JP2004003495A - Throttle control device of internal combustion engine - Google Patents

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仲矢  好政
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宮野  英正
Shigeru Kamio
神尾  茂
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain optimum responsiveness and stability of a throttle valve according to a running condition of a vehicle. <P>SOLUTION: In an ECU 10, the feedback control to a DC motor 12 is performed via a motor drive circuit 11 through a PID control by a PID control circuit 10b so that the difference between the actual throttle opening θth calculated based on the throttle opening signal TH of a throttle opening sensor 4 corresponding to the throttle opening of a throttle valve 3 and the throttle opening command value θcmd calculated based on the accelerator opening signal Ap of an accelerator opening sensor 6 corresponding to the accelerator opening of an accelerator pedal 5 is eliminated. The system performance is improved by setting PID control constants Kp, Ti and Td in the PID control according to a running condition of a vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、アクセルペダルの踏込量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度を制御する内燃機関のスロットル制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、アクセルペダルの踏込量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度を制御する『電子スロットルシステム』と称する内燃機関のスロットル制御装置が知られている。
【0003】
この内燃機関のスロットル制御装置においては、アクセルペダルの踏込量に対応するアクセル開度を検出するアクセル開度センサからの信号に応じてDCモータに電流を流し、DCモータが駆動されることでスロットルバルブが開閉され吸入空気量が制御される。このとき、スロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度センサからの信号とアクセル開度センサからの信号との偏差がなくなるようにDCモータに対して比例・積分・微分制御(以下、単に『PID制御』という)によるフィードバック制御が実行されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したPID制御におけるP(比例)項、I(積分)項、D(微分)項の各制御定数は、システムのあらゆる運転状態における仕様を満たすように中間的なチューニングによる固定値が設定されていた。このように設定された制御定数では、当然のことながら、所定の運転状態に対応する最適値とはなり得ないことから、スロットルバルブの応答性、安定性等を低下させる要因となっていた。
【0005】
ここで、車両の運転状態に応じて要求されるスロットルバルブの応答性及び安定性について述べる。
【0006】
例えば、アクセルペダル操作をすることなく車両の定速走行を可能とするクルーズコントロール(Cruise Control)(以下、単に『C/C』という)中においては、スロットルバルブの応答性及び安定性が同程度に要求されるのである。
【0007】
そこで、この発明は、かかる不具合を解決するためになされたもので、車両の運転状態に応じた最適なスロットルバルブの応答性及び安定性を得ることができる内燃機関のスロットル制御装置の提供を課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1にかかる内燃機関のスロットル制御装置は、アクセルペダルの踏込量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度を制御するものにおいて、DCモータを比例・積分・微分制御してスロットルバルブを制御するスロットルバルブ制御手段と、比例・積分・微分制御の制御定数を車両の運転状態としてC/C時に応じて設定する制御定数設定手段とを具備するものである。
【0009】
請求項2にかかる内燃機関のスロットル制御装置は、さらに、内燃機関のC/C時を判定するC/C判定手段を具備し、制御定数設定手段は、C/C判定手段によりC/C時と判定された場合には、比例・積分・微分における制御定数の比例項ゲイン及び微分項ゲインを通常時と同程度に設定するものである。
【0010】
請求項3にかかる内燃機関のスロットル制御装置は、請求項1又は請求項2の何れかが具備する手段に加えて、制御定数設定手段が、制御定数を平滑化して設定するものである。
【0011】
【作用】
請求項1の内燃機関のスロットル制御装置においては、スロットルバルブ制御手段でDCモータがPID制御されスロットルバルブが制御される。このPID制御における制御定数が制御定数設定手段で車両の運転状態としてC/C時に対応して設定される。このようなPID制御では、制御定数が車両の運転状態としてC/Cに対応させ最適値となるように設定できる。
【0012】
請求項2の内燃機関のスロットル制御装置の制御定数設定手段では、請求項1の作用に加えて、C/C判定手段によりC/C時と判定されると、車両の運転状態として具体的なC/C時における制御定数のP(比例)項ゲイン及びD(微分)項ゲインを通常時と同程度に設定される。
【0013】
請求項3の内燃機関のスロットル制御装置の制御定数設定手段では、請求項1又は請求項2の何れかに加えて、制御定数が平滑化され設定される。
【0014】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
【0015】
図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置の全体構成を示す概略図である。
【0016】
図1において、1は内燃機関であり、内燃機関1には吸気通路2を通って空気が供給される。3はスロットルバルブであり、スロットルバルブ3は吸気通路2の途中に設けられ、このスロットルバルブ3にはスロットル開度を検出するスロットル開度センサ4が設けられている。5はアクセルペダルであり、アクセルペダル5にはアクセル開度を検出するアクセル開度センサ6が設けられている。なお、7はスロットルバルブ3の全閉位置を規制する全閉ストッパである。
【0017】
10はECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)であり、ECU10にはスロットル開度センサ4からのスロットル開度信号TH及びアクセルペダル5からのアクセル開度信号Apが入力されている。12はアクチュエータとしてのDCモータであり、DCモータ12にはECU10側から電流が供給される。また、13はDCモータ12とスロットルバルブ3との間に配設されるギヤ段であり、14はスロットルバルブ3を全閉側に常時付勢するリターンスプリングである。
【0018】
次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置の要部構成を示す図2及びフィードバック制御における信号の流れを示す図3を参照して説明する。
【0019】
図2において、アクセルペダル5の踏込量に対応するアクセル開度センサ6からのアクセル開度信号Ap及びスロットルバルブ3のスロットル開度に対応するスロットル開度センサ4からのスロットル開度信号THがA/D変換器10aでA/D変換されECU10に入力される。それらの信号に応じてECU10からモータ駆動回路11にPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)信号が出力される。そして、モータ駆動回路11からDCモータ12に電流が流され、DCモータ12が駆動されギヤ段13を介してスロットルバルブ3が開閉される。
【0020】
このとき、図3に示すように、ECU10ではスロットルバルブ3のスロットル開度に対応するスロットル開度センサ4のスロットル開度信号THに基づいて算出された実際のスロットル開度θthとアクセルペダル5のアクセル開度に対応するアクセル開度センサ6のアクセル開度信号Apに基づいて算出されたスロットル開度指令値θcmdとの偏差がなくなるようにPID制御回路10bによるPID制御によりモータ駆動回路11を介してDCモータ12に対するフィードバック制御が実行される。
【0021】
次に、PID制御におけるP(比例)項、I(積分)項、D(微分)項の各制御定数であるP項ゲイン、I項ゲイン、D項ゲインとスロットルバルブの制御特性との関係を説明する。
【0022】
P項ゲインは、スロットルバルブの開閉における立上がりまたは立下がりの傾き、即ち、応答速度を制御している。したがって、このP項ゲインが大きくなるとスロットルバルブの応答速度は速くなるが、反動としてのオーバーシュートが大きくなりスロットル開度を一定保持しようとすると発振し易くなる。
【0023】
また、I項ゲインは、スロットルバルブのスロットル開度指令値と実際のスロットル開度との偏差を小さくするように制御している。したがって、このI項ゲインが大きくなるとスロットルバルブの挙動が大きくなりスロットル開度を一定保持しようとすると発振し易くなる。
【0024】
そして、D項ゲインは、スロットルバルブの開閉における応答速度に関連する最終収束速度を制御している。したがって、このD項ゲインが大きくなるとスロットルバルブの応答速度が遅くなるが、反面、スロットルバルブのスロットル開度変動時のオーバーシュートが小さくなる。
【0025】
次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているECU10の処理手順を図4のフローチャートに基づき、図5の各運転状態におけるPID制御定数を示すマップを参照して説明する。
【0026】
まず、ステップS101で、前回の判定からT1時間(4ms〜8ms)が経過しているかが判定される。ステップS101の判定条件が成立しないときには、本ルーチンを終了する。一方、ステップS101の判定条件が成立するときには、ステップS102に移行し、TRC中であるかが車輪のスリップ状態に基づき判定される。ステップS102の判定条件が成立するとき、即ち、(駆動輪の車輪速度)>(従動輪の車輪速度)であるならばスリップ中でありTRC中と判定し、ステップS103に移行し、図5に示すTRCマップからPID制御定数が求められる。
【0027】
一方、ステップS102の判定条件が成立しないときには、ステップS104に移行し、C/C中であるかが判定される。ここで、C/CメインスイッチONかつC/CセットスイッチONであるとC/C開始されC/C中となり、ブレーキONまたはC/CキャンセルスイッチONまたはC/CメインスイッチOFFでC/C終了となる。ステップS104の判定条件が成立するときには、ステップS105に移行し、図5に示すC/CマップからPID制御定数が求められる。
【0028】
また、ステップS104の判定条件が成立しないときには、ステップS106に移行し、ISC中であるかが判定される。このISC中の判定条件としては、車速=0かつ(スロットル開度)≦(所定開度)であるとISC開始されISC中となる。ステップS106の判定条件が成立するときには、ステップS107に移行し、図5に示すISCマップからPID制御定数が求められる。
【0029】
そして、ステップS106の判定条件が成立しないときには、ステップS108に移行し、図5に示す通常マップからPID制御定数が求められる。ステップS103、ステップS105、ステップS107またはステップS108の処理ののち、ステップS109に移行し、PID制御定数が平滑化され、本ルーチンを終了する。
【0030】
なお、PID制御定数の平滑化としては指数平滑と称される次式(1),(2),(3)による手法を用いる。ここで、ρはフィルタ定数として0<ρ<1のうちから予め設定された定数であり、次式(1),(2),(3)からも分かるようにρの値が大きいほど急激に新たなPID制御定数に漸近されることとなる。
【0031】
[数1]
Kpn=(1−ρ)Kpn−1+ρKpt・・・(1)
[数2]
Tdn=(1−ρ)Tdn−1+ρTdt・・・(2)
[数3]
Tin=(1−ρ)Tin−1+ρTit・・・(3)
このようにして、上式(1),(2),(3)からPID制御におけるP(比例)項ゲインKp、D(微分)項ゲインTd、I(積分)項ゲインTiが求められ、次式(4)に代入され、図3のECU10のPID制御回路10bにおけるPID制御式Gが求められる。ここで、Sはラプラス演算子である。
【0032】
[数4]
G=Kp{1+(1/TiS)+TdS}・・・(4)
なお、上式(4)で表されるPIDは一般的な式であり、他の特殊な式で表されるPID制御においても同様に適応可能である。
【0033】
このように、本実施例の内燃機関のスロットル制御装置は、アクセルペダル5の踏込量に応じてDCモータ12を駆動しスロットルバルブ3の開度を制御するものにおいて、DCモータ12をPID制御してスロットルバルブ3を制御するECU10にて達成されるスロットルバルブ制御手段と、PID制御の制御定数を車両の運転状態に応じて設定するECU10にて達成される制御定数設定手段とを具備するものである。
【0034】
したがって、スロットルバルブ制御手段でDCモータ12がPID制御されスロットルバルブ3が制御され、このPID制御における制御定数が制御定数設定手段で車両の運転状態に応じて設定される。故に、このようなPID制御では、制御定数が車両の運転状態に対応させ最適値となるように設定してシステムの性能を向上することができる。
【0035】
また、本実施例の内燃機関のスロットル制御装置は、ECU10にて達成される制御定数設定手段がISC時における前記制御定数を設定するものである。
【0036】
したがって、制御定数設定手段で車両の運転状態として具体的なISC時における制御定数が設定される。即ち、ISC時ではPID制御におけるD(微分)項ゲインが大きくかつP(比例)項ゲインが小さく設定される。このため、スロットルバルブの安定性が重視され内燃機関のアイドル時の機関回転数を安定化するのに適した制御となる。
【0037】
そして、本実施例の内燃機関のスロットル制御装置は、ECU10にて達成される制御定数設定手段がTRC時における前記制御定数を設定するものである。
【0038】
したがって、制御定数設定手段で車両の運転状態として具体的なTRC時における制御定数が設定される。即ち、TRC時ではPID制御におけるP(比例)項ゲインが大きくかつD(微分)項ゲインが小さく設定される。このため、スロットルバルブの応答性が重視され路面状態等に応じて素早く内燃機関の出力による駆動輪の駆動力を変化するのに適した制御となる。
【0039】
更に、本実施例の内燃機関のスロットル制御装置は、ECU10にて達成される制御定数設定手段がC/C時における前記制御定数を設定するものである。
【0040】
したがって、制御定数設定手段で車両の運転状態として具体的なC/C時における制御定数が設定される。即ち、C/C時ではPID制御におけるP(比例)項ゲイン及びD(微分)項ゲインが同程度に設定される。このため、スロットルバルブの応答性及び安定性が重視され車両の定速走行に適した制御となる。
【0041】
また、本実施例の内燃機関のスロットル制御装置は、ECU10にて達成される制御定数設定手段が前記制御定数を平滑化して設定するものである。
【0042】
したがって、制御定数設定手段で制御定数が平滑化され設定される。このため、車両の運転状態が急激に変更されたとしても、PID制御定数が急激に変化することを回避することができ、車両の不自然な挙動を防止することができる。
【0043】
ところで、上記実施例においては、車両の運転状態として具体的なISC時、TRC時、C/C時におけるPID制御定数を設定するとしたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、その他の車両の運転状態においても同様のマップでPID制御定数を設定することにより最適なスロットルバルブの応答性及び安定性を得ることができる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の内燃機関のスロットル制御装置によれば、制御設定手段としてC/C時における制御定数が設定される。具体的には、請求項2に記載のように、C/C時ではPID制御におけるP(比例)項ゲイン及びD(微分)項ゲインが同程度に設定されることで、スロットルバルブの応答性及び安定性が重視され車両の定速走行に適した制御とすることができる。
【0045】
請求項3の内燃機関のスロットル制御装置によれば、請求項1又は請求項2の効果に加えて、制御定数設定手段で制御定数が平滑化され設定される。これにより、車両の運転状態が急激に変更されたとしても、PID制御における制御定数が急激に変化することを回避することができ、車両の不自然な挙動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】図2は本発明の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置の要部構成を示すブロック図である。
【図3】図3は本発明の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置における信号の流れを示す説明図である。
【図4】図4は本発明の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で使用されているECUの処理手順を示すフローチャートである。
【図5】図5は本発明の一実施例にかかる内燃機関のスロットル制御装置で用いられる各運転状態における制御定数を示すマップである。
【符号の説明】
1    内燃機関
3    スロットルバルブ
4    スロットル開度センサ
5    アクセルペダル
6    アクセル開度センサ
10   ECU(電子制御装置)
10b  PID制御回路
12   DCモータ
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a throttle control device for an internal combustion engine that controls a degree of opening of a throttle valve by driving a DC motor in accordance with an amount of depression of an accelerator pedal.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a throttle control device for an internal combustion engine called an “electronic throttle system” that controls a degree of opening of a throttle valve by driving a DC motor in accordance with an amount of depression of an accelerator pedal.
[0003]
In this throttle control device for an internal combustion engine, a current is supplied to a DC motor in accordance with a signal from an accelerator opening sensor that detects an accelerator opening corresponding to the amount of depression of an accelerator pedal, and the throttle is driven by driving the DC motor. The valve is opened and closed to control the amount of intake air. At this time, proportional / integral / differential control (hereinafter, simply referred to as "the signal") is performed on the DC motor so that the deviation between the signal from the throttle opening sensor for detecting the throttle opening of the throttle valve and the signal from the accelerator opening sensor is eliminated. PID control ”).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the control constants of the P (proportional) term, I (integral) term, and D (differential) term in the above-described PID control are set to fixed values by intermediate tuning so as to satisfy the specifications in all operating states of the system. It had been. Of course, the control constants set in this way cannot be the optimum values corresponding to the predetermined operation state, and thus have been a factor for reducing the responsiveness and stability of the throttle valve.
[0005]
Here, the responsiveness and stability of the throttle valve required according to the driving state of the vehicle will be described.
[0006]
For example, during cruise control (hereinafter, simply referred to as "C / C") that enables the vehicle to travel at a constant speed without operating the accelerator pedal, the responsiveness and stability of the throttle valve are comparable. Is required.
[0007]
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a throttle control device for an internal combustion engine that can obtain optimum throttle valve responsiveness and stability according to a vehicle operating condition. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A throttle control device for an internal combustion engine according to claim 1 drives a DC motor in accordance with an amount of depression of an accelerator pedal to control an opening of a throttle valve. , And control constant setting means for setting the control constants of the proportional / integral / differential control as the operating state of the vehicle in accordance with the C / C time.
[0009]
The throttle control device for an internal combustion engine according to claim 2 further includes C / C determination means for determining the C / C time of the internal combustion engine, and the control constant setting means uses the C / C determination means by the C / C determination means. When it is determined, the proportional term gain and the derivative term gain of the control constants in the proportional, integral, and differential are set to approximately the same levels as those in the normal state.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a throttle control device for an internal combustion engine, wherein the control constant setting means smoothes and sets the control constant in addition to the means provided in any one of the first and second aspects.
[0011]
[Action]
In the throttle control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the DC motor is PID-controlled by the throttle valve control means to control the throttle valve. The control constant in the PID control is set by the control constant setting means as the operating state of the vehicle corresponding to the C / C time. In such PID control, the control constant can be set to an optimum value corresponding to C / C as the operating state of the vehicle.
[0012]
In the control constant setting means of the throttle control device for an internal combustion engine according to the second aspect, in addition to the operation of the first aspect, when the C / C determination means determines that the vehicle is in the C / C time, a specific operation state of the vehicle is determined. The P (proportional) term gain and the D (differential) term gain of the control constant at the time of C / C are set to be approximately the same as those in the normal state.
[0013]
In the control constant setting means of the throttle control device for an internal combustion engine according to the third aspect, in addition to the first or second aspect, the control constant is smoothed and set.
[0014]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
[0015]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a throttle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
[0016]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine, and air is supplied to the internal combustion engine 1 through an intake passage 2. Reference numeral 3 denotes a throttle valve. The throttle valve 3 is provided in the middle of the intake passage 2. The throttle valve 3 is provided with a throttle opening sensor 4 for detecting a throttle opening. Reference numeral 5 denotes an accelerator pedal, and the accelerator pedal 5 is provided with an accelerator opening sensor 6 for detecting an accelerator opening. Reference numeral 7 denotes a fully closed stopper that regulates the fully closed position of the throttle valve 3.
[0017]
Reference numeral 10 denotes an ECU (Electronic Control Unit). The ECU 10 receives a throttle opening signal TH from the throttle opening sensor 4 and an accelerator opening signal Ap from the accelerator pedal 5. Reference numeral 12 denotes a DC motor as an actuator, and a current is supplied to the DC motor 12 from the ECU 10 side. Reference numeral 13 denotes a gear disposed between the DC motor 12 and the throttle valve 3, and reference numeral 14 denotes a return spring that constantly urges the throttle valve 3 to the fully closed side.
[0018]
Next, a description will be given with reference to FIG. 2 showing a main configuration of a throttle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 showing a signal flow in feedback control.
[0019]
2, the accelerator opening signal Ap from the accelerator opening sensor 6 corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 5 and the throttle opening signal TH from the throttle opening sensor 4 corresponding to the throttle opening of the throttle valve 3 are A. The signal is A / D converted by the / D converter 10a and input to the ECU 10. A PWM (Pulse Width Modulation: Pulse Width Modulation) signal is output from the ECU 10 to the motor drive circuit 11 according to these signals. Then, a current flows from the motor drive circuit 11 to the DC motor 12, and the DC motor 12 is driven to open and close the throttle valve 3 via the gear 13.
[0020]
At this time, as shown in FIG. 3, the ECU 10 calculates the actual throttle opening θth calculated based on the throttle opening signal TH of the throttle opening sensor 4 corresponding to the throttle opening of the throttle valve 3 and the actual throttle opening θth of the accelerator pedal 5. Through the PID control by the PID control circuit 10b through the motor drive circuit 11 so that there is no deviation from the throttle opening command value θcmd calculated based on the accelerator opening signal Ap of the accelerator opening sensor 6 corresponding to the accelerator opening. Thus, the feedback control for the DC motor 12 is executed.
[0021]
Next, the relationship between the P-term gain, I-term gain, and D-term gain, which are the control constants of the P (proportional) term, the I (integral) term, and the D (differential) term in the PID control, and the control characteristics of the throttle valve will be described. explain.
[0022]
The P-term gain controls the rising or falling slope in opening and closing the throttle valve, that is, the response speed. Therefore, as the P-term gain increases, the response speed of the throttle valve increases, but overshoot as a reaction increases, and oscillation tends to occur if the throttle opening is kept constant.
[0023]
The I-term gain is controlled so as to reduce the deviation between the throttle opening command value of the throttle valve and the actual throttle opening. Therefore, when the I-term gain increases, the behavior of the throttle valve increases, and oscillation tends to occur when the throttle opening is kept constant.
[0024]
The D term gain controls the final convergence speed related to the response speed in opening and closing the throttle valve. Therefore, when the D-term gain increases, the response speed of the throttle valve decreases, but on the other hand, the overshoot of the throttle valve when the throttle opening varies is reduced.
[0025]
Next, the processing procedure of the ECU 10 used in the throttle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Will be explained.
[0026]
First, in step S101, it is determined whether the time T1 (4 ms to 8 ms) has elapsed from the previous determination. When the determination condition in step S101 is not satisfied, the present routine ends. On the other hand, when the determination condition of step S101 is satisfied, the process proceeds to step S102, and it is determined whether or not TRC is being performed based on the slip state of the wheel. If the determination condition of step S102 is satisfied, that is, if (wheel speed of driving wheel)> (wheel speed of driven wheel), it is determined that the vehicle is slipping and TRC is in progress, and the process proceeds to step S103. A PID control constant is obtained from the TRC map shown.
[0027]
On the other hand, when the determination condition of step S102 is not satisfied, the process proceeds to step S104, and it is determined whether the C / C is being performed. Here, if the C / C main switch is ON and the C / C set switch is ON, the C / C starts and the C / C is in progress. It ends. When the determination condition in step S104 is satisfied, the process proceeds to step S105, and a PID control constant is obtained from the C / C map shown in FIG.
[0028]
If the determination condition in step S104 is not satisfied, the process proceeds to step S106, and it is determined whether or not ISC is being performed. As a determination condition during this ISC, if the vehicle speed = 0 and (throttle opening) ≦ (predetermined opening), the ISC is started and the ISC is in progress. When the determination condition of step S106 is satisfied, the process proceeds to step S107, and a PID control constant is obtained from the ISC map shown in FIG.
[0029]
If the determination condition in step S106 is not satisfied, the process proceeds to step S108, and the PID control constant is obtained from the normal map shown in FIG. After the processing of step S103, step S105, step S107 or step S108, the process proceeds to step S109, where the PID control constant is smoothed, and this routine ends.
[0030]
In addition, as the smoothing of the PID control constant, a method according to the following equations (1), (2), and (3) called exponential smoothing is used. Here, ρ is a constant preset from 0 <ρ <1 as a filter constant. As can be seen from the following equations (1), (2), and (3), the larger the value of ρ, the sharper the value. It will be asymptotic to the new PID control constant.
[0031]
[Equation 1]
Kpn = (1−ρ) Kpn−1 + ρKpt (1)
[Equation 2]
Tdn = (1−ρ) Tdn−1 + ρTdt (2)
[Equation 3]
Tin = (1−ρ) Tin−1 + ρTit (3)
In this manner, the P (proportional) term gain Kp, the D (differential) term gain Td, and the I (integral) term gain Ti in the PID control are obtained from the above equations (1), (2), and (3). The PID control equation G in the PID control circuit 10b of the ECU 10 in FIG. Here, S is a Laplace operator.
[0032]
[Equation 4]
G = Kp {1+ (1 / TiS) + TdS} (4)
Note that the PID represented by the above equation (4) is a general equation, and can be similarly applied to PID control represented by another special equation.
[0033]
As described above, the throttle control device for the internal combustion engine according to the present embodiment drives the DC motor 12 in accordance with the depression amount of the accelerator pedal 5 to control the opening of the throttle valve 3, and performs the PID control of the DC motor 12. And a control constant setting means achieved by the ECU 10 for setting a control constant of the PID control according to the driving state of the vehicle. is there.
[0034]
Therefore, the throttle valve 3 is controlled by the PID control of the DC motor 12 by the throttle valve control means, and the control constant in the PID control is set by the control constant setting means according to the driving state of the vehicle. Therefore, in such PID control, the control constant can be set to an optimum value corresponding to the driving state of the vehicle to improve the performance of the system.
[0035]
Further, in the throttle control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the control constant setting means achieved by the ECU 10 sets the control constant at the time of the ISC.
[0036]
Therefore, the control constant at the time of the specific ISC is set as the driving state of the vehicle by the control constant setting means. That is, at the time of ISC, the D (differential) term gain in the PID control is set large and the P (proportional) term gain is set small. Therefore, the stability of the throttle valve is emphasized, and the control is suitable for stabilizing the engine speed at the time of idling of the internal combustion engine.
[0037]
In the throttle control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the control constant setting means achieved by the ECU 10 sets the control constant at the time of TRC.
[0038]
Therefore, a control constant at the time of TRC is set as the operating state of the vehicle by the control constant setting means. That is, at the time of TRC, the P (proportional) term gain in the PID control is set large and the D (differential) term gain is set small. For this reason, the responsiveness of the throttle valve is emphasized, and the control is suitable for quickly changing the driving force of the driving wheel by the output of the internal combustion engine according to the road surface condition or the like.
[0039]
Further, in the throttle control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the control constant setting means achieved by the ECU 10 sets the control constant at the time of C / C.
[0040]
Accordingly, the control constant setting means sets a specific control constant at the time of C / C as the operating state of the vehicle. That is, at the time of C / C, the P (proportional) term gain and the D (differential) term gain in the PID control are set to the same level. For this reason, the responsiveness and stability of the throttle valve are emphasized, and the control is suitable for constant speed traveling of the vehicle.
[0041]
Further, in the throttle control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the control constant setting means achieved by the ECU 10 smoothes and sets the control constant.
[0042]
Therefore, the control constant is smoothed and set by the control constant setting means. For this reason, even if the driving state of the vehicle is suddenly changed, it is possible to avoid a sudden change in the PID control constant, and to prevent unnatural behavior of the vehicle.
[0043]
By the way, in the above embodiment, the PID control constant at the time of ISC, TRC, and C / C is set as the operating state of the vehicle. However, the present invention is not limited to this. However, even in other driving states of the vehicle, optimum throttle valve responsiveness and stability can be obtained by setting PID control constants in a similar map.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the throttle control apparatus for an internal combustion engine of the first aspect, the control constant at the time of C / C is set as the control setting means. More specifically, the response of the throttle valve is set by setting the P (proportional) term gain and the D (differential) term gain in the PID control to the same level at the time of C / C as described in claim 2. In addition, it is possible to perform control suitable for constant-speed running of the vehicle with emphasis on stability and stability.
[0045]
According to the throttle control device for an internal combustion engine of the third aspect, in addition to the effect of the first or second aspect, the control constant is smoothed and set by the control constant setting means. As a result, even when the driving state of the vehicle is suddenly changed, it is possible to avoid a sudden change in the control constant in the PID control, and to prevent unnatural behavior of the vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a throttle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a throttle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a signal flow in a throttle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of an ECU used in a throttle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a map showing control constants in each operation state used in the throttle control device for the internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 internal combustion engine 3 throttle valve 4 throttle opening sensor 5 accelerator pedal 6 accelerator opening sensor 10 ECU (electronic control device)
10b PID control circuit 12 DC motor

Claims (3)

アクセルペダルの踏込量に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開度を制御する内燃機関のスロットル制御装置において、
前記DCモータを比例・積分・微分制御して前記スロットルバルブを制御するスロットルバルブ制御手段と、
前記比例・積分・微分制御の制御定数を車両の運転状態としてクルーズコントロール時に応じて設定する制御定数設定手段とを具備することを特徴とする内燃機関のスロットル制御装置。
In a throttle control device for an internal combustion engine that drives a DC motor in accordance with an amount of depression of an accelerator pedal to control an opening degree of a throttle valve,
Throttle valve control means for controlling the throttle valve by proportional / integral / differential control of the DC motor;
And a control constant setting means for setting a control constant of said proportional / integral / differential control as an operating state of the vehicle in accordance with cruise control.
前記内燃機関のクルーズコントロール時を判定するクルーズコントロール判定手段を具備し、
前記制御定数設定手段は、前記クルーズコントロール判定手段によりクルーズコントロール時と判定された場合には、前記比例・積分・微分における制御定数の比例項ゲイン及び微分項ゲインを通常時と同程度に設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のスロットル制御装置。
Cruise control determining means for determining the cruise control time of the internal combustion engine,
The control constant setting means sets the proportional term gain and the differential term gain of the control constant in the proportional / integral / derivative to approximately the same as those in the normal state when the cruise control determining means determines that the cruise control is being performed. The throttle control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein:
前記制御定数設定手段は、前記制御定数を平滑化して設定することを特徴とする請求項1又は請求項2の何れか1つに記載の内燃機関のスロットル制御装置。3. The throttle control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control constant setting unit sets the control constant after smoothing the control constant.
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