JPWO2019003279A1 - エンジンの回転速度変化量検出装置及びエンジン制御装置 - Google Patents

エンジンの回転速度変化量検出装置及びエンジン制御装置 Download PDF

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Abstract

エンジンの各気筒に対応する点火ユニットに設けられた発電コイルが出力する交流電圧の波形の特定の部分を検出して各気筒に対応する回転信号をクランク軸の1回転当たり1回発生させ、各気筒に対応する回転信号が新たに発生する毎に、各気筒に対応する回転信号が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間を各気筒の回転信号発生間隔として検出し、各気筒の回転信号発生間隔が検出される毎に、新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と前回検出された同じ気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算して、この回転信号発生間隔変化量に基づいてエンジンの回転速度の変化量を検出することにより、クランク軸が1回転する間にエンジンの回転速度の変化量を複数回検出する多気筒4サイクルエンジンの回転速度変化量検出装置が提供される。

Description

本発明は、多気筒4サイクルエンジンの回転速度の変化量を検出する回転速度変化量検出装置、及びこの回転速度変化量検出装置により検出された回転速度の変化量を用いて制御ゲインを演算しつつエンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御を行うエンジン制御装置に関するものである。
エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させるフィードバック制御を行うエンジン制御装置は、例えば特許文献1に示されているように、エンジンの回転速度を調整するために操作される操作部と、エンジンの実際の回転速度と目標回転速度との偏差を演算する速度偏差演算部と、制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部と、速度偏差演算部により演算された偏差と制御ゲイン設定部により設定された制御ゲインとを用いてエンジンの回転速度を目標回転速度に収束させるために必要な操作部の操作量を演算する操作量演算部と、操作量演算部により演算された操作量だけ操作部を操作する操作部操作手段とを基本的な構成要素として備えている。
この種の制御装置においては、制御ゲインが適確に設定されていないと、負荷の変動によりエンジンの回転速度が変化した時に回転速度のオーバシュートやアンダーシュートが生じて、回転速度を目標回転速度に収束させるために時間がかかってしまうという問題がある。回転速度の制御を速やかに行わせるためには、制御ゲインを固定値とするのではなく、回転速度の変化の度合いに応じて適正な値に設定する必要がある。
特開2014−152752号公報
エンジンの回転速度を検出する方法としては、エンジンのクランク軸が1回転する毎に所定の波形を有する電気信号を回転信号として発生させて、この回転信号が発生する時間間隔を計測することにより、エンジンの回転速度情報を得る方法が広く用いられている。クランク軸が1回転する毎に発生させる回転信号としては、エンジンに取り付けたパルス発生器(ピックアップコイル)から発生させたパルス信号や、エンジンを点火する際に点火コイルの一次コイルに誘起する点火パルスや、点火エネルギを得るために点火ユニット内に設けられている発電コイルに誘起する交流電圧の波形の特定部分(零クロス点やピーク点)を検出した時にレベル変化を示す矩形波信号やパルス信号等が用いられている。
上記の方法により回転速度を検出する場合には、各回転信号が発生する毎に、今回検出された回転速度と前回検出された回転速度との差をとることにより、クランク軸が1回転する間に生じた回転速度の変化量を、回転速度の変化の度合いとして検出することができ、この変化量に対してマップ演算などの方法によって制御ゲインを求めることにより、エンジンの回転速度の変化の度合いに応じて制御ゲインを設定することができる。
ところが、上記の方法では、エンジンが1回転する間に1回だけしか回転速度の変化量を検出しないため、エンジンの負荷が細かく変動する場合に、負荷変動に伴うエンジンの回転速度の変動に合わせて制御ゲインをきめ細かく設定して、回転速度を目標回転速度に速やかに収束させる制御を行うことが難しい場合があった。
特に第1気筒と第2気筒とが180°未満の角度間隔(例えば90°の角度間隔)で配置されるV型2気筒エンジンの場合には、第1気筒の点火位置から第2気筒の点火位置までの区間の角度と、第2気筒の点火位置から第1気筒の点火位置までの区間の角度とが異なるため、クランク軸が第1気筒の点火位置から第2気筒の点火位置までの区間を回転する間に生じる回転速度の変化量と、第2気筒の点火位置から第1気筒の点火位置までの区間を回転する間に生じる回転速度の変化量とに差が生じることがあるが、回転速度の変化量の検出をクランク軸が1回転する間に1回だけしか行わない従来の方法によった場合には、これら回転速度の変化量の差を細かく検出して制御に反映させることができなかったため、回転速度の変動率を改善する上で限界があった。
特にエンジンの負荷が商用周波数の交流電圧を得る交流発電機である場合には、発電機の負荷の如何に関わりなく、発電機の出力周波数を商用周波数(50Hz又は60Hz)に正確に保って、周波数変動が少ない高品質の交流出力を得ることが必要とされるため、発電機の負荷変動によりエンジンの回転速度が変動したときに回転速度の変動に合わせて制御ゲインをきめ細かく設定して、エンジンの回転速度を目標回転速度に速やかに収束させることができるようにしておく必要がある。
本発明の目的は、クランク軸が設定された角度の区間を回転する間に生じる回転速度の変化量をクランク軸が1回転する間に少なくとも2回検出することができるようにして、回転速度の変化量の検出を従来よりもきめ細かく行うことができるようにしたエンジンの回転速度変化量検出装置を提供することにある。
本発明の他の目的は上記の回転速度変化量検出装置を用いて、負荷変動に対してエンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御をきめ細かく行うことができるようにしたエンジン制御装置を提供することにある。
本発明は、複数の気筒と、前記複数の気筒内にそれぞれ設けられたピストンに連結されたクランク軸とを有するエンジン本体と、前記複数の気筒にそれぞれ対応させて設けられた複数の点火ユニットとを備えて、第1の半波と該第1の半波と極性が異なる第2の半波と前記第1の半波と同極性の第3の半波とが順次現れる波形を有する交流電圧を前記クランク軸の1回転当たり1回発生する発電コイルを各点火ユニットが備えている多気筒4サイクルエンジンの回転速度の変化量を検出する回転速度変化量検出装置を対象とする。
本発明においては、各気筒に対応する点火ユニットに設けられた発電コイルが出力する交流電圧の波形の特定の部分を検出して各気筒に対応する回転信号を前記クランク軸の1回転当たり1回発生する回転信号発生手段と、前記回転信号発生手段が各気筒に対応する回転信号を発生する毎に、各気筒に対応する回転信号が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間を各気筒の回転信号発生間隔として検出する回転信号発生間隔検出手段と、前記回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を新たに検出する毎に、新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と前回検出された同じ気筒の回転信号発生間隔との差、又は新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と直前に検出された他の気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算する回転信号発生間隔変化量演算手段とが設けられて、回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を検出する毎に前記回転信号発生間隔変化量演算手段が演算した回転信号発生間隔変化量に基づいてエンジンの回転速度の変化量を検出するように構成されている。
上記のように、回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔(回転信号が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間)を検出する毎に、回転信号発生間隔変化量演算手段が演算した回転信号発生間隔の変化量に基づいてエンジンの回転速度の変化量を検出するように構成しておくと、エンジンの回転速度の変化量をクランク軸が1回転する間に複数回検出することができるため、エンジンの回転速度の変化量を従来よりもきめ細かく検出することができる。
本発明はまた、複数の気筒と、前記複数の気筒内にそれぞれ設けられたピストンに連結されたクランク軸とを有するエンジン本体と、前記複数の気筒にそれぞれ対応させて設けられた複数の点火ユニットとを備えて、第1の半波と該第1の半波と極性が異なる第2の半波と前記第1の半波と同極性の第3の半波とが順次現れる波形を有する交流電圧を前記クランク軸の1回転当たり1回発生する発電コイルを各点火ユニットが備えている多気筒4サイクルエンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御を行うエンジン制御装置を対象とする。
本発明においては、エンジンの回転速度を調整するために操作される操作部と、エンジンの実際の回転速度と目標回転速度との偏差を演算する速度偏差演算部と、クランク軸が設定された角度の区間を回転する間に生じたエンジンの回転速度の変化量を検出する回転速度変化量検出装置と、回転速度変化量検出装置により検出された回転速度の変化量に応じて制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部と、速度偏差演算部により演算された偏差と制御ゲイン設定部により設定された制御ゲインとを用いてエンジンの回転速度を目標回転速度に収束させるために必要な操作部の操作量を演算する操作量演算部と、操作量演算部により演算された操作量だけ操作部を操作するように該操作部を駆動する操作部駆動手段とが設けられる。
本発明においては、上記回転速度変化量検出装置が、エンジンの各気筒に対応する点火ユニットに設けられた発電コイルが出力する交流電圧の波形の特定の部分を検出して各気筒に対応する回転信号を前記クランク軸の1回転当たり1回発生する回転信号発生手段と、回転信号発生手段が各気筒に対応する回転信号を発生する毎に、各気筒に対応する回転信号が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間を各気筒の回転信号発生間隔として検出する回転信号発生間隔検出手段と、回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を新たに検出する毎に、新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と前回検出された同じ気筒の回転信号発生間隔との差、又は新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と直前に検出された他の気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算する回転信号発生間隔変化量演算手段とを備えて、回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を検出する毎に回転信号発生間隔変化量演算手段が演算した回転信号発生間隔変化量に基づいてエンジンの回転速度の変化量を検出するように構成されている。
上記のように構成すると、エンジンのクランク軸が設定角度の区間を回転する間に生じた回転速度の変化量をクランク軸が1回転する間に複数回検出して、回転速度の変化量が検出される毎に制御ゲインを適正な値に修正することができるので、エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御をきめ細かく行わせて、負荷変動時にエンジンの回転速度を設定速度に速やかに収束させることができ、エンジンの回転速度の変動率を改善して、負荷を安定に動作させることができる。
本発明の更に他の態様は、以下に示す発明の実施形態についての説明により明らかにされる。
本発明に係るエンジンの回転速度変化量検出装置によれば、エンジンの各気筒に対応する点火ユニットに設けられた発電コイルが出力する交流電圧の波形の特定の部分を検出して各気筒に対応する回転信号をクランク軸の1回転当たり1回発生する回転信号発生手段と、各気筒に対応する回転信号が発生する毎に当該回転信号が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間を各気筒の回転信号発生間隔として検出する回転信号発生間隔検出手段と、回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を新たに検出する毎に、新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と前回検出された同じ気筒の回転信号発生間隔との差、又は新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と直前に検出された他の気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算する回転信号発生間隔変化量演算手段とを設けて、回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を検出する毎に回転信号発生間隔変化量演算手段が演算した回転信号発生間隔変化量に基づいてエンジンの回転速度の変化量を検出するようにしたので、エンジンの回転速度の変化量をクランク軸が1回転する間に複数回検出することができ、エンジンの回転速度の変化量を従来よりもきめ細かく検出することができる。
また本発明に係るエンジンの回転速度変化量検出装置では、エンコーダやピックアップコイルなどの特別の信号発生器を用いることなく、エンジンを動作させるために必須の部品である点火ユニットに設けられている発電コイルが出力する交流電圧の波形の特定の部分を検出して発生させた回転信号を用いてエンジンの回転速度の情報を得るようにしたので、エンジンの構造を複雑にすることなく、エンジンの回転速度の変化量を検出することができる。
また本発明に係るエンジン制御装置では、エンジンが設定角度の区間を回転する間に生じた回転速度の変化量をエンジンが1回転する間に複数回検出して、回転速度の変化量が検出される毎に制御ゲインを適正な値に修正するので、エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御を従来より高精度で行わせることができ、エンジンの回転速度の変動率を改善して、負荷の動作の安定化を図ることができる。
V型2気筒4サイクルエンジンにおいては、クランク軸が第1気筒の点火位置から第2気筒の点火位置までの区間を回転する際に生じる回転速度の変化量と、第2気筒の点火位置から第1気筒の点火位置までの区間を回転する際に生じる回転速度の変化量とが異なる値を示すことが多いが、本発明に係るエンジン制御装置においては、これらの回転速度の変化量を個別に検出することができるため、回転速度の変化量の検出の分解能を高めて、回転速度を目標回転速度に収束させる制御をきめ細かく行うことができ、エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御を従来より高精度で行わせることができる。
図1は、本発明に係るエンジン制御装置の一構成例を概略的に示したブロック図である。 図2は、図1の実施形態で用いられている点火ユニットの構成例を示したブロック図である。 図3は、図2に示された点火ユニットで用いる点火制御部の構成例を示したブロック図である。 図4は、本発明の実施形態で用いる発電機に設けられた発電コイルに誘起する電圧の波形と、この電圧波形を利用して発生させた矩形波電圧の波形とを示した波形図である。 図5は、本発明に係るエンジン制御装置及びこの制御装置で用いる回転速度変化量検出装置の一実施形態の構成を概略的に示したブロック図である。 図6は、本発明に係る回転速度変化量検出装置の構成例を概略的に示したブロック図である。 図7は、本発明に係る回転速度変化量検出装置の他の構成例を概略的に示したブロック図である。 図8は、図1に示されたエンジンの第1気筒の点火装置の点火コイルの一次コイルに誘起する点火パルスの部分を検出して発生させた第1の回転信号S1及び当該エンジンの第2気筒の点火装置の点火コイルの一次コイルに誘起する点火パルスの部分を検出して発生させた第2の回転信号S2の波形をクランク軸の回転角度に対して示した波形図である。 図9は、エンジンの回転速度が変動したときにエンジンの回転速度を設定速度に収束させる制御を行うために、微小時間間隔でCPUに繰り返し実行させる処理のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。 図10は、回転速度変化量検出装置を図6に示すように構成する場合に、エンジンの第1気筒の点火位置で第1の回転信号S1が発生する毎にCPUが実行するS1割込処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。 図11は、回転速度変化量検出装置を図6に示すように構成する場合に、エンジンの第2気筒の点火位置で第2の回転信号S2が発生する毎に実行されるS2割込処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。 図12は、回転速度変化量検出装置を図7に示すように構成する場合に、エンジンの第1気筒の点火位置で第1の回転信号S1が発生する毎に実行されるS1割込処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。 図13は、回転速度変化量検出装置を図7に示すように構成する場合に、エンジンの第2気筒の点火位置で第2の回転信号S2が発生する毎に実行されるS2割込処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明は、n個(nは2以上の整数)の気筒を有する多気筒4サイクルエンジンに適用することができる。以下に示す実施形態では、エンジンがV型2気筒4サイクルエンジンであるとする。
4サイクルエンジンにおいては、圧縮行程でピストンが上死点に達するときのクランク角位置(クランク軸の回転角度位置)付近に設定された正規点火位置でエンジンの気筒に取り付けられた点火プラグで火花放電を生じさせて、気筒内の燃料を燃焼させるため、クランク軸が2回転する間に1回だけ気筒内の燃料の燃焼が行われる。従ってエンジンを回転させるためには、クランク軸が2回転する間に1回だけ点火装置に点火動作を行わせればよいが、クランク軸が2回転する間に1回だけ点火動作を行わせるには、ピストンが上死点に達した際に終了した行程が圧縮行程であるのか排気行程であるのかを判別する行程判別を行う必要があるため、クランク軸が2回転する間に1回だけ信号を発生するカム軸センサ等の特別なセンサをエンジンに取り付ける必要がある。しかしながらエンジンに特別なセンサを取り付けるとエンジンの構造が複雑になるため、実際には排気行程の終期にも点火動作が行われるのを許容して、クランク軸が1回転する毎にピストンが上死点に達するクランク角位置付近で点火動作を行わせるように点火装置を構成することが多い。以下に示す実施形態においては、クランク軸が1回転する毎に点火動作が行われる1回転1発火型の多気筒4サイクルエンジンを対象とする。
本明細書において「点火動作」とは、点火装置に設けられた点火コイルの二次コイルからエンジンの各気筒に取り付けられた点火プラグに高電圧を印加して、各気筒の点火プラグで火花放電を生じさせる動作を意味し、排気行程の終期付近のクランク角位置で行われる非正規の点火動作と圧縮行程の終期付近のクランク角位置で行われる正規の点火動作との双方を包含する。排気行程の終期付近のクランク角位置で行われる非正規の点火動作により生じさせられる火花は無駄火とされる。
本明細書では、「点火時期」又は「点火位置」の語を適宜に用いるが、「点火時期」は点火を行うタイミング(時刻)を意味し、「点火位置」は点火を行うクランク角位置(クランク軸の回転角度位置)を意味する。本発明の構成や動作を説明するに当たり、点火動作が行われる時刻を問題にする場合には「点火時期」の語を用い、点火動作が行われるクランク角位置を問題にする場合には「点火位置」の語を用いる。
図1は、本発明に係るエンジン制御装置の一構成例を示したものである。同図において1はエンジン、2はエンジン1を制御するエンジン制御装置の主要部を構成する電子制御ユニット(ECU)である。エンジン1は、クランクケース100と、第1気筒101及び第2気筒102と、クランクケース100に支持されたクランク軸103と、第1気筒及び第2気筒内に配置されてクランク軸103にコネクティングロッドを介して連結された第1及び第2のピストン(図示せず。)とを有するエンジン本体と、第1気筒101及び第2気筒102にそれぞれ対応させて設けられた第1及び第2の点火ユニットIU1及びIU2とを備えている。
第1気筒101及び第2気筒102の頭部には、吸気バルブにより開閉される吸気ポートと、排気バルブにより開閉される排気ポートとが設けられている。第1気筒101及び第2気筒102の吸気ポートはそれぞれ吸気マニホールド104及び105を介してスロットルボディ106に接続され、第1気筒101及び第2気筒102の排気ポートはそれぞれ排気マニフォールド107及び108を介して図示しない排気管に接続されている。図示の例では、スロットルボディ106にインジェクタ(燃料噴射弁)INJが取り付けられ、インジェクタINJからスロットルボディ106内の空間に燃料が噴射される。またスロットルボディ106のインジェクタINJよりも上流側に、エンジンの回転速度を調節する際に操作される操作部を構成するスロットルバルブTHVが取り付けられている。スロットルバルブTHVは、ステップモータなどからなるアクチュエータ5により操作される。
また第1気筒101の頭部及び第2気筒102の頭部にはそれぞれ第1の点火プラグPL1及び第2の点火プラグPL2が取り付けられ、これらの点火プラグの放電ギャップが第1気筒101内及び第2気筒102内の燃焼室に挿入されている。
図1に示されたV型2気筒4サイクルエンジンは、第1気筒101を、第2気筒102の位置からクランク軸の正回転方向(図1の図面上で反時計方向)の前方側にβ°(0<β<180)の角度を隔てた位置に位置させた状態で、第1気筒101及び第2気筒102をV型に配置した構造を有する。本実施形態ではβ=90である。
またクランク軸103の一端にはフライホイール109が取り付けられ、フライホイール109の外周部に永久磁石が取り付けられることにより、N極の両側にS極が形成された3極の磁極部を有する磁石回転子Mが構成されている。フライホイール109の外側には、エンジンの第1気筒101及び第2気筒102に対してそれぞれ設けられた第1の点火ユニットIU1及び第2の点火ユニットIU2が配置されている。第1の点火ユニットIU1及び第2の点火ユニットIU2はそれぞれ第1気筒101及び第2気筒102を点火する点火装置の主要部を構成するもので、これらの点火ユニットは、対応する気筒で点火動作を行わせるのに適した位置に配置されて、エンジンのケースやカバーなどに設けられた点火ユニット取付け部に固定されている。図示の例では、第1の点火ユニットIU1が、第2の点火ユニットIU2の位置からクランク軸の正回転方向の前方側に90°の角度間隔を隔てた位置に配置されている。磁石回転子Mと点火ユニットIU1及びIU2とによりフライホイールマグネトが構成されている。
各点火ユニットIU1,IU2は、磁石回転子Mの磁極にギャップを介して対向する磁極部を両端に有する電機子鉄心と、この電機子鉄心に発電コイルとして巻回された一次コイル及び二次コイルを備えた点火コイルと、エンジンの点火時期に点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるように当該点火コイルの一次電流を制御する一次電流制御回路の構成要素と、一次電流制御回路を制御する制御手段を構成するマイクロプロセッサ等の構成要素とをケース内に収容してユニット化したものである。
上記一次電流制御回路は、エンジンの点火時期に点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせて、点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させる回路である。一次電流制御回路としては、コンデンサ放電式の回路や、電流遮断型の回路が知られているが、本実施形態では、一次電流制御回路として電流遮断型の回路が用いられている。
図2を参照すると、本実施形態で用いる点火ユニットIU1及びIU2の構成例が示されている。図2において、IG1及びIG2はそれぞれエンジンの第1気筒及び第2気筒に対応させて設けられた第1及び第2の点火コイルである。各点火コイルは、電機子鉄心Acと、発電コイルとして電機子鉄心Acに巻回された一次コイルW1及び二次コイルW2からなっている。またSWは一次コイルW1に並列接続された一次電流制御用スイッチ、Contは点火制御部、DVは一次コイルW1の両端の電圧を検出する電圧検出回路である。
一次電流制御用スイッチSWは、トランジスタやMOSFETなどの半導体スイッチ素子により構成され、点火コイルの一次コイルW1に所定の極性の電圧が誘起したときに一次コイルW1側から駆動信号が与えられてオン状態になる。
電圧検出回路DVは、点火コイルの一次コイルW1の両端に並列に接続された抵抗分圧回路等により構成される。電圧検出回路DVは、第1気筒及び第2気筒の点火時期に点火ユニットIU1及びIU2の点火コイルの一次コイルの両端の電圧(一次電圧)を検出して一次電圧検出信号V11及びV12を出力する。第1の点火ユニットIU1の電圧検出回路DVから出力される一次電圧検出信号V11及び第2の点火ユニットIU2の電圧検出回路DVから出力される一次電圧検出信号V12は、図1に示された電子制御ユニット2に与えられる。
磁石回転子Mに3極の磁極が設けられている場合、点火ユニットIU1,IU2に設けられた点火コイルIGの一次コイルW1には、図4(A)に示すように、第1の半波の電圧Ve1と、第1の半波の電圧Ve1と逆極性(図示の例では正極性)の第2の半波の電圧Ve2と、第1の半波の電圧Ve1と同極性(図示の例では負極性)の第3の半波の電圧Ve3とが順に現れる波形を有する交流電圧Veが、クランク軸が1回転する間に1回だけ発生する。本実施形態において、第1の点火ユニットIU1の点火コイルの一次コイルに誘起する電圧及び第2の点火ユニットIU2の点火コイルの一次コイルに誘起する電圧は、機械角で90°の位相差を有する。図4の横軸は、クランク軸の回転角度θを示している。
図2に示された点火制御部Contは、例えば、図3に示すように、基準信号Sfを発生する基準信号発生手段11と、回転速度検出手段12と、点火位置演算手段13と、点火位置検出手段14と、スイッチ制御手段15とにより構成される。
一般に,エンジン用点火装置においては、エンジンの回転速度を検出して、検出した回転速度に対してエンジンの点火位置θiを演算し、演算された点火位置を検出した時に点火プラグに点火用高電圧を印加して点火動作を行わせる。
点火位置θiの検出を可能にするため、エンジンの点火位置の最大進角位置よりも更に進んだクランク角位置に基準位置を設定して、この基準位置で基準信号Sfを発生させるようにしておき、この基準信号が発生した時に、基準位置から点火位置までクランク軸が回転するのに要する時間を点火位置検出用計測時間として点火タイマにセットしてその計測を開始させる。点火タイマがセットされた計測時間の計測を完了した時に一次電流制御用スイッチSWをオフ状態にして点火動作を行わせる。本実施形態では、点火コイルの一次コイルに誘起する電圧Veの波形の各部のうち、第1の半波の電圧Ve1が発生する位置θ1を基準位置として、この基準位置θ1で基準信号Sfを発生させる。
図3に示された基準信号発生手段11は、例えば、点火ユニットIU1,IU2のそれぞれに設けられた点火コイルの一次コイルに誘起する電圧Veを、図4(B)に示すような矩形波状の電圧Vqに変換する波形整形回路と、この矩形波電圧Vqの立ち下がりf,f′,…の内、点火コイルの一次コイルに誘起する電圧Veの第1の半波Ve1が発生するクランク角位置で生じる立ち下がりfを基準信号Sfとして識別するための信号処理を行う信号識別手段とにより構成することができる。
基準信号Sfを識別する信号識別手段は、例えば、矩形波状電圧Vqの立ち下がりf,f′,…の発生間隔を計測して、立ち下がりfからその直後に発生する立ち下がりf′までの間に経過した時間Taと、立ち下がりf′から次の立ち下がりfまでの間に経過した時間Tbとの間にTa<<Tbの関係があることを利用して、第1の半波Ve1の期間が開始される際に生じる立ち下がりfを基準信号Sfとして識別するように構成することができる。
図3に示された回転速度検出手段12は、エンジンの回転速度を検出する手段で、この手段は例えば、基準信号Sfの発生周期(クランク軸が1回転するのに要した時間)からクランク軸の回転速度を検出する。
また点火位置演算手段13は、回転速度検出手段12により検出された回転速度における点火位置θiを演算する手段である。点火位置演算手段13は、例えば、回転速度検出手段12により検出された回転速度に対して点火位置演算用マップを検索して得た値に補間演算を施すことにより、エンジンの各回転速度における点火位置を検出するために点火タイマに計測させる計測値(点火位置検出用計測時間)を演算する。
基準信号発生手段11、回転速度検出手段12、点火位置演算手段13及び点火位置検出手段14を構成するために必要なソフトウェア的な処理は、点火ユニットIU1,IU2のそれぞれの内部に設けられたマイクロプロセッサにより行われる。
点火ユニットIU1,IU2のそれぞれに設けられた一次電流制御用スイッチSWは、それぞれのユニット内の点火コイルの一次コイルに第2の半波の電圧Ve2が誘起したときに、当該電圧Ve2により駆動信号が与えられることによりオン状態になって、点火コイルの一次コイルに短絡電流を流す。
各点火ユニットIU1,IU2に設けられた点火位置検出手段14は、各点火ユニット内の基準信号発生手段11が基準信号Sfを発生したときに、点火位置を検出するために点火タイマに計測させる時間を点火タイマにセットして、セットした時間の計測を開始させ、点火タイマがセットされた時間の計測を完了した時に各点火ユニットのスイッチ制御手段15に点火指令を与える。
各点火ユニットのスイッチ制御手段15は、点火位置検出手段14から点火指令が与えられたときに、各点火ユニットの一次電流制御用スイッチSWをオフ状態にする手段で、この手段は例えば、各点火ユニット内の一次電流制御用スイッチSWに与えられている駆動信号を該一次電流制御用スイッチから側路する手段により構成される。
各点火ユニットにおいて、スイッチ制御手段15が一次電流制御用スイッチSWに与えられている駆動信号を該スイッチSWから側路すると、一次電流制御用スイッチSWがオフ状態になるため、点火コイルの一次電流が遮断される。このとき、今まで流れていた一次電流を流し続けようとする向きの高い電圧が点火コイルの一次コイルに誘起する。この電圧は点火コイルの一次、二次間の昇圧比により昇圧されるため、各点火ユニットの点火コイルの二次コイルに点火用高電圧が誘起する。点火ユニットIU1及びIU2にそれぞれ設けられた点火コイルの二次コイルに誘起した点火用高電圧はそれぞれ点火プラグPL1及びPL2に印加されるため、各点火プラグで火花放電が生じて、エンジンが点火される。
一次電流制御用スイッチSWをオフ状態にして点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させる際には、図4(C)に示すように、点火コイルの一次コイルにパルス状のスパイク電圧(点火パルス)Spvが誘起する。この点火パルスは、エンジンのクランク軸が1回転する毎に、エンジンの圧縮行程の終期付近又は排気行程の終期付近に設定された点火位置(点火動作を行わせる位置)で、各点火ユニット内の点火コイルの一次コイルに1回だけ発生する。
図1に示された電子制御ユニット(ECU)2は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)及びタイマなどを有するマイクロプロセッサMPUと、第1の点火ユニットIU1内の一次電圧検出回路DV及び第2の点火ユニットIU2内の一次電圧検出回路DVからそれぞれ出力される一次電圧検出信号V12及びV12を、矩形波電圧Vq1及びVq1に変換してマイクロプロセッサMPUのポートA及びBに与える第1及び第2の波形整形回路201及び202と、MPUがポートCから出力する噴射指令信号Sinjを入力として、インジェクタINJから所定の燃料を噴射させるべく、インジェクタINJに矩形波状の駆動電圧Vinjを与えるインジェクタ駆動回路206と、MPUがポートDから出力するスロットル駆動指令Sthを入力としてスロットルバルブTHVを操作するアクチュエータ5に駆動電圧を与える駆動回路207とを備えている。
第1の点火ユニットIU1内の一次電圧検出回路DV(図2参照)及び第2の点火ユニットIU2内の一次電圧検出回路DVからそれぞれ出力される一次電圧検出信号V12及びV12は、それぞれのユニット内の点火コイルの一次コイルに誘起する交流電圧Veの波形(図4A参照)と相似な波形を呈する。図1に示された第1の波形整形回路201及び202はそれぞれ、第1の点火ユニットIU1内の一次電圧検出回路DVから出力される一次電圧検出信号V11及び第2の点火ユニットIU2内の一次電圧検出回路DVから出力される一次電圧検出信号V12を、例えば図4(D)に示すような矩形波信号Vq1及びVq2に変換する。図示の矩形波信号Vq1及びVq2はそれぞれ、点火ユニットIU1及びIU2内の点火コイルの一次コイルに点火パルスSpvが誘起した時にHレベルからLレベルに立ち下がった後、一定時間が経過した時にLレベルからHレベルに復帰する信号である。これらの矩形波信号Vq1及びVq2はそれぞれマイクロプロセッサMPUのポートA及びBに入力される。マイクロプロセッサMPUは、矩形波信号Vq1及びVq2のHレベルからLレベルへの立ち下がりに反応して回転信号S1及びS2が発生したことを認識する。
各波形整形回路201,202は、例えば、対応する点火コイルの一次コイルの両端の電圧がしきい値以上になっている間ベース電流が与えられてオン状態になるように設けられたトランジスタを備えて、当該トランジスタのコレクタに矩形波信号を得るようにした回路や、しきい値以上の点火パルスによりトリガされて一定のパルス幅を有する矩形波パルスを発生する単安定マルチバイブレータ等により構成することができる。
本実施形態では、クランク軸103の他端(図1の紙面の裏側に位置するクランク軸の端部)に、エンジンの主たる負荷である交流発電機(図1には図示せず。)のロータが連結され、この交流発電機とエンジン1とにより商用周波数の交流電圧を発生するエンジン発電機が構成されている。
商用周波数の交流電圧を発生するエンジン発電機においては、その出力周波数を一定に保つことが要求されるため、発電機の負荷が変動してエンジンの回転速度が変動したときに、エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御を速やかに行わせる必要がある。エンジンの回転速度の制御を速やかに行わせるためには、エンジンの実回転速度と目標回転速度との偏差に乗じる制御ゲインを固定値とするのではなく、クランク軸が設定された角度の区間を回転する間に生じたエンジンの回転速度の変化量(回転速度の変化の度合い)に応じて適正な値に設定する必要がある。
本実施形態においては、エンジンの点火時期の制御を、第1の点火ユニットIU1及び第2の点火ユニットIU2に内蔵された点火制御部Contにより行うため、電子制御ユニット2は、エンジンに燃料を供給するインジェクタ(燃料噴射弁)の制御と、発電機の負荷変動によりエンジンの回転速度が変動したときに、エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御とを行うために用いられる。
図5を参照すると、本発明に係るエンジン制御装置及びこの制御装置で用いる回転速度変化量検出装置の一実施形態の構成が示されている。図5において、1は図1に示されたV型2気筒4サイクルエンジンで、第1気筒101及び第2気筒102を有し、第1気筒101及び第2気筒102にそれぞれ第1の点火プラグPL1及び第2の点火プラグPL2が取り付けられている。またこのエンジンのクランク軸には商用周波数の交流電圧を誘起する交流発電機GENのロータが接続されている。
IU1及びIU2はそれぞれ、第1気筒101及び第2気筒102に対して設けられた第1の点火ユニット及び第2の点火ユニットで、これら第1及び第2の点火ユニットIU1及びIU2内に設けられた点火コイルの一次コイルには、図4(A)に示されているように、第1の半波Ve1と、該第1の半波と極性が異なる第2の半波Ve2と、第1の半波と同極性の第3の半波Ve3とが順次現れる波形を有する交流電圧Veがクランク軸の1回転当たり1回発生する。
図5において、203は、エンジンの第1気筒101を点火する点火ユニットIU1に設けられた発電コイルが出力する交流電圧の波形の特定の部分(本実施形態では点火パルスSpv)を検出して第1気筒に対応する第1の回転信号S1をクランク軸の1回転当たり1回発生する第1の回転信号発生手段、204は、第2気筒102に対応する点火ユニットIU2に設けられた発電コイルが出力する交流電圧の波形の特定の部分(本実施形態では点火パルスSpv)を検出して各気筒に対応する回転信号S2をクランク軸の1回転当たり1回発生する第2の回転信号発生手段である。
本実施形態では、図1に示された第1の波形整形回路201と、この波形整形回路201から出力される矩形波電圧Vq1の立ち下がりをマイクロプロセッサMPUが第1気筒の回転信号S1として認識する過程とにより、第1の点火コイルIG1の一次電圧の波形の特定の部分を検出して第1気筒の回転信号S1を発生する第1の回転信号発生手段203が構成されている。また図1に示された第2の波形整形回路202と、この波形整形回路から出力される矩形波電圧Vq2の立ち下がりをマイクロプロセッサMPUが第2気筒の回転信号S2として認識する過程とにより、第2の点火コイルIG2の一次電圧の波形の特定の部分を検出して第2気筒の回転信号S2を発生する第2の回転信号発生手段204が構成されている。
図5に示された例では、回転信号発生間隔検出手段2Aと、回転信号発生間隔変化量演算手段2Bと、回転速度変化量検出手段2Cとが設けられて、これらの手段により、エンジンの回転速度の変化量を検出する回転速度変化量検出装置2Dが構成されている。
更に詳細に説明すると、回転信号発生間隔検出手段2Aは、回転信号発生手段203、204が各気筒に対応する回転信号を発生する毎に、各気筒に対応する回転信号が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間を各気筒の回転信号発生間隔として検出する手段である。第1気筒101の回転信号発生間隔及び第2気筒102の回転信号発生間隔(時間間隔)は、クランク軸が1回転するのに要した時間であるから、それぞれの回転信号発生間隔からクランク軸の回転速度の情報を得ることができる。
また回転信号発生間隔変化量演算手段2Bは、回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を新たに検出する毎に、新たに検出した各気筒の回転信号発生間隔と前回検出した同じ気筒の回転信号発生間隔との差、又は新たに検出した各気筒の回転信号発生間隔と直前に検出した他の気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算する手段であり、回転速度変化量検出手段2Cは、回転信号発生間隔検出手段2Aが各気筒の回転信号発生間隔を検出する毎に回転信号発生間隔変化量演算手段2Bが演算した回転信号発生間隔変化量に基づいてクランク軸が設定角度の区間(本実施形態では360度の区間)を回転する間に生じたエンジンの回転速度の変化量を検出する手段である。
図5において、2Eは、回転信号発生間隔検出手段2Aが検出した回転信号発生間隔に基づいてエンジンの実回転速度の情報を得る回転速度検出手段、2Fは回転速度検出手段2Eにより検出されたエンジンの実回転速度と、発電機GENの出力周波数を設定された商用周波数に等しくするために必要な目標回転速度との偏差を演算する速度偏差演算部であり、2Gは、回転速度変化量検出手段2Cにより検出された回転速度の変化量に対して制御ゲインGを演算する制御ゲイン演算部である。
制御ゲイン演算部2Gは、回転速度の変化量の情報を含むパラメータに対して、制御ゲイン演算用マップを検索することにより制御ゲインを演算するように構成することができる。周知のように、フィードバック制御で用いられる制御ゲインとしては、比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインがある。これらの制御ゲインのうち、比例ゲインは必ず演算しておく必要があるが、積分ゲイン及び微分ゲインは、操作量を求める演算式に積分項及び微分項がある場合にのみ演算する。
なお本発明に係るエンジン制御装置においては、少なくともエンジンの回転速度の変化量の情報を含むパラメータに対して制御ゲインを演算するが、制御ゲインを演算する際に用いるパラメータとして、回転速度の変化量の情報を含むパラメータに加えて、目標回転速度等の更に他のパラメータを用いることを妨げない。
図5において、2Hは、速度偏差演算部2Fにより演算された速度偏差に制御ゲイン演算部2Gにより演算された制御ゲインGを乗算して、エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させるために必要な操作部の操作量を演算する操作量演算部、2Iは操作量演算部2Hにより演算された操作量だけ操作部2Jを操作するように、操作部を駆動する操作部駆動手段である。
本実施形態においては、スロットルバルブTHVにより操作部2Jが構成され、図1に示された駆動回路207により操作部駆動手段2Iが構成される。図5に示された各部のうち、回転速度変化量検出装置2Dを構成する回転信号発生間隔検出手段2A、回転信号発生間隔変化量演算手段2B及び回転速度変化量検出手段2Cと、回転速度検出手段2Eと、速度偏差演算部2Fと、制御ゲイン演算部2Gと、操作量演算部2Hとは、図1に示されたMPUのROMに記憶された所定のプログラムをCPUに実行させることによりを構成される。
なお本発明を実施するに当り、エンジンの回転速度を示すデータとしては、回転信号発生間隔(時間間隔)そのものを用いてもよく、回転信号発生間隔と、前回の点火位置から今回の点火位置までの回転角とから求めたエンジンの回転速度を用いてもよい。
図1に示されたV型2気筒4サイクルエンジンにおいては、図8に示したように、クランク軸103が720°回転する間に、第1のクランク角位置θi1で第1気筒101での点火動作が行われた後、第1のクランク角位置θi1から一定の角度α°(≦360°)だけ離れた第2のクランク角位置θi2で第2気筒での点火動作が行われ、第2のクランク角位置θi2から一定の角度(360−α)°だけ離れた第3のクランク角位置θi3で第1気筒での点火動作が行われた後、第3のクランク角位置θi3から一定の角度α°だけ離れた第4のクランク角位置θi4で第2気筒での点火動作が行われるものとする。本実施形態では、α°=270°、(360−α)°=90°である。第1のクランク角位置θi1で行われる第1気筒での点火動作及び第2のクランク角位置θi2で行われる第2気筒での点火動作はそれぞれ第1気筒内及び第2気筒内の燃料の燃焼に寄与する正規の点火動作であり、第3のクランク角位置θi3で行われる第1気筒での点火動作及び第4のクランク角位置θi4で行われる第2気筒での点火動作は燃料の燃焼には寄与しない非正規の点火動作である。
図5に示された第1の回転信号発生手段203は、第1のクランク角位置θi1及び第3のクランク角位置θi3で第1気筒101での点火動作が行われるときに第1の回転信号S1を発生し、第2の回転信号発生手段204は、第2のクランク角位置θi2及び第4のクランク角位置θi4で第2気筒102での点火動作が行われるときに第2の回転信号S2を発生する。
図5に示された回転信号発生間隔検出手段2Aは、第1の回転信号発生手段203及び第2の回転信号発生手段204がそれぞれ第1気筒に対応する第1の回転信号S1及び第2気筒に対応する第2の回転信号S2を発生する毎に、マイクロプロセッサに設けられているフリーランタイマの計測値を読み取って、第1気筒及び第2気筒にそれぞれ対応する第1の回転信号S1及び第2の回転信号S2が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間を第1気筒の回転信号発生間隔及び第2気筒の回転信号発生間隔として検出する。
図8において、#1N1はクランク軸が第1のクランク角位置θi1から第3のクランク角位置θi3まで回転する間にタイマにより計測された第1気筒の回転信号発生間隔であり、#1N0は、クランク軸が第3のクランク角位置θi3から次の第1のクランク角位置θi1まで回転する間にタイマにより計測された第1気筒の回転信号発生間隔である。また#2N1は、クランク軸が第4のクランク角位置θi4から第2のクランク角位置θi2まで回転する間にタイマにより計測された第2気筒の回転信号発生間隔であり、#2N0は、クランク軸が第2のクランク角位置θi2から第4のクランク角位置θi4まで回転する間にタイマにより計測された第2気筒の回転信号発生間隔である。
図8において、#1N0を第1気筒の回転信号発生間隔の最新の(今回の)計測値とすると、#1N1は第1気筒の回転信号発生間隔の前回の計測値である。また#2N0を第2気筒の回転信号発生間隔の最新の計測値とすると、#2N1は第2気筒の回転信号発生間隔の前回の計測値である。
図8において、#1N1は、クランク軸が第1のクランク角位置θi1から第3のクランク角位置θi3までの360°の区間を回転するのに要した時間であるから、クランク軸が第1のクランク角位置θi1から第3のクランク角位置θi3までの360°の区間を回転する間のクランク軸の平均回転速度の情報を含んでいる。また#1N0は、クランク軸が第3のクランク角位置θi3から第1のクランク角位置θi1までの360°の区間を回転するのに要した時間であるから、クランク軸が第3のクランク角位置θi3から第1のクランク角位置θi1までの360°の区間を回転する間のクランク軸の平均回転速度の情報を含んでいる。従って、新たに検出された回転信号発生間隔#1N0と前回検出された回転信号発生間隔#1N1との差の絶対値|#1N0−#1N1|を回転信号発生間隔変化量として求めると、この回転信号発生間隔変化量からクランク軸が360°の区間を回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を得ることができる。
同様に、#2N1は、クランク軸が第4のクランク角位置θi4から第2のクランク角位置θi2までの360°の区間を回転する間のクランク軸の平均回転速度の情報を含んでおり、#2N0はクランク軸が第2のクランク角位置θi2から第4のクランク角位置θi4までの360°の区間を回転する間のクランク軸の平均回転速度の情報を含んでいるため、新たに検出された回転信号発生間隔#2N0と前回検出された回転信号発生間隔#2N1との差の絶対値|#2N0−#2N1|を回転信号発生間隔変化量として求めると、この回転信号発生間隔変化量の値から、クランク軸が360°の区間を回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を得ることができる。
図5に示した回転速度変化量検出手段2Cは、回転信号発生間隔検出手段2Aが各気筒の回転信号発生間隔を検出する毎に、回転信号発生間隔変化量演算手段2Bが演算した回転信号発生間隔の変化量に基づいてクランク軸が設定角度の区間を回転する間に生じたエンジンの回転速度の変化量を検出するため、クランク軸が設定角度の区間を回転する間に生じた回転速度の変化量をクランク軸が1回転する間にエンジンの気筒数分の回数だけ検出することができ、エンジンの回転速度の変化量を従来よりもきめ細かく検出することができる。従って、エンジンの回転速度の変動の度合いに応じて制御ゲインをきめ細かく設定することができ、エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御を迅速に行わせることができる。
本実施形態で用いているエンジンのように、第1気筒と第2気筒とが180°未満の角度間隔(本実施形態では90°の角度間隔)で配置される場合には、第1気筒の点火位置から第2気筒の点火位置までの区間の角度(本実施形態では270°)と、第2気筒の点火位置から第1気筒の点火位置までの区間の角度(本実施形態では90°)とが異なるため、クランク軸が第1気筒の点火位置から第2気筒の点火位置までの区間を回転する間に生じる回転速度の変化量と、第2気筒の点火位置から第1気筒の点火位置までの区間を回転する間に生じる回転速度の変化量とに差が生じることがあるが、本実施形態では、回転速度の変化量の検出をクランク軸が1回転する間に2回行うことができるため、エンジンの回転速度の変化量を細かく検出して制御ゲインの設定を適確に行わせることができる。
上記の説明では、新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と前回検出された各気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として求めて、この回転信号発生間隔変化量からクランク軸が設定角度(本実施形態では360°)の区間を回転する間に生じた回転速度の変化量を検出するとしたが、回転信号発生間隔検出手段が新たに検出した各気筒の回転信号発生間隔と直前に検出した他の気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算して、この回転信号発生間隔変化量からクランク軸が設定角度の区間を回転する間に生じた回転速度の変化量を検出するようにすることもできる。
例えば、図8において、第1気筒の回転信号発生間隔#1N0が検出された時に、この回転信号発生間隔と、直前に検出された第2気筒の回転信号発生間隔#2N0との差の絶対値|#1N0−#2N0|を回転信号発生間隔変化量として求めると、クランク軸が第4のクランク角位置θi4から第1のクランク角位置θi1までの90°(=360°−α°)の区間を回転する間に生じた回転速度の変動量の情報を得ることができ、|#1N0−#2N0|×(360/90)の演算を行って、回転信号発生間隔変化量をクランク軸が360°回転する間に生じた回転信号発生間隔変化量に換算することにより、クランク軸が360°回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を得ることができる。
同様に、第2気筒の回転信号発生間隔#2N0が検出された時に、直前に検出された第1気筒の回転信号発生間隔#1N1との差の絶対値|#2N0−#1N1|を回転信号発生間隔変化量として求めると、クランク軸が第3のクランク角位置θi3から第4のクランク角位置θi4までの270°(=α°)の区間を回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を得ることができ、|#2N0−#1N1|×(360/270)の演算を施して、270°の区間を回転する間に生じた回転信号発生間隔変化量をクランク軸が360°回転する間に生じた回転信号発生間隔変化量に換算することにより、クランク軸が360°回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を得ることができる。
このように、回転信号発生間隔検出手段が新たに検出した各気筒の回転信号発生間隔と直前に検出した他の気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算して、この回転信号発生間隔変化量からクランク軸が設定角度(上記の例では360°)の区間を回転する間に生じた回転速度の変化量を検出するようにすると、回転速度の変化量の検出の応答性を改善することができる。
なお上記設定角度は、360°に限られるものではなく、180°や270°など、他の角度に設定することもできる。
図5に示した回転信号発生間隔検出手段2Aは、エンジンの各気筒に対応する回転信号が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間を各気筒の回転信号発生間隔として、回転信号発生手段が各気筒に対応する回転信号を発生する毎に、各気筒の回転信号発生間隔を計測する計時手段(タイマ)により構成することができ、回転信号発生間隔変化量演算手段2Bは、計時手段が各気筒の回転信号発生間隔を計測する毎に、今回計測した各気筒の回転信号発生間隔と前回計測した各気筒の回転信号発生間隔との差の絶対値を各気筒の回転信号発生間隔変化量として演算する手段により構成することができる。また回転速度変化量検出手段2Cは、回転信号発生間隔変化量演算手段2Bが各気筒の回転信号発生間隔変化量を演算する毎に、演算された各気筒の回転信号発生間隔変化量を用いてクランク軸が設定角度の区間を回転する間に生じたエンジンの回転速度の変化量を検出するように構成することができる。
図6を参照すると、エンジンが第1気筒と第2気筒とを有して、クランク軸が1回転する毎に、第1気筒及び第2気筒で1回ずつ点火動作が行われる2気筒4サイクルエンジンである場合の回転信号発生間隔検出手段2A、回転信号発生間隔変化量演算手段2B及び回転速度変化量検出手段2Cの構成例が示されている。この例では、各気筒の回転信号発生間隔を新たに検出する毎に、新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と前回検出された各気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算するように回転信号発生間隔検出手段が構成される。
図6に示された回転信号発生間隔検出手段2Aは、第1気筒101で点火動作が行われる間隔を第1の回転信号発生間隔として計測する第1の計時手段2A1と、第2気筒102で点火動作が行われる間隔を第2の回転信号発生間隔として計測する第2の計時手段2A2とにより構成されている。また回転信号発生間隔変化量演算手段2Bは、第1の計時手段が今回計測した第1の回転信号発生間隔と前回計測した第1の回転信号発生間隔との差の絶対値をエンジンが1回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を含む第1の回転信号発生間隔変化量として演算する第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1と、第2の計時手段2A2が今回計測した第2の回転信号発生間隔と前回計測した第2の回転信号発生間隔との差の絶対値をエンジンが1回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を含む第2の回転信号発生間隔変化量として演算する第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2とにより構成されている。また回転速度変化量検出手段2Cは、第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1及び第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2がそれぞれ第1の回転信号発生間隔変化量及び第2の回転信号発生間隔変化量を演算する毎にクランク軸が1回転する間に生じたエンジンの回転速度の変化量を検出するように構成されている。
図6に示された第1の計時手段2A1は、点火ユニットIU1に設けられた第1の点火コイルIG1から第1の点火プラグPL1に点火用高電圧を印加する際に第1の回転信号発生手段203が発生する第1の回転信号の発生間隔を計測することにより第1の回転信号発生間隔を計測するように構成することができる。また第2の計時手段2A2は、第2の点火コイルIG2から第2の点火プラグPL2に点火用高電圧を印加する際に第2の回転信号発生手段204が発生する第2の回転信号発生間隔を計測することにより第2の回転信号発生間隔を計測するように構成することができる。
図6に示された第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1は、第1の計時手段2A1が新たに計測した第1の回転信号発生間隔#1N0と第1の計時手段が前回計測した第1の回転信号発生間隔#1N1との差の絶対値|#1N0−#1N1|を第1の回転信号発生間隔変化量として演算するように構成することができる。
また第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2は、第2の計時手段2A2が新たに計測した第2の回転信号発生間隔#2N0と第2の計時手段2A2が前回計測した第2の回転信号発生間隔#2N1との差の絶対値|#2N0−#2N1|を第2の回転信号発生間隔変化量として演算するように構成することができる。この場合も、回転速度変化量検出手段2Cは、第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1及び第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2がそれぞれ第1の回転信号発生間隔変化量及び第2の回転信号発生間隔変化量を演算する毎にエンジンの回転速度の変化量を検出するように構成される。
図7を参照すると、エンジンがV型2気筒エンジンである場合に用いるのに適した回転速度変化量検出装置2Dの他の構成例が示されている。本実施形態で用いるエンジンは、第1気筒及び第2気筒を有して、クランク軸が720°回転する間に、第1のクランク角位置で第1気筒での点火動作が行われた後、第1のクランク角位置から一定の角度α°(≦360°)だけ離れた第2のクランク角位置で第2気筒での点火動作が行われ、第2のクランク角位置から一定の角度(360−α)°だけ離れた第3のクランク角位置で第1気筒での点火動作が行われた後、第3のクランク角位置から一定の角度α°だけ離れた第4のクランク角位置で第2気筒での点火動作が行われる2気筒4サイクルエンジンである。
図7に示された回転信号発生間隔検出手段2Aは、第1気筒101で点火動作が行われる際に第1の回転信号発生手段203が発生する第1の回転信号S1の発生間隔を第1の回転信号発生間隔として計測する第1の計時手段2A1と、第2気筒102で点火動作が行われる際に第2の回転信号発生手段204が発生する第2の回転信号S2の発生間隔を第2の回転信号発生間隔として計測する第2の計時手段2A2とにより構成される。
また回転信号発生間隔変化量演算手段2Bは、第1の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段2B1aと、第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段2B2aと、第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1bと、第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2bとにより構成される。
ここで、第1の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段2B1aは、第1の計時手段2A1が第1の回転信号発生間隔を計測する毎に今回計測した第1の回転信号発生間隔と第1の計時手段2A1がこの第1の回転信号発生間隔を計測する直前に第2の計時手段2A2が計測した第2の回転信号発生間隔との差の絶対値を、クランク軸が(360−α)°の区間を回転した間に生じたクランク軸の回転速度の変化量の情報を含む第1の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算する手段である。
また第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段2B2aは、第2の計時手段2A2が第2の回転信号発生間隔を計測する毎に今回計測した第2の回転信号発生間隔と第2の計時手段2A2がこの第2の回転信号発生間隔を計測する直前に第1の計時手段2A1が計測した第1の回転信号発生間隔との差の絶対値を、クランク軸がα°の区間を回転した際に生じたクランク軸の回転速度の変化量の情報を含む第2の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算する手段である。
更に第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1bは、第1の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第1の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行う手段であり、第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2bは、第2の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第2の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行う手段である。
また回転速度変化量検出手段2Cは、第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1b及び第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2bがそれぞれ第1の回転信号発生間隔変化量及び第2の回転信号発生間隔変化量を演算する毎にエンジンの回転速度の変化量を検出する手段である。
エンジンの第1気筒101及び第2気筒102にそれぞれ取り付けられた第1及び第2の点火プラグPL1及びPL2にそれぞれ第1及び第2の点火コイルIG1及びIG2から点火用の高電圧が印加されることにより第1の点火プラグPL1及び第2の点火プラグPL2で火花放電が生じさせられるようにエンジンが構成されている場合には、上記第1及び第2の計時手段、第1及び第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段、第1及び第2の回転信号発生間隔変化量演算手段を下記のように構成することができる。
即ち、第1の計時手段2A1は、第1の点火コイルIG1から第1の点火プラグPL1に点火用高電圧を印加する際に第1の回転信号発生手段203が発生する第1の回転信号S1の発生間隔を計測することにより第1気筒101の回転信号発生間隔を計測するように構成することができる。また第2の計時手段2A2は、第2の点火コイルIG2から第2の点火プラグPL2に点火用高電圧を印加する際に第2の回転信号発生手段204が発生する第2の回転信号S2の発生間隔を計測することにより第2気筒102の回転信号発生間隔を計測するように構成することができる。
また第1の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段2B1aは、第1の計時手段2A1が第1の回転信号発生間隔#1N0を計測する毎に新たに計測した第1の回転信号発生間隔#1N0と第1の計時手段2A1が第1の回転信号発生間隔#1N0を計測する直前に第2の計時手段2A2が計測した第2の回転信号発生間隔#2N0との差の絶対値|#1N0−#2N0|を、第1の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算するように構成することができる。また第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段2B2aは、第2の計時手段2A2が第2の回転信号発生間隔#2N0を計測する毎に新たに計測した第2の回転信号発生間隔#2N0と第2の計時手段2A2が第2の回転信号発生間隔#2N0を計測する直前に第1の計時手段が計測した第1の回転信号発生間隔#1N1との差の絶対値|#2N0−#1N1|を、第2の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算するように構成することができる。
また第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1bは、第1の区間当り回転信号発生間隔変化量|#1N0−#2N0|に|#1N0−#2N0|×{360/(360−α)}の演算を施して、第1の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第1の回転信号発生間隔変化量に換算するように構成することができ、第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2bは、第2の区間当り回転信号発生間隔変化量|#2N0−#1N1|に|#2N0−#1N1|×(360/α)の演算を施して、第2の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第2の回転信号発生間隔変化量に換算するように構成することができる。
上記の実施形態では、エンジンのクランク軸に結合された磁石回転子Mと、この磁石回転子の磁極にギャップを介して対向する磁極部を両端に有する電機子鉄心と、この電機子鉄心に巻回された一次コイル及び二次コイルからなる点火コイルと、エンジンの点火時期に点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させるように当該点火コイルの一次電流を制御する一次電流制御回路の構成要素とをケース内に収容してユニット化した点火ユニットIU1及びIU2とを備えたフライホイールマグネトをエンジンに取り付けて、点火ユニットIU1及びIU2内の点火コイルの二次コイルから点火プラグIL1及びIL2に点火用高電圧を印加しているが、上記のような点火ユニットを用いずに、点火コイルIG1及びIG2の一次電流を制御する点火回路を電子制御ユニット(ECU)2内に設けて、点火コイルIG1及びIG2を電子制御ユニットの外部に設ける構成をとる場合にも本発明を適用することができる。
次に、図9ないし図13を参照して、本発明に係るエンジン制御装置を構成するためにマイクロプロセッサのCPUに実行させる処理のアルゴリズムの一例について説明する。図9は、発電機GENの負荷変動によりエンジンの回転速度が変動したときにエンジンの回転速度を設定速度に収束させる制御を行うために、微小時間間隔でCPUに繰り返し実行させる処理のアルゴリズムの一例を示したものである。
図9に示したアルゴリズムに従う場合には、先ずステップS001で回転速度検出手段2E(図5参照)により検出されている最新の回転速度を読み込み、次いでステップS002で、読み込んだ最新の回転速度と目標回転速度との偏差を演算する。次いでステップS003で回転速度変化量検出装置2Dにより検出されている最新の回転速度変化量を読み込み、ステップS004で、この回転速度変化量に対して制御ゲインを演算した後、ステップS005に進んで、ステップS002で演算した回転速度の偏差とステップS004で演算した制御ゲインとを用いて操作部(本実施形態ではスロットルバルブTHV)の操作量を目標操作量として演算する。次いでステップS006で、操作部を目標操作量だけ操作するために必要な駆動指令を駆動回路207に与え、操作部(スロットルバルブ)を目標操作量だけ操作するために必要な駆動信号を駆動回路207からアクチュエータ5に与えて、エンジンの回転速度を目標回転速度に近づける。これらの過程を繰り返すことによりエンジンの回転速度を目標回転速度に保ち、発電機GENの出力周波数を一定に保つ。
図9に示したアルゴリズムによる場合には、ステップS001及びS002により図5の速度偏差演算部2Fが構成され、ステップS003及びS004により制御ゲイン演算部2Gが構成される。またステップS005により図5の操作量演算部2Hが構成され、ステップS006により操作部駆動手段2Iが構成される。
図10及び図11は、図6に示された回転速度変化量検出装置2D及び図5に示された回転速度検出手段2Eを構成するためにCPUに実行させる割込処理を示したものである。図10は、エンジンの第1気筒の点火位置で第1の回転信号発生手段203が第1気筒の回転信号S1を発生する毎に実行されるS1割込処理を示し、図11は、第2気筒の点火位置で第2の回転信号発生手段204が第2気筒の回転信号S2を発生する毎に実行されるS2割込処理を示している。
第1気筒の点火位置で第1の回転信号発生手段203が第1気筒の回転信号S1を発生すると、先ず図10のステップS101で、MPUに設けられているフリーランタイマの計測値を「今回の計測値」として読み込み、次いでステップS102で、第1気筒の前回の点火位置で読み込まれたタイマの計測値(前回の計測値)が存在するか否かを判定する。この判定で前回の計測値が存在しないと判定された場合(今回の第1気筒の点火がエンジンの始動操作を開始した後最初に行われた第1気筒の点火である場合)には、ステップS109に移行して今回の計測値を前回の計測値とする処理を行った後この割込処理を終了する。
図10のステップS102で前回の計測値が存在すると判定された場合には、ステップS103に進んで今回のタイマの計測値から前回の計測値を減じた値を、今回の第1の回転信号発生間隔(#1N0)としてRAMに記憶させる。次いでステップS104に進んで今回の第1の回転信号発生間隔からエンジンの最新の回転速度を検出した後、ステップS105で前回の第1の回転信号発生間隔(#1N1)が演算されているか否かを判定する。その結果、前回の第1の回転信号発生間隔(#1N1)が演算されていないと判定された場合には、ステップS109に進んで、ステップS101で計測された今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行った後、この割込処理を終了する。
図10のステップS105で前回の第1の回転信号発生間隔(#1N1)が演算されていると判定された場合には、ステップS106に進んで、今回の第1の回転信号発生間隔(#1N0)と前回の第1の回転信号発生間隔(#1N1)との差の絶対値を今回の第1の回転信号発生間隔変化量として求める演算を行い、ステップ107で今回の第1の回転信号発生間隔変化量からエンジンの回転速度変化量の情報を取得する。次いでステップS108で、今回の第1の回転信号発生間隔を前回の第1の回転信号発生間隔とする処理を行い、ステップS109において、ステップS101で計測された今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行った後、この割り込み処理を終了する。
第2気筒の点火位置で第2の回転信号発生手段204が第2の回転信号S2を発生したときに、図11に示されたS2割込処理が実行される。この割り込み処理では、先ずステップS201で、フリーランタイマの計測値を「今回の計測値」として読み込み、次いでステップS202で、第2気筒の前回の点火位置で読み込まれたタイマの計測値(前回の計測値)が存在するか否かが判定される。この判定の結果、前回の計測値が存在しない場合には、ステップS209に移行して、今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行った後この割込処理を終了する。
ステップS202で前回の計測値が存在すると判定された場合には、ステップS203で、今回のタイマの計測値から前回の計測値を減じた値を今回の第2の回転信号発生間隔(#2N0)としてRAMに記憶させ、ステップS204で、今回の第2の回転信号発生間隔からエンジンの最新の回転速度を検出する。次いでステップS205で、前回の第2の回転信号発生間隔(#2N1)が演算されているか否かを判定し、この判定の結果、前回の第2の回転信号発生間隔(#2N1)が演算されていないと判定された場合には、ステップS209に進んで、ステップS206で計測された今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行った後、この処理を終了する。
図11のステップS205で、前回の第2の回転信号発生間隔(#2N1)が演算されていると判定された場合には、ステップS206に進んで、今回の第2の回転信号発生間隔(#2N0)と前回の第1の回転信号発生間隔(#2N1)との差の絶対値を今回の第2の回転信号発生間隔変化量として求める演算を行い、ステップ207で、今回の第2の回転信号発生間隔変化量からエンジンの回転速度変化量の情報を取得する。次いでステップS208において、ステップS206で今回演算された第2の回転信号発生間隔変化量を前回の第2の回転信号発生間隔変化量とする処理を行った後、ステップS209に進んで、ステップS201で計測されたタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行った後この割込処理を終了する。
図10及び図11に示したアルゴリズムによる場合には、図10のステップS101〜S103により、図6の第1の計時手段2A1が構成され、ステップS105及びS106により第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1が構成される。また図11のステップS201〜S203により図6の第2の計時手段2A2が構成され、ステップS205及びS206により第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2が構成される。更に図10のステップS107及び図11のステップS207により回転速度変化量検出手段2Cが構成され、図10のステップS104及び図11のステップS204により図5の回転速度検出手段2Eが構成される。
図12及び図13は、図7に示された回転速度変化量検出装置2D及び図5に示された回転速度検出手段2Eを構成するために、CPUに実行させる割込処理を示したもので、図12は、第1気筒の点火位置で第1の回転信号発生手段203が第1気筒の回転信号S1を発生する毎に実行されるS1割込処理を示し、図11は、第2気筒の点火位置で第2の回転信号発生手段204が第2気筒の回転信号S2を発生する毎に実行されるS2割込処理を示している。
エンジンの第1気筒の点火位置で第1の回転信号S1が発生すると、図12のステップS301で、フリーランタイマの計測値が「今回の計測値」として読み込まれる。次いでステップS302で、第1気筒の前回の点火位置で読み込まれたタイマの計測値(前回の計測値)が存在するか否かが判定される。この判定の結果、前回の計測値が存在しないと判定された場合には、ステップS309に移行して、ステップS301で計測した今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行った後、この割込処理を終了する。
ステップS302で前回のタイマの計測値が存在すると判定された場合には、ステップS303に進んで今回のタイマの計測値から前回の計測値を減じた値を最新の第1の回転信号発生間隔(#1N0)としてRAMに記憶させる。次いでステップS304に進んで最新の第1の回転信号発生間隔からエンジンの最新の回転速度を検出した後、ステップS305で最新の第2の回転信号発生間隔(#2N0)が演算されているか否かを判定する。その結果、最新の第2の回転信号発生間隔(#2N0)が演算されていないと判定された場合には、ステップS309に移行して、ステップS302で計測された今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行った後、この処理を終了する。
図12のステップS305で最新の第2の回転信号発生間隔(#2N0)が演算されていると判定された場合には、ステップS306に進んで、最新の第1の回転信号発生間隔(#1N0)と最新の第2の回転信号発生間隔(#2N0)との差の絶対値を第1の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算し、ステップS307で第1の区間当り回転信号発生間隔変化量を第1の回転信号発生間隔変化量に換算する。次いで、ステップS308で第1の回転信号発生間隔変化量から回転速度変化量の情報を取得した後、ステップS309に進んで、ステップS301で計測した今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行ってこの割込処理を終了する。
第2気筒の点火位置で第2の回転信号発生手段204が第2気筒の回転信号S2を発生したときに図13の割り込み処理が実行される。この割り込み処理では、先ずステップS401で、フリーランタイマの計測値を「今回の計測値」として読み込み、ステップS402で、第2気筒の前回の点火位置で読み込まれたタイマの計測値(前回の計測値)が存在するか否かを判定する。その結果、前回の計測値が存在しないと判定された場合には、ステップS409に進んで、ステップS402で計測された今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行った後この割り込み処理を終了する。
ステップS402で前回の計測値が存在すると判定された場合には、ステップS403に進んで今回のタイマの計測値から前回の計測値を減じた値を最新の第2の回転信号発生間隔(#2N0)としてRAMに記憶させる。次いでステップS404に進んで、最新の第2の回転信号発生間隔(#2N0)からエンジンの最新の回転速度を検出した後、ステップS405で最新の第1の回転信号発生間隔(#1N1)が演算されているか否かを判定する。その結果、最新の第1の回転信号発生間隔(#1N1)が演算されていないと判定された場合には、ステップS409に進んで、ステップS402で計測された今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行った後この割り込み処理を終了する。
図13のステップS405で最新の第1の回転信号発生間隔(#1N1)が演算されていると判定された場合には、ステップS406に進んで、最新の第2の回転信号発生間隔(#2N0)と最新の第1の回転信号発生間隔(#1N1)との差の絶対値を第2の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算し、ステップS407で第2の区間当り回転信号発生間隔変化量を第2の回転信号発生間隔変化量に換算する。次いで、ステップS408で第2の回転信号発生間隔変化量から回転速度変化量の情報を取得した後、ステップS409に進んで、ステップS401で計測した今回のタイマの計測値を前回の計測値とする処理を行ってこの割込処理を終了する。
図12及び図13に示したアルゴリズムによる場合には、図12のステップS301〜S303により図7の第1の計時手段2A1が構成される。またステップS305及びS306により、図7の第1の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段2B1aが構成され、ステップS307により第1の回転信号発生間隔変化量演算手段2B1bが構成される。更に図13のステップS401〜S403により図7の第2の計時手段2A2が構成され、ステップS405及びS406により、第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段2B2aが構成される。また図13のステップS407により、図7の第2の回転信号発生間隔変化量演算手段2B2bが構成され、図12のステップS308及び図13のステップS408により図7の回転速度変化量検出手段2Cが構成される。また図12のステップS304及び図13のステップS404により、図5の回転速度検出手段2Eが構成される。
上記の実施形態では、エンジンの各気筒の点火時期に、各気筒に対して設けられた点火ユニット内の点火コイルの一次コイルに誘起する点火パルスを検出して各気筒に対応する回転信号を発生させるように回転信号発生手段を構成したが、エンジンの回転速度の変化量を検出するために用いる回転信号は、クランク軸が1回転する毎に一定のクランク角位置で1回発生する信号であればよく、点火パルスを検出することにより発生させた信号には限定されない。
例えば、エンジンの回転に同期して各点火ユニット内に設けられた発電コイルに誘起する図4(A)に示した交流電圧Veの特定の部分を検出することにより発生させた信号を回転信号として用いることができる。例えば、エンジンの各気筒に対応する点火ユニットに設けられている発電コイルに誘起する交流電圧の第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかが立ち上がる際(発生する際)のクランク角位置、当該第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかがピークを迎える際のクランク角位置、当該第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかがピークを過ぎた後ゼロになる際のクランク角位置、及び当該第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかが設定された閾値に達する際のクランク角位置の中から選択された何れかのクランク角位置で各気筒の回転信号を発生するように回転信号発生手段203,204を構成することができる。
本発明は、クランク軸が設定角度の区間を回転する間に生じたエンジンの回転速度の変化量を、クランク軸が1回転する間に複数回検出することを可能にしたものである。本発明は、回転速度の変化の度合いに応じて制御ゲインをきめ細かく設定して、エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御を迅速に行わせることが必要とされる場合に広く適用することができる。
1 エンジン
101 第1気筒
102 第2気筒
THV スロットルバルブ
PL1 第1の点火プラグ
PL2 第2の点火プラグ
IG1 第1の点火コイル
IG2 第2の点火コイル
GEN 交流発電機
2 電子制御ユニット
203 第1の回転信号発生手段
204 第2の回転信号発生手段
2A 回転信号発生間隔検出手段
2A1 第1の計時手段
2A2 第2の計時手段
2B 回転信号発生間隔変化量演算手段
2B1a 第1の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段
2B2a 第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段
2B1b 第1の回転信号発生間隔変化量演算手段
2B2b 第2の回転信号発生間隔変化量演算手段
2C 回転速度変化量検出手段
2F 速度偏差演算部
2G 制御ゲイン演算部
2H 操作量演算部
2J 操作部

Claims (15)

  1. 複数の気筒と、前記複数の気筒内にそれぞれ設けられたピストンに連結されたクランク軸とを有するエンジン本体と、前記複数の気筒にそれぞれ対応させて設けられた複数の点火ユニットとを備えて、第1の半波と該第1の半波と極性が異なる第2の半波と前記第1の半波と同極性の第3の半波とが順次現れる波形を有する交流電圧を前記クランク軸の1回転当たり1回発生する発電コイルを各点火ユニットが備えている多気筒4サイクルエンジンの回転速度の変化量を検出する回転速度変化量検出装置であって、
    各気筒に対応する点火ユニットに設けられた発電コイルが出力する交流電圧の波形の特定の部分を検出して各気筒に対応する回転信号を前記クランク軸の1回転当たり1回発生する回転信号発生手段と、
    前記回転信号発生手段が各気筒に対応する回転信号を発生する毎に、各気筒に対応する回転信号が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間を各気筒の回転信号発生間隔として検出する回転信号発生間隔検出手段と、
    前記回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を新たに検出する毎に、新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と前回検出された同じ気筒の回転信号発生間隔との差、又は新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と直前に検出された他の気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算する回転信号発生間隔変化量演算手段と、
    を具備し、
    前記回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を検出する毎に前記回転信号発生間隔変化量演算手段が演算した回転信号発生間隔変化量に基づいて前記エンジンの回転速度の変化量を検出するように構成されているエンジンの回転速度変化量検出装置。
  2. 前記エンジンは、第1気筒及び第2気筒を有して、クランク軸が1回転する毎に、前記第1気筒及び第2気筒で1回ずつ点火動作が行われる2気筒4サイクルエンジンであり、
    前記回転信号発生間隔検出手段は、前記第1気筒に対応する回転信号が発生する間隔を第1の回転信号発生間隔として計測する第1の計時手段と、前記第2気筒に対応する回転信号が発生する間隔を第2の回転信号発生間隔として計測する第2の計時手段とを備え、
    前記回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第1の計時手段が新たに計測した第1の回転信号発生間隔#1N0と前回計測した第1の回転信号発生間隔#1N1との差の絶対値|#1N0−#1N1|を前記エンジンが1回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を含む第1の回転信号発生間隔変化量として演算する第1の回転信号発生間隔変化量演算手段と、前記第2の計時手段が今回計測した第2の回転信号発生間隔#2N0と前回計測した第2の回転信号発生間隔#2N1との差の絶対値|#2N0−#2N1|を前記エンジンが1回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を含む第2の回転信号発生間隔変化量として演算する第2の回転信号発生間隔変化量演算手段とを備え、
    前記第1の回転信号発生間隔変化量演算手段及び第2の回転信号発生間隔変化量演算手段がそれぞれ第1の回転信号発生間隔変化量及び第2の回転信号発生間隔変化量を演算する毎に前記クランク軸が1回転する間に生じた前記エンジンの回転速度の変化量を検出するように構成されている請求項1に記載の回転速度変化量検出装置。
  3. 前記エンジンはV型2気筒エンジンである請求項2又は3に記載の回転速度変化量検出装置。
  4. 前記エンジンは、第1気筒及び第2気筒を有して、クランク軸が720°回転する間に、第1のクランク角位置で前記第1気筒での点火動作が行われた後、前記第1のクランク角位置から一定の角度α°(≦360°)だけ離れた第2のクランク角位置で前記第2気筒での点火動作が行われ、前記第2のクランク角位置から一定の角度(360−α)°だけ離れた第3のクランク角位置で前記第1気筒での点火動作が行われた後、前記第3のクランク角位置から前記一定の角度α°だけ離れた第4のクランク角位置で前記第2気筒での点火動作が行われるV型2気筒4サイクルエンジンであり、
    前記回転信号発生間隔検出手段は、前記第1気筒に対応する回転信号の発生間隔を第1の回転信号発生間隔として計測する第1の計時手段と、前記第2気筒に対応する回転信号の発生間隔を第2の回転信号発生間隔として計測する第2の計時手段とを備え、
    前記回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第1の計時手段が第1の回転信号発生間隔を計測する毎に今回計測した第1の回転信号発生間隔と前記第1の計時手段が当該第1の回転信号発生間隔を計測する直前に前記第2の計時手段が計測した第2の回転信号発生間隔との差の絶対値を、前記クランク軸が前記(360−α)°の区間を回転した間に生じたクランク軸の回転速度の変化量の情報を含む第1の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算する第1の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段と、前記第2の計時手段が第2の回転信号発生間隔を計測する毎に今回計測した第2の回転信号発生間隔と前記第2の計時手段が当該第2の回転信号発生間隔を計測する直前に前記第1の計時手段が計測した第1の回転信号発生間隔との差の絶対値を、前記クランク軸が前記α°の区間を回転した際に生じたクランク軸の回転速度の変化量の情報を含む第2の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算する第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段と、前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第1の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行う第1の回転信号発生間隔変化量演算手段と、前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第2の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行う第2の回転信号発生間隔変化量演算手段とを備えている請求項1に記載の回転速度変化量検出装置。
  5. 前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第1の計時手段が第1の回転信号発生間隔#1N0を計測する毎に新たに計測した第1の回転信号発生間隔#1N0と前記第1の計時手段が前記第1の回転信号発生間隔#1N0を計測する直前に前記第2の計時手段が計測した第2の回転信号発生間隔#2N0との差の絶対値|#1N0−#2N0|を、前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算するように構成され、
    前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第2の計時手段が第2の回転信号発生間隔#2N0を計測する毎に新たに計測した第2の回転信号発生間隔#2N0と前記第2の計時手段が前記第2の回転信号発生間隔#2N0を計測する直前に前記第1の計時手段が計測した第1の回転信号発生間隔#1N1との差の絶対値|#2N0−#1N1|を、前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算するように構成され、
    前記第1の回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量|#1N0−#2N0|に|#1N0−#2N0|×{360/(360−α)}の演算を施して、前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第1の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行うように構成され、
    前記第2の回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量|#2N0−#1N1|に|#2N0−#1N1|×(360/α)の演算を施して、前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第2の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行うように構成されている請求項4に記載の回転速度変化量検出装置。
  6. 前記複数の点火ユニットのそれぞれに設けられた発電コイルは、前記エンジンの対応する気筒に取り付けられた点火プラグに印加する点火用高電圧を発生する点火コイルを含み、
    前記回転信号発生手段は、前記エンジンの複数の気筒のそれぞれで点火動作を行わせる際に前記複数の点火ユニットのそれぞれに設けられた点火コイルの一次コイルに誘起する点火パルスを検出して各気筒の回転信号を発生するように構成されている請求項1ないし5の何れか一つに記載の回転速度変化量検出装置。
  7. 前記回転信号発生手段は、前記エンジンの各気筒に対応する点火ユニットに設けられている発電コイルに誘起する交流電圧の第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかが立ち上がる際のクランク角位置、当該第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかがピークを迎える際のクランク角位置、当該第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかがピークを過ぎた後ゼロになる際のクランク角位置、及び当該第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかが設定された閾値に達する際のクランク角位置の中から選択された何れかのクランク角位置で各気筒の回転信号を発生するように構成されている請求項1ないし5の何れか一つに記載の回転速度変化量検出装置。
  8. 複数の気筒と、前記複数の気筒内にそれぞれ設けられたピストンに連結されたクランク軸とを有するエンジン本体と、前記複数の気筒にそれぞれ対応させて設けられた複数の点火ユニットとを備えて、第1の半波と該第1の半波と極性が異なる第2の半波と前記第1の半波と同極性の第3の半波とが順次現れる波形を有する交流電圧を前記クランク軸の1回転当たり1回発生する発電コイルを各点火ユニットが備えている多気筒4サイクルエンジンの回転速度を目標回転速度に収束させる制御を行うエンジン制御装置であって、
    前記エンジンの回転速度を調整するために操作される操作部と、前記エンジンの実際の回転速度と目標回転速度との偏差を演算する速度偏差演算部と、前記クランク軸が設定された角度の区間を回転する間に生じた前記エンジンの回転速度の変化量を検出する回転速度変化量検出装置と、前記回転速度変化量検出装置により検出された回転速度の変化量に応じて制御ゲインを設定する制御ゲイン設定部と、前記速度偏差演算部により演算された偏差と前記制御ゲイン設定部により設定された制御ゲインとを用いて前記エンジンの回転速度を目標回転速度に収束させるために必要な前記操作部の操作量を演算する操作量演算部と、前記操作量演算部により演算された操作量だけ前記操作部を操作するように前記操作部を駆動する操作部駆動手段とを具備し、
    前記回転速度変化量検出装置は、前記エンジンの各気筒に対応する点火ユニットに設けられた発電コイルが出力する交流電圧の波形の特定の部分を検出して各気筒に対応する回転信号を前記クランク軸の1回転当たり1回発生する回転信号発生手段と、前記回転信号発生手段が各気筒に対応する回転信号を発生する毎に、各気筒に対応する回転信号が前回発生してから今回発生するまでの間に経過した時間を各気筒の回転信号発生間隔として検出する回転信号発生間隔検出手段と、前記回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を新たに検出する毎に、新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と前回検出された同じ気筒の回転信号発生間隔との差、又は新たに検出された各気筒の回転信号発生間隔と直前に検出された他の気筒の回転信号発生間隔との差を回転信号発生間隔変化量として演算する回転信号発生間隔変化量演算手段とを備えて、前記回転信号発生間隔検出手段が各気筒の回転信号発生間隔を検出する毎に前記回転信号発生間隔変化量演算手段が演算した回転信号発生間隔変化量に基づいて前記エンジンの回転速度の変化量を検出するように構成されているエンジン制御装置。
  9. 前記エンジンは、第1気筒及び第2気筒を有して、クランク軸が1回転する毎に、前記第1気筒及び第2気筒で1回ずつ点火動作が行われる2気筒4サイクルエンジンであり、
    前記回転信号発生間隔検出手段は、前記第1気筒に対応する回転信号が発生する間隔を第1の回転信号発生間隔として計測する第1の計時手段と、前記第2気筒に対応する回転信号が発生する間隔を第2の回転信号発生間隔として計測する第2の計時手段とを備え、
    前記回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第1の計時手段が新たに計測した第1の回転信号発生間隔#1N0と前回計測した第1の回転信号発生間隔#1N1との差の絶対値|#1N0−#1N1|を前記エンジンが1回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を含む第1の回転信号発生間隔変化量として演算する第1の回転信号発生間隔変化量演算手段と、前記第2の計時手段が今回計測した第2の回転信号発生間隔#2N0と前回計測した第2の回転信号発生間隔#2N1との差の絶対値|#2N0−#2N1|を前記エンジンが1回転する間に生じた回転速度の変化量の情報を含む第2の回転信号発生間隔変化量として演算する第2の回転信号発生間隔変化量演算手段とを備え、
    前記回転速度変化量検出装置は、前記第1の回転信号発生間隔変化量演算手段及び第2の回転信号発生間隔変化量演算手段がそれぞれ第1の回転信号発生間隔変化量及び第2の回転信号発生間隔変化量を演算する毎に前記クランク軸が1回転する間に生じた前記エンジンの回転速度の変化量を検出するように構成されている請求項8に記載のエンジン制御装置。
  10. 前記エンジンはV型2気筒エンジンである請求項9に記載のエンジン制御装置。
  11. 前記エンジンは、第1気筒及び第2気筒を有して、クランク軸が720°回転する間に、第1のクランク角位置で前記第1気筒での点火動作が行われた後、前記第1のクランク角位置から一定の角度α°(≦360°)だけ離れた第2のクランク角位置で前記第2気筒での点火動作が行われ、前記第2のクランク角位置から一定の角度(360−α)°だけ離れた第3のクランク角位置で前記第1気筒での点火動作が行われた後、前記第3のクランク角位置から前記一定の角度α°だけ離れた第4のクランク角位置で前記第2気筒での点火動作が行われるV型2気筒4サイクルエンジンであり、
    前記回転信号発生間隔検出手段は、前記第1気筒に対応する回転信号の発生間隔を第1の回転信号発生間隔として計測する第1の計時手段と、前記第2気筒に対応する回転信号の発生間隔を第2の回転信号発生間隔として計測する第2の計時手段とを備え、
    前記回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第1の計時手段が第1の回転信号発生間隔を計測する毎に今回計測した第1の回転信号発生間隔と前記第1の計時手段が当該第1の回転信号発生間隔を計測する直前に前記第2の計時手段が計測した第2の回転信号発生間隔との差の絶対値を、前記クランク軸が前記(360−α)°の区間を回転した間に生じたクランク軸の回転速度の変化量の情報を含む第1の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算する第1の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段と、前記第2の計時手段が第2の回転信号発生間隔を計測する毎に今回計測した第2の回転信号発生間隔と前記第2の計時手段が当該第2の回転信号発生間隔を計測する直前に前記第1の計時手段が計測した第1の回転信号発生間隔との差の絶対値を、前記クランク軸が前記α°の区間を回転した際に生じたクランク軸の回転速度の変化量の情報を含む第2の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算する第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段と、前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第1の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行う第1の回転信号発生間隔変化量演算手段と、前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第2の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行う第2の回転信号発生間隔変化量演算手段とを備え、
    前記回転速度変化量検出装置は、前記第1の回転信号発生間隔変化量演算手段及び第2の回転信号発生間隔変化量演算手段がそれぞれ第1の回転信号発生間隔変化量及び第2の回転信号発生間隔変化量を演算する毎に前記エンジンの回転速度の変化量を検出するように構成されている請求項8に記載のエンジン制御装置。
  12. 前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第1の計時手段が第1の回転信号発生間隔#1N0を計測する毎に新たに計測した第1の回転信号発生間隔#1N0と前記第1の計時手段が前記第1の回転信号発生間隔#1N0を計測する直前に前記第2の計時手段が計測した第2の回転信号発生間隔#2N0との差の絶対値|#1N0−#2N0|を、前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算するように構成され、
    前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第2の計時手段が第2の回転信号発生間隔#2N0を計測する毎に新たに計測した第2の回転信号発生間隔#2N0と前記第2の計時手段が前記第2の点火パルス発生間隔#2N0を計測する直前に前記第1の計時手段が計測した第1の回転信号発生間隔#1N1との差の絶対値|#2N0−#1N1|を、前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量として演算するように構成され、
    前記第1の回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量|#1N0−#2N0|に|#1N0−#2N0|×{360/(360−α)}の演算を施して、前記第1の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第1の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行うように構成され、
    前記第2の回転信号発生間隔変化量演算手段は、前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量|#2N0−#1N1|に|#2N0−#1N1|×(360/α)の演算を施して、前記第2の区間当り回転信号発生間隔変化量をクランク軸が1回転する間の速度変化量の情報を含む第2の回転信号発生間隔変化量に換算する演算を行うように構成されている請求項11に記載のエンジン制御装置。
  13. 前記複数の点火ユニットのそれぞれに設けられた発電コイルは、前記エンジンの対応する気筒に取り付けられた点火プラグに印加する点火用高電圧を発生する点火コイルを含み、
    前記回転信号発生手段は、前記エンジンの複数の気筒のそれぞれで点火動作を行わせる際に前記複数の点火ユニットのそれぞれに設けられた点火コイルの一次コイルに誘起する点火パルスを検出して各気筒に対応する回転信号を発生するように構成されている請求項8ないし12の何れか一つに記載のエンジン制御装置。
  14. 前記回転信号発生手段は、前記エンジンの各気筒に対応する点火ユニットに設けられている発電コイルに誘起する交流電圧の第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかが立ち上がる際のクランク角位置、当該第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかがピークを迎える際のクランク角位置、当該第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかがピークを過ぎた後ゼロになる際のクランク角位置、及び当該第1の半波ないし第3の半波のうちの何れかが設定された閾値に達する際のクランク角位置の中から選択された何れかのクランク角位置で各気筒に対応する回転信号を発生するように構成されている請求項8ないし12の何れか一つに記載のエンジン制御装置。
  15. 前記エンジンは商用周波数の交流出力を発生する交流発電機を負荷とするエンジンである請求項8ないし14の何れか一つに記載のエンジン制御装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021127734A (ja) * 2020-02-14 2021-09-02 マツダ株式会社 回転出力装置の制御装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58200062A (ja) * 1982-05-18 1983-11-21 Japan Electronic Control Syst Co Ltd 吸入空気量制御装置の微分分算出回路
JPH02286849A (ja) * 1989-04-27 1990-11-27 Toyota Motor Corp 内燃機関のアイドル回転数制御装置
JP2003074406A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Kokusan Denki Co Ltd 4サイクル内燃機関の行程判定方法
JP2014152752A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Kokusan Denki Co Ltd エンジン用電子ガバナー
JP2017031933A (ja) * 2015-08-05 2017-02-09 トヨタ自動車株式会社 車両

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62649A (ja) * 1985-06-25 1987-01-06 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジン用制御装置の出力タイミング異常検出方法
US5625276A (en) * 1994-09-14 1997-04-29 Coleman Powermate, Inc. Controller for permanent magnet generator
DE19614388C1 (de) * 1996-04-12 1997-07-03 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung der Qualität eines Kraftstoff-Luftgemisches
US6761148B2 (en) * 2001-09-03 2004-07-13 Prufrex-Electro-Apparateubau, Inh. Helga Muller, Geb Dutschke Electronic rotation speed-dependent control and/or diagnosis process for combustion engines
JP4096728B2 (ja) * 2002-12-20 2008-06-04 日産自動車株式会社 エンジン制御装置
JP4577031B2 (ja) * 2005-02-03 2010-11-10 国産電機株式会社 内燃機関用点火装置
JP4135748B2 (ja) * 2006-04-27 2008-08-20 国産電機株式会社 エンジン制御装置
DE102011005941A1 (de) * 2011-03-23 2012-09-27 Mahle International Gmbh Brennkraftmaschine, Frischluftanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
DE102011083470A1 (de) * 2011-09-27 2013-03-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Motorposition
JP6457840B2 (ja) * 2015-03-02 2019-01-23 マーレエレクトリックドライブズジャパン株式会社 内燃機関用制御装置及びそれを用いた制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58200062A (ja) * 1982-05-18 1983-11-21 Japan Electronic Control Syst Co Ltd 吸入空気量制御装置の微分分算出回路
JPH02286849A (ja) * 1989-04-27 1990-11-27 Toyota Motor Corp 内燃機関のアイドル回転数制御装置
JP2003074406A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Kokusan Denki Co Ltd 4サイクル内燃機関の行程判定方法
JP2014152752A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Kokusan Denki Co Ltd エンジン用電子ガバナー
JP2017031933A (ja) * 2015-08-05 2017-02-09 トヨタ自動車株式会社 車両

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