專利名稱：發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置及方法、發(fā)動機系統(tǒng)及其發(fā)電機、車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置和發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制方法。進(jìn)一步，本發(fā)明涉及具有該發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置的發(fā)動機系統(tǒng)和具有這種發(fā)動機系統(tǒng)的車輛和發(fā)動機發(fā)電機。
背景技術(shù)：
空轉(zhuǎn)狀態(tài)的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速容易受大氣壓和氣溫這樣的環(huán)境條件的影響，不穩(wěn)定。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，在裝載了發(fā)動機的車輛、尤其是機動二輪車輛中，空轉(zhuǎn)時，進(jìn)行ISC(怠速控制Idle Speed Control)控制。
ISC控制用的一個現(xiàn)有技術(shù)公開在特開平5-263703號公報中。該現(xiàn)有技術(shù)中，使用了檢測在發(fā)動機的主吸氣通路上配置的調(diào)節(jié)閥的開度(調(diào)節(jié)開度)的調(diào)節(jié)閥傳感器。通過將由該調(diào)節(jié)閥傳感器檢測出的調(diào)節(jié)開度控制為目標(biāo)開度，而控制空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。
空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速區(qū)域中，由于因吸入空氣量的稍微變化而使發(fā)動機轉(zhuǎn)速容易變化，所以需要通過高分辨力(調(diào)節(jié)開度為0.02度左右)來檢測調(diào)節(jié)開度，嚴(yán)格控制調(diào)節(jié)開度。
例如，調(diào)節(jié)閥傳感器具有在調(diào)節(jié)開度為0度下輸出值為0V、在調(diào)節(jié)開度為90度下輸出值為5V的直線特性。但是，在模/數(shù)轉(zhuǎn)換這種調(diào)節(jié)閥傳感器的輸出信號來使用的情況下，例如，若使用8比特的A/D轉(zhuǎn)換器，則每1比特的調(diào)節(jié)開度為0.35度，不能得到充分的分辨力。
因此，所述特開平5-263703號公報的現(xiàn)有技術(shù)中，通過由放大器來放大調(diào)節(jié)閥傳感器的輸出信號后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器中，實現(xiàn)了在低開度區(qū)域中的調(diào)節(jié)開度檢測分辨力的提高。
但是，由于所述特開平5-263703號公報的現(xiàn)有技術(shù)中，為了提高調(diào)節(jié)開度的檢測分辨力，需要放大器，所以有增加了該部分的成本的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以簡單且低廉的結(jié)構(gòu)，可高精度地控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置和發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有如上所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置的發(fā)動機系統(tǒng)。
本發(fā)明的又一目的是提供一種具有如上所述的發(fā)動機系統(tǒng)的車輛。
本發(fā)明的再一目的是提供一種具有如上所述的發(fā)動機系統(tǒng)的發(fā)動機發(fā)電機。
本發(fā)明的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，包括調(diào)節(jié)閥，其調(diào)整被吸入到發(fā)動機中的吸入空氣量；驅(qū)動部，其驅(qū)動所述調(diào)節(jié)閥；控制部，其生成用于驅(qū)動所述驅(qū)動部的PWM信號。所述控制部具有實際轉(zhuǎn)速檢測部，其檢測實際的發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部，其設(shè)定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部，其使用由所述實際轉(zhuǎn)速檢測部檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速和由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部設(shè)定的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，計算出目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量；PWM脈沖生成部，其對應(yīng)于由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量而計算出包括校正所述PWM信號的占空比用的PWM占空比校正值、應(yīng)持續(xù)適用該PWM占空比校正值的PWM占空比校正值維持時間、和應(yīng)適用所述PWM占空比校正值的PWM占空比校正次數(shù)中的至少一個的PWM控制參數(shù)，并根據(jù)該計算出的PWM控制參數(shù)生成PWM信號而送出到所述驅(qū)動部。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算出包括PWM占空比校正次數(shù)、PWM占空比校正值和PWM占空比校正值維持時間中的至少一個的PWM控制參數(shù)。根據(jù)該PWM控制參數(shù)，PWM控制驅(qū)動調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動部。由此，可通過對應(yīng)于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的前饋控制，而不是基于調(diào)節(jié)開度的檢測結(jié)果的反饋控制，精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥的開度，可以使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速接近目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。另外，可以通過簡單且不花費成本的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行發(fā)動機轉(zhuǎn)速、尤其是需要精細(xì)控制的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的控制。由此，可以不需要提高調(diào)節(jié)閥傳感器的輸入分辨力用的放大器，而進(jìn)行發(fā)動機轉(zhuǎn)速精細(xì)的控制。
最好在所述PWM脈沖生成部中設(shè)定所述PWM控制參數(shù)的初始值。該情況下，最好設(shè)定所述初始值，使得從所述驅(qū)動部向所述調(diào)節(jié)閥提供超過妨礙所述調(diào)節(jié)閥的變位的靜止摩擦力的最低必要限度的驅(qū)動力。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過原樣使用PWM控制參數(shù)的初始值來輸出PWM信號，可以產(chǎn)生調(diào)節(jié)閥的變位。由此，可以如目標(biāo)那樣，使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速接近目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，尤其，即使在空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控制時也可將調(diào)節(jié)閥如目標(biāo)那樣從靜止?fàn)顟B(tài)開始開閉動作。
所述PWM脈沖生成部也可通過所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的函數(shù)計算出所述PWM控制參數(shù)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于通過對應(yīng)于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的函數(shù)計算出PWM控制參數(shù)，所以可以從目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量迅速計算出。
所述PWM脈沖生成部可以通過由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和由所述實際轉(zhuǎn)速檢測部檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的函數(shù)而計算出所述PWM控制參數(shù)。
由此，不僅是目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量，還加上實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速，可以更適當(dāng)?shù)卮_定PWM控制參數(shù)。
所述PWM脈沖生成部也可具有第一控制信號計算部，其對應(yīng)于由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量，計算出所述PWM控制參數(shù)，并根據(jù)所計算出的PWM控制參數(shù)，計算出用于PWM控制所述驅(qū)動部的第一控制信號；信號生成部，其生成送出到所述驅(qū)動部的所述PWM信號。并且，所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置也可進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)開度檢測部，其檢測作為所述調(diào)節(jié)閥的開度的調(diào)節(jié)開度；目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部，其根據(jù)由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量而計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量；目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部，其使用所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量和由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的實際調(diào)節(jié)開度而計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度；第二控制信號計算部，其計算出用于PWM控制所述驅(qū)動部的第二控制信號，使得由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的所述實際調(diào)節(jié)開度接近于由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部計算出的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度；選擇部，其根據(jù)由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量，選擇所述第一控制信號和所述第二控制信號中的一個，并輸出到所述信號生成部。該情況下，所述信號生成部也可根據(jù)從所述選擇部提供的控制信號生成所述PWM信號。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以切換使用根據(jù)調(diào)節(jié)開度PWM控制驅(qū)動部的反饋控制和根據(jù)目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量PWM控制驅(qū)動部的前饋控制。由此，可以根據(jù)狀況進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，可以通過反饋控制實現(xiàn)使調(diào)節(jié)開度大大變化時的高速響應(yīng)，另一方面，可以兼實現(xiàn)使調(diào)節(jié)開度微小變化時的高精細(xì)控制。
更具體而言，所述選擇部最好在由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量在根據(jù)所述調(diào)節(jié)開度檢測部的輸入分辨力而預(yù)先確定的選擇判斷值以下的情況下，選擇所述第一控制信號并輸出到所述信號生成部，在由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量比所述選擇判斷值大的情況下，選擇所述第二控制信號并輸出到所述信號生成部。
也可將所述選擇判斷值確定為與所述調(diào)節(jié)開度檢測部的輸入分辨力大致相等的值。
例如，若選擇判斷值確定為與調(diào)節(jié)開度檢測部的輸入分辨力大致相等，則選擇部在目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量比調(diào)節(jié)開度檢測部的輸入分辨力小的情況下，選擇來自第一控制信號計算部的第一控制信號，并經(jīng)信號生成部，驅(qū)動驅(qū)動部。另外，在目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量比調(diào)節(jié)開度檢測部的輸入分解力大的情況下，選擇第二控制信號，經(jīng)信號生成部，驅(qū)動驅(qū)動部。因此，可根據(jù)狀況來進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機轉(zhuǎn)速控制。
即，可選擇第一控制信號，通過PWM脈沖控制精細(xì)控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速，另外，在沒有必要進(jìn)行精細(xì)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制的情況下，也可選擇第二控制信號，通過位置反饋控制，進(jìn)行響應(yīng)迅速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制。
另外，所述選擇部除了所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量之外，也可根據(jù)所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的實際調(diào)節(jié)開度，選擇所述第一控制信號或第二控制信號進(jìn)行輸出。由此，可以更適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行第一控制信號或第二控制信號的選擇。
本發(fā)明的一實施形式的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置進(jìn)一步包括加速跟蹤目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部，其根據(jù)加速開度而計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度；第三控制信號計算部，其計算出用于PWM控制所述驅(qū)動部的第三控制信號，使得由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的實際調(diào)節(jié)開度接近于由所述加速跟蹤目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部計算出的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度。該情況下，所述選擇部最好根據(jù)由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的實際調(diào)節(jié)開度和由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量，選擇所述第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號中的其中之一而輸出到所述信號生成部。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，選擇對應(yīng)于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的PWM控制參數(shù)的第一控制信號、對應(yīng)于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和實際調(diào)節(jié)開度的第二控制信號和對應(yīng)于加速開度的第三控制信號的其中之一。由此，可以高精度地進(jìn)行空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控制，且還可進(jìn)行良好地跟蹤加速開度指令的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制。
所述選擇部最好在由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的實際調(diào)節(jié)開度超過了預(yù)定的閾值的情況下，選擇所述第三控制信號進(jìn)行輸出，在所述實際調(diào)節(jié)開度在所述閾值以下的情況下，對應(yīng)于由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量而選擇所述第一控制信號、第二控制信號或第三控制信號中的其中之一并進(jìn)行輸出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在實際調(diào)節(jié)開度大時，判斷為作加速操作，選擇對應(yīng)于加速開度的第三控制信號。由此，可以進(jìn)行對加速操作高速響應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制。另一方面，在實際調(diào)節(jié)開度比較小時，可以根據(jù)目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量，選擇第一、第二或第三控制信號中的適當(dāng)?shù)囊粋€。
更具體的，選擇部也可在目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量比第一選擇判斷值大時，選擇第三控制信號，在取第一選擇判斷值和比其小的第二選擇判斷值之間的值時，選擇第二控制信號，在為第二選擇判斷值以下時，選擇第一控制信號。
所述PWM脈沖生成部也可隔開時間間隔重復(fù)執(zhí)行將對應(yīng)于所述PWM控制參數(shù)的PWM信號送到所述驅(qū)動部的PWM校正控制。該情況下，所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置最好進(jìn)一步具有實際轉(zhuǎn)速變化量計算部，其使用在某一PWM校正控制之前由所述實際轉(zhuǎn)速檢測部檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速和該PWM校正控制之后由所述實際轉(zhuǎn)速檢測部檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速，計算出實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量；變更部，其使用由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和由所述實際轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量，變更所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和下次以后的PWM校正控制用的所述PWM控制參數(shù)的關(guān)系。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在通過根據(jù)以前的PWM控制參數(shù)確定的PWM占空比，調(diào)節(jié)開度不能改變到如目標(biāo)那樣的情況下，變更PWM控制參數(shù)和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系(例如，函數(shù))。由此，可以從下次的處理開始使調(diào)節(jié)開度可靠改變。
例如，施加給由驅(qū)動部驅(qū)動的調(diào)節(jié)閥的轉(zhuǎn)矩因調(diào)節(jié)閥的軸的摩擦、調(diào)節(jié)閥的傳動機構(gòu)的齒輪齒隙、回動彈簧等的影響，不恒定的情況很多。因此，存在通過PWM控制參數(shù)的初始值的原始值，不會引起調(diào)節(jié)閥的充分變位，而不能高精度控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的情況很多。該情況下，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過反饋實際的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量，并由變更部來校正PWM控制參數(shù)和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系，可將調(diào)節(jié)閥的開度控制為如目標(biāo)那樣。
所述變更部也可在所述PWM校正控制之前進(jìn)一步加上由所述實際轉(zhuǎn)速檢測部檢測出的所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速，變更所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和所述PWM控制參數(shù)的關(guān)系。
另外，所述PWM脈沖生成部也可按每個預(yù)定的控制周期執(zhí)行所述PWM校正控制。
所述變更部最好在由所述實際轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的絕對值實質(zhì)上為零的情況下，變更所述PWM占空比校正值相對所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，變更部在實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量實質(zhì)上不變化的情況下，變更所述PWM占空比校正值相對目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系。由此，可以引起調(diào)節(jié)閥的變位，可以可靠控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速。實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量沒有變化的情況是調(diào)節(jié)閥實質(zhì)上沒有變化的情況。即，是靜止摩擦轉(zhuǎn)矩比驅(qū)動調(diào)節(jié)閥時的驅(qū)動部的驅(qū)動力、例如電機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大的情況。這種情況下，由于即使PWM占空比校正次數(shù)和PWM占空比校正值維持時間變化，驅(qū)動部產(chǎn)生的驅(qū)動力也不變化，所以沒有效果。因此，通過校正PWM占空比校正值和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系，可以可靠驅(qū)動調(diào)節(jié)閥。
所述變更部最好在在由所述實際轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的絕對值實質(zhì)上不為零，但與由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的絕對值的差超過了預(yù)定的閾值的情況下，變更所述PWM占空比校正值維持時間或所述PWM占空比校正次數(shù)相對所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，變更部在實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量不為零，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的情況下，變更PWM占空比校正次數(shù)或PWM占空比校正值維持時間和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系。由此，與校正PWM占空比校正值的情況相比，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的高精細(xì)控制成為可能。當(dāng)然，使PWM占空比校正值變化也可使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量變化。但是，例如，若PWM占空比校正值過大，有例如通過電機等的驅(qū)動力產(chǎn)生的驅(qū)動力(產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩)過大的情況，微調(diào)很困難。
另外，在設(shè)定PWM占空比校正值的初始值，使得從驅(qū)動部產(chǎn)生調(diào)節(jié)閥運動所需的最小限度的驅(qū)動力的情況下，在仍維持PWM占空比校正值，而改變PWM占空比校正次數(shù)、PWM占空比校正值維持時間的情況下可以容易進(jìn)行調(diào)節(jié)閥的微調(diào)。
本發(fā)明的發(fā)動機系統(tǒng)，包括發(fā)動機和具有如前所述的特征的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置。
另外，本發(fā)明的車輛，包括所述發(fā)動機系統(tǒng)和通過由所述發(fā)動機產(chǎn)生的驅(qū)動力而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的行使車輪。通過該結(jié)構(gòu)，可以通過便宜的結(jié)構(gòu)且高精度地進(jìn)行尤其是空轉(zhuǎn)時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的控制。
本發(fā)明的發(fā)動機發(fā)電機，包括前述的發(fā)動機系統(tǒng)和使所述發(fā)動機作為驅(qū)動源而動作的發(fā)電單元。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于高精度地穩(wěn)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速成為可能，所以可以通過便宜的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)輸出穩(wěn)定的發(fā)動機發(fā)電機。
本發(fā)明的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制方法，通過由PWM信號驅(qū)動的驅(qū)動部來驅(qū)動調(diào)節(jié)閥而控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，包括實際轉(zhuǎn)速檢測步驟，檢測實際的發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定步驟，設(shè)定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算步驟，使用所述檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述設(shè)定的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，計算出目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量；PWM控制參數(shù)計算步驟，對應(yīng)于所述計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量而計算出包括用于校正所述PWM信號的占空比的PWM占空比校正值、應(yīng)持續(xù)適用該PWM占空比校正值的PWM占空比校正值維持時間、和應(yīng)適用所述PWM占空比校正值的PWM占空比校正次數(shù)中的至少一個的PWM控制參數(shù)；PWM信號送出步驟，根據(jù)所述計算出的PWM控制參數(shù)而生成PWM信號并送出到所述驅(qū)動部。所述PWM控制參數(shù)包括校正所述PWM信號的占空比用的PWM占空比校正值、應(yīng)持續(xù)適用該PWM占空比校正值的PWM占空比校正值維持時間、和應(yīng)適用所述PWM占空比校正值的PWM占空比校正次數(shù)的其中之一。
根據(jù)該方法，可通過基于確定該PWM信號的占空比用的PWM控制參數(shù)目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量進(jìn)行計算，并根據(jù)該計算結(jié)果使調(diào)節(jié)閥驅(qū)動的前饋控制，精細(xì)控制調(diào)節(jié)閥的開度。由此，可以通過簡單且不花費成本的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行發(fā)動機轉(zhuǎn)速、尤其是需要精細(xì)控制的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的控制。由此，可以進(jìn)行發(fā)動機轉(zhuǎn)速的精細(xì)控制，而不需要提高調(diào)節(jié)閥的輸入分辨力用的放大器。
所述方法最好進(jìn)一步包括設(shè)定所述PWM控制參數(shù)的初始值的步驟，使得從所述驅(qū)動部向所述調(diào)節(jié)閥提供超過了妨礙所述調(diào)節(jié)閥的變位的靜止摩擦力的必要最低限度的驅(qū)動力。由此，由于可以可靠驅(qū)動調(diào)節(jié)閥，所以可以可靠引起發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化。
所述PWM控制參數(shù)計算步驟中，最好不僅是所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量，還加上所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速，確定PWM控制參數(shù)。
所述方法的最好實施形式進(jìn)一步包括根據(jù)所述計算出的PWM控制參數(shù)而生成第一控制信號的步驟；通過調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出作為所述調(diào)節(jié)閥的開度的實際調(diào)節(jié)開度的調(diào)節(jié)開度檢測步驟；使用所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和所述檢測出的實際調(diào)節(jié)開度而計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算步驟；計算出用于PWM控制所述驅(qū)動部的第二控制信號的步驟，使得所述實際調(diào)節(jié)開度接近于所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度。并且，所述PWM信號送出步驟包括選擇所述第一控制信號和所述第二控制信號中的其中之一的控制信號選擇步驟；根據(jù)所選擇出的控制信號生成PWM信號并送出到所述驅(qū)動部的步驟。
由此，可通過組合基于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的前饋控制和基于調(diào)節(jié)開度的檢測結(jié)果的反饋控制，更適當(dāng)?shù)乜刂普{(diào)節(jié)開度。
所述控制信號選擇步驟最好包括在對應(yīng)于所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量在根據(jù)所述調(diào)節(jié)開度檢測部的輸入分辨力而預(yù)先確定的選擇判斷值以下的情況下，選擇所述第一控制信號的步驟；在所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量比所述選擇判斷值大的情況下，選擇所述第二控制信號的步驟。
由此，由于可根據(jù)調(diào)節(jié)開度檢測部的輸入分辨能力適當(dāng)切換控制，所以可以適當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)開度控制。
所述方法也可進(jìn)一步包括使用將對應(yīng)于所述PWM控制參數(shù)的PWM信號送出到所述驅(qū)動部的PWM校正控制之前和之后的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的檢測結(jié)果，計算出實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的實際轉(zhuǎn)速變化量計算步驟；使用所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量，變更所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和下次以后的PWM校正控制用的所述PWM控制參數(shù)的關(guān)系的步驟。
由此，在實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化過大或過小的情況下，可以校正PWM控制參數(shù)的設(shè)定形態(tài)，所以可以可靠控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的上述的、或者其他的目的、特征和效果可由參照附圖的下面描述的實施形式的說明更加明確。


圖1是表示本發(fā)明第一實施形式的發(fā)動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是表示計算目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速用的函數(shù)表的例子的視圖；圖3是說明用于PWM微脈沖控制的PWM控制參數(shù)用的視圖；圖4A～圖4C是表示計算PWM控制參數(shù)用的函數(shù)表的例子的視圖；圖5A是表示調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)的模式圖；圖5B是表示施加給電機的摩擦轉(zhuǎn)矩的視圖；圖6是表示PWM占空比、電機電流、調(diào)節(jié)開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的舉動的視圖；圖7是說明發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制處理的流程圖；圖8是表示PWM微脈沖控制參數(shù)函數(shù)的更新處理的流程圖；圖9是表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置的處理定時的視圖，(a)表示冷卻水溫度的時間變化，(b)表示目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的時間變化；圖10是表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置的處理定時的視圖，(a)表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，(b)表示PWM占空比的變化；圖11是放大顯示圖10的控制周期PC的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系的視圖；圖12是表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置的處理定時的視圖，(a)表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，(b)表示PWM占空比的變化；圖13是放大顯示圖12的控制周期PC1的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系的視圖；
圖14是表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置的處理定時的視圖，(a)表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，(b)表示PWM占空比的變化；圖15是放大顯示圖14的控制周期PC2的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系的視圖；圖16是表示參數(shù)函數(shù)更新處理的另一例的流程圖；圖17是表示本發(fā)明第二實施形式的發(fā)動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖18是說明PWM占空比選擇部的處理用的流程圖；圖19是表示所述第二實施形式的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制處理的定時圖，(a)是進(jìn)行切換ISC位置反饋控制和PWM微脈沖控制時的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的舉動，(b)表示該情況下的實際調(diào)節(jié)開度和目標(biāo)調(diào)節(jié)開度的舉動，(c)表示該情況下的PWM占空比的變化；圖20是切換執(zhí)行通常時位置反饋控制和PWM微脈沖控制時的時序圖的例子，(a)表示實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的舉動，(b)表示實際調(diào)節(jié)開度和目標(biāo)調(diào)節(jié)開度的舉動，(c)表示PWM占空比的變化；圖21是表示作為所述發(fā)動機系統(tǒng)可適用的車輛的一例的二輪車輛的結(jié)構(gòu)的視圖；圖22是所述發(fā)動機系統(tǒng)可適用的發(fā)動機發(fā)電機的正面圖。
具體實施例方式
(第一實施形式)圖1是表示本發(fā)明第一實施形式的發(fā)動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
該發(fā)動機系統(tǒng)具有發(fā)動機(內(nèi)燃機)120和發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100。該發(fā)動機系統(tǒng)裝載在例如通過由電子控制調(diào)節(jié)閥的開閉來調(diào)節(jié)向發(fā)動機的吸氣量而控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的車輛上。PWM(脈寬調(diào)制Pulse WidthModulation)控制該電子控制調(diào)節(jié)閥。本實施形式的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100作為控制發(fā)動機120的轉(zhuǎn)速、尤其是車輛的空轉(zhuǎn)狀態(tài)的發(fā)動機120的轉(zhuǎn)速的裝置來進(jìn)行說明。
發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100具有曲柄轉(zhuǎn)角傳感器110、水溫傳感器130、電機(驅(qū)動部)160、調(diào)節(jié)閥170和控制部180。控制部180通過生成驅(qū)動電機160用的PWM信號，控制調(diào)節(jié)閥170的開度(調(diào)節(jié)開度)。這樣，構(gòu)成了電子控制調(diào)節(jié)閥。
控制部180具有實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部(實際轉(zhuǎn)速檢測部)210、目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部200a、目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部(目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部)220、PWM微脈沖控制表更新部(變更部)250和PWM脈沖生成部200b。
曲柄轉(zhuǎn)角傳感器110檢測出發(fā)動機120的曲軸的旋轉(zhuǎn)角度，并將所檢測出的信號輸出到實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部210中。
實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部210根據(jù)由曲柄轉(zhuǎn)角傳感器110檢測出的曲柄角度信號計算出實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N，并將所計算出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N輸出到目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220、PWM脈沖生成部200b和PWM微脈沖控制表更新部250中。
另外，水溫傳感器130檢測出冷卻發(fā)動機120的冷卻水的水溫后，輸出到目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部200a。目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部200a具有水溫計算部140和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部260。
水溫計算部140基于從水溫傳感器130輸入的水溫傳感器信號計算出水溫Twat后，輸出到目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部260。
目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部260根據(jù)從水溫計算部140輸入的水溫Twat，計算作為目標(biāo)的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*，輸出到目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220中。
詳細(xì)而言，目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部260具有存儲部260m，在該存儲部260m內(nèi)存儲了使水溫Twat和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*建立對應(yīng)的函數(shù)表。
圖2表示在目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部260的存儲部260m中存儲的函數(shù)表的一例。
如圖2的函數(shù)表f所示，目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部260計算出對應(yīng)于所輸入的水溫Tn的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*n，輸出到目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220和PWM微脈沖控制表更新部250中。
目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220由運算由目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部260計算出的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*與由實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部210計算出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的偏差(發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差)的減法器構(gòu)成。該實施形式中，目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220將所計算出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差原樣作為目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*(＝N*-N)而輸出。其中，目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220也可進(jìn)一步對發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行預(yù)定的運算，求出目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*。
目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220將所計算出的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*輸出到PWM脈沖生成部200b和PWM微脈沖控制表更新部250中。
PWM脈沖生成部200b具有PWM微脈沖計算部240和PWM信號生成部280。該PWM信號生成部280可生成沿打開調(diào)節(jié)閥170的方向(開方向)驅(qū)動電機160的PWM信號、沿關(guān)閉調(diào)節(jié)閥170的方向(關(guān)閉方向)驅(qū)動電機160的PWM信號和保持調(diào)節(jié)閥170的位置的PWM信號。更具體而言，例如，可通過向電機160提供預(yù)定的保持占空比的PWM脈沖，保持調(diào)節(jié)閥170的位置，因此，可以保持調(diào)節(jié)開度。例如，可以通過對電機160提供占空比比所述保持占空比大的PWM脈沖，沿開方向驅(qū)動該電機160，而可以增大調(diào)節(jié)開度。例如，可以通過向電機160提供占空比比所述保持占空比小的PWM脈沖，沿關(guān)閉方向驅(qū)動該電機，而可以減小調(diào)節(jié)開度。當(dāng)然，由PWM信號進(jìn)行的電機160的控制方法可以使用各種公知的方法。
另一方面，PWM微脈沖計算部240從由目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220計算出的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*和由實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部210計算出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N計算出PWM微脈沖控制用的參數(shù)(PWM控制參數(shù))。PWM微脈沖計算部240進(jìn)一步將基于所計算出的PWM控制參數(shù)的PWM占空比(控制信號)輸出到PWM信號生成部280中。
這里，所謂PWM微脈沖是指構(gòu)成PWM脈沖條帶的各個脈沖。另外，所謂PWM微脈沖控制，是指從向電機160提供所述保持占空比的PWM脈沖的狀態(tài)校正該PWM脈沖而使調(diào)節(jié)閥170微小運動用的控制(PWM校正控制)。
PWM微脈沖計算部240具有確定PWM控制參數(shù)用的函數(shù)表h1、h2、h3。該實施形式中，對應(yīng)于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N而計算出的PWM控制參數(shù)包括PWM占空比校正次數(shù)npwm、PWM占空比校正值Δduty和PWM占空比校正值維持時間tpwm。因此，函數(shù)表h1、h2、h3分別對應(yīng)于所輸入的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N，生成PWM占空比校正次數(shù)npwm、PWM占空比校正值Δduty和PWM占空比校正值維持時間tpwm。
PWM微脈沖計算部240根據(jù)PWM占空比校正次數(shù)npwm、PWM占空比校正值Δduty、和PWM占空比校正值維持時間tpwm而求出PWM微脈沖的占空比，并將其作為控制信號提供給PWM信號生成部280。
圖3是說明PWM微脈沖控制時的參數(shù)的視圖。該圖3中，示出了PWM占空比校正次數(shù)為2次的情況的例子，進(jìn)一步，示出了PWM控制參數(shù)和與其對應(yīng)的PWM信號(電壓)。
每隔預(yù)定的控制周期，重復(fù)執(zhí)行PWM微脈沖控制。PWM微脈沖計算部240在各個控制周期中，按每個預(yù)定的占空比設(shè)定周期TD，對PWM信號生成部280設(shè)定PWM占空比，PWM信號生成部280生成與其對應(yīng)的占空比的PWM信號。
例如，PWM占空比Da是按現(xiàn)狀維持調(diào)節(jié)開度用的保持占空比(一定值)，PWM占空比Db是沿開方向驅(qū)動調(diào)節(jié)閥170用的占空比的一例，PWM占空比Dc是沿關(guān)閉方向驅(qū)動調(diào)節(jié)閥170用的占空比的一例。這時，相對于PWM占空比Da的PWM占空比Db、Dc的偏差是PWM占空比校正值Δduty。該PWM占空比校正值Δduty在設(shè)定比PWM占空比Da大的PWM占空比Db時是正值，在設(shè)定比PWM占空比Da小的PWM占空比Dc時是負(fù)值。
在圖3所示的例子中，相隔占空比設(shè)定周期TD的時間間隔，經(jīng)過兩次，使PWM占空比從Da增大到Db。即，作為PWM占空比校正值Δduty的適用次數(shù)的PWM占空比校正次數(shù)npwm＝2。進(jìn)一步，經(jīng)過作為應(yīng)持續(xù)使用PWM占空比校正值Δduty的時間的PWM占空比校正值維持時間tpwm，維持PWM占空比Db。
圖4A、圖4B和圖4C是表示PWM控制參數(shù)和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系的視圖，圖4A示出了表示PWM占空比校正次數(shù)npwm和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*與實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的關(guān)系的函數(shù)表(函數(shù)h1)。圖4B示出了表示PWM占空比校正值Δduty和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*與實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的關(guān)系的函數(shù)表函數(shù)h2。圖4C示出了表示PWM占空比校正值維持時間tpwm和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*與實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的關(guān)系的函數(shù)表(函數(shù)h3)。
圖4A所示的函數(shù)h1為npwm＝INT(h1a|ΔN*|+h1b)(其中，h1a、h1b是系數(shù))，PWM占空比校正次數(shù)(npwm)離散出現(xiàn)。另外，對應(yīng)于實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的值，將系數(shù)h1a、h1b的至少一個(圖4A的例子中為h1b)確定為不同的值。
圖4B所示的函數(shù)h2為Δduty＝h2a(ΔN*)+h2b(ΔN＞0時。其中，h2a、h2b是系數(shù))、Δduty＝0(ΔN＝0時)、Δduty＝h2a(ΔN*)-h2b(ΔN＜0時)，PWM占空比校正值Δduty相對于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*而連續(xù)設(shè)定。另外，對應(yīng)于實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的值，將系數(shù)h2a、h2b的至少一個(圖4B的例子中為h2b)確定為不同的值。
實際上，在函數(shù)表h2中僅存儲了ΔN≥0時的PWM占空比校正值Δduty，在ΔN＜0時，使用對在函數(shù)表h2中所存儲的PWM占空比校正值Δduty(對應(yīng)于|ΔN|的值)賦予負(fù)符號的值來校正PWM占空比。
圖4C所示的函數(shù)h3為tpwm＝h3a|ΔN*|+h3b(其中，h3a、h3b是系數(shù))，PWM占空比校正值維持時間tpwm相對于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*連續(xù)設(shè)定。另外，對應(yīng)于實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的值，將系數(shù)h3a、h3b的至少一個(圖4C的例子中為h3b)確定為不同的值。
如后所述，規(guī)定圖4A、圖4B和圖4C所示的函數(shù)h1、h2、h3的系數(shù)h1a、h2a、h3a、h1b、h2b、h3b是變量，可以進(jìn)行更新。這些系數(shù)h1a、h2a、h3a、h1b、h2b、h3b通過PWM微脈沖控制表更新部250的函數(shù)更新表來更新。
在函數(shù)表h1、h2、h3中僅存儲了例如針對預(yù)定的多個發(fā)動機轉(zhuǎn)速N(圖4A～圖4C的例子中N＝1000、1200、1400)的函數(shù)值。在為這些之外的發(fā)動機轉(zhuǎn)速N時，也可進(jìn)行函數(shù)表h1、h2、h3中所存儲的函數(shù)值的內(nèi)插運算而確定各PWM控制參數(shù)，也可將近似于實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的函數(shù)值作為PWM控制參數(shù)來使用。
在PWM微脈沖計算部240中設(shè)定所述PWM控制參數(shù)npwm、Δduty和tpwm的各初始值。設(shè)定該初始值，使得由該電機160產(chǎn)生大于施加給驅(qū)動的電機160的靜止摩擦轉(zhuǎn)矩的程度(最小必要限度)的轉(zhuǎn)矩。
這里，參照圖5A和圖5B與圖6(a)～圖6(d)說明PWM控制參數(shù)npwm、Δduty和tpwm的初始值(具體而言，函數(shù)h1、h2、h3的系數(shù)h1b、h2b、h2c的初始值)的設(shè)定。
圖5A表示調(diào)節(jié)閥170的結(jié)構(gòu)的模式圖，圖5B表示施加給圖5A所示的電機160的摩擦轉(zhuǎn)矩的視圖。如圖5A所示，電機160設(shè)定在連接到發(fā)動機120的吸氣管的調(diào)節(jié)閥主體161上。在該調(diào)節(jié)閥主體161上進(jìn)一步設(shè)置有由多個齒輪構(gòu)成的傳動機構(gòu)162和開閉連接到吸氣管的吸氣通路161a的調(diào)節(jié)閥170。調(diào)節(jié)閥170經(jīng)其軸部163自由旋轉(zhuǎn)地軸支撐在調(diào)節(jié)閥主體161上。向該調(diào)節(jié)閥170的軸部163傳送來自傳動機構(gòu)162的旋轉(zhuǎn)力。
電機160的旋轉(zhuǎn)軸連接到傳動機構(gòu)162，并經(jīng)該傳動機構(gòu)162，使調(diào)節(jié)閥170的軸部163旋轉(zhuǎn)。通過該軸部163的旋轉(zhuǎn)，來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥170的開度(調(diào)節(jié)開度)。
從調(diào)節(jié)閥170的軸附部分(圖5A的f1部分)和電機160的內(nèi)部的機構(gòu)對電機160施加摩擦轉(zhuǎn)矩。
如圖5B所示，施加給電機160的摩擦轉(zhuǎn)矩，在靜止時摩擦轉(zhuǎn)矩最大，一旦電機160開始轉(zhuǎn)動，就變小。因此，函數(shù)h2的PWM占空比校正值Δduty的初始值Δdutyi(＝h2b)大體上由下述(式1)～(式3)確定。
E(V)＝(Da+Δdutyi)(％)×Ein(V)/100 ...(式1)其中，Ein為電機160的端子間電壓，Da是調(diào)節(jié)開度保持時的PWM占空比，E是通過PWM控制而實質(zhì)上施加給電機160的電壓。
I(A)＝E(V)/R(Ω) ....(式2)其中，I為電機的電樞電流，R為電機的電樞電阻。
I(A)×KT＞Tm .....(式3)其中，KT是電機轉(zhuǎn)矩常數(shù)，Tm為靜止時施加給電機160的摩擦轉(zhuǎn)矩。
基本上，若將所述靜止摩擦轉(zhuǎn)矩Tm看作常數(shù)，則根據(jù)上述(式1)～(式3)來設(shè)定PWM控制參數(shù)的初始值(這里，PWM占空比校正值Δduty的初始值＝h2b的初始值)。但是，上述調(diào)節(jié)閥主體161的結(jié)構(gòu)中，存在傳動機構(gòu)162的齒輪間的間隙(齒輪齒隙)部gb。因此，實際上，通過由上述(式1)～(式3)所計算出的初始值，并不一定會產(chǎn)生調(diào)節(jié)閥170的微小運動。
另一方面，PWM占空比的變化和電機電流I的變化中產(chǎn)生延時。圖6(a)～圖6(d)是表示PWM占空比和電機電流的舉動的視圖。圖6(a)表示PWM占空比的時間變化，圖6(b)表示電機電流I的時間變化，圖6(c)表示實際調(diào)節(jié)開度的時間變化，圖6(d)表示實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的時間變化。
如圖6(a)和圖6(b)所示，在使PWM占空比變化起到實際上電機電流I變化為止產(chǎn)生延時。進(jìn)一步在該基礎(chǔ)上延遲，調(diào)節(jié)開度變化(參照圖6(c))，再稍稍延遲，產(chǎn)生實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化。
電機電流I的響應(yīng)延遲可由下述(式4)所示的電時間常數(shù)Te(到達(dá)最終值的63.2％的時間)表示。
電時間常數(shù)Te(s)＝L(H)/R(Ω) ...(式4)其中，L為電機電感。
最好持續(xù)使用PWM占空比校正值Δduty的PWM占空比校正值維持時間tpwm較短，另外，最好PWM占空比校正次數(shù)npwm盡可能少。因此，在設(shè)定PWM控制參數(shù)的初始值(系數(shù)h1b、h2b、h3b的初始值)時，使用(式1)～(式4)，且除了考慮電機電流I的舉動的延遲之外，還對于PWM控制參數(shù)中的PWM占空比校正值維持時間tpwm和PWM占空比校正次數(shù)npwm，將其初始值設(shè)定得盡可能小。
另外，圖6(a)～圖6(d)所示的動作例是空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控制時等、使調(diào)節(jié)閥170微小驅(qū)動時的動作。該動作例中，PWM微脈沖計算部240在輸出對應(yīng)于使超過靜止時摩擦轉(zhuǎn)矩(參照圖5B)所需的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的PWM占空比校正值Δduty的PWM占空比(控制信號)，調(diào)節(jié)閥170開始驅(qū)動后，若經(jīng)過PWM占空比校正值維持時間tpwm，則馬上輸出校正前的PWM占空比(保持占空比)。
PWM微脈沖計算部240根據(jù)從PWM微脈沖控制表更新部250中輸入的函數(shù)更新表，從函數(shù)h1校正函數(shù)h3。
向PWM微脈沖控制表更新部250輸入由目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220計算出的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*和由實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部210計算出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N。
PWM微脈沖控制表更新部250具有存儲所輸入的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的存儲部250m。在該存儲部250m中存儲在當(dāng)前控制周期的PWM微脈沖控制的執(zhí)行前實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部210計算出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速Nold。PWM微脈沖控制表更新部250求出存儲部250m中存儲的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速Nold與通過當(dāng)前控制周期中的PWM微脈沖控制而變化后的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的偏差，并將該偏差設(shè)為實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN(＝N-Nold)。但是，也可不將與當(dāng)前控制周期的PWM微脈沖控制前后的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的偏差原樣設(shè)為實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN，而對PWM微脈沖控制前后的各實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速進(jìn)行一定的運算后求出實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN。
PWM微脈沖控制表更新部250還具有生成更新PWM微脈沖計算部240的各PWM控制參數(shù)的函數(shù)表h1、h2、h3的函數(shù)更新表的功能。PWM微脈沖控制表更新部250根據(jù)所輸入的各信息生成函數(shù)更新數(shù)據(jù)后，將該函數(shù)更新數(shù)據(jù)輸出到PWM微脈沖計算部240。
函數(shù)更新數(shù)據(jù)是使PWM微脈沖計算部240的函數(shù)h1～h3的值補償預(yù)定值的值。具體而言，為了使函數(shù)h1、h2、h3的系數(shù)h1b、h2b、h3b增減，使用函數(shù)更新數(shù)據(jù)。該函數(shù)更新數(shù)據(jù)還可以為使函數(shù)h1、h2、h3的系數(shù)h1a、h2a、h3a增減用的數(shù)據(jù)，還可以是使系數(shù)h1a、h2a、h3a和系數(shù)h1b、h2b、h3b兩方增減用的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，不需要必須對全部函數(shù)h1、h2、h3更新函數(shù)值，例如，也可對應(yīng)于函數(shù)更新數(shù)據(jù)僅增減確定PWM占空比校正值Δduty用的函數(shù)h2的值。
通過將函數(shù)更新數(shù)據(jù)提供給PWM微脈沖計算部240而補償函數(shù)值，而在實質(zhì)上改變了求出PWM控制參數(shù)用的函數(shù)h1、h2、h3。具體而言，即使進(jìn)行使PWM占空比校正值Δduty經(jīng)過維持時間tpwm使用的PWM占空比校正控制經(jīng)過校正次數(shù)npwm來執(zhí)行的PWM微脈沖控制，也可在實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN的相對目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*的偏差大的情況下，更新函數(shù)h1、h2和h3。即，將補償函數(shù)值用的函數(shù)更新數(shù)據(jù)從PWM微脈沖控制表更新部250提供給PWM微脈沖計算部240。由此，由于在下一控制周期的PWM微脈沖控制時，通過更新后的函數(shù)h1、h2、h3確定PWM控制參數(shù)，所以可以使發(fā)動機轉(zhuǎn)速如目標(biāo)那樣變化。
在作出了這種函數(shù)h1、h2、h3的更新之前，根據(jù)系數(shù)h1b、h2b、h3b的初始值，來確定各PWM控制參數(shù)。
PWM信號生成部280將從PWM微脈沖計算部240輸入的PWM占空比存儲在存儲部(寄存器)280m中，同時，根據(jù)在該存儲部280m中存儲的PWM占空比(控制信號)生成PWM信號，輸出到電機160中。
如上所述，電機160設(shè)置在調(diào)節(jié)閥主體161上，并根據(jù)來自PWM信號生成部280的PWM信號進(jìn)行驅(qū)動，而使調(diào)節(jié)閥170的角度(開度)變化。通過該調(diào)節(jié)閥170的角度變化，調(diào)節(jié)開度變化從而吸氣量變化，發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化。
圖7是表示根據(jù)本實施形式的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置的動作的流程圖。按每個預(yù)定的控制周期重復(fù)執(zhí)行該圖7所示的處理。
首先，水溫計算部140根據(jù)來自水溫傳感器130的輸入計算水溫Twat，并根據(jù)該水溫Twat，目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部260計算出目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*(步驟S1)。
步驟S2中，目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220從目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*減去實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N，而計算出目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*(＝N*-N)。另外，PWM微脈沖控制表更新部250將通過實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部210計算出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N作為實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速記錄值Nold，存儲在存儲部250m中。實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速記錄值Nold作為由PWM微脈沖控制進(jìn)行的調(diào)節(jié)開度調(diào)整前的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速，用于后述步驟S9的處理。該實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速記錄值Nold對應(yīng)于前一控制周期的PWM微脈沖控制的結(jié)果。
接著，步驟S3中，PWM微脈沖計算部240從目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N計算出PWM控制參數(shù)。即，PWM微脈沖計算部240通過函數(shù)h1求出PWM占空比校正次數(shù)npwm，通過函數(shù)h2求出PWM占空比校正值Δduty，通過函數(shù)h3求出PWM占空比校正值維持時間tpwm。
接著，步驟S4中，PWM微脈沖計算部240清除對PWM占空比校正次數(shù)npwm進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器的計數(shù)值i。
步驟S5中，PWM微脈沖計算部240在步驟S3中計算出的PWM占空比校正值維持時間tpwm期間，將PWM占空比從所述保持占空比(圖3的Da)僅增減校正步驟S3中計算出的PWM占空比校正值Δduty。
接著，步驟S6中，PWM微脈沖計算部240向PWM占空比校正次數(shù)計數(shù)器的計數(shù)值i加1。進(jìn)一步，PWM微脈沖計算部240在步驟S7中，判斷PWM占空比的校正次數(shù)是否達(dá)到了步驟S4中計算出的PWM占空比校正次數(shù)npwm(i≥npwm)。
若進(jìn)行了PWM占空比校正次數(shù)npwm的PWM占空比的校正(i≥npwm)，處理轉(zhuǎn)為步驟S9，若PWM占空比校正次數(shù)npwm的校正沒有完成(i＜npwm)，處理轉(zhuǎn)為步驟S8。
步驟S8中，PWM微脈沖計算部240判斷當(dāng)前的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N相對目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*的偏差(＝|N*-N|。發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差)是否在允許范圍內(nèi)(小于發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差允許值Na，其中，Na＞0)。若發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差量|N*-N|為發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差允許值Na以上，則PWM微脈沖計算部240回到步驟S5重復(fù)處理，若小于發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差允許值Na，則處理轉(zhuǎn)入步驟S9。
這樣，在滿足PWM占空比的校正達(dá)到PWM占空比校正次數(shù)npwm，或?qū)嶋H發(fā)動機轉(zhuǎn)速N充分接近目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*的其中之一的條件之前，相隔預(yù)定的時間間隔重復(fù)進(jìn)行。這樣相隔時間間隔重復(fù)進(jìn)行PWM占空比的校正，如參照圖6說明的那樣，是因為從PWM占空比的校正到實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化為止有延時。
步驟S9中，PWM微脈沖控制表更新部250根據(jù)完成當(dāng)前控制周期的PWM微脈沖控制后(步驟S7或S8為“是”)的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N和該PWM微脈沖控制前在存儲部250m中存儲的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速記錄值Nold值計算出實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN(＝N-Nold)。
接著，步驟S10中，PWM微脈沖控制表更新部250根據(jù)目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN，執(zhí)行更新PWM微脈沖控制參數(shù)函數(shù)h1～h3用的函數(shù)更新處理。該函數(shù)更新處理中也可進(jìn)一步加上目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*。
在通過函數(shù)更新處理輸出了函數(shù)更新數(shù)據(jù)的情況下，PWM微脈沖計算部240根據(jù)該函數(shù)更新數(shù)據(jù)補償函數(shù)h1、h2、h3的函數(shù)值。
按每個控制周期重復(fù)執(zhí)行以上的處理。
圖8是表示圖7的步驟S10中進(jìn)行的PWM微脈沖控制參數(shù)函數(shù)的更新處理的流程圖。
該處理中，首先，在步驟S10-1中，根據(jù)步驟S9(參照圖7)中計算出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN和步驟S2中計算出的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*，PWM微脈沖控制表更新部250計算出各個變化量的絕對值的差Nh(＝|ΔN*|-|ΔN|)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差)。
接著，步驟S10-2中，PWM微脈沖控制表更新部250判斷所計算出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh是否比預(yù)先設(shè)定的PWM微脈沖控制的函數(shù)更新的判斷值Nβ(＞0，恒定值)大。若發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh比判斷值Nβ大，則處理轉(zhuǎn)入步驟S10-4，若發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh小于判斷值Nβ，則處理轉(zhuǎn)入步驟S10-3。
所謂發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh超過了判斷值Nβ的情況(步驟S10-2為“是”)，是指無論是否進(jìn)行PWM微脈沖控制，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N不變化的情況。該情況下，步驟S10-4中，PWM微脈沖控制表更新部250輸出增大參數(shù)函數(shù)的輸出值用的函數(shù)更新數(shù)據(jù)，使得調(diào)節(jié)閥170動作比之前大后，終止函數(shù)更新處理。該步驟S10-4中，作為一例，輸出指示使函數(shù)h2的系數(shù)h2b僅增加了偏移量b1(b1＞0)的函數(shù)更新數(shù)據(jù)。由此，計算出PWM占空比校正值Δduty的函數(shù)h2的函數(shù)值一律僅增加了偏移量b1。
偏移量b1也可以為恒定值，也可對應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh可變設(shè)定。在對應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh來確定偏差量b1的情況下，為了防止發(fā)動機轉(zhuǎn)速急劇變化，最好在預(yù)定的上限值以下的范圍內(nèi)確定偏移量b1。
圖9、圖10(a)、圖10(b)和圖11表示實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|比目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN*|小的情況下(|ΔN*|-|ΔN|＞Nβ)的處理定時。
圖9是表示本實施形式的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置的處理定時的視圖，是表示水溫和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的舉動的視圖。
圖10(a)和圖10(b)是表示如圖9所示的在水溫Twat上升中的處理定時中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的實際轉(zhuǎn)速變化比目標(biāo)小的情況下(|ΔN*|-|ΔN|＞Nβ)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的控制定時的視圖。圖10(a)表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，圖10(b)表示對應(yīng)于圖10(a)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化的PWM占空比。圖11表示圖10(a)的控制周期PC的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*與實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的關(guān)系。圖9、圖10(a)、圖10(b)和圖11中一并表示了圖7的流程圖的主要步驟的執(zhí)行定時。
圖10(a)的例子中，在某一控制周期PC中的步驟S10中，在更新了函數(shù)h2(該例子中，使h2b增加偏移量b1的更新)后，如箭頭a所示的部分所見，實現(xiàn)了大致如目標(biāo)那樣的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化。
即，控制周期PC中，通過步驟S3～S8的處理，PWM占空比經(jīng)過三次進(jìn)行了減少校正。由此，通過電機160，調(diào)節(jié)閥170沿關(guān)閉方向驅(qū)動，使調(diào)節(jié)開度減少，結(jié)果，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N減少了。但是，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|減少，變?yōu)閷嶋H發(fā)動機轉(zhuǎn)速N和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*的差變大的狀態(tài)。因此，在該控制周期PC內(nèi)的步驟S10中，進(jìn)行了函數(shù)h2的更新。
在接著的控制周期PC01中，根據(jù)更新后的函數(shù)h2求出PWM占空比校正值Δduty而使用后的結(jié)果，通過絕對值大的負(fù)PWM占空比校正值Δduty經(jīng)三次來校正PWM占空比，如箭頭a所示，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N接近于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*。
另一方面，圖8的步驟S10-3中，PWM微脈沖控制表更新部250判斷步驟S10-1中計算出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh是否比預(yù)先設(shè)定的判斷值“-Nβ”(負(fù)的恒定值)小。若發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh為判斷值“-Nβ”以上，則終止函數(shù)更新處理。即，在目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量(ΔN*)與實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量(ΔN)大致相同的情況下，不進(jìn)行函數(shù)的更新。
圖12(a)和圖12(b)是表示實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化大致如目標(biāo)那樣情況下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的控制定時的視圖，圖12(a)表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，圖12(b)表示對應(yīng)于圖12(a)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的PWM占空比。另外，圖13是表示圖12(a)的控制周期PC1的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系的視圖。另外，圖12(a)、圖12(b)和圖13中一并表示了圖7所示的流程圖的主要步驟的定時。
如圖12(a)的箭頭b所示，在目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN*|與實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|的差小的情況下，即使不更新PWM參數(shù)函數(shù)，也可通過重復(fù)一系列的控制處理，使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*沒有差。由此，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N收斂于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*。
若更詳細(xì)地說明，則控制周期PC1中，如圖12(b)所示，PWM占空比經(jīng)三次進(jìn)行減少校正。由此，電機160沿關(guān)閉方向驅(qū)動調(diào)節(jié)閥170，結(jié)果，調(diào)節(jié)開度減小，減小到實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N接近于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*。因此，控制周期PC1內(nèi)的步驟S10中，不進(jìn)行參數(shù)函數(shù)的更新。
在控制周期PC1的下一控制周期PC11中，進(jìn)行一次PWM占空比的減小校正，由此，如箭頭b所示，使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N大致等于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*。在圖12(b)的例子中，控制周期PC1的下一控制周期PC11的PWM占空比校正值Δduty，其絕對值比控制周期PC1的PWM占空比校正值Δduty的絕對值小，PWM占空比校正次數(shù)也減少了。其與目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*減小了相對應(yīng)。除此之外，也可進(jìn)一步減少PWM占空比校正值維持時間tpwm。
另外，在實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速稍微變化的情況下，由于得到了使調(diào)節(jié)閥170微小運動所需的電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所以不需要使PWM占空比校正值Δduty變化，不需要更新函數(shù)h2。
圖8的步驟S10-3中，若發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh比判斷值“-Nβ”小，則處理轉(zhuǎn)入步驟S10-5。
這時，與目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*相比，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN大，發(fā)動機轉(zhuǎn)速N變化過大。因此，PWM微脈沖控制表更新部250減小參數(shù)函數(shù)的輸出值，使得調(diào)節(jié)閥170動作比之前小。即，將減小校正函數(shù)的輸出值用的函數(shù)更新數(shù)據(jù)輸出到PWM微脈沖計算部240中，終止參數(shù)函數(shù)更新處理。
圖8的例子中，步驟S10-5中，PWM微脈沖控制表更新部250通過使計算出PWM占空比校正值的函數(shù)h2的系數(shù)h2b的值減小偏移量b2(＞0)，而減小校正函數(shù)h2的輸出。偏移量b2也可以為一定值，也可對應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh可變設(shè)定。在對應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量偏差Nh確定偏移量b2的情況下，為了防止發(fā)動機轉(zhuǎn)速急劇變化，最好在預(yù)定的上限值以下的范圍中確定偏移量b2。
圖14(a)和圖14(b)是表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的實際轉(zhuǎn)速變化比目標(biāo)大的情況下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的控制定時的視圖，圖14(a)表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，圖14(b)表示對應(yīng)于圖14(a)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化的PWM占空比。另外，圖15是表示圖14(a)的控制周期PC2中的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系的視圖。圖14(a)、圖14(b)和圖15中一并表示了圖7的流程圖的主要步驟的執(zhí)行定時。
如圖14(a)所示，在控制周期PC2中的步驟S10中，在更新了函數(shù)h2(使系數(shù)h2b減小了偏移量b2來更新)后，如箭頭c所示的部分看出，得到大致如目標(biāo)那樣的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化。
若詳細(xì)說明，控制周期PC2中，PWM占空比的減小校正經(jīng)過3次進(jìn)行。由此，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N變化過大，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|遠(yuǎn)遠(yuǎn)比目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN*|大。因此，通過控制周期PC2中的步驟S10的處理，更新了參數(shù)函數(shù)h2。
由此，在該下一控制周期PC21中，PWM占空比的增加校正(Δduty＞0)經(jīng)過3次進(jìn)行，如箭頭c所示，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N與目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*大致相同。
另外，在圖8所示的例子中，作為更新參數(shù)函數(shù)的處理，雖然說明了更新占空比校正值Δduty的函數(shù)h2的情況，但是函數(shù)h1、h3也可同樣更新。
圖16是表示參數(shù)函數(shù)更新處理的另一例的流程圖。
在前述的圖8的步驟S10-4中，作為使PWM占空比增加校正值Δduty的情況的一例，有實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化完全不存在的情況，即實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|＝|N-Nold|＝0的情況。在實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN為0的情況下，通過電機160驅(qū)動的調(diào)節(jié)閥170沒有動作，認(rèn)為電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩比靜止時摩擦轉(zhuǎn)矩小(參照圖5B)。因此，即使PWM占空比校正次數(shù)npwm和PWM占空比校正值維持時間tpwm變化，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩也不變化。即，為了提高電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而使調(diào)節(jié)閥170運動，需要使PWM占空比校正值Δduty變化。
因此，圖16所示的例子中，PWM微脈沖控制表更新部250判斷實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|是否為0(步驟S10-11)。并且，若|ΔN|＝0，則PWM微脈沖控制表更新部250將使函數(shù)h2的函數(shù)值增加(在ΔN*＞0的區(qū)域中增加，在ΔN*＜0的區(qū)域中減小)用的函數(shù)更新表提供給PWM微脈沖計算部240，而在實質(zhì)上更新函數(shù)h2(步驟S10-12)。
另外，存在實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|不為0(步驟S10-11為“否”)，但與目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN*|的差大的情況，即|N|≠0，且|Nh|＞β(其中，Nh＝|ΔN*|-|ΔN|，β＞＞Nβ)的情況(步驟S10-13)。更具體而言，是實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN*|的情況(PWM占空比校正不足)。
這種情況下，PWM微脈沖控制表更新部250將更新規(guī)定PWM占空比校正次數(shù)npwm的函數(shù)h1或規(guī)定PWM占空比校正值維持時間tpwm的函數(shù)h3用的函數(shù)更新數(shù)據(jù)提供給PWM微脈沖計算部240(步驟S10-14)。由此，可以增加下一控制周期的PWM微脈沖控制的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN。
即使更新確定PWM占空比校正值Δduty的函數(shù)h2，也可增減實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN。但是，若PWM占空比校正值Δduty過大，則有產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩過大，很難進(jìn)行驅(qū)動量的微調(diào)的問題，若過小，則有不能使調(diào)節(jié)閥170動作的問題。
進(jìn)一步，如上所述，設(shè)定PWM占空比校正值Δduty的初始值，使得從電機160產(chǎn)生對調(diào)節(jié)閥170運動起來所需的最低限度的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。因此，若實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|不為0，則原樣維持PWM占空比校正值Δduty的初始值，使PWM占空比校正次數(shù)npwm或PWM占空比校正值維持時間tpwm變化則很容易微調(diào)整調(diào)節(jié)閥170的驅(qū)動量。
另外，步驟S10-11的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|是否為0的判斷是將實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|是否實質(zhì)上看作0的判斷。因此，也可以將該判斷置換為例如實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|是否為微小常數(shù)a(＞0)以下的判斷。
在PWM占空比校正次數(shù)npwm為2以上的情況下，最好占空比校正后的微小脈沖條帶彼此之間的時間間隔相隔某一程度。由此，PWM占空比校正次數(shù)npwm和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN(＝N-Nold)的關(guān)系大致成正比。
這時，例如，設(shè)PWM占空比校正系數(shù)npwm為1次時，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN為5次旋轉(zhuǎn)，若PWM占空比校正系數(shù)npwm為2次，則可以預(yù)測實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN大致為10次旋轉(zhuǎn)。這樣，若使PWM占空比校正次數(shù)npwm變化而進(jìn)行PWM微脈沖控制，則很容易預(yù)測出實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN。
最好在使PWM占空比校正值維持時間tpwm變化而進(jìn)行PWM微脈沖控制的情況下，占空比校正后的微小脈沖條帶彼此間的時間間隔也為某一程度。只是，PWM占空比校正值維持時間tpwm和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN的關(guān)系不成比例。但是，僅通過使PWM占空比校正值維持時間tpwm稍微變化，實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN大大變化。因此，與使PWM占空比校正次數(shù)npwm變化的情況相比，控制周期不必要長。因此，在需要縮短PWM微脈沖控制的周期的情況下，最好優(yōu)先進(jìn)行PWM占空比校正值維持時間tpwm的校正后，進(jìn)行PWM微脈沖控制。
如上所述，根據(jù)本實施形式，使提供給驅(qū)動調(diào)節(jié)閥170的電機160的PWM信號的占空比經(jīng)過PWM占空比校正次數(shù)npwm，校正了PWM占空比校正值Δduty，使各次的PWM占空比的校正維持PWM占空比校正值維持時間tpwm。由此，通過使用了目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*等的前饋控制，而不是使用了調(diào)節(jié)位置傳感器(TPSThrottle Position Sensor)的輸出的反饋控制，作為角度精度可維持0.02度左右的精度，同時更精細(xì)地控制調(diào)節(jié)閥170的開度。該精度是與發(fā)動機的主吸氣路徑并行設(shè)置旁路通路(副通路)，與通過發(fā)動機控制單元來調(diào)整在該旁路通路上配置的空轉(zhuǎn)速度控制閥(ISCV)的開度的結(jié)構(gòu)相同的精度。這樣，可以邊通過與使用了ISCV的控制相同的精度來控制調(diào)節(jié)開度，邊使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速接近于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
且，ISCV并不是必須的，另外，放大調(diào)節(jié)位置傳感器的輸出信號的放大器也并不是必須的。因此，可通過簡單且便宜的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行發(fā)動機轉(zhuǎn)速、尤其是精細(xì)控制所需的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的控制。
另外，設(shè)定PWM占空比校正系數(shù)npwm、PWM占空比校正值Δduty和PWM占空比校正值維持時間tpwm的各PWM控制參數(shù)的初始值(函數(shù)h1、h2、h3的初始函數(shù)值。尤其是系數(shù)h1b、h2b、h3b)，使得從電機160產(chǎn)生超過了妨礙調(diào)節(jié)閥170的移位的靜止摩擦力的最低必要限度的轉(zhuǎn)矩。因此，即使原樣使用這些PWM控制參數(shù)的初始函數(shù)值來校正PWM占空比，也可大致如目標(biāo)那樣，使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速接近于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。尤其，在空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控制時，也可使調(diào)節(jié)閥170可靠地從靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行開閉動作直到目標(biāo)開度位置。
另外，PWM微脈沖控制表更新部250在每執(zhí)行PWM微脈沖控制(每個控制周期)時，使用PWM微脈沖控制前后的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N、Nold，來計算出實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN(＝N-Nold)。另外，PWM微脈沖控制表更新部250使用實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*(進(jìn)一步，根據(jù)需要為實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N)，根據(jù)需要更新確定PWM控制參數(shù)的函數(shù)。即，根據(jù)需要變更確定PWM占空比校正次數(shù)npwm的函數(shù)h1、確定PWM占空比校正值Δduty的函數(shù)h2和確定PWM占空比校正值維持時間tpwm的函數(shù)h3中的至少一個。
因此，PWM微脈沖計算部240中，通過由各PWM控制參數(shù)校正的PWM占空比，在調(diào)節(jié)閥170在如目標(biāo)的開度上沒有開閉動作的情況下，可通過改變其中一個PWM控制參數(shù)的函數(shù)，在下次(下一控制周期)的處理中，使調(diào)節(jié)閥170可靠地作希望的開閉動作。
該實施形式中，施加給由電機160驅(qū)動的調(diào)節(jié)閥170的轉(zhuǎn)矩因調(diào)節(jié)閥170的軸的摩擦f1、調(diào)節(jié)閥170的傳動機構(gòu)的齒輪齒隙gb、回動彈簧等的影響，不恒定。因此，本實施形式的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置中，反饋實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN，并通過PWM微脈沖控制表更新部250校正PWM占空比校正值Δduty的函數(shù)h2，而使調(diào)節(jié)閥170可靠地微小運動(參照圖8)。
進(jìn)一步，在圖16所示的處理中，PWM微脈沖控制表更新部250在實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN不變化的情況下，更新PWM占空比校正值Δduty的函數(shù)h2。由此，可以使調(diào)節(jié)閥170可靠驅(qū)動，來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
另外，圖16所示的處理中，PWM微脈沖控制表更新部250雖然在通過PWM占空比的校正使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N變化，但在實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN|遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量|ΔN*|的情況下，改變PWM占空比校正次數(shù)npwm的函數(shù)h1或PWM占空比校正值維持時間tpwm的函數(shù)。由此，可以通過PWM占空比的校正而保持調(diào)節(jié)閥170微小運動的狀態(tài)，同時高效且可靠地高精度控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
(第二實施形式)圖17是表示本發(fā)明的第二實施形式的發(fā)動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。該發(fā)動機系統(tǒng)具有發(fā)動機120和控制該發(fā)動機120的轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100a。該發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100a具有與圖1所示的第一實施形式的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100相同的基本機構(gòu)，對相同構(gòu)成要素施加相同符號而省略其說明。
在調(diào)節(jié)閥170上附加設(shè)置了調(diào)節(jié)位置傳感器(下面，稱為“TPS”)310。該TPS310由電位計等構(gòu)成，檢測出調(diào)節(jié)閥170的開度，并將該信號(下面，稱為“TPS信號”)輸出到實際發(fā)動機開度計算部320。
實際發(fā)動機開度計算部320根據(jù)從TPS310輸入的TPS信號計算出實際調(diào)節(jié)開度θ并輸出到PWM微脈沖控制表更新部(更新部)250a、PWM微脈沖計算部(第一控制信號計算部)240a、PWM占空比選擇部390、ISC位置反饋控制部(第二控制信號計算部)330和通常時位置反饋控制部340中。
ISC位置反饋控制部330根據(jù)從目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部325輸入的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度θ*(＝θ+Δθ*)(Δθ*為目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量)和從實際調(diào)節(jié)開度計算部320輸入的實際調(diào)節(jié)開度θ而計算出作為電機160的PWM控制用的控制信號的PWM占空比，而輸出到PWM占空比選擇部390中。
通常時位置反饋控制部340根據(jù)從目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部380輸入的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度θ*和從實際調(diào)節(jié)開度計算部320輸入的實際調(diào)節(jié)開度θ而計算出作為電機160的PWM控制用的控制信號的PWM占空比，而輸出到PWM占空比選擇部390中。
在控制發(fā)動機120的輸出用的加速裝置(アクセル)(例如，四輪車的加速踏板、二輪車輛的加速把手或發(fā)動機發(fā)電機的加速桿)350的附近設(shè)置加速位置傳感器(Accelerator Position SensorAPS)360。該APS360檢測出加速裝置350的開度(操作量)，并將該信號(下面，稱為“APS信號”)輸出到加速開度計算部370中。
加速開度計算部370根據(jù)從APS360輸入的APS信號計算出加速開度，并輸出到目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部380中。
目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部380是根據(jù)從加速開度計算部370輸入的加速開度信號，生成目標(biāo)調(diào)節(jié)開度θ*的加速跟蹤目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部。該目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部380將所生成的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度θ*輸出到通常時位置反饋控制部340。
目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220a根據(jù)目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N計算出目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的差(發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差)。該發(fā)動機轉(zhuǎn)速偏差雖然在該實施形式中，仍為目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*，但是也可進(jìn)一步進(jìn)行預(yù)定的運算后確定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*。
另外，目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220a將所計算出的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*加到PWM微脈沖計算部240a和PWM微脈沖控制表更新部250上，還輸出到目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部400中。
目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部400具有確定對應(yīng)于目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*的各種值的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量Δθ*的表。目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部400根據(jù)該表和從目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220a輸入的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*，計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量Δθ*。
另外，目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部400將所計算出的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量Δθ*輸出到PWM占空比選擇部390和目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部325中。
目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部325根據(jù)所輸入的實際調(diào)節(jié)開度θ和目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量Δθ*，計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度θ*(＝θ+Δθ*)，而輸出到ISC位置反饋控制部330中。
PWM微脈沖計算部240a根據(jù)由目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量計算部220a計算出的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*和由實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算部210計算出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N，計算出PWM微脈沖控制用的各PWM控制參數(shù)(PWM占空比校正次數(shù)npwm、PWM占空比校正值Δduty、PWM占空比校正值維持時間tpwm)。將根據(jù)這些PWM控制參數(shù)的PWM占空比從PWM微脈沖計算部240a輸出到PWM信號生成部280中。
另外，PWM微脈沖計算部240a具有與上述的PWM微脈沖計算部240相同的功能，同時，輸入實際調(diào)節(jié)開度θ。
由此，對應(yīng)于由PWM微脈沖控制來驅(qū)動控制的調(diào)節(jié)閥170的實際開度θ，可以改變各PWM控制參數(shù)。即，可通過目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*、實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N和實際調(diào)節(jié)開度θ的函數(shù)確定PWM控制參數(shù)。
當(dāng)然，與所述的第一實施形式的情況相同，設(shè)PWM控制參數(shù)通過目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量ΔN*和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的函數(shù)確定，即使不加上實際調(diào)節(jié)開度θ也不會有妨礙。該情況下，沒有必要將實際調(diào)節(jié)開度θ輸入到PWM微脈沖計算部240a中。
實際上，調(diào)節(jié)閥170在所有的開度區(qū)域中靜止摩擦轉(zhuǎn)矩并非一定。因此，若加上實際調(diào)節(jié)開度θ來確定PWM控制參數(shù)，可以更適當(dāng)?shù)厥拐{(diào)節(jié)閥170開閉動作。
PWM微脈沖控制表更新部250a具有與上述PWM微脈沖控制表更新部250相同的功能，同時，輸入實際調(diào)節(jié)開度θ。由此，在確定向PWM微脈沖計算部240a輸出的函數(shù)更新表時，可以加上調(diào)節(jié)閥170的實際的開度。
PWM占空比選擇部390根據(jù)實際調(diào)節(jié)開度θ和目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量Δθ*，選擇來自PWM微脈沖計算部240a、ISC位置反饋控制部330和通常時位置反饋控制部340的信號中的其中之一并輸出到PWM信號生成部280中。
圖18是說明PWM占空比選擇部390的處理用的流程圖。PWM占空比選擇部390在實際調(diào)節(jié)開度θ超過了預(yù)定的閾值θa(＞0)的情況下(步驟S21為“是”)，判斷為操作了加速裝置350，并選擇輸出來自通常時位置反饋控制部340的控制信號(表示PWM占空比的信號)(步驟S22)。
若實際調(diào)節(jié)開度θ為閾值θa以下(步驟S21為“否”)，則PWM占空比選擇部390判斷目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量的絕對值|Δθ*|是否超過了第一選擇判斷值θb1(＞0)(步驟S23)。若該判斷肯定，則PWM占空比選擇部390選擇輸出來自通常時位置反饋控制部340的控制信號。
在所述步驟S23的判斷為否定的情況下，即，在|Δθ*|≤θb1的情況下，PWM占空比選擇部390進(jìn)一步判斷目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量絕對值|Δθ*|是否超過了第二選擇判斷值θb2(其中，θb1＞θb2＞0)(步驟S24)。若該判斷為肯定，則PMW占空比選擇部390選擇輸出來自ISC位置反饋控制部330的控制信號(步驟S25)。
另一方面，在所述步驟S24的判斷為否定的情況下，即，在|Δθ*|≤θb2的情況下，PWM占空比選擇部390選擇輸出來自PWM微脈沖計算部240的控制信號(步驟S26)。
第二判斷值θb2在該實施形式中，設(shè)定為等于TPS信號的輸入分辨力。因此，在|Δθ*|≤θb1的情況下，若目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量絕對值|Δθ*|比TPS信號的輸入分辨力大，則進(jìn)行ISC位置反饋控制，若為該輸入分辨力以下，則進(jìn)行PWM微脈沖控制。
這樣，通過PWM占空比選擇部390的動作，可根據(jù)狀態(tài)切換使用響應(yīng)快的ISC位置反饋控制、可精細(xì)控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的PWM微脈沖控制和通常時位置反饋控制。
下面表示使用該發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100a進(jìn)行發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制時的一例。
圖19是兼用了PWM微脈沖控制和ISC位置反饋控制的情況下的時序的例子。圖19(a)表示切換進(jìn)行ISC位置反饋控制和PWM微脈沖控制時的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*的舉動。圖19(b)表示該情況下的實際調(diào)節(jié)開度θ和目標(biāo)調(diào)節(jié)開度θ*的舉動。圖19(c)表示該情況下的PWM占空比的改變。
在目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速按階狀變化時，由于基于此而目標(biāo)調(diào)節(jié)開度大致按階狀變化，所以目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量的絕對值|Δθ*|變大。因此，在目標(biāo)調(diào)節(jié)開度按階狀變化的控制周期中，進(jìn)行ISC位置反饋控制，PWM占空比大致線性變化。與此相對，在目標(biāo)調(diào)節(jié)開度的變化小的期間，進(jìn)行PWM微脈沖控制，PWM占空比按脈沖狀變化。
圖20是切換執(zhí)行通常時位置反饋控制和PWM微脈沖控制時的時序的例子。圖20(a)表示實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速N和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N*的舉動，圖20(b)表示實際調(diào)節(jié)開度θ和目標(biāo)調(diào)節(jié)開度θ*的舉動，圖20(c)表示PWM占空比的變化。
在實際調(diào)節(jié)開度大時，進(jìn)行通常時位置反饋控制，PWM占空比大大變化。而相對于此，在實際調(diào)節(jié)開度小、目標(biāo)調(diào)節(jié)開度也沒有大的變化時，進(jìn)行PWM微脈沖控制。該期間，PWM占空比按脈沖狀變化。
這樣，通過PWM占空比選擇部390，可根據(jù)狀況，適當(dāng)選擇PWM微脈沖計算部240a、ISC位置反饋控制部330和通常時位置反饋控制部340生成的PWM占空比并提供給PWM信號生成部280。由此，可根據(jù)狀況，通過不同的控制適當(dāng)控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
圖21是表示作為所述發(fā)動機系統(tǒng)可適用的車輛的一例的二輪車輛的結(jié)構(gòu)的視圖。二輪車輛1包括前管2、由該前管2可旋轉(zhuǎn)地支撐著的操控軸、在該操控軸的上端固定的把手3和連接在操控軸的下方側(cè)的一對前叉5。在該一對的前叉5之間可旋轉(zhuǎn)地支撐著前輪6。
車架7連接到前管2上。該車架7具有前端固定在前管2上的左右一對主架7a；從該主架7a的后側(cè)進(jìn)一步延伸到后方的后架7b；在主架7a的前側(cè)及其后端部上，以在其間向下方彎曲的狀態(tài)結(jié)合的下管7c。
主架7a上，可自由旋轉(zhuǎn)地支撐著搖臂9的前端部。在該搖臂9上，在其后端部支撐著后輪10。
在主架7a和下管7c之間配置發(fā)動機120。另外，在主架7a的上側(cè)配置貯存供給發(fā)動機120燃料用的燃料箱8。
發(fā)動機120的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)鏈條11等傳送到后輪10，由此，后輪10旋轉(zhuǎn)。這樣，可以使二輪車輛1行使。
將控制發(fā)動機120的輸出用的加速把手(圖19的加速裝置350)配置在把手3的右手側(cè)端部(圖21的里側(cè))，與該加速把手相關(guān)聯(lián)地配置APS360(參照圖17)。
發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100或100a例如安裝在主架7a上(圖21中省略圖示)。若通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100、100a來進(jìn)行發(fā)動機120轉(zhuǎn)速的控制，尤其在空轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)時，精密控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速，可得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速。
圖22是所述發(fā)動機系統(tǒng)可適用的發(fā)動機發(fā)電機的正面圖。該發(fā)動機發(fā)電機21是將發(fā)動機120配置在圖22的右半部分，將發(fā)電單元30配置在左半部分。在該發(fā)動機發(fā)電機21的上部配置有貯存要供給發(fā)動機120的燃料的燃料箱22，進(jìn)一步，安裝搬運用的把手23。
在該發(fā)動機發(fā)電機21的框架24上設(shè)置從發(fā)電單元30取出電力用的插口25和發(fā)動機開關(guān)26。該實施形式中，不設(shè)置加速桿，根據(jù)連接于插口25的負(fù)載設(shè)定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，而控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
控制發(fā)動機120用的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100或100a例如安裝在發(fā)電機的框架24上(圖22中省略了圖示)。通過由該發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置100、100a來控制發(fā)動機120的轉(zhuǎn)速，可以以便宜的結(jié)構(gòu)將發(fā)動機轉(zhuǎn)速可靠控制為希望的值。由此，可以提供穩(wěn)定的電力。
以上，雖然說明了本發(fā)明的實施形式，本發(fā)明還可由其他形式來實施。例如，上述的實施形式中，雖然說明了沒有使用ISCV的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明還可對具有ISCV的發(fā)動機系統(tǒng)適用。另外，圖21中雖然示出了二輪車輛作為車輛的例子，但是對于四輪車輛和三輪車輛等的其他形式的車輛也可適用本發(fā)明。
所述實施形式中，作為PWM控制參數(shù)，示例了PWM占空比校正次數(shù)npwm、PWM占空比校正值Δduty、PWM占空比校正值維持時間tpwm三種，針對這些所有都是可變的例子進(jìn)行了說明。但是，也可僅設(shè)這些中的其中之一或任意兩個可改變，而進(jìn)行PWM微脈沖控制。
雖然詳細(xì)說明了本發(fā)明的實施形式，但是這些不過是用于明確本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容的具體例，本發(fā)明不應(yīng)解釋為限于這些具體例，僅通過附加的權(quán)利要求進(jìn)行限定本發(fā)明的精神和范圍。
本申請對應(yīng)于2003年12月26日中向日本專利局提出的特愿2003-435017號，本申請的全部公開內(nèi)容通過在這里引用而組合完成。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，包括調(diào)節(jié)閥，其調(diào)整被吸入到發(fā)動機中的吸入空氣量；驅(qū)動部，其驅(qū)動所述調(diào)節(jié)閥；控制部，其生成用于驅(qū)動所述驅(qū)動部的脈寬調(diào)制信號，所述控制部具有實際轉(zhuǎn)速檢測部，其檢測實際的發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部，其設(shè)定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部，其使用由所述實際轉(zhuǎn)速檢測部檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速和由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部設(shè)定的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，計算出目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量；脈寬調(diào)制脈沖生成部，其對應(yīng)于由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量而計算出包括校正所述脈寬調(diào)制信號的占空比用的脈寬調(diào)制占空比校正值、應(yīng)持續(xù)適用該脈寬調(diào)制占空比校正值的脈寬調(diào)制占空比校正值維持時間、和應(yīng)適用所述脈寬調(diào)制占空比校正值的脈寬調(diào)制占空比校正次數(shù)中的至少一個的脈寬調(diào)制控制參數(shù)，并根據(jù)該計算出的脈寬調(diào)制控制參數(shù)生成脈寬調(diào)制信號而送出到所述驅(qū)動部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，在所述脈寬調(diào)制脈沖生成部中設(shè)定所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)的初始值，設(shè)定所述初始值，使得從所述驅(qū)動部向所述調(diào)節(jié)閥提供超過妨礙所述調(diào)節(jié)閥的變位的靜止摩擦力的最低必要限度的驅(qū)動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，所述脈寬調(diào)制脈沖生成部通過所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的函數(shù)而計算出所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，所述脈寬調(diào)制脈沖生成部通過由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和由所述實際轉(zhuǎn)速檢測部檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的函數(shù)而計算出所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，所述脈寬調(diào)制脈沖生成部具有第一控制信號計算部，其對應(yīng)于由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量，計算出所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)，并根據(jù)所計算出的脈寬調(diào)制控制參數(shù)，計算出用于脈寬調(diào)制控制所述驅(qū)動部的第一控制信號；信號生成部，其生成送出到所述驅(qū)動部的所述脈寬調(diào)制信號，所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置還包括調(diào)節(jié)開度檢測部，其檢測作為所述調(diào)節(jié)閥的開度的調(diào)節(jié)開度；目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部，其根據(jù)由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量而計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量；目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部，其使用所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量和由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的實際調(diào)節(jié)開度而計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度；第二控制信號計算部，其計算出用于脈寬調(diào)制控制所述驅(qū)動部的第二控制信號，使得由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的所述實際調(diào)節(jié)開度接近于由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部計算出的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度；選擇部，其根據(jù)由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量，選擇所述第一控制信號和所述第二控制信號中的一個，并輸出到所述信號生成部，所述信號生成部根據(jù)從所述選擇部提供的控制信號生成所述脈寬調(diào)制信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，所述選擇部，在由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量在根據(jù)所述調(diào)節(jié)開度檢測部的輸入分辨力而預(yù)先確定的選擇判斷值以下的情況下，選擇所述第一控制信號并輸出到所述信號生成部，在由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量比所述選擇判斷值大的情況下，選擇所述第二控制信號并輸出到所述信號生成部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，還包括加速跟蹤目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部，其根據(jù)加速開度而計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度；第三控制信號計算部，其計算出用于脈寬調(diào)制控制所述驅(qū)動部的第三控制信號，使得由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的實際調(diào)節(jié)開度接近于由所述加速跟蹤目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算部計算出的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度，所述選擇部根據(jù)由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的實際調(diào)節(jié)開度和由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量，選擇所述第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號中的其中之一并輸出到所述信號生成部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，所述選擇部，在由所述調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出的實際調(diào)節(jié)開度超過了預(yù)定的閾值的情況下，選擇所述第三控制信號進(jìn)行輸出，在所述實際調(diào)節(jié)開度在所述閾值以下的情況下，對應(yīng)于由所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量計算部計算出的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量而選擇所述第一控制信號、第二控制信號或第三控制信號中的其中之一并進(jìn)行輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，所述脈寬調(diào)制脈沖生成部隔開時間間隔而重復(fù)執(zhí)行將對應(yīng)于所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)的脈寬調(diào)制信號送出到所述驅(qū)動部的脈寬調(diào)制校正控制，所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置還具有實際轉(zhuǎn)速變化量計算部，其使用在某一脈寬調(diào)制校正控制之前由所述實際轉(zhuǎn)速檢測部檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速和該脈寬調(diào)制校正控制之后由所述實際轉(zhuǎn)速檢測部檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速，計算出實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量；變更部，其使用由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和由所述實際轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量，變更所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和下次以后的脈寬調(diào)制校正控制用的所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)的關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，所述變更部在由所述實際轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的絕對值實質(zhì)上為零的情況下，變更所述脈寬調(diào)制占空比校正值相對所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于，所述變更部，在由所述實際轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的絕對值實質(zhì)上不為零，但與由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的絕對值的差超過了預(yù)定的閾值的情況下，變更所述脈寬調(diào)制占空比校正值維持時間或所述脈寬調(diào)制占空比校正次數(shù)相對所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的關(guān)系。
12.一種發(fā)動機系統(tǒng)，具有發(fā)動機和權(quán)利要求1～11中任一項所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置。
13.一種車輛，包括權(quán)利要求12所述的發(fā)動機系統(tǒng)和通過所述發(fā)動機產(chǎn)生的驅(qū)動力而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的行使車輪。
14.一種發(fā)動機發(fā)電機，包括權(quán)利要求12所述的發(fā)動機系統(tǒng)和使所述發(fā)動機作為驅(qū)動源而動作的發(fā)電單元。
15.一種發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制方法，通過由脈寬調(diào)制信號驅(qū)動的驅(qū)動部來驅(qū)動調(diào)節(jié)閥而控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，其特征在于，包括實際轉(zhuǎn)速檢測步驟，檢測實際的發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定步驟，設(shè)定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算步驟，使用所述檢測出的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速和所述設(shè)定的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，計算出目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量；脈寬調(diào)制控制參數(shù)計算步驟，對應(yīng)于所述計算出的所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量而計算出包括用于校正所述脈寬調(diào)制信號的占空比的脈寬調(diào)制占空比校正值、應(yīng)持續(xù)適用該脈寬調(diào)制占空比校正值的脈寬調(diào)制占空比校正值維持時間、和應(yīng)適用所述脈寬調(diào)制占空比校正值的脈寬調(diào)制占空比校正次數(shù)中的至少一個的脈寬調(diào)制控制參數(shù)；脈寬調(diào)制信號送出步驟，根據(jù)所述計算出的脈寬調(diào)制控制參數(shù)而生成脈寬調(diào)制信號并送出到所述驅(qū)動部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，還包括設(shè)定所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)的初始值的步驟，使得從所述驅(qū)動部向所述調(diào)節(jié)閥提供超過了妨礙所述調(diào)節(jié)閥的變位的靜止摩擦力的最低必要限度的驅(qū)動力。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)計算步驟包括根據(jù)所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速而確定脈寬調(diào)制控制參數(shù)的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述計算出的脈寬調(diào)制控制參數(shù)而生成第一控制信號的步驟；通過調(diào)節(jié)開度檢測部檢測出作為所述調(diào)節(jié)閥的開度的實際調(diào)節(jié)開度的調(diào)節(jié)開度檢測步驟；使用所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和所述檢測出的實際調(diào)節(jié)開度而計算出目標(biāo)調(diào)節(jié)開度的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度計算步驟；計算出用于脈寬調(diào)制控制所述驅(qū)動部的第二控制信號的步驟，使得所述實際調(diào)節(jié)開度接近于所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度，所述脈寬調(diào)制信號送出步驟包括選擇所述第一控制信號和所述第二控制信號中的其中之一的控制信號選擇步驟；根據(jù)所選擇出的控制信號生成脈寬調(diào)制信號并送出到所述驅(qū)動部的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，所述控制信號選擇步驟包括在對應(yīng)于所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量在根據(jù)所述調(diào)節(jié)開度檢測部的輸入分辨力而預(yù)先確定的選擇判斷值以下的情況下，選擇所述第一控制信號的步驟；在所述目標(biāo)調(diào)節(jié)開度變化量比所述選擇判斷值大的情況下，選擇所述第二控制信號的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求15～19中任一項所述的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，還包括使用將對應(yīng)于所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)的脈寬調(diào)制信號送出到所述驅(qū)動部的脈寬調(diào)制校正控制之前和之后的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速的檢測結(jié)果，計算出實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量的實際轉(zhuǎn)速變化量計算步驟；使用所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和所述實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量，變更所述目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量和下次以后的脈寬調(diào)制校正控制用的所述脈寬調(diào)制控制參數(shù)的關(guān)系的步驟。
全文摘要
發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制裝置包括調(diào)節(jié)閥，調(diào)整被吸入發(fā)動機的吸入空氣量；驅(qū)動部，驅(qū)動調(diào)節(jié)閥；控制部，生成驅(qū)動驅(qū)動部的PWM信號?？刂撇烤哂袑嶋H轉(zhuǎn)速檢測部，檢測實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部，設(shè)定目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速；目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化量計算部，使用實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，算出目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量；PWM脈沖生成部，對應(yīng)目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化量算出確定PWM占空比的PWM控制參數(shù)，根據(jù)算出的PWM控制參數(shù)生成PWM信號并送到驅(qū)動部。PWM控制參數(shù)包括校正PWM信號占空比的PWM占空比校正值、應(yīng)持續(xù)適用該PWM占空比校正值的PWM占空比校正值維持時間和應(yīng)適用PWM占空比校正值的PWM占空比校正次數(shù)中的至少一個。
文檔編號F02D35/00GK1637250SQ200410104868
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
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