JP2003138965A - 電子スロットル制御装置 - Google Patents

電子スロットル制御装置

Info

Publication number
JP2003138965A
JP2003138965A JP2001337604A JP2001337604A JP2003138965A JP 2003138965 A JP2003138965 A JP 2003138965A JP 2001337604 A JP2001337604 A JP 2001337604A JP 2001337604 A JP2001337604 A JP 2001337604A JP 2003138965 A JP2003138965 A JP 2003138965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
control
opening
gain
throttle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001337604A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3826014B2 (ja
Inventor
Katsumi Ishida
克己 石田
Hiroyuki Makisako
弘幸 牧迫
Yoshiyasu Ito
嘉康 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisan Industry Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisan Industry Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisan Industry Co Ltd
Priority to JP2001337604A priority Critical patent/JP3826014B2/ja
Priority to US10/282,195 priority patent/US6766785B2/en
Priority to EP02024202A priority patent/EP1308615A3/en
Publication of JP2003138965A publication Critical patent/JP2003138965A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3826014B2 publication Critical patent/JP3826014B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/0007Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for using electrical feedback
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/104Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles using electric step motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/141Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1422Variable gain or coefficients
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2048Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit said control involving a limitation, e.g. applying current or voltage limits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】開度偏差に応じた制御ゲインをミニマムセレク
トでスケジューリングした電子スロットル制御装置にお
いて、スロットルバルブ動作が途中で鈍化しても、その
後の動作収束性(応答性)を向上させること。 【解決手段】スロットルバルブ4をモータ5で開閉させる
電子スロットル1と、モータ5を制御するマイコン11と
を備える。マイコン11は、アクセルセンサ8で設定され
る目標開度と、スロットルセンサ6で検出される実開度
との偏差を算出し、その偏差と偏差に応じた制御ゲイン
とによりモータ制御量を算出する。マイコン11は、偏差
が大ほど小となる制御ゲインを設定し、その制御ゲイン
が前回の制御ゲインより大のとき、制御ゲインを前回の
制御ゲインで制限する。マイコン11は、算出される実開
度変化速度が所定値より低下したとき、制御ゲインの制
限を無効化する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、ガソリンエンジ
ンやディーゼルエンジンの吸気通路に設けられるスロッ
トルバルブをアクチュエータにより開閉駆動させるよう
に構成した電子スロットル制御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来より、自動車等のガソリンエンジン
やディーゼルエンジンに使用される電子スロットル制御
装置が知られている。電子スロットル制御装置は、エン
ジンの吸気通路に設けられるリンクレスタイプのスロッ
トルバルブをモータ等のアクチュエータにより開閉駆動
させるように構成した電子スロットルと、そのアクチュ
エータを制御するためのコントローラとを備える。ここ
で、コントローラは、例えば、運転者によるアクセルペ
ダルの操作量に基づいて電子スロットル(スロットルバ
ルブ)の目標開度を設定する。コントローラは、設定さ
れた目標開度と、スロットルセンサで検出されるスロッ
トルバルブの実開度との開度偏差に基づいてアクチュエ
ータをPID制御等によりフィードバック制御すること
により、実開度が目標開度となるように電子スロットル
を制御するようになっている。 【0003】ここで、電子スロットル制御装置では、電
子スロットルの動作の応答性と収束安定性が問題とな
り、この点に着目した技術が、特開平10−17657
9号公報に記載された「スロットルバルブ制御装置」に
開示されている。 【0004】この制御装置で、コントローラは、スロッ
トルバルブの要求開度(=目標開度)と実開度との開度
偏差に制御係数(=制御ゲイン)をかけた積に基づいて
スロットルバルブの駆動信号(=制御量)を決定する。
コントローラは、開度偏差の値に応じて設定された制御
係数(比例ゲイン、積分ゲイン)のデータを予め備えて
おり、このデータは、開度偏差の値が小さいほど大きい
値を与えるように設定されている。ここで、コントロー
ラは、開度偏差が与えられたときに、過渡状態であれ
ば、上記データを参照して制御係数の値を仮決定し、前
回のサイクルで使用した制御係数の値と比較して値の小
さい制御係数を選択する。そして、コントローラは、そ
の選択された制御係数を開度偏差にかけて駆動信号を演
算し、この駆動信号に基づきモータを制御することによ
り、スロットルバルブを開閉駆動させるようになってい
る。 【0005】このことを図11のフローチャートにより
詳しく説明する。先ず、コントローラは、ステップ20
0で、目標開度RTAと実開度VTAとの開度偏差ER
の値を算出し、ステップ201で、開度偏差ERの絶対
値(絶対開度偏差)AERの値を算出する。 【0006】次に、コントローラは、ステップ202
で、絶対開度偏差AERの値が所定値A1より小さいか
否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、スロ
ットル開度が定常状態にあるものとして、コントローラ
は、ステップ220で、定常時のゲインKPbを最終比
例ゲインKPとして設定する。又、ステップ221で、
コントローラは、定常時のゲインKIbを最終積分ゲイ
ンKIとして設定し、処理をステップ209へ移行す
る。 【0007】一方、ステップ202の判断結果が否定で
ある場合、スロットル開度が過渡状態にあるものとし
て、コントローラは、ステップ203で、比例ゲインマ
ップ(マップ1)を参照することにより、絶対開度偏差
AERの値から比例ゲインtKPの値を算出する。又、
ステップ204で、コントローラは、積分ゲインマップ
(マップ2)を参照することにより、絶対開度偏差AE
Rの値から積分ゲインtKIの値を算出する。ここで、
比例ゲインマップの比例ゲインtKPも、積分ゲインマ
ップの積分ゲインtKIも、それぞれ絶対開度偏差AE
Rの値が大きくなるほど小さくなるように設定されてい
る。 【0008】その後、ステップ205で、コントローラ
は、今回算出された比例ゲインtKPの値が前回使用し
た最終比例ゲインKPの値より大きいか否かを判断す
る。この判断結果が肯定である場合、コントローラは、
そのまま処理をステップ207へ移行する。この判断結
果が否定である場合、コントローラは、ステップ206
で、今回算出された比例ゲインtKPの値により最終比
例ゲインKPを更新し、処理をステップ207へ移行す
る。つまり、今回の絶対開度偏差AERの値が前回の絶
対開度偏差AERの値より大きいことから、前回の最終
比例ゲインKPの値より小さい比例ゲインtKPの値を
今回の最終比例ゲインKPの値として選択するのであ
る。このことを「ミニマムセレクト」と称する。 【0009】ステップ205又はステップ206から移
行してステップ207では、コントローラは、今回算出
された積分ゲインtKIの値が前回使用した最終積分ゲ
インKIの値より大きいか否かを判断する。この判断結
果が肯定である場合、コントローラは、そのまま処理を
ステップ209へ移行する。この判断結果が否定である
場合、コントローラは、ステップ208で、今回算出さ
れた積分ゲインtKIの値により最終積分ゲインKIを
更新し、処理をステップ209へ移行する。つまり、今
回の絶対開度偏差AERの値が前回の絶対開度偏差AE
Rの値より大きいことから、前回の最終積分ゲインKI
の値より小さい積分ゲインtKIの値を今回の最終積分
ゲインKIの値として選択するのである。即ち「ミニマ
ムセレクト」を行うのである。 【0010】そして、ステップ207、ステップ208
又はステップ221から移行してステップ209では、
コントローラは、今回の最終比例ゲインKPの値に今回
得られた開度偏差ERの値を乗算することにより比例項
VPの値を算出する。又、ステップ210で、コントロ
ーラは、今回の最終積分ゲインKIの値と今回の開度偏
差ERの値との積を、前回までの加算結果に加算するこ
とにより積分項VIの値を算出する。更に、ステップ2
11で、コントローラは、今回算出された比例項VPの
値と積分項VIの値を加算することによりPI制御量V
PIの値を算出する。そして、ステップ212で、コン
トローラは、今回算出されたPI制御量VPIの値を、
所定の関数式によりデューティ比DUTYの値に変換す
る。 【0011】その後、ステップ213で、コントローラ
は、変換されたデューティ比DUTYの値に基づいてモ
ータを制御することにより、スロットルバルブを開閉駆
動させるのである。 【0012】上記ルーチンの特徴は、「ミニマムセレク
ト」により最終比例ゲインKP及び最終積分ゲインKI
を決定することにある。このことを図12のブロック図
に示すことができる。即ち、先ず、B1で、目標開度と
実開度との開度偏差を算出する。次に、B2で、開度偏
差に応じた制御ゲインを算出する。次に、B3で、算出
された制御ゲインにつき小さい方の制御ゲインを選択す
るミニマムセレクトを行う。そして、B4で、ミニマム
セレクトにより得られた制御ゲインを最終的な制御ゲイ
ンとして決定するのである。 【0013】つまり、従来公報のスロットルバルブ制御
装置では、絶対開度偏差AERに応じた比例ゲインtK
P及び積分ゲインtKIをマップにより備えるが、スロ
ットルバルブの動作により絶対開度偏差AERが減少し
ても、絶対開度偏差AERが小側へ変化するときには、
最終比例ゲインKP及び最終積分ゲインKIの変更は行
わない。このことにより、絶対開度偏差AERが小さい
ときの応答性と、絶対開度偏差AERが大きいときの収
束安定性とを高水準で両立させ、運転状況の如何に拘わ
らずスロットルバルブを適切に駆動できるようにしてい
るのである。 【0014】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来公
報のスロットルバルブ制御装置では、製品ばらつきや製
品の経時変化、或いは、運転時の温度条件の変化等によ
り、制御装置の応答特性が微妙に変わることがある。こ
のため、スロットルバルブの動作が途中で一旦鈍くなっ
たり、一旦停止したりするような状況では、最終比例ゲ
インKPや最終積分ゲインKIが、ミニマムセレクトに
より小さい値のままに保たれるので、その後の動作の収
束に時間がかかり、収束性(応答性)が悪化するおそれ
がある。 【0015】つまり、前記従来のスロットルバルブ制御
装置では、「ミニマムセレクト」が行われることから、
絶対開度偏差AERが小側へ変化しても最終比例ゲイン
KP及び最終積分ゲインKIの値は絶対開度偏差AER
が大側のときとは変わらない。このため、比例項VP及
び積分項VIの値は変わらず、PI制御量VPI及びデ
ューティ比DUTYの値も変わらず、スロットルバルブ
の動作は鈍いままとなり、その後の動作の収束性(応答
性)が改善されないのである。 【0016】このことは、例えば、運転時のエンジン周
りの温度条件の変化が、スロットルバルブを駆動させる
モータの特性に及ぼす影響によって説明することができ
る。図13は、モータを構成するマグネットの温度によ
る磁気特性の変化を示す。図14〜16は、それぞれ2
5℃のときのモータトルク特性、120℃のときのモー
タトルク特性及び−30℃のときのモータトルク特性を
示す。これらモータトルク特性のグラフにおいて、「T
−N」は、トルクと回転数との関係を示し、「T−I」
は、トルクと電流との関係を示している。 【0017】図13のグラフからも明らかなように、マ
グネットの磁束密度は、温度が高くなるほど少なくなる
ことが分かる。このため、図16に示す−30℃のモー
タトルク特性を図14に示す25℃のモータトルク特性
と比べると、−30℃のときには、電流及び発生トルク
が増大することが分かる。このため、モータに与えられ
る制御量に対して、電流及びトルクが増大し、応答性が
向上することになる。これに対して、図15に示す12
0℃のモータトルク特性を図14に示す25℃のモータ
トルク特性と比べると、120℃のときには、電流及び
発生トルクが低下することが分かる。このため、モータ
に与えられる制御量に対して、電流及びトルクが低下
し、応答性が低下することになる。 【0018】このようにモータ温度が過剰に上昇したと
きには、モータの応答性が低下してスロットルバルブの
動作が途中で鈍くなることがあり、その後のスロットル
バルブの動作の収束性(応答性)に悪影響を及ぼすおそ
れのあることが分かる。 【0019】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、目標開度と実開度との開度偏差
が大きくなるほど小さくなるように制御ゲインを設定
し、今回設定される制御ゲインが前回設定された制御ゲ
インより大きいときは今回の制御ゲインを前回の制御ゲ
インにより制限するものにおいて、スロットルバルブの
動作が途中で鈍くなっても、その後の動作の収束性(応
答性)を向上させることを可能にした電子スロットル制
御装置を提供することにある。 【0020】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、スロットルバルブをアク
チュエータにより開閉駆動させる電子スロットルと、電
子スロットルの目標開度を設定するための目標開度設定
手段と、電子スロットルの実開度を検出するための実開
度検出手段と、目標開度と実開度との開度偏差を算出す
るための開度偏差算出手段と、アクチュエータの制御量
を、開度偏差とその開度偏差に応じた制御ゲインとに基
づいて算出するための制御量算出手段と、制御ゲイン
を、開度偏差が大きくなるほど小さくなるように設定す
るための制御ゲイン設定手段と、今回設定される制御ゲ
インが設定された制御ゲインより大きいとき、今回設定
される制御ゲインを前回設定された制御ゲインにより制
限するための制御ゲイン制限手段と、算出された制御量
に基づいてアクチュエータを制御するためのアクチュエ
ータ制御手段とを備えた電子スロットル制御装置におい
て、実開度の変化速度を検出するための変化速度検出手
段と、変化速度が所定値より低下したとき、制御ゲイン
制限手段による制御ゲインについての制限を無効化する
ための制限無効化手段とを備えたことを趣旨とする。こ
こで、制御ゲイン制限手段による「制限」とは、ガード
をかけることを意味し、具体的には、今回設定される制
御ゲインを前回設定された制御ゲインから変えないこと
を意味する。 【0021】上記発明の構成によれば、目標開度設定手
段により設定された目標開度と実開度検出手段により検
出された実開度との開度偏差が、開度偏差算出手段によ
り算出される。この開度偏差が大きくなるほど小さくな
るように、制御ゲインが制御ゲイン設定手段により設定
される。そして、算出された開度偏差とその開度偏差に
応じた制御ゲインとに基づいて、制御量が制御量算出手
段により算出され、その制御量に基づいてアクチュエー
タがアクチュエータ制御手段により制御される。従っ
て、開度偏差が相対的に小さい場合には、相対的に大き
い制御ゲインが設定され、これによって相対的に大きい
制御量が算出されることから、この制御量に基づいてア
クチュエータが制御されることから、アクチュエータが
速やかに動作し始める。ここで、開度偏差が小側へ変化
するとき、即ち、実開度が目標開度に近付いていく状況
では、その変化に応じて設定される制御ゲインが変化し
ようとするが、今回設定される制御ゲインが前回設定さ
れた制御ゲインより大きいときには、制御ゲイン制限手
段により、今回設定される制御ゲインが前回設定された
制御ゲインにより制限され、これによって制御量の変化
が制限される。従って、初めに算出された制御量のまま
でアクチュエータが制御され続けることになり、開度偏
差が徐々に小さくなる過程で、アクチュエータの過剰な
動作が抑えられる。一方、開度偏差が小側へ変化すると
きであっても、スロットルバルブの動作がその途中で一
旦鈍くなったりして、変化速度検出手段により検出され
る実開度の変化速度が所定値より低下したときには、制
御ゲイン制限手段による制限ゲインの変化についての制
限が制限無効化手段により無効化される。従って、初め
に算出された制御量に変わって、そのときの開度偏差に
見合った制御ゲインに基づいて算出される制御量により
アクチュエータが制御されることになり、動作途中のア
クチュエータの動きが速やかになる。 【0022】 【発明の実施の形態】[第1の実施の形態]以下、本発
明の電子スロットル制御装置を自動車用ディーゼルエン
ジンに具体化した第1の実施の形態を図面を参照して詳
細に説明する。 【0023】図1に電子スロットル制御装置の概略構成
を示す。電子スロットル制御装置は、電子スロットル1
と、その電子スロットル1を制御するための電子制御装
置(ECU)2とを備える。電子スロットル1は、ディ
ーゼルエンジンの吸気通路を構成するスロットルボディ
のボア3に設けられたスロットルバルブ4をアクチュエ
ータであるモータ5により開閉駆動させると共に、その
スロットルバルブ4の実際の開度(実開度)VTAをス
ロットルセンサ6により検出するものである。スロット
ルバルブ4は、アクセルペダル7の操作には機械的に連
動することのないリンクレスタイプのものである。即
ち、スロットルバルブ4は、アクセルセンサ8で検出さ
れるアクセルペダル7の操作量やエンジン回転速度等に
基づいてECU2が制御するモータ5の駆動力を受けて
開閉駆動されるようになっている。 【0024】スロットルバルブ4は、スロットルボディ
のボア3を貫通して設けられたスロットル軸9により回
動可能に支持される。スロットル軸9の一端にはモータ
5が設けられ、その他端にはスロットルセンサ6が設け
られる。このモータ5は、ギアを介さずにスロットル軸
9及びスロットルバルブ4を直動させるトルクモータで
ある。一般に、トルクモータは、ギアを介してスロット
ルバルブを駆動させるDCモータに対して、スロットル
バルブ系のイナーシャが軽いことから、モータの速度変
化が大きい傾向がある。 【0025】スロットルセンサ6は、本発明の実開度検
出手段に相当するものであり、例えば、ポテンショメー
タにより構成される。アクセルセンサ8は、スロットル
バルブ4の目標開度RTAを設定するために、運転者に
よるアクセルペダル7の操作量を目標開度RTAとして
検出するためのものであり、本発明の目標開度設定手段
に相当する。このセンサ8は、例えば、ポテンショメー
タにより構成される。 【0026】電子スロットル制御装置がディーゼルエン
ジンで使用されるのは、以下のような目的による。先
ず、電子スロットル制御装置は、EGR(排気ガス再循
環)を行うために使われる。この場合、エンジンの背圧
と吸気圧との差を少しでも大きくし、大量のEGRを可
能にするために、電子スロットル1により吸気が絞られ
る。又、電子スロットル制御装置は、フェイルセーフの
ために使われる。ディーゼルエンジンでは、吸気系(例
えば、PCV系)からオイルを吸入してしまった場合
に、それが燃焼してトルクが出てしまうことがある。そ
こで、燃料が噴射されないときには、電子スロットル1
により吸気量を制限することにより、異常燃焼を回避す
るようにしている。他には、異常な回転上昇を検出した
り、燃料系の異常を検出したりした場合にも、電子スロ
ットル1により吸気量を制限するようにしている。更
に、電子スロットル制御装置は、エンジン停止時の振動
対策のために使われる。即ち、エンジン停止時には、電
子スロットル1を全閉にすることにより、エンジン停止
時の振動を低減するようにしている。同時に、イグニシ
ョンスイッチがオフされたとき、電子スロットル1を全
閉にして吸気を遮断することにより、エンジンを確実に
停止させるようにしている。 【0027】図1に示すように、ECU2は、マイクロ
コンピュータ(マイコン)11、A/Dコンバータ12
及び駆動回路13を含む。マイコン11は、電子スロッ
トル1の制御を統括するものであり、本発明の開度偏差
算出手段、制御量算出手段、制御ゲイン設定手段、制御
ゲイン制限手段、アクチュエータ制御手段、変化速度検
出手段及び制限無効化手段を構成する。マイコン11
は、周知のように中央処理装置(CPU)、読み出し書
き換えメモリ(RAM)及び読み出し専用メモリ(RO
M)等を含む。ROMには、電子スロットル1に関する
制御プログラムが記憶される。A/Dコンバータ12
は、スロットルセンサ6から出力されるアナログ信号を
デジタル信号に変換してマイコン11へ出力するもので
ある。駆動回路13は、マイコン11から出力される制
御量としての制御電流を受けてモータ5へ駆動電流を出
力するものである。 【0028】図1において、スロットルセンサ6から出
力される実開度VTAに係るアナログ信号は、A/Dコ
ンバータ12によりデジタル値の信号に変換され、その
信号がマイコン11に入力される。アクセルセンサ8か
ら出力される目標開度RTAに係るアナログ信号は、そ
のままマイコン11に入力される。 【0029】マイコン11は、入力される実開度VTA
及び目標開度RTAに係る信号をPI制御の手法に従い
処理することによりモータ5を制御する。即ち、マイコ
ン11は、入力される各種信号の値に基づいて目標開度
RTAに対する実開度VTAの開度偏差ERの値を算出
し、その開度偏差ERの値に基づいて所定の計算式に従
いPI制御量VPIの値を算出する。そして、マイコン
11は、その制御量VPIの値に応じた駆動電流として
のデューティ比DUTYを駆動回路13を通じてモータ
5へ出力し、モータ5のコイル電流を制御する。これに
より、モータ5の駆動量を制御してスロットルバルブ4
の実開度VTAを目標開度RTAに近付けるのである。 【0030】次に、電子スロットル1の制御内容につい
て説明する。図2に、マイコン11が実行するスロット
ル制御プログラムをフローチャートに示す。マイコン1
1は、このルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。 【0031】先ず、ステップ100で、マイコン11
は、アクセルセンサ8の検出により設定される目標開度
RTAと、スロットルセンサ6で検出される実開度VT
Aとの開度偏差ERの値を算出する。 【0032】次に、ステップ101で、マイコン11
は、算出された開度偏差ERの絶対値(絶対開度偏差)
AERを算出する。これらステップ100,101の処
理を実行するマイコン11は、本発明の開度偏差算出手
段に相当する。 【0033】次に、ステップ102で、マイコン11
は、実開度VTAの変化速度の絶対値(絶対変化速度)
DTAの値を算出する。実開度VTAを検出するスロッ
トルセンサ6と、このステップ102の処理を実行する
マイコン11とにより、本発明の変化速度検出手段が構
成される。 【0034】次に、ステップ103で、マイコン11
は、絶対開度偏差AERの値が所定値A1より小さいか
否かを判断する。ここで、所定値A1としては、例え
ば、モータ5によるスロットルバルブ4の操作変化が定
常状態に入っているか否かを区別できる程度のものであ
ればよい。この処理を実行するマイコン11は、過渡状
態判断手段に相当する。この判断結果が肯定である場
合、スロットル開度が定常状態にあるものとして、マイ
コン11は、ステップ120で、定常時のゲインKPb
を本発明の制御ゲインとしての最終比例ゲインKPとし
て設定する。ここで、「定常状態」とは、実開度VTA
が目標開度RTAに略一致した状態を示し、定常ゲイン
KPbは、図3に示すような比例ゲインマップ(マップ
1)の絶対開度偏差AERが0(ゼロ)となるときの値
に相当する。 【0035】次に、ステップ121で、マイコン11
は、定常時のゲインKIbを本発明の制御ゲインとして
の最終積分ゲインKIとして設定し、処理をステップ1
12へ移行する。定常時のゲインKIbは、図4に示す
ような積分ゲインマップ(マップ2)の絶対開度偏差A
ERが0(ゼロ)となるときの値に相当する。最終比例
ゲインKP及び最終積分ゲインKIは、本発明の制御ゲ
インに相当する。 【0036】一方、ステップ103の判断結果が否定で
ある場合、スロットル開度が過渡状態にあるものとし
て、マイコン11は、ステップ104で、図3に示すよ
うな比例ゲインマップ(マップ1)を参照することによ
り、絶対開度偏差AERの値から本発明の制御ゲインと
しての比例ゲインtKPの値を算出する。ここで、比例
ゲインマップの比例ゲインtKPは、絶対開度偏差AE
Rの値が大きくなるほど小さくなるように設定されてい
る。この処理を実行するマイコン11は、本発明の制御
ゲイン設定手段に相当する。 【0037】次に、ステップ105で、マイコン11
は、図4に示すような積分ゲインマップ(マップ2)を
参照することにより、絶対開度偏差AERの値から積分
ゲインtKIの値を算出する。ここで、積分ゲインマッ
プの積分ゲインtKIは、絶対開度偏差AERの値が大
きくなるほど小さくなるように設定されている。この処
理を実行するマイコン11は、本発明の制御ゲイン設定
手段に相当する。 【0038】その後、ステップ106で、マイコン11
は、今回算出された比例ゲインtKPの値が前回使用し
た最終比例ゲインKPの値より大きいか否かを判断す
る。この判断結果が否定である場合、マイコン11は、
ステップ108で、今回算出された比例ゲインtKPの
値により最終比例ゲインKPを更新し、処理をステップ
109へ移行する。つまり、この場合は、今回の絶対開
度偏差AERの値が前回の絶対開度偏差AERの値より
大きいことから、前回の最終比例ゲインKPの値より小
さい比例ゲインtKPの値を今回の最終比例ゲインKP
として選択するのであり、「ミニマムセレクト」を行う
のである。上記判断結果が肯定である場合は、マイコン
11は、処理をステップ107へ移行する。 【0039】ステップ107で、マイコン11は、今回
算出された絶対変化速度DTAの値が所定値D1より小
さいか否かを判断する。ここで、所定値D1は、例え
ば、「0」に近似した値でもよく、本来の動作変化に比
べて鈍くなっていることが検出できる値に適合されるも
のである。この判断結果が否定である場合、スロットル
バルブ4の動作変化が比較的大きいものとして、マイコ
ン11は、処理をそのままステップ109へ移行する。
つまり、この場合は、今回の絶対開度偏差AERの値が
前回の絶対開度偏差AERの値より大きくないことか
ら、前回の最終比例ゲインKPの値より大きい比例ゲイ
ンtKPの値によっては今回の最終比例ゲインKPを更
新しない。このように、最終比例ゲインKPの変化を制
限するのである。 【0040】これに対して、ステップ107の判断結果
が肯定である場合、スロットルバルブ4の変化速度が比
較的小さいものとして、マイコン11は、ステップ10
8で、今回算出された比例ゲインtKPの値により最終
比例ゲインKPを更新し、処理をステップ109へ移行
する。つまり、この場合は、今回の絶対開度偏差AER
の値が前回の絶対開度偏差AERの値より大きくないも
のの、スロットルバルブ4の動作変化が何かの理由によ
り本来の動作変化に比べて鈍くなっているものとして、
前回の最終比例ゲインKPの値より大きい比例ゲインt
KPの値により今回の最終比例ゲインKPを更新するの
である。即ち、最終比例ゲインKPの変化の制限を無効
化するのである。つまり、最終比例ゲインKPの「ミニ
マムセレクト」を無効化するのである。 【0041】この実施の形態では、ステップ106〜ス
テップ108に含まれる処理を実行するマイコン11
が、本発明の制御ゲイン制限手段に相当する。又、ステ
ップ107,108の処理を実行するマイコン11が、
本発明の制限無効化手段に相当する。 【0042】その後、ステップ107又はステップ10
8から移行してステップ109では、マイコン11は、
今回算出された積分ゲインtKIの値が前回使用した最
終積分ゲインKIの値より大きいか否かを判断する。こ
の判断結果が否定である場合、マイコン11は、ステッ
プ111で、今回算出された積分ゲインtKIの値によ
り最終積分ゲインKIを更新し、処理をステップ112
へ移行する。つまり、この場合は、今回の絶対開度偏差
AERの値が前回の絶対開度偏差AERの値より大きい
ことから、前回の最終積分ゲインKIの値より小さい積
分ゲインtKIの値を今回の最終比例ゲインKIとして
選択するのであり、「ミニマムセレクト」を行うのであ
る。上記判断結果が肯定である場合は、マイコン11
は、処理をステップ110へ移行する。 【0043】ステップ110で、マイコン11は、今回
算出された絶対変化速度DTAの値が所定値D1より小
さいか否かを判断する。この判断結果が否定である場
合、スロットルバルブ4の動作変化が比較的大きいもの
として、マイコン11は、処理をそのままステップ11
2へ移行する。つまり、この場合は、今回の絶対開度偏
差AERの値が前回の絶対開度偏差AERの値より大き
くないことから、前回の最終積分ゲインKIの値より大
きい積分ゲインtKIの値によっては今回の最終積分ゲ
インKIを更新しない。このように最終積分ゲインKI
の変化を制限するのである。 【0044】これに対して、ステップ110の判断結果
が肯定である場合、スロットルバルブ4の変化速度が比
較的小さいものとして、マイコン11は、ステップ11
1で、今回算出された積分ゲインtKIの値により最終
比例ゲインKIを更新し、処理をステップ112へ移行
する。つまり、この場合は、今回の絶対開度偏差AER
の値が前回の絶対開度偏差AERの値より大きくないも
のの、スロットルバルブ4の動作変化が何かの理由によ
り本来の動作変化に比べて鈍くなっているものとして、
前回の最終積分ゲインKIの値より大きい積分ゲインt
KIの値により今回の最終積分ゲインKIを更新するの
である。即ち、最終積分ゲインKIの変化の制限を無効
化するのである。つまり、最終積分ゲインKIの「ミニ
マムセレクト」を無効化するのである。 【0045】この実施の形態では、ステップ109〜ス
テップ111に含まれる処理を実行するマイコン11
が、本発明の制御ゲイン制限手段に相当する。又、ステ
ップ110,111の処理を実行するマイコン11が、
本発明の制限無効化手段に相当する。 【0046】その後、、ステップ110、ステップ11
1又はステップ121から移行してステップ112で
は、マイコン11は、今回の最終比例ゲインKPの値に
今回の開度偏差ERの値を乗算することにより比例項V
Pの値を算出する。 【0047】次に、ステップ113で、マイコン11
は、今回の最終積分ゲインKIの値と今回の開度偏差E
Rの値との積を、前回までの加算結果に加算することに
より積分項VIの値を算出する。 【0048】次に、ステップ114で、マイコン11
は、今回算出された比例項VPの値と積分項VIの値と
を加算することによりPI制御量VPIの値を算出す
る。この実施の形態では、ステップ112〜114の処
理を実行するマイコン11は、本発明の制御量算出手段
に相当する。 【0049】次に、ステップ115で、マイコン11
は、今回算出されたPI制御量VPIの値を、所定の関
数式によりデューティ比DUTYの値に変換する。 【0050】そして、ステップ116で、マイコン11
は、変換されたデューティ比DUTYの値に基づいてモ
ータ5を制御することにより、スロットルバルブ4を開
閉駆動させるのである。この実施の形態では、ステップ
115,116の処理を実行するマイコン11は、本発
明のアクチュエータ制御手段に相当する。 【0051】上記ルーチンの特徴は、「ミニマムセレク
ト」により最終比例ゲインKP及び最終積分ゲインKI
を決定すると共に、スロットルバルブ4の動作が途中で
鈍くなったりしている場合には、「ミニマムセレクト」
を無効化することにある。このことを図5のブロック図
に示すことができる。即ち、先ず、B1で、目標開度と
実開度との開度偏差を算出する。次に、B2で、開度偏
差に応じた制御ゲインを算出する。次に、B3で、算出
された制御ゲインにつき小さい方の制御ゲインを選択す
るミニマムセレクトを行う。そして、B4で、ミニマム
セレクトにより得られた制御ゲインを最終的な制御ゲイ
ンとして決定するのである。ここで、B1で、開度偏差
を算出するのに合わせて、B5で、スロットルバルブの
変化速度、即ち、実開度VTAの変化速度を算出する。
そして、その変化速度が相対的に小さい場合には、B6
で、B3によるミニマムセレクトを無効化するのであ
る。 【0052】つまり、この実施の形態の電子スロットル
制御装置では、絶対開度偏差AERに応じた比例ゲイン
tKP及び積分ゲインtKIをマップにより備えるが、
スロットルバルブ4の動作により絶対開度偏差AERが
大側へ変化するときには、最終比例ゲインKP及び最終
積分ゲインKIをそれぞれ小側の値へ更新し、絶対開度
偏差AERが小側へ変化するときには、最終比例ゲイン
KP及び最終積分ゲインKIの更新は行わないのであ
る。つまり、ミニマムセレクトを行うのである。併せ
て、スロットルバルブ4の動作が途中で鈍くなったとき
には、上記ミニマムセレクトを行う条件下であってもミ
ニマムセレクトを無効化し、そのときの絶対開度偏差A
ERに見合った最終比例ゲインKP及び最終積分ゲイン
KIの値を決定するのである。 【0053】以上説明したように、この実施の形態の電
子スロットル制御装置によれば、アクセルセンサ8によ
り検出され設定された目標開度RTAの値と、スロット
ルセンサ6により検出された実開度VTAの値とにより
開度偏差ER及び絶対開度偏差AERの値が、それぞれ
マイコン11により算出される。そして、この絶対開度
偏差AERの値が大きくなるほど小さくなるように、P
I制御量VPIの値がマイコン11により算出される。
より詳細には、絶対開度偏差AERの値が大きくなるほ
ど小さくなるような比例ゲインtKP及び積分ゲインt
KIの値がそれぞれマイコン11により設定される。そ
して、開度偏差ERの値と、その開度偏差ERに応じた
比例ゲインtKP及び積分ゲインtKIの値とに基づい
て、PI制御量VPIの値がマイコン11により算出さ
れるのである。そして、そのPI制御量VPIから換算
されたデューティ比DUTYに基づいてモータ5がマイ
コン11により制御される。従って、絶対開度偏差AE
Rの値が相対的に小さい場合には、相対的に大きいPI
制御量VPIの値に基づいてモータ5が制御されること
になり、モータ5が速やかに動作し始めることになる。
詳しくは、絶対開度偏差AERの値が相対的に小さい場
合には、相対的に大きい比例ゲインtKP及び積分ゲイ
ンtKIの値が最終比例ゲインKP及び最終積分ゲイン
KIの値として設定され、これによって相対的に大きい
PI制御量VPIの値が算出され、この値に基づいてモ
ータ5が制御されることにより、モータ5が速やかに動
作し始めることになる。このため、例えば、目標開度R
TAが一旦増加する過渡運転時に、初めの絶対開度偏差
AERの値が比較的小さい場合には、スロットルバルブ
4を速やかに開かせることができ、電子スロットル1と
しての応答性を高めることができる。 【0054】ここで、過渡運転時に、絶対開度偏差AE
Rの値が小側へ変化する過程、即ち、実開度VTAの値
が目標開度RTAの値に近付いていく状況では、その変
化に応じて算出されるPI制御量VPIの値の変化がマ
イコン11により制限される。より詳細には、絶対開度
偏差AERの値の変化に応じて設定される比例ゲインt
KP及び積分ゲインtKIの値がそれぞれ変化しようと
するが、今回設定される比例ゲインtKP及び積分ゲイ
ンtKIの値が、前回設定された最終比例ゲインKP及
び最終積分ゲインKIの値より大きいことから、今回設
定される比例ゲインtKP及び積分ゲインtKIの値が
前回設定された最終比例ゲインKP及び最終積分ゲイン
KIの値により制限される。即ち、最終比例ゲインKP
及び最終積分ゲインKIがそれぞれ更新されず、前回の
値を保つのである。そして、これら最終比例ゲインKP
及び最終積分ゲインKIが更新されないことにより、P
I制御量VPIの値の変化が制限されるのである。従っ
て、過渡運転時の初めに算出されたPI制御量VPIの
値のままで、その値に基づいてモータ5が制御される続
けることになり、絶対開度偏差AERの値が徐々に小さ
くなる過程で、モータ5の過剰な動作が抑えられる。こ
のため、過渡運転時に、初めの絶対開度偏差AERの値
が比較的大きい場合でも、スロットルバルブ4が目標開
度RTAの値を越えて開くこと、即ち、オーバーシュー
トを防止することができ、スロットルバルブ4の収束性
を向上させることができる。 【0055】このことを図6のグラフに示すことができ
る。図6は、実開度VTAの標準的な応答波形を示す。
図6より明らかなように、本実施の形態では、ミニマム
セレクトを行うことから、実曲線で示すように、応答性
と収束性に優れた応答波形が得られることが分かる。こ
れに対して、ミニマムセレクトを行わないものでは、図
6に破線で示すようにオーバーシュートが起きてしまう
のである。 【0056】一方、過渡運転時に、絶対開度偏差AER
の値が小側へ変化する過程であっても、即ち、実開度V
TAの値が目標開度RTAの値に近付いていく状況で
も、スロットルバルブ4の動作が途中で一旦鈍くなった
り、一旦停止したりして、実開度VTAの絶対変化速度
DTAの値が所定値A1より低下したときには、上記し
たPI制御量VPIの変化についての制限がマイコン1
1により緩和される。より詳細には、上記した最終比例
ゲインKP及び最終積分ゲインKIの値の変化について
の制限が、マイコン11により無効化されることによ
り、PI制御量VPIの変化についての制限が無効化さ
れるのである。つまり、絶対開度偏差AERに応じた制
御ゲイン(最終比例ゲインKP,最終積分ゲインKI)
を、絶対開度偏差AERが減少しても、その偏差AER
の小側への制御ゲインの切り換えは行わないルール(ミ
ニマムセレクト)でスケジューリングした電子スロット
ル制御装置において、スロットルバルブ4の動作速度が
所定値より落ちたときには、その時点での絶対開度偏差
AERに応じた制御ゲインへの切り換えを許容するよう
にしているのである。従って、初めに算出されたPI制
御量VPIの値に変わって、そのときの絶対開度偏差A
ERの値に見合った最終比例ゲインKP及び最終積分ゲ
インKIの値に基づいてPI制御量VPIの値が算出さ
れ、その値に基づいてモータ5が制御されることにな
り、モータ5が速やかに動作することになる。このた
め、例えば、製品ばらつきや製品の経時変化、或いは、
運転時の温度条件の変化等により、スロットルバルブ4
の動作が途中で一旦鈍くなったり、一旦停止したりする
ような状況になっても、その後のスロットルバルブ4の
動作の収束性(応答性)を向上させることができる。特
に、この実施の形態では、モータ5として、速度変化の
大きいトルクモータが使用されることから、上記の動作
収束性(応答性)に関して顕著な効果を得ることができ
る。 【0057】このことを図7のグラフに示すことができ
る。図7は、経時変化や温度条件変化等により電子スロ
ットル1の動作が鈍くなっているときの実開度VTAの
応答波形を示す。図7より明らかなように、従来技術で
は、ミニマムセレクトを行っていることから、動作が途
中で一旦鈍くなっても、破線で示すように、応答性が悪
化してしまう。これに対し、本実施の形態では、動作が
途中で一旦鈍くなっても、ミニマムセレクトを一旦無効
化することから、実曲線で示すように、応答性を改善で
きることが分かる。 【0058】[第2の実施の形態]次に、本発明の電子
スロットル制御装置を自動車用ディーゼルエンジンに具
体化した第2の実施の形態を図面を参照して詳細に説明
する。尚、この実施の形態で、第1の実施の形態と同じ
構成については、同一の符号を付して説明を省略し、以
下には相違点を中心に説明するものとする。 【0059】この実施の形態では、スロットル制御プロ
グラムの内容の点で、第1の実施の形態と構成が異な
る。この実施の形態では、スロットル制御にフィードフ
ォワード項VFを加えることにより、トルクモータであ
るモータ5のトルク特性に合わせて実際に即した制御の
実現を図っている。併せて、微分先行型PI制御にする
ことにより、実際に即した制御の実現を図っている。 【0060】図8には、モータ5のトルク特性をグラフ
に示す。このグラフにおいて、縦軸の発生トルクは、矢
印の方向がスロットルバルブ4の開き側のトルクを示
す。この特性から、トルク=0(ゼロ)では、スロット
ルバルブ4が静止し、トルク>0では、スロットルバル
ブ4が開方向へ駆動し、トルク<0では、スロットルバ
ルブ4が閉方向へ駆動し、異なる電流(1A,0A,−
1A)によってトルク=0となる開度が変わることが分
かる。 【0061】従って、モータ5に所定の電流を与えるこ
とにより、スロットルバルブ4は所定の開度を保持する
ことになるため、所要の目標開度RTAに応じた電流を
モータ5に予め流すようにすることで、電子スロットル
1としての制御性(応答性)を高めることができる。こ
の実施の形態では、所要の目標開度RTAに応じた電流
(制御上では「デューティ比DUTY」)を予め制御量
に加えるために、スロットル制御のパラメータにフィー
ドフォワード項VFを追加している。又、微分先行型P
I制御とするために、フィードバック制御に用いられる
開度偏差ERの算出に微分処理を追加している。そのス
ロットル制御の内容を以下に説明する。 【0062】図9には、マイコン11が実行するスロッ
トル制御プログラムをフローチャートに示す。このフロ
ーチャートで、ステップ101〜113,116,12
0,121は、図2のフローチャートのステップ101
〜113,116,120,121と同じ処理内容を示
し、ステップ130〜133は、図2のフローチャート
と異なる処理内容を示す。マイコン11は、このルーチ
ンを所定時間毎に周期的に実行する。 【0063】先ず、ステップ130で、マイコン11
は、スロットルセンサ6で検出される実開度VTAの微
分値(VTA−VTAO)に微分ゲインKdの値を掛け
たものに実開度VTAの値を加えた上で、アクセルセン
サ8の検出により設定される目標開度RTAとの開度偏
差ERの値を算出する。ここで、「VTAO」は、前回
検出された実開度VTAの値を意味する。このように、
フィードバック制御に用いられる開度偏差ERの算出に
微分処理を追加することにより、微分先行型PI制御と
している。 【0064】次に、マイコン11は、ステップ130か
らステップ101へ処理を移行し、図2のフローチャー
トと同様、ステップ101〜113,120,121の
処理を順次実行する。 【0065】その後、ステップ113から移行してステ
ップ131で、マイコン11は、図10に示すようなフ
ィードフォワード項マップ(マップ3)を参照すること
により、目標開度RTAの値からフィードフォワード項
VFの値を算出する。このフィードフォワード項マップ
では、目標開度RTAが中間開度となるときにフィード
フォワード項VFが「0」となり、目標開度RTAが中
間開度から全開方向へ大きくなるに連れてフィードフォ
ワード項VFが正の所定値である「+a2」へ向けて大
きくなり、目標開度RTAが中間開度から全閉方向へ小
さくなるに連れてフィードフォワード項VFが負の所定
値である「−a1」へ向けて小さくなるように設定され
る。この処理を実行するマイコン11は、フィードフォ
ワード項設定手段に相当する。 【0066】次に、ステップ132で、マイコン11
は、今回算出された比例項VPの値と、積分項VIの値
と、フィードフォワード項VFの値とを加算することに
よりPIF制御量VPIFの値を算出する。この実施の
形態では、ステップ112,113,131,132の
処理を実行するマイコン11が、本発明の制御量算出手
段に相当する。 【0067】次に、ステップ133で、マイコン11
は、今回算出されたPIF制御量VPIFの値を、所定
の関数式によりデューティ比DUTYの値に変換する。 【0068】そして、ステップ116で、マイコン11
は、変換されたデューティ比DUTYの値に基づいてモ
ータ5を制御することにより、スロットルバルブ4を開
閉駆動させる。この実施の形態では、ステップ133,
116の処理を実行するマイコン11が、本発明のアク
チュエータ制御手段に相当する。 【0069】以上が本実施の形態におけるスロットル制
御プログラムの内容である。従って、この実施の形態の
電子スロットル制御装置によっても、前記第1の実施の
形態と同様の作用及び効果を得ることができる。即ち、
初めに算出されたPIF制御量VPIFの値に変わっ
て、そのときの絶対開度偏差AERの値に見合った最終
比例ゲインKP、最終積分ゲインKI及びフィードフォ
ワード項VFの各値に基づいてPIF制御量VPIFの
値が算出され、その値に基づいてモータ5が制御される
ことになり、モータ5が速やかに動作することになる。
このため、製品ばらつきや製品の経時変化、或いは、運
転時の温度条件の変化等により、スロットルバルブ4の
動作が途中で一旦鈍くなったり、一旦停止したりするよ
うな状況になっても、その後のスロットルバルブ4の動
作の収束性(応答性)を向上させることができるのであ
る。 【0070】加えて、この実施の形態では、フィードフ
ォワード項VFを追加したPIF制御量VPIFを算出
し、その制御量VPIFの値に基づいてモータ5を制御
しているので、所要の目標開度RTAに応じたフィード
フォワード項VFの分だけモータ5に予め電流を流すこ
とができ、電子スロットル1としての制御性(応答性)
を、第1の実施の形態のそれに対して一層高めることが
できる。 【0071】ここで、温度条件の変化によりモータ5の
特性が変動することで、予め与えたフィードフォワード
項VFの値が実際とは合わなくなり、その分だけ多少の
制御誤差が加わり、電子スロットル1に動作ばらつきが
生じるおそれもある。又、製品ばらつきによるトルク特
性ばらつきによっても、同様の制御誤差が加わり、電子
スロットル1に動作ばらつきが生じることが考えられ
る。しかし、本実施の形態のようにフィードフォワード
項VFを追加して制御性(応答性)を向上させた電子ス
ロットル制御装置では、背反として、製品ばらつきや温
度条件変化等により一時的に応答性が鈍くなる現象が起
き易くなることに対して、このことを補償することので
きる効果があることから、より好適な電子スロットル制
御装置になると言える。 【0072】更に、この実施の形態では、スロットル制
御を微分先行型PI制御としているので、目標開度RT
Aに近付くと開度偏差ERの符号が反転することにな
り、モータ5に逆向きの電流を流すことができ、言い換
えるとモータ5にブレーキを与えることができる。この
ため、それまでのモータ動作速度を速くしておき、ブレ
ーキをかけて止める適合が可能となり、電子スロットル
1としての応答性を高めることができる。そのため、製
品ばらつきや温度条件変化等によるブレーキの効き具合
(温度によるフリクションの変化も影響)により電子ス
ロットル1の動作ばらつきとなる要素を含み、一時的に
応答性が鈍くなる現象もあるが、これを補償できる効果
があることから、より好適な電子スロットル制御装置に
なると言える。 【0073】尚、この発明は前記各実施の形態に限定さ
れるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範
囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもでき
る。 【0074】(1)前記第1の実施の形態では、絶対開
度偏差AERに応じて算出される最終比例ゲインKP及
び最終積分ゲインKIを制御ゲインとして使用し、制御
量としてのPI制御量VPIを算出するようにした。こ
れに対し、比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインを制
御ゲインとして使用して制御量としてのPID制御量を
算出するようにしてもよい。 【0075】(2)前記各実施の形態では、アクチュエ
ータとして、トルクモータよりなるモータ5を使用した
が、トルクモータに代わってDCモータを使用してもよ
い。 【0076】(3)前記各実施の形態では、電子スロッ
トル制御装置を自動車用ディーゼルエンジンに適用して
具体化したが、電子スロットル制御装置を自動車用ガソ
リンエンジンに適用して具体化してもよい。この場合、
電子スロットル制御装置は、ガソリンエンジンの出力調
整等のために使われる。 【0077】 【発明の効果】請求項1に記載の発明の構成によれば、
目標開度と実開度との開度偏差が大きくなるほど小さく
なるように制御ゲインを設定し、その制御ゲインと開度
偏差とに基づいてアクチュエータの制御量を算出し、開
度偏差が小側へ変化するときには制御ゲインの変化を制
限するものにおいて、実開度の変化速度が所定値より低
下したとき、制御ゲインについての制限を無効化するよ
うにしたので、スロットルバルブの動作が途中で鈍くな
っても、その後の動作の収束性(応答性)を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】第1の実施の形態に係り、電子スロットル制御
装置を示す概略構成図である。 【図2】スロットル制御プログラムを示すフローチャー
トである。 【図3】比例ゲインマップを示すグラフである。 【図4】積分ゲインマップを示すグラフである。 【図5】スロットル制御プログラムの特徴を示すブロッ
ク図である。 【図6】実開度の標準的な応答波形を示すタイムチャー
トである。 【図7】電子スロットル動作鈍化時の実開度の応答波形
を示すタイムチャートである。 【図8】第2の実施の形態に係り、トルクモータのトル
ク特性を示すグラフである。 【図9】スロットル制御プログラムを示すフローチャー
トである。 【図10】フィードフォワード項マップを示すグラフで
ある。 【図11】従来技術のスロットル制御プログラムを示す
フローチャートである。 【図12】従来技術のスロットル制御プログラムの特徴
を示すブロック図である。 【図13】モータマグネットの温度による磁気特性を示
すグラフである。 【図14】25℃のときのモータトルク特性を示すグラ
フである。 【図15】120℃のときのモータトルク特性を示すグ
ラフである。 【図16】−30℃のときのモータトルク特性を示すグ
ラフである。 【符号の説明】 1 電子スロットル 4 スロットルバルブ 5 モータ(アクチュエータ) 6 スロットルセンサ(実開度検出手段) 8 アクセルセンサ(目標開度設定手段) 11 マイコン(開度偏差算出手段、制御量算出手
段、制御ゲイン設定手段、制御ゲイン制限手段、アクチ
ュエータ制御手段、変化速度検出手段及び制限無効化手
段) ER 開度偏差 AER 絶対開度偏差 RTA 目標開度 VTA 実開度 DTA 絶対変化速度 tKP 比例ゲイン tKI 積分ゲイン KP 最終比例ゲイン KI 最終積分ゲイン VPI PI制御量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧迫 弘幸 愛知県大府市共和町一丁目1番地の1 愛 三工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 嘉康 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G065 AA01 CA00 DA05 DA06 DA15 EA07 FA12 GA10 GA41 GA46 HA06 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 3G084 AA01 BA05 DA05 DA21 DA22 EB09 EB13 FA10 3G301 HA01 HA02 JA03 JA11 JA17 LA01 NC04 ND05 PA11A PF03A

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 スロットルバルブをアクチュエータによ
    り開閉駆動させる電子スロットルと、 前記電子スロットルの目標開度を設定するための目標開
    度設定手段と、 前記電子スロットルの実開度を検出するための実開度検
    出手段と、 前記目標開度と前記実開度との開度偏差を算出するため
    の開度偏差算出手段と、 前記アクチュエータの制御量を、前記開度偏差とその開
    度偏差に応じた制御ゲインとに基づいて算出するための
    制御量算出手段と、 前記制御ゲインを、前記開度偏差が大きくなるほど小さ
    くなるように設定するための制御ゲイン設定手段と、 今回設定される制御ゲインが前回設定された制御ゲイン
    より大きいとき、今回設定される制御ゲインを前回設定
    された制御ゲインにより制限するための制御ゲイン制限
    手段と、 前記算出された制御量に基づいて前記アクチュエータを
    制御するためのアクチュエータ制御手段とを備えた電子
    スロットル制御装置において、 前記実開度の変化速度を検出するための変化速度検出手
    段と、 前記変化速度が所定値より低下したとき、前記制御ゲイ
    ン制限手段による前記制御ゲインについての制限を無効
    化するための制限無効化手段とを備えたことを特徴とす
    る電子スロットル制御装置。
JP2001337604A 2001-11-02 2001-11-02 電子スロットル制御装置 Expired - Lifetime JP3826014B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001337604A JP3826014B2 (ja) 2001-11-02 2001-11-02 電子スロットル制御装置
US10/282,195 US6766785B2 (en) 2001-11-02 2002-10-29 Electronic throttle control apparatus
EP02024202A EP1308615A3 (en) 2001-11-02 2002-10-30 Electronic throttle control apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001337604A JP3826014B2 (ja) 2001-11-02 2001-11-02 電子スロットル制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003138965A true JP2003138965A (ja) 2003-05-14
JP3826014B2 JP3826014B2 (ja) 2006-09-27

Family

ID=19152211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001337604A Expired - Lifetime JP3826014B2 (ja) 2001-11-02 2001-11-02 電子スロットル制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6766785B2 (ja)
EP (1) EP1308615A3 (ja)
JP (1) JP3826014B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007009711A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Mazda Motor Corp リニア空燃比センサの劣化診断装置
JP2007113498A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Denso Corp 排気ガス還流制御装置
JP2008267191A (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Mitsubishi Electric Corp バルブ制御装置
JP2010221944A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Honda Motor Co Ltd 車両挙動制御装置
JP2020148094A (ja) * 2019-03-11 2020-09-17 株式会社ニッキ 電子制御スロットル制御装置
JP2022035677A (ja) * 2020-08-21 2022-03-04 いすゞ自動車株式会社 車両の制御装置、車両、及び制御方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001007768A1 (fr) * 1999-07-28 2001-02-01 Hitachi, Ltd. Procede et appareil pour papillon commande par moteur, automobile, procede de mesure de la temperature d'un moteur pour la commande du papillon et procede de mesure de la temperature du moteur
JP2004028001A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Mitsubishi Electric Corp 電子スロットルバルブの制御装置
JP2004340021A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Mitsubishi Electric Corp スロットルバルブ制御装置
JP4445360B2 (ja) * 2004-09-22 2010-04-07 三菱電機株式会社 エンジンの電子スロットル制御装置
DE102004053391A1 (de) * 2004-11-05 2006-05-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern eines Stellgliedes
JP4767069B2 (ja) * 2005-05-02 2011-09-07 ヤマハ発動機株式会社 鞍乗型車両のエンジン制御装置及びそのエンジン制御方法
DE102005054737A1 (de) * 2005-11-17 2007-05-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
GB0609318D0 (en) * 2006-05-11 2006-06-21 Autokontrol Ltd Speed limiter system
JP5202415B2 (ja) * 2009-03-31 2013-06-05 本田技研工業株式会社 スロットル制御装置
JP2011069336A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Keihin Corp 内燃機関の制御装置
US9085237B2 (en) * 2011-10-03 2015-07-21 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Speed limiter
JP5646020B1 (ja) * 2013-08-28 2014-12-24 三菱電機株式会社 エンジン制御装置およびエンジン制御方法
KR20190031778A (ko) * 2017-09-18 2019-03-27 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 가변 차지 모션 액추에이터의 모터 제어 장치 및 방법
US11022058B1 (en) * 2020-04-20 2021-06-01 Deere & Company Work vehicle engine control systems operable in enhanced scheduled power reduction modes
CN113359410B (zh) * 2021-04-29 2022-05-24 武汉华海通用电气有限公司 一种数字变pi控制器
JP2023021850A (ja) * 2021-08-02 2023-02-14 株式会社ニッキ スロットルの電子制御方法及び電子制御スロットル装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3700996A (en) * 1971-09-24 1972-10-24 Gen Motors Corp Remote throttle control via step motor movement and responsive to vehicle or engine condition
ES2019672B3 (es) * 1987-04-09 1991-07-01 Siemens Ag Instalacion para el mando del aire de aspiracion en un motor de combustion interna
JP2506150B2 (ja) * 1988-06-03 1996-06-12 株式会社日立製作所 内燃機関のスロットル制御装置
US4901695A (en) * 1988-10-20 1990-02-20 Delco Electronics Corporation Dual slope engine drive-by-wire drive circuit
JPH05248282A (ja) * 1992-03-06 1993-09-24 Mazda Motor Corp エンジンのスロットル弁制御装置
JP3073591B2 (ja) * 1992-03-17 2000-08-07 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
JP3155694B2 (ja) * 1995-11-09 2001-04-16 株式会社日立製作所 スロットルバルブの制御装置及び方法
JP3498455B2 (ja) * 1995-12-08 2004-02-16 日産自動車株式会社 スロットルバルブの位置決め制御装置
JP3356945B2 (ja) 1996-12-17 2002-12-16 愛三工業株式会社 スロットルバルブ制御装置
JP2004011564A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Hitachi Ltd モータ駆動式スロットル弁の制御方法及びモータ駆動式スロットル弁制御装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007009711A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Mazda Motor Corp リニア空燃比センサの劣化診断装置
JP4604882B2 (ja) * 2005-06-28 2011-01-05 マツダ株式会社 リニア空燃比センサの劣化診断装置
JP2007113498A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Denso Corp 排気ガス還流制御装置
JP4534950B2 (ja) * 2005-10-20 2010-09-01 株式会社デンソー 排気ガス還流制御装置
DE102006035360B4 (de) * 2005-10-20 2013-01-10 Denso Corporation Verfahren und System zum Steuern eines Stellglieds zum Drehen eines Ventils
JP2008267191A (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Mitsubishi Electric Corp バルブ制御装置
JP2010221944A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Honda Motor Co Ltd 車両挙動制御装置
JP2020148094A (ja) * 2019-03-11 2020-09-17 株式会社ニッキ 電子制御スロットル制御装置
JP7266856B2 (ja) 2019-03-11 2023-05-01 株式会社ニッキ 電子制御スロットル制御装置
JP2022035677A (ja) * 2020-08-21 2022-03-04 いすゞ自動車株式会社 車両の制御装置、車両、及び制御方法
JP7392611B2 (ja) 2020-08-21 2023-12-06 いすゞ自動車株式会社 車両の制御装置、車両、及び制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1308615A3 (en) 2005-01-26
US6766785B2 (en) 2004-07-27
US20030084873A1 (en) 2003-05-08
EP1308615A2 (en) 2003-05-07
JP3826014B2 (ja) 2006-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003138965A (ja) 電子スロットル制御装置
US6119063A (en) System and method for smooth transitions between engine mode controllers
US7150263B2 (en) Engine speed control apparatus; engine system, vehicle and engine generator each having the engine speed control apparatus; and engine speed control method
JPH10176579A (ja) スロットルバルブ制御装置
JP3710073B2 (ja) 吸気絞り弁制御装置
US5809966A (en) Method and arrangement for controlling a positioning device of an internal combustion engine
JP2006274993A (ja) 内燃機関の出力制御装置
JPH07332136A (ja) 内燃機関のスロットル制御装置
US6612287B2 (en) Electronic throttle position feedforward system
JP2927212B2 (ja) 内燃機関のスロットル制御装置
JPH0666187A (ja) 車両のアクチュエータ制御方法および装置
JP3744219B2 (ja) 電子制御スロットル弁の制御装置
JP4654213B2 (ja) 駆動量制御装置
JP2711674B2 (ja) スロットルバルブ開度制御装置
JPH11303672A (ja) スロットルバルブ制御装置
JP3733858B2 (ja) 吸気制御装置
JP2000161112A (ja) 電子制御スロットル弁の制御装置
JPH10238370A (ja) 内燃機関の電子スロットル制御装置
JP2505427B2 (ja) 内燃機関の吸気制御装置
JPH01100317A (ja) 内燃機関の過給圧制御装置
JP2000108716A (ja) 定速走行装置
KR100428174B1 (ko) 디젤 엔진의 초기 시동시 매연 저감 제어 방법
JPH1053046A (ja) 車両用定速走行装置
JP2001132515A (ja) 電子スロットル制御装置
JPH02169829A (ja) スロットル弁制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060703

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3826014

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100707

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120707

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130707

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term