JP5944222B2 - エンジン回転数制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン回転数制御装置に関する。

操作者が目標回転数を直接指定できる電子制御式のエンジンが存在する。このようなエンジンは、目標回転数を設定するための操作レバー、ＡＤ変換装置、エンジン回転数制御装置を備えている。ＡＤ変換装置は、操作レバーによって入力されるアナログ値をデジタル変換することによって、単位時間のステップ毎に目標回転数の指令値を作成する。エンジン回転数制御装置は、作成された指令値に基づいて燃料供給量を制御する。

ＡＤ変換における誤差、信号ノイズ、及び操作レバーの微振動等は、目標回転数の指令値に誤差を発生させる。この結果、目標回転数の指令値は、操作者が入力した目標回転数のアナログ値に対して、±数ＬＳＢ(Least Significant Bit)の幅で変動する。目標回転数の微小な変動は、エンジンにハンチングを発生させる場合がある。特に、目標回転数が燃料噴射パターンの切替え回転数に当たる場合に、このようなハンチングが発生する。この場合、目標回転数が切替え回転数を跨いで変動するので、燃料噴射パターンが頻繁に切り替えられる。操作者は、自らが操作レバーを操作していないにも拘わらず、エンジン音の頻繁な変動を聞くので、エンジンの運転状態に違和感を覚える。

特許文献１は、制御信号を補正する技術の一例を開示している。同文献の００２５段落には、アクセル開度の演算値に対して平均化処理を行うことが記載されている。同文献の００２７段落によれば、この平均化処理により、ターボチャージャ３１が作動している減速時に、吸気通路内の圧力が急上昇することを防止することができる。

特開平１１−３５１０３０号公報

平均化処理は、急激な変動を抑制する効果を有している。しかし、このような平均化処理が目標回転数の指令値の補正に適用されたとしても、この平均化処理のみによって、目標回転数の微小な変動を除去することはできない。平均化処理は、瞬間的な変動、或いは短周期の変動を鈍らせるだけであり、不要な変動自体を除去することはできない。

そこで本発明は、操作者が意図しない目標回転数の指令値の微小な変動を除去できるエンジン回転数制御装置を提供する。

本発明に係るエンジン回転数制御装置は、操作装置によって入力される目標回転数のアナログ値をデジタル変換することによって単位時間のステップ毎に作成される前記目標回転数の指令値に基づいて、燃料供給量を制御するエンジン回転数制御装置であって、前記指令値を補正するノイズ除去処理部を備えており、第１入力値は前記ノイズ除去処理部に入力される前記指令値であり、第１出力値は前記ノイズ除去処理部から出力される前記指令値であり、前記ノイズ除去処理部は、直近の前記ステップ群において、連続する増加ステップの数が第１所定数以上の場合または連続する減少ステップの数が前記第１所定数以上の場合に今回の前記第１出力値を今回の前記第１入力値と同一に設定し、連続する前記増加ステップの数が前記第１所定数以上ではなく且つ連続する前記減少ステップの数が前記第１所定数以上でもない場合に今回の前記第１出力値を前回の前記第１出力値と同一に設定するように構成されており、前記増加ステップは、今回の前記第１入力値が前回の前記第１出力値よりも第１設定幅以上大きい前記ステップであり、前記減少ステップは、今回の前記第１入力値が前回の前記第１出力値よりも第１設定幅以上小さい前記ステップであり、前記ノイズ除去処理部によって補正された後に前記第１出力値である前記指令値を補正する移動平均部を備えており、第２入力値は前記移動平均部に入力される前記指令値であって前記第１出力値と同一であり、第２出力値は前記移動平均部から出力される前記指令値であり、前記移動平均部は、直近の第２所定回数の前記第２入力値に基づいて移動平均値を算出し、今回の前記第２出力値を前記移動平均値と同一に設定するように構成されている。

前記エンジン回転数制御装置は、前記ノイズ除去処理部によって補正された後に前記指令値を補正する不感帯処理部を備えており、第３入力値は前記不感帯処理部に入力される前記指令値であって前記第２出力値と同一であり、第３出力値は前記不感帯処理部から出力される前記指令値であり、前記不感帯処理部は、今回の前記ステップが小変動ステップである場合、今回の前記第３出力値を前回の前記第３出力値と同一に設定するように構成されており、前記小変動ステップは、今回の前記第３入力値と前回の前記第３出力値との差の絶対値が第２設定幅より小さい前記ステップである。

前記エンジン回転数制御装置において、前記不感帯処理部は、直近の前記ステップ群において、有信号ステップの継続時間が所定時間以上の場合に、今回の前記第３出力値を前回の前記第３出力値と同一に設定する代わりに、今回の前記第３出力値を今回の前記第３入力値と同一に設定するように構成されており、前記有信号ステップは、今回の前記第３入力値と前回の前記第３出力値との差の絶対値が０より大きい前記小変動ステップである。

本発明に係るエンジン回転数制御装置は、操作者が意図しない目標回転数の指令値の微小な変動を除去できる。したがって、この制御装置は、ハンチングの発生も防止できる。

目標回転数に関連するエンジンの構成を示すブロック図である。 参考形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 ノイズ除去処理及び移動平均処理の実行フローを示すフロー図である。 増速時にＡＤ変換装置から制御装置に入力される指令値の時間変化を示す図である。 増速時に参考形態の制御装置の移動平均部から出力される指令値の時間変化を示す図である。 増速時に制御装置のノイズ除去処理部から出力される指令値の時間変化を示す図である。 増速時に制御装置の移動平均部から出力される指令値の時間変化を示す図である。 瞬間的なノイズの発生時にＡＤ変換装置から制御装置に入力される指令値の時間変化を示す図である。 瞬間的なノイズの発生時に参考形態の制御装置の移動平均部から出力される指令値の時間変化を示す図である。 増速時に制御装置のノイズ除去処理部６から出力される指令値の時間変化を示す図である。 短周期のノイズの発生時にＡＤ変換装置から制御装置に入力される指令値の時間変化を示す図である。 短周期のノイズの発生時に参考形態の制御装置の移動平均部から出力される指令値の時間変化を示す図である。 短周期のノイズの発生時に制御装置のノイズ除去処理部から出力される指令値の時間変化を示す図である。 不感帯処理の実行フローを示すフロー図である。 長周期且つ低振幅のノイズの発生時にＡＤ変換装置から制御装置に入力される指令値の時間変化を示す図である。 長周期且つ低振幅のノイズの発生時に参考形態の制御装置の移動平均部から出力される指令値の時間変化を示す図である。 長周期且つ低振幅のノイズの発生時に制御装置のノイズ除去処理部から出力される指令値の時間変化を示す図である。 長周期且つ低振幅のノイズの発生時に制御装置の不感帯処理部から出力される指令値の時間変化を示す図である。 長時間継続する低振幅の指令値の発生時に制御装置の不感帯処理部から出力される指令値の時間変化を示す図である。

（本実施形態の構成）
図１は、目標回転数に関連するエンジン１の構成を示すブロック図である。エンジン１は、操作レバー（操作装置）２、ＡＤ変換装置３、エンジン回転数制御装置４、及びスロットル弁５を備えている。操作レバー２は、エンジン１の目標回転数を設定するための入力装置であり、操作者によって操作される。ＡＤ変換装置３は、操作レバー２によって入力される目標回転数のアナログ値をデジタル変換する。これにより、目標回転数の指令値が、単位時間のステップ毎に作成される。制御装置４は、作成された指令値に基づいて、スロットル弁５の目標開度を作成する。スロットル弁５の開度に応じて、吸気量及び燃料供給量が変更され、エンジン１の出力が変化する。本実施形態では、エンジン１は、インジェクター方式を採用しており、吸気量に応じて燃料供給量が自動的に変更される。ここで、制御装置４は、スロットル弁５の制御を介して、燃料供給量を制御している。

以下では、本実施形態に係る制御装置４（図３）による指令値の補正を、参考形態に係る制御装置１０４（図２）による指令値の補正と比較しながら説明する。

図２は、参考形態に係る制御装置１０４の構成を示すブロック図である。制御装置１０４は、移動平均部７及びスロットル開度算出部９を備えている。移動平均部７は、目標回転数の指令値を補正する。補正の内容は後述する。スロットル開度算出部９は、補正された指令値に基づいて、スロットル弁５の目標開度を作成する。

図３は、本実施形態に係る制御装置４の構成を示すブロック図である。制御装置４は、ノイズ除去処理部６、移動平均部７、不感帯処理部８、及びスロットル開度算出部９を備えている。ノイズ除去処理部６、移動平均部７、及び不感帯処理部８は、目標回転数の指令値を補正する。指令値は、まずノイズ除去処理部６で補正され、次に移動平均部７で補正され、最後に不感帯処理部８で補正される。補正の内容は後述する。スロットル開度算出部９は、補正された指令値に基づいて、スロットル弁５の目標開度を作成する。

図４−１４を参照して、ノイズ除去処理部６及び移動平均部７による補正を説明する。この説明において、図５−１４の指令値の時間変化を示す図を用いながら、図４のフロー図を随時参照する。

図５−１４、１６−２０はいずれも指令値の時間変化の図である。これらの図において、横軸は時間（ステップ）を示しており、縦軸は指令値の大きさを示している。ここで、指令値の大きさは、以下で登場するビット数に対応する指数表記ではなく、通常の表記で示されている。また、一点鎖線は指令値の真値を示している。指令値の真値は、操作者が操作レバー２の操作において意図している指令値を指している。

図４は、ノイズ除去処理及び移動平均処理の実行フローを示すフロー図である。ノイズ除去処理部６が工程Ｐ１−Ｐ３を担当し、移動平均部７が工程Ｐ４を担当する。工程Ｐ１−Ｐ４の内容は、詳しくは後述する。

図５は、増速時にＡＤ変換装置３から制御装置４に入力される指令値の時間変化を示す図である。ステップ毎に、指令値が制御装置４に入力されている。第１入力値Ａ（ｉ）は、ステップＳ（ｉ）において制御装置４（ノイズ除去処理部６）に入力された指令値Ａ（ｉ）を指している。変化幅ｄ（ｉ）は、今回の第１入力値Ａ（ｉ）から前回の第１入力値Ａ（ｉ−１）を引くことによって得られる値を指している。ここで、符号ｉは自然数であり、符号ｉの増大は時間の経過を示している。ステップＳ（１）−Ｓ（４）の間、第１入力値Ａ（ｉ）は同一値である。また、ステップＳ（８）以後も、第１入力値Ａ（ｉ）は同一値である。一方、ステップＳ（４）−Ｓ（８）の間、第１入力値Ａ（ｉ）は増大しており、変化幅ｄ（ｉ）は３ビット以上の大きさを有している。

図６は、増速時に参考形態の制御装置１０４の移動平均部７から出力される指令値の時間変化を示す図である。移動平均部７は、直近の３回の第１入力値Ａ（ｉ−２）、Ａ（ｉ−１）、Ａ（ｉ）に基づいて移動平均値を算出し、今回の第１参考出力値Ｃ０（ｉ）をその移動平均値と同一に設定する。第１参考出力値Ｃ０（ｉ）は、移動平均部７から出力される指令値を指している。第１入力値Ａ（ｉ）がステップＳ（４）−Ｓ（８）の間増大しており、これに対応して第１参考出力値Ｃ０（ｉ）がステップＳ（４）−Ｓ（１０）の間増大している。

図７は、増速時に制御装置４のノイズ除去処理部６から出力される指令値の時間変化を示す図である。ノイズ除去処理部６による補正を概略的に説明すると、次の通りである。ノイズ除去処理部６は、第１入力値Ａ（ｉ）が継続的に増大している場合、又は第１入力値Ａ（ｉ）が継続的に減少している場合に、今回の第１入力値Ａ（ｉ）を補正することなくそのまま今回の第１出力値Ｂ（ｉ）として出力する。つまり、今回の第１入力値Ａ（ｉ）に応じて、指令値が更新される。一方、それ以外の場合に、ノイズ除去処理部６は、今回の第１入力値Ａ（ｉ）を無視し、今回の第１出力値Ｂ（ｉ）を前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）と同一に設定する。つまり、今回の第１入力値Ａ（ｉ）に関係なく、指令値が維持される。この場合、今回の第１入力値Ａ（ｉ）がノイズとして除去されている。

上述の補正は、具体的には次のように行われる。

まず、第１入力値Ａ（ｉ）の増大は、増加ステップの存在に基づいて判定される。増加ステップは、今回の第１入力値Ａ（ｉ）が前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）よりも第１設定幅ｎ以上大きいステップである。図７に示される第１差Ｗ１（ｉ）は、今回の第１入力値Ａ（ｉ）から前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）を引くことによって得られる差である。このため、第１差Ｗ１（ｉ）がゼロよりも第１設定幅ｎ以上大きいならば、今回のステップＳ（ｉ）は増加ステップである。加えて、連続する増加ステップの数が第１所定数Ｎ以上の場合に、第１入力値Ａ（ｉ）が継続的に増大していると判断される。また、減少ステップは、今回の第１入力値Ａ（ｉ）が前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）よりも第１設定幅ｎ以上小さいステップである。第１差Ｗ１（ｉ）がゼロよりも第１設定幅ｎ以上小さいならば、今回のステップＳ（ｉ）は減少ステップである。連続する減少ステップの数が第１所定数Ｎ以上の場合に、第１入力値Ａ（ｉ）が継続的に減少していると判断される。本実施形態では、第１所定数Ｎは３であり、第１設定幅ｎは３ビットである。

図４の工程Ｐ１に示される条件は、直近のステップ群において、連続する増加ステップの数が第１所定数Ｎ以上または連続する減少ステップの数が第１所定数Ｎ以上の場合に、満たされる。工程Ｐ１の条件が満たされる場合、工程Ｐ２が実行され、工程Ｐ１の条件が満たされない場合、工程Ｐ３が実行される。工程Ｐ２において、ノイズ除去処理部６は、今回の第１出力値Ｂ（ｉ）を、今回の第１入力値Ａ（ｉ）と同一に設定する。つまり、指令値が新たに更新される。工程Ｐ３において、ノイズ除去処理部６は、今回の第１出力値Ｂ（ｉ）を、前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）と同一に設定する。つまり、指令値が維持される。

図７を参照して、ノイズ除去処理部６による補正を、ステップＳ（４）−Ｓ（９）について説明する。ノイズ除去処理部６は、第１差Ｗ１（ｉ）に基づいて、今回のステップＳ（ｉ）が増加ステップ、減少ステップ、又は中立ステップであることを検出する。上述したように、第１差Ｗ１（ｉ）がゼロよりも第１設定幅ｎ以上大きいならば、今回のステップＳ（ｉ）は増加ステップである。第１差Ｗ１（ｉ）がゼロよりも第１設定幅ｎ以上小さいならば、今回のステップＳ（ｉ）は減少ステップである。それ以外の場合、今回のステップＳ（ｉ）は中立ステップである。また、ノイズ除去処理部６は、増加ステップの連続及び減少ステップの連続を特定するために、過去のステップで得られた第１差Ｗ１（ｉ）を記憶している。

まず、ステップＳ（４）における処理を説明する。今回の第１差Ｗ１（４）を検討すると、今回の第１入力値Ａ（４）が前回の第１出力値Ｂ（３）に等しいので、今回の第１差Ｗ１（４）は、ゼロである。このため、今回のステップＳ（４）は中立ステップである。連続する増加ステップの数は０であり、連続する増加ステップの数も０であり、どちらも３（第１所定数Ｎ）より小さい。このため、ノイズ除去処理部６は、今回の第１入力値Ａ（４）を無視し、今回の第１出力値Ｂ（４）を前回の第１出力値Ｂ（３）と同一に設定する。

次に、ステップＳ（５）における処理を説明する。今回の第１差Ｗ１（５）を検討すると、今回の第１入力値Ａ（５）は前回の第１出力値Ｂ（４）よりも３ビット以上大きい。このため、今回のステップＳ（５）は増加ステップである。ただし、前回のステップＳ（４）は中立ステップである。連続する増加ステップの数は１であり、３（第１所定数Ｎ）より小さい。このため、ノイズ除去処理部６は、今回の第１入力値Ａ（５）を無視し、今回の第１出力値Ｂ（５）を前回の第１出力値Ｂ（４）と同一に設定する。

ステップＳ（６）における処理を説明する。今回の第１差Ｗ１（６）を検討すると、今回の第１入力値Ａ（６）は前回の第１出力値Ｂ（５）よりも３ビット以上大きい。このため、今回のステップＳ（６）は増加ステップである。ステップＳ（５）、Ｓ（６）が増加ステップであるので、連続する増加ステップの数は２である。しかし、連続する増加ステップの数は、３（第１所定数Ｎ）より小さい。このため、ノイズ除去処理部６は、今回の第１入力値Ａ（６）を無視し、今回の第１出力値Ｂ（６）を前回の第１出力値Ｂ（５）と同一に設定する。

ステップＳ（７）における処理を説明する。今回の第１差Ｗ１（７）を検討すると、今回の第１入力値Ａ（７）は前回の第１出力値Ｂ（６）よりも３ビット以上大きい。このため、今回のステップＳ（７）は増加ステップである。ステップＳ（５）、Ｓ（６）、Ｓ（７）が増加ステップであるので、連続する増加ステップの数は３である。連続する増加ステップの数は、３（第１所定数Ｎ）に等しい。このため、ノイズ除去処理部６は、今回の第１入力値Ａ（７）を無視せず、今回の第１出力値Ｂ（７）を今回の第１入力値Ａ（７）と同一に設定する。つまり、指令値が更新される。

ステップＳ（８）における処理を説明する。今回の第１差Ｗ１（８）を検討すると、今回の第１入力値Ａ（８）は前回の第１出力値Ｂ（７）よりも３ビット以上大きい。このため、今回のステップＳ（８）は増加ステップである。ステップＳ（５）−Ｓ（８）が増加ステップであるので、連続する増加ステップの数は４である。連続する増加ステップの数は、３（第１所定数Ｎ）より大きい。このため、ノイズ除去処理部６は、今回の第１入力値Ａ（８）を無視せず、今回の第１出力値Ｂ（８）を今回の第１入力値Ａ（８）と同一に設定する。

ステップＳ（９）における処理を説明する。今回の第１差Ｗ１（９）を検討すると、今回の第１入力値Ａ（９）は前回の第１出力値Ｂ（８）に等しいので、今回の第１差Ｗ１（９）は、ゼロである。今回のステップＳ（９）は中立ステップである。このため、ノイズ除去処理部６は、今回の第１入力値Ａ（９）を無視し、今回の第１出力値Ｂ（９）を前回の第１出力値Ｂ（８）と同一に設定する。

ステップＳ（３）以前に第１入力値が変化していない場合、ステップＳ（３）以前の各ステップでは、ステップＳ（４）における処理と同様に、今回の第１出力値Ｂ（ｉ）が前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）と同一に設定される。同じく、ステップＳ（１０）以後に第１入力値が変化していない場合、ステップＳ（１０）以後の各ステップでは、ステップＳ（９）における処理と同様に、今回の第１出力値Ｂ（ｉ）が前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）と同一に設定される。

連続する増加ステップが発生する代わりに、連続する減少ステップが発生する場合も、上述と同様の補正が実行される。

工程Ｐ２又は工程Ｐ３の処理が終了すると、工程Ｐ４が実行される。

図８は、増速時に制御装置４の移動平均部７から出力される指令値の時間変化を示す図である。制御装置４の移動平均部７は、直近のＭ回の第２入力値に基づいて移動平均値を算出し、今回の第２出力値Ｃ（ｉ）をその移動平均値と同一に設定するように構成されている。本実施形態では、Ｍは３である。これが、工程Ｐ４で行われる処理である。なお、第２入力値は、ステップＳ（ｉ）において移動平均部７に入力された指令値を指している。本実施形態に係る制御装置４では、第１出力値Ｂ（ｉ）がノイズ除去処理部６から移動平均部７に入力されるので、第２入力値は第１出力値Ｂ（ｉ）に等しい。また、第２出力値Ｃ（ｉ）は、移動平均部７から出力される指令値を指している。

本実施形態では、移動平均部７は、直近の３回の第１出力値Ｂ（ｉ−２）、Ｂ（ｉ−１）、Ｂ（ｉ）に基づいて移動平均値を算出し、今回の第２出力値Ｃ（ｉ）をその移動平均値と同一に設定する。図７において第１出力値Ｂ（ｉ）がステップＳ（６）−Ｓ（８）の間増大しており、これに対応して、図８に示されるように第２出力値Ｃ（ｉ）がステップＳ（６）−Ｓ（１０）の間増大している。

図９は、瞬間的なノイズの発生時にＡＤ変換装置３から制御装置４に入力される指令値の時間変化を示す図である。図９において、ステップＳ（２）−Ｓ（５）の間に、ひげ状の瞬間的なノイズが発生している。

図１０は、瞬間的なノイズの発生時に参考形態の制御装置１０４の移動平均部７から出力される指令値の時間変化を示す図である。瞬間的なノイズの発生に対応して、第１参考出力値Ｃ０（ｉ）がステップＳ（２）−Ｓ（８）の間、増加している。瞬間的なノイズが鈍らされているが、除去されていない。

図１１は、増速時に制御装置４のノイズ除去処理部６から出力される指令値の時間変化を示す図である。図９において、ステップＳ（３）は増加ステップであり、ステップＳ（４）、Ｓ（５）は減少ステップである。連続する増加ステップの数は１であり、連続する減少ステップの数は２であり、どちらの数も３（第１所定数Ｎ）よりも小さい。このため、ノイズ除去処理部６は、図９の状況が継続する間、今回の第１入力値Ａ（ｉ）を無視し、今回の第１出力値Ｂ（ｉ）を前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）と同一に設定する。この結果、瞬間的なノイズが完全に除去される。

図１２は、短周期のノイズの発生時にＡＤ変換装置３から制御装置４に入力される指令値の時間変化を示す図である。図１２において、短周期のノイズが連続的に発生している。

図１３は、短周期のノイズの発生時に参考形態の制御装置１０４の移動平均部７から出力される指令値の時間変化を示す図である。短周期のノイズの発生に対応して、第１参考出力値Ｃ０（ｉ）が変動している。短周期のノイズが鈍らされているが、除去されていない。

図１４は、短周期のノイズの発生時に制御装置４のノイズ除去処理部６から出力される指令値の時間変化を示す図である。図１２において、連続する増加ステップの数は常に３（第１所定数Ｎ）より小さく、連続する減少ステップの数も常に３（第１所定数Ｎ）より小さい。このため、ノイズ除去処理部６は、図１２の状況が継続する間、今回の第１入力値Ａ（ｉ）を無視し、今回の第１出力値Ｂ（ｉ）を前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）と同一に設定する。この結果、短周期のノイズが完全に除去される。

工程Ｐ４が終了すると、ノイズ除去処理及び移動平均処理の実行フローが終了する。

図１５−２０を参照して、不感帯処理部８による補正を説明する。この説明において、図１６−２０の指令値の時間変化を示す図を用いながら、図１５のフロー図を随時参照する。

図１５は、不感帯処理の実行フローを示すフロー図である。図１５の実行フローは、図４の実行フローの次に実行される。不感帯処理部８が工程Ｐ５−Ｐ８を担当している。工程Ｐ５−Ｐ８の内容は、詳しくは後述する。

図１６は、長周期且つ低振幅のノイズの発生時にＡＤ変換装置３から制御装置４に入力される指令値の時間変化を示す図である。図１６において、長周期且つ低振幅のノイズが定期的に発生している。

図１７は、長周期且つ低振幅のノイズの発生時に参考形態の制御装置１０４の移動平均部７から出力される指令値の時間変化を示す図である。長周期且つ低振幅のノイズの発生に対応して、第１参考出力値Ｃ０（ｉ）が変動している。ノイズが長周期且つ低振幅であるので、ノイズがあまり鈍らされていない。つまり、第１参考出力値Ｃ０（ｉ）の位相が、第１入力値Ａ（ｉ）の位相に対して遅れているが、第１参考出力値Ｃ０（ｉ）の最大振幅は第１入力値Ａ（ｉ）の最大振幅に対してあまり減少していない。

図１８は、長周期且つ低振幅のノイズの発生時に制御装置４のノイズ除去処理部６から出力される指令値の時間変化を示す図である。図１８において、連続する増加ステップの数は３（第１所定数Ｎ）以上であり、連続する減少ステップの数も３（第１所定数Ｎ）以上である。このため、ノイズ除去処理部６は、これらの第１入力値Ａ（ｉ）を無視しない。この結果、第１出力値Ｂ（ｉ）の位相が第１入力値Ａ（ｉ）の位相に対して遅れるように、第１出力値Ｂ（ｉ）が作成される。つまり、長周期且つ低振幅のノイズが残留する。

なお、ノイズ除去処理部６から出力される指令値は、更に移動平均部７で処理を受けるが、移動平均部７から出力される指令値も、位相の遅れを除いて、ノイズ除去処理部６から出力される指令値から大きく変化しない。ノイズが長周期且つ低振幅である場合、上述したように、移動平均処理は指令値の最大振幅をあまり減少させない。

図１９は、長周期且つ低振幅のノイズの発生時に制御装置４の不感帯処理部８から出力される指令値の時間変化を示す図である。図１９において、破線は第２出力値Ｃ（ｉ）を示しており、実線は第３出力値Ｄ（ｉ）を示している。不感帯処理部８は、第３入力値に基づいて、第３出力値Ｄ（ｉ）を作成する。第３入力値は不感帯処理部８に入力される指令値である。第３入力値は、ノイズ除去処理部６から出力される第２出力値Ｃ（ｉ）に等しい。

不感帯処理部８による補正を概略的に説明すると、次の通りである。不感帯処理部８は、第３入力値が比較的大きく変動する場合、今回の第３入力値を補正することなくそのまま今回の第３出力値Ｄ（ｉ）として出力する。つまり、今回の第３入力値に応じて、指令値が更新される。一方、不感帯処理部８は、第３入力値があまり変動していない場合、今回の第３入力値を無視し、今回の第３出力値Ｄ（ｉ）を前回の第３出力値Ｄ（ｉ−１）と同一に設定する。つまり、今回の第３入力値に関係なく、指令値が維持される。この場合、今回の第３入力値がノイズとして除去されている。

上述の補正は、具体的には次のように行われる。

まず、第３入力値の変動の程度は、小変動ステップの存在に基づいて判定される。小変動ステップは、今回の第３入力値（第２出力値Ｃ（ｉ））と前回の第３出力値Ｄ（ｉ−１）との差の絶対値が第２設定幅ｍより小さいステップである。今回のステップが小変動ステップである場合、第３入力値があまり変動していないと判断される。不感帯処理部８は、第２差Ｗ２（ｉ）に基づいて、今回のステップＳ（ｉ）が小変動ステップであるか否かを検出する。第２差Ｗ２（ｉ）は、今回の第３入力値から前回の第３出力値Ｄ（ｉ−１）を引くことによって得られる差である。

第２設定幅ｍの大きさは、ノイズ除去処理部６による補正において除去されなかったノイズを除去できるように、設定されている。ここで、指令値は、移動平均部７の移動平均処理によって鈍らされるので、第２差Ｗ２（ｉ）の絶対値は一般に第１差Ｗ１（ｉ）の絶対値よりも小さくなる。このため、第１差Ｗ１（ｉ）の絶対値が第１設定幅ｎ以上でも、第２差Ｗ２（ｉ）の絶対値が第１設定幅ｎよりも小さくなる可能性がある。そこで、本実施形態では、第２設定幅ｍは第１設定幅ｎと同一値に設定されており、第２設定幅ｍは３ビットである。このため、不感帯処理部８は、ノイズ除去処理部６によって除去されなかったノイズを除去できる。ただし、第２設定幅ｍは、第１設定幅ｎと同一でなくても良い。上述したように、移動平均の影響により、第２差Ｗ２（ｉ）が第１差Ｗ１（ｉ）に対して変動する。このため、例えば、移動平均の数に応じて、第２設定幅ｍを第１設定幅ｎよりも小さく又は大きく設定しても良い。

このため、次のようなノイズが、不感帯処理部８によって除去される長周期且つ低振幅のノイズである。長周期は、増加ステップ又は減少ステップが第１所定数Ｎ以上であることを指している。低振幅は、第１差Ｗ１（ｉ）の絶対値が第１設定幅ｎ以上であり且つ第２差Ｗ２（ｉ）の絶対値が第２設定幅ｍよりも小さいことを指している。

図１５を参照すると、工程Ｐ５に示される条件は、今回のステップＳ（ｉ）が小変動ステップである場合に、満たされる。工程Ｐ５の条件が満たされる場合、工程Ｐ６の判定を経由して、原則として工程Ｐ８が実行される。工程Ｐ８において、不感帯処理部８は、今回の第３出力値Ｄ（ｉ）を、前回の第３出力値Ｄ（ｉ−１）と同一に設定する。つまり、今回の第３入力値に関係なく、指令値が維持される。この場合、今回の第３入力値がノイズとして除去されている。一方、工程Ｐ５の条件が満たされない場合、工程Ｐ７が実行される。工程Ｐ７において、不感帯処理部８は、今回の第３出力値Ｄ（ｉ）を今回の第３入力値と同一に設定する。つまり、今回の第３入力値に応じて、指令値が更新される。

工程Ｐ６の判定は、第３入力値が長時間継続する場合に第３入力値をノイズとして除去することなく有意の信号として扱うために、設けられている。工程Ｐ６において、不感帯処理部８は、有信号ステップの継続時間が所定時間Ｔ以上の場合に、今回の第３出力値Ｄ（ｉ）を今回の前記第３入力値と同一に設定する。有信号ステップは、今回の第３入力値と前回の第３出力値Ｄ（ｉ−１）との差の絶対値が０より大きい小変動ステップを指している。工程Ｐ６の条件が満たされる場合に、工程Ｐ７が実行される。つまり例外的に、今回の第３入力値がノイズとして除去されない。一方、工程Ｐ６の条件が満たされない場合、上述の工程Ｐ８が実行される。

図２０は、長時間継続する低振幅の指令値の発生時に制御装置４の不感帯処理部８から出力される指令値の時間変化を示す図である。図２０において、長時間継続する低振幅の指令値が発生している。図２０において、破線は第３入力値（第２出力値Ｃ（ｉ））を示しており、実線は第３出力値Ｄ（ｉ）を示している。時刻ｔ０において、有信号ステップの継続時間が所定時間Ｔに到達している。時刻ｔ０以後、継続時間が所定時間Ｔ以上の大きさになるので、工程Ｐ６の条件が満たされる。

工程Ｐ７又は工程Ｐ８が終了すると、不感帯処理の実行フローが終了する。不感帯処理の実行フローが終了すると、再びノイズ除去処理及び移動平均処理の実行フローが開始される。

（本実施形態の効果）
本実施形態に係るエンジン回転数制御装置４は、上述の構成により次の効果を有している。

（１）本実施形態に係るエンジン回転数制御装置４は、指令値を補正するノイズ除去処理部６を備えている。ノイズ除去処理部６は、直近のステップ群において、連続する増加ステップの数が第１所定数Ｎよりも小さく且つ連続する減少ステップの数が前記第１所定数Ｎよりも小さい場合、今回の第１出力値Ｂ（ｉ）を前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）と同一に設定するように構成されている。

上述の構成によれば、第１入力値Ａ（ｉ）が継続的に増大しておらず且つ第１入力値Ａ（ｉ）が継続的に減少していない場合に、第１入力値Ａ（ｉ）がノイズとして扱われ、前回の第１出力値Ｂ（ｉ−１）が指令値として維持される。このため、本実施形態に係るエンジン回転数制御装置４は、操作者が意図しない目標回転数の指令値の微小な変動を除去できる。したがって、制御装置４は、ハンチングの発生も防止できる。

（２）本実施形態に係るエンジン回転数制御装置４は、移動平均部７及び不感帯処理部８を備えている。移動平均部７は、直近の第２所定数Ｍ回の第２入力値（第１出力値Ｂ（ｉ））に基づいて移動平均値を算出し、今回の第２出力値Ｃ（ｉ）を移動平均値と同一に設定するように構成されている。不感帯処理部８は、今回のステップが小変動ステップである場合、今回の第３出力値Ｃ（ｉ）を前回の第３出力値Ｃ（ｉ−１）と同一に設定するように構成されている。

このため、本実施形態に係るエンジン回転数制御装置４は、長周期且つ低振幅のノイズによる指令値の微小な変動を除去できる。

（３）本実施形態に係るエンジン回転数制御装置４において、不感帯処理部８は、直近のステップ群において、有信号ステップの継続時間が所定時間Ｔ以上の場合に、今回の第３出力値Ｃ（ｉ）を今回の第３入力値（第２出力値Ｂ（ｉ））と同一に設定する。

このため、本実施形態に係るエンジン回転数制御装置４は、指令値の微小な変動が長時間継続する場合に、その指令値をノイズとして除去することなく有意の信号としてエンジン回転数に反映できる。

１ エンジン
２ 操作レバー（操作装置）
３ ＡＤ変換装置
４ エンジン回転数制御装置
５ スロットル弁
６ ノイズ除去処理部
７ 移動平均部
８ 不感帯処理部
９ スロットル開度算出部
ｍ 第２設定幅
ｎ 第１設定幅
Ａ（ｉ） 今回の第１入力値
Ａ（ｉ−１） 前回の第１入力値
Ｂ（ｉ） 今回の第１出力値（今回の第２入力値）
Ｂ（ｉ−１） 前回の第１出力値
Ｃ（ｉ） 今回の第２出力値（今回の第３入力値）
Ｃ（ｉ−１） 前回の第２出力値
Ｄ（ｉ） 今回の第３出力値
Ｄ（ｉ−１） 前回の第３出力値
Ｍ 第２所定数
Ｎ 第１所定数
Ｔ 所定時間

Claims (3)

1. 操作装置によって入力される目標回転数のアナログ値をデジタル変換することによって単位時間のステップ毎に作成される前記目標回転数の指令値に基づいて、燃料供給量を制御するエンジン回転数制御装置であって、
   前記指令値を補正するノイズ除去処理部を備えており、第１入力値は前記ノイズ除去処理部に入力される前記指令値であり、第１出力値は前記ノイズ除去処理部から出力される前記指令値であり、
   前記ノイズ除去処理部は、直近の前記ステップ群において、連続する増加ステップの数が第１所定数以上の場合または連続する減少ステップの数が前記第１所定数以上の場合に今回の前記第１出力値を今回の前記第１入力値と同一に設定し、連続する前記増加ステップの数が前記第１所定数以上ではなく且つ連続する前記減少ステップの数が前記第１所定数以上でもない場合に今回の前記第１出力値を前回の前記第１出力値と同一に設定するように構成されており、
   前記増加ステップは、今回の前記第１入力値が前回の前記第１出力値よりも第１設定幅以上大きい前記ステップであり、
   前記減少ステップは、今回の前記第１入力値が前回の前記第１出力値よりも第１設定幅以上小さい前記ステップであり、
   前記ノイズ除去処理部によって補正された後に前記第１出力値である前記指令値を補正する移動平均部を備えており、第２入力値は前記移動平均部に入力される前記指令値であって前記第１出力値と同一であり、第２出力値は前記移動平均部から出力される前記指令値であり、前記移動平均部は、直近の第２所定回数の前記第２入力値に基づいて移動平均値を算出し、今回の前記第２出力値を前記移動平均値と同一に設定するように構成されている、エンジン回転数制御装置。
2. 前記ノイズ除去処理部によって補正された後に前記指令値を補正する不感帯処理部を備えており、第３入力値は前記不感帯処理部に入力される前記指令値であって前記第２出力値と同一であり、第３出力値は前記不感帯処理部から出力される前記指令値であり、
   前記不感帯処理部は、今回の前記ステップが小変動ステップである場合、今回の前記第３出力値を前回の前記第３出力値と同一に設定するように構成されており、
   前記小変動ステップは、今回の前記第３入力値と前回の前記第３出力値との差の絶対値が第２設定幅より小さい前記ステップである、請求項１に記載のエンジン回転数制御装置。
3. 前記不感帯処理部は、直近の前記ステップ群において、有信号ステップの継続時間が所定時間以上の場合に、今回の前記第３出力値を前回の前記第３出力値と同一に設定する代わりに、今回の前記第３出力値を今回の前記第３入力値と同一に設定するように構成されており、
   前記有信号ステップは、今回の前記第３入力値と前回の前記第３出力値との差の絶対値が０より大きい前記小変動ステップである、請求項２に記載のエンジン回転数制御装置。

Images