JP2005207416A - Engine speed controller, engine system, vehicle, and engine generator having it, and engine speed control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの回転数を制御するエンジン回転数制御装置およびエンジン回転数
制御方法に関する。さらに、この発明は、前記エンジン回転数制御装置を備えたエンジン、システムならびにこのようなエンジンシステムを備えた車両およびエンジン発電機に関する。
The present invention relates to an engine speed control device and an engine speed control method for controlling the engine speed. Furthermore, the present invention relates to an engine, a system including the engine speed control device, a vehicle including the engine system, and an engine generator.
アイドリング状態のエンジンの回転数は、大気圧や気温のような環境条件の影響を受けやすく、不安定である。そこで、従来から、エンジンが搭載された車両、特に自動二輪車では、アイドリング時に、ISC(Idle Speed Control)制御が行われている。
ISC制御のための1つの従来技術は、特許文献1に示されている。この従来技術では、エンジンのメイン吸気通路に配置されたスロットルバルブの開度(スロットル開度)を検出するスロットルセンサが用いられる。このスロットルセンサによって検出されるスロットル開度を目標開度に制御することで、アイドル回転数が制御される。
The engine speed in an idling state is susceptible to environmental conditions such as atmospheric pressure and temperature and is unstable. Thus, conventionally, ISC (Idle Speed Control) control is performed during idling in a vehicle equipped with an engine, particularly a motorcycle.
One prior art for ISC control is shown in US Pat. In this prior art, a throttle sensor that detects the opening (throttle opening) of a throttle valve disposed in the main intake passage of the engine is used. By controlling the throttle opening detected by the throttle sensor to the target opening, the idle speed is controlled.
アイドル回転数域では、吸入空気量のわずかな変化でエンジン回転数が容易に変動するから、高分解能(スロットル開度で0.02度程度)でスロットル開度を検出して、スロットル開度を厳密に制御する必要がある。
たとえば、スロットルセンサは、スロットル開度0度で出力値0V、スロットル開度90度で出力値5Vの直線特性を有する。ところが、このようなスロットルセンサの出力信号をアナログ/ディジタル変換して用いる場合、たとえば、8ビットのA/D変換器を用いるとすると、1ビット当たりのスロットル開度は0.35度であり、十分な分解能を得ることができない。
In the idle speed range, the engine speed easily fluctuates due to slight changes in the intake air amount. Therefore, the throttle opening is detected with high resolution (approximately 0.02 degrees in throttle opening). It needs to be strictly controlled.
For example, the throttle sensor has a linear characteristic with an output value of 0 V at a throttle opening of 0 degrees and an output value of 5 V at a throttle opening of 90 degrees. However, when such an output signal of the throttle sensor is used after analog / digital conversion, for example, if an 8-bit A / D converter is used, the throttle opening per bit is 0.35 degrees, A sufficient resolution cannot be obtained.
そこで、前記特許文献1の従来技術では、スロットルセンサの出力信号を増幅器で増幅してA/D変換器に入力することにより、低開度域でのスロットル開度検出分解能の向上が図られている。
しかしながら、前記特許文献1の従来技術では、スロットル開度の検出分解能を高めるために増幅器が必要となるため、その分のコストがかかるという問題がある。
そこで、この発明の目的は、簡単で且つ低廉な構造で、エンジン回転数を精度よく制御できるエンジン回転数制御装置およびエンジン回転数制御方法を提供することを目的とする。
However, in the prior art of
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an engine speed control device and an engine speed control method capable of accurately controlling the engine speed with a simple and inexpensive structure.
また、この発明の他の目的は、前記のようなエンジン回転数制御装置を備えたエンジンシステムを提供することである。
この発明のさらに他の目的は、前記エンジンシステムを備えた車両を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、前記エンジンシステムを備えたエンジン発電機を提供することである。
Another object of the present invention is to provide an engine system including the engine speed control device as described above.
Still another object of the present invention is to provide a vehicle including the engine system.
Still another object of the present invention is to provide an engine generator provided with the engine system.
本発明のエンジン回転数制御装置は、エンジンに吸入される吸入空気量を調整するスロットルバルブと、前記スロットルバルブを駆動する駆動部と、前記駆動部を駆動するためのPWM信号を生成する制御部とを含む。前記制御部は、実際のエンジン回転数を検出する実回転数検出部と、目標エンジン回転数を設定する目標回転数設定部と、前記実回転数検出部によって検出された実エンジン回転数と、前記目標回転数設定部によって設定された前記目標エンジン回転数とを用いて、目標エンジン回転数変化量を算出する目標回転数変化量算出部と、前記PWM信号のデューティ比を補正するためのPWMデューティ補正値、このPWMデューティ補正値を継続して適用すべきPWMデューティ補正値維持時間、および前記PWMデューティ補正値を適用すべきPWMデューティ補正回数のうちの少なくとも1つを含むPWM制御パラメータを、前記目標回転数変化量算出部によって算出された前記目標エンジン回転数変化量に応じて算出し、その算出されたPWM制御パラメータに基づいてPWM信号を生成して前記駆動部に送出するPWMパルス生成部とを有する。 An engine speed control device according to the present invention includes a throttle valve that adjusts the amount of intake air taken into the engine, a drive unit that drives the throttle valve, and a control unit that generates a PWM signal for driving the drive unit. Including. The control unit includes an actual engine speed detection unit that detects an actual engine speed, a target engine speed setting unit that sets a target engine speed, an actual engine speed detected by the actual engine speed detection unit, Using the target engine speed set by the target engine speed setting unit, a target engine speed change amount calculating unit that calculates a target engine speed change amount, and a PWM for correcting the duty ratio of the PWM signal A PWM control parameter including at least one of a duty correction value, a PWM duty correction value maintenance time to which the PWM duty correction value should be continuously applied, and a PWM duty correction frequency to which the PWM duty correction value should be applied, Calculated according to the target engine speed change amount calculated by the target speed change amount calculation unit, the calculated And a PWM pulse generator to be transmitted to the driving unit generates a PWM signal based on WM control parameter.
この構成によれば、PWMデューティ補正回数、PWMデューティ補正値およびPWMデューティ補正値維持時間のうち少なくとも1つを含むPWM制御パラメータが、目標エンジン回転数変化量に応じて算出される。このPWM制御パラメータに基づいて、スロットルバルブを駆動する駆動部がPWM制御される。これにより、スロットル開度の検出結果に基づくフィードバック制御ではなく、目標エンジン回転数変化量に応じたフィードフォワード制御によって、スロットルバルブの開度を細かく制御することができ、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけることができる。また、簡単で且つコストがかからない構造で、エンジン回転数、特に細かい制御が必要なアイドル回転数の制御を行うことができる。これにより、スロットルセンサの入力分解能を上げるための増幅器を必要とせずに、エンジン回転数の細かい制御を行うことができる。 According to this configuration, the PWM control parameter including at least one of the PWM duty correction count, the PWM duty correction value, and the PWM duty correction value maintaining time is calculated according to the target engine speed change amount. Based on the PWM control parameter, the drive unit that drives the throttle valve is PWM-controlled. As a result, the throttle valve opening can be finely controlled not by feedback control based on the detection result of the throttle opening, but by feedforward control according to the target engine speed change amount, and the actual engine speed can be set to the target engine speed. The speed can be approached. In addition, it is possible to control the engine speed, particularly the idle speed that requires fine control, with a simple and cost-effective structure. Thereby, it is possible to perform fine control of the engine speed without requiring an amplifier for increasing the input resolution of the throttle sensor.
前記PWMパルス生成部には、前記PWM制御パラメータの初期値を設定しておくことが好ましい。この場合に、前記初期値は、前記スロットルバルブの変位を妨げる静止摩擦力を上回る必要最低限度の駆動力が前記駆動部から前記スロットルバルブに与えられるように設定されることが好ましい。
この構成によれば、PWM制御パラメータの初期値をそのまま用いてPWM信号を出力することにより、スロットルバルブの変位を引き起こすことができる。これにより、目標通りに、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけることができ、特に、アイドル回転数制御時においても、スロットルバルブを目標通りに静止状態から開閉動作させることができる。
It is preferable that an initial value of the PWM control parameter is set in the PWM pulse generation unit. In this case, it is preferable that the initial value is set so that the minimum necessary driving force exceeding the static frictional force that prevents the displacement of the throttle valve is applied from the driving unit to the throttle valve.
According to this configuration, the displacement of the throttle valve can be caused by outputting the PWM signal using the initial value of the PWM control parameter as it is. As a result, the actual engine speed can be brought close to the target engine speed as desired, and in particular, the throttle valve can be opened and closed from the stationary state as desired even during idle speed control.
前記PWMパルス生成部は、前記PWM制御パラメータを、前記目標エンジン回転数変化量の関数により算出するものであってもよい。
この構成によれば、PWM制御パラメータを、目標エンジン回転数変化量に対応した関数により算出するため、目標エンジン回転数変化量から迅速に算出することができる。
前記PWMパルス生成部は、前記PWM制御パラメータを、前記目標回転数変化量算出部によって算出される前記目標エンジン回転数変化量および前記実回転数検出部によって検出される実エンジン回転数の関数により算出するものであってもよい。
The PWM pulse generation unit may calculate the PWM control parameter using a function of the target engine speed change amount.
According to this configuration, since the PWM control parameter is calculated by a function corresponding to the target engine speed change amount, it can be quickly calculated from the target engine speed change amount.
The PWM pulse generation unit determines the PWM control parameter as a function of the target engine speed change amount calculated by the target speed change amount calculation unit and the actual engine speed detected by the actual speed detection unit. It may be calculated.
これにより、目標エンジン回転数変化量だけでなく、実エンジン回転数をも加味して、PWM制御パラメータをより適切に定めることができる。
前記PWMパルス生成部は、前記目標回転数変化量算出部によって算出される目標エンジン回転数変化量に応じて、前記PWM制御パラメータを算出し、算出したPWM制御パラメータに基づいて、前記駆動部をPWM制御するための第1制御信号を算出する第1制御信号算出部と、前記駆動部に送出する前記PWM信号を生成する信号生成部とを備えていてもよい。そして、前記エンジン回転数制御装置は、さらに、前記スロットルバルブの開度であるスロットル開度を検出するスロットル開度検出部と、前記目標回転数変化量算出部により算出された前記目標エンジン回転数変化量から目標スロットル開度変化量を算出する目標スロットル開度変化量算出部と、前記目標スロットル開度変化量と前記スロットル開度検出部により検出された実スロットル開度とを用いて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出部と、前記スロットル開度検出部により検出された前記実スロットル開度を前記目標スロットル開度算出部によって算出された目標スロットル開度に近づけるべく前記駆動部をPWM制御するための第2制御信号を算出する第2制御信号算出部と、前記目標スロットル開度変化量算出部によって算出された前記目標スロットル開度変化量に基づいて、前記第1制御信号および前記第2制御信号のうちの一方を選択して、前記信号生成部に出力する選択部とをさらに含むものであってもよい。この場合に、前記信号生成部は、前記選択部から与えられる制御信号に基づいて前記PWM信号を生成するものであってもよい。
Thereby, not only the target engine speed change amount but also the actual engine speed can be considered, and the PWM control parameter can be determined more appropriately.
The PWM pulse generation unit calculates the PWM control parameter according to the target engine speed change amount calculated by the target speed change amount calculation unit, and based on the calculated PWM control parameter, You may provide the 1st control signal calculation part which calculates the 1st control signal for PWM control, and the signal generation part which produces | generates the said PWM signal sent to the said drive part. The engine speed control device further includes a throttle opening degree detecting unit that detects a throttle opening degree that is an opening degree of the throttle valve, and the target engine speed calculated by the target rotational speed change amount calculating unit. A target throttle opening change amount calculating unit for calculating a target throttle opening change amount from the change amount, and a target throttle opening amount using the target throttle opening change amount and the actual throttle opening detected by the throttle opening detecting unit; A target throttle opening calculation unit for calculating an opening; and the drive unit to bring the actual throttle opening detected by the throttle opening detection unit closer to the target throttle opening calculated by the target throttle opening calculation unit A second control signal calculating unit for calculating a second control signal for PWM control, and calculating the target throttle opening change amount And a selection unit that selects one of the first control signal and the second control signal based on the target throttle opening change amount calculated by the unit and outputs the selected signal to the signal generation unit. It may be. In this case, the signal generation unit may generate the PWM signal based on a control signal given from the selection unit.
この構成によれば、スロットル開度に基づいて駆動部をPWM制御するフィードバック制御と、目標エンジン回転数変化量に基づいて駆動部をPWM制御するフィードフォワード制御とを切り換えて用いることができる。これにより、状況に応じて適切な制御を行うことができ、スロットル開度を大きく変動させるときの高速応答をフィードバック制御によって実現する一方で、スロットル開度を微小変動させるときの高精細制御とを両立できる。 According to this configuration, it is possible to switch between feedback control that performs PWM control of the drive unit based on the throttle opening and feedforward control that performs PWM control of the drive unit based on the target engine speed change amount. As a result, appropriate control can be performed according to the situation, and high-speed control when the throttle opening is greatly changed is realized by feedback control, while high-definition control when the throttle opening is slightly changed is achieved. Can be compatible.
より具体的には、前記選択部は、前記目標スロットル開度変化量算出部によって算出された前記目標スロットル開度変化量が前記スロットル開度検出部の入力分解能に基づいて予め定めた選択判定値以下の場合に、前記第1制御信号を選択して前記信号生成部に出力し、前記目標スロットル開度変化量算出部によって算出された前記目標スロットル開度変化量が前記選択判定値より大きい場合に、前記第2制御信号を選択して前記信号生成部に出力するものであることが好ましい。 More specifically, the selection unit is a selection determination value in which the target throttle opening change amount calculated by the target throttle opening change amount calculation unit is determined in advance based on an input resolution of the throttle opening detection unit. In the following cases, when the first control signal is selected and output to the signal generation unit, and the target throttle opening change amount calculated by the target throttle opening change amount calculation unit is larger than the selection determination value In addition, it is preferable that the second control signal is selected and output to the signal generation unit.
前記選択判定値は、前記スロットル開度検出部の入力分解能にほぼ等しい値に定められていてもよい。
たとえば、選択判定値をスロットル開度検出部の入力分解能にほぼ等しく定めておくと、選択部は、目標スロットル開度変化量がスロットル開度検出部の入力分解能より小さい場合には、第1制御信号算出部からの第1制御信号を選択し、信号生成部を介して、駆動部を駆動する。また、目標スロットル開度変化量がスロットル開度検出部の入力分解能より大きい場合には、前記第2制御信号を選択し、信号生成部を介して、駆動部を駆動する。このため、状況に応じて好適なエンジン回転数制御を行うことができる。
The selection determination value may be set to a value substantially equal to an input resolution of the throttle opening degree detection unit.
For example, if the selection determination value is set to be approximately equal to the input resolution of the throttle opening detection unit, the selection unit performs the first control when the target throttle opening change amount is smaller than the input resolution of the throttle opening detection unit. The first control signal from the signal calculation unit is selected, and the drive unit is driven through the signal generation unit. When the target throttle opening change amount is larger than the input resolution of the throttle opening detector, the second control signal is selected and the drive unit is driven via the signal generator. For this reason, engine speed control suitable for the situation can be performed.
つまり、第1制御信号を選択して、PWMパルス制御によりエンジン回転数を細かく制御することができ、また、細かいエンジン回転数制御の必要がない場合、第2制御信号を選択して、位置フィードバック制御により、応答が速いエンジン回転数制御を行うことができる。
なお、前記選択部は、前記目標スロットル開度変化量に加えて、前記スロットル開度検出部によって検出された実スロットル開度に基づいて、前記第1制御信号または第2制御信号を選択して出力するものであってもよい。これにより、第1制御信号または第2制御信号の選択がより適切に行われる。
That is, the engine speed can be finely controlled by PWM pulse control by selecting the first control signal, and if there is no need for fine engine speed control, the second control signal is selected and position feedback is performed. The engine speed control with a quick response can be performed by the control.
The selection unit selects the first control signal or the second control signal based on the actual throttle opening detected by the throttle opening detection unit in addition to the target throttle opening change amount. It may be output. Thereby, selection of a 1st control signal or a 2nd control signal is performed more appropriately.
この発明の一実施形態に係るエンジン回転数制御装置は、アクセル開度に基づいて目標スロットル開度を算出するアクセル追従目標スロットル開度算出部と、前記スロットル開度検出部によって検出される実スロットル開度を、前記アクセル追従目標スロットル開度算出部によって算出された目標スロットル開度に近づけるべく前記駆動部をPWM制御するための第3制御信号を算出する第3制御信号算出部とをさらに含む。この場合、前記選択部は、前記スロットル開度検出部によって検出される実スロットル開度と、前記目標スロットル開度変化量算出部によって算出される目標スロットル開度変化量とに基づいて、前記第1制御信号、第2制御信号および第3制御信号のいずれかを選択して前記信号生成部に出力するものであることが好ましい。 An engine speed control device according to an embodiment of the present invention includes an accelerator following target throttle opening calculation unit that calculates a target throttle opening based on an accelerator opening, and an actual throttle that is detected by the throttle opening detection unit. And a third control signal calculation unit that calculates a third control signal for PWM control of the drive unit so as to bring the opening closer to the target throttle opening calculated by the accelerator following target throttle opening calculation unit. . In this case, the selection unit is configured to perform the first throttle opening change based on the actual throttle opening detected by the throttle opening detection unit and the target throttle opening change calculated by the target throttle opening change calculating unit. It is preferable that one of the first control signal, the second control signal, and the third control signal is selected and output to the signal generation unit.
この構成によれば、目標エンジン回転数変化量に応じたPWM制御パラメータに対応した第1制御信号、目標エンジン回転数変化量および実スロットル開度に対応した第2制御信号、ならびにアクセル開度に対応した第3制御信号のいずれかが選択される。これにより、アイドル回転制御を高精度に行うことができ、かつ、アクセル開度指令にも良好に追従したエンジン回転数制御が可能になる。 According to this configuration, the first control signal corresponding to the PWM control parameter corresponding to the target engine speed change amount, the second control signal corresponding to the target engine speed change amount and the actual throttle opening, and the accelerator opening One of the corresponding third control signals is selected. As a result, it is possible to perform idle rotation control with high accuracy and to perform engine rotation speed control that satisfactorily follows the accelerator opening command.
前記選択部は、前記スロットル開度検出部によって検出される実スロットル開度が、所定のしきい値を超えている場合には前記第3制御信号を選択して出力し、前記実スロットル開度が前記しきい値以下の場合には、前記目標スロットル開度変化量算出部によって算出された目標スロットル開度変化量に応じて前記第1制御信号、第2制御信号または第3制御信号のいずれかを選択して出力するものであることが好ましい。 The selection unit selects and outputs the third control signal when the actual throttle opening detected by the throttle opening detection unit exceeds a predetermined threshold, and the actual throttle opening Is less than or equal to the threshold value, any one of the first control signal, the second control signal, and the third control signal is selected according to the target throttle opening change amount calculated by the target throttle opening change amount calculation unit. It is preferable that these are selected and output.
この構成によれば、実スロットル開度が大きいときは、アクセル操作がされているものと判断されて、アクセル開度に対応した第3制御信号が選択される。これにより、アクセル操作に対して高速に応答するエンジン回転数制御が可能になる。その一方で、実スロットル開度が比較的小さいときには、目標スロットル開度変化量に応じて、第1、第2または第3制御信号のうちの適切なものを選択させることができる。 According to this configuration, when the actual throttle opening is large, it is determined that the accelerator operation is being performed, and the third control signal corresponding to the accelerator opening is selected. As a result, engine speed control that responds to the accelerator operation at high speed becomes possible. On the other hand, when the actual throttle opening is relatively small, an appropriate one of the first, second, or third control signals can be selected in accordance with the target throttle opening change amount.
より具体的には、選択部は、目標スロットル開度変化量が、第1選択判定値よりも大きいときには第3制御信号を選択し、第1選択判定値とそれよりも小さな第2選択判定値との間の値をとるときには第2制御信号を選択し、第2選択判定値以下のときには第1制御信号を選択するようにすればよい。
前記PWMパルス生成部は、前記PWM制御パラメータに対応したPWM信号を前記駆動部に送出するPWM補正制御を時間間隔を開けて繰り返し実行するものであってもよい。この場合に、前記エンジン回転数制御装置は、或るPWM補正制御の前に前記実回転数検出部によって検出された実エンジン回転数と、当該PWM補正制御の後に前記実回転数検出部によって検出された実エンジン回転数とを用いて、実エンジン回転数変化量を算出する実回転数変化量算出部と、前記目標回転数変化量算出部によって算出された前記目標エンジン回転数変化量および前記実回転数変化量算出部によって算出された前記実エンジン回転数変化量を用いて、前記目標エンジン回転数変化量と次回以降のPWM補正制御のための前記PWM制御パラメータとの関係を変更する変更部とをさらに備えることが好ましい。
More specifically, the selection unit selects the third control signal when the target throttle opening change amount is larger than the first selection determination value, and selects the first selection determination value and the second selection determination value smaller than that. The second control signal may be selected when taking a value between 1 and 2, and the first control signal may be selected when the value is less than or equal to the second selection determination value.
The PWM pulse generation unit may repeatedly execute PWM correction control for sending a PWM signal corresponding to the PWM control parameter to the drive unit with a time interval. In this case, the engine speed control device detects the actual engine speed detected by the actual speed detector before a certain PWM correction control and the actual speed detector after the PWM correction control. An actual engine speed change amount calculating unit that calculates an actual engine speed change amount using the actual engine speed, and the target engine speed change amount calculated by the target engine speed change amount calculating unit, A change that changes the relationship between the target engine speed change amount and the PWM control parameter for the PWM correction control after the next time, using the actual engine speed change amount calculated by the actual speed change amount calculation unit. It is preferable to further comprise a part.
この構成によれば、従前のPWM制御パラメータに応じて定められたPWMデューティによって、目標通りにスロットル開度が変動させることができない場合には、PWM制御パラメータと目標エンジン回転数変化量との関係(たとえば、関数)が変更される。これにより、次回の処理からは、スロットル開度を確実に変動させることができる。
例えば、駆動部により駆動されるスロットルバルブにかかるトルクは、スロットルバルブ軸のフリクションや、スロットルバルブの伝動機構のギアバックラッシュ、リターンスプリングなどの影響などにより一定でない場合が多い。よって、PWM制御パラメータの初期値のままでは、スロットルバルブの十分な変位を引き起こすことができず、エンジン回転数を精度良く制御できない場合がある。この場合、上記構成によれば、実際のエンジン回転数変化量をフィードバックして、変更部によりPWM制御パラメータと目標エンジン回転数変化量との関係を修正することにより、目標通りにスロットルバルブの開度を制御できるようになる。
According to this configuration, when the throttle opening cannot be varied according to the target due to the PWM duty determined according to the previous PWM control parameter, the relationship between the PWM control parameter and the target engine speed change amount (For example, a function) is changed. Thereby, the throttle opening can be reliably changed from the next processing.
For example, the torque applied to the throttle valve driven by the drive unit is often not constant due to the influence of the friction of the throttle valve shaft, the gear backlash of the transmission mechanism of the throttle valve, the return spring, and the like. Therefore, if the initial value of the PWM control parameter is maintained, sufficient displacement of the throttle valve cannot be caused, and the engine speed may not be controlled with high accuracy. In this case, according to the above configuration, the actual change amount of the engine speed is fed back, and the change unit corrects the relationship between the PWM control parameter and the target engine speed change amount, thereby opening the throttle valve as desired. You can control the degree.
前記変更部は、前記PWM補正制御の前に前記実回転数検出部によって検出された前記実エンジン回転数をさらに加味して、前記目標エンジン回転数変化量と前記PWM制御パラメータとの関係を変更するものであってもよい。
また、前記PWMパルス生成部は、所定の制御周期ごとに、前記PWM補正制御を実行するものであってもよい。
The changing unit further changes the relationship between the target engine speed change amount and the PWM control parameter by further adding the actual engine speed detected by the actual speed detecting unit before the PWM correction control. You may do.
The PWM pulse generation unit may execute the PWM correction control every predetermined control period.
前記変更部は、前記実回転数変化量算出部によって算出された前記実エンジン回転数変化量の絶対値が実質的に零の場合に、前記目標エンジン回転数変化量に対する前記PWMデューティ補正値の関係を変更するものであることが好ましい。
この構成によれば、変更部は、実エンジン回転数変化量に実質的な変化がない場合、目標エンジン回転数変化量に対する前記PWMデューティ補正値の関係を変更する。これにより、確実にスロットルバルブの変位を引き起こすことができ、エンジン回転数を確実に制御することができる。実エンジン回転数変化量に変化が無い場合は、スロットルバルブが実質的に変位しなかった場合である。つまり、静止摩擦トルクがスロットルバルブを駆動させる際の駆動部の駆動力、例えば、モータ発生トルクよりも大きくなっている場合である。このような場合には、PWMデューティ補正回数やPWMデューティ補正値維持時間を変化させても駆動部が発生する駆動力は変わらないため、効果的ではない。そこで、PWMデューティ補正値と目標エンジン回転数変化量との関係を修正することで、確実にスロットルバルブを駆動できる。
When the absolute value of the actual engine speed change amount calculated by the actual engine speed change amount calculation unit is substantially zero, the changing unit is configured to change the PWM duty correction value with respect to the target engine speed change amount. It is preferable to change the relationship.
According to this configuration, the changing unit changes the relationship of the PWM duty correction value with respect to the target engine speed change amount when there is no substantial change in the actual engine speed change amount. Thereby, the displacement of the throttle valve can be surely caused, and the engine speed can be reliably controlled. When there is no change in the actual engine speed change amount, the throttle valve is not substantially displaced. That is, this is a case where the static friction torque is larger than the driving force of the driving unit when driving the throttle valve, for example, the motor generated torque. In such a case, even if the number of PWM duty corrections and the PWM duty correction value maintaining time are changed, the driving force generated by the drive unit does not change, which is not effective. Therefore, the throttle valve can be reliably driven by correcting the relationship between the PWM duty correction value and the target engine speed change amount.
前記変更部は、前記実回転数変化量算出部によって算出された前記実エンジン回転数変化量の絶対値が、実質的に零ではないが、前記目標回転数変化量算出部によって算出された前記目標エンジン回転数変化量の絶対値との差が所定のしきい値を超える場合に、前記目標エンジン回転数変化量に対する前記PWMデューティ補正値維持時間または前記PWMデューティ補正回数の関係を変更するものであることが好ましい。 The changing unit has an absolute value of the actual engine speed change amount calculated by the actual engine speed change amount calculation unit that is not substantially zero, but is calculated by the target speed change amount calculation unit. When the difference from the absolute value of the target engine speed change amount exceeds a predetermined threshold value, the relationship between the PWM duty correction value maintaining time or the PWM duty correction frequency with respect to the target engine speed change amount is changed. It is preferable that
この構成によれば、変更部は、実エンジン回転数変化量が、零ではないが、目標エンジン回転数変化量よりもはるかに小さい場合に、PWMデューティ補正回数またはPWMデューティ補正値維持時間と目標エンジン回転数変化量との関係を変更する。これにより、PWMデューティ補正値を補正する場合よりも、エンジン回転数の高精細な制御が可能になる。むろん、PWMデューティ補正値を変化させても実エンジン回転数変化量を変化させることができる。しかし、たとえば、PWMデューティ補正値が大きくなりすぎると、例えば、モータなどの駆動部で発生する駆動力(発生トルク)が大きくなりすぎる場合があり、微調整が難しくなる。 According to this configuration, the changing unit, when the actual engine speed change amount is not zero but is much smaller than the target engine speed change amount, the PWM duty correction frequency or the PWM duty correction value maintaining time and the target Change the relationship with the engine speed change. As a result, the engine speed can be controlled more precisely than when the PWM duty correction value is corrected. Of course, even if the PWM duty correction value is changed, the actual engine speed change amount can be changed. However, for example, if the PWM duty correction value becomes too large, for example, the driving force (generated torque) generated by a drive unit such as a motor may become too large, and fine adjustment becomes difficult.
また、PWMデューティ補正値の初期値を、スロットルバルブが動き出すのに必要最小限度の駆動力が駆動部から発生するように設定した場合には、PWMデューティ補正値はそのまま維持して、PWMデューティ補正回数や、PWMデューティ補正値維持時間を変化させた方が、スロットルバルブの微調整が行い易い。
この発明のエンジンシステムは、エンジンと、前述のような特徴を有するエンジン回転数制御装置とを備えている。
In addition, when the initial value of the PWM duty correction value is set so that the minimum driving force necessary for the throttle valve to start moving is generated from the drive unit, the PWM duty correction value is maintained and the PWM duty correction value is maintained. Fine adjustment of the throttle valve is easier when the number of times and the PWM duty correction value maintaining time are changed.
The engine system of the present invention includes an engine and an engine speed control device having the above-described features.
また、この発明の車両は、前記のエンジンシステムと、前記エンジンが発生する駆動力によって回転駆動される走行車輪とを含む。この構成により、とくにアイドリング時のエンジン回転数の制御を、廉価な構成で、精度よく行うことができるようになる。
この発明のエンジン発電機は、前記のエンジンシステムと、前記エンジンを駆動源として作動する発電ユニットとを含む。この構成により、エンジン回転数を高精度に安定させることが可能であるので、廉価な構成で、出力の安定したエンジン発電機を実現できる。
The vehicle of the present invention includes the engine system and traveling wheels that are rotationally driven by a driving force generated by the engine. With this configuration, it is possible to accurately control the engine speed especially at idling with an inexpensive configuration.
The engine generator according to the present invention includes the engine system and a power generation unit that operates using the engine as a drive source. With this configuration, the engine speed can be stabilized with high accuracy, and therefore an engine generator with a stable output can be realized with an inexpensive configuration.
本発明のエンジン回転数制御方法は、PWM信号によって駆動される駆動部によりスロットルバルブを駆動してエンジンの回転数を制御する方法である。この方法は、実際のエンジン回転数を検出する実回転数検出ステップと、目標エンジン回転数を設定する目標回転数設定ステップと、前記検出された実エンジン回転数と、前記設定された前記目標エンジン回転数とを用いて、目標エンジン回転数変化量を算出する目標回転数変化量算出ステップと、前記PWM信号のデューティを定めるためのPWM制御パラメータを前記算出された前記目標エンジン回転数変化量に応じて算出するPWM制御パラメータ算出ステップと、前記算出されたPWM制御パラメータに基づいてPWM信号を生成して前記駆動部に送出するPWM信号送出ステップとを含む。前記PWM制御パラメータは、前記PWM信号のデューティ比を補正するためのPWMデューティ補正値、このPWMデューティ補正値を継続して適用すべきPWMデューティ補正値維持時間、および前記PWMデューティ補正値を適用すべきPWMデューティ補正回数のうちの少なくとも1つを含む。 The engine speed control method of the present invention is a method of controlling the engine speed by driving a throttle valve by a drive unit driven by a PWM signal. The method includes: an actual engine speed detecting step for detecting an actual engine speed; a target engine speed setting step for setting a target engine speed; the detected actual engine speed; and the set target engine A target engine speed change amount calculating step for calculating a target engine speed change amount using the engine speed, and a PWM control parameter for determining a duty of the PWM signal as the calculated target engine speed change amount. A PWM control parameter calculation step that is calculated accordingly, and a PWM signal transmission step that generates a PWM signal based on the calculated PWM control parameter and transmits the PWM signal to the drive unit. The PWM control parameter applies a PWM duty correction value for correcting the duty ratio of the PWM signal, a PWM duty correction value maintaining time for which the PWM duty correction value should be continuously applied, and the PWM duty correction value. It includes at least one of the power PWM duty correction times.
この方法によれば、このPWM信号のデューティを定めるためのPWM制御パラメータ目標エンジン回転数変化量に基づいて算出し、この算出結果に基づいてスロットルバルブを駆動させるフィードフォワード制御によって、スロットルバルブの開度を細かく制御できる。これにより、簡単で且つコストがかからない構造で、エンジン回転数、特に細かい制御が必要なアイドル回転数の制御を行うことができる。これにより、スロットルセンサの入力分解能を上げるための増幅器を必要とせずに、エンジン回転数の細かい制御を行うことができる。 According to this method, the throttle valve is opened by feed-forward control for calculating the duty of the PWM signal based on the PWM control parameter target engine speed change amount for determining the duty of the PWM signal and driving the throttle valve based on the calculation result. The degree can be finely controlled. Thereby, it is possible to control the engine speed, particularly the idle speed that requires fine control, with a simple and inexpensive structure. Thereby, it is possible to perform fine control of the engine speed without requiring an amplifier for increasing the input resolution of the throttle sensor.
前記方法は、前記PWM制御パラメータの初期値を、前記スロットルバルブの変位を妨げる静止摩擦力を上回る必要最低限度の駆動力が前記駆動部から前記スロットルバルブに与えられるように設定するステップをさらに含むことが好ましい。これにより、スロットルバルブを確実に駆動できるので、確実にエンジン回転数の変化を引き起こすことができる。 The method further includes the step of setting the initial value of the PWM control parameter such that a minimum necessary driving force exceeding a static frictional force that prevents displacement of the throttle valve is applied from the driving unit to the throttle valve. It is preferable. As a result, the throttle valve can be reliably driven, so that the engine speed can be reliably changed.
また、前記PWM制御パラメータ算出ステップでは、前記目標エンジン回転数変化量だけでなく、前記実エンジン回転数をも加味して、PWM制御パラメータが定められることが好ましい。
また、前記方法の好ましい実施形態は、前記算出されたPWM制御パラメータに基づいて第1制御信号を生成するステップと、前記スロットルバルブの開度である実スロットル開度をスロットル開度検出部によって検出するスロットル開度検出ステップと、前記目標エンジン回転数変化量と前記検出された実スロットル開度を用いて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出ステップと、前記実スロットル開度を前記目標スロットル開度に近づけるべく前記駆動部をPWM制御するための第2制御信号を算出するステップとをさらに含む。そして、前記PWM信号送出ステップは、前記第1制御信号および前記第2制御信号のうちの一方を選択する制御信号選択ステップと、選択された制御信号に基づいてPWM信号を生成し、前記駆動部に送出するステップとを含む。
In the PWM control parameter calculation step, it is preferable that the PWM control parameter is determined in consideration of not only the target engine speed change amount but also the actual engine speed.
Further, in a preferred embodiment of the method, a step of generating a first control signal based on the calculated PWM control parameter, and an actual throttle opening that is an opening of the throttle valve is detected by a throttle opening detector. A throttle opening degree detecting step, a target throttle opening degree calculating step for calculating a target throttle opening degree using the target engine speed change amount and the detected actual throttle opening degree, and the actual throttle opening degree as the target A step of calculating a second control signal for PWM control of the drive unit so as to approach the throttle opening. The PWM signal sending step generates a PWM signal based on the control signal selection step of selecting one of the first control signal and the second control signal, and the selected control signal, and the driving unit And sending to the network.
これにより、目標エンジン回転数変化量に基づくフィードフォワード制御と、スロットル開度の検出結果に基づくフィードバック制御とを組み合わせて、スロットル開度をより適切に制御できる。
前記制御信号選択ステップは、前記目標エンジン回転数変化量に対応する目標スロットル開度変化量が前記スロットル開度検出部の入力分解能に基づいて予め定めた選択判定値以下の場合に、前記第1制御信号を選択するステップと、前記目標スロットル開度変化量が前記選択判定値より大きい場合に、前記第2制御信号を選択するステップとを含むことが好ましい。
As a result, the throttle opening can be controlled more appropriately by combining the feedforward control based on the target engine speed change amount and the feedback control based on the detection result of the throttle opening.
In the control signal selection step, the first throttle opening change amount corresponding to the target engine speed change amount is less than or equal to a predetermined selection determination value based on an input resolution of the throttle opening detection unit. Preferably, the method includes a step of selecting a control signal and a step of selecting the second control signal when the target throttle opening change amount is larger than the selection determination value.
これにより、スロットル開度検出部の入力分解能に応じて、適切に制御を切り換えることができるので、さらに適切なスロットル開度制御が可能になる。
前記方法は、さらに、前記PWM制御パラメータに対応したPWM信号を前記駆動部に送出するPWM補正制御の前と、その後とにおける実エンジン回転数の検出結果を用いて、実エンジン回転数変化量を算出する実回転数変化量算出ステップと、前記目標エンジン回転数変化量および前記実エンジン回転数変化量を用いて、前記目標エンジン回転数変化量と次回以降のPWM補正制御のための前記PWM制御パラメータとの関係を変更するステップとを含んでいてもよい。
As a result, the control can be switched appropriately in accordance with the input resolution of the throttle opening detection unit, so that more appropriate throttle opening control can be performed.
The method further uses the detection results of the actual engine speed before and after the PWM correction control for sending a PWM signal corresponding to the PWM control parameter to the drive unit, to determine the actual engine speed change amount. The actual engine speed change amount calculating step, the target engine speed change amount and the actual engine speed change amount are used to calculate the target engine speed change amount and the PWM control for PWM correction control from the next time onward. And a step of changing a relationship with the parameter.
これにより、実エンジン回転数の変化が過剰であったり過小であったりする場合には、PWM制御パラメータの設定態様を修正することができるから、エンジン回転数を確実に制御できる。 Thereby, when the change of the actual engine speed is excessive or small, the setting mode of the PWM control parameter can be corrected, so that the engine speed can be reliably controlled.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るエンジンシステムの構成を示すブロック図である。
このエンジンシステムは、エンジン(内燃機関)120と、エンジン回転数制御装置100とを有する。このエンジンシステムは、例えば、エンジンへの吸気量を電子制御スロットルバルブの開閉で調節することによりエンジン回転数を制御する車両に搭載されるものである。この電子制御スロットルバルブは、PWM(Pulse Width Modulation )制御される。この実施形態におけるエンジン回転数制御装置100は、エンジン120の回転数、特に、車両におけるアイドル状態のエンジン120の回転数を制御するものとして説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an engine system according to the first embodiment of the present invention.
This engine system includes an engine (internal combustion engine) 120 and an engine
エンジン回転数制御装置100は、クランク角センサ110、水温センサ130、モータ(駆動部)160、スロットルバルブ170、および制御部180を有する。制御部180は、モータ160を駆動するためのPWM信号を生成することによって、スロットルバルブ170の開度(スロットル開度)を制御する。このようにして、電子制御スロットルバルブが構成されている。
The engine
制御部180は、実エンジン回転数算出部(実回転数検出部)210、目標回転数設定部200a、目標エンジン回転数変化量算出部(目標回転数変化量算出部)220、PWM微少パルス制御テーブル更新部(変更部)250、およびPWMパルス生成部200bを有する。
クランク角センサ110は、エンジン120のクランク軸の回転角度を検出し、検出した信号を実エンジン回転数算出部210に出力する。
The
Crank
実エンジン回転数算出部210は、クランク角センサ110により検出されたクランク角度信号に基づいて実エンジン回転数Nを算出し、算出した実エンジン回転数Nを目標エンジン回転数変化量算出部220、PWMパルス生成部200bおよびPWM微少パルス制御テーブル更新部250に出力する。
また、水温センサ130は、エンジン120を冷却する冷却水の水温を検出し、目標回転数設定部200aに出力する。目標回転数設定部200aは、水温算出部140と、目標エンジン回転数算出部260とを有している。
The actual engine
Moreover, the
水温算出部140は、水温センサ130から入力される水温センサ信号に基づいて水温Twatを算出し、目標エンジン回転数算出部260に出力する。
目標エンジン回転数算出部260は、水温算出部140から入力される水温Twatに基づいて、目標とする目標エンジン回転数N*を算出し、目標エンジン回転数変化量算出部220に出力する。
The water
The target engine
詳細には、目標エンジン回転数算出部260は、記憶部260mを有し、この記憶部260m内には、水温Twatと目標エンジン回転数N*とが対応付けられた関数テーブルが格納されている。
図2に、目標エンジン回転数算出部260の記憶部260mに格納された関数テーブルの一例を示す。
Specifically, the target engine
FIG. 2 shows an example of a function table stored in the
図2の関数テーブルfに示すように、目標エンジン回転数算出部260は、入力される水温Tnに対応する目標エンジン回転数N*nを算出して、目標エンジン回転数変化量算出部220およびPWM微少パルス制御テーブル更新部250に出力する。
目標エンジン回転数変化量算出部220は、目標エンジン回転数算出部260により算出された目標エンジン回転数N*と、実エンジン回転数算出部210により算出された実エンジン回転数Nとの偏差(エンジン回転数偏差)を演算する減算器からなる。この実施形態では、目標エンジン回転数変化量算出部220は、算出されたエンジン回転数偏差をそのまま目標エンジン回転数変化量ΔN*(=N*−N)として出力する。ただし、目標エンジン回転数変化量算出部220は、エンジン回転数偏差に対してさらに所定の演算を行って、目標エンジン回転数変化量ΔN*を求めるものであってもよい。
As shown in the function table f of FIG. 2, the target engine
The target engine speed change
目標エンジン回転数変化量算出部220は、算出した目標エンジン回転数変化量ΔN*を、PWMパルス生成部200bおよびPWM微少パルス制御テーブル更新部250に出力する。
PWMパルス生成部200bは、PWM微少パルス算出部240と、PWM信号生成部280とを有している。このPWM信号生成部280は、スロットルバルブ170を開く方向(開方向)にモータ160を駆動するPWM信号と、スロットルバルブ170を閉じる方向(閉方向)にモータ160を駆動するPWM信号と、スロットルバルブ170の位置を保持するPWM信号とを生成することができる。より具体的には、たとえば、所定の保持デューティ比のPWMパルスをモータ160に与えることによってスロットルバルブ170の位置を保持でき、したがって、スロットル開度を保持できる。また、たとえば、前記保持デューティ比よりも大きなデューティ比のPWMパルスをモータ160に与えることによって、このモータ160を開方向に駆動でき、スロットル開度を大きくすることができる。さらに、たとえば、前記保持デューティ比よりも小さなデューティ比のPWMパルスをモータ160に与えることによって、このモータ160を閉方向に駆動でき、スロットル開度を小さくすることができる。むろん、PWM信号によるモータ160の制御方法には、公知の様々な方法を適用することができる。
The target engine speed change
The PWM
一方、PWM微少パルス算出部240は、目標エンジン回転数変化量算出部220により算出された目標エンジン回転数変化量ΔN*と、実エンジン回転数算出部210により算出された実エンジン回転数Nとから、PWM微少パルス制御のためのパラメータ(PWM制御パラメータ)を算出する。PWM微少パルス算出部240は、さらに、算出したPWM制御パラメータに基づくPWMデューティ(制御信号)をPWM信号生成部280に出力する。
On the other hand, the PWM minute
ここでPWM微少パルスとは、PWMパルス列を構成する個々のパルスを指す。また、PWM微少パルス制御とは、前記保持デューティ比のPWMパルスがモータ160に与えられている状態から、このPWMパルスを補正してスロットルバルブ170を微動させるための制御(PWM補正制御)をいうものとする。
PWM微少パルス算出部240は、PWM制御パラメータを定めるための関数テーブルh1,h2,h3を有する。この実施形態では、目標エンジン回転数変化量ΔN*および実エンジン回転数Nに応じて算出されるPWM制御パラメータは、PWMデューティ補正回数npwm、PWMデューティ補正値Δduty、およびPWMデューティ補正値維持時間tpwmを含む。したがって、関数テーブルh1,h2,h3は、それぞれ、入力される目標エンジン回転数変化量ΔN*および実エンジン回転数Nに応じて、PWMデューティ補正回数npwm、PWMデューティ補正値ΔdutyおよびPWMデューティ補正値維持時間tpwmを生成するものである。
Here, the PWM minute pulse refers to individual pulses constituting the PWM pulse train. The PWM minute pulse control is a control (PWM correction control) for correcting the PWM pulse to finely move the
The PWM minute
PWM微少パルス算出部240は、PWMデューティ補正回数npwm、PWMデューティ補正値ΔdutyおよびPWMデューティ補正値維持時間tpwmに基づいてPWM微少パルスのデューティ比を求め、これを制御信号としてPWM信号生成部280に与える。
図3は、PWM微少パルス制御の際のパラメータを説明する図である。この図3では、PWMディーティ補正回数を2回とした場合の例が示されており、さらに、PWM制御パラメータと、それに対応するPWM信号(電圧)が示されている。
The PWM minute
FIG. 3 is a diagram for explaining parameters in the PWM minute pulse control. FIG. 3 shows an example in which the number of PWM duty corrections is two, and further shows PWM control parameters and corresponding PWM signals (voltages).
PWM微少パルス制御は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。PWM微少パルス算出部240は、個々の制御周期中において、所定のデューティ設定周期TD毎に、PWM信号生成部280に対してPWMデューティを設定し、PWM信号生成部280はそれに応じたデューティのPWM信号を生成する。
たとえば、PWMデューティDaは、スロットル開度を現状維持するための保持デューティ比(一定値)であり、PWMデューティDbは、スロットルバルブ170を開方向に駆動するためのデューティ比の一例であり、PWMデューティDcは、スロットルバルブ170を閉方向に駆動するためのデューティ比の一例である。この場合、PWMデューティDaに対するPWMデューティDb,Dcの偏差がPWMデューティ補正値Δdutyである。このPWMデューティ補正値Δdutyは、PWMデューティDaよりも大きなPWMデューティDbを設定するときは正の値であり、PWMデューティDaよりも小さなPWMデューティDcを設定するときには負の値となる。
The PWM minute pulse control is repeatedly executed every predetermined control cycle. The PWM minute
For example, the PWM duty Da is a holding duty ratio (a constant value) for maintaining the current throttle opening, and the PWM duty Db is an example of a duty ratio for driving the
図3に示された例では、デューティ設定周期TDだけ時間間隔を開けて、2回に渡って、PWMデューティがDaからDbに増大させられている。すなわち、PWMデューティ補正値Δdutyの適用回数であるPWMデューティ補正回数npwm=2とされている。さらに、PWMデューティ補正値Δdutyを継続して適用すべき時間であるPWMデューティ補正値維持時間tpwmに渡って、PWMデューティDbが維持されるようになっている。 In the example shown in FIG. 3, the PWM duty is increased from Da to Db twice with a time interval of the duty setting period TD. That is, the PWM duty correction number n pwm = 2 which is the number of times the PWM duty correction value Δduty is applied. Further, the PWM duty Db is maintained over the PWM duty correction value maintenance time t pwm that is the time for which the PWM duty correction value Δduty should be continuously applied.
図4(a)、図4(b)および図4(c)は、PWM制御パラメータと目標エンジン回転数変化量との関係を示す図であり、図4(a)は、PWMデューティ補正回数npwmと目標エンジン回転数変化量ΔN*および実エンジン回転数Nとの関係を示す関数テーブル(関数h1)を示す。また、図4(b)は、PWMデューティ補正値Δdutyと目標エンジン回転数変化量ΔN*および実エンジン回転数Nとの関係を示す関数テーブル関数h2を示す。さらに、図4(c)は、PWMデューティ補正値維持時間tpwmと、目標エンジン回転数変化量ΔN*および実エンジン回転数Nとの関係を示す関数テーブル(関数h3)を示す。 4 (a), 4 (b) and 4 (c) are diagrams showing the relationship between the PWM control parameter and the target engine speed change amount, and FIG. 4 (a) shows the PWM duty correction count n. A function table (function h1) showing the relationship between pwm , target engine speed change amount ΔN *, and actual engine speed N is shown. FIG. 4B shows a function table function h2 indicating the relationship between the PWM duty correction value Δduty, the target engine speed change amount ΔN *, and the actual engine speed N. Further, FIG. 4C shows a function table (function h3) showing the relationship between the PWM duty correction value maintaining time t pwm , the target engine speed change amount ΔN *, and the actual engine speed N.
図4(a)に示す関数h1は、npwm=INT(h1a|ΔN*|+h1b)(ただし、h1a、h1bは係数)であり、PWMデューティ補正回数(npwm)は離散的に現れている。また、実エンジン回転数Nの値に応じて、係数h1a,h1bの少なくとも一方(図4(a)の例ではh1b)が異なる値に定められている。
図4(b)に示す関数h2は、Δduty=h2a(ΔN*)+ h2b(ΔN>0のとき。ただし、h2a、h2bは係数)、Δduty=0(ΔN=0のとき)、Δduty=h2a(ΔN*)−h2b(ΔN<0のとき)であり、PWMデューティ補正値Δdutyは、目標エンジン回転数変化量ΔN*に対して、連続的に設定されるようになっている。また、実エンジン回転数Nの値に応じて、係数h2a,h2bの少なくとも一方(図4(b)の例ではh2b)が異なる値に定められている。
The function h1 shown in FIG. 4A is n pwm = INT (h 1 a | ΔN * | + h 1 b) (where h 1 a and h 1 b are coefficients), and the PWM duty correction count (n pwm ) appears discretely. Also, depending on the value of the actual engine speed N, the coefficient h 1 a, at least one of h 1 b (h 1 b in the example of FIG. 4 (a)) is defined to a different value.
The function h2 shown in FIG. 4B has Δduty = h 2 a (ΔN * ) + h 2 b (when ΔN> 0, where h 2 a and h 2 b are coefficients), Δduty = 0 (ΔN = 0)), Δduty = h 2 a (ΔN * ) − h 2 b (when ΔN <0), and the PWM duty correction value Δduty continuously with respect to the target engine speed change amount ΔN * . It is set up. Also, depending on the value of the actual engine speed N, the coefficient h 2 a, at least one of h 2 b (h 2 b in the example of FIG. 4 (b)) is defined to a different value.
実際には、関数テーブルh2には、ΔN≧0のときのPWMデューティ補正値Δdutyのみが格納されており、ΔN<0のときには、関数テーブルh2に格納されたPWMデューティ補正値Δduty(|ΔN|に対応する値)に負符号を付与した値を用いてPWMデューティが補正されるようになっている。
図4(c)に示す関数h3は、tpwm=h3a|ΔN*|+h3b(ただし、h3a、h3bは係数)であり、PWMデューティ補正値維持時間tpwmは、目標エンジン回転数変化量ΔN*に対して連続的に設定されるようになっている。また、実エンジン回転数Nの値に応じて、係数h3a,h3bの少なくとも一方(図4(c)の例ではh3b)が異なる値に定められている。
Actually, the function table h2 stores only the PWM duty correction value Δduty when ΔN ≧ 0, and when ΔN <0, the PWM duty correction value Δduty (| ΔN | stored in the function table h2 is stored. The PWM duty is corrected by using a value obtained by adding a negative sign to the value corresponding to.
The function h3 shown in FIG. 4C is t pwm = h 3 a | ΔN * | + h 3 b (where h 3 a and h 3 b are coefficients), and the PWM duty correction value maintaining time t pwm is The engine speed change amount ΔN * is set continuously. Also, depending on the value of the actual engine speed N, the coefficient h 3 a, at least one of h 3 b (h 3 b in the example of FIG. 4 (c)) is defined to a different value.
後述するように、図4(a)、図4(b)および図4(c)に示す関数h1,h2,h3を規定する係数h1a、h2a、h3a、h1b、h2b、h3bは変数であり、更新可能とされている。これらの係数h1a、h2a、h3a、h1b、h2b、h3bは、PWM微少パルス制御テーブル更新部250の関数更新データにより更新される。
関数テーブルh1,h2,h3には、たとえば、所定の複数のエンジン回転数N(図4(a)〜図4(c)の例ではN=1000,1200,1400)についての関数値のみが格納されている。これら以外のエンジン回転数Nのときには、関数テーブルh1,h2,h3に格納されている関数値の補間演算を行って各PWM制御パラメータを定めてもよいし、実エンジン回転数に近似したエンジン回転数の関数値をPWM制御パラメータとして用いてもよい。
As will be described later, coefficients h 1 a, h 2 a, h 3 a, h 1 b, which define the functions h 1 , h 2 , h 3 shown in FIGS. 4 (a), 4 (b) and 4 (c), h 2 b and h 3 b are variables and can be updated. These coefficients h 1 a, h 2 a, h 3 a, h 1 b, h 2 b, h 3 b are updated by the function update data of the PWM minute pulse control
In the function tables h1, h2, and h3, for example, only function values for a plurality of predetermined engine speeds N (N = 1000, 1200, 1400 in the examples of FIGS. 4A to 4C) are stored. Has been. When the engine speed N is other than these, interpolation of the function values stored in the function tables h1, h2, and h3 may be performed to determine each PWM control parameter, or the engine speed approximated to the actual engine speed A numerical function value may be used as the PWM control parameter.
PWM微少パルス算出部240には、前記PWM制御パラメータnpwm、Δdutyおよびtpwmの各初期値が設定されている。この初期値は、駆動するモータ160にかかる静止摩擦トルクを上回る程度(必要最小限度)のトルクが当該モータ160から発生されるように設定されている。
ここで、PWM制御パラメータnpwm、Δdutyおよびtpwmの初期値(具体的には、関数h1,h2,h3の係数h1b,h2b,h3bの初期値)の設定について、図5(a)および図5(b)ならびに図6(a)〜図6(d)を参照して説明する。
In the PWM minute
Here, setting of initial values of PWM control parameters n pwm , Δduty and t pwm (specifically, initial values of coefficients h 1 b, h 2 b, h 3 b of functions h 1 , h 2 , h 3 ) This will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b) and FIGS. 6 (a) to 6 (d).
図5(a)は、スロットルバルブ170の構造を示す模式図であり、図5(b)は、図5(a)に示すモータ160にかかる摩擦トルクを示す図である。図5(a)に示すように、モータ160は、エンジン120の吸気管に接続されるスロットルボディ161に設けられている。このスロットルボディ161には、複数のギアからなる伝動機構162と、吸気管に接続される吸気通路161aを開閉するスロットルバルブ170とがさらに設けられている。スロットルバルブ170は、その軸部163を介してスロットルボディ161に回転自在に軸支されている。このスロットルバルブ170の軸部163に、伝動機構162からの回転力が伝達されるようになっている。
FIG. 5A is a schematic diagram showing the structure of the
モータ160の回転軸は、伝動機構162に接続され、この伝動機構162を介して、スロットルバルブ170の軸部163を回動させる。この軸部163の回転により、スロットルバルブ170の開度(スロットル開度)が調節される。
モータ160には、スロットルバルブ170の軸着部分(図5(a)のf1部分)と、モータ160内部の機構とから、摩擦トルクがかかっている。
The rotating shaft of the
Friction torque is applied to the
図5(b)に示すように、モータ160にかかる摩擦トルクは、静止時の摩擦トルクが最も大きく、モータ160が一旦動き出すと小さくなる。そこで、関数h2におけるPWMデューティ補正値Δdutyの初期値Δdutyi(=h2b)は、下記の(式1)〜(式3)でおおよそ決定される。
E(V)=(Da+Δdutyi)(%)×Ein(V) / 100 ・・・(式1)
ただし、Einはモータ160の端子間電圧、Daはスロットル開度保持時のPWMデューティ、EはPWM制御によってモータ160に実質的に印加される電圧とする。
As shown in FIG. 5B, the friction torque applied to the
E (V) = (Da + Δduty i ) (%) × E in (V) / 100 (Equation 1)
However, E in the inter-terminal voltage of the
I(A) = E(V) / R(Ω) ・・・(式2)
ただし、Iはモータ電機子電流、Rはモータ電機子抵抗とする。
I(A)×KT >Tm ・・・(式3)
ただし、KTはモータトルク定数、Tmは静止時にモータ160にかかる摩擦トルクとする。
I (A) = E (V) / R (Ω) (Formula 2)
Where I is the motor armature current and R is the motor armature resistance.
I (A) × K T > Tm (Formula 3)
Here, KT is a motor torque constant, and Tm is a friction torque applied to the
基本的に、前記静止摩擦トルクTmを定数と見なして、上記(式1)〜(式3)に基づいて、PWM制御パラメータの初期値(ここでは、PWMデューティ補正値Δdutyの初期値=h2bの初期値)が設定される。しかし、上記スロットルボディ161の構成では、伝動機構162のギア間の隙間(ギアバックラッシュ)部gbが存在する。そのため、実際には、上記(式1)〜(式3)により算出された初期値によって、必ずしもスロットルバルブ170の微動を生じさせることができるわけではない。
Basically, the static friction torque Tm is regarded as a constant, and the initial value of the PWM control parameter (here, the initial value of the PWM duty correction value Δduty = h 2 ) based on the above (Expression 1) to (Expression 3). an initial value of b) is set. However, in the configuration of the
一方、PWMデューティの変化とモータ電流Iの変化には、タイムラグが生じる。図6(a)〜図6(d)は、PWMデューティとモータ電流の挙動を示す図である。図6(a)はPWMデューティの時間変化を示し、図6(b)はモータ電流Iの時間変化を示し、図6(c)は実スロットル開度の時間変化を示し、図6(d)は実エンジン回転数の時間変化を示す。 On the other hand, a time lag occurs between the change in PWM duty and the change in motor current I. FIGS. 6A to 6D are diagrams showing the behavior of the PWM duty and the motor current. 6A shows the time change of the PWM duty, FIG. 6B shows the time change of the motor current I, FIG. 6C shows the time change of the actual throttle opening, and FIG. Indicates the time variation of the actual engine speed.
図6(a)および図6(b)に示すように、PWMデューティを変化させてから実際にモータ電流Iが変化するまでには遅れが生じている。さらにこれに遅れてスロットル開度が変化し(図6(c)参照)、これにやや遅れて実エンジン回転数の変化が生じている。
モータ電流Iの応答遅れは、下記(式4)で示す電気的時定数Te(最終値の63.2%に到達する時間)で表すことができる。
As shown in FIGS. 6A and 6B, there is a delay from when the PWM duty is changed to when the motor current I actually changes. Further, the throttle opening changes with a delay (see FIG. 6C), and the actual engine speed changes with a slight delay.
The response delay of the motor current I can be expressed by an electrical time constant Te (time to reach 63.2% of the final value) shown by the following (formula 4).
電気的時定数:Te(s) =L(H)/R(Ω) ・・・(式4)
ただし、Lはモータインダクタンスとする。
PWMデューティ補正値Δdutyが継続して適用されるPWMデューティ補正値維持時間tpwmは短くすることが望ましく、また、PWMデューティ補正回数npwmはなるべく少なくすることが好ましい。このため、PWM制御パラメータの初期値(係数h1b,h2b,h3bの初期値)を設定する際には、(式1)〜(式4)を用いて、且つ、モータ電流Iの挙動の遅れを考えたうえで、PWM制御パラメータのうち、PWMデューティ補正値維持時間tpwmおよびPWMデューティ補正回数npwmについては、その初期値をなるべく小さく設定する。
Electrical time constant: Te (s) = L (H) / R (Ω) (Formula 4)
However, L is motor inductance.
The PWM duty correction value maintaining time t pwm to which the PWM duty correction value Δduty is continuously applied is desirably shortened, and the PWM duty correction number n pwm is preferably as small as possible. For this reason, when setting the initial values of PWM control parameters (the initial values of the coefficients h 1 b, h 2 b, h 3 b), the motor current is calculated using (Equation 1) to (Equation 4) Considering the delay in the behavior of I, among the PWM control parameters, the initial values of the PWM duty correction value maintaining time t pwm and the PWM duty correction frequency n pwm are set as small as possible.
なお、図6(a)〜図6(d)に示した動作例は、アイドル回転数制御時など、スロットルバルブ170を微少駆動させる際の動作である。この動作例では、PWM微少パルス算出部240は、静止時摩擦トルク(図5(b)参照)を乗り越えるのに必要なトルクを発生させるPWMデューティ補正値Δdutyに対応したPWMデューティ(制御信号)を出力し、スロットルバルブ170が駆動を開始した後、PWMデューティ補正値維持時間tpwmが経過するとすぐに、補正する前のPWMデューティ(保持デューティ比)を出力している。
Note that the operation examples shown in FIGS. 6A to 6D are operations when the
PWM微少パルス算出部240は、PWM微少パルス制御テーブル更新部250から入力される関数更新データに基づいて、関数h1から関数h3を補正する。
PWM微少パルス制御テーブル更新部250には、目標エンジン回転数変化量算出部220により算出された目標エンジン回転数変化量ΔN*と、実エンジン回転数算出部210により算出された実エンジン回転数Nとが入力される。
The PWM minute
The PWM minute pulse control
PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、入力される実エンジン回転数Nを記憶する記憶部250mを有する。この記憶部250mには、今制御周期におけるPWM微少パルス制御の実行前に実エンジン回転数算出部210が算出した実エンジン回転数Noldが格納される。PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、記憶部250mに記憶された実エンジン回転数Noldと、今制御周期におけるPWM微少パルス制御によって変動した後の実エンジン回転数Nとの偏差を求め、この偏差を実エンジン回転数変化量ΔN(=N−Nold)とする。ただし、今制御周期のPWM微少パルス制御の前後における実エンジン回転数との偏差をそのまま実エンジン回転数変化量ΔNとするのではなく、PWM微少パルス制御の前後の各実エンジン回転数に対して一定の演算を行って実エンジン回転数変化量ΔNを求めることとしてもよい。
The PWM minute pulse control
PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、さらに、PWM微少パルス算出部240の各PWM制御パラメータの関数テーブルh1,h2,h3を更新する関数更新データを生成する機能を有する。PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、入力される各情報に基づいて関数更新データを作成し、この関数更新データをPWM微少パルス算出部240に出力する。
The PWM minute pulse control
関数更新データは、PWM微少パルス算出部240の関数h1〜h3の値を所定値オフセットする値である。具体的には、関数h1,h2,h3の係数h1b,h2b,h3bを増減させるために、関数更新データが用いられる。この関数更新データは、関数h1,h2,h3の係数h1a,h2a,h3aを増減させるためのデータとすることもでき、係数h1a,h2a,h3aおよび係数h1b,h2b,h3bの両方を増減させるためのデータとすることもできる。むろん、必ずしも関数h1,h2,h3のすべてについて関数値を変更する必要はなく、たとえば、PWMデューティ補正値Δdutyを定めるための関数h2の値のみを関数更新データに応じて増減するようにしてもよい。
The function update data is a value that offsets the values of the functions h1 to h3 of the PWM
関数更新データがPWM微少パルス算出部240に与えられて関数値がオフセットされることにより、PWM制御パラメータを求めるための関数h1,h2,h3が実質的に変更されることになる。具体的には、PWMデューティ補正値Δdutyを維持時間tpwmに渡って適用するPWMデューティ補正制御を補正回数npwmに渡って実行するPWM微少パルス制御を行っても、実エンジン回転数変化量ΔNの目標エンジン回転数変化量ΔN*に対するずれが大きい場合に、関数h1,h2,h3が更新される。すなわち、関数値をオフセットするための関数更新データが、PWM微少パルス制御テーブル更新部250からPWM微少パルス算出部240に与えられる。これにより、次の制御周期のPWM微少パルス制御の際に、更新された関数h1,h2,h3によってPWM制御パラメータが定められるから、エンジン回転数を目標通りに変化させることができる。
When the function update data is given to the PWM minute
このような関数h1,h2,h3の更新がされる以前には、係数h1b,h2b,h3bの初期値に従って、各PWM制御パラメータが定められることになる。
PWM信号生成部280は、PWM微少パルス算出部240から入力されるPWMデューティを記憶部(レジスタ)280mに格納するとともに、この記憶部280mに格納したPWMデューティ(制御信号)に基づいてPWM信号を生成し、モータ160に出力する。
Before the functions h1, h2, and h3 are updated, the PWM control parameters are determined according to the initial values of the coefficients h 1 b, h 2 b, and h 3 b.
The PWM
モータ160は、上述したようにスロットルボディ161に設けられ、PWM信号生成部280からのPWM信号に基づいて駆動し、スロットルバルブ170の角度(開度)を変化させる。このスロットルバルブ170の角度の変化により、スロットル開度が変化して吸気量が変化し、エンジン回転数が変化する。
図7は、この実施形態に係るエンジン回転数制御装置の動作を示すフローチャートである。この図7に示す処理が、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
The
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the engine speed control device according to this embodiment. The process shown in FIG. 7 is repeatedly executed every predetermined control cycle.
まず、水温算出部140は、水温センサ130からの入力に基づいて水温Twatを算出し、この水温Twatに基づいて、目標エンジン回転数算出部260は、目標エンジン回転数N*を算出する(ステップS1)。
ステップS2において、目標エンジン回転数変化量算出部220は、目標エンジン回転数N*から実エンジン回転数Nを減算して、目標エンジン回転数変化量ΔN*(=N*−N)を算出する。また、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、実エンジン回転数算出部210によって算出された実エンジン回転数Nを、実エンジン回転数記録値Noldとして、記憶部250mに記憶させる。実エンジン回転数記録値Noldは、PWM微少パルス制御によるスロットル開度調整前の実エンジン回転数として、後述するステップS9での処理に用いられる。この実エンジン回転数記録値Noldは、前制御周期でのPWM微少パルス制御の結果に対応する。
First, the water
In step S2, the target engine speed change
次いで、ステップS3において、PWM微少パルス算出部240は、目標エンジン回転数変化量ΔN*および実エンジン回転数Nから、PWM制御パラメータを算出する。すなわち、PWM微少パルス算出部240は、関数h1によってPWMデューティ補正回数npwmを求め、関数h2によってPWMデューティ補正値Δdutyを求め、関数h3によってPWMデューティ補正値維持時間tpwmを求める。
Next, in step S3, the PWM minute
次いで、ステップS4において、PWM微少パルス算出部240は、PWMデューティ補正回数npwmを計数するカウンタの計数値iをクリアする。
ステップS5では、PWM微少パルス算出部240は、ステップS3で算出されたPWMデューティ補正値維持時間tpwmの間、ステップS3で算出されたPWMディーティ補正値Δdutyだけ、前記保持デューティ比(図3のDa)から、PWMデューティを増減補正する。
Next, in step S4, the PWM minute
In step S5, the PWM minute
次いで、ステップS6では、PWM微少パルス算出部240は、PWMデューティ補正回数カウンタの計数値iに1を加算する。さらに、PWM微少パルス算出部240は、ステップS7では、PWMデューティの補正回数が、ステップS4で算出したPWMデューティ補正回数npwmに達したか否か(i≧npwm)を判定する。
PWMデューティ補正回数npwmだけPWMデューティの補正を行っていれば(i≧npwm)、処理はステップS9に移行し、PWMデューティ補正回数npwm分の補正が未完了であれば(i<npwm)、処理はステップS8に移行する。
Next, in step S6, the PWM minute
If the PWM duty is corrected by the PWM duty correction number n pwm (i ≧ n pwm ), the process proceeds to step S9, and if the correction for the PWM duty correction number n pwm is not completed (i <n pwm ), the process proceeds to step S8.
ステップS8では、PWM微少パルス算出部240は、目標エンジン回転数N*に対する現在の実エンジン回転数Nの偏差(=|N*−N|。エンジン回転数偏差)が許容範囲内(エンジン回転数偏差許容値Nα未満。ただし、Nα>0)か否かを判定する。エンジン回転数偏差量|N*−N|がエンジン回転数偏差許容値Nα以上であれば、PWM微少パルス算出部240は、ステップS5に戻って処理を繰り返し、エンジン回転数偏差許容値Nα未満であれば、処理はステップS9に移行する。
In step S8, the PWM minute
このようにして、PWMデューティの補正が、PWMデューティ補正回数npwmに達するか、または実エンジン回転数Nが目標エンジン回転数N*に十分近づくかのいずれかの条件が満たされるまで、所定の時間間隔をあけて繰り返されることになる。このように時間間隔を開けてPWMデューティの補正を繰り返し行うのは、図6を参照して説明したように、PWMデューティの補正から実エンジン回転数が変化するまでにタイムラグがあるからである。 In this way, until the PWM duty correction reaches the PWM duty correction count n pwm or the actual engine speed N is sufficiently close to the target engine speed N * , a predetermined condition is satisfied. It will be repeated with a time interval. The reason why the PWM duty correction is repeatedly performed at such a time interval is that there is a time lag from the correction of the PWM duty until the actual engine speed changes as described with reference to FIG.
ステップS9では、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、今制御周期のPWM微少パルス制御を終えた後(ステップS7またはS8のYES)の実エンジン回転数Nと、このPWM微少パルス制御前に記憶部250mに記録しておいた実エンジン回転数記録値Noldから、実エンジン回転数変化量ΔN(=N−Nold)を算出する。
次いで、ステップS10では、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、目標エンジン回転数変化量ΔN*と、実エンジン回転数変化量ΔNとに基づいて、PWM微少パルス制御パラメータ関数h1〜h3を更新するための関数更新処理を実行する。この関数更新処理には、さらに、目標エンジン回転数N*が加味されてもよい。
In step S9, the PWM minute pulse control
Next, in step S10, the PWM minute pulse control
関数更新処理により関数更新データが出力された場合、PWM微小パルス算出部240は、この関数更新データに従って関数h1,h2,h3の関数値をオフセットする。
以上の処理が制御周期毎に繰り返し実行される。
図8は、図7のステップS10において行うPWM微少パルス制御パラメータ関数の更新処理を示すフローチャートである。
When the function update data is output by the function update process, the PWM minute
The above processing is repeatedly executed every control cycle.
FIG. 8 is a flowchart showing the updating process of the PWM minute pulse control parameter function performed in step S10 of FIG.
この処理では、まず、ステップS10−1では、ステップS9(図7参照)において算出された実エンジン回転数変化量ΔNと、ステップS2で算出された目標エンジン回転数変化量ΔN*とに基づいて、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、それぞれの変化量の絶対値の差Nh(=|ΔN*|−|ΔN|)(エンジン回転数変化量偏差)を算出する。
In this process, first, in step S10-1, based on the actual engine speed change amount ΔN calculated in step S9 (see FIG. 7) and the target engine speed change amount ΔN * calculated in step S2. The PWM minute pulse control
次いで、ステップS10−2では、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、算出したエンジン回転数変化量偏差Nhが、予め設定されたPWM微少パルス制御の関数更新の判定値Nβ(>0。一定値)より大きいか否かを判定する。エンジン回転数変化量偏差Nhが判定値Nβより大きければ、処理は、ステップS10−4に移行し、エンジン回転数変化量偏差Nhが判定値Nβ以下であれば、処理は、ステップS10−3に移行する。
Next, in step S10-2, the PWM minute pulse control
エンジン回転数変化量偏差Nhが判定値Nβを超えている場合(ステップS10−2のYES)とは、PWM微少パルス制御を行ったにも拘わらず、実エンジン回転数Nが十分に変動しない場合である。この場合には、ステップS10−4において、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、スロットルバルブ170が今までよりも大きく動くように、パラメータ関数の出力値を大きくするための関数更新データを出力して、関数更新処理を終了する。このステップS10−4では、一例として、関数h2の係数h2bをシフト量b1(b1>0)だけ増加することを指示する関数更新データを出力するようにしている。これにより、PWMデューティ補正値Δdutyを算出する関数h2の関数値が一律にシフト量b1だけ増加する。
When the engine speed change amount deviation Nh exceeds the determination value Nβ (YES in step S10-2), the actual engine speed N does not vary sufficiently even though the PWM minute pulse control is performed. It is. In this case, in step S10-4, the PWM minute pulse control
シフト量b1は、一定値としてもよいし、エンジン回転数変化量偏差Nhに応じて可変設定してもよい。エンジン回転数変化量偏差Nhに応じてシフト量b1を定める場合には、急激なエンジン回転数変化を防ぐために、所定の上限値以下の範囲でシフト量b1を定めることが好ましい。
実エンジン回転数変化量|ΔN|が目標エンジン回転数変化量|ΔN*|より小さい場合(|ΔN*|−|ΔN|>Nβ)の処理タイミングを図9、図10(a)、図10(b)および図11に示す。
The shift amount b1 may be a constant value, or may be variably set according to the engine speed change amount deviation Nh. When the shift amount b1 is determined in accordance with the engine speed change amount deviation Nh, it is preferable to determine the shift amount b1 within a predetermined upper limit value or less in order to prevent an abrupt engine speed change.
The processing timing when the actual engine speed change amount | ΔN | is smaller than the target engine speed change amount | ΔN * | (| ΔN * | − | ΔN |> Nβ) is shown in FIGS. It is shown in (b) and FIG.
図9は、この実施形態に係るエンジン回転数制御装置の処理タイミングを示す図であり、水温と目標エンジン回転数の挙動を示す図である。
図10(a)および図10(b)は、図9に示すように水温Twatが上昇中の処理タイミングにおいて、エンジン回転数の実回転数変化が目標より小さい場合(|ΔN*|−|ΔN|>Nβ)のエンジン回転数の制御のタイミングを示す図である。図10(a)はエンジン回転数の変移を示し、図10(b)は、図10(a)のエンジン回転数の変移に対応するPWMデューティを示す。また、図11は、図10(a)の制御周期PCにおける目標エンジン回転数N*と実エンジン回転数Nとの関係を示す。なお、図9、図10(a)、図10(b)および図11には、図7のフローチャートの主要なステップの実行タイミングが併せて示されている。
FIG. 9 is a diagram showing the processing timing of the engine speed control device according to this embodiment, and shows the behavior of the water temperature and the target engine speed.
10 (a) and 10 (b), when the change in the actual engine speed is smaller than the target at the processing timing when the water temperature T wat is increasing as shown in FIG. 9 (| ΔN * | − | It is a figure which shows the timing of control of the engine speed of ((DELTA) N |> N (beta)). FIG. 10A shows the change of the engine speed, and FIG. 10B shows the PWM duty corresponding to the change of the engine speed of FIG. FIG. 11 shows the relationship between the target engine speed N * and the actual engine speed N in the control cycle PC of FIG. 9, FIG. 10 (a), FIG. 10 (b), and FIG. 11 also show the execution timing of the main steps in the flowchart of FIG. 7.
図10(a)の例では、或る制御周期PC中のステップS10において、関数h2を更新(この例では、h2bをシフト量b1だけ増加する更新)した後、矢印aで示す部分に見られるように、略目標どおりのエンジン回転数変化が達成されている。
すなわち、制御周期PCにおいて、は、ステップS3〜S8の処理によって、PWMデューティが3回に渡って減少補正されている。これにより、モータ160によってスロットルバルブ170が閉方向に駆動され、スロットル開度が減少させられ、その結果、実エンジン回転数Nが減少している。しかし、実エンジン回転数変化量|ΔN|が少なく、実エンジン回転数Nと目標エンジン回転数N*との差が大きな状態となっている。そこで、当該制御周期PC内のステップS10において、関数h2の更新が行われているのである。
In the example of FIG. 10A, in step S10 in a certain control cycle PC, the function h2 is updated (in this example, h 2 b is updated by increasing the shift amount b1), and then the portion indicated by the arrow a is displayed. As can be seen, the change in the engine speed is almost achieved.
In other words, in the control cycle PC, the PWM duty is corrected to be decreased three times by the processes in steps S3 to S8. As a result, the
次の制御周期PC01では、更新された関数h2に基づいてPWMデューティ補正値Δdutyが求められて適用された結果、絶対値の大きな負のPWMデューティ補正値Δdutyによって3回に渡ってPWMデューティが補正され、矢印aで示すように、実エンジン回転数Nが目標エンジン回転数N*に近づいている。
一方、図8のステップS10−3では、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、ステップS10−1で算出したエンジン回転数変化量偏差Nhが、予め設定された判定値「−Nβ」(負の一定値)より小さいか否かを判定する。エンジン回転数変化量偏差Nhが判定値「−Nβ」以上であれば、関数更新処理を終了する。つまり、目標エンジン回転数変化量(ΔN*)と実エンジン回転数変化量(ΔN)とがほぼ同じである場合は、関数の更新は行わない。
In the next control cycle PC01, the PWM duty correction value Δduty is obtained and applied based on the updated function h2. As a result, the PWM duty is corrected three times by the negative PWM duty correction value Δduty having a large absolute value. Then, as indicated by the arrow a, the actual engine speed N approaches the target engine speed N * .
On the other hand, in step S10-3 of FIG. 8, the PWM minute pulse control
図12(a)および図12(b)は、実エンジン回転数の変化が略目標通りである場合におけるエンジン回転数の制御のタイミングを示す図であり、図12(a)はエンジン回転数の変移を示し、図12(b)は、図12(a)のエンジン回転数の変移に対応するPWMデューティを示す。また、図13は、図12(a)の制御周期PC1における目標エンジン回転数と実エンジン回転数との関係を示す図である。なお、図12(a)、図12(b)および図13には、図7に示すフローチャートの主要なステップのタイミングを併せて示す。 12 (a) and 12 (b) are diagrams showing the control timing of the engine speed when the change in the actual engine speed is substantially as intended. FIG. 12 (a) shows the engine speed. FIG. 12B shows the PWM duty corresponding to the engine speed change shown in FIG. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the target engine speed and the actual engine speed in the control cycle PC1 of FIG. FIGS. 12A, 12B, and 13 also show the timings of the main steps of the flowchart shown in FIG.
図12(a)の矢印bに示すように、目標エンジン回転数変化量|ΔN*|と実エンジン回転数変化量|ΔN|との差が小さい場合、PWMパラメータ関数を更新しなくても、一連の制御処理を繰り返すことにより、実エンジン回転数Nと目標エンジン回転数N*との差はなくなる。これにより、実エンジン回転数Nは目標エンジン回転数N*に収束する。
より詳細に説明すると、制御周期PC1では、図12(b)に示すように、PWMデューティが3回に渡って減少補正されている。これにより、モータ160は、スロットルバルブ170を閉方向に駆動し、その結果、スロットル開度が減少して、実エンジン回転数Nが目標エンジン回転数N*の近くまで減少している。したがって、制御周期PC1内のステップS10では、パラメータ関数の更新が行われていない。
As shown by the arrow b in FIG. 12A, when the difference between the target engine speed change amount | ΔN * | and the actual engine speed change amount | ΔN | is small, the PWM parameter function need not be updated. By repeating a series of control processes, the difference between the actual engine speed N and the target engine speed N * is eliminated. As a result, the actual engine speed N converges to the target engine speed N * .
More specifically, in the control cycle PC1, as shown in FIG. 12B, the PWM duty is corrected to decrease over three times. As a result, the
制御周期PC1の次の制御周期PC11では、PWMデューティの減少補正が1回行われ、これによって、矢印bで示すように、実エンジン回転数Nが目標エンジン回転数N*にほぼ等しくなっている。図12(b)の例では、制御周期PC1の次の制御周期PC11におけるPWMデューティ補正値Δdutyは、その絶対値が、制御周期PC1におけるPWMデューティ補正値Δdutyの絶対値よりも小さくなっており、PWMデューティ補正回数も減少している。これは、目標エンジン回転数変化量ΔN*が小さくなったことに対応している。これに加えて、さらに、PWMデューティ補正値維持時間tpwmも小さくしてもよい。 In the control cycle PC11 next to the control cycle PC1, the PWM duty reduction correction is performed once, whereby the actual engine speed N is substantially equal to the target engine speed N * as indicated by the arrow b. . In the example of FIG. 12B, the absolute value of the PWM duty correction value Δduty in the control cycle PC11 next to the control cycle PC1 is smaller than the absolute value of the PWM duty correction value Δduty in the control cycle PC1. The number of PWM duty corrections is also decreasing. This corresponds to a decrease in the target engine speed change amount ΔN * . In addition to this, the PWM duty correction value maintenance time t pwm may also be reduced.
なお、実エンジン回転数が僅かながら変化している場合は、スロットルバルブ170を微動させるのに必要なモータ発生トルクは得られているので、PWMデューティ補正値Δdutyを変化させる必要はなく、関数h2を更新する必要はない。
図8のステップS10−3において、エンジン回転数変化量偏差Nhが、判定値「−Nβ」より小さければ、処理は、ステップS10−5に移行する。
When the actual engine speed changes slightly, the motor-generated torque necessary to finely move the
In step S10-3 of FIG. 8, if the engine speed change amount deviation Nh is smaller than the determination value “−Nβ”, the process proceeds to step S10-5.
この場合は、目標エンジン回転数変化量ΔN*よりも、実エンジン回転数変化量ΔNが大きく、エンジン回転数Nが過剰に変化したことになる。そこで、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、スロットルバルブ170がそれまでより小さく動くように、パラメータ関数の出力値を小さくする。すなわち、関数の出力値を減少補正するための関数更新データをPWM微少パルス算出部240に出力して、パラメータ関数更新処理を終了する。
In this case, the actual engine speed change amount ΔN is larger than the target engine speed change amount ΔN * , and the engine speed N has changed excessively. Therefore, the PWM minute pulse control
図8の例では、ステップS10−5において、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、PWMデューティ補正値を算出する関数h2の係数h2bの値をシフト量b2(>0)だけ減少することにより、関数h2の出力を減少補正している。シフト量b2は、一定値としてもよいし、エンジン回転数変化量偏差Nhに応じて可変設定してもよい。エンジン回転数変化量偏差Nhに応じてシフト量b2を定める場合には、急激なエンジン回転数変化を防ぐために、所定の上限値以下の範囲でシフト量b2を定めることが好ましい。
In the example of FIG. 8, in step S10-5, the PWM minute pulse control
図14(a)および図14(b)は、エンジン回転数の実回転数変化が目標より大きい場合におけるエンジン回転数の制御のタイミングを示す図であり、図14(a)はエンジン回転数の変移を示し、図14(b)は、図14(a)のエンジン回転数の変移に対応するPWMデューティを示す。また、図15は、図14(a)の制御周期PC2における目標エンジン回転数と実エンジン回転数との関係を示す図である。なお、図14(a)、図14(b)および図15には、図7のフローチャートの主要なステップの実行タイミングが併せて示されている。 14 (a) and 14 (b) are diagrams showing the control timing of the engine speed when the actual engine speed change is larger than the target, and FIG. 14 (a) shows the engine speed. FIG. 14B shows a PWM duty corresponding to the engine speed change shown in FIG. 14A. FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the target engine speed and the actual engine speed in the control cycle PC2 of FIG. 14A, 14B, and 15 also show the execution timings of the main steps in the flowchart of FIG.
図14(a)に示すように、制御周期PC2中のステップS10において、関数h2を更新(係数h2bをシフト量b2だけ減少する更新)した後は、矢印cで示す部分に見られるように、略目標通りのエンジン回転数変化が得られている。
詳細に説明すると、制御周期PC2において、PWMデューティの減少補正が3回に渡って行われている。これにより、実エンジン回転数Nが過剰に変動して、実エンジン回転数変化量|ΔN|が目標エンジン回転数変化量|ΔN*|よりもはるかに大きくなっている。そこで、制御周期PC2中のステップS10の処理によって、パラメータ関数h2が更新されている。
As shown in FIG. 14A, after updating the function h2 (updating the coefficient h2b by the shift amount b2) in step S10 in the control cycle PC2, as seen in the part indicated by the arrow c, The engine speed change is almost as expected.
More specifically, the PWM duty reduction correction is performed three times in the control cycle PC2. As a result, the actual engine speed N fluctuates excessively, and the actual engine speed change amount | ΔN | is much larger than the target engine speed change amount | ΔN * |. Therefore, the parameter function h2 is updated by the process of step S10 in the control cycle PC2.
これにより、その次の制御周期PC21では、PWMデューティの増加補正(Δduty>0)が3回に渡って行われていて、矢印cで示すとおり、実エンジン回転数Nが目標エンジン回転数N*にほぼ等しくなっている。
なお、図8に示すフローチャートでは、パラメータ関数を更新する処理として、デューティ補正値Δdutyの関数h2を更新する場合について説明したが、関数h1、h3も同様にして更新してもよい。
Thus, in the next control cycle PC21, the PWM duty increase correction (Δduty> 0) is performed three times, and the actual engine speed N becomes the target engine speed N * as indicated by the arrow c . Is almost equal to
In the flowchart shown in FIG. 8, the case where the function h2 of the duty correction value Δduty is updated is described as the process of updating the parameter function. However, the functions h1 and h3 may be updated in the same manner.
図16は、パラメータ関数更新処理の他の例を示すフローチャートである。
前述の図8のステップS10−4において、PWMデューティを補正値Δdutyだけを増加させるケースの例として、実エンジン回転数変化が全くない場合、つまり、実エンジン回転数変化量|ΔN|=|N−Nold|=0の場合がある。実エンジン回転数変化量ΔNが0である場合は、モータ160により駆動されるスロットルバルブ170が無動作であり、モータ発生トルクが静止時摩擦トルクより小さい(図5(b)参照)と考えられる。よって、PWMデューティ補正回数npwmやPWMデューティ補正値維持時間tpwmを変化させても発生トルクは変わらない。すなわち、モータ発生トルクを上げてスロットルバルブ170を動かすためには、PWMデューティ補正値Δdutyを変化させる必要がある。
FIG. 16 is a flowchart illustrating another example of the parameter function update process.
As an example of a case where the PWM duty is increased only by the correction value Δduty in step S10-4 of FIG. 8 described above, when there is no actual engine speed change, that is, the actual engine speed change amount | ΔN | -N old | = 0 in some cases. When the actual engine speed change amount ΔN is 0, the
そこで、図16に示す例では、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、実エンジン回転数変化量|ΔN|が0かどうかを判断する(ステップS10−11)。そして、|ΔN|=0であれば、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、関数h2の関数値を増加(ΔN*>0の領域で増加、ΔN*<0の領域で減少)させるための関数更新データをPWM微少パルス算出部240に与えて、関数h2を実質的に更新する(ステップS10−12)。
Therefore, in the example shown in FIG. 16, the PWM minute pulse control
また、実エンジン回転数変化量|ΔN|が、0ではないが(ステップS10−11のNO)、目標エンジン回転数変化量|ΔN*|との差が大きい場合、つまり、|N|≠0、且つ、|Nh|>β(ただし、Nh=|ΔN*|−|ΔN|、β>>Nβ)の場合がある(ステップS10−13)。より具体的には、実エンジン回転数変化量|ΔN|が、目標エンジン回転数変化量|ΔN*|よりもはるかに小さい場合(PWMデューティ補正不足)である。 When the actual engine speed change amount | ΔN | is not 0 (NO in step S10-11), but the difference from the target engine speed change amount | ΔN * | is large, that is, | N | ≠ 0. In some cases, | Nh |> β (where Nh = | ΔN * | − | ΔN |, β >> Nβ) (step S10-13). More specifically, this is the case where the actual engine speed change amount | ΔN | is much smaller than the target engine speed change amount | ΔN * | (insufficient PWM duty correction).
このような場合には、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、PWMデューティ補正回数npwmを規定する関数h1またはPWMデューティ補正値維持時間tpwmを規定する関数h3を更新するための関数更新データを、PWM微少パルス算出部240に与える(ステップS10−14)。これにより、次の制御周期のPWM微少パルス制御における実エンジン回転数変化量ΔNを増加することができる。
In such a case, the PWM minute pulse control
PWMデューティ補正値Δdutyを定める関数h2を更新しても、実エンジン回転数変化量ΔNを増減することができる。しかし、PWMデューティ補正値Δdutyを大きくしすぎると発生トルクが過剰となり、駆動量の微調整が難しくなるおそれがあり、小さくしすぎれば、スロットルバルブ170を作動させることができなくなるおそれがある。
さらに、PWMデューティ補正値Δdutyの初期値は、上述したように、スロットルバルブ170が動き出すのに最低限必要な発生トルクがモータ160から発生されるように設定されている。このため、実エンジン回転数変化量|ΔN|が0でないのであれば、PWMデューティ補正値Δdutyの初期値は、そのまま維持し、PWMデューティ補正回数npwmまたはPWMデューティ補正値維持時間tpwmを変化させた方が、スロットルバルブ170駆動量の微調整がしやすい。
Even if the function h2 for determining the PWM duty correction value Δduty is updated, the actual engine speed change amount ΔN can be increased or decreased. However, if the PWM duty correction value Δduty is too large, the generated torque becomes excessive and fine adjustment of the drive amount may be difficult. If it is too small, the
Furthermore, as described above, the initial value of the PWM duty correction value Δduty is set so that the
なお、ステップS10−11における実エンジン回転数変化量|ΔN|が0かどうかの判断は、実エンジン回転数変化量|ΔN|が実質的に0とみなせるかどうかの判断である。したがって、この判断は、たとえば、実エンジン回転数変化量|ΔN|が微小な定数α(>0)以下かどうかの判断に置き換えてもよい。
PWMデューティ補正回数npwmが2以上の場合、デューティ補正された微少パルス列同士の時間間隔をある程度あけることが好ましい。これにより、PWMデューティ補正回数npwmと実エンジン回転数変化量ΔN(=N−Nold)との関係は、ほぼ比例となる。
Note that the determination of whether or not the actual engine speed change amount | ΔN | in step S10-11 is 0 is a determination of whether or not the actual engine speed change amount | ΔN | Therefore, this determination may be replaced with, for example, a determination as to whether the actual engine speed change amount | ΔN | is equal to or smaller than a small constant α (> 0).
When the PWM duty correction count n pwm is 2 or more, it is preferable to leave some time intervals between the duty-corrected micro pulse trains. Thus, the relationship between the PWM duty correction number n pwm and the actual engine speed change amount ΔN (= N−N old ) is substantially proportional.
この場合、たとえば、PWMデューティ補正回数npwmが1回のときに、実エンジン回転数変化量ΔNが5回転であったとすると、PWMデューティ補正回数npwmが2回とすれば、実エンジン回転数変化量ΔNはほぼ10回転となると予想できる。このように、PWMデューティ補正回数npwmを変化させてPWM微少パルス制御を行えば、実エンジン回転数変化量ΔNの予想がつけやすい。 In this case, for example, if the PWM duty correction number n pwm is 1 and the actual engine speed change amount ΔN is 5 rotations, the PWM engine speed correction number n pwm is 2 times. The amount of change ΔN can be expected to be approximately 10 revolutions. Thus, if the PWM minute pulse control is performed by changing the PWM duty correction frequency n pwm , it is easy to predict the actual engine speed change amount ΔN.
PWMデューティ補正値維持時間tpwmを変動させてPWM微少パルス制御を行う場合にも、デューティ補正された微少パルス列同士の時間間隔をある程度あけることが好ましい。ただし、PWMデューティ補正値維持時間tpwmと実エンジン回転数変化量ΔNとの関係は比例ではない。しかし、PWMデューティ補正値維持時間tpwmは僅かに変化させるだけでも、実エンジン回転数変化量ΔNは大きく変化する。したがって、PWMデューティ補正回数npwmを変化させる場合に比べると、制御周期を長く必要としない。このため、PWM微少パルス制御の周期を短くする必要がある場合、PWMデューティ補正値維持時間tpwmの補正を優先的に行ってPWM微少パルス制御を行うことが好ましい。 Even when the PWM minute pulse control is performed by changing the PWM duty correction value maintaining time t pwm , it is preferable to leave a certain time interval between the duty-corrected minute pulse trains. However, the relationship between the PWM duty correction value maintaining time t pwm and the actual engine speed change amount ΔN is not proportional. However, even if the PWM duty correction value maintaining time t pwm is slightly changed, the actual engine speed change amount ΔN greatly changes. Therefore, it is not necessary to lengthen the control cycle as compared with the case where the PWM duty correction number n pwm is changed. For this reason, when it is necessary to shorten the cycle of the PWM minute pulse control, it is preferable to perform the PWM minute pulse control by preferentially correcting the PWM duty correction value maintaining time t pwm .
以上のように、本実施形態によれば、スロットルバルブ170を駆動させるモータ160に与えられるPWM信号のデューティを、PWMデューティ補正回数npwmに渡って、PWMデューティ補正値Δdutyだけ補正し、各回のPWMデューティの補正をPWMデューティ補正値維持時間tpwmだけ持続させる。これにより、スロットルポジションセンサ(TPS:Throttle Position Sensor)の出力を用いたフィードバック制御ではなく、目標エンジン回転数変化量ΔN*などを用いたフィードフォワード制御によって、角度精度として0.02度程度の精度を持ちながら、スロットルバルブ170の開度を細かく制御できる。この精度は、エンジンのメイン吸気路と並列にバイパス通路(副通路)を設け、このバイパス通路に配置されたアイドルスピードコントロールバルブ(ISCV)の開度をエンジン制御ユニットによって調整する構成と同等の精度である。このように、ISCVを用いた制御と同等の精度でスロットル開度を制御しながら、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけることができる。
As described above, according to the present embodiment, the duty of the PWM signal given to the
しかも、ISCVは必ずしも必要ではなく、また、スロットルポジションセンサの出力信号を増幅する増幅器も必要ではない。したがって、簡単で、かつ、安価な構造で、エンジン回転数、特に細かい制御が必要なアイドル回転数の制御を行うことができる。
また、PWMデューティ補正回数npwm、PWMデューティ補正値ΔdutyおよびPWMデューティ補正値維持時間tpwmの各PWM制御パラメータの初期値(関数h1,h2,h3の初期関数値。とくに係数h1b,h2b,h3b)は、スロットルバルブ170の変位を妨げる静止摩擦力を上回る必要最低限度のトルクがモータ160から発生するように設定されている。このため、これらPWM制御パラメータの初期関数値をそのまま用いてPWMデューティを補正しても、ほぼ目標通りに、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけることができる。特に、アイドル回転数制御時においても、スロットルバルブ170を、静止状態から、確実に目標開度位置まで開閉作動させることができる。
Moreover, the ISCV is not always necessary, and an amplifier that amplifies the output signal of the throttle position sensor is not necessary. Therefore, it is possible to control the engine speed, particularly the idle speed that requires fine control, with a simple and inexpensive structure.
Also, the initial values of the PWM control parameters of the PWM duty correction frequency n pwm , the PWM duty correction value Δduty, and the PWM duty correction value maintaining time t pwm (initial function values of the functions h1, h2, and h3. In particular, the coefficients h 1 b, h 2 b and h 3 b) are set so that the minimum necessary torque exceeding the static friction force that prevents the displacement of the
また、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、PWM微少パルス制御を実行する毎(制御周期毎)に、PWM微少パルス制御の前後の実エンジン回転数N,Noldを用いて、実エンジン回転数変化量ΔN(=N−Nold)を算出する。また、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、実エンジン回転数変化量ΔNと、目標エンジン回転数変化量ΔN*と(さらに、必要に応じて実エンジン回転数N)を用いて、PWM制御パラメータを定める関数を、必要に応じて更新する。すなわち、PWMデューティ補正回数npwmを定める関数h1、PWMデューティ補正値Δdutyを定める関数h2、およびPWMデューティ補正値維持時間tpwmを定める関数h3のうち、少なくとも1つが必要に応じて変更される。
Further, the PWM minute pulse control
このため、PWM微少パルス算出部240において、各PWM制御パラメータで補正したPWMデューティによって、目標通りの開度にスロットルバルブ170が開閉作動しない場合には、いずれかのPWM制御パラメータの関数を変更することで、次回(次制御周期)の処理では、確実にスロットルバルブ170に所望の開閉動作をさせることができる。
Therefore, in the PWM minute
この実施形態では、モータ160により駆動されるスロットルバルブ170に掛かるトルクは、スロットルバルブ170の軸のフリクションf1、スロットルバルブ170の伝動機構のギアバックラッシュgb、リターンスプリングなどの影響により、一定ではない。このため、本実施形態に係るエンジン回転数制御装置では、実際のエンジン回転数変化量ΔNをフィードバックして、PWM微少パルス制御テーブル更新部250によってPWMデューティ補正値Δdutyの関数h2を修正し、確実にスロットルバルブ170を微動させるようにしている(図8参照)。
In this embodiment, the torque applied to the
さらに、図16に示す処理では、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、実エンジン回転数変化量ΔNに変化がない場合、PWMデューティ補正値Δdutyの関数h2を更新する。これにより、スロットルバルブ170を確実に駆動させて、エンジン回転数を制御することができる。
また、図16に示す処理において、PWM微少パルス制御テーブル更新部250は、PWMデューティの補正によって実エンジン回転数Nに変化が見られるものの、実エンジン回転数変化量|ΔN|が目標エンジン回転数変化量|ΔN*|よりもはるかに小さい場合には、PWMデューティ補正回数npwmの関数h1またはPWMデューティ補正値維持時間tpwmの関数h3を変更する。これにより、PWMデューティの補正によってスロットルバルブ170が微動する状態を保持しつつ、効率よく、確実に、エンジン回転数を精度よく制御することができる。
Further, in the process shown in FIG. 16, the PWM minute pulse control
In the process shown in FIG. 16, the PWM minute pulse control
(第2の実施形態)
図17は、本発明の第2の実施形態に係るエンジンシステムの構成を示すブロック図である。このエンジンシステムは、エンジン120と、このエンジン120の回転数を制御するエンジン回転数制御装置100aとを有している。このエンジン回転数制御装置100aは、図1に示す第1の実施形態のエンジン回転数制御装置100と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of an engine system according to the second embodiment of the present invention. The engine system includes an
スロットルバルブ170には、スロットルポジションセンサ(以下、「TPS」という。)310が付設されている。このTPS310は、ポテンショメータ等からなり、スロットルバルブ170の開度を検出し、その信号(以下、「TPS信号」という)を実スロットル開度算出部320に出力する。
実スロットル開度算出部320は、TPS310から入力されるTPS信号に基づいて実スロットル開度θを算出し、PWM微少パルス制御テーブル更新部(更新部)250a、PWM微少パルス算出部(第1制御信号算出部)240a、PWMデューティ選択部390、ISC位置フィードバック制御部(第2制御信号算出部)330および通常時位置フィードバック制御部340に出力する。
A throttle position sensor (hereinafter referred to as “TPS”) 310 is attached to the
The actual throttle opening
ISC位置フィードバック制御部330は、目標スロットル開度算出部325から入力される目標スロットル開度θ*(=θ+Δθ*)(Δθ*は目標スロットル開度変化量)と、実スロットル開度算出部320から入力される実スロットル開度θとから、モータ160のPWM制御のための制御信号であるPWMデューティを算出し、PWMデューティ選択部390に出力する。
The ISC position
通常時位置フィードバック制御部340は、目標スロットル開度算出部380から入力される目標スロットル開度θ*と、実スロットル開度算出部320から入力される実スロットル開度θとから、モータ160のPWM制御のための制御信号であるPWMデューティを算出し、PWMデューティ選択部390に出力する。
エンジン120の出力を制御するためのアクセル(例えば、四輪車両のアクセルペダル、二輪車両のアクセルグリップまたはエンジン発電機のアクセルレバー)350の近傍には、アクセルポジションセンサ(Accelerator Position Sensor:APS)360が設けられている。このAPS360は、アクセル350の開度(操作量)を検出し、その信号(以下、「APS信号」という。)をアクセル開度算出部370に出力する。
The normal position
An accelerator position sensor (APS) 360 is provided in the vicinity of an
アクセル開度算出部370は、APS360から入力されるAPS信号に基づいてアクセル開度を算出し、目標スロットル開度算出部380に出力する。
目標スロットル開度算出部380は、アクセル開度算出部370から入力されるアクセル開度信号に基づいて、目標スロットル開度θ*を生成するアクセル追従目標スロットル開度算出部である。この目標スロットル開度算出部380は、生成した目標スロットル開度θ*を通常時位置フィードバック制御部340に出力する。
The accelerator
The target throttle opening calculation unit 380 is an accelerator following target throttle opening calculation unit that generates the target throttle opening θ * based on the accelerator opening signal input from the accelerator
目標エンジン回転数変化量算出部220aは、目標エンジン回転数N*と実エンジン回転数Nとから、目標エンジン回転数N*と実エンジン回転数Nとの差(エンジン回転数偏差を算出する。このエンジン回転数偏差は、この実施形態では、そのまま、目標エンジン回転数変化量ΔN*とされるが、さらに所定の演算を行って目標エンジン回転数変化量ΔN*を定めてもよい。
The target engine speed change
また、目標エンジン回転数変化量算出部220aは、算出した目標エンジン回転数変化量ΔN*をPWM微少パルス算出部240aおよびPWM微少パルス制御テーブル更新部250aに加えて、目標スロットル開度変化量算出部400にも出力する。
目標スロットル開度変化量算出部400は、目標エンジン回転数変化量ΔN*の種々の値に対応する目標スロットル開度変化量Δθ*を定めたテーブルを有する。目標スロットル開度変化量算出部400は、そのテーブルと、目標エンジン回転数変化量算出部220aから入力された目標エンジン回転数変化量ΔN*とに基づいて、目標スロットル開度変化量Δθ*を算出する。
Further, the target engine speed change
The target throttle opening change
また、目標スロットル開度変化量算出部400は、算出した目標スロットル開度変化量Δθ*をPWMデューティ選択部390および目標スロットル開度算出部325に出力する。
目標スロットル開度算出部325は、入力される実スロットル開度θと目標スロットル開度変化量Δθ*とに基づいて、目標スロットル開度θ*(=θ+Δθ*)を算出し、ISC位置フィードバック制御部330に出力する。
The target throttle opening change
The target throttle opening
PWM微少パルス算出部240aは、目標エンジン回転数変化量算出部220aにより算出された目標エンジン回転数変化量ΔN*と、実エンジン回転数算出部210により算出された実エンジン回転数Nとから、PWM微少パルス制御のための各PWM制御パラメータ(PWMデューティ補正回数npwm、PWMデューティ補正値Δduty、PWMデューティ補正値維持時間tpwm)を算出する。これらのPWM制御パラメータに基づくPWMデューティは、PWM微少パルス算出部240aからPWM信号生成部 280に出力されることになる。
From the target engine speed change amount ΔN * calculated by the target engine
また、PWM微少パルス算出部240aは、上述のPWM微少パルス算出部240と同様の機能を有するとともに、実スロットル開度θが入力されるようになっている。
これにより、PWM微少パルス制御により駆動制御されるスロットルバルブ170の実際の開度θに応じて、各PWM制御パラメータを変更することができる。すなわち、PWM制御パラメータを、目標エンジン回転数変化量ΔN*、実エンジン回転数Nおよび実スロットル開度θの関数によって定めることができる。
Further, the PWM minute
Thereby, each PWM control parameter can be changed according to the actual opening degree θ of the
むろん、前述の第1の実施形態の場合と同様に、PWM制御パラメータは、目標エンジン回転数変化量ΔN*および実エンジン回転数Nの関数によって定めることとし、実スロットル開度θを加味しなくても差し支えない。この場合には、実スロットル開度θは、PWM微少パルス算出部240aに入力する必要はない。
実際には、スロットルバルブ170は、すべての開度域で静止摩擦トルクが一定であるわけではない。したがって、実スロットル開度θを加味してPWM制御パラメータを定めるようにすれば、スロットルバルブ170を、より適切に開閉作動させることができる。
Of course, as in the case of the first embodiment described above, the PWM control parameter is determined by a function of the target engine speed change amount ΔN * and the actual engine speed N, without considering the actual throttle opening θ. There is no problem. In this case, it is not necessary to input the actual throttle opening θ to the PWM
Actually, the
PWM微少パルス制御テーブル更新部250aは、上述のPWM微少パルス制御テーブル更新部250と同様の機能を有するとともに、実スロットル開度θが入力されるようになっている。これにより、PWM微少パルス算出部240aに出力する関数更新データを定める際に、スロットルバルブ170の実際の開度を加味することができる。
PWMデューティ選択部390は、実スロットル開度θおよび目標スロットル開度変化量Δθ*に基づいて、PWM微少パルス算出部240a、ISC位置フィードバック制御部330および通常時位置フィードバック制御部340からの信号のうちのいずれかを選択して、PWM信号生成部280に出力する。
The PWM minute pulse control
The PWM
図18は、PWMデューティ選択部390の処理を説明するためのフローチャートである。PWMデューティ選択部390は、実スロットル開度θが所定のしきい値θa(>0)を超えている場合(ステップS21のYES)には、アクセル350が操作されていると判断し、通常時位置フィードバック制御部340からの制御信号(PWMデューティを表す信号)を選択して出力する(ステップS22)。
FIG. 18 is a flowchart for explaining the processing of the PWM
実スロットル開度θがしきい値θa以下であれば(ステップS21のNO)、PWMデューティ選択部390は、目標スロットル開度変化量の絶対値|Δθ*|が第1選択判定値θb1(>0)を超えているかどうかを判断する(ステップS23)。この判断が肯定されれば、PWMデューティ選択部390は、通常時位置フィードバック制御部340からの制御信号を選択して出力する。
If the actual throttle opening θ is equal to or smaller than the threshold θa (NO in step S21), the PWM
前記ステップS23での判断が否定である場合、すなわち、|Δθ*|≦θb1の場合には、PWMデューティ選択部390は、さらに、目標スロットル開度変化量絶対値|Δθ*|が第2選択判定値θb2(ただし、θb1>θb2>0)を超えているかどうかを判断する(ステップS24)。この判断が肯定されれば、PWMデューティ選択部390は、ISC位置フィードバック制御部330からの制御信号を選択して出力する(ステップS25)。
If the determination in step S23 is negative, that is, if | Δθ * | ≦ θb1, the
一方、前記ステップS24での判断が否定である場合、すなわち、|Δθ*|≦θb2の場合には、PWMデューティ選択部390は、PWM微少パルス算出部240からの制御信号を選択して出力する(ステップS26)。
第2判定値θb2は、この実施形態では、TPS信号の入力分解能に等しく設定されている。そのため、|Δθ*|≦θb1の場合には、目標スロットル開度変化量絶対値|Δθ*|がTPS信号の入力分解能よりも大きければISC位置フィードバック制御が行われ、当該入力分解能以下であればPWM微少パルス制御が行われることになる。
On the other hand, if the determination in step S24 is negative, that is, if | Δθ * | ≦ θb2, the PWM
In this embodiment, the second determination value θb2 is set equal to the input resolution of the TPS signal. Therefore, in the case of | Δθ * | ≦ θb1, ISC position feedback control is performed if the absolute value | Δθ * | of the target throttle opening change amount is larger than the input resolution of the TPS signal. PWM minute pulse control is performed.
このようにして、PWMデューティ選択部390の働きにより、状況に応じて、応答が速いISC位置フィードバック制御と、エンジン回転数を細かく制御できるPWM微少パルス制御、さらには、通常時位置フィードバック制御とを切り替えて使用することができる。
このエンジン回転数制御装置100aを用いてエンジン回転数制御を行う際の一例を以下に示す。
In this way, the PWM
An example at the time of performing engine speed control using this engine
図19は、PWM微少パルス制御と、ISC位置フィードバック制御とを併用した場合のタイムチャートの例である。図19(a)は、ISC位置フィードバック制御とPWM微少パルス制御とを切り替えて行った際の実エンジン回転数Nおよび目標エンジン回転数N*の挙動を示す。図19(b)は、その場合の実スロットル開度θおよび目標スロットル開度θ*の挙動を示す。さらに、図19(c)は、その場合のPWMデューティの変動を示す。 FIG. 19 is an example of a time chart when the PWM minute pulse control and the ISC position feedback control are used in combination. FIG. 19A shows the behavior of the actual engine speed N and the target engine speed N * when switching between ISC position feedback control and PWM minute pulse control. FIG. 19B shows the behavior of the actual throttle opening θ and the target throttle opening θ * in that case. Further, FIG. 19C shows the fluctuation of the PWM duty in that case.
目標エンジン回転数がステップ状に変動するときには、これに追従して目標スロットル開度がほぼステップ状に変動するから、目標スロットル開度変化量の絶対値|Δθ*|が大きくなる。したがって、目標スロットル開度がステップ状に変動した制御周期では、ISC位置フィードバック制御が行われ、PWMデューティは、ほぼリニアに変動する。これに対して、目標スロットル開度の変動が少ない期間には、PWM微少パルス制御が行われ、PWMデューティはパルス状に変動することになる。 When the target engine speed fluctuates stepwise, the target throttle opening fluctuates substantially stepwise following this, so the absolute value | Δθ * | of the target throttle opening change amount increases. Therefore, in the control cycle in which the target throttle opening varies stepwise, ISC position feedback control is performed, and the PWM duty varies substantially linearly. On the other hand, during the period when the variation of the target throttle opening is small, the PWM minute pulse control is performed, and the PWM duty varies in a pulse shape.
図20は、通常時位置フィードバック制御と、PWM微少パルス制御とを切り替えて実行した際のタイムチャートの例である。図20(a)は、実エンジン回転数Nと目標エンジン回転数N*との挙動を示し、図20(b)は、実スロットル開度θと目標スロットル開度θ*との挙動を示し、図20(c)は、PWMデューティの変動を示す。
実スロットル開度が大きいときには、通常時位置フィードバック制御が行われ、PWMデューティは大きく変動する。これに対して、実スロットル開度が小さく、目標スロットル開度にも大きな変動がないときには、PWM微少パルス制御が行われる。この期間には、PWMデューティはパルス的に変動することになる。
FIG. 20 is an example of a time chart when switching between normal position feedback control and PWM minute pulse control. 20A shows the behavior of the actual engine speed N and the target engine speed N *, and FIG. 20B shows the behavior of the actual throttle opening θ and the target throttle opening θ * . FIG.20 (c) shows the fluctuation | variation of PWM duty.
When the actual throttle opening is large, normal position feedback control is performed, and the PWM duty varies greatly. On the other hand, when the actual throttle opening is small and the target throttle opening does not vary greatly, PWM minute pulse control is performed. During this period, the PWM duty fluctuates in a pulse manner.
このように、PWMデューティ選択部390により、状況に応じて、PWM微少パルス算出部240a、ISC位置フィードバック制御部330および通常時位置フィードバック制御部340が生成するPWMデューティを適宜選択してPWM信号生成部280に与えることができる。よって、状況に応じて、異なる制御で、エンジン回転数を適切に制御することができる。
As described above, the PWM
図21は、前記エンジンシステムが適用可能な車両の一例である二輪車両の構成を示す図である。二輪車両1は、ヘッドパイプ2と、このヘッドパイプ2に回動自在に支持された操舵軸と、この操舵軸の上端に固定されたハンドル3と、操舵軸の下方側に連結された一対のフロントフォーク5とを備えている。この一対のフロントフォーク5の間に前輪6が回動可能に支持されている。
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a two-wheeled vehicle that is an example of a vehicle to which the engine system can be applied. The two-
ヘッドパイプ2には、フレーム7が連結されている。このフレーム7は、前端がヘッドパイプ2に固定された左右一対のメインフレーム7aと、このメインフレーム7aの後側からさらに後方に延びるリアフレーム7bと、メインフレーム7aの前側とその後端部とに、これらの間で下方に湾曲した状態で結合されたダウンチューブ7cとを有している。
メインフレーム7aには、スイングアーム9の前端部が回動自在に支持されている。このスイングアーム9には、その後端部に後輪10が支持されている。
A
A front end portion of the
メインフレーム7aとダウンチューブ7cとの間には、エンジン120が配置されている。また、メインフレーム7aの上側には、エンジン120に供給される燃料を貯留するための燃料タンク8が配置されている。
エンジン120の回転力は、チェーン11などを介して後輪10へと伝達され、これによって、後輪10が回転する。こうして、二輪車両1を走行させることができる。
An
The rotational force of the
エンジン120の出力を制御するためのアクセルグリップ(図19のアクセル350)は、ハンドル3の右手側端部(図21の奥側)に配置され、このアクセルグリップに関連して、APS360(図17参照)が配置されることになる。
エンジン回転数制御装置100または100aは、たとえば、メインフレーム7aに取り付けられている(図21では図示を省略)。エンジン120の回転数の制御をエンジン回転数制御装置100,100aによって行えば、とくにアイドル回転時において、エンジン回転速度を精密に制御して、安定した回転数が得られる。
An accelerator grip (
The engine
図22は、前記エンジンシステムが適用可能なエンジン発電機の正面図である。このエンジン発電機21は、図22の右半分の部分にエンジン120を配置し、左半分に発電ユニット30を配置して構成されている。このエンジン発電機21の上部には、エンジン120に供給すべき燃料を貯留する燃料タンク22が配置されており、さらに、持ち運び用の把手23が取り付けられている。
FIG. 22 is a front view of an engine generator to which the engine system can be applied. The
このエンジン発電機21のフレーム24には、発電ユニット30から電力を取り出すためのコンセント25と、エンジンスイッチ26とが設けられている。この実施形態では、アクセルレバーは設けられておらず、コンセント25に接続された負荷に応じて目標エンジン回転数が設定され、エンジン回転数が制御されるようになっている。
エンジン120を制御するためのエンジン回転数制御装置100または100aは、例えば、発電機のフレーム24に取り付けられている(図22では図示を省略)。このエンジン回転数制御装置100,100aによってエンジン120の回転数を制御することにより、安価な構成でエンジン回転数を確実に所望の値に制御することができる。これにより、安定した電力を供給することができる。
The
The engine
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することも可能である。たとえば、上記の実施形態では、ISCVを用いない構成について説明したが、この発明は、ISCVを備えたエンジンシステムに対しても適用が可能である。また、図21には、車両の例として二輪車両を示したが、四輪車両や三輪車両などの他の形態の車両に対してもこの発明の適用が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, the configuration not using the ISCV has been described. However, the present invention can also be applied to an engine system including the ISCV. FIG. 21 shows a two-wheel vehicle as an example of the vehicle, but the present invention can be applied to other types of vehicles such as a four-wheel vehicle and a three-wheel vehicle.
また、前述の実施形態では、PWM制御パラメータとして、PWMデューティ補正回数npwm、PWMデューティ補正値Δduty、PWMデューティ補正値維持時間tpwmの3種類を例示し、これらのすべてが変更可能である例について説明した。しかし、これらのいずれか1つのみ、または任意の2つのみを変更可能として、PWM微少パルス制御を行ってもよい。 In the above-described embodiment, three types of PWM duty correction times n pwm , PWM duty correction value Δduty, and PWM duty correction value maintenance time t pwm are exemplified as PWM control parameters, and all of these can be changed. Explained. However, only one of these or only two of them may be changed, and the PWM minute pulse control may be performed.
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で、種々の変更が可能である。 In addition, various modifications can be made within the scope described in the claims.
1 二輪車両
2 ヘッドパイプ
3 ハンドル
5 フロントフォーク
6 前輪
7 フレーム
7a メインフレーム
7b リアフレーム
7c ダウンチューブ
8 燃料タンク
9 スイングアーム
10 後輪
11 チェーン
21 エンジン発電機
22 燃料タンク
23 把手
24 フレーム
25 コンセント
26 エンジンスイッチ
30 発電ユニット
h1〜h3 関数テーブル
Δduty PWMデューティ補正値
npwm デューティ補正回数
tpwm デューティ補正値維持時間
100 エンジン回転数制御装置
100a エンジン回転数制御装置
110 クランク角センサ
120 エンジン
130 水温センサ
140 水温算出部
160 モータ
161 スロットルボディ
161a 吸気通路
162 伝動機構
163 軸部
170 スロットルバルブ
180 制御部
200a 目標回転数設定部
200b パルス生成部
210 実エンジン回転数算出部
220 目標エンジン回転数変化量算出部
220a 目標エンジン回転数変化量算出部
240 PWM微少パルス算出部
240a PWM微少パルス算出部
250 PWM微少パルス制御テーブル更新部
250m 記憶部
250a PWM微少パルス制御テーブル更新部
260 目標エンジン回転数算出部
260m 記憶部
280 PWM信号生成部
280m 記憶部
320 実スロットル開度算出部
325 目標スロットル開度算出部
330 ISC位置フィードバック制御部
340 通常時位置フィードバック制御部
350 アクセル
370 アクセル開度算出部
380 目標スロットル開度算出部
390 デューティ選択部
400 目標スロットル開度変化量算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Two-wheel vehicle 2 Head pipe 3 Handle 5 Front fork 6 Front wheel 7 Frame 7a Main frame 7b Rear frame 7c Down tube 8 Fuel tank 9 Swing arm 10 Rear wheel 11 Chain 21 Engine generator 22 Fuel tank 23 Handle 24 Frame 25 Outlet 26 Engine Switch 30 Power generation unit h1 to h3 Function table Δduty PWM duty correction value n pwm Duty correction frequency t pwm Duty correction value maintenance time 100 Engine speed controller 100a Engine speed controller 110 Crank angle sensor 120 Engine 130 Water temperature sensor 140 Water temperature calculation Part 160 Motor 161 Throttle body 161a Intake passage 162 Transmission mechanism 163 Shaft part 170 Throttle valve 180 Control part 200a Target rotation Number setting section 200b Pulse generation section 210 Actual engine speed calculation section 220 Target engine speed change amount calculation section 220a Target engine speed change amount calculation section 240 PWM minute pulse calculation section 240a PWM minute pulse calculation section 250 PWM minute pulse control table Update unit 250m Storage unit 250a PWM minute pulse control table update unit 260 Target engine speed calculation unit 260m Storage unit 280 PWM signal generation unit 280m Storage unit 320 Actual throttle opening calculation unit 325 Target throttle opening calculation unit 330 ISC position feedback control Unit 340 normal position feedback control unit 350 accelerator 370 accelerator opening calculation unit 380 target throttle opening calculation unit 390 duty selection unit 400 target throttle opening change amount calculation unit
Claims (20)
前記スロットルバルブを駆動する駆動部と、
前記駆動部を駆動するためのPWM信号を生成する制御部とを含み、
前記制御部は、
実際のエンジン回転数を検出する実回転数検出部と、
目標エンジン回転数を設定する目標回転数設定部と、
前記実回転数検出部によって検出された実エンジン回転数と、前記目標回転数設定部によって設定された前記目標エンジン回転数とを用いて、目標エンジン回転数変化量を算出する目標回転数変化量算出部と、
前記PWM信号のデューティ比を補正するためのPWMデューティ補正値、このPWMデューティ補正値を継続して適用すべきPWMデューティ補正値維持時間、および前記PWMデューティ補正値を適用すべきPWMデューティ補正回数のうちの少なくとも1つを含むPWM制御パラメータを、前記目標回転数変化量算出部によって算出された前記目標エンジン回転数変化量に応じて算出し、その算出されたPWM制御パラメータに基づいてPWM信号を生成して前記駆動部に送出するPWMパルス生成部とを有することを特徴とするエンジン回転数制御装置。 A throttle valve for adjusting the amount of intake air taken into the engine;
A drive unit for driving the throttle valve;
A control unit that generates a PWM signal for driving the driving unit,
The controller is
An actual engine speed detector for detecting the actual engine speed;
A target speed setting unit for setting the target engine speed;
A target engine speed change amount for calculating a target engine speed change amount using the actual engine speed detected by the actual engine speed detection unit and the target engine speed set by the target engine speed setting unit. A calculation unit;
The PWM duty correction value for correcting the duty ratio of the PWM signal, the PWM duty correction value maintenance time to which the PWM duty correction value should be applied continuously, and the number of PWM duty corrections to which the PWM duty correction value should be applied A PWM control parameter including at least one of them is calculated according to the target engine speed change amount calculated by the target speed change amount calculation unit, and a PWM signal is calculated based on the calculated PWM control parameter. An engine speed control device comprising: a PWM pulse generation unit that generates and sends the generated pulse to the drive unit.
前記初期値は、前記スロットルバルブの変位を妨げる静止摩擦力を上回る必要最低限度の駆動力が前記駆動部から前記スロットルバルブに与えられるように設定されていることを特徴とする請求項1記載のエンジン回転数制御装置。 In the PWM pulse generator, an initial value of the PWM control parameter is set,
2. The initial value is set so that a minimum necessary driving force exceeding a static frictional force that prevents displacement of the throttle valve is applied to the throttle valve from the driving unit. Engine speed control device.
前記エンジン回転数制御装置は、さらに
前記スロットルバルブの開度であるスロットル開度を検出するスロットル開度検出部と、
前記目標回転数変化量算出部により算出された前記目標エンジン回転数変化量から目標スロットル開度変化量を算出する目標スロットル開度変化量算出部と、
前記目標スロットル開度変化量と前記スロットル開度検出部により検出された実スロットル開度とを用いて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出部と、
前記スロットル開度検出部により検出された前記実スロットル開度を前記目標スロットル開度算出部によって算出された目標スロットル開度に近づけるべく前記駆動部をPWM制御するための第2制御信号を算出する第2制御信号算出部と、
前記目標スロットル開度変化量算出部によって算出された前記目標スロットル開度変化量に基づいて、前記第1制御信号および前記第2制御信号のうちの一方を選択して、前記信号生成部に出力する選択部とをさらに含み、
前記信号生成部は、前記選択部から与えられる制御信号に基づいて前記PWM信号を生成するものであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のエンジン回転数制御装置。 The PWM pulse generation unit calculates the PWM control parameter according to the target engine speed change amount calculated by the target speed change amount calculation unit, and based on the calculated PWM control parameter, drives the drive unit. A first control signal calculation unit that calculates a first control signal for PWM control, and a signal generation unit that generates the PWM signal to be sent to the drive unit,
The engine speed control device further includes a throttle opening degree detection unit that detects a throttle opening degree that is an opening degree of the throttle valve;
A target throttle opening change amount calculating unit that calculates a target throttle opening change amount from the target engine speed change amount calculated by the target engine speed change calculating unit;
A target throttle opening calculator that calculates the target throttle opening using the target throttle opening change amount and the actual throttle opening detected by the throttle opening detector;
A second control signal for PWM control of the drive unit is calculated to bring the actual throttle opening detected by the throttle opening detection unit closer to the target throttle opening calculated by the target throttle opening calculation unit. A second control signal calculation unit;
Based on the target throttle opening change amount calculated by the target throttle opening change amount calculation unit, one of the first control signal and the second control signal is selected and output to the signal generation unit And a selection unit to
5. The engine speed control device according to claim 1, wherein the signal generation unit is configured to generate the PWM signal based on a control signal supplied from the selection unit.
前記スロットル開度検出部によって検出される実スロットル開度を、前記アクセル追従目標スロットル開度算出部によって算出された目標スロットル開度に近づけるべく前記駆動部をPWM制御するための第3制御信号を算出する第3制御信号算出部とをさらに含み、
前記選択部は、前記スロットル開度検出部によって検出される実スロットル開度と、前記目標スロットル開度変化量算出部によって算出される目標スロットル開度変化量とに基づいて、前記第1制御信号、第2制御信号および第3制御信号のいずれかを選択して前記信号生成部に出力するものであることを特徴とする請求項5または6記載のエンジン回転数制御装置。 An accelerator follow-up target throttle opening calculation unit for calculating a target throttle opening based on the accelerator opening;
A third control signal for PWM controlling the drive unit to bring the actual throttle opening detected by the throttle opening detection unit closer to the target throttle opening calculated by the accelerator follow target throttle opening calculation unit; A third control signal calculation unit for calculating,
The selection unit is configured to control the first control signal based on an actual throttle opening detected by the throttle opening detection unit and a target throttle opening change calculated by the target throttle opening change calculating unit. The engine speed control device according to claim 5 or 6, wherein one of the second control signal and the third control signal is selected and output to the signal generator.
前記エンジン回転数制御装置は、
或るPWM補正制御の前に前記実回転数検出部によって検出された実エンジン回転数と、当該PWM補正制御の後に前記実回転数検出部によって検出された実エンジン回転数とを用いて、実エンジン回転数変化量を算出する実回転数変化量算出部と、
前記目標回転数変化量算出部によって算出された前記目標エンジン回転数変化量および前記実回転数変化量算出部によって算出された前記実エンジン回転数変化量を用いて、前記目標エンジン回転数変化量と次回以降のPWM補正制御のための前記PWM制御パラメータとの関係を変更する変更部とをさらに備えることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のエンジン回転数制御装置。 The PWM pulse generation unit repeatedly executes PWM correction control for sending a PWM signal corresponding to the PWM control parameter to the drive unit at intervals.
The engine speed control device includes:
Using the actual engine speed detected by the actual speed detector before a certain PWM correction control and the actual engine speed detected by the actual speed detector after the PWM correction control, An actual engine speed change amount calculating section for calculating an engine speed change amount;
The target engine speed change amount calculated by the target engine speed change amount calculated by the target engine speed change amount calculation unit and the actual engine speed change amount calculated by the actual engine speed change amount calculation unit. 9. The engine speed control device according to claim 1, further comprising: a changing unit that changes a relationship between the PWM control parameter for the PWM correction control after the next time and the PWM control parameter.
請求項1ないし11のいずれかに記載のエンジン回転数制御装置とを備えたことを特徴とするエンジンシステム。 Engine,
An engine system comprising the engine speed control device according to any one of claims 1 to 11.
前記エンジンが発生する駆動力によって回転駆動される走行車輪とを含むことを特徴とする車両。 An engine system according to claim 12;
A vehicle including a traveling wheel that is rotationally driven by a driving force generated by the engine.
前記エンジンを駆動源として作動する発電ユニットとを含むことを特徴とするエンジン発電機。 An engine system according to claim 12;
An engine generator comprising: a power generation unit that operates using the engine as a drive source.
実際のエンジン回転数を検出する実回転数検出ステップと、
目標エンジン回転数を設定する目標回転数設定ステップと、
前記検出された実エンジン回転数と、前記設定された前記目標エンジン回転数とを用いて、目標エンジン回転数変化量を算出する目標回転数変化量算出ステップと、
前記PWM信号のデューティ比を補正するためのPWMデューティ補正値、このPWMデューティ補正値を継続して適用すべきPWMデューティ補正値維持時間、および前記PWMデューティ補正値を適用すべきPWMデューティ補正回数のうちの少なくとも1つを含むPWM制御パラメータを、前記算出された前記目標エンジン回転数変化量に応じて算出するPWM制御パラメータ算出ステップと、
前記算出されたPWM制御パラメータに基づいてPWM信号を生成して前記駆動部に送出するPWM信号送出ステップと、
を含むことを特徴とするエンジン回転数制御方法。 An engine speed control method for controlling the engine speed by driving a throttle valve by a drive unit driven by a PWM signal,
An actual engine speed detecting step for detecting an actual engine speed;
A target speed setting step for setting the target engine speed;
A target engine speed change amount calculating step for calculating a target engine speed change amount using the detected actual engine speed and the set target engine speed;
The PWM duty correction value for correcting the duty ratio of the PWM signal, the PWM duty correction value maintenance time to which the PWM duty correction value should be applied continuously, and the number of PWM duty corrections to which the PWM duty correction value should be applied A PWM control parameter calculating step of calculating a PWM control parameter including at least one of them according to the calculated target engine speed change amount;
A PWM signal sending step for generating a PWM signal based on the calculated PWM control parameter and sending it to the drive unit;
An engine speed control method comprising:
前記スロットルバルブの開度である実スロットル開度をスロットル開度検出部によって検出するスロットル開度検出ステップと、
前記目標エンジン回転数変化量と前記検出された実スロットル開度を用いて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出ステップと、
前記実スロットル開度を前記目標スロットル開度に近づけるべく前記駆動部をPWM制御するための第2制御信号を算出するステップとをさらに含み、
前記PWM信号送出ステップは、前記第1制御信号および前記第2制御信号のうちの一方を選択する制御信号選択ステップと、
選択された制御信号に基づいてPWM信号を生成し、前記駆動部に送出するステップとを含むことを特徴とする請求項15ないし17のいずれかに記載のエンジン回転数制御方法。 Generating a first control signal based on the calculated PWM control parameter;
A throttle opening degree detecting step for detecting an actual throttle opening degree that is an opening degree of the throttle valve by a throttle opening degree detecting unit;
A target throttle opening calculation step for calculating a target throttle opening using the target engine speed change amount and the detected actual throttle opening;
Calculating a second control signal for PWM control of the drive unit so as to bring the actual throttle opening closer to the target throttle opening;
The PWM signal sending step includes a control signal selection step for selecting one of the first control signal and the second control signal;
18. The engine speed control method according to claim 15, further comprising: generating a PWM signal based on the selected control signal and sending the PWM signal to the drive unit.
前記目標エンジン回転数変化量に対応する目標スロットル開度変化量が前記スロットル開度検出部の入力分解能に基づいて予め定めた選択判定値以下の場合に、前記第1制御信号を選択するステップと、
前記目標スロットル開度変化量が前記選択判定値より大きい場合に、前記第2制御信号を選択するステップとを含むことを特徴とする請求項18記載のエンジン回転数制御方法。 The control signal selection step includes
Selecting the first control signal when a target throttle opening change amount corresponding to the target engine speed change amount is equal to or less than a predetermined selection determination value based on an input resolution of the throttle opening detection unit; ,
19. The engine speed control method according to claim 18, further comprising a step of selecting the second control signal when the target throttle opening change amount is larger than the selection determination value.
前記目標エンジン回転数変化量および前記実エンジン回転数変化量を用いて、前記目標エンジン回転数変化量と次回以降のPWM補正制御のための前記PWM制御パラメータとの関係を変更するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項15ないし19のいずれかに記載のエンジン回転数制御方法。 The actual engine speed change for calculating the actual engine speed change amount using the detection result of the actual engine speed before and after the PWM correction control for sending the PWM signal corresponding to the PWM control parameter to the drive unit A quantity calculating step;
Using the target engine speed change amount and the actual engine speed change amount to further change the relationship between the target engine speed change amount and the PWM control parameter for PWM correction control from the next time onward. The engine speed control method according to any one of claims 15 to 19, further comprising:
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