JP5436608B2 - 汎用エンジンの回転数制御装置および方法 - Google Patents

Description

この発明は、吸気通路内に電子スロットルを装備した火花式エンジンの回転数を制御する汎用エンジンの制御装置及び方法に関し、特に、エンジン負荷増加に伴いエンジン回転数を減少させるドループ制御を行うための汎用エンジンの回転数制御装置及び方法に関するものである。

従来より汎用エンジンの制御装置として電子ガバナ機構は公知である。例えば圧縮着火式エンジン（ディーゼルエンジン）の電子ガバナ機構は、エンジンの燃料噴射量を制御し、エンジン回転数を目標回転数に安定させる制御装置である。また、燃料噴射量の制御方法として、アイソクロナス制御とドループ制御が知られている。

アイソクロナス制御は、エンジンにかかる負荷が変動し、目標回転数と実回転数とに偏差が生じた場合に、この偏差を打ち消すように制御するものである。圧縮着火式エンジンは、噴射量を補正することで回転数を制御し、目標の回転数を維持している。

一方、ドループ制御は、エンジンに負荷がかかるとその負荷の大きさに応じてエンジン回転数を減少させるものである。圧縮着火式エンジンでは目標回転数と実回転数の偏差に応じて所定量の燃料を増加させ、エンジンが発生するトルクより外部負荷が打ち勝った場合は、エンジン回転数が減少するように制御する（例えば、特許文献１参照）。

また、アイソクロナス制御とドループ制御を組み合わせた仮想ドループ制御も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２記載の仮想ドループ制御は、機械式ガバナの制御特性を電子ガバナで実現するものであり、船舶用エンジン、農作業車用エンジン、および、土木作業車用エンジンにおいては、エンジン負荷の増加に従いエンジン回転数を減少させることにより、負荷のかかり具合をエンジン回転数の低下より把握できるようにし、運転者の感覚に適合したエンジン運転性能を実現しようとするものである。また、アイソクロナス制御であれば加減速時に急加速、急減速するため運転者に違和感を与えるが、ドループ制御であればそのような違和感を軽減することができる。

よって、搭載される実機または車両によっては、電子ガバナによりアイソクロナス制御を用いて目標回転数に対し高精度で制御可能であるが、従来の機械式ガバナ特性によるドループ制御と同じような回転制御（仮想ドループ制御）が、汎用エンジンでは要望される場合がある。

特開２００８−２３１９３９号公報 特開２０００−１１０６３５号公報

従来より、汎用エンジンは、船舶や農作業車や土木作業車に一般的に使用されており、圧縮着火式エンジン（ディーゼルエンジン）が主流であった。近年、排ガス性能などの環境保護の観点や低コスト化や小型軽量化のため、火花式エンジン（ガソリン/ＬＰＧ）が採用されつつある。よって、汎用エンジンとして、火花式エンジン（ガソリン/ＬＰＧ）を用いる場合は、従来のディーゼルエンジンに近い出力特性や違和感の無い操作感が要求される。

従来、火花式エンジン（ガソリン/ＬＰＧ）において、回転数制御を行うものにおいては機械式が主流であり、スロットルバルブを外部機械式ガバナ機構で目標回転数に制御していたため、定常安定性を重視した適合では応答性が悪くなり、また、応答性を重視すると、定常での安定性が低下し、最悪は回転数のハンチングが発生し、目標回転数の制御精度としては、ディーゼルエンジンには及ばないものであった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、火花式エンジンにおいてエンジン負荷増加に伴い目標回転数を低下させ、その目標回転数でアイソクロナス制御することで、ドループ制御が必要な汎用エンジンにおいても、アイソクロナス制御で疑似ドループ制御を行うことが可能な、汎用エンジンの回転数制御装置および方法を提供することを目的としている。

この発明は、エンジンに供給する吸入空気量を電子スロットルを用いて制御することにより前記エンジンの回転数を制御する汎用エンジンの回転数制御装置であって、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出部と、前記エンジンの吸入空気の温度を検出する吸入空気温度検出部と、前記吸入空気の吸入空気量あるいは吸気圧を検出する吸入空気検出部と、前記吸入空気温度検出部で検出された前記エンジンの吸入空気の温度、および、前記吸入空気検出部によって検出された前記吸入空気量あるいは吸気圧を用いて、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出部と、アクセル操作入力に基づいて前記エンジンの基本目標回転数を算出する基本目標回転数算出部と、前記基本目標回転数および前記エンジンの負荷とに基づいて回転低下率を算出する目標低下率算出部と、前記基本目標回転数と前記回転低下率とに基づいて目標回転数を算出する目標回転数算出部と、前記エンジンの回転数と前記目標回転数との回転偏差を算出し、前記回転偏差に基づいて、前記電子スロットルの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、前記電子スロットルの実開度が前記目標スロットル開度になるように前記電子スロットルの開度を制御する電子スロットル制御部と、目標回転数の値ごとにトルク制限値を予め設定しておき、前記目標回転数算出部で算出した目標回転数での回転数制御時に、前記エンジンの発生トルクが、当該目標回転数のトルク制限値を超えた場合に、前記発生トルクが前記トルク制限値内になるように、前記目標回転数の値を低下させるための規制回転数を算出する規制目標回転数算出部とを備え、前記エンジンの負荷の増加に従って、前記回転低下率を小さな値に設定することで、前記目標回転数を前記基本目標回転数より小さな値とし、求められた目標回転数になるように前記電子スロットルを用いてアイソクロナス制御を行うことで、擬似的にドループ制御を行い、前記目標回転数算出部による前記目標回転数の算出方式には、第１の算出方式と第２の算出方式とが含まれており、前記目標回転数算出部による前記目標回転数の算出方式を、前記第１の算出方式および前記第２の算出方式とのいずれか一方に切り替える切替部をさらに備え、前記切替部により前記第１の算出方式に設定されている場合は、前記目標回転数算出部は、前記基本目標回転数に前記回転低下率を乗算することにより前記目標回転数を算出し、前記切替部により前記第２の算出方式に設定されている場合は、前記目標回転数算出部は、前記回転低下率を１とし、前記基本目標回転数に１を乗算することにより前記目標回転数を算出し、前記目標回転数算出部は、前記規制目標回転数算出部から前記規制回転数が入力された時に、算出した前記目標回転数から前記規制回転数を減算した値を、前記目標回転数として出力することを特徴とする汎用エンジンの回転数制御装置である。

この発明は、エンジンに供給する吸入空気量を電子スロットルを用いて制御することにより前記エンジンの回転数を制御する汎用エンジンの回転数制御装置であって、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出部と、前記エンジンの吸入空気の温度を検出する吸入空気温度検出部と、前記吸入空気の吸入空気量あるいは吸気圧を検出する吸入空気検出部と、前記吸入空気温度検出部で検出された前記エンジンの吸入空気の温度、および、前記吸入空気検出部によって検出された前記吸入空気量あるいは吸気圧を用いて、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出部と、アクセル操作入力に基づいて前記エンジンの基本目標回転数を算出する基本目標回転数算出部と、前記基本目標回転数および前記エンジンの負荷とに基づいて回転低下率を算出する目標低下率算出部と、前記基本目標回転数と前記回転低下率とに基づいて目標回転数を算出する目標回転数算出部と、前記エンジンの回転数と前記目標回転数との回転偏差を算出し、前記回転偏差に基づいて、前記電子スロットルの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、前記電子スロットルの実開度が前記目標スロットル開度になるように前記電子スロットルの開度を制御する電子スロットル制御部と、目標回転数の値ごとにトルク制限値を予め設定しておき、前記目標回転数算出部で算出した目標回転数での回転数制御時に、前記エンジンの発生トルクが、当該目標回転数のトルク制限値を超えた場合に、前記発生トルクが前記トルク制限値内になるように、前記目標回転数の値を低下させるための規制回転数を算出する規制目標回転数算出部とを備え、前記エンジンの負荷の増加に従って、前記回転低下率を小さな値に設定することで、前記目標回転数を前記基本目標回転数より小さな値とし、求められた目標回転数になるように前記電子スロットルを用いてアイソクロナス制御を行うことで、擬似的にドループ制御を行い、前記目標回転数算出部による前記目標回転数の算出方式には、第１の算出方式と第２の算出方式とが含まれており、前記目標回転数算出部による前記目標回転数の算出方式を、前記第１の算出方式および前記第２の算出方式とのいずれか一方に切り替える切替部をさらに備え、前記切替部により前記第１の算出方式に設定されている場合は、前記目標回転数算出部は、前記基本目標回転数に前記回転低下率を乗算することにより前記目標回転数を算出し、前記切替部により前記第２の算出方式に設定されている場合は、前記目標回転数算出部は、前記回転低下率を１とし、前記基本目標回転数に１を乗算することにより前記目標回転数を算出し、前記目標回転数算出部は、前記規制目標回転数算出部から前記規制回転数が入力された時に、算出した前記目標回転数から前記規制回転数を減算した値を、前記目標回転数として出力することを特徴とする汎用エンジンの回転数制御装置であるので、火花式エンジンにおいてエンジン負荷増加に伴い、目標回転数を低下させ、その目標回転数でアイソクロナス制御することで、ドループ制御が必要な汎用エンジンにおいても、アイソクロナス制御で疑似ドループ制御を行うことができる。

この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のシステム全体を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置の機能構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。 この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のマップの設定例である。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。なお、各図において、同一または相当するものについては同一符号を付して説明する。

図１は、この発明の実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置のシステム全体を示す構成図であり、内燃機関と制御装置との関係を概略的に示している。

図１において、符号１は、制御対象の汎用エンジン１（以下、単に「エンジン１」とする）である。本実施の形態に係る汎用エンジンの回転数制御装置は、図１に示すように、クランク角センサ２、カム角センサ３、水温センサ４、点火コイル５、点火プラグ６、スロットルバルブ７、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａ、スロットルセンサ８、吸気通路９、吸気圧センサ１０、吸気温センサ１１、インジェクタ１２、燃料ポンプ１３、排気通路１４、Ｏ２センサ１５、三元触媒１６、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）１７、バッテリ１８、故障表示器１９、ＥＧＲ通路２０、アクセルペダル２１、および、アクセルポジションセンサ２１ａを備えている。

エンジン１には、点火コイル５、点火プラグ６およびインジェクタ１２が搭載されるとともに、吸気バルブおよび排気バルブを介して、吸気通路９および排気通路１４が連通されている。ＥＣＵ１７の制御により、エンジン１の負荷に応じて、目標の空燃比となるように、インジェクタ１２からエンジン１に供給される燃料量が算出される。また、ＥＣＵ１７の制御により、エンジン回転数とエンジン負荷により、点火プラグ６による最適な点火時期が算出される。また、ＥＣＵ１７の制御により、エンジン１に供給する最適な空気量が算出され、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）１７ａにより空気量が調整される。

また、ＥＧＲ通路２０は、ＥＧＲバルブを介して、排気通路１４と吸気通路９との間を連通している。

吸気通路９には、エンジン１への吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ７と、スロットルバルブ７を開閉駆動するスロットルアクチュエータ７ａとが設けられている。
一方、排気通路１４内には、エンジン１から排出される排気ガスＥを浄化する三元触媒１６が設けられている。

エンジン１の運転状態および負荷状態を検出する各種アナログ出力センサについて説明する。クランク角センサ２はクランク角度θ１を検出する。カム角センサ３はカム角度θ２を検出する。水温センサ４はエンジン冷却水温Ｔｗを検出する。吸気温センサ１１は、吸入空気Ａの温度Ｔａを検出する。

スロットルセンサ８は、スロットルバルブ７の角度θｔを検出する。吸気圧センサ１０は、スロットルバルブ７の下流に配置されて吸気通路９内の圧力Ｐｂを検出する。また、Ｏ２センサ１５は、三元触媒１６よりも上流側に配置されて、排気通路１４内の酸素濃度（空燃比）に対応した検出値ＡＦを出力する。

インジェクタ１２は、燃料タンクに設けられた燃料ポンプ１３によって供給される燃料（ガソリン）を、エンジン１の各気筒に対応した吸気通路９内に噴射する。点火コイル５は、点火プラグ６に電力エネルギーを供給する。点火プラグ６は、放電火花を用いて、空気と燃料との混合気に着火する。

アクセルポジションセンサ２１ａは、アクセルペダル２１にとりつけられている。アクセルポジションセンサ２１ａは、運転者の操作量であるアクセルポジションθａｐｓを検出する。図１では、アクセルポジションセンサ２１ａとして、アナログセンサを図示しているが、スイッチのようなデジタル情報やＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように他のユニットからの通信情報もありえる。

なお、上記各種センサは一例として示したものであり、この発明の実施の形態１の構成要件としてすべてが含まれている必要はない。従って、上記各種センサのうちの一部だけが設けられていてもよく、あるいは、上記各種センサ以外の他のセンサがさらに設けられていてもよい。

上記の各種センサの検出情報は、ＥＣＵ１７に入力される。

ＥＣＵ１７は、クランク角センサ２からのクランク角度θ１、カム角センサ３からのカム角度θ２、および、他の各種センサからの入力情報に基づき、エンジン１を制御するための制御量の演算を行い、点火コイル５、スロットルアクチュエータ７ａ、および、インジェクタ１２などの各種アクチュエータの駆動制御を行う。

ＥＣＵ１７は、エンジン１の負荷に応じて、エンジン１に供給された空気量に基づき、理論空燃比（目標空燃比）になるように燃料噴射量を算出し、当該噴射量に基づいてインジェクタ１２からエンジン１へ燃料を供給し、また、エンジン１の回転数ＲＥと負荷Ｃｅとにより最適な点火時期を演算し、点火プラグ６にて点火を行う。また、ＥＣＵ１７は、エンジン１に供給する空気量を、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａにより制御する。

また、ＥＣＵ１７は、アクセルポジションセンサ２１ａからのアクセルポジションθａｐｓに基づき、運転者の所望するエンジン回転数（基本目標回転数Ｎｂ）を演算し、基本目標回転数Ｎｂと目標低下率Ｋとの積に基づいて目標回転数Ｎｏを算出して、スロットルアクチュエータ７ａ（電子スロットル）の駆動制御を行う。ＥＣＵ１７は、目標回転数ごとにトルク制限値を設定しておき、エンジン１の発生トルクがトルク制限値を超えた場合は、目標回転数Ｎｏを低減させる制御を行う。

また、バッテリ１８は、ＥＣＵ１７に接続されている。バッテリ１８は、エンジン始動や、ライトなどの各種電装品への電力供給などを行う。
故障表示器１９は、いずれかの箇所で故障が発生したときに、ＥＣＵ１７からの信号を受けて、当該故障の発生について表示する。

図２は、ＥＣＵ１７の機能構成を示すブロック図であり、目標回転数の算出および目標スロットル開度の演算に関する機能のみを主に示している。

図２において、ＥＣＵ１７は、エンジンパラメータ算出部２２、基本目標回転数算出部２３、回転低下率算出部２４、発生トルク算出部２５、馬力規制目標回転数算出部２６、目標回転数算出部２７、目標スロットル開度算出部２８、電子スロットル制御部２９、および、図示していない各種のアクチュエータ制御部（燃料制御部、点火制御部など）を備えている。

エンジンパラメータ算出部２２は、吸気温センサ１１からの吸入空気Ａの温度Ｔａと吸気圧センサ１０からの吸入通路９内の圧力Ｐｂ（または、エンジン１の吸入空気量）とに基づいて、エンジン１の負荷（充填効率）Ｃｅを求める。なお、エンジン１の吸入空気量を用いる場合は、吸入空気量を、スロットルセンサ８からのスロットルバルブ７の角度θｔに基づいて算出する。なお、エンジンパラメータ算出部２２は、上記に限定されず、例えば、クランク角センサ２からのクランク角度θ１、カム角センサ３からのカム角度θ２、水温センサ４からのエンジン冷却水温Ｔｗ、吸気圧センサ１０からの吸入通路９内の圧力Ｐｂ、吸気温センサ１１からの吸入空気Ａの温度Ｔａ、および、スロットルセンサ８からのスロットルバルブ７の角度θｔのうちの少なくとも２つ以上に基づいて、エンジン１の負荷Ｃｅを求めるようにしてもよい。

基本目標回転数算出部２３は、アクセルポジションセンサ２１ａからのアクセルポジションθａｐｓに基づいて、運転者が意図する基本目標回転数Ｎｂを算出する。

回転低下率算出部２４は、車両の制御方式としてドループ制御が選択されている場合に、エンジンパラメータ算出部２２で求められたエンジンの負荷（充填効率）Ｃｅと、基本目標回転数算出部２３で求められた基本目標回転数Ｎｂとから、エンジンの負荷に応じて回転数を低下するための回転低下率Ｋを算出する。なお、車両の制御方式の選択方法としては、例えば、外部に設けられた外部スイッチの操作により切り替えるか、もしくは、ＥＣＵ１７内部のデータ設定により切り替える。

なお、図２では図示されていないが、ＥＣＵ１７の動作基準となるクランク角度θ１は、ＥＣＵ１７内の各部に入力されるものとする。

発生トルク算出部２５は、エンジンパラメータ算出部２２で求められたエンジンの負荷Ｃｅおよびエンジン回転数ＲＥに基づいて、エンジン１により発生されるトルク（以下、発生トルクＴｎｏｗとする）を算出する。エンジン回転数ＲＥは、例えば、回転数センサ（実回転数検出部）により検出すればよい。

馬力規制目標回転数算出部２６は、目標回転数Ｎｏ毎にあらかじめ設定されているトルク制限値Ｔｌｉｍを超えないように、馬力規制回転数Ｎｌｉｍをフィードバック制御により算出する。

目標回転数算出部２７は、基本目標回転数Ｎｂ、および、回転低下率Ｋに基づいて、目標回転数Ｎｏを算出する。また、エンジン１の発生トルクＴｎｏｗがトルク制限値を超えている場合には、馬力規制目標回転数Ｎｌｉｍにより、目標回転数Ｎｏを補正する。算出された目標回転数Ｎｏは、目標スルットル開度算出部２８および馬力規制目標回転数算出部２６に入力される。目標回転数Ｎｏの算出後は、目標スロットル開度算出部２８、および、電子スロットル制御部２９より、スロットルアクチュエータ７ａを動作させ、目標回転数Ｎｏとなるようにフィードバック制御を行う。

目標スロットル開度算出部２８は、アイソクロナス制御時は、目標回転数Ｎｏと実回転数ＲＥとの偏差をもとにフィードバック制御（ＰＩＤ制御）で偏差がなくなるように目標スロットル開度θｏを算出する。また、ドループ制御時は、目標回転数Ｎｏに実回転数ＲＥが一致するようにアイソクロナス制御することで、アイソクロナス制御方式の制御装置でエンジン１の負荷Ｃｅの増加に伴いエンジン回転数を減少させるドループ制御（疑似ドループ制御）を行うためのスロットル開度θｏを算出する。算出方法について後述する。

電子スロットル制御部２９は、スロットル開度θｏに基づいて、スロットルアクチュエータ７ａを動作させ、エンジン１に供給する吸入空気量を制御することにより、実回転数ＲＥが目標回転数Ｎｏとなるようにフィードバック制御を行う。

なお、本実施の形態１に係る汎用エンジンの回転数制御装置は、アイソクロナス制御とドループ制御との２種類から制御方式が選択可能に構成されている。制御方式の切替方法としては、外部選択スイッチの操作により切り替えるか、あるいは、ＥＣＵ１７内部のデータ設定により切り替えるようにすればよい。アイソクロナス制御の選択時は、目標回転数Ｎｏと実回転数ＲＥとの偏差をもとにフィードバック制御（ＰＩＤ制御）で偏差がなくなるように目標スロットル開度θｏを算出する。一方、ドループ制御の選択時は、実回転数ＲＥとエンジン負荷Ｃｅとにより予め設定した回転低下率Ｋを算出し、目標回転数Ｎｏを運転者からの基本目標回転数Ｎｂに回転低下率Ｋを乗ずることで求め、求められた目標回転数Ｎｏになるようにアイソクロナス制御を行うことで擬似ドループ制御を行う。

従って、ドループ制御選択時には、エンジン回転数と負荷より回転低下率Ｋ（１以下の値）を求め、運転者の要求する基本目標回転数Ｎｂに対し、回転低下率Ｋを乗じたものを目標回転数Ｎｏとして求め、高負荷になるほど回転低下率を小さな値に設定することで目標回転数Ｎｏを基本目標回転数Ｎｂより小さな値とし、求められた目標回転数Ｎｏになるように電子スロットルを用いてアイソクロナス制御を行うことで、擬似的にドループ制御を実現する。これにより、本発明によれば、火花式エンジンにおいてアイソクロナス制御の適合のみでドループ制御を実現することが可能となる。

また、本実施の形態においては、エンジン回転数の値ごとにトルク制限値Ｔｌｉｍ（上限値）を設定しておき、目標回転数Ｎｏでの回転数制御時にエンジン１の発生トルクＴｎｏｗがトルク制限値Ｔｌｉｍを超えた場合は、発生トルクＴｎｏｗがトルク制限値Ｔｌｉｍ以内になるように、馬力規制回転数Ｎｌｉｍを求め、目標回転数Ｎｏから馬力規制回転数Ｎｌｉｍを減算することで、目標回転数Ｎｏを低下させて、回転数制御を行う。これにより、発生トルクＴｎｏｗは低下し、トルク制限値Ｔｌｉｍ以内になる。一方、目標回転数Ｎｏでの回転数制御時にエンジン１の発生トルクＴｎｏｗがトルク制限値Ｔｌｉｍ以内であれば、馬力規制回転数Ｎｌｉｍを求める必要はない。

以下、図１〜図２とともに、図３〜図５のフローチャートおよび図６〜図１５の説明図を参照しながら、この発明の実施の形態１による動作について説明する。

図３は、この発明の実施の形態１の目標回転数Ｎｏの算出処理を示すフローチャートであり、図４は、図３のステップＳ１０５（馬力規制目標回転数Ｎｌｉｍの演算処理）を具体的に示すフローチャートである。また、図５は、図３の処理フローで求めた目標回転数Ｎｏに、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａを用いてアイソクロナス制御を行う処理を示すフローチャートである。なお、図３〜図５のフローチャートは、ＥＣＵ１７により、一定周期（たとえば、５ｍｓ）で実行されるものとする。

図３において、まず、基本目標回転数算出部２３は、アクセルポジションθａｐｓを用いて、予め設定されている基本目標回転数マップＭＡＰ１から、目標回転数を検索して、運転者が所望するのエンジン回転数（基本目標回転数Ｎｂ）を算出する（ステップＳ１０１）。図６は、基本目標回転数マップＭＡＰ１の設定例である。図６に示すように、基本目標回転数マップＭＡＰ１では、アクセルポジションθａｐｓの値ごとに、基本目標回転数Ｎｂの値が設定されている。従って、アクセルポジションθａｐｓの値から、基本目標回転数Ｎｂの値を一意に求めることができる。

次に、回転低下率算出部２５が、現在、車両の制御方式がドループ制御に選択されているかアイソクロナス制御に選択されているかを判定する。前述したように、汎用エンジンでは、アイソクロナス制御の車両とドループ制御が必要な車両の２種類が存在する。そのため、本実施の形態では、２種類の制御方式が選択できる構成とした。制御方式の選択方法としては、外部の選択スイッチ、もしくは、ＥＣＵ１７内部のデータにより切替可能とする。判定の結果、ドループ制御の車両の場合は、ステップＳ１０３に進み、アイソクロナス制御の車両の場合はステップＳ１０４に進む（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０３およびステップＳ１０４では、回転低下率算出部２４が、回転低下率Ｋを求める。回転低下率とは、基本目標回転数Ｎｂに対し、回転数を低下させる比率を示すものである。アイソクロナス制御の場合は、運転者がアクセルペダル２１を通じて要求している基本目標回転数Ｎｂそのものを出力すればよいため、回転低下率Ｋは１となる（ステップＳ１０４）。一方、ドループ制御の車両の場合は、基本目標回転数Ｎｂおよびエンジン１の負荷（充填効率）Ｃｅを用いて、予め設定されている回転低下率マップＭＡＰ２を検索し、回転低下率Ｋを算出する（ステップＳ１０３）。なお、エンジン１の負荷（充填効率）Ｃｅは、エンジンパラメータ算出部２２で求められたものである。図７は回転低下率マップの設定例である。図７に示すように、回転低下率マップＭＡＰ２では、基本目標回転数Ｎｂの値、及び、エンジン１の負荷（充填効率）Ｃｅの値毎に、回転低下率Ｋの値が設定されている。従って、基本目標回転数Ｎｂの値から、回転低下率Ｋの値を一意に求めることができる。

次に、馬力規制目標回転数算出部２６が、馬力規制目標回転数Ｎｌｉｍを求める（ステップＳ１０５）。汎用エンジンは、船舶、農作業機器、運搬車両等のいろいろな機器に搭載されるため、最大出力馬力を機器に応じて変更する必要がある。これは、機器側により駆動系の入力制限値が異なるためで、例えばある船舶の場合は５０（ＰＳ）までの出力に駆動系が耐えられるが、ある草刈機などの駆動系は３０（ＰＳ）が駆動系の最大入力値であったりする。これら多種多彩な機器に共通の汎用エンジンを搭載させていくためには、エンジン１本体は共通にし、エンジン制御（ＥＣＵ１７）側のデータ変更のみで対応させる必要がある。

これを実現するために、本実施の形態では、各目標回転数ごとに発生トルクの最大値（トルク制限値Ｔｌｉｍ）を設定できる仕組みを設け、エンジン１の発生トルクＴｎｏｗがトルク制限値Ｔｌｉｍを上回っている場合は、目標回転数を下げるように補正することで、エンジンの持つ最大発生馬力以下で馬力制限をかけて使用することが可能となる。目標回転の制限処理（馬力規制目標回転数の演算処理）について、図４を用いて説明を行う。

まず、発生トルク算出部２５は、現在のエンジン１の回転数ＲＥと負荷（充填効率）Ｃｅとから、エンジン１の発生トルクＴｎｏｗを求める。発生トルクＴｎｏｗは、エンジン１の回転数ＲＥおよび負荷（充填効率）Ｃｅを用いて、予め設定されている発生トルクマップＭＡＰ３を検索し求める（ステップＳ２０１）。図８は発生トルクマップＭＡＰ３の設定例である。図８に示すように、発生トルクマップＭＡＰ３では、回転数ＲＥの値および負荷（充填効率）Ｃｅの値ごとに、発生トルクＴｎｏｗの値が設定されている。従って、回転数ＲＥの値および負荷（充填効率）Ｃｅの値から、発生トルクＴｎｏｗの値を一意に求めることができる。

次に、馬力規制目標回転数算出部２６で、各目標回転数Ｎｏ毎の発生トルクの最大値（トルク制限値Ｔｌｉｍ）を予め設定しているトルク制限マップＭＡＰ４から、現在の目標回転数Ｎｏに対応するトルク制限値Ｔｌｉｍを検索し求める。各目標回転数Ｎｏ毎にトルク制限値Ｔｌｉｍを設定することで、最大馬力を規制することができる（ステップＳ２０２）。図９はトルク制限マップＭＡＰ４の設定例である。図９に示すように、トルク制限マップＭＡＰ４では、目標回転数Ｎｏの値ごとに、トルク制限値Ｔｌｉｍの値が設定されている。従って、目標回転数Ｎｏの値から、トルク制限値Ｔｌｉｍの値を一意に求めることができる。

次に、ステップＳ２０３およびステップＳ２０４では、馬力規制目標回転数算出部２６が、馬力規制目標回転数Ｎｌｉｍをフィードバック制御（ＰＩＤ制御）により求めるために、トルク偏差Ｔｅｒｒとトルク微分値Ｔｄｉｖを求める。トルク偏差Ｔｅｒｒおよびトルク微分値Ｔｄｉｖは、それぞれ、以下の式（１），（２）を用いて求める。

Ｔｅｒｒ＝Ｔｌｉｍ−Ｔｎｏｗ・・・（１）
Ｔｄｉｖ＝ｄＴｎｏｗ／ｄｔ・・・（２）

次に、ステップＳ２０５〜Ｓ２０７では、馬力規制目標回転数算出部２６が、発生トルクＴｎｏｗがトルク制限値Ｔｌｉｍ以下となるようにフィードバック制御（ＰＩＤ制御）を行う。ＰＩＤ制御の比例ゲインＮｐ、積分ゲインＮｉ、および、微分ゲインＮｄは、それぞれ、予め設定された、比例ゲインマップＭＡＰ５、積分ゲインマップＭＡＰ６、および、微分ゲインマップＭＡＰ７を検索することで求める。図１０〜１２は、馬力規制回転数をＰＩＤ制御で求める場合の比例ゲインマップＭＡＰ５、積分ゲインマップＭＡＰ６、および、微分ゲインマップＭＡＰ７の設定例である。

図１０に示すように、比例ゲインマップＭＡＰ５では、トルク偏差Ｔｅｒｒの値ごとに、比例ゲインＮｐの値が設定されている。従って、トルク偏差Ｔｅｒｒの値から、比例ゲインＮｐの値を一意に求めることができる。

図１１に示すように、積分ゲインマップＭＡＰ６では、トルク偏差Ｔｅｒｒの値ごとに、積分ゲインＮｉの値が設定されている。従って、トルク偏差Ｔｅｒｒの値から、積分ゲインＮｉの値を一意に求めることができる。

図１２に示すように、微分ゲインマップＭＡＰ７では、トルク微分値Ｔｄｉｖの値ごとに、微分ゲインＮｄの値が設定されている。従って、トルク微分値Ｔｄｉｖの値から、微分ゲインＮｄの値を一意に求めることができる。

次に、ステップＳ２０８で、馬力規制目標回転数算出部２６が、最終的な馬力規制目標回転数Ｎｌｉｍを、比例ゲインＮｐ、積分ゲインＮｉ、および、微分ゲインＮｄに基づいて、以下の式（３）で求める。ただし、Ｎｌｉｍは０未満にはならないものとする。

Ｎｌｉｍ＝Ｎｐ＋ΣＮｉ＋Ｎｄ・・・（３）

図４の処理フローで馬力規制目標回転数Ｎｌｉｍを求めた後は、図３のステップＳ１０６に進み、目標回転数算出部２７で、目標回転数Ｎｏを求める。目標回転数Ｎｏは、以下の式（４）で求める。すなわち、ステップＳ１０１で求めた基本目標回転数Ｎｂに、ステップＳ１０３またはＳ１０４で求めた回転低下率Ｋを乗算し、乗算結果から、ステップＳ１０５（図４の処理フロー）で求めた馬力規制目標回転数Ｎｌｉｍを減算すると、馬力規制目標回転数Ｎｌｉｍが得られる。

Ｎｏ＝Ｎｂ×Ｋ−Ｎｌｉｍ・・・（４）

図３の処理フローで目標回転数Ｎｏを求めた後、エンジン１の回転数ＲＥが目標回転数Ｎｏとなるようにアイソクロナス制御を行う。前述したように、圧縮着火式エンジンの場合は、燃料量を増減することで、エンジン回転数ＲＥが目標回転数Ｎｏとなるようにフィードバック制御を行っている。一方、火花式エンジンの場合は燃料量を調節するのみでは全回転域においてエンジン回転数ＲＥを目標回転数と一致させることは不可能であるため、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａを用いて、エンジン１に供給する空気量を制御することでフィードバック制御を行う。図５では、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａを用いて、エンジン１の回転数を、目標回転数Ｎｏに一致させる方法について示す。

図５に示すように、現在のエンジン回転数ＲＥが目標回転数Ｎｏとなるようにフィードバック制御（ＰＩＤ制御）を行うため、目標スロットル開度算出部２８は、まず、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２で、目標回転数Ｎｏとエンジン回転数ＲＥの回転偏差Ｎｅｒｒ、および、回転微分値Ｎｄｉｖを求める。回転偏差Ｎｅｒｒおよび回転微分値Ｎｄｉｖは、それぞれ、以下の式（５），（６）で求める。

Ｎｅｒｒ＝Ｎｏ−ＲＥ・・・（５）
Ｎｄｉｖ＝ｄＲＥ／ｄｔ・・・（６）

次に、ステップＳ３０３〜Ｓ３０５では、目標スロットル開度算出部２８は、現在のエンジン回転数ＲＥが目標回転数Ｎｏとなるようにフィードバック制御（ＰＩＤ制御）を行う。ＰＩＤ制御の目標スロットルの比例ゲインθｐ、積分ゲインθｉ、および、微分ゲインθｄは、回転偏差Ｎｅｒｒおよび微分値Ｎｄｉｖを用いて、それぞれ、予め設定された比例ゲインマップＭＡＰ８、積分ゲインマップＭＡＰ９、および、微分ゲインマップＭＡＰ１０を検索することで求める。図１３〜１５は、目標スロットル開度をＰＩＤ制御で求める場合の、比例ゲインマップＭＡＰ８、積分ゲインマップＭＡＰ９、および、微分ゲインマップＭＡＰ１０の設定例である。

図１３に示すように、比例ゲインマップＭＡＰ８では、回転偏差Ｎｅｒｒの値ごとに、比例ゲインθｐの値が設定されている。従って、回転偏差Ｎｅｒｒの値から、比例ゲインθｐの値を一意に求めることができる。

図１４に示すように、積分ゲインマップＭＡＰ９では、回転偏差Ｎｅｒｒの値ごとに、積分ゲインθｉの値が設定されている。従って、回転偏差Ｎｅｒｒの値から、積分ゲインθｉの値を一意に求めることができる。

図１５に示すように、微分ゲインマップＭＡＰ１０では、回転微分値Ｎｄｉｖの値ごとに、微分ゲインθｄの値が設定されている。従って、回転微分値Ｎｄｉｖの値から、微分ゲインθｄの値を一意に求めることができる。

そして、ステップＳ３０６では、目標スロットル開度算出部２８は、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａを駆動するための目標スロットル開度θｏを、比例ゲインθｐ、積分ゲインθｉ、および、微分ゲインθｄに基づいて、以下の式（７）で求める。ただし、θｏに関してはスロットルの駆動範囲（例えば０．５Ｖ〜４．５Ｖ）で制限されるものとする。

θｏ＝θｐ＋Σθｉ＋θｄ・・・（７）

図５の処理フローにより目標スロットル開度θｏが算出された後は、ＥＣＵ１７は、スロットルバルブ７の実開度（角度θｔ）と目標スロットル開度θｏとを比較することによりフィードバック制御を行い、スロットルバルブ７の実開度が目標スロットル開度θｏとなるように、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａを制御する。

このように、本実施の形態１においては、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａが備え付けられている火花式エンジンにおいて、アクセル操作入力より算出された基本目標回転数Ｎｂおよびエンジン負荷Ｃｅをパラメータとして回転低下率Ｋを算出し、目標回転数Ｎｏを基本目標回転数Ｎｂと回転低下率Ｋの積に基づく値とし、求められた目標回転数Ｎｏになるように、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａを制御して、吸入空気量を調節することで、アイソクロナス制御を実現することができる。

また、目標回転数Ｎｏ毎のトルク制限値Ｔｌｉｍを設定し、エンジンの発生トルクＴｎｏｗがトルク制限値Ｔｌｉｍを上回る場合には、目標回転数Ｋを低下させることにより、エンジンの最大出力馬力を制限することができる。

なお、図３のステップＳ１０１において、アクセルポジションθａｐｓから基本目標回転数Ｎｂを求めたが、アクセルポジションの代わりに、スイッチ操作で運転者が目標回転数を決めるシステムの場合は、スイッチ操作の状態に応じて、基本目標回転数Ｎｂを決定することとなる。

また、アクセルペダルでなくＣＡＮ通信で運転者の目標回転数が送信されるシステムの場合は、ＣＡＮで受信した目標回転数を基本目標回転数Ｎｂとすればよい。

また、図４において、ＰＩＤ制御で馬力規制目標回転数Ｎｌｉｍを求めたが、ＰＩＤ制御でなく、ＰＩ制御、Ｐ制御、または、Ｉ制御等で馬力規制目標回転数を求めてもよい。

図５において、ＰＩＤ制御で目標スロットル開度を求めたが、ＰＩＤ制御でなく、ＰＩ制御、Ｐ制御、または、Ｉ制御等で馬力規制目標回転数を求めてもよい。

上記構成によれば、火花式エンジンで構成される汎用エンジンにおいて、ドループ制御選択時には目標回転数を通常に比べ低下させ、低下した目標回転数に基づいてアイソクロナス制御を行うことで、擬似的にドループ制御を実現することが可能となる。

また、目標回転数を低下させてアイソクロナス制御を行うことにより擬似的にドループ制御を行う構成であるため、ドループ制御用に制御ゲインを適合する必要がなく、アイソクロナス制御のゲインのみを適合すればよいため、適合工数を削減することができる。

なお、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、実施可能な構成の組合せを含むことは言うまでもない。

以上のように、この発明に係る汎用エンジンの回転数制御装置は、エンジン１に供給された空気量をもとに理論空燃比に制御するための噴射量の演算と噴射量に基づきインジェクタ１２で燃料供給する手段と、エンジン回転数ＲＥとエンジン負荷Ｃｅより最適な点火時期を演算して点火プラグ６にて点火を行う手段と、エンジン１に供給する空気量を最適に調整できるスロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａを制御する手段とを備え、アイソクロナス制御時は、目標回転数Ｎｏと実回転数ＲＥとの偏差をもとにフィードバック制御（ＰＩＤ制御）で偏差がなくなるように目標スロットル開度θｏを算出し、ドループ制御時は、実回転数ＲＥとエンジン負荷Ｃｅとにより予め設定した回転低下率Ｋを算出し、目標回転数Ｎｏを運転者からの基本目標回転数Ｎｂに回転低下率Ｋを乗ずることで求め、求められた目標回転数Ｎｏになるようにアイソクロナス制御を行うことで擬似ドループ制御を行うものである。

この発明の汎用エンジンの回転数制御装置は、エンジン１の回転数を検出する回転数検出部（図示せず）と、エンジン１の吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ１１（吸入空気温度検出部）と、吸入空気の吸入空気量あるいは吸気圧を検出するスロットルセンサ８または吸気圧センサ１０（吸入空気検出部）と、吸入空気温度検出部で検出されたエンジン１の吸入空気の温度、および、吸入空気検出部によって検出された吸入空気量あるいは吸気圧を用いて、エンジン１の負荷を検出するエンジンパラメータ算出部２２（エンジン負荷検出部）と、運転者のアクセル操作入力に基づいてエンジン１の基本目標回転数Ｎｂを算出する基本目標回転数算出部２３と、基本目標回転数Ｎｂおよびエンジン１の負荷Ｃｅとに基づいて回転低下率Ｋを算出する目標低下率算出部２４と、基本目標回転数Ｎｂと回転低下率Ｋとに基づいて目標回転数Ｎｏを算出する目標回転数算出部２７と、エンジン１の回転数と目標回転数Ｎｏとの回転偏差を算出し、回転偏差が予め設定された許容範囲内になるように、スロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａの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２８と、電子スロットルの実開度が目標スロットル開度になるようにスロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａの開度を制御する電子スロットル制御部２９とを備え、エンジン１に供給する吸入空気量をスロットルアクチュエータ（電子スロットル）７ａを用いて制御することにより、エンジン１の回転数を目標回転数Ｎｏになるようにアイソクロナス制御方式で制御することで、エンジンの負荷Ｃｅの増加に伴い、エンジン１の回転数を減少させる擬似ドループ制御を行うものである。

当該構成により、本発明では、基本目標回転数Ｎｂとエンジンの負荷（充填効率）Ｃｅとを算出し、基本目標回転数Ｎｂとエンジンの負荷（充填効率）Ｃｅの値ごとに、予めマップに設定された回転低下率Ｋより、基本目標回転数Ｎｂを補正することで、エンジンの負荷（充填効率）Ｃｅが大きくなるに従って回転低下率Ｋを小さく設定することで、運転者からの目標回転数設定値（基本目標回転数（Ｎｂ））が同じ値であっても、エンジン負荷Ｃｅが高まるにつれて目標回転数を自動的に低下させる（目標回転数（Ｎｏ）＝基本目標回転数（Ｎｂ）×回転低下率（Ｋ））擬似ドループ制御が可能となる。

これにより、アイソクロナス制御方式と同じＰＩＤゲイン設定のままでも、擬似ドループ制御が可能となり、また、各目標回転数ごとに負荷（充填効率）Ｃｅの大きさに応じて自由に回転低下度合い（ドループ率）を設定できるため、エンジン１の出力特性が容易に適合設定ができる。また、基本目標回転数Ｎｂを調整してドループ制御を実現しているため、エンジン１の機差ばらつきによる影響を受けることがない。よって、エンジン１個々の特性ばらつきを確認し調整する必要がなく、設計や製造時の工数を削減でき、精度の高いドループ制御が可能である。

また、本実施の形態では、目標回転数算出部２７による目標回転数Ｎｏの算出方式には、（ドループ制御時の）第１の算出方式と（アイソクロナス制御時の）第２の算出方式とが含まれており、目標回転数算出部２７による目標回転数の算出方式を、第１の算出方式および第２の算出方式とのいずれか一方に切り替える切替部をさらに備え、当該切替部により第１の算出方式に設定されている場合は、目標回転数算出部２７は、基本目標回転数Ｎｂに回転低下率算出部２４で求めた回転低下率Ｋを乗算することにより目標回転数を算出し、第２の算出方式に設定されている場合は、回転低下率を１（Ｋ＝１）とし、基本目標回転数Ｎｂに１を乗算して、基本目標回転数Ｎｂの値をそのまま目標回転数Ｎｏとして出力する。

これにより、汎用エンジンが搭載される機器の用途によって、アイソクロナス制御とドループ制御の選択が容易となり、汎用エンジンが搭載可能となる機器の幅が増える。また操作の用途に応じて制御を切り替えることができるため汎用エンジンの商品性（機能）が高まる。

また、本実施の形態では、目標回転数Ｎｏの値ごとにトルク制限値Ｔｌｉｍを予めマップ設定しておき、目標回転数算出部２７で算出した目標回転数Ｎｏでの回転数制御時に、エンジン１の発生トルクがトルク制限値Ｔｌｉｍを超えた場合に、発生トルクがトルク制限値Ｔｌｉｍ内になるように、目標回転数Ｎｏの値を低下させるための規制回転数Ｎｌｉｍを算出する馬力規制目標回転数算出部２６をさらに備え、目標回転数算出部２７は、馬力規制目標回転数算出部２６から規制回転数Ｔｌｉｍが入力された時に、算出した目標回転数Ｎｏから規制回転数Ｔｌｉｍを減算した値を、目標回転数Ｎｏとして出力する。また、馬力規制目標回転数算出部２６は、発生トルクＴｎｏｗとトルク制限値Ｔｌｉｍとの偏差Ｔｅｒｒ、および、発生トルクＴｎｏｗの微分値Ｔｄｉｖとを求め、偏差Ｔｅｒｒおよび微分値Ｔｄｉｖとに基づいて規制回転数Ｔｌｉｍを算出する。

これにより、ディーゼルエンジン特性のように火花式エンジンにおいても、容易にエンジン１の最大出力馬力に制限をつけることが可能となる。

汎用エンジンは、船舶、農作業機器、運搬車輌等のいろいろな機器に搭載されるため、最大出力馬力を搭載機器に応じて変更する必要がある。これは搭載機器、車輌側の駆動系の入力制限値が異なるためで、例えばある船舶の場合は５０（ＰＳ）までの出力に駆動系が耐えられるが、ある草刈機などの駆動系は３０（ＰＳ）が駆動系の最大入力値であったりする。これら多種多彩な機器に共通の汎用エンジンを搭載させていくためには、エンジン本体は共通にしエンジン制御（ＥＣＵ）側のデータ変更のみで対応させる必要がある。
これを実現するために、各目標回転数ごとに発生トルクの最大値を適合設定できる仕組みを設け、エンジンの発生実トルクがこの最大発生トルクを上回っている場合は目標回転数を下げるように補正することで、エンジンの持つ最大発生馬力以下で馬力制限をかけて使用することが可能となる。

これにより例えば３５００ｒｐｍに目標回転数が設定されていた場合でもエンジンにかかる負荷が高くなり、実トルクが設定された最大発生トルクを上回った場合は目標回転数が徐々に低下する側に補正され、かつアイソクロナス制御で回転数制御しているためにエンジン回転数ＲＥも低下していく。よってトルク規制がかからない回転数まで目標回転数がフィードバックされて低下し、最大発生馬力も回転数が低下するため低減される。これにより、低回転域での発生トルクはエンジンのもつ最大トルクを発生させることができ、また最大発生馬力に規制をかけることが可能となる。

また、本実施の形態においては、発生トルクＴｎｏｗを算出する発生トルク算出部２５をさらに備え、発生トルク算出部２５は、エンジン１の回転数ＲＥの値と負荷Ｃｅの値ごとに発生トルクＴｎｏｗの値を予めマップ設定しておき、エンジン回転数ＲＥとエンジン１の負荷Ｃｅとから発生トルクを算出する。

これにより、エンジン１の回転数ＲＥと負荷Ｃｅとにより事前にエンジン発生トルク特性（Ｔｎｏｗ）をマップ適合設定することで、エンジン運転状態に応じたエンジン発生トルクを容易に擬似検出可能となり、エンジン最大発生馬力の検出や規制制御が容易に可能となる。

１ エンジン（汎用エンジン）、２ クランク角センサ、３ カム角センサ、４ 水温センサ、５ 点火コイル、６ 点火プラグ、７ａ スロットルアクチュエータ、７ スロットルバルブ、８ スロットルセンサ、９ 吸気通路、１０ 吸気圧センサ、１１ 吸気温センサ、１２ インジェクタ、１３ 燃料ポンプ、１４ 排気通路、１５ Ｏ２センサ、１６ 三元触媒、１７ ＥＣＵ、１８ バッテリ、１９ 故障表示器、２０ ＥＧＲ通路、２１ アクセルペダル、２１ａ アクセルポジションセンサ、２２ エンジンパラメータ算出部、２３ 基本目標回転数算出部、２４ 回転低下率算出部、２５ 発生トルク算出部、２６ 馬力規制目標回転数算出部、２７ 目標回転数算出部、２８ 目標スロットル開度算出部、２９ 電子スロットル制御部、Ａ 吸入空気、ＡＦ Ｏ２センサの検出値、Ｃｅ 充填効率、Ｅ 排気ガス、Ｋ 回転低下率、Ｎｂ 基本目標回転数、Ｎｌｉｍ 馬力規制回転数、Ｎｏ 目標回転数、ＲＥ エンジン回転数、Ｔｌｉｍ トルク制限値、Ｔｎｏｗ 発生トルク、Ｔｗ エンジン冷却水温、θ１ クランク角度、θ２ カム角度、θｔ スロットル角度、θａｐｓアクセルポジション。

Claims (4)

1. エンジンに供給する吸入空気量を電子スロットルを用いて制御することにより前記エンジンの回転数を制御する汎用エンジンの回転数制御装置であって、
   前記エンジンの回転数を検出する回転数検出部と、
   前記エンジンの吸入空気の温度を検出する吸入空気温度検出部と、
   前記吸入空気の吸入空気量あるいは吸気圧を検出する吸入空気検出部と、
   前記吸入空気温度検出部で検出された前記エンジンの吸入空気の温度、および、前記吸入空気検出部によって検出された前記吸入空気量あるいは吸気圧を用いて、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出部と、
   アクセル操作入力に基づいて前記エンジンの基本目標回転数を算出する基本目標回転数算出部と、
   前記基本目標回転数および前記エンジンの負荷とに基づいて回転低下率を算出する目標低下率算出部と、
   前記基本目標回転数と前記回転低下率とに基づいて目標回転数を算出する目標回転数算出部と、
   前記エンジンの回転数と前記目標回転数との回転偏差を算出し、前記回転偏差に基づいて、前記電子スロットルの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、
   前記電子スロットルの実開度が前記目標スロットル開度になるように前記電子スロットルの開度を制御する電子スロットル制御部と、
   目標回転数の値ごとにトルク制限値を予め設定しておき、前記目標回転数算出部で算出した目標回転数での回転数制御時に、前記エンジンの発生トルクが、当該目標回転数のトルク制限値を超えた場合に、前記発生トルクが前記トルク制限値内になるように、前記目標回転数の値を低下させるための規制回転数を算出する規制目標回転数算出部と
   を備え、
   前記エンジンの負荷の増加に従って、前記回転低下率を小さな値に設定することで、前記目標回転数を前記基本目標回転数より小さな値とし、求められた目標回転数になるように前記電子スロットルを用いてアイソクロナス制御を行うことで、擬似的にドループ制御を行い、
   前記目標回転数算出部による前記目標回転数の算出方式には、第１の算出方式と第２の算出方式とが含まれており、
   前記目標回転数算出部による前記目標回転数の算出方式を、前記第１の算出方式および前記第２の算出方式とのいずれか一方に切り替える切替部をさらに備え、
   前記切替部により前記第１の算出方式に設定されている場合は、前記目標回転数算出部は、前記基本目標回転数に前記回転低下率を乗算することにより前記目標回転数を算出し、
   前記切替部により前記第２の算出方式に設定されている場合は、前記目標回転数算出部は、前記回転低下率を１とし、前記基本目標回転数に１を乗算することにより前記目標回転数を算出し、
   前記目標回転数算出部は、前記規制目標回転数算出部から前記規制回転数が入力された時に、算出した前記目標回転数から前記規制回転数を減算した値を、前記目標回転数として出力する
   ことを特徴とする汎用エンジンの回転数制御装置。
2. 前記規制目標回転数算出部は、前記発生トルクと前記トルク制限値との偏差、および、前記発生トルクの微分値とを求め、前記偏差および前記微分値に基づいて前記規制回転数を算出することを特徴とする請求項１に記載の汎用エンジンの回転数制御装置。
3. 前記発生トルクを算出する発生トルク算出部をさらに備え、
   前記発生トルク算出部は、エンジンの回転数の値と負荷の値ごとに発生トルクの値を予め設定しておき、当該設定に従って、前記回転数検出部からの前記回転数と前記エンジン負荷検出部からの前記負荷から、前記発生トルクを求める
   ことを特徴とした請求項１または２記載の汎用エンジンの回転数制御装置。
4. エンジンに供給する吸入空気量を電子スロットルを用いて制御することにより前記エンジンの回転数を制御する汎用エンジンの回転数制御方法であって、
   前記エンジンの回転数を検出する回転数検出ステップと、
   前記エンジンの吸入空気の温度を検出する吸入空気温度検出ステップと、
   前記吸入空気の吸入空気量あるいは吸気圧を検出する吸入空気検出ステップと、
   前記吸入空気温度検出ステップで検出された前記エンジンの吸入空気の温度、および、前記吸入空気検出ステップによって検出された前記吸入空気量あるいは吸気圧を用いて、前記エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出ステップと、
   アクセル操作入力に基づいて前記エンジンの基本目標回転数を算出する基本目標回転数算出ステップと、
   前記基本目標回転数および前記エンジンの負荷とに基づいて回転低下率を算出する目標低下率算出ステップと、
   前記基本目標回転数と前記回転低下率とに基づいて目標回転数を算出する目標回転数算出ステップと、
   前記エンジンの回転数と前記目標回転数との回転偏差を算出し、前記回転偏差に基づいて、前記電子スロットルの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、
   前記電子スロットルの実開度が前記目標スロットル開度になるように前記電子スロットルの開度を制御する電子スロットル制御ステップと
   目標回転数の値ごとにトルク制限値を予め設定しておき、前記目標回転数算出ステップで算出した目標回転数での回転数制御時に、前記エンジンの発生トルクが、当該目標回転数のトルク制限値を超えた場合に、前記発生トルクが前記トルク制限値内になるように、前記目標回転数の値を低下させるための規制回転数を算出する規制目標回転数算出ステップと
   を備え、
   前記エンジンの負荷の増加に従って、前記回転低下率を小さな値に設定することで、前記目標回転数を前記基本目標回転数より小さな値とし、求められた目標回転数になるように前記電子スロットルを用いてアイソクロナス制御を行うことで、擬似的にドループ制御を行い、
   前記目標回転数算出ステップによる前記目標回転数の算出方式には、第１の算出方式と第２の算出方式とが含まれており、
   前記目標回転数算出ステップによる前記目標回転数の算出方式を、前記第１の算出方式および前記第２の算出方式とのいずれか一方に切り替える切替ステップをさらに備え、
   前記切替ステップにより前記第１の算出方式に設定されている場合は、前記目標回転数算出ステップは、前記基本目標回転数に前記回転低下率を乗算することにより前記目標回転数を算出し、
   前記切替ステップにより前記第２の算出方式に設定されている場合は、前記目標回転数算出ステップは、前記回転低下率を１とし、前記基本目標回転数に１を乗算することにより前記目標回転数を算出し、
   前記目標回転数算出ステップは、前記規制目標回転数算出ステップから前記規制回転数が入力された時に、算出した前記目標回転数から前記規制回転数を減算した値を、前記目標回転数として出力する
   ことを特徴とする汎用エンジンの回転数制御方法。

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