JP2910316B2 - エンジン回転速度制御装置 - Google Patents
エンジン回転速度制御装置Info
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- ignition timing
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン回転を一定に
制御する装置に係わり、特に、ガスエンジンヒートポン
プやコージェネレーション等への適用に好適な、エンジ
ン回転速度制御装置に関する。
制御する装置に係わり、特に、ガスエンジンヒートポン
プやコージェネレーション等への適用に好適な、エンジ
ン回転速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、スロットルアクチュエータを
ＰＩＤ制御してエンジン回転速度を一定に制御するエン
ジン回転速度制御装置が知られている。
ＰＩＤ制御してエンジン回転速度を一定に制御するエン
ジン回転速度制御装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のエン
ジン回転速度制御装置は、スロットルアクチュエータの
分解能等に起因し、エンジン回転速度が目標回転速度を
跨いで変動（ハンチング）し、目標回転速度に収束しな
い、という課題を有している。本発明の目的は、精度良
くエンジン回転速度を一定に制御できる、エンジン回転
速度制御装置の提供にある。
ジン回転速度制御装置は、スロットルアクチュエータの
分解能等に起因し、エンジン回転速度が目標回転速度を
跨いで変動（ハンチング）し、目標回転速度に収束しな
い、という課題を有している。本発明の目的は、精度良
くエンジン回転速度を一定に制御できる、エンジン回転
速度制御装置の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。エンジンの回転速度
を検出する回転速度検出手段と、エンジンの負荷状況を
検出する負荷検出手段と、マイクロコンピュータとを備
え、エンジンに装着されたスパークプラグに高電圧を印
加するイグニッションコイルへの点火時期信号と、吸気
路中に配設されたスロットルバルブを駆動するスロット
ルアクチュエータへの開度設定信号と、を送出するエン
ジン回転速度制御装置であって、エンジンが定常状態に
あるか、過渡状態にあるかを判定する状態判定手段と、
エンジンの回転速度が安定したハンチング状態であるこ
とを検出するハンチング検出手段と、（ａ）エンジンが
過渡状態にあると判定された場合実施する、検出回転速
度が目標回転速度に一致する様に、前記開度設定信号を
調節するスロットル制御手段、および点火時期が、検出
回転速度および検出負荷状態に基づくマッピング点火時
期と一致する様に、前記点火時期信号を調節する点火時
期マップ制御手段と、（ｂ）エンジンが、定常状態にあ
ると判定され、かつ安定したハンチング状態にあると検
出された場合実施する、検出回転速度と目標回転速度と
が一致する仮想スロットル開度を検索し、前記開度設定
信号を固定するスロットルバルブホールド手段、および
前記スロットルバルブホールド手段により前記開度設定
信号が固定された後に、検出回転速度と目標回転速度と
を再比較し、検出回転速度が目標回転速度にさらに近づ
く様に前記開度設定信号の再固定を行うスロットルバル
ブ最適位置ホールド手段、および検出回転速度が目標回
転速度に一致する様、前記点火時期信号を調節する点火
時期制御手段とを具備してなる。
本発明は、以下の構成を採用した。エンジンの回転速度
を検出する回転速度検出手段と、エンジンの負荷状況を
検出する負荷検出手段と、マイクロコンピュータとを備
え、エンジンに装着されたスパークプラグに高電圧を印
加するイグニッションコイルへの点火時期信号と、吸気
路中に配設されたスロットルバルブを駆動するスロット
ルアクチュエータへの開度設定信号と、を送出するエン
ジン回転速度制御装置であって、エンジンが定常状態に
あるか、過渡状態にあるかを判定する状態判定手段と、
エンジンの回転速度が安定したハンチング状態であるこ
とを検出するハンチング検出手段と、（ａ）エンジンが
過渡状態にあると判定された場合実施する、検出回転速
度が目標回転速度に一致する様に、前記開度設定信号を
調節するスロットル制御手段、および点火時期が、検出
回転速度および検出負荷状態に基づくマッピング点火時
期と一致する様に、前記点火時期信号を調節する点火時
期マップ制御手段と、（ｂ）エンジンが、定常状態にあ
ると判定され、かつ安定したハンチング状態にあると検
出された場合実施する、検出回転速度と目標回転速度と
が一致する仮想スロットル開度を検索し、前記開度設定
信号を固定するスロットルバルブホールド手段、および
前記スロットルバルブホールド手段により前記開度設定
信号が固定された後に、検出回転速度と目標回転速度と
を再比較し、検出回転速度が目標回転速度にさらに近づ
く様に前記開度設定信号の再固定を行うスロットルバル
ブ最適位置ホールド手段、および検出回転速度が目標回
転速度に一致する様、前記点火時期信号を調節する点火
時期制御手段とを具備してなる。
【０００５】
【作用】始動直後の様にエンジンが過渡運転状態（図９
のγ区間）の際には、エンジンは、スロットル制御手
段、点火時期マップ制御手段で制御される。この場合、
エンジン回転速度は目標回転速度を跨いで上下に変動
（ハンチング）する。エンジンが定常状態となり、かつ
ハンチング状態が安定する（図９のδポイント）と、以
下の制御に切り換える。スロットルバルブホールド手段
は、検出回転速度と目標回転速度とが一致する仮想スロ
ットル開度を検索（図９のε区間）し、開度設定信号を
固定する。スロットルバルブホールド手段により開度設
定信号が固定された後に、スロットルバルブ最適位置ホ
ールド手段は、検出回転速度と目標回転速度とを再比較
し、検出回転速度が目標回転速度にさらに近づく様に開
度設定信号の再固定を行う（図９のζポイント）。スロ
ットルバルブが再ホールドされた後、点火時期制御手段
は検出回転速度が目標回転速度に一致する様、点火時期
信号を調節する（図９のη区間）。
のγ区間）の際には、エンジンは、スロットル制御手
段、点火時期マップ制御手段で制御される。この場合、
エンジン回転速度は目標回転速度を跨いで上下に変動
（ハンチング）する。エンジンが定常状態となり、かつ
ハンチング状態が安定する（図９のδポイント）と、以
下の制御に切り換える。スロットルバルブホールド手段
は、検出回転速度と目標回転速度とが一致する仮想スロ
ットル開度を検索（図９のε区間）し、開度設定信号を
固定する。スロットルバルブホールド手段により開度設
定信号が固定された後に、スロットルバルブ最適位置ホ
ールド手段は、検出回転速度と目標回転速度とを再比較
し、検出回転速度が目標回転速度にさらに近づく様に開
度設定信号の再固定を行う（図９のζポイント）。スロ
ットルバルブが再ホールドされた後、点火時期制御手段
は検出回転速度が目標回転速度に一致する様、点火時期
信号を調節する（図９のη区間）。
【０００６】
【発明の効果】エンジン回転速度制御装置は、エンジン
の回転速度を精度良く一定に制御できる。
の回転速度を精度良く一定に制御できる。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例を図１〜図８に基づいて説
明する。図１に示すように、エンジン回転速度制御装置
Ａは、エンジン１の回転速度を検出する回転角センサ２
と、吸気管３１内の負圧を検出する吸気管圧力センサ３
と、マイクロコンピュータ５とを備え、エンジン１に装
着されたスパークプラグ１１に高電圧を印加するイグニ
ッションコイル１２へ点火時期信号Ｓｔを送出し、吸気
管３１中に配設したスロットルバルブ４１に連結される
ステッピングモータ４に開度設定信号Ｓｋを送出する。
明する。図１に示すように、エンジン回転速度制御装置
Ａは、エンジン１の回転速度を検出する回転角センサ２
と、吸気管３１内の負圧を検出する吸気管圧力センサ３
と、マイクロコンピュータ５とを備え、エンジン１に装
着されたスパークプラグ１１に高電圧を印加するイグニ
ッションコイル１２へ点火時期信号Ｓｔを送出し、吸気
管３１中に配設したスロットルバルブ４１に連結される
ステッピングモータ４に開度設定信号Ｓｋを送出する。
【０００８】マイクロコンピュータ５は、図２の制御プ
ロセスに示す様に、エンジン定常運転か過渡運転状態か
を判断し、過渡運転状態（Ｎｏ）と判断すると、スロッ
トルＰＩＤ制御、点火時期マップ制御を行う。また、定
常状態（Ｙｅｓ）と判断すると、ハンチング検出、スロ
ットルバルブホールド、スロットルバルブ最適位置ホー
ルド、点火時期ＰＩＤ制御を行う。
ロセスに示す様に、エンジン定常運転か過渡運転状態か
を判断し、過渡運転状態（Ｎｏ）と判断すると、スロッ
トルＰＩＤ制御、点火時期マップ制御を行う。また、定
常状態（Ｙｅｓ）と判断すると、ハンチング検出、スロ
ットルバルブホールド、スロットルバルブ最適位置ホー
ルド、点火時期ＰＩＤ制御を行う。
【０００９】以下、各プロセスを更に詳細に説明する。 ＜ハンチング検出＞について “ハンチング検出”では、エンジン回転速度ＮＥが目標
エンジン回転速度ＮＥＴに収束できず、目標エンジン回
転速度ＮＥＴを中心に上下に変動する（以下、“ハンチ
ング安定状態”と称する）状態を検出する。目標エンジ
ン回転速度ＮＥＴを跨いでハンチングする状態（図３に
示す）において、エンジン回転速度ＮＥと目標エンジン
回転速度ＮＥＴとの関係に拠り反転する回転速度モニタ
ーフラグＸＴＮＥの反転毎に、エンジン回転速度ＮＥの
上限、下限のピークホールドの中心点ＰＮＥＣを求める
（図４参照）。中心点ＰＮＥＣの上限ピークホールド値
ＰＮＥＣＰと、下限ピークホールド値ＰＮＥＣＭとの上
下限幅（ＰＮＥＣＰ−ＰＮＥＣＭ）を求め、これと所定
の値ＫＮＥＣＪＵＤと比較し、（ＰＮＥＣＰ−ＰＮＥＣ
Ｍ）＜ＫＮＥＣＪＵＤであるならばハンチング安定状態
カウンタＣＩＮＴを加算していく。もし、（ＰＮＥＣＰ
−ＰＮＥＣＭ）≧ＫＮＥＣＪＵＤであるならばハンチン
グ安定状態カウンタＣＩＮＴをクリアし、中心点ＰＮＥ
Ｃ、ＰＮＥＭのピークホールド値も初期値にする。本実
施例では、ハンチング安定状態が５回以上連続した場合
（ＣＩＮＴ≧５）、ハンチング安定状態検出フラグＸＫ
ＩＣＭＰを“１”としている（ＸＫＩＣＭＰ１＝１）。
エンジン回転速度ＮＥＴに収束できず、目標エンジン回
転速度ＮＥＴを中心に上下に変動する（以下、“ハンチ
ング安定状態”と称する）状態を検出する。目標エンジ
ン回転速度ＮＥＴを跨いでハンチングする状態（図３に
示す）において、エンジン回転速度ＮＥと目標エンジン
回転速度ＮＥＴとの関係に拠り反転する回転速度モニタ
ーフラグＸＴＮＥの反転毎に、エンジン回転速度ＮＥの
上限、下限のピークホールドの中心点ＰＮＥＣを求める
（図４参照）。中心点ＰＮＥＣの上限ピークホールド値
ＰＮＥＣＰと、下限ピークホールド値ＰＮＥＣＭとの上
下限幅（ＰＮＥＣＰ−ＰＮＥＣＭ）を求め、これと所定
の値ＫＮＥＣＪＵＤと比較し、（ＰＮＥＣＰ−ＰＮＥＣ
Ｍ）＜ＫＮＥＣＪＵＤであるならばハンチング安定状態
カウンタＣＩＮＴを加算していく。もし、（ＰＮＥＣＰ
−ＰＮＥＣＭ）≧ＫＮＥＣＪＵＤであるならばハンチン
グ安定状態カウンタＣＩＮＴをクリアし、中心点ＰＮＥ
Ｃ、ＰＮＥＭのピークホールド値も初期値にする。本実
施例では、ハンチング安定状態が５回以上連続した場合
（ＣＩＮＴ≧５）、ハンチング安定状態検出フラグＸＫ
ＩＣＭＰを“１”としている（ＸＫＩＣＭＰ１＝１）。
【００１０】図５に、マイクロコンピュータ５のプログ
ラム上でのハンチング検出のフローチャートを示す。ハ
ンチング検出は、図５のハンチング検出ルーチン（クラ
ンク軸の１８０°毎）中で行う。ステップ５０１にて、
エンジン回転速度ＮＥが目標エンジン回転速度ＮＥＴ以
上か否か判断する。ＮＥ≧ＮＥＴの場合（Ｙｅｓ）はス
テップ５０２にて、回転速度モニターフラグＸＴＮＥを
１にする。ＮＥ＜ＮＥＴ（Ｎｏ）の場合はステップ５０
３にて回転速度モニターフラグＸＴＮＥを０にする（図
３参照）。ステップ５０４にて、回転速度モニターフラ
グＸＴＮＥが前回（１８０°前）に対し反転しているか
否か判断する。反転している（Ｙｅｓ）ならばステップ
５０６にてサブルーチンＭＰＰＪＵＤ処理（別途説明）
を行う。反転していなければ（Ｎｏ）ステップ５０５に
て、取り込んだエンジン回転速度ＮＥの高回転側または
低回転側のピーク値ＰＮＥＰ、ＰＮＥＭをホールドして
おく。ステップ５０７にてハンチング安定状態カウンタ
ＣＩＮＴが５以上であるか否か判断する。ＣＩＮＴ＜５
の場合、更にステップ５０８にてＣＩＮＴ＝０か否か調
査する。ＣＩＮＴ≠０なら１≦ＣＩＮＴ＜５の状態であ
ると判断し、ステップ５０９にて開側または閉側ピーク
値ＰＳＴＰ、ＰＳＴＭをピークホールドする。もし、Ｃ
ＩＮＴ＝０ならば、ステップ５１０、５１１にて、開側
ピーク値ＰＳＴＰ、閉側ピーク値ＰＳＴＭにその時のス
ロットル開度カウンタＣＳＴＥＰを代入し初期化する。
ラム上でのハンチング検出のフローチャートを示す。ハ
ンチング検出は、図５のハンチング検出ルーチン（クラ
ンク軸の１８０°毎）中で行う。ステップ５０１にて、
エンジン回転速度ＮＥが目標エンジン回転速度ＮＥＴ以
上か否か判断する。ＮＥ≧ＮＥＴの場合（Ｙｅｓ）はス
テップ５０２にて、回転速度モニターフラグＸＴＮＥを
１にする。ＮＥ＜ＮＥＴ（Ｎｏ）の場合はステップ５０
３にて回転速度モニターフラグＸＴＮＥを０にする（図
３参照）。ステップ５０４にて、回転速度モニターフラ
グＸＴＮＥが前回（１８０°前）に対し反転しているか
否か判断する。反転している（Ｙｅｓ）ならばステップ
５０６にてサブルーチンＭＰＰＪＵＤ処理（別途説明）
を行う。反転していなければ（Ｎｏ）ステップ５０５に
て、取り込んだエンジン回転速度ＮＥの高回転側または
低回転側のピーク値ＰＮＥＰ、ＰＮＥＭをホールドして
おく。ステップ５０７にてハンチング安定状態カウンタ
ＣＩＮＴが５以上であるか否か判断する。ＣＩＮＴ＜５
の場合、更にステップ５０８にてＣＩＮＴ＝０か否か調
査する。ＣＩＮＴ≠０なら１≦ＣＩＮＴ＜５の状態であ
ると判断し、ステップ５０９にて開側または閉側ピーク
値ＰＳＴＰ、ＰＳＴＭをピークホールドする。もし、Ｃ
ＩＮＴ＝０ならば、ステップ５１０、５１１にて、開側
ピーク値ＰＳＴＰ、閉側ピーク値ＰＳＴＭにその時のス
ロットル開度カウンタＣＳＴＥＰを代入し初期化する。
【００１１】サブルーチンＭＰＰＪＵＤの説明 サブルーチンＭＰＰＪＵＤは、回転速度モニターフラグ
ＸＴＮＥが反転（０←→１）した時のみ発動するルーチ
ンである。ステップ５０６１にて、直前のＮＥハンチン
グ１サイクル分の上限、下限のピークホールド値ＰＮＥ
Ｐ、ＰＮＥＭの中心点ＰＮＥＣを算出する。例えば、図
３において、のＸＴＮＥ反転ポイントにて判定した時
にはＰＮＥＰはαポイントの値、ＰＮＥＭはβポイント
の値のピークホールド値となる。ステップ５０６２に
て、ステップ５０６１にて算出した中心点ＰＮＥＣが過
去の中心点ＰＮＥＣのバラツキの上限、下限ピーク値を
越えるのであれば、それをピークホールドする。ステッ
プ５０６３、５０６４にて、中心点ＰＮＥＣのバラツキ
幅（ＰＮＥＣＰ−ＰＮＥＣＭ）が所定値ＫＮＥＣＪＵＤ
の範囲内にあるか否か判断する。バラツキ幅が所定値Ｋ
ＮＥＣＪＵＤの範囲外にある時はハンチング安定状態で
ないと判断し、ステップ５０６５にてハンチング安定状
態カウンタＣＩＮＴをクリヤー（ＣＩＮＴ＝０）する。
さらに、ステップ５０６６にて、中心点ＰＮＥＣのバラ
ツキ上限、下限値ＰＮＥＣＰ、ＰＮＥＣＭを任意の初期
値とし、つぎのバラツキ幅の算出に備える。中心点ＰＮ
ＥＣのバラツキ幅（ＰＮＥＣＰ−ＰＮＥＣＭ）が所定値
ＫＮＥＣＪＵＤの範囲内にある時は、ハンチング安定状
態と判断し、ステップ５０６７にて、ハンチング安定状
態カウンタＣＩＮＴをインクリメントする。ステップ５
０６８にて、ハンチング安定状態カウンタＣＩＮＴが５
以上の時、ハンチング安定状態と見なし、ステップ５０
６９でハンチング安定状態カウンタＣＩＮＴのオーバー
フロー防止を行ない、ステップ５０７０でＮＥ＝ＮＥＴ
となると予測される仮想目標スロットル開度ＣＳＴＡＧ
を算出する。仮想目標スロットル開度ＣＳＴＡＧは、ハ
ンチング安定状態カウンタＣＩＮＴが１≦ＣＩＮＴ＜５
の関係を保持する区間のスロットル開度カウンタＣＳＴ
ＥＰの開側または閉側ピーク値ＰＳＴＰ、ＰＳＴＭを求
め、その中心点より求められる。ＣＳＴＡＧ＝（ＰＳＴ
Ｐ＋ＰＳＴＭ）／２。ステップ５０７１にて、ハンチン
グ安定状態検出フラグＸＫＩＣＭＰを１にする。
ＸＴＮＥが反転（０←→１）した時のみ発動するルーチ
ンである。ステップ５０６１にて、直前のＮＥハンチン
グ１サイクル分の上限、下限のピークホールド値ＰＮＥ
Ｐ、ＰＮＥＭの中心点ＰＮＥＣを算出する。例えば、図
３において、のＸＴＮＥ反転ポイントにて判定した時
にはＰＮＥＰはαポイントの値、ＰＮＥＭはβポイント
の値のピークホールド値となる。ステップ５０６２に
て、ステップ５０６１にて算出した中心点ＰＮＥＣが過
去の中心点ＰＮＥＣのバラツキの上限、下限ピーク値を
越えるのであれば、それをピークホールドする。ステッ
プ５０６３、５０６４にて、中心点ＰＮＥＣのバラツキ
幅（ＰＮＥＣＰ−ＰＮＥＣＭ）が所定値ＫＮＥＣＪＵＤ
の範囲内にあるか否か判断する。バラツキ幅が所定値Ｋ
ＮＥＣＪＵＤの範囲外にある時はハンチング安定状態で
ないと判断し、ステップ５０６５にてハンチング安定状
態カウンタＣＩＮＴをクリヤー（ＣＩＮＴ＝０）する。
さらに、ステップ５０６６にて、中心点ＰＮＥＣのバラ
ツキ上限、下限値ＰＮＥＣＰ、ＰＮＥＣＭを任意の初期
値とし、つぎのバラツキ幅の算出に備える。中心点ＰＮ
ＥＣのバラツキ幅（ＰＮＥＣＰ−ＰＮＥＣＭ）が所定値
ＫＮＥＣＪＵＤの範囲内にある時は、ハンチング安定状
態と判断し、ステップ５０６７にて、ハンチング安定状
態カウンタＣＩＮＴをインクリメントする。ステップ５
０６８にて、ハンチング安定状態カウンタＣＩＮＴが５
以上の時、ハンチング安定状態と見なし、ステップ５０
６９でハンチング安定状態カウンタＣＩＮＴのオーバー
フロー防止を行ない、ステップ５０７０でＮＥ＝ＮＥＴ
となると予測される仮想目標スロットル開度ＣＳＴＡＧ
を算出する。仮想目標スロットル開度ＣＳＴＡＧは、ハ
ンチング安定状態カウンタＣＩＮＴが１≦ＣＩＮＴ＜５
の関係を保持する区間のスロットル開度カウンタＣＳＴ
ＥＰの開側または閉側ピーク値ＰＳＴＰ、ＰＳＴＭを求
め、その中心点より求められる。ＣＳＴＡＧ＝（ＰＳＴ
Ｐ＋ＰＳＴＭ）／２。ステップ５０７１にて、ハンチン
グ安定状態検出フラグＸＫＩＣＭＰを１にする。
【００１２】＜スロットルバルブホールド＞について 図７に、２．５ｍｓ毎に演算するステッピングモータ駆
動ルーチンを示す。ステップ７０１にて、目標スロット
ル開度ＴＨＲＴＡＧの算出を行う。これは、スロットル
補正ベース開度ＴＨＲＢＡＳとスロットル補正値ＦＰＩ
Ｄとの和（ＴＨＲＢＡＳ＋ＦＰＩＤ）により求める。ス
テップ７０２にて、現在のスロットル開度カウンタＣＳ
ＴＥＰと目標スロットル開度ＴＨＲＴＡＧとを比較し、
ＣＳＴＥＰ＞ＴＨＲＴＡＧならば、ステップ７０３にて
ステッピングモータ４を閉方向へ１ステップ分駆動処理
する。ステップ７０２にて、ＣＳＴＥＰ≦ＴＨＲＴＡＧ
ならば、ステップ７０４にて再度比較し、ＣＳＴＥＰ≧
ＴＨＲＴＡＧならばスロットル開度カウンタＣＳＴＥＰ
と目標スロットル開度ＴＨＲＴＡＧとが一致していると
判断してステップ７０５にてステッピングモータ４を現
位置でホールドする。ステップ７０４にて、上記関係以
外の時は、ステップ７０６にてステッピングモータ４を
開方向へ１ステップ駆動処理する。ステップ７０７に
て、ハンチング安定状態か否かハンチング安定状態検出
フラグＸＫＩＣＭＰで判断し、ＸＫＩＣＭＰ＝０なら
（Ｎｏ）通常状態と判断し、何も行わない。ＸＫＩＣＭ
Ｐ＝１の場合（Ｙｅｓ）は、ハンチング安定状態と判断
してステップ７０８にて現在のスロットル開度カウンタ
ＣＳＴＥＰとスロットル固定点の仮想目標スロットル開
度ＣＳＴＡＧと比較し、既にＣＳＴＥＰ＝ＣＳＴＡＧに
なっているならば、ステップ７０９にて、目標開度到達
完了フラグＸＫＩＣＭＰ２を“１”とする。つぎに、ス
テップ７１０にて、スロットルバルブ４１を仮想目標ス
ロットル開度へ固定したか否かを、積分項補正値ＦＫＩ
の値で判定する。もし、スロットル固定制御が完了して
いるなら、ＦＫＩ＝０となる（別途図６で説明する）
為、ステップ７１１にてスロットル固定制御完了フラグ
ＸＫＩＣＭＰ３を１とする。ステップ７０８にて、ＣＳ
ＴＥＰ≠ＣＳＴＡＧの場合、何も行わない。なお、スロ
ットル開度カウンタＣＳＴＥＰは必ず仮想目標スロット
ル開度ＣＳＴＡＧを中心にハンチングしている為、ＣＳ
ＴＥＰ＝ＣＳＴＡＧとなるポイントは発見できる。ステ
ップ７１０にて、ＦＫＩ≠０の場合は、未だスロットル
固定制御が完了していないと判断し、何も行わない。ハ
ンチング検出ルーチンは、高速演算処理をしているステ
ッピングモータ駆動ルーチンより遅い。このためスロッ
トル固定完了迄に若干の時間がかかる。
動ルーチンを示す。ステップ７０１にて、目標スロット
ル開度ＴＨＲＴＡＧの算出を行う。これは、スロットル
補正ベース開度ＴＨＲＢＡＳとスロットル補正値ＦＰＩ
Ｄとの和（ＴＨＲＢＡＳ＋ＦＰＩＤ）により求める。ス
テップ７０２にて、現在のスロットル開度カウンタＣＳ
ＴＥＰと目標スロットル開度ＴＨＲＴＡＧとを比較し、
ＣＳＴＥＰ＞ＴＨＲＴＡＧならば、ステップ７０３にて
ステッピングモータ４を閉方向へ１ステップ分駆動処理
する。ステップ７０２にて、ＣＳＴＥＰ≦ＴＨＲＴＡＧ
ならば、ステップ７０４にて再度比較し、ＣＳＴＥＰ≧
ＴＨＲＴＡＧならばスロットル開度カウンタＣＳＴＥＰ
と目標スロットル開度ＴＨＲＴＡＧとが一致していると
判断してステップ７０５にてステッピングモータ４を現
位置でホールドする。ステップ７０４にて、上記関係以
外の時は、ステップ７０６にてステッピングモータ４を
開方向へ１ステップ駆動処理する。ステップ７０７に
て、ハンチング安定状態か否かハンチング安定状態検出
フラグＸＫＩＣＭＰで判断し、ＸＫＩＣＭＰ＝０なら
（Ｎｏ）通常状態と判断し、何も行わない。ＸＫＩＣＭ
Ｐ＝１の場合（Ｙｅｓ）は、ハンチング安定状態と判断
してステップ７０８にて現在のスロットル開度カウンタ
ＣＳＴＥＰとスロットル固定点の仮想目標スロットル開
度ＣＳＴＡＧと比較し、既にＣＳＴＥＰ＝ＣＳＴＡＧに
なっているならば、ステップ７０９にて、目標開度到達
完了フラグＸＫＩＣＭＰ２を“１”とする。つぎに、ス
テップ７１０にて、スロットルバルブ４１を仮想目標ス
ロットル開度へ固定したか否かを、積分項補正値ＦＫＩ
の値で判定する。もし、スロットル固定制御が完了して
いるなら、ＦＫＩ＝０となる（別途図６で説明する）
為、ステップ７１１にてスロットル固定制御完了フラグ
ＸＫＩＣＭＰ３を１とする。ステップ７０８にて、ＣＳ
ＴＥＰ≠ＣＳＴＡＧの場合、何も行わない。なお、スロ
ットル開度カウンタＣＳＴＥＰは必ず仮想目標スロット
ル開度ＣＳＴＡＧを中心にハンチングしている為、ＣＳ
ＴＥＰ＝ＣＳＴＡＧとなるポイントは発見できる。ステ
ップ７１０にて、ＦＫＩ≠０の場合は、未だスロットル
固定制御が完了していないと判断し、何も行わない。ハ
ンチング検出ルーチンは、高速演算処理をしているステ
ッピングモータ駆動ルーチンより遅い。このためスロッ
トル固定完了迄に若干の時間がかかる。
【００１３】＜エンジン定常運転？＞、＜スロットルバ
ルブ最適位置ホールド＞について 図６に、スロットル最適固定点検索ルーチンを示す。ス
テップ６０１にて、回転速度の微分値ＤＮＥが所定値Ｋ
ＣＵＴより大きいか否か判断する。尚、ＫＣＵＴはエン
ジンの運転状態が、過渡状態か定常状態かを判断できる
値、つまり、定常状態における微分値相当の値とする。
ステップ６０１にて、過渡状態（ＤＮＥ＞ＫＣＵＴ）と
判断されると、ステップ６０２にて、スロットル安定化
の為の操作フラグＸＫＩＣＭＰ、ＸＫＩＣＭＰ２、ＸＫ
ＩＣＭＰ３、ＸＫＩＣＭＰ４を全てクリアする。ステッ
プ６０３にて、目標開度到達完了フラグＸＫＩＣＭＰ２
をチェックし、完了（ＸＫＩＣＭＰ２＝１）していたな
らば、ステップ６０５にて比例項補正値ＦＫＰをゼロに
する。もし、ＸＫＩＣＭＰ２＝０ならば、ステップ６０
４にて通常通りＦＫＰを算出する。同様に、ステップ６
０６にてＸＫＩＣＭＰ２をチェックし、目標開度到達が
完了していなければステップ６０７にて通常通り積分項
補正値ＦＫＩを算出するが、ステップ６０６にて完了し
ていたならば、ステップ６０８にてスロットル固定制御
完了フラグＸＫＩＣＭＰ３をチェックする。固定完了し
ていない（ＸＫＩＣＭＰ３＝０）なら、ステップ６０９
にて積分項補正値ＦＫＩをゼロとする。また、固定完了
していたなら、ステップ６１０にてエンジン回転速度Ｎ
Ｅをチェックする。
ルブ最適位置ホールド＞について 図６に、スロットル最適固定点検索ルーチンを示す。ス
テップ６０１にて、回転速度の微分値ＤＮＥが所定値Ｋ
ＣＵＴより大きいか否か判断する。尚、ＫＣＵＴはエン
ジンの運転状態が、過渡状態か定常状態かを判断できる
値、つまり、定常状態における微分値相当の値とする。
ステップ６０１にて、過渡状態（ＤＮＥ＞ＫＣＵＴ）と
判断されると、ステップ６０２にて、スロットル安定化
の為の操作フラグＸＫＩＣＭＰ、ＸＫＩＣＭＰ２、ＸＫ
ＩＣＭＰ３、ＸＫＩＣＭＰ４を全てクリアする。ステッ
プ６０３にて、目標開度到達完了フラグＸＫＩＣＭＰ２
をチェックし、完了（ＸＫＩＣＭＰ２＝１）していたな
らば、ステップ６０５にて比例項補正値ＦＫＰをゼロに
する。もし、ＸＫＩＣＭＰ２＝０ならば、ステップ６０
４にて通常通りＦＫＰを算出する。同様に、ステップ６
０６にてＸＫＩＣＭＰ２をチェックし、目標開度到達が
完了していなければステップ６０７にて通常通り積分項
補正値ＦＫＩを算出するが、ステップ６０６にて完了し
ていたならば、ステップ６０８にてスロットル固定制御
完了フラグＸＫＩＣＭＰ３をチェックする。固定完了し
ていない（ＸＫＩＣＭＰ３＝０）なら、ステップ６０９
にて積分項補正値ＦＫＩをゼロとする。また、固定完了
していたなら、ステップ６１０にてエンジン回転速度Ｎ
Ｅをチェックする。
【００１４】ステップ６１０では、スロットルバルブ４
１を仮想目標開度に固定したが、これが妥当であったか
否かを判断する。これは、次の処理にて、点火時期によ
り遅角側への制御により、ＮＥ＝ＮＥＴとする為、エン
ジン回転速度ＮＥは次の関係であることが必要である。
ＮＥ≧ＮＥＴの関係、つまり、ＸＴＮＥ＝１の時、初め
て点火時期ＰＩＤ制御による回転速度安定化を実行する
ことができる。ステップ６１０にて、ＸＴＮＥ＝１の
時、目標エンジン回転速度ＮＥＴ以上の回転速度で固定
されていると判断し、点火時期ＰＩＤ制御に拠る点火回
転安定化許可フラグＸＫＩＣＭＰ４をステップ６１１に
て“１”として許可する。もし、ステップ６１０にて、
ＸＴＮＥ＝０を確認した場合、仮想目標スロットル開度
ＣＳＴＡＧの位置が妥当でなく、スロットル固定位置が
未だＮＥＴに達していないと判断されると、ステップ６
１２にて、積分項補正値ＦＫＩ（比例項または微分項の
どちらか）を用いて１ＳＴＥＰ分だけ、開側へモータ駆
動する指示をする。ステップ６１０、６１２の作用によ
り、ＸＴＮＥ＝１となるまでルーチン毎にステッピング
モータ４を１ＳＴＥＰづつ開制御していく。
１を仮想目標開度に固定したが、これが妥当であったか
否かを判断する。これは、次の処理にて、点火時期によ
り遅角側への制御により、ＮＥ＝ＮＥＴとする為、エン
ジン回転速度ＮＥは次の関係であることが必要である。
ＮＥ≧ＮＥＴの関係、つまり、ＸＴＮＥ＝１の時、初め
て点火時期ＰＩＤ制御による回転速度安定化を実行する
ことができる。ステップ６１０にて、ＸＴＮＥ＝１の
時、目標エンジン回転速度ＮＥＴ以上の回転速度で固定
されていると判断し、点火時期ＰＩＤ制御に拠る点火回
転安定化許可フラグＸＫＩＣＭＰ４をステップ６１１に
て“１”として許可する。もし、ステップ６１０にて、
ＸＴＮＥ＝０を確認した場合、仮想目標スロットル開度
ＣＳＴＡＧの位置が妥当でなく、スロットル固定位置が
未だＮＥＴに達していないと判断されると、ステップ６
１２にて、積分項補正値ＦＫＩ（比例項または微分項の
どちらか）を用いて１ＳＴＥＰ分だけ、開側へモータ駆
動する指示をする。ステップ６１０、６１２の作用によ
り、ＸＴＮＥ＝１となるまでルーチン毎にステッピング
モータ４を１ＳＴＥＰづつ開制御していく。
【００１５】ステップ６１３、６１４、６１５では、ス
テップ６０３〜６０５の作用と同様に、微分項補正値Ｆ
ＫＤを操作する。ステップ６１６にて最終のスロットル
補正値ＦＰＩＤを算出する。ここで、ＸＫＩＣＭＰ２＝
１であれば、ＦＰＩＤ＝０となり、スロットル補正値が
ゼロなので、現状スロットル開度維持となる。
テップ６０３〜６０５の作用と同様に、微分項補正値Ｆ
ＫＤを操作する。ステップ６１６にて最終のスロットル
補正値ＦＰＩＤを算出する。ここで、ＸＫＩＣＭＰ２＝
１であれば、ＦＰＩＤ＝０となり、スロットル補正値が
ゼロなので、現状スロットル開度維持となる。
【００１６】＜点火時期マップ制御＞、＜点火時期ＰＩ
Ｄ制御＞について 図８は、クランク角１８０°毎に演算する点火時期算出
ルーチンを示す。ステップ８０１にて、通常の最適点火
時期ＡＣＡＬを、エンジン回転速度ＮＥと吸気管３１内
の負圧ＰＭとからマッピング算出する。この時の最適点
火時期とは、最大トルクの得られる最小進角値つまりＭ
ＢＴ点を言い、ノックゾーンとＭＢＴとがラップするエ
ンジン高負荷領域の場合はノック限界点火時期を言う。
ステップ８０２にて、点火時期ＰＩＤ制御が許可されて
いるか否か判断し、もし許可されていたら（ＸＫＩＣＭ
Ｐ４＝１）、ステップ８０３にて、現状のエンジン回転
速度ＮＥが目標エンジン回転速度ＮＥＴと一致している
か否か判断し、一致していたらステップ８０４にて回転
安定化点火時期ベースＥＳＡＢＡＳに、前回算出し実行
した目標点火時期ＥＳＡＴＡＧを代入して回転安定化点
火時期ベースＥＳＡＢＡＳを更新する。もし、ＮＥ≠Ｎ
ＥＴならは、ステップ８０５〜８０７にて、スロットル
制御と同様に、比例補正値ＡＦＫＰ、積分補正値ＡＦＫ
Ｉ、微分補正値ＡＦＫＤを算出し、ステップ８０８にて
最終の点火ＰＩＤ補正値ＡＦＰＩＤを算出し、ステップ
８０９にて目標点火時期ＥＳＡＴＡＧを算出する。ステ
ップ８１０にて、ＥＳＡＴＡＧの進角側ガードを行う。
これは、安全対策として、点火ＰＩＤ補正による制御
を、ステップ８０１で求めた最適点火時期ＡＣＡＬ以上
に進角させない為である。ＮＥ≧ＮＥＴ（但しＮＥはス
テッピングモータ駆動用ＬＳＢの１ＬＳＢ分だけＮＥＴ
より大である）の位置で、スロットルバルブ４１が固定
する様に検索、制御して、その位置からＮＥ＝ＮＥＴと
なる様、ＮＥとＮＥＴとの偏差より、点火時期ＰＩＤ制
御（ＡＣＡＬより遅角側）することに拠り、エンジン回
転速度ＮＥの回転変動（＝ハンチング）を取り除く。
Ｄ制御＞について 図８は、クランク角１８０°毎に演算する点火時期算出
ルーチンを示す。ステップ８０１にて、通常の最適点火
時期ＡＣＡＬを、エンジン回転速度ＮＥと吸気管３１内
の負圧ＰＭとからマッピング算出する。この時の最適点
火時期とは、最大トルクの得られる最小進角値つまりＭ
ＢＴ点を言い、ノックゾーンとＭＢＴとがラップするエ
ンジン高負荷領域の場合はノック限界点火時期を言う。
ステップ８０２にて、点火時期ＰＩＤ制御が許可されて
いるか否か判断し、もし許可されていたら（ＸＫＩＣＭ
Ｐ４＝１）、ステップ８０３にて、現状のエンジン回転
速度ＮＥが目標エンジン回転速度ＮＥＴと一致している
か否か判断し、一致していたらステップ８０４にて回転
安定化点火時期ベースＥＳＡＢＡＳに、前回算出し実行
した目標点火時期ＥＳＡＴＡＧを代入して回転安定化点
火時期ベースＥＳＡＢＡＳを更新する。もし、ＮＥ≠Ｎ
ＥＴならは、ステップ８０５〜８０７にて、スロットル
制御と同様に、比例補正値ＡＦＫＰ、積分補正値ＡＦＫ
Ｉ、微分補正値ＡＦＫＤを算出し、ステップ８０８にて
最終の点火ＰＩＤ補正値ＡＦＰＩＤを算出し、ステップ
８０９にて目標点火時期ＥＳＡＴＡＧを算出する。ステ
ップ８１０にて、ＥＳＡＴＡＧの進角側ガードを行う。
これは、安全対策として、点火ＰＩＤ補正による制御
を、ステップ８０１で求めた最適点火時期ＡＣＡＬ以上
に進角させない為である。ＮＥ≧ＮＥＴ（但しＮＥはス
テッピングモータ駆動用ＬＳＢの１ＬＳＢ分だけＮＥＴ
より大である）の位置で、スロットルバルブ４１が固定
する様に検索、制御して、その位置からＮＥ＝ＮＥＴと
なる様、ＮＥとＮＥＴとの偏差より、点火時期ＰＩＤ制
御（ＡＣＡＬより遅角側）することに拠り、エンジン回
転速度ＮＥの回転変動（＝ハンチング）を取り除く。
【００１７】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。 ａ．図２の“点火時期マップ制御”において、図１に示
す吸気管圧力センサ３を用い、図８のステップ８０１に
て、ＮＥ- ＰＭマッピングに拠る点火時期ＡＣＡＬの算
出を行っているが、吸気管圧力センサ３の代わりに、ス
ロットル開度センサを用い、ＮＥ- ＴＶＯ（スロットル
開度センサ出力）マッピングによる点火時期ＡＣＡＬの
算出を行っても同様に作用する。また、スロットル開度
センサを用いず、ステッピングモータ４を１ＳＴＥＰ駆
動する毎カウントするＣＳＴＥＰを用いてＮＥ- ＣＳＴ
ＥＰマッピングによる点火時期ＡＣＡＬの算出を行って
も同様に作用する。 ｂ．スロットルアクチュエータは、ステッピングモータ
４の替わりに、ＤＣモータ＋スロットルセンサを用いて
も同様に作用する。この時、スロットル開度カウンタＣ
ＳＴＥＰはスロットルセンサ入力１ＬＳＢ分を最小単位
とする。 ｃ．図５のハンチング検出ルーチンにおいて、ステップ
５０６７、５０６８にて、任意回数（５回以上）のハン
チング状態を検出してハンチング安定状態検出フラグＸ
ＫＩＣＭＰ１を“１”としているが、任意回数の替わり
に任意時間ハンチング状態を検出してハンチング安定状
態を検出する構成であっても良い。 ｄ．図６のステップ６０１にて、過渡か定常状態かの判
定に、ＮＥ微分値を用いているが、微分値の代わりに、
吸気管３１内の負圧の変化- スロットル開度変化に拠り
エンジン状態を判定しても良い。
態様を含む。 ａ．図２の“点火時期マップ制御”において、図１に示
す吸気管圧力センサ３を用い、図８のステップ８０１に
て、ＮＥ- ＰＭマッピングに拠る点火時期ＡＣＡＬの算
出を行っているが、吸気管圧力センサ３の代わりに、ス
ロットル開度センサを用い、ＮＥ- ＴＶＯ（スロットル
開度センサ出力）マッピングによる点火時期ＡＣＡＬの
算出を行っても同様に作用する。また、スロットル開度
センサを用いず、ステッピングモータ４を１ＳＴＥＰ駆
動する毎カウントするＣＳＴＥＰを用いてＮＥ- ＣＳＴ
ＥＰマッピングによる点火時期ＡＣＡＬの算出を行って
も同様に作用する。 ｂ．スロットルアクチュエータは、ステッピングモータ
４の替わりに、ＤＣモータ＋スロットルセンサを用いて
も同様に作用する。この時、スロットル開度カウンタＣ
ＳＴＥＰはスロットルセンサ入力１ＬＳＢ分を最小単位
とする。 ｃ．図５のハンチング検出ルーチンにおいて、ステップ
５０６７、５０６８にて、任意回数（５回以上）のハン
チング状態を検出してハンチング安定状態検出フラグＸ
ＫＩＣＭＰ１を“１”としているが、任意回数の替わり
に任意時間ハンチング状態を検出してハンチング安定状
態を検出する構成であっても良い。 ｄ．図６のステップ６０１にて、過渡か定常状態かの判
定に、ＮＥ微分値を用いているが、微分値の代わりに、
吸気管３１内の負圧の変化- スロットル開度変化に拠り
エンジン状態を判定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかるエンジン回転速度制
御装置の構成図である。
御装置の構成図である。
【図２】そのエンジン回転速度制御装置が備えるマイク
ロコンピュータの制御プロセスを示す説明図である。
ロコンピュータの制御プロセスを示す説明図である。
【図３】各パラメータのタイミングチャート図である。
【図４】エンジン回転速度ＮＥの上限、下限のピークホ
ールドの中心点ＰＮＥＣを求めるための説明図である。
ールドの中心点ＰＮＥＣを求めるための説明図である。
【図５】ハンチング検出ルーチンおよびＭＰＰＪＵＤサ
ブルーチンのフローチャートである。
ブルーチンのフローチャートである。
【図６】スロットル最適固定点検索ルーチンのフローチ
ャートである。
ャートである。
【図７】ステッピングモータ駆動ルーチンのフローチャ
ートである。
ートである。
【図８】点火時期算出ルーチンのフローチャートであ
る。
る。
【図９】請求項１の作用を説明する為の説明図である。
Ａ エンジン回転速度制御装置 ４ ステッピングモータ（スロットルアクチュエータ） ２ 回転角センサ（回転速度検出手段） ３ 吸気管圧力センサ（負荷検出手段） ５ マイクロコンピュータ １１ スパークプラグ １２ イグニッションコイル ３１ 吸気管 ４１ スロットルバルブ Ｓｔ 点火時期信号 Ｓｋ 開度設定信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジンの回転速度を検出する回転速度
検出手段と、 エンジンの負荷状況を検出する負荷検出手段と、 マイクロコンピュータとを備え、 エンジンに装着されたスパークプラグに高電圧を印加す
るイグニッションコイルへの点火時期信号と、 吸気路中に配設されたスロットルバルブを駆動するスロ
ットルアクチュエータへの開度設定信号と、 を送出するエンジン回転速度制御装置であって、 エンジンが定常状態にあるか、過渡状態にあるかを判定
する状態判定手段と、 エンジンの回転速度が安定したハンチング状態であるこ
とを検出するハンチング検出手段と、 （ａ）エンジンが過渡状態にあると判定された場合実施
する、 検出回転速度が目標回転速度に一致する様に、前記開度
設定信号を調節するスロットル制御手段、および点火時
期が、検出回転速度および検出負荷状態に基づくマッピ
ング点火時期と一致する様に、前記点火時期信号を調節
する点火時期マップ制御手段と、 （ｂ）エンジンが、定常状態にあると判定され、かつ安
定したハンチング状態にあると検出された場合実施す
る、 検出回転速度と目標回転速度とが一致する仮想スロット
ル開度を検索し、前記開度設定信号を固定するスロット
ルバルブホールド手段、および前記スロットルバルブホ
ールド手段により前記開度設定信号が固定された後に、
検出回転速度と目標回転速度とを再比較し、検出回転速
度が目標回転速度にさらに近づく様に前記開度設定信号
の再固定を行うスロットルバルブ最適位置ホールド手
段、および検出回転速度が目標回転速度に一致する様、
前記点火時期信号を調節する点火時期制御手段とを具備
したことを特徴とするエンジン回転速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13283391A JP2910316B2 (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | エンジン回転速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13283391A JP2910316B2 (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | エンジン回転速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04358741A JPH04358741A (ja) | 1992-12-11 |
| JP2910316B2 true JP2910316B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=15090598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13283391A Expired - Fee Related JP2910316B2 (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | エンジン回転速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910316B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6011026B2 (ja) * | 2012-05-25 | 2016-10-19 | アイシン精機株式会社 | コジェネレーションシステムの制御装置およびコジェネレーションシステム |
-
1991
- 1991-06-04 JP JP13283391A patent/JP2910316B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04358741A (ja) | 1992-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |