(57)【要約】      （修正有）【課題】スロットル位置の変化に対するエンジン回転数の感度を有効に高めることを可能にするスロットル位置制御装置を提供する。【解決手段】スロットル位置指令θｒｅｆとスロットル位置θとを入力し、これらにより算出されるスロットル操作量Ｔｈに基づいてスロットル速度指令を出力する位置制御部３と、この位置制御部３から出力されるスロットル速度指令Ｓ１とスロットル速度ｄθ／ｄｔとに基づいてスロットル２１の駆動端であるモータＭを速度制御する速度制御部４とを備えるものにおいて、スロットル操作量Ｔｈを補償する補償手段６をさらに設け、この補償手段６が、スロットル位置θが変化した後、エンジン回転数ｒに対応する変化が生じるまでのスロットル２１の遊び領域である不感帯を補償すべく、その不感帯に応じた不感帯補償値θｃｃを設定し、この不感帯補償値θｃｃを用いてスロットル操作量Ｔｈを増量する方向の補償を行い得るように構成した。【選択図】図１
2010090742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数制御装置からエンジン回転数を変化させるためのスロットル位置指令を受けてスロットルの駆動端を制御すべく、前記スロットル位置指令とスロットル位置とを入力しこれらにより算出されるスロットル操作量に基づいてスロットル速度指令を出力する位置制御部と、この位置制御部から出力されるスロットル速度指令とスロットル速度とに基づいて前記スロットルの駆動端を速度制御する速度制御部とを具備してなるものにおいて、
前記スロットル操作量を補償する補償手段をさらに設け、この補償手段は、スロットル位置が変化した後、エンジン回転数に対応する変化が生じるまでのスロットルの遊び領域である不感帯を補償すべく、その不感帯に応じた不感帯補償値を設定し、この不感帯補償値を用いて前記スロットル操作量を増量する方向の補償を行い得るように構成されていることを特徴とするスロットル位置制御装置。
【請求項２】
補償手段は、前記不感帯補償値をスロットル位置指令とスロットル位置との偏差に加える補償を行うものである請求項１記載のスロットル位置制御装置。
【請求項３】
補償手段は、逐次エンジン回転数及びスロットル位置に基づいて、スロットル位置が変化した後エンジン回転数に対応する変化が生じるまでのスロットル位置の変化量である不感帯幅を推定する不感帯推定演算部を具備し、この不感帯推定演算部により推定される不感帯幅を不感帯補償値として採用し得るものである請求項１又は２何れかに記載のスロットル位置制御装置。
【請求項４】
不感帯推定演算部は、スロットル位置変化率の大きさが予め定めた第１の演算用閾値を上回った場合にその時のスロットル位置を動作開始位置として記憶するとともに、その後、エンジン回転数変化率の大きさが予め定めた第２の演算用閾値を上回った場合にその時のスロットル位置を追従開始位置として記憶し、これら動作開始位置と追従開始位置との差分を不感帯幅とするものである請求項３記載のスロットル位置制御装置。
【請求項５】
補償手段は、予め設定した一定の不感帯幅を不感帯補償値として用い得るように構成されている請求項１又は２何れかに記載のスロットル位置制御装置。
【請求項６】
補償手段は、不感帯補償値による補償を実行する補償実行部を更に備え、この補償実行部は、スロットル位置の変化率の大きさが予め定めた第１の実行用閾値を上回り、且つこのときのエンジン回転数の変化率の大きさが予め定めた第２の実行用閾値以下である条件が満たされた場合に、前記スロットル操作量に対する補償を実行するように構成されている請求項１〜５何れかに記載のスロットル位置制御装置。
【請求項７】
補償実行部は、スロットル位置変化率が前記第１の実行閾値を上回り、且つこのときのエンジン回転数変化率が前記第２の実行閾値を上回っている場合に、不感帯補償値を存置して前記スロットル操作量に対する補償を実行しないか若しくは不感帯補償値を零に書き換えるように構成されている請求項６記載のスロットル位置制御装置。
【請求項８】
補償実行部は、スロットル位置変化率が前記第１の実行閾値以下である場合に、不感帯補償値を存置して前記スロットル操作量に対する補償を実行しないか若しくは不感帯補償値を零に書き換えるように構成されている請求項６又は７何れかに記載のスロットル位置制御装置。
【請求項９】
スロットルを駆動するスロットル駆動端とエンジン内のスロットルとの間がスロットルワイヤで接続されており、スロットル位置がスロットル駆動端より取り出される請求項１〜８何れかに記載のスロットル位置制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９何れかに記載のスロットル位置制御装置を用いて構成したことを特徴とするエンジン制御器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロットル位置変化に対するエンジン回転数変化の感度を向上させたスロットル位置制御装置及びこれを利用したエンジン制御器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のスロットル位置制御装置として、例えば図６に示すようなエンジン制御器Ｂに用いられるものが知られている。このエンジン制御器Ｂを構成するスロットル位置制御装置Ａは、エンジン回転数指令とエンジン回転数ｒとの偏差に応じてエンジン回転数制御装置１から出力されるスロットル位置指令θｒｅｆを受けて、エンジン２内のスロットル２１を駆動するモータＭを制御すべく、前記スロットル位置指令θｒｅｆと検出器ＰＧより取り出されるスロットル位置θとを入力しこれらにより算出されるスロットル操作量Ｔｈに基づいてスロットル速度指令Ｓ１を出力する位置制御部３と、この位置制御部３から出力されるスロットル速度指令Ｓ１とスロットル速度ｄθ／ｄｔとに基づいて前記スロットル２１の駆動端であるモータＭを速度制御するための速度制御部４とを具備している。速度制御部４からの電流指令Ｓ２は一旦電流制御部５に入力され、この電流制御部５からスロットル駆動端であるモータＭに所要の通電がなされる。モータＭとエンジン２内のスロットル２１との間は、スロットルワイヤ２２を介して接続されている。図７は、エンジン２、スロットルワイヤ２２およびモータＭの関係を示したものであり、モータＭの回転軸に設けたプーリｍによってコンジット２３内に挿通したスロットルワイヤ２２が移動されて、スロットルワイヤ２２が駆動されるようにしている。
【０００３】
速度制御部４は、図８に示すようにＰＩ（比例積分）制御要素４１を有する。エンジン２に対する負荷状態は一定ではないため、所定のエンジン回転数ｒに収束させるためである。また、図６において符号７で示すものは、スロットル位置指令θｒｅｆに基づき前記速度制御部４に入力する速度偏差εに進み補償を加えるためのフィードフォワード制御部である。
【０００４】
ところで、この種の制御系には、図９に示すように、スロットル位置θ（スロットルワイヤ２２の駆動端位置）がある程度変化しないとエンジン回転数ｒが変化しないという、いわゆる不感帯がある。このため、図１０に示すように、スロットル位置θの変化（ａ点）に対して、エンジン回転数ｒに変化が現われるのが遅れ（ｂ点）、この時点では速度制御部４内の積分項の値が既に過大となり、スロットル位置θが適正値を越えたところまで制御され（ｃ点）、これに基づきエンジン回転数ｒが目標値に対して大きくオーバーシュートする（ｄ点）。その後にスロットル位置θを減らす方向に制御しても、スロットル位置θは適正値を越えた下方位置まで制御される（ｅ点）。そして、不感帯に起因してエンジン回転数は同様に目標値の下方へ大きくオーバーシュートする（ｆ点）。これが繰り返されることにより、安定した制御ができない。容易な対策として、図８に示す積分時間Ｔｖｉを大きくする方法があるが、これを大きくすると、目標とするエンジン回転数に整定する時間が長くなる。
【０００５】
特許文献１では、このような不感帯をスロットルワイヤのヒステリシスの問題と捉えて、スロットルワイヤとして使用されるプッシュプルワイヤのヒステリシスを専用のティーチングシリンダで予め運転前に測定して記憶し、その値に基づいて位置制御を行うことでヒステリシスの影響を低減する方法を提示している。
【特許文献１】特開２００２−２２７９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、スロットル位置が変化した後にエンジン回転数が変化し始めるまでの不感帯は、ワイヤのヒステリシスのみに起因するものではなく、エンジンの内部特性にも起因する場合がある。自動車のドライバーは人であり、アクセルペダルの微小な動きにエンジン回転数が敏感に反応するとドライバーの意思に反した動きともなる事などに鑑みて、このようなエンジン特性がいわゆる「なまし」として積極的に取り入れられている側面もある。
【０００７】
しかしながら、例えばエンジンを供試体として性能試験等を行う試験装置のエンジン制御器を構成する場合には、上記のような「なまし」は不必要であり、エンジン回転数制御装置から入力されるスロットル位置指令に対してエンジン回転数が即座に追従する制御性能が望まれる場合がある。そして、このような場合に不感帯を排除するには、上述したヒステリシス対策だけでは不十分である。
【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、発生原因の如何によらず、不感帯を排除してスロットル位置の変化に対するエンジン回転数の感度を有効に高めることを可能にするスロットル位置制御装置及びこれを利用したエンジン制御器を新たに提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１０】
すなわち、本発明のスロットル位置制御装置は、エンジン回転数制御装置からエンジン回転数を変化させるためのスロットル位置指令を受けてスロットルの駆動端を制御すべく、前記スロットル位置指令とスロットル位置とを入力しこれらにより算出されるスロットル操作量に基づいてスロットル速度指令を出力する位置制御部と、この位置制御部から出力されるスロットル速度指令とスロットル速度とに基づいて前記スロットルの駆動端を速度制御する速度制御部とを具備してなるものにおいて、前記スロットル操作量を補償する補償手段をさらに設け、この補償手段は、スロットル位置が変化した後、エンジン回転数に対応する変化が生じるまでのスロットルの遊び領域である不感帯を補償すべく、その不感帯に応じた不感帯補償値を設定し、この不感帯補償値を用いて前記スロットル操作量を増量する方向の補償を行い得るように構成したことを特徴とする。
【００１１】
このように構成すると、スロットル操作量を増量すれば、より大きなスロットル速度指令がなされるので、エンジン回転数の応答性は不感帯幅を減じる方向に修正されることになる。そして、補償を不感帯幅に応じて行うことで、不感帯の程度に応じた適切な補償を行うことができる。ここにおけるスロットル位置とは、エンジン内のスロットルから直接取り出しても、間接的にスロットルワイヤ位置等として取り出しても構わない。
【００１２】
不感帯幅を用いる態様としては、スロットル位置指令とスロットル位置との偏差に不感帯幅を加えたり、不感帯幅に係数とともに乗じるなどの種々の手法が考えられるが、エンジン回転数が新たなスロットル位置付近で始めて追従したと見なせば、スロットルは最初から不感帯を飛び越えて新たなスロットル位置に向かって制御することが有効であり、補償手段は、前記不感帯補償値をスロットル位置指令とスロットル位置との偏差に加える補償を行うように構成することが妥当する。
【００１３】
スロットル位置に所定の変化が生じた後、エンジン回転数が追従して変化するまでの不感帯が、エンジン等の個体差や、入力されるスロットル位置指令とスロットル位置との偏差の大きさその他の運転条件などにより変動する場合には、補償手段を、逐次エンジン回転数及びスロットル位置に基づいて、スロットル位置が変化した後エンジン回転数に対応する変化が生じるまでのスロットル位置の変化量である不感帯幅を推定する不感帯推定演算部を具備するものにして、この不感帯推定演算部により推定される不感帯幅を不感帯補償値として採用し得るようにしておくことが望ましい。
【００１４】
スロットル位置指令とエンジン回転数の追従関係を的確に捉えて、不感帯推定演算部による不感帯値の演算を適正に行うためには、不感帯推定演算部が、スロットル位置変化率の大きさが予め定めた第１の演算用閾値を上回った場合にその時のスロットル位置を動作開始位置として記憶するとともに、その後、エンジン回転数変化率の大きさが予め定めた第２の演算用閾値を上回った場合にその時のスロットル位置を追従開始位置として記憶し、これら動作開始位置と追従開始位置との差分を不感帯幅とするものであることが望ましい。
【００１５】
一方、スロットル位置に所定の変化が生じた後、エンジン回転数が追従して変化するまでの不感帯に変動が少ない場合には、補償手段は、予め設定した一定の不感帯幅を不感帯補償値として用い得るように構成しておくことも有効である。
【００１６】
また、不感帯補償値による補償を必要に応じて行うようにするためには、補償手段に、不感帯補償値による補償を実行する補償実行部を更に具備し、この補償実行部が、スロットル位置の変化率の大きさが予め定めた第１の実行用閾値を上回り、且つこのときのエンジン回転数の変化率の大きさが予め定めた第２の実行用閾値以下である条件が満たされた場合に、前記スロットル操作量に対する補償を実行するように構成しておくことが望ましい。
【００１７】
不感帯補償値がエンジン回転数の応答性を高めるあまりにオーバーシュートの原因となることを有効に回避するためには、補償実行部は、スロットル位置変化率が前記第１の実行閾値を上回り、且つこのときのエンジン回転数変化率が前記第２の実行閾値を上回っている場合に、不感帯補償値を存置して前記スロットル操作量に対する補償を実行しないか若しくは不感帯補償値を零に書き換えるように構成されていることが好ましい。
【００１８】
不感帯補償値が不必要なタイミングで働くことを有効に回避するためには、補償実行部は、スロットル位置変化率が前記第１の実行閾値以下である場合に、不感帯補償値を存置して前記スロットル操作量に対する補償を実行しないか若しくは不感帯補償値を零に書き換えるように構成されていることが好ましい。
【００１９】
本発明のスロットル位置制御装置は、以上のような構成であるから、スロットルを駆動するスロットル駆動端とエンジン内のスロットルとの間がスロットルワイヤで接続されており、スロットル位置がスロットル駆動端より取り出される場合に、特にスロットルワイヤのヒステリシスとエンジンの内部特性との双方に起因した不感帯に対処し得る点で有用となる。
【００２０】
そして、このようなスロットル位置制御装置をエンジン制御器に適用することによって、エンジンを供試体として性能試験等を行う試験装置を構成する場合に求められる制御性能を有効に実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、以上説明したように、スロットル位置変化とエンジン回転数変化との間に存する不感帯幅に対応する不感帯補償値を採用してスロットル操作量を増量させるように構成したので、不感帯の発生原因を追求せずともスロットル位置の変化に対するエンジン回転数の感度を有効に高めて、不感帯を減じる制御を有効に行い得るようにした、新規有用なスロットル位置制御装置及びこれを利用したエンジン制御器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態のスロットル位置制御装置Ａを示している。このスロットル位置制御装置Ａは、基本的には図７に示したと同様、エンジン回転数制御装置１からエンジン回転数ｒを変化させるためのスロットル位置指令θｒｅｆを受けてエンジン２内のスロットル２１を制御すべく、基本構成として、位置制御部３、速度制御部４および電流制御部５を備える。
【００２４】
位置制御部３は、前記スロットル位置指令θｒｅｆと、スロットル駆動端であるモータＭから検出器ＰＧを介して取り出したスロットル位置θとを加え合わせ点を介して入力し、そのスロットル操作量Ｔｈに応じたスロットル速度指令Ｓ１を出力する。この実施形態におけるスロットル位置θは、検出器ＰＧによってモータＭから取り出されることから、モータＭの駆動端位置、すなわちスロットルワイヤ２２の始端側（モータＭに巻き掛けられている部位）の駆動位置のことを指称している。
【００２５】
速度制御部４は、前記位置制御部３から出力されるスロットル速度指令Ｓ１と、前記検出器ＰＧから微分要素ｄ／ｄｔを介して取り出したスロットル速度ｄθ／ｄｔとを加え合わせ点を介して差分として入力し、スロットル２１の駆動端であるモータＭを速度制御するための電流指令Ｓ２を出力する。
【００２６】
電流制御部５は、前記速度制御部４から出力される電流指令Ｓ２を増幅してモータＭに所要の通電を行う。モータＭとエンジン２のスロットル２１との間はスロットルワイヤ２２を介して接続されている。
【００２７】
このような構成からなる制御系は、スロットルワイヤ２２のヒステリシスやエンジン２の内部特性に起因して、スロットル位置θがある程度変化しないとエンジン回転数ｒが変化しないという不感帯（遊び領域）がある。本実施形態では、エンジン２を供試体として性能試験等を行う試験装置のエンジン制御器Ｂを構成するために、エンジン回転数制御装置１から入力されるスロットル位置指令θｒｅｆに対してエンジン回転数ｒを即応させる性能を実現する必要がある。
【００２８】
そこで、図１に示すように、前記スロットル操作量Ｔｈを補償する補償手段６をさらに設けている。この補償手段６は、スロットル位置θの遊び領域である不感帯を補償すべく、その不感帯に応じた不感帯補償値θｃｃを設定し、この不感帯補償値θｃｃを用いて前記スロットル操作量Ｔｈを増量する方向の補償を行うものである。
【００２９】
この補償手段６は、図２に示すように、エンジン回転数ｒ及びスロットル位置θに基づいて逐次不感帯幅θｃを推定する不感帯推定演算部６１と、この不感帯推定演算部６１から出力される不感帯幅θｃを入力して不感帯補償値θｃｃとして採用するか否かを判断し、その上で必要に応じて不感帯補償値θｃｃを加え合わせ点において偏差ε（すなわちθｒｅｆ−θ）に加える補償を実行する補償実行部６２とから構成される。この補償手段６は、ＣＰＵ、メモリ及びインターフェースを備えたマイクロプロセッサ等により構成され、メモリ内には所要のプログラムが記憶させてあり、ＣＰＵは逐次そのプログラムを読み出して実行することにより不感帯推定演算部６１や補償実行部６２としての機能を発揮する。この補償手段６には、前記検出器ＰＧからスロットル位置θが、またエンジン２内の回転軸等からエンジン回転数ｒが、さらにスロットル位置指令θｒｅｆがそれぞれ入力される。
【００３０】
図３は、不感帯推定演算部６１が不感帯幅θｃを推定する際の処理手順を表すフローチャートである。不感帯幅θｃには、初期値θｃｓが与えられている（ステップＳ０）。そして、スロットル動作開始又は動作方向変化があるか否をスロットル位置θより判断して（ステップＳ１）、ＹＥＳであればスロットル位置変化率ｄθ／ｄｔの大きさが予め定めた第１の演算用閾値Ｖ１を上回っているか否かを判断し（ステップＳ２）、ＹＥＳの場合にその時のスロットル位置θを動作開始位置θ（ｔ１）として記憶する（ステップＳ３）。その後、エンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔの大きさが予め定めた第２の演算用閾値βを上回っているか否かを判断し（ステップＳ４）、ＹＥＳの場合にその時のスロットル位置θを追従開始位置θ（ｔ２）として記憶し（ステップＳ５）、これら動作開始位置と追従開始位置との差分θ（ｔ２）−θ（ｔ１）の大きさを不感帯幅θｃとする（ステップＳ６）。
【００３１】
図４は、補償実行部６２が補償を実行する際の処理手順を表すフローチャートである。先ず、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔの大きさが予め定めた前記第１の実行用閾値（ここでは、前記第１の演算閾値と同じ）Ｖ１を上回るか否かを判断し（ステップＳ１１）、ＹＥＳの場合には、次にそのときのエンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔの大きさが予め定めた第２の実行用閾値（ここでは、前記第２の演算閾値と同じ）βを上回るか否かを判断する（ステップＳ１２）。そして、ＮＯの場合（エンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔの大きさが予め定めた第２の実行用閾値以下である場合）、つまり、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔに対応するエンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔが生じていない場合に、スロットル位置指令θｒｅｆの正負を判断した上で（ステップＳ１３）、不感帯幅θｃを不感帯補償値θｃｃまたは−θｃｃとして（ステップＳ１４，Ｓ１５）、この不感帯補償値θｃｃを前記偏差εとの加え合わせ点に入力する補償を実行する（ステップＳ１６）。
【００３２】
逆に、ステップＳ１２でエンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔが前記第２の実行閾値βを上回っていると判断された場合、つまりスロットル位置変化率ｄθ／ｄｔに対して所要のエンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔが生じていると判断された場合や、ステップＳ１１でスロットル位置変化率ｄθ／ｄｔが前記第１の実行閾値Ｖ１以下である場合、つまりスロットル位置変化率ｄθ／ｄｔが少ないと判断された場合には、不感帯補償値θｃｃを零に書き換え（ステップＳ１７）、不感帯補償値θｃｃを前記偏差εとの加え合わせ点に入力する補償を行わないか若しくは加え合わせても補償に実効は伴わない。
【００３３】
これら図３の処理と図４の処理とは並行して実施される。
【００３４】
図５は、図１０の従来制御と対比した場合の制御性能を示す。スロットル位置θには、初期値θｃｓ又は不感帯幅θｃが不感帯補償値θｃｃとして与えられているので、スロットル動作の開始（Ａ点）と同時にスロットル操作量Ｔｈが図９に示す不感帯を飛び越えたところに設定され、その位置に向かってスロットル位置θが制御される。このため、スロットル動作とほぼ同時にエンジン回転数ｒが変化し始め（Ｂ点）、スロットル位置θはエンジン回転数ｒともども短時間でほぼ同時期に適正値、目標値に達する（Ｃ点、Ｄ点）。エンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔが大きくなると不感帯補償値は０になり、スロットル位置指令Ｔｈもなくなるので、スロットル位置θは慣性によるオーバーシュート程度に抑えられる（Ａ点からＥ点の間）。そして、その後のエンジン回転数ｒのオーバーシュートも小さくなり（Ｆ点）、エンジン回転数ｒを抑えるためのスロットル位置θの戻りも早くなる（Ｇ点）。更に、その後スロットル位置θの適正値よりも下方へのオーバーシュートやエンジン回転数ｒの目標値よりも下方へのオーバーシュートも小さく抑えられ（Ｈ点、Ｉ点）、このようにしてスロットル位置θやエンジン回転数ｒの適正値や目標値への収束性が高められることとなる。上記において、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔが演算用閾値Ｖ１を上回り、かつエンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔが演算用閾値βを上回ったときに、動作開始位置と追従開始位置との不感帯に対応する差分θ（ｔ２）−θ（ｔ１）の大きさが新たな不感帯幅θｃとして書き換えられる。
【００３５】
以上のように、本実施形態のスロットル位置制御装置Ａは、エンジン回転数制御装置１からエンジン回転数ｒを変化させるためのスロットル位置指令θｒｅｆを受けてスロットル２１を制御すべく、前記スロットル位置指令θｒｅｆとスロットル位置θとを入力しこれらにより算出されるスロットル操作量Ｔｈに基づいてスロットル速度指令を出力する位置制御部３と、この位置制御部３から出力されるスロットル速度指令Ｓ１とスロットル速度ｄθ／ｄｔとに基づいて前記スロットル２１の駆動端であるモータＭを速度制御する速度制御部４とを備えるものである。
【００３６】
そして、前記スロットル操作量Ｔｈを補償する補償手段６をさらに設け、この補償手段６は、スロットル位置θが変化した後、エンジン回転数ｒに対応する変化が生じるまでのスロットル２１の遊び領域である不感帯幅θｃを補償すべく、その不感帯に応じた不感帯補償値θｃｃを設定し、この不感帯補償値θｃｃを用いて前記スロットル操作量Ｔｈを増量する方向の補償を行い得るように構成したものである。
【００３７】
このように、スロットル操作量Ｔｈを増量すれば、より大きなスロットル速度指令Ｓ２がなされるので、エンジン回転数ｒの応答性は不感帯幅θｃを減じる方向に修正されることになる。そして、補償を不感帯幅θｃに応じて行うことで、不感帯の程度に応じた適切な補償を行うことができる。
【００３８】
この場合、スロットル位置θに所定の変化が生じた後、エンジン回転数ｒに変化が生じる頃にはスロットル位置θは既に変位している。その際、エンジン回転数ｒが新たなスロットル位置θの付近で始めて追従したと見なせば、補償手段６が不感帯補償値θｃｃをスロットル位置指令θｒｅｆとスロットル位置θとの偏差εに加える補償を行うのは妥当であり、これによりスロットル２１はモータＭを介して不感帯を飛び越えて新たなスロットル位置θに向かって制御されることになる。
【００３９】
その場合の補償手段６は、逐次エンジン回転数ｒ及びスロットル位置θに基づいて、スロットル位置θが変化した後エンジン回転数ｒに対応する変化が生じるまでのスロットル位置θの変化量である不感帯幅θｃを推定する不感帯推定演算部６１を有し、この不感帯推定演算部６１により推定される不感帯幅θｃを不感帯補償値θｃｃとして採用し得るようにしているので、スロットル位置θに所定の変化が生じた後、エンジン回転数ｒが追従して変化するまでの不感帯が、エンジン等の個体差や、入力されるスロットル位置指令θｒｅｆとスロットル位置θとの偏差εの大きさその他の運転条件などにより変動しても、リアルタイムに不感帯補償値θｃｃを書き換えて補償を行うことで、変化する運転状況に応じて適切な補償を行うことができる。
【００４０】
より具体的には、不感帯推定演算部６１は、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔの大きさが予め定めた第１の演算用閾値Ｖ１を上回った場合にその時のスロットル位置θを動作開始位置として記憶するとともに、その後、エンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔの大きさが予め定めた第２の演算用閾値βを上回った場合にその時のスロットル位置θを追従開始位置として記憶し、これら動作開始位置と追従開始位置との差分を不感帯幅θｃとするものである。
【００４１】
このように、変化率ｄθ／ｄｔ、ｄｒ／ｄｔに基づいて判断するようにすれば、どのスロットル位置θにおいても本発明を適用できるし、演算用閾値Ｖ１，βをある程度の大きさのものにすればスロットル位置θの変化とエンジン回転数ｒの変化の対応関係を特定し易い。逆に、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔが小さければエンジン回転数ｒがその指令値近傍にあるため、不感帯幅θｃを算出する必要はない。
【００４２】
一方、補償手段６は、不感帯補償値θｃｃによる補償を実行する補償実行部６２を更に備え、この補償実行部６２は、スロットル位置θの変化率ｄθ／ｄｔの大きさが予め定めた第１の実行用閾値Ｖ１（この実施形態では第１の演算用閾値と同じ値）を上回り、且つこのときのエンジン回転数ｒの変化率ｄｒ／ｄｔの大きさが予め定めた第２の実行用閾値β（この実施形態では第２の演算用閾値と同じ値）以下である条件が満たされた場合に、前記スロットル操作量Ｔｈに対する補償を実行するように構成されている。
【００４３】
すなわち、不感帯補償値θｃｃによる補償をむやみに実行すると、不感帯が問題にならない状況のときに過剰な補償がなされる可能性があるが、上記のような実行用閾値Ｖ１，βを通じて、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔに対して所要のエンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔが生じていない場合に限定して補償を実行するようにすれば、行き過ぎた補償となることを有効に回避することができる。
【００４４】
また、補償実行部６２は、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔが前記第１の実行閾値Ｖ１を上回り、且つこのときのエンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔが前記第２の実行閾値βを上回っている場合に、不感帯補償値θｃｃを存置して前記スロットル操作量Ｔｈに対する補償を実行しないか若しくは不感帯補償値θｃｃを零に書き換えるように構成されているので、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔに対応するエンジン回転数変化率ｄｒ／ｄｔが生じている場合には、不感帯補償値θｃｃを即座に取り除くことで、スロットル位置のオーバーシュートひいてはエンジン回転数のオーバーシュートを有効に回避することができる。
【００４５】
さらに、補償実行部６２は、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔが前記第１の実行閾値Ｖ１以下である場合に、不感帯補償値θｃｃを存置して前記スロットル操作量Ｔｈに対する補償を実行しないか若しくは不感帯補償値θｃｃを零に書き換えるように構成されているので、スロットル位置変化率ｄθ／ｄｔが少ない場合にも、不感帯補償値θｃｃを即座に取り除くことで、不必要なタイミングでスロットル位置が変化することを有効に回避することができる。
【００４６】
そして、本実施形態の制御対象であるエンジン２は、スロットル２１を駆動するスロットル駆動端であるモータＭとエンジン２内のスロットル２１との間がスロットルワイヤ２２で接続されており、スロットル位置θをモータＭより取り出すようにしているので、スロットルワイヤ２２のヒステリシス及びエンジン２の内部特性の双方に起因して生じる不感帯に有効に対応することができる。
【００４７】
そして、このようなスロットル位置制御装置Ａを用いてエンジン制御器Ｂを構成すれば、エンジン２を供試体として性能試験等を行う試験装置を構成する場合に、エンジン回転数制御装置１から入力されるθｒｅｆに対してエンジン回転数ｒが即座に追従する制御性能を有効に実現することが可能となる。
【００４８】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、演算用閾値と実行用閾値には同じ値を用いたが、それぞれ別の値を設定することも可能である。
【００５０】
また、上記実施形態の制御対象であるエンジン２は、スロットル２１を駆動するスロットル駆動端であるモータＭとエンジン２内のスロットル２１との間がスロットルワイヤ２２で接続されており、スロットル位置θをモータＭより取り出すようにしていたが、例えば、エンジンのスロットルにモータが直付けされてスロットルワイヤを用いずにスロットルが駆動されるような制御対象に対しては、スロットル位置θはモータから取り出す以外にスロットルから直接取り出すようにしてもよい。この場合には、主としてエンジンの内部特性に起因した不感帯が有効に解消されることになる。
【００５１】
さらに、上記実施形態の補償手段６は、不感帯推定演算部において逐次不感帯幅を算出したが、スロットル位置θに所定の変化が生じた後、エンジン回転数ｒが追従して変化するまでの不感帯に変動が少ない場合には、予め設定した一定の不感帯幅θｃを不感帯補償値θｃｃとして用い得ることで、制御系を簡素化することも可能である。勿論、この場合にも、補償実行部を設けて上記と同様の処理をすることで、むやみな補償を排除してオーバーシュートや行き過ぎたスロットル位置の変化を有効に回避することが可能となる。
【００５２】
さらにまた、図３、図４に示すアルゴリズムでは、不感帯の幅を求めるためにスロットル位置θを用いているが、モータの位置制御応答はエンジン回転数制御応答に比べて十分に速いため、θの代わりにθｒｅｆを用いてもよい。
【００５３】
また、本発明が解決する課題として、スロットルワイヤやエンジン内部特性における不感を挙げたが、本発明はエンジン内部特性において遅れ要素が有る場合にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスロットル位置制御装置の構成を示す制御ブロック図。
【図２】図１の要部説明図。
【図３】同実施形態における不感帯推定演算部の処理手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態における補償実行部の処理手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態によるスロットル位置制御の制御性能を示すグラフ。
【図６】従来のスロットル位置制御装置の構成を示す制御ブロック図。
【図７】図６の部分詳細図。
【図８】図６の部分詳細図。
【図９】スロットル位置変化とエンジン回転数変化との間に存する不感帯の説明図。
【図１０】従来のスロットル位置制御の制御性能を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５５】
１…エンジン回転数制御装置
２…エンジン
３…位置制御部
４…速度制御部
６…補償手段
２１…スロットル
２２…スロットルワイヤ
６１…不感帯推定演算部
６２…補償実行部
Ａ…スロットル位置制御装置
Ｂ…エンジン制御器
ｄｒ／ｄｔ…エンジン回転数変化率
ｄθ／ｄｔ…スロットル速度、スロットル位置変化率
Ｍ…スロットル駆動端（モータ）
ｒ…エンジン回転数
Ｓ１…スロットル速度指令
Ｔｈ…スロットル操作量
Ｖ１…第１の演算用閾値、第１の実行用閾値
θ…スロットル位置
θｃ…不感帯幅
θｃｃ…不感帯補償値
θｒｅｆ…スロットル位置指令
ε…偏差
β…第２の演算用閾値、第２の実行用閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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