JP3189996B2 - 制御部材位置制御装置 - Google Patents

制御部材位置制御装置

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JP3189996B2 JP31945293A JP31945293A JP3189996B2 JP 3189996 B2 JP3189996 B2 JP 3189996B2 JP 31945293 A JP31945293 A JP 31945293A JP 31945293 A JP31945293 A JP 31945293A JP 3189996 B2 JP3189996 B2 JP 3189996B2
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements 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
    • F02D11/10—Arrangements 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
    • F02D2011/101—Arrangements 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
    • F02D2011/102—Arrangements 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

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気絞り弁
の開度等の制御部材位置を直流モータによって制御する
制御部材位置制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の吸気絞り弁の開度を電
気的に制御するものでは、吸気絞り弁の実開度をセンサ
で検出し、吸気絞り弁の指令開度と前記検出した実開度
との偏差を０に収束させるべく、吸気絞り弁に接続され
た直流モータをＰＩＤフィードバック制御する手法が用
いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＰＩＤフィードバックを用いた手法では、吸気絞り
弁開度の応答性を上げようとすると収束性が欠け、逆に
収束性を上げようとすると応答性が欠ける問題があっ
た。
【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、ＥＭＭ（Exact Model Matching）の手法を用いて、
応答性及び収束性に優れるとともに制御部材及び直流モ
ータ周辺の環境変化や経年変化の影響を受け難い制御部
材位置制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【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に記載された発明は、内燃機関の吸入空気
量又は燃料供給量を制御する制御部材と、制御部材を位
置決め駆動する直流モータと、制御部材の指令位置を出
力する指令位置発生手段と、制御部材の実位置を検出す
る実位置検出手段とを備えた制御部材位置制御装置であ
って、前記指令位置発生手段が出力する指令位置と前記
実位置検出手段が出力する実位置とを入力として、制御
部材の実位置を指令位置に収束させるためのフィードバ
ック信号を定義するフィードバックループと；前記フィ
ードバックループで定義したフィードバック信号と前記
指令位置発生手段が出力する指令位置とを合成する合成
信号発生手段と；前記合成信号発生手段の出力に応じて
前記直流モータを駆動するモータ駆動手段と；前記指令
位置発生手段が出力する指令位置に１次遅れ系を含むフ
ィルタリング処理を施し、フィルタリングされた指令位
置を前記合成信号発生手段に出力するフィードフォワー
ドループと；を備えたことを特徴とする。
【０００６】
【０００７】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記指令位置発生手段が出力する指
令位置と前記実位置検出手段が出力する実位置との偏差
が入力されるＰＩＤコントローラと；前記偏差と所定の
しきい値とを比較して、前記ＰＩＤコントローラの出力
又は前記合成信号発生手段の出力の一方を前記モータ駆
動手段に出力する切り換え手段と；を備えたことを特徴
とする。
【０００８】また請求項３に記載された発明は、内燃機
関の吸入空気量又は燃料供給量を制御する制御部材と、
制御部材を位置決め駆動する直流モータと、制御部材の
指令位置を出力する指令位置発生手段と、制御部材の実
位置を検出する実位置検出手段とを備えた制御部材位置
制御装置であって、前記指令位置発生手段が出力する指
令位置と前記実位置検出手段が出力する実位置とを入力
として、制御部材の実位置を指令位置に収束させるため
のフィードバック信号を定義するフィードバックループ
と；前記フィードバックループで定義したフィードバッ
ク信号と前記指令位置発生手段が出力する指令位置とを
合成する合成信号発生手段と；前記合成信号発生手段の
出力に応じて前記直流モータを駆動するモータ駆動手段
と；を備え、前記フィードバックループは、前記合成信
号発生手段の出力の前回値並びに前記実位置検出手段が
出力する実位置の現在値及び前回値を入力とすることを
特徴とする。
【０００９】また請求項４に記載された発明は、内燃機
関の吸入空気量又は燃料供給量を制御する制御部材と、
制御部材を位置決め駆動する直流モータと、制御部材の
指令位置を出力する指令位置発生手段と、制御部材の実
位置を検出する実位置検出手段とを備えた制御部材位置
制御装置であって、前記指令位置発生手段が出力する指
令位置に基づいて１次遅れ系を含むフィードフォワード
信号を定義するフィードフォワードループと；前記フィ
ードフォワードループの出力と前記実位置検出手段が出
力する実位置とを入力として、制御部材の実位置を指令
位置に収束させるための２次又は３次のパルス伝達関数
から導き出された式によりフィードバック信号を定義す
るフィードバックループと；前記フィードフォワード信
号と前記フィードバック信号とに応じて前記直流モータ
を駆動するモータ駆動手段と；を備えたことを特徴とす
る。
【００１０】また請求項５に記載された発明は、請求項
４の構成に加えて、前記制御部材は直流モータの非励磁
状態において該制御部材の位置を初期位置に付勢する付
勢手段を含み、前記モータ駆動手段の入力に前記付勢手
段の付勢力に対応する所定値を加算する加算手段を備え
たことを特徴とする。
【００１１】また請求項６に記載された発明は、内燃機
関の吸入空気量又は燃料供給量を制御する制御部材と、
制御部材を位置決め駆動する直流モータと、制御部材の
指令位置を出力する指令位置発生手段と、制御部材の実
位置を検出する実位置検出手段とを備えた制御部材位置
制御装置であって、前記指令位置発生手段が出力する指
令位置と、前記実位置検出手段が出力する実位置と、フ
ィードバック信号の前回値とを入力として、制御部材の
実位置を指令位置に収束させるためのフィードバック信
号を定義するフィードバックループと；前記指令位置発
生手段の出力と前記実位置検出手段の出力との偏差に基
づいて比例制御項又は積分制御項を出力する第２のフィ
ードバック制御部と；前記偏差の大きさに応じて前記フ
ィードバックループの出力又は前記第２のフィードバッ
ク制御部の出力の一方を選択する選択手段と；前記選択
手段の出力に応じて前記直流モータを駆動するモータ駆
動手段と；を備えたことを特徴とする。
【００１２】また請求項７に記載された発明は、請求項
６の構成に加えて、前記フィードバックループは２次又
は３次のパルス伝達関数から導き出された式によりフィ
ードバック信号を定義することを特徴とする。
【００１３】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。
【００１４】図１に示す吸気絞り弁開度制御装置は、吸
気絞り弁の実開度ＤＥＧＴＨをアクセルペダル開度セン
サの出力に基づいて決定された目標開度ＴＨＰに収束さ
せるべく、前記吸気絞り弁に接続された直流モータ１の
駆動を制御する。
【００１５】目標開度ＴＨＰはアクセルペダル開度セン
サの出力に基づいて決定される以外に、駆動輪の過剰ス
リップ状態を検出した際に、この過剰スリップを低減す
る目的で、駆動輪がそのときの路面状態において伝達可
能な最大駆動トルクに適した開度を演算し、その開度を
目標開度ＴＨＰとすることもできる。また、運転者の希
望車速に達した際にマニュアル操作をすることによって
一定車速が維持される、所謂オートクルーズの指令開度
を目標開度ＴＨＰとすることもできる。
【００１６】吸気絞り弁開度制御装置は、デューティ出
力決定部、ＥＭＭ制御系及びＰＩＤ制御系から構成され
る。デューティ出力決定部は、直流モータ１に電力を供
給する車載バッテリの電圧変化を補償するデューティ補
正回路２と、直流モータ１に対する指令値の上限及び下
限を規制するリミッタ３と、ＰＷＭ変換で変調したパル
ス幅によって直流モータ１の駆動を制御するＰＷＭ変換
回路４とを備える。更にデューティ出力決定部の入力に
は、吸気絞り弁の閉位置における戻しばねの付勢力を補
償するバイアス電圧ＧＥＴＡが印加される。直流モータ
１により開閉する吸気絞り弁の実開度ＤＥＧＴＨは、直
流モータ１又は吸気絞り弁に設けられたポテンショメー
タ等のセンサにより検出される。
【００１７】ＥＭＭ制御系はフィードフォワードループ
ＦＦＬ及びフィードバックループＦＢＬから構成され
る。ＰＩＤ制御系は周知のＰＩＤコントローラ５から構
成されるもので、応答性よりも収束性を高めることを主
眼に設計される。符号６はＥＭＭ制御系とＰＩＤ制御系
との切り換え手段であって、目標開度ＴＨＰと実開度Ｄ
ＥＧＴＨとの偏差ＭＥの絶対値｜ＭＥ｜を所定のしきい
値ＨＩＳＤＥＧと比較し、｜ＭＥ｜＞ＨＩＳＤＥＧの場
合、即ち前記偏差ＭＥの絶対値｜ＭＥ｜が大きい場合に
はＥＭＭ制御系をデューティ出力決定部に接続するとと
もに、｜ＭＥ｜≦ＨＩＳＤＥＧの場合、即ち前記偏差Ｍ
Ｅの絶対値｜ＭＥ｜が小さい場合にはＰＩＤ制御系をデ
ューティ出力決定部に接続する。
【００１８】このＥＭＭ制御系は以下のように設計され
る。即ち、吸気絞り弁を直流モータ１で駆動する制御系
は本来応答遅れを持っているため、目標開度ＴＨＰがス
テップ的に与えられても、これに応答できないことが知
られている。そこで、理想的な吸気絞り弁の応答特性を
リファレンスモデルとして定め、この応答特性が得られ
るように前記リファレンスモデルの伝達関数を定めたも
のである。通常吸気絞り弁の位置制御系は振動しない系
としたいので、ここでは演算を簡便化する意味で一次遅
れを採用してリファレンスモデルを設計すると、リファ
レンスモデルを離散化したパルス伝達関数は、
【００１９】
【数１】 ｔｄ（Ｚ）＝ｂm0／（Ｚ−ａm0 ） …（１） となる。
【００２０】そして、吸気絞り弁開度が前記リファレン
スモデルに一致する応答性を得るように、フィードフォ
ワードループＦＦＬ及びフィードバックループＦＢＬが
設計される。主に、応答性に影響を与えるのはフィード
フォワードループＦＦＬの退こう性によるものであり、
このパルス伝達関数をブロックダイアグラムで表すと図
１及び図３のＦＦＬ部のようになる。フィードバックル
ープＦＢＬは、入力（図３のｕ（Ｋ））と出力（同、ｙ
（Ｋ））とから構成される関数により、外乱等が発生し
た場合に速やかに希望通りの出力に収束させる機能を持
つものであり、以下のように設計される。
【００２１】即ち、図２は吸気絞り弁及び直流モータ１
系を模式化した図であって、符号７は軸線８回りに回転
する１本のアームによって、直流モータ１の出力軸に結
合された吸気絞り弁を示している。符号９は吸気絞り弁
を閉位置に向けて付勢する戻しばねであって、前記出力
軸７の軸線８に接続されている。この模式図を物理モデ
ル化すると、直流モータ１に関して成立する電気的関係
は、
【００２２】
【数２】 ＲＩ＋Ｌ（ｄＩ／ｄｔ）＋ｋE （ｄｙ／ｄｔ）＝Ｖ …（２） で与えられ、直流モータ１の運動方程式は、
【００２３】
【数３】 Ｊ（ｄ2 ｙ／ｄｔ2 ）＝ｋT Ｉ−κｐｙ …（３） で与えられる。
【００２４】但し、Ｖ；端子電圧 ｙ；出力軸回転角 Ｉ；アーマチュア電流 Ｒ；アーマチュア抵抗 Ｌ；アーマチュアインダクタンス Ｊ；慣性モーメント ｋE ；逆起電力係数 ｋT ；トルク係数 κ；ばね定数 ｐ；軸からばねまでの距離 式（２）及び式（３）をそれぞれラプラス変換すると、
【００２５】
【数４】 （Ｒ＋ＬＳ）Ｉ＋ｋE ｙＳ＝Ｖ …（４）
【００２６】
【数５】 （ＪＳ2 ＋κｐ）ｙ＝ｋT Ｉ …（５） が得られる。
【００２７】従って、式（４）及び式（５）から端子電
圧Ｖを入力とし出力軸回転角ｙを出力とする伝達関数ｔ
（Ｓ）を求めると、
【００２８】
【数６】 となる。
【００２９】吸気絞り弁の制御はデジタルコンピュータ
によって実行されるもので、そこで取り扱われる信号は
離散系であるため、式（６）を離散化して直流モータ１
のパルス伝達関数ｔ（Ｚ）を求めると、
【００３０】
【数７】 ｔ（Ｚ）＝（ｂ2 Ｚ2 ＋ｂ1 Ｚ＋ｂ0 ）／（Ｚ3 ＋ａ2 Ｚ2 ＋ａ1 Ｚ＋ａ0 ） …（７） となる。即ち、図２で模式化した物理モデルのパルス伝
達関数は式（７）として与えられるので、図３のＭＤは
モデル化された直流モータ１と吸気絞り弁制御系を表し
ている。このように直流モータ１と吸気絞り弁制御系が
パルス伝達関数として得られたので、このパルス伝達関
数で求められるフィードバックループＦＢＬの構成をブ
ロックダイアグラムで表したものが、図１及び図３のＦ
ＢＬ部である。
【００３１】次にフィードフォワードループＦＦＬ及び
フィードバックループＦＢＬから成るＥＭＭの設計手法
について説明する。ここで述べる設計手法については、
以下の著書に詳しい。（市川 邦彦 「制御系の設計理
論」 技術書院 １９８９年９月２０日） 先ず、式（７）のｔ（Ｚ）をｔ（Ｚ）＝ｂ（Ｚ）／ａ
（Ｚ）と定義する。上記式（６）は３次系であって、そ
れに対応するＥＭＭ系を設計すると、ｂ（Ｚ）の次数で
あるｎ＝３、ａ（Ｚ）の次数であるｍ＝２であるから、
γ（Ｚ）（ｎ−ｍ次安定多項式）＝Ｚ、ｑ（Ｚ）（ｎ−
１次安定多項式）＝Ｚ2 と定義するとともに、Ｋ（Ｚ）
＝Ｋ1 Ｚ＋Ｋ0 、Ｈ（Ｚ）＝Ｈ2 Ｚ2 ＋Ｈ1 Ｚ＋Ｈ0 と
置く。尚、この式は、図１のフィードバックループＦＢ
Ｌのダイアグラムに対応する。この式（６）から得られ
るDiophantine 方程式は次のようになる。
【００３２】
【数８】 式（８）からＫ（Ｚ）及びＨ（Ｚ）は唯一に求まり、こ
のＫ（Ｚ）及びＨ（Ｚ）を用いた制御法則、
【００３３】
【数９】 が得られ、これにより所望のＥＭＭが達成される。尚、
図１及び図３において、１／ｋt ＝ＫI （尚、ｋt はｂ
（Ｚ）の最高次係数であって、ここではｂ2 ）としてい
る。
【００３４】上述のように設計されたフィードフォワー
ドループＦＦＬ及びフィードバックループＦＢＬによ
り、フィードフォワードループＦＦＬでは、吸気絞り弁
の目標開度ＴＨＰをフィルタリング処理してモータ駆動
回路ＭＤに出力することにより、吸気絞り弁開度の応答
速度を直流モータ１の特性等に応じて任意に調整するこ
とができる。このフィードフォワードループＦＦＬのパ
ルス伝達関数中の定数ＡＭ０の値を０に設定すると、入
出力特性の遅れを最小にすることができる。また、フィ
ードバックループＦＢＬは、モータ駆動回路ＭＤのゼロ
点及びフィードフォワードループＦＦＬのγ（Ｚ）を相
殺するように設定するもので、フィードバックループＦ
ＢＬ及びフィードフォワードループＦＦＬの両方の作用
により吸気絞り弁開度を希望通りに一致させることがで
きる。
【００３５】而して、目標開度ＴＨＰと実開度ＤＥＧＴ
Ｈとの偏差ＭＥの絶対値｜ＭＥ｜が所定のしきい値ＨＩ
ＳＤＥＧよりも大きい場合には、ＥＭＭ制御系により吸
気絞り弁開度を希望通りに一致させることができる。ま
たＥＭＭ制御系では、直流モータ１の特性のばらつきや
環境変化によって最終的な吸気絞り弁開度を目標開度Ｔ
ＨＰに完全に一致させることが困難であるが、前記偏差
ＭＥの絶対値｜ＭＥ｜が所定のしきい値ＨＩＳＤＥＧよ
りも小さくなると、ＰＩＤ制御系をモータ駆動回路ＭＤ
に接続することにより、吸気絞り弁開度を目標開度ＴＨ
Ｐに精密に一致させることができる。
【００３６】ところで、図２に示した直流モータ１と吸
気絞り弁系の模式図では、直流モータ１と吸気絞り弁系
のアーマチュアインダクタンスＬを考慮してパルス伝達
関数を求めたが、一般に吸気絞り弁を駆動する直流モー
タ１は小型で良く、そのアーマチュアインダクタンスＬ
は無視し得る程度に小さいので、このアーマチュアイン
ダクタンスＬを無視すると式（６）の伝達関数ｔ（Ｓ）
は２次となる。これにより、図１のフィードバックルー
プＦＢＬにおいて一点鎖線で囲んだ部分を省略すること
が可能となり、制御系を簡略化することができる。
【００３７】このように直流モータ１のアーマチュアイ
ンダクタンスＬを無視した場合には、ｎ＝２、ｍ＝１で
あるから、γ（Ｚ）（ｎ−ｍ次安定多項式）＝Ｚ、ｑ
（Ｚ）（ｎ−１次安定多項式）＝Ｚと定義するととも
に、Ｋ（Ｚ）＝Ｋ0 、Ｈ（Ｚ）＝Ｈ1 Ｚ＋Ｈ0 となる。
リファレンスモデルのパルス伝達関数ｔｄ（Ｚ）は、前
述の３次系と同じでも良い。この場合、Diophantine 方
程式は次のようになる。
【００３８】
【数１０】 式（１０）からＫ（Ｚ）及びＨ（Ｚ）は唯一に求まり、
このＫ（Ｚ）及びＨ（Ｚ）を用いた制御法則、
【００３９】
【数１１】 が得られ、これにより所望のＥＭＭが達成される。
【００４０】このようにアーマチュアインダクタンスＬ
を無視して２次系としても、前述の３次系のものに比べ
て吸気絞り弁制御系においては遜色の無い効果が得ら
れ、しかも制御系を簡略化することができる。
【００４１】上述したように、式（９）若しくは式（１
１）によりＥＭＭは達成されるが、実際に制御を行うデ
ジタルコンピュータでは、各々式（１２）若しくは式
（１３）の形で演算処理が行われることは容易に理解さ
れる。
【００４２】
【数１２】 ｕ(K) ＝Ｋ1 ｕ(K-1) ＋Ｋ0 ｕ(K-2) ＋Ｈ2 ｙ(K) ＋Ｈ1 ｙ(K-1) ＋Ｈ0 ｙ(K-2) ＋ＡMOｖB(K-1)＋（ＢMO／Ｋt ）ｖ(K) …（１２）
【００４３】
【数１３】 ｕ(K) ＝Ｋ0 ｕ(K-1) ＋Ｈ1 ｙ(K) ＋Ｈ0 ｙ(K-1) ＋ＡMOｖB(K-1)＋（ＢMO／Ｋt ）ｖ(K) …（１３） 因みに、式（１２）では、右辺の第１項から第５項まで
がフィードバックループに、第６項及び第７項がフィー
ドフォワードループに対応する。また、式（１３）で
は、右辺の第１項から第３項までがフィードバックルー
プに、第４項及び第５項がフィードフォワードループに
対応する。ここで、Ｋ1 ，Ｋ0 ，Ｈ2 ，Ｈ 1 ，Ｈ0 ，Ａ
MO，ＢMO及びＫt は定数である。
【００４４】尚、図１の吸気絞り弁目標開度ＴＨＰの入
力部及び直流モータ１の出力部に、要素（９０°−ＴＨ
Ｐ）及び（９０°−ＤＥＧＴＨ）がそれぞれ設けられて
いるが、これは制御系が吸気絞り弁の全閉位置からの開
度で設計されている場合に、例えば一般的に知られてい
る機械的にアクセルペダルと連結された主絞り弁の上流
又は下流に設けられて、通常全開状態に維持されて駆動
輪の過剰スリップ時に伝達可能なトルク相当の目標開度
まで閉じる第２絞り弁を直流モータ１で制御する際に、
全開位置が非励磁状態と設計されている場合の変換式で
あって、直流モータ１の非励磁時に絞り弁が全閉位置に
維持されている場合には不要となるものである。
【００４５】また、ＰＩＤコントローラ５は、比例、積
分、微分の各動作の全てを行う必要はなく、必要に応じ
て少なくとも１つを採用することもできる。
【００４６】更に、本発明は吸気絞り弁の弁開度制御に
限定されず、例えばディーゼルエンジンの燃料噴射ポン
プのラック位置制御に対しても適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように請求項１，３に記載された
発明によれば、制御部材の実位置を指令位置に収束させ
るためのフィードバック信号を定義するフィードバック
ループと、フィードバック信号と指令位置とを合成する
合成信号発生手段とにより、フィードバック信号で指令
位置を直流モータの特性に応じた値に調整し、制御部材
位置を振動させることなく指令位置に向けて速やかに収
束させることができる。
【００４８】また請求項４に記載された発明によれば、
指令位置発生手段が出力する指令位置に基づいてフィー
ドフォワード信号を定義するフィードフォワードループ
と、制御部材の実位置を指令位置に収束させるためのフ
ィードバック信号を定義するフィードバックループとに
より、制御部材位置を応答性良く且つ位置決め精度良く
指令位置に収束させることができる。
【００４９】また請求項６に記載された発明によれば、
制御部材の実位置を指令位置に収束させるためのフィー
ドバック信号と実位置及び指令位置の偏差に基づいて比
例制御項又は積分制御項を出力する第２のフィードバッ
ク制御部の出力との何れか一方を選択する選択手段によ
り、偏差が大きい間はフィードバックループの作用で制
御部材位置を振動させることなく指令位置に向けて速や
かに収束させるとともに、偏差が小くなった後は応答速
度を下げ且つ収束性を上げた第２のフィードバック制御
部の作用で制御部材位置を指令位置に精密に収束させる
ことができる。これにより、制御部材や直流モータ周辺
の環境変化や経年変化等によらず、収束性及び応答性に
優れた制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸気絞り弁開度制御装置のブロック図
【図２】直流モータをモデル化した図
【図３】吸気絞り弁開度制御装置のパルス伝達関数を示
すブロック図
【符号の説明】
１ 直流モータ ５ ＰＩＤコントローラ ６ 切り換え手段 ＦＦＬ フィードフォワードループ ＦＢＬ フィードバックループ ＭＤ モータ駆動回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−321729（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−79371（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−263692（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−78134（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−193752（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−8543（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の吸入空気量又は燃料供給量を
    制御する制御部材と、制御部材を位置決め駆動する直流
    モータと、制御部材の指令位置を出力する指令位置発生
    手段と、制御部材の実位置を検出する実位置検出手段と
    を備えた制御部材位置制御装置であって、 前記指令位置発生手段が出力する指令位置と前記実位置
    検出手段が出力する実位置とを入力として、制御部材の
    実位置を指令位置に収束させるためのフィードバック信
    号を定義するフィードバックループと； 前記フィードバックループで定義したフィードバック信
    号と前記指令位置発生手段が出力する指令位置とを合成
    する合成信号発生手段と； 前記合成信号発生手段の出力に応じて前記直流モータを
    駆動するモータ駆動手段と；前記指令位置発生手段が出力する指令位置に１次遅れ系
    を含むフィルタリング処理を施し、フィルタリングされ
    た指令位置を前記合成信号発生手段に出力するフィード
    フォワードループと； を備えた制御部材位置制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、前記指令
    位置発生手段が出力する指令位置と前記実位置検出手段
    が出力する実位置との偏差が入力されるＰＩＤコントロ
    ーラと； 前記偏差と所定のしきい値とを比較して、前記ＰＩＤコ
    ントローラの出力又は前記合成信号発生手段の出力の一
    方を前記モータ駆動手段に出力する切り換え手段と； を備えた制御部材位置制御装置。
  3. 【請求項３】 内燃機関の吸入空気量又は燃料供給量を
    制御する制御部材と、制御部材を位置決め駆動する直流
    モータと、制御部材の指令位置を出力する指令位置発生
    手段と、制御部材の実位置を検出する実位置検出手段と
    を備えた制御部材位置制御装置であって、 前記指令位置発生手段が出力する指令位置と前記実位置
    検出手段が出力する実位置とを入力として、制御部材の
    実位置を指令位置に収束させるためのフィード バック信
    号を定義するフィードバックループと； 前記フィードバックループで定義したフィードバック信
    号と前記指令位置発生手段が出力する指令位置とを合成
    する合成信号発生手段と； 前記合成信号発生手段の出力に応じて前記直流モータを
    駆動するモータ駆動手段と；を備え、 前記フィードバックループは、前記合成信号発生手段の
    出力の前回値並びに前記実位置検出手段が出力する実位
    置の現在値及び前回値を入力とする制御部材位置制御装
    置。
  4. 【請求項４】 内燃機関の吸入空気量又は燃料供給量を
    制御する制御部材と、制御部材を位置決め駆動する直流
    モータと、制御部材の指令位置を出力する指令位置発生
    手段と、制御部材の実位置を検出する実位置検出手段と
    を備えた制御部材位置制御装置であって、 前記指令位置発生手段が出力する指令位置に基づいて１
    次遅れ系を含むフィードフォワード信号を定義するフィ
    ードフォワードループと； 前記フィードフォワードループの出力と前記実位置検出
    手段が出力する実位置とを入力として、制御部材の実位
    置を指令位置に収束させるための２次又は３次のパルス
    伝達関数から導き出された式によりフィードバック信号
    を定義するフィードバックループと； 前記フィードフォワード信号と前記フィードバック信号
    とに応じて前記直流モータを駆動するモータ駆動手段
    と； を備えた制御部材位置制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載のものにおいて、前記制御
    部材は直流モータの非励磁状態において該制御部材の位
    置を初期位置に付勢する付勢手段を含み、前記モータ駆
    動手段の入力に前記付勢手段の付勢力に対応する所定値
    を加算する加算手段を備えた制御部材位置制御装置。
  6. 【請求項６】 内燃機関の吸入空気量又は燃料供給量を
    制御する制御部材と、制御部材を位置決め駆動する直流
    モータと、制御部材の指令位置を出力する指令位置発生
    手段と、制御部材の実位置を検出する実位置検出手段と
    を備えた制御部材位置制御装置であって、 前記指令位置発生手段が出力する指令位置と、前記実位
    置検出手段が出力する実位置と、フィードバック信号の
    前回値とを入力として、制御部材の実位置を指令位置に
    収束させるためのフィードバック信号を定義するフィー
    ドバックループと； 前記指令位置発生手段の出力と前記実位置検出手段の出
    力との偏差に基づいて比例制御項又は積分制御項を出力
    する第２のフィードバック制御部と； 前記偏差の大きさに応じて前記フィードバックループの
    出力又は前記第２のフィードバック制御部の出力の一方
    を選択する選択手段と； 前記選択手段の出力に応じて前記直流モータを駆動する
    モータ駆動手段と； を備えた制御部材位置制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載のものにおいて、前記フィ
    ードバックループは２次又は３次のパルス伝達関数から
    導き出された式によりフィードバック信号を定義する制
    御部材位置制御装置。
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