿轮齿隙gb、回动弹簧等的影响,不恒定。因此,本实施形式的发动机转速控制装置中,反馈实际发动机转速变化量ΔN,并通过PWM微脉冲控制表更新部250校正PWM占空比校正值Δduty的函数h2,而使调节阀170可靠地微小运动(参照图8)。
进一步,在图16所示的处理中,PWM微脉冲控制表更新部250在实际发动机转速变化量ΔN不变化的情况下,更新PWM占空比校正值Δduty的函数h2。由此,可以使调节阀170可靠驱动,来控制发动机转速。
另外,图16所示的处理中,PWM微脉冲控制表更新部250虽然在通过PWM占空比的校正使实际发动机转速N变化,但在实际发动机转速变化量|ΔN|远远小于目标发动机转速变化量|ΔN*|的情况下,改变PWM占空比校正次数npwm的函数h1或PWM占空比校正值维持时间tpwm的函数。由此,可以通过PWM占空比的校正而保持调节阀170微小运动的状态,同时高效且可靠地高精度控制发动机转速。
(第二实施形式)
图17是表示本发明的第二实施形式的发动机系统的结构的框图。该发动机系统具有发动机120和控制该发动机120的转速的发动机转速控制装置100a。该发动机转速控制装置100a具有与图1所示的第一实施形式的发动机转速控制装置100相同的基本机构,对相同构成要素施加相同符号而省略其说明。
在调节阀170上附加设置了调节位置传感器(下面,称为“TPS”)310。该TPS310由电位计等构成,检测出调节阀170的开度,并将该信号(下面,称为“TPS信号”)输出到实际发动机开度计算部320。
实际发动机开度计算部320根据从TPS310输入的TPS信号计算出实际调节开度θ并输出到PWM微脉冲控制表更新部(更新部)250a、PWM微脉冲计算部(第一控制信号计算部)240a、PWM占空比选择部390、ISC位置反馈控制部(第二控制信号计算部)330和通常时位置反馈控制部340中。
ISC位置反馈控制部330根据从目标调节开度计算部325输入的目标调节开度θ*(=θ+Δθ*)(Δθ*为目标调节开度变化量)和从实际调节开度计算部320输入的实际调节开度θ而计算出作为电机160的PWM控制用的控制信号的PWM占空比,而输出到PWM占空比选择部390中。
通常时位置反馈控制部340根据从目标调节开度计算部380输入的目标调节开度θ*和从实际调节开度计算部320输入的实际调节开度θ而计算出作为电机160的PWM控制用的控制信号的PWM占空比,而输出到PWM占空比选择部390中。
在控制发动机120的输出用的加速装置(アクセル)(例如,四轮车的加速踏板、二轮车辆的加速把手或发动机发电机的加速杆)350的附近设置加速位置传感器(Accelerator Position Sensor:APS)360。该APS360检测出加速装置350的开度(操作量),并将该信号(下面,称为“APS信号”)输出到加速开度计算部370中。
加速开度计算部370根据从APS360输入的APS信号计算出加速开度,并输出到目标调节开度计算部380中。
目标调节开度计算部380是根据从加速开度计算部370输入的加速开度信号,生成目标调节开度θ*的加速跟踪目标调节开度计算部。该目标调节开度计算部380将所生成的目标调节开度θ*输出到通常时位置反馈控制部340。
目标发动机转速变化量计算部220a根据目标发动机转速N*和实际发动机转速N计算出目标发动机转速N*和实际发动机转速N的差(发动机转速偏差)。该发动机转速偏差虽然在该实施形式中,仍为目标发动机转速变化量ΔN*,但是也可进一步进行预定的运算后确定目标发动机转速变化量ΔN*。
另外,目标发动机转速变化量计算部220a将所计算出的目标发动机转速变化量ΔN*加到PWM微脉冲计算部240a和PWM微脉冲控制表更新部250上,还输出到目标调节开度变化量计算部400中。
目标调节开度变化量计算部400具有确定对应于目标发动机转速变化量ΔN*的各种值的目标调节开度变化量Δθ*的表。目标调节开度变化量计算部400根据该表和从目标发动机转速变化量计算部220a输入的目标发动机转速变化量ΔN*,计算出目标调节开度变化量Δθ*。
另外,目标调节开度变化量计算部400将所计算出的目标调节开度变化量Δθ*输出到PWM占空比选择部390和目标调节开度计算部325中。
目标调节开度计算部325根据所输入的实际调节开度θ和目标调节开度变化量Δθ*,计算出目标调节开度θ*(=θ+Δθ*),而输出到ISC位置反馈控制部330中。
PWM微脉冲计算部240a根据由目标发动机转速变化量计算部220a计算出的目标发动机转速变化量ΔN*和由实际发动机转速计算部210计算出的实际发动机转速N,计算出PWM微脉冲控制用的各PWM控制参数(PWM占空比校正次数npwm、PWM占空比校正值Δduty、PWM占空比校正值维持时间tpwm)。将根据这些PWM控制参数的PWM占空比从PWM微脉冲计算部240a输出到PWM信号生成部280中。
另外,PWM微脉冲计算部240a具有与上述的PWM微脉冲计算部240相同的功能,同时,输入实际调节开度θ。
由此,对应于由PWM微脉冲控制来驱动控制的调节阀170的实际开度θ,可以改变各PWM控制参数。即,可通过目标发动机转速变化量ΔN*、实际发动机转速N和实际调节开度θ的函数确定PWM控制参数。
当然,与所述的第一实施形式的情况相同,设PWM控制参数通过目标发动机转速变化量ΔN*和实际发动机转速N的函数确定,即使不加上实际调节开度θ也不会有妨碍。该情况下,没有必要将实际调节开度θ输入到PWM微脉冲计算部240a中。
实际上,调节阀170在所有的开度区域中静止摩擦转矩并非一定。因此,若加上实际调节开度θ来确定PWM控制参数,可以更适当地使调节阀170开闭动作。
PWM微脉冲控制表更新部250a具有与上述PWM微脉冲控制表更新部250相同的功能,同时,输入实际调节开度θ。由此,在确定向PWM微脉冲计算部240a输出的函数更新表时,可以加上调节阀170的实际的开度。
PWM占空比选择部390根据实际调节开度θ和目标调节开度变化量Δθ*,选择来自PWM微脉冲计算部240a、ISC位置反馈控制部330和通常时位置反馈控制部340的信号中的其中之一并输出到PWM信号生成部280中。
图18是说明PWM占空比选择部390的处理用的流程图。PWM占空比选择部390在实际调节开度θ超过了预定的阈值θa(>0)的情况下(步骤S21为“是”),判断为操作了加速装置350,并选择输出来自通常时位置反馈控制部340的控制信号(表示PWM占空比的信号)(步骤S22)。
若实际调节开度θ为阈值θa以下(步骤S21为“否”),则PWM占空比选择部390判断目标调节开度变化量的绝对值|Δθ*|是否超过了第一选择判断值θb1(>0)(步骤S23)。若该判断肯定,则PWM占空比选择部390选择输出来自通常时位置反馈控制部340的控制信号。
在所述步骤S23的判断为否定的情况下,即,在|Δθ*|≤θb1的情况下,PWM占空比选择部390进一步判断目标调节开度变化量绝对值|Δθ*|是否超过了第二选择判断值θb2(其中,θb1>θb2>0)(步骤S24)。若该判断为肯定,则PMW占空比选择部390选择输出来自ISC位置反馈控制部330的控制信号(步骤S25)。
另一方面,在所述步骤S24的判断为否定的情况下,即,在|Δθ*|≤θb2的情况下,PWM占空比选择部390选择输出来自PWM微脉冲计算部240的控制信号(步骤S26)。
第二判断值θb2在该实施形式中,设定为等于TPS信号的输入分辨力。因此,在|Δθ*|≤θb1的情况下,若目标调节开度变化量绝对值|Δθ*|比TPS信号的输入分辨力大,则进行ISC位置反馈控制,若为该输入分辨力以下,则进行PWM微脉冲控制。
这样,通过PWM占空比选择部390的动作,可根据状态切换使用响应快的ISC位置反馈控制、可精细控制发动机转速的PWM微脉冲控制和通常时位置反馈控制。
下面表示使用该发动机转速控制装置100a进行发动机转速控制时的一例。
图19是兼用了PWM微脉冲控制和ISC位置反馈控制的情况下的时序的例子。图19(a)表示切换进行ISC位置反馈控制和PWM微脉冲控制时的实际发动机转速N和目标发动机转速N*的举动。图19(b)表示该情况下的实际调节开度θ和目标调节开度θ*的举动。图19(c)表示该情况下的PWM占空比的改变。
在目标发动机转速按阶状变化时,由于基于此而目标调节开度大致按阶状变化,所以目标调节开度变化量的绝对值|Δθ*|变大。因此,在目标调节开度按阶状变化的控制周期中,进行ISC位置反馈控制,PWM占空比大致线性变化。与此相对,在目标调节开度的变化小的期间,进行PWM微脉冲控制,PWM占空比按脉冲状变化。
图20是切换执行通常时位置反馈控制和PWM微脉冲控制时的时序的例子。图20(a)表示实际发动机转速N和目标发动机转速N*的举动,图20(b)表示实际调节开度θ和目标调节开度θ*的举动,图20(c)表示PWM占空比的变化。
在实际调节开度大时,进行通常时位置反馈控制,PWM占空比大大变化。而相对于此,在实际调节开度小、目标调节开度也没有大的变化时,进行PWM微脉冲控制。该期间,PWM占空比按脉冲状变化。
这样,通过PWM占空比选择部390,可根据状况,适当选择PWM微脉冲计算部240a、ISC位置反馈控制部330和通常时位置反馈控制部340生成的PWM占空比并提供给PWM信号生成部280。由此,可根据状况,通过不同的控制适当控制发动机转速。
图21是表示作为所述发动机系统可适用的车辆的一例的二轮车辆的结构的视图。二轮车辆1包括前管2、由该前管2可旋转地支撑着的操控轴、在该操控轴的上端固定的把手3和连接在操控轴的下方侧的一对前叉5。在该一对的前叉5之间可旋转地支撑着前轮6。
车架7连接到前管2上。该车架7具有:前端固定在前管2上的左右一对主架7a;从该主架7a的后侧进一步延伸到后方的后架7b;在主架7a的前侧及其后端部上,以在其间向下方弯曲的状态结合的下管7c。
主架7a上,可自由旋转地支撑着摇臂9的前端部。在该摇臂9上,在其后端部支撑着后轮10。
在主架7a和下管7c之间配置发动机120。另外,在主架7a的上侧配置贮存供给发动机120燃料用的燃料箱8。
发动机120的旋转力经链条11等传送到后轮10,由此,后轮10旋转。这样,可以使二轮车辆1行使。
将控制发动机120的输出用的加速把手(图19的加速装置350)配置在把手3的右手侧端部(图21的里侧),与该加速把手相关联地配置APS360(参照图17)。
发动机转速控制装置100或100a例如安装在主架7a上(图21中省略图示)。若通过发动机转速控制装置100、100a来进行发动机120转速的控制,尤其在空转旋转时,精密控制发动机转速,可得到稳定的转速。
图22是所述发动机系统可适用的发动机发电机的正面图。该发动机发电机21是将发动机120配置在图22的右半部分,将发电单元30配置在左半部分。在该发动机发电机21的上部配置有贮存要供给发动机120的燃料的燃料箱22,进一步,安装搬运用的把手23。
在该发动机发电机21的框架24上设置从发电单元30取出电力用的插口25和发动机开关26。该实施形式中,不设置加速杆,根据连接于插口25的负载设定目标发动机转速,而控制发动机转速。
控制发动机120用的发动机转速控制装置100或100a例如安装在发电机的框架24上(图22中省略了图示)。通过由该发动机转速控制装置100、100a来控制发动机120的转速,可以以便宜的结构将发动机转速可靠控制为希望的值。由此,可以提供稳定的电力。
以上,虽然说明了本发明的实施形式,本发明还可由其他形式来实施。例如,上述的实施形式中,虽然说明了没有使用ISCV的结构,但是本发明还可对具有ISCV的发动机系统适用。另外,图21中虽然示出了二轮车辆作为车辆的例子,但是对于四轮车辆和三轮车辆等的其他形式的车辆也可适用本发明。
所述实施形式中,作为PWM控制参数,示例了PWM占空比校正次数npwm、PWM占空比校正值Δduty、PWM占空比校正值维持时间tpwm三种,针对这些所有都是可变的例子进行了说明。但是,也可仅设这些中的其中之一或任意两个可改变,而进行PWM微脉冲控制。
虽然详细说明了本发明的实施形式,但是这些不过是用于明确本发明的技术内容的具体例,本发明不应解释为限于这些具体例,仅通过附加的权利要求进行限定本发明的精神和范围。
本申请对应于2003年12月26日中向日本专利局提出的特愿2003-435017号,本申请的全部公开内容通过在这里引用而组合完成。
Claims (20)
1、一种发动机转速控制装置,包括:
调节阀,其调整被吸入到发动机中的吸入空气量;
驱动部,其驱动所述调节阀;
控制部,其生成用于驱动所述驱动部的脉宽调制信号,
所述控制部具有:
实际转速检测部,其检测实际的发动机转速;
目标转速设定部,其设定目标发动机转速;
目标转速变化量计算部,其使用由所述实际转速检测部检测出的实际发动机转速和由所述目标转速设定部设定的所述目标发动机转速,计算出目标发动机转速变化量;
脉宽调制脉冲生成部,其对应于由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量而计算出包括校正所述脉宽调制信号的占空比用的脉宽调制占空比校正值、应持续适用该脉宽调制占空比校正值的脉宽调制占空比校正值维持时间、和应适用所述脉宽调制占空比校正值的脉宽调制占空比校正次数中的至少一个的脉宽调制控制参数,并根据该计算出的脉宽调制控制参数生成脉宽调制信号而送出到所述驱动部。
2、根据权利要求1所述的发动机转速控制装置,其特征在于,在所述脉宽调制脉冲生成部中设定所述脉宽调制控制参数的初始值,
设定所述初始值,使得从所述驱动部向所述调节阀提供超过妨碍所述调节阀的变位的静止摩擦力的最低必要限度的驱动力。
3、根据权利要求1所述的发动机转速控制装置,其特征在于,所述脉宽调制脉冲生成部通过所述目标发动机转速变化量的函数而计算出所述脉宽调制控制参数。
4、根据权利要求1所述的发动机转速控制装置,其特征在于,所述脉宽调制脉冲生成部通过由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量和由所述实际转速检测部检测出的实际发动机转速的函数而计算出所述脉宽调制控制参数。
5、根据权利要求1所述的发动机转速控制装置,其特征在于,所述脉宽调制脉冲生成部具有:第一控制信号计算部,其对应于由所述目标转速变化量计算部计算出的目标发动机转速变化量,计算出所述脉宽调制控制参数,并根据所计算出的脉宽调制控制参数,计算出用于脉宽调制控制所述驱动部的第一控制信号;信号生成部,其生成送出到所述驱动部的所述脉宽调制信号,
所述发动机转速控制装置还包括:
调节开度检测部,其检测作为所述调节阀的开度的调节开度;
目标调节开度变化量计算部,其根据由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量而计算出目标调节开度变化量;
目标调节开度计算部,其使用所述目标调节开度变化量和由所述调节开度检测部检测出的实际调节开度而计算出目标调节开度;
第二控制信号计算部,其计算出用于脉宽调制控制所述驱动部的第二控制信号,使得由所述调节开度检测部检测出的所述实际调节开度接近于由所述目标调节开度计算部计算出的目标调节开度;
选择部,其根据由所述目标调节开度变化量计算部计算出的所述目标调节开度变化量,选择所述第一控制信号和所述第二控制信号中的一个,并输出到所述信号生成部,
所述信号生成部根据从所述选择部提供的控制信号生成所述脉宽调制信号。
6、根据权利要求5所述的发动机转速控制装置,其特征在于,所述选择部,在由所述目标调节开度变化量计算部计算出的所述目标调节开度变化量在根据所述调节开度检测部的输入分辨力而预先确定的选择判断值以下的情况下,选择所述第一控制信号并输出到所述信号生成部,在由所述目标调节开度变化量计算部计算出的所述目标调节开度变化量比所述选择判断值大的情况下,选择所述第二控制信号并输出到所述信号生成部。
7、根据权利要求5所述的发动机转速控制装置,其特征在于,还包括:
加速跟踪目标调节开度计算部,其根据加速开度而计算出目标调节开度;
第三控制信号计算部,其计算出用于脉宽调制控制所述驱动部的第三控制信号,使得由所述调节开度检测部检测出的实际调节开度接近于由所述加速跟踪目标调节开度计算部计算出的目标调节开度,
所述选择部根据由所述调节开度检测部检测出的实际调节开度和由所述目标调节开度变化量计算部计算出的目标调节开度变化量,选择所述第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号中的其中之一并输出到所述信号生成部。
8、根据权利要求7所述的发动机转速控制装置,其特征在于,所述选择部,在由所述调节开度检测部检测出的实际调节开度超过了预定的阈值的情况下,选择所述第三控制信号进行输出,在所述实际调节开度在所述阈值以下的情况下,对应于由所述目标调节开度变化量计算部计算出的目标调节开度变化量而选择所述第一控制信号、第二控制信号或第三控制信号中的其中之一并进行输出。
9、根据权利要求1所述的发动机转速控制装置,其特征在于,所述脉宽调制脉冲生成部隔开时间间隔而重复执行将对应于所述脉宽调制控制参数的脉宽调制信号送出到所述驱动部的脉宽调制校正控制,
所述发动机转速控制装置还具有:
实际转速变化量计算部,其使用在某一脉宽调制校正控制之前由所述实际转速检测部检测出的实际发动机转速和该脉宽调制校正控制之后由所述实际转速检测部检测出的实际发动机转速,计算出实际发动机转速变化量;
变更部,其使用由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量和由所述实际转速变化量计算部计算出的所述实际发动机转速变化量,变更所述目标发动机转速变化量和下次以后的脉宽调制校正控制用的所述脉宽调制控制参数的关系。
10、根据权利要求9所述的发动机转速控制装置,其特征在于,所述变更部在由所述实际转速变化量计算部计算出的所述实际发动机转速变化量的绝对值实质上为零的情况下,变更所述脉宽调制占空比校正值相对所述目标发动机转速变化量的关系。
11、根据权利要求9所述的发动机转速控制装置,其特征在于,所述变更部,在由所述实际转速变化量计算部计算出的所述实际发动机转速变化量的绝对值实质上不为零,但与由所述目标转速变化量计算部计算出的所述目标发动机转速变化量的绝对值的差超过了预定的阈值的情况下,变更所述脉宽调制占空比校正值维持时间或所述脉宽调制占空比校正次数相对所述目标发动机转速变化量的关系。
12、一种发动机系统,具有发动机和权利要求1~11中任一项所述的发动机转速控制装置。
13、一种车辆,包括:权利要求12所述的发动机系统和通过所述发动机产生的驱动力而被旋转驱动的行使车轮。
14、一种发动机发电机,包括:权利要求12所述的发动机系统和使所述发动机作为驱动源而动作的发电单元。
15、一种发动机转速控制方法,通过由脉宽调制信号驱动的驱动部来驱动调节阀而控制发动机的转速,其特征在于,包括:
实际转速检测步骤,检测实际的发动机转速;
目标转速设定步骤,设定目标发动机转速;
目标转速变化量计算步骤,使用所述检测出的实际发动机转速和所述设定的所述目标发动机转速,计算出目标发动机转速变化量;
脉宽调制控制参数计算步骤,对应于所述计算出的所述目标发动机转速变化量而计算出包括用于校正所述脉宽调制信号的占空比的脉宽调制占空比校正值、应持续适用该脉宽调制占空比校正值的脉宽调制占空比校正值维持时间、和应适用所述脉宽调制占空比校正值的脉宽调制占空比校正次数中的至少一个的脉宽调制控制参数;
脉宽调制信号送出步骤,根据所述计算出的脉宽调制控制参数而生成脉宽调制信号并送出到所述驱动部。
16、根据权利要求15所述的发动机转速控制方法,其特征在于,还包括:设定所述脉宽调制控制参数的初始值的步骤,使得从所述驱动部向所述调节阀提供超过了妨碍所述调节阀的变位的静止摩擦力的最低必要限度的驱动力。
17、根据权利要求15所述的发动机转速控制方法,其特征在于,所述脉宽调制控制参数计算步骤包括根据所述目标发动机转速变化量和所述实际发动机转速而确定脉宽调制控制参数的步骤。
18、根据权利要求15所述的发动机转速控制方法,其特征在于,还包括:
根据所述计算出的脉宽调制控制参数而生成第一控制信号的步骤;
通过调节开度检测部检测出作为所述调节阀的开度的实际调节开度的调节开度检测步骤;
使用所述目标发动机转速变化量和所述检测出的实际调节开度而计算出目标调节开度的目标调节开度计算步骤;
计算出用于脉宽调制控制所述驱动部的第二控制信号的步骤,使得所述实际调节开度接近于所述目标调节开度,
所述脉宽调制信号送出步骤包括:
选择所述第一控制信号和所述第二控制信号中的其中之一的控制信号选择步骤;
根据所选择出的控制信号生成脉宽调制信号并送出到所述驱动部的步骤。
19、根据权利要求18所述的发动机转速控制方法,其特征在于,所述控制信号选择步骤包括:
在对应于所述目标发动机转速变化量的目标调节开度变化量在根据所述调节开度检测部的输入分辨力而预先确定的选择判断值以下的情况下,选择所述第一控制信号的步骤;
在所述目标调节开度变化量比所述选择判断值大的情况下,选择所述第二控制信号的步骤。
20、根据权利要求15~19中任一项所述的发动机转速控制方法,其特征在于,还包括:
使用将对应于所述脉宽调制控制参数的脉宽调制信号送出到所述驱动部的脉宽调制校正控制之前和之后的实际发动机转速的检测结果,计算出实际发动机转速变化量的实际转速变化量计算步骤;
使用所述目标发动机转速变化量和所述实际发动机转速变化量,变更所述目标发动机转速变化量和下次以后的脉宽调制校正控制用的所述脉宽调制控制参数的关系的步骤。
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