JP3321989B2 - Throttle control device for internal combustion engine - Google Patents
Throttle control device for internal combustion engineInfo
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- 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
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のスロットル
制御装置に関し、詳しくは、スロットル弁をアクチュエ
ータによって駆動するスロットル制御装置に関するもの
である。The present invention relates to a throttle control device for an internal combustion engine, and more particularly to a throttle control device for driving a throttle valve by an actuator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】内燃機関のスロットル弁を目標開度に制
御するスロットル制御装置として従来例えば特開昭６０
−１９０６２６号公報に示されるようなものがある。こ
のものは、アクセルペダルの操作信号 (操作量，操作速
度等) によって設定されたスロットル弁の目標開度と実
際のスロットル弁開度との偏差を演算し、該演算結果に
基づいてスロットル弁駆動用のアクチュエータを作動し
てスロットル弁を目標開度にフィードバック制御してい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a throttle control device for controlling a throttle valve of an internal combustion engine to a target opening, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
There is one as shown in JP-A-190626. This device calculates a deviation between a target throttle valve opening and an actual throttle valve opening set by an accelerator pedal operation signal (an operation amount, an operation speed, etc.), and operates the throttle valve driving based on the calculation result. The throttle valve is feedback-controlled to the target opening by operating an actuator for the throttle valve.
【０００３】また、加速時の車輪のスリップを減少すべ
くスロットル弁開度を減少させるトラクション制御（特
開平４−５８０４９号公報等参照）や、アクセル操作開
放状態で車速を一定に保持するようにスロットル弁開度
を制御する自動定速走行制御などにおいても、これら各
制御の要求に応じてスロットル弁の目標開度を設定して
フィードバック制御することが行われている。In addition, traction control (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-58049) for reducing the opening of a throttle valve in order to reduce wheel slip during acceleration or maintaining the vehicle speed constant when the accelerator is released. In automatic constant speed traveling control for controlling the throttle valve opening, feedback control is performed by setting the target opening of the throttle valve in accordance with the request of each of these controls.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ここで、これらのスロ
ットル制御装置にあっては、アクチュエータにより駆動
されるスロットル弁の開度を検出するスロットルセンサ
を設け、前記センサにより検出される検出開度と目標開
度との偏差を求め、その偏差に基づいてゲイン値を一定
としたＰＩ制御やＰＩＤ制御のための演算（比例分Ｐ，
積分分Ｉ，微分分Ｄ）を行いてフィードバック制御量を
演算し、その演算結果に基づいて前記アクチュエータを
フィードバック制御して、スロットル弁の開度を高精度
に目標開度に制御するようにしている。Here, in these throttle control devices, a throttle sensor for detecting an opening of a throttle valve driven by an actuator is provided, and a throttle opening detected by the sensor is provided. A deviation from the target opening is obtained, and a calculation for PI control or PID control with a constant gain value based on the deviation (proportion P,
An integral I and a derivative D) are calculated to calculate a feedback control amount, and the actuator is feedback-controlled based on the calculation result, so that the opening of the throttle valve is controlled to the target opening with high accuracy. I have.
【０００５】ところで、このように偏差を求めてスロッ
トル制御を行う場合、フィードバック制御量の演算にお
ける比例分に係るゲインを一定としていると、制御のた
めのプログラムソフトは簡単となるが、検出開度が目標
開度近傍にあって偏差が小さい状態では、該偏差に依存
する比例分Ｐの値が微小となり、スロットル弁の動きが
主として積分分Ｉに依存することとなる。制御対象が目
標値に近づくに従って動作速度を遅くすることは、オー
バーシュート，アンダーシュートを小さくして目標値へ
速やかに収束させるため、好ましい制御といえるのであ
るが、スロットル弁の駆動のように摩擦抵抗を大きく伴
う制御系の場合には、目標開度近傍で微小となる比例分
Ｐが摩擦抵抗 (特に静止摩擦抵抗) に対して小さくなり
すぎ、その結果積分分に依存することとなるため、所望
の動作速度を得るまでに時間を要する。When throttle control is performed by obtaining the deviation in this way, if the gain related to the proportional component in the calculation of the feedback control amount is fixed, the program software for control is simplified, but the detected opening degree is reduced. Is in the vicinity of the target opening and the deviation is small, the value of the proportional component P depending on the deviation becomes small, and the movement of the throttle valve mainly depends on the integral component I. Decreasing the operating speed as the controlled object approaches the target value is preferable control because it reduces overshoot and undershoot and quickly converges to the target value. In the case of a control system with a large resistance, the proportional component P, which becomes small near the target opening, becomes too small with respect to the frictional resistance (particularly the static frictional resistance), and as a result, it depends on the integral. It takes time to obtain a desired operation speed.
【０００６】このため、ドライバーの要求 (アクセル操
作量) でスロットル弁の目標開度を設定して制御するも
のでは、微妙なスロットル弁操作ができず、運転性を悪
化させることとなり、前記トラクション制御や自動定速
走行制御においてもスロットル弁が目標開度に収束する
のに時間を要し、制御性能が損なわれていた。本発明
は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、ス
ロットル弁の目標開度近傍での微妙な制御を応答性良く
行えるようにした内燃機関のスロットル制御装置を提供
することを目的とする。[0006] Therefore, in the case of controlling by setting the target opening of the throttle valve at the request of the driver (accelerator operation amount), delicate throttle valve operation cannot be performed, and the drivability is deteriorated. Also, it takes time for the throttle valve to converge to the target opening degree even in automatic constant-speed running control, and control performance is impaired. The present invention has been made in view of such conventional problems, and has as its object to provide a throttle control device for an internal combustion engine that can perform delicate control in the vicinity of a target opening of a throttle valve with good responsiveness. And
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、図１に示すように、機関吸気系に介装された
スロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、前記
スロットル弁の目標開度を設定する目標開度設定手段
と、前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度
検出手段と、前記目標開度設定手段により設定される目
標開度とスロットル開度検出手段により検出される検出
開度との偏差を用いて比例分を含むフィードバック制御
量を演算し、該演算結果に基づいて前記スロットル駆動
手段を駆動してスロットル弁を前記目標開度に近づける
ようにフィードバック制御する開閉制御手段と、を含ん
でなる内燃機関のスロットル制御装置において、機関の
冷却水温度を検出する水温検出手段と、前記偏差が小さ
いときは大きいときに比較して、前記比例分に係るゲイ
ンを大きくすると共に、前記偏差が小さいときの比例分
に係るゲインを前記水温検出手段によって検出した冷却
水温度が低いときは高いときより大きくするゲイン変更
手段と、を設けたことを特徴とする。Therefore, according to the present invention, as shown in FIG. 1, a throttle valve driving means for driving a throttle valve interposed in an engine intake system, Target opening setting means for setting a target opening; throttle opening detecting means for detecting the opening of the throttle valve; and target opening and throttle opening detecting means set by the target opening setting means. A feedback control amount including a proportional component is calculated using a deviation from the detected opening, and the throttle driving means is driven based on the calculation result to perform feedback control so that the throttle valve approaches the target opening. Opening / closing control means, the throttle control device for an internal combustion engine comprising :
Water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water, and when the deviation is small, the gain relating to the proportional component is increased as compared with when the deviation is large, and the proportional component when the deviation is small.
Cooling detected by the water temperature detecting means
Gain changing means for increasing the temperature when the water temperature is low compared to when it is high .
【０００８】また、請求項２に係る発明のように、前記
比例分ゲイン変更手段は、前記偏差が小さいときの比例
分に係るゲインを、偏差が小さいほど大きくするように
してもよい。 Further, as in the invention according to claim 2, the proportional gain changing means may increase the gain related to the proportional component when the deviation is small, as the deviation is small .
【０００９】また、請求項３に係る発明のように、前記
フィードバック制御量は、積分分を含んで演算されるよ
うにしてもよい。また、請求項４に係る発明のように、
前記フィードバック制御量は、微分分を含んで演算され
るようにしてもよい。また、請求項５に係る発明のよう
に、アクセル操作量を検出する手段を含み、前記目標開
度設定手段は、アクセル操作量に応じてスロットル弁の
目標開度を設定するようにしてもよい。Further, in the invention according to claim 3, wherein the feedback control amount may be set to be computed include integral portion. Also, as in the invention according to claim 4 ,
The feedback control amount may be calculated including a differential component. Further, as in the invention according to claim 5 , the apparatus may include a means for detecting an accelerator operation amount, and the target opening setting means may set the target opening of the throttle valve according to the accelerator operation amount. .
【００１０】また、請求項６に係る発明のように、内燃
機関が車両に搭載され、該車両の駆動輪のスリップ発生
状態に応じてスロットル弁を閉じ方向に制御するトラク
ション制御装置を備え、前記目標開度設定手段は、前記
トラクション制御装置によるトラクション要求信号に応
じてスロットル弁の目標開度を設定するようにしてもよ
い。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a traction control device which is mounted on a vehicle and controls a throttle valve in a closing direction in accordance with a slipping state of driving wheels of the vehicle. The target opening setting means may set a target opening of the throttle valve according to a traction request signal from the traction control device.
【００１１】[0011]
【作用】開閉制御手段が目標開度とスロットル弁の実開
度との偏差に基づいて比例分を含むフィードバック制御
量の演算を行い、該演算結果を用いてスロットル弁駆動
手段を駆動してスロットル弁を目標開度に近づけるよう
にフィードバック制御している。The opening / closing control means calculates a feedback control amount including a proportional component based on the deviation between the target opening and the actual opening of the throttle valve, and drives the throttle valve driving means using the calculation result to drive the throttle valve. Feedback control is performed so that the valve approaches the target opening.
【００１２】ここで、前記実開度が目標開度近傍になっ
て、前記偏差が小さくなるとスロットル弁の要求駆動力
に占める摩擦抵抗の割合が増大するが、比例分ゲイン変
更手段が、比例分に係るゲインを偏差が大きい場合より
大きい値に変更する。この結果、小さな偏差でもより大
きく設定されたゲインによって大きな比例分を確保でき
るので摩擦抵抗に抗して駆動力を速やかに立ち上げるこ
とができ、以て応答性の良い微妙なスロットル操作が行
われ、制御性能が向上する。Here, when the actual opening approaches the target opening and the deviation decreases, the proportion of frictional resistance in the required driving force of the throttle valve increases. Is changed to a larger value when the deviation is large. As a result, even if the deviation is small, a large proportional component can be secured by the larger gain, so that the driving force can be quickly started up against the frictional resistance, and a fine throttle operation with good responsiveness is performed. The control performance is improved.
【００１３】かつ、スロットル弁の駆動摩擦抵抗は機関
冷却水温度が低いほど摺動クリアランスの減少、オイル
粘度の増大等によって増大するため、水温が低いときは
偏差小での比例分に係るゲインをより大きくすることに
より、摩擦抵抗に見合った適切な比例分を得ることがで
き、制御精度をより高めることができる。 また、偏差が
小さくなるほど比例分が減少傾向となるので、比例分に
係るゲインを偏差が小さくなるほど大きくすることによ
り、比例分の減少を抑制することができる。 The driving frictional resistance of the throttle valve is
The lower the cooling water temperature, the lower the sliding clearance, the more oil
When the water temperature is low,
To increase the gain related to the proportional component when the deviation is small
It is possible to obtain an appropriate proportional component that matches the frictional resistance.
Control accuracy can be further improved. Also, the deviation is
The smaller the value, the smaller the proportional component tends to decrease.
By increasing the gain as the deviation becomes smaller,
Therefore, a decrease in the proportional component can be suppressed.
【００１４】また、フィードバック制御量を比例分の
他、積分分も含んで演算することで良好な制御精度が確
保される。また、フィードバック制御量として微分分も
含んで演算すれば、より高精度なフィードバック制御を
行える。また、アクセル操作量に応じたスロットル弁開
度の制御や、トラクション制御への適用により、これら
の制御性能を向上できる。Further, by calculating the feedback control amount including not only the proportional component but also the integral component, good control accuracy is ensured. Further, if the calculation is performed including the derivative as the feedback control amount, more accurate feedback control can be performed. In addition, the control performance of these controls can be improved by controlling the throttle valve opening in accordance with the accelerator operation amount or by applying it to traction control.
【００１５】[0015]
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。本実施例の
システム構成を示す図１において、内燃機関１には、エ
アクリーナ２，スロットル弁３，吸気マニホールド４を
介して空気が吸入される。前記吸気マニホールド４のブ
ランチ部には各気筒別に電磁式の燃料噴射弁５が設けら
れており、該燃料噴射弁５から間欠的に噴射供給される
燃料によって混合気が形成される。Embodiments of the present invention will be described below. In FIG. 1 showing the system configuration of this embodiment, air is sucked into an internal combustion engine 1 through an air cleaner 2, a throttle valve 3, and an intake manifold 4. An electromagnetic fuel injection valve 5 is provided for each cylinder in a branch portion of the intake manifold 4, and a fuel-air mixture is formed by fuel intermittently supplied from the fuel injection valve 5.
【００１６】前記燃料噴射弁５は、マイクロコンピュー
タを内蔵したコントロールユニット６によって開駆動制
御される。コントロールユニット６には、燃料噴射制御
のために、エアフローメータ７からの吸入空気流量信号
Ｑ、クランク角センサ８からの回転信号Ｎ、水温センサ
９から冷却水温度Ｔｗ等が入力されるようになってお
り、これらの検出信号に基づいて燃料噴射量を演算し、
該演算した噴射量に応じて燃料噴射弁５を間欠的に開駆
動する。The opening of the fuel injection valve 5 is controlled by a control unit 6 containing a microcomputer. The control unit 6 receives the intake air flow rate signal Q from the air flow meter 7, the rotation signal N from the crank angle sensor 8, the cooling water temperature Tw from the water temperature sensor 9, and the like for fuel injection control. The fuel injection amount is calculated based on these detection signals,
The fuel injection valve 5 is opened intermittently in accordance with the calculated injection amount.
【００１７】また、アクセルペダル10の踏込み量 (アク
セル操作量) を検出するアクセルセンサ11が設けられる
と共に、前記スロットル弁３にはその開度ＴＶＯを検出
するスロットル開度検出手段としてのポテンショメータ
式のスロットルセンサ12が設けられている。更に、スロ
ットル弁３は、アクセル操作に拘らずにスロットル弁駆
動手段として直流サーボモータ等のスロットルアクチュ
エータ13によって開閉制御されるようになっている。
尚、スロットルアクチュエータ13の故障時にアクセルペ
ダル10の踏込みに連動して最小開度開かれるようなフェ
ールセーフ機構を備えることが好ましい。An accelerator sensor 11 for detecting the amount of depression of an accelerator pedal 10 (accelerator operation amount) is provided, and the throttle valve 3 is provided with a potentiometer type throttle opening detecting means for detecting its opening TVO. A throttle sensor 12 is provided. Further, the throttle valve 3 is controlled to be opened and closed by a throttle actuator 13 such as a DC servomotor as a throttle valve driving means regardless of the accelerator operation.
It is preferable to provide a fail-safe mechanism that opens the minimum opening in conjunction with depression of the accelerator pedal 10 when the throttle actuator 13 fails.
【００１８】そして、前記コントロールユニット６は、
前記アクセルセンサ11によって検出されたアクセル操作
量に応じてスロットル弁３の目標開度を設定しつつ、該
目標開度と前記スロットルセンサ12によって検出された
スロットル弁３の実開度との偏差を用いてフィードバッ
ク制御量を演算し、該演算結果に基づいて前記スロット
ルアクチュエータ13を駆動してスロットル弁３を目標開
度に近づけるようにフィードバック制御するようになっ
ており、かつ、該フィードバック制御における比例分の
ゲインを偏差に応じて変更する機能を有している。従っ
て、本実施例において、目標開度設定手段、開閉制御手
段、比例分ゲイン変更手段としての機能を、前記コント
ロールユニット６が備えている。The control unit 6
While setting the target opening of the throttle valve 3 in accordance with the accelerator operation amount detected by the accelerator sensor 11, the deviation between the target opening and the actual opening of the throttle valve 3 detected by the throttle sensor 12 is calculated. The feedback control amount is calculated using the feedback control amount, and the feedback control is performed so that the throttle actuator 13 is driven based on the calculation result so that the throttle valve 3 approaches the target opening. It has a function of changing the minute gain according to the deviation. Therefore, in this embodiment, the control unit 6 has functions as target opening degree setting means, opening / closing control means, and proportional gain changing means.
【００１９】スロットル弁開度のフィードバック制御
を、図３〜図５のフローチャートに従って説明する。メ
インルーチンを示す図３のフローチャートにおいて、ス
テップ (図ではＳと記す。以下同様) １では、アクセル
センサ11により検出されたアクセル操作量に応じてスロ
ットル弁３の目標開度ＴＧＴＶＯを設定する。The feedback control of the throttle valve opening will be described with reference to the flowcharts of FIGS. In the flowchart of FIG. 3 showing the main routine, in step (denoted by S in the figure, the same applies hereinafter) 1, a target opening degree TGTVO of the throttle valve 3 is set in accordance with the accelerator operation amount detected by the accelerator sensor 11.
【００２０】ステップ２では、前記スロットルセンサ12
によって検出されたスロットル弁３の実開度ＴＶＯを読
み込む。ステップ３では、スロットル弁３を目標開度Ｔ
ＧＴＶＯに近づけるためのＰＩＤフィードバック制御に
おけるフィードバック制御量の演算を行う。ステップ４
では、ステップ３で演算されたフィードバック制御量に
基づいてスロットルアクチュエータ13をデューティ制御
等によって駆動してスロットル弁３を目標開度に近づけ
るようにフィードバック制御する。In step 2, the throttle sensor 12
The actual opening degree TVO of the throttle valve 3 detected by the above is read. In step 3, the throttle valve 3 is set to the target opening T
Calculation of a feedback control amount in PID feedback control for approaching GTVO is performed. Step 4
Then, based on the feedback control amount calculated in step 3, the throttle actuator 13 is driven by duty control or the like to perform feedback control so that the throttle valve 3 approaches the target opening.
【００２１】図４は、前記図３のステップ３におけるフ
ィードバック制御量演算のサブルーチンを示す。ステッ
プ11では、前記目標開度ＴＧＴＶＯと実開度ＴＶＯとの
偏差ＥＲを演算する。 ＥＲ＝ＴＧＴＶＯ−ＴＶＯ ステップ12では、前記偏差ＥＲの変化割合ＤＥＲを、今
回演算された偏差ＥＲと前回演算された偏差ＥＲ-1との
偏差として求める。FIG. 4 shows a subroutine for calculating the feedback control amount in step 3 of FIG. In step 11, a deviation ER between the target opening TGTVO and the actual opening TVO is calculated. ER = TGTVO-TVO In step 12, the change rate DER of the deviation ER is obtained as the deviation between the deviation ER calculated this time and the deviation ER- 1 calculated last time.
【００２２】ＤＥＲ＝ＥＲ−ＥＲ-1 さらに、ステップ13では、前記偏差ＥＲの積分値ＩＥＲ
を、前回までの積分値ＩＥＲに今回演算された偏差ＥＲ
を加算して更新する。 ＩＥＲ＝ＩＥＲ＋ＥＲ ステップ14では、前記偏差ＥＲ，積分値ＩＥＲ，変化割
合ＤＥＲにそれぞれ比例分ゲインＫＰ，積分分ゲインＫ
Ｉ，微分分ゲインＫＤを乗算して、比例分Ｐ（＝ＫＰ×
ＥＲ），積分分Ｉ（＝ＫＩ×ＩＥＲ），微分分Ｄ（＝Ｋ
Ｄ×ＤＥＲ）を設定する。DER = ER-ER -1 Further, at step 13, the integral value IER of the error ER is calculated.
Is the deviation ER calculated this time from the previous integrated value IER
Is added and updated. IER = IER + ER In step 14, the proportional gain KP and the integral gain K are added to the deviation ER, the integral value IER, and the change rate DER, respectively.
I, the multiplication by the differential gain KD, and the proportional component P (= KP ×
ER), integral I (= KI × IER), derivative D (= K
(D × DER) is set.
【００２３】ステップ15では、前記比例分Ｐ、積分分Ｉ
及び微分分Ｄの総和を、新たなスロットルアクチュエー
タ13の開度制御値Ｘとしてセットする。Ｘ＝Ｐ＋Ｉ＋Ｄ
そして、本発明では、前記ＰＩＤの演算において用いら
れた比例分ゲインＫＰを、前記偏差ＥＲが所定値以下と
なる場合には、大きくするように変更する。該偏差に応
じて比例分ゲインＫＰを変更する基本的な実施例のルー
チンを図５のフローチャートに従って説明する。In step 15, the proportional component P and the integral component I
And the sum of the differential components D is set as a new opening control value X of the throttle actuator 13. X = P + I + D
Then, in the present invention, the proportional gain KP used in the calculation of the PID is changed to be increased when the deviation ER is equal to or less than a predetermined value. A routine of the basic embodiment for changing the proportional gain KP according to the deviation will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００２４】ステップ21では、前記ステップ11で演算し
た偏差ＥＲの絶対値｜ＥＲ｜がしきい値ＥＲLM以下であ
るか否かを判断し、｜ＥＲ｜≦ＥＲLMであると判断され
たときには、ステップ22に進み、前記比例分ゲインＫＰ
を通常の比例分ゲインＫＰ0に所定量ΔＫＰを加算して
設定する。一方、ステップ21において、ＥＲ＞ＥＲLMで
あると判断された場合には、ステップ22に進み、比例分
ゲインＫＰとして通常の比例分ゲインＫＰ0 をそのまま
設定する。このようにして設定される比例分ゲインの特
性を図６に示す。In step 21, it is determined whether or not the absolute value | ER | of the deviation ER calculated in step 11 is equal to or smaller than a threshold value ERLM. If it is determined that | ER | ≦ ERLM , , The process proceeds to step 22, wherein the proportional gain KP
Is set by adding a predetermined amount ΔKP to the normal proportional gain KP 0 . On the other hand, if it is determined in step 21 that ER> ER LM , the process proceeds to step 22, where the normal proportional gain KP 0 is set as the proportional gain KP. FIG. 6 shows the characteristics of the proportional gain thus set.
【００２５】このようにすれば、目標開度と実開度との
偏差が小さい領域では、比例分ゲインを大きく設定する
ことにより、該ゲインによって増大補正された比例分に
より摩擦抵抗に抗して駆動力が速やかに立ち上げられ、
以て応答性の良い微妙なスロットル操作が行われ、制御
性能が向上する。次に、偏差の小さい領域において比例
分ゲインを変更する第２の実施例のルーチンを図７に基
づいて説明する。この実施例では、偏差が小さくなるほ
ど、また、機関の冷却水温度が低いときほど比例分ゲイ
ンを大きくするように設定するものである。In this way, in a region where the deviation between the target opening and the actual opening is small, the proportional gain is set to be large, so that the proportional component increased and corrected by the gain resists the frictional resistance. The driving force starts up quickly,
Thus, a responsive throttle operation with good responsiveness is performed, and the control performance is improved. Next, a routine of the second embodiment for changing the proportional gain in an area where the deviation is small will be described with reference to FIG. In this embodiment, the proportional gain is set to increase as the deviation decreases and as the cooling water temperature of the engine decreases.
【００２６】ステップ31では、前記図５のステップ21と
同様にして偏差ＥＲの絶対値｜ＥＲ｜がしきい値ＥＲLM
以下であるか否かを判断する。そして、｜ＥＲ｜≦ＥＲ
LMであると判断されたときには、ステップ32に進み、水
温センサ９で検出された機関の冷却水温度に応じて比例
分ゲインの最大値ＫＰ MAX を、マイクロコンピュータの
ＲＯＭに予め記憶されたマップテーブルからの検索によ
り、或いは水温の一次関数のような演算式を用いて設定
する。ここで、比例分ゲインの最大値ＫＰMAX は、冷却
水温度が低いときほど大きい値に設定される。In step 31, step 21 in FIG.
Similarly, the absolute value | ER |LM
It is determined whether or not: And | ER | ≦ ER
LMIf it is determined that the
Proportional to the engine coolant temperature detected by the temperature sensor 9
Maximum value of minute gain KP MAXOf the microcomputer
By searching from a map table stored in the ROM in advance.
Or using an equation such as a linear function of water temperature
I do. Here, the maximum value KP of the proportional gainMAXThe cooling
It is set to a larger value as the water temperature is lower.
【００２７】ステップ33では、比例分ゲインＫＰを次式
に従って演算する。 ＫＰ＝ＫＰ0 ＋ (ＫＰMAX −ＫＰ0 ) ・ (ＥＲLM−｜Ｅ
Ｒ｜) ／ＥＲLM 一方、ステップ31において、ＥＲ＞ＥＲLMであると判断
された場合には、ステップ34に進み、比例分ゲインＫＰ
として通常の比例分ゲインＫＰ0 をそのまま設定する。
このようにして設定される比例分ゲインの特性を図８に
示す。In step 33, a proportional gain KP is calculated according to the following equation. KP = KP 0 + (KP MAX −KP 0 ) · (ER LM − | E
R |) / ER LM On the other hand, if it is determined in step 31 that ER> ER LM , the routine proceeds to step 34, where the proportional gain KP
And the normal proportional gain KP 0 is set as it is.
FIG. 8 shows the characteristics of the proportional gain thus set.
【００２８】このようにすれば、摩擦抵抗特に偏差が微
小でスロットル弁が静止状態に近いと考えられるところ
でも、偏差が小さくなるほど比例分ゲインを大きくする
ことによって大きな比例分を確保することができ、ま
た、スロットル弁の摩擦抵抗は、機関の冷却水温度が低
いほど摺動クリアランスの減少、オイル粘度の増大等に
よって増大するが、水温が低いときほど比例分ゲインが
大きく設定されるので、摩擦抵抗に見合った適切な比例
分を得ることができ、制御精度をより高めることができ
る。With this arrangement, even when the frictional resistance, especially the deviation is small and the throttle valve is considered to be close to the stationary state, the proportional gain can be increased by increasing the proportional gain as the deviation decreases. In addition, the frictional resistance of the throttle valve increases due to a decrease in the sliding clearance and an increase in the oil viscosity as the temperature of the cooling water of the engine is lower. However, the lower the water temperature, the larger the proportional gain is set. An appropriate proportion corresponding to the resistance can be obtained, and the control accuracy can be further improved.
【００２９】更に、偏差が微小な領域での比例分をより
大きく確保するため、図９に示すように比例分ゲインを
偏差の絶対値の減少に応じて反比例的に増加させ、偏差
ＥＲの小さな範囲において比例分Ｐ (＝ＫＰ×ＥＲ) を
略一定に得たり、図10に示すように特に偏差の微小な領
域での比例分ゲインをステップ的に増大させた特性とし
て、前記ステップ33においてマップテーブルからの検索
或いは演算式により設定してもよい。Further, in order to secure a larger proportional component in a region where the deviation is minute, as shown in FIG. 9, the proportional component gain is increased in inverse proportion to the decrease in the absolute value of the deviation, and the smaller the deviation ER is, In step 33, the proportional component P (= KP × ER) is obtained substantially constant in the range, or the proportional component gain is increased stepwise in a region where the deviation is small as shown in FIG. It may be set by a search from a table or an arithmetic expression.
【００３０】図11は、前記比例分ゲインの変更に加えて
スロットル弁の静止状態で増大する静摩擦抵抗に応じて
フィードバック制御量を増大させるようにした実施例の
ルーチンを示す。このものでは、比例分の演算におい
て、ステップ41〜ステップ43で比例分ゲインＫＰを前記
各実施例のようにして偏差小の領域で大きくし、その他
の領域では通常の比例分ゲインＫＰ0 に設定した後、ス
テップ44でスロットル弁３の開度の変化量ΔＴＶＯが略
０であるか否かを判定し、略０と判定されたときはスロ
ットル弁３が静止状態であると判断する。FIG. 11 shows a routine of an embodiment in which the feedback control amount is increased in accordance with the static friction resistance that increases in the stationary state of the throttle valve in addition to the change of the proportional gain. In this embodiment, in the calculation of the proportional component, the proportional component gain KP is increased in the small deviation region in steps 41 to 43 as in the above embodiments, and is set to the normal proportional component gain KP 0 in the other regions. After that, in step 44, it is determined whether or not the amount of change ΔTVO in the opening of the throttle valve 3 is substantially zero. When it is determined to be substantially zero, it is determined that the throttle valve 3 is stationary.
【００３１】そして、ステップ45で偏差の正負を判定
し、偏差が正の場合はステップ46でスロットル弁開度の
増大方向の比例分を静止摩擦抵抗に見合った正の補正量
ΔＰを与え、偏差が負の場合はステップ47でスロットル
弁減少方向の比例分を同じく静止摩擦抵抗に見合った負
の補正量ΔＰを与える。また、ステップ44でΔＴＶＯが
略０でないと判定された場合は、ステップ48へ進み、補
正量を与えることなく、比例分ゲインＫＰに偏差ＥＲを
乗じて比例分を設定する。Then, in step 45, the sign of the deviation is determined. If the difference is positive, in step 46, a proportional correction in the increasing direction of the throttle valve opening is provided with a positive correction amount ΔP corresponding to the static friction resistance. Is negative, in step 47, a negative correction amount ΔP corresponding to the static friction resistance is given to the proportional component in the throttle valve decreasing direction. If it is determined in step 44 that .DELTA.TVO is not substantially zero, the process proceeds to step 48 in which the proportional component is set by multiplying the proportional component gain KP by the deviation ER without giving a correction amount.
【００３２】このものでは、特に大きな静止摩擦抵抗に
見合った比例分が加算されるので、立ち上がり特性を更
に改善することができる。また、本発明は前記したよう
なアクセル操作量に応じてスロットル弁の目標開度を設
定するものの他、既述したトラクション制御においてス
ロットル弁開度の目標開度を設定するものにも適用でき
る。この場合のシステム構成は、図12に示すようになっ
ている。図２と相違する部分についてのみ説明すると、
前記スロットル弁３は、アクセルペダル10の操作に連動
して開閉する構成である。In this case, since the proportion corresponding to the particularly large static friction resistance is added, the rising characteristics can be further improved. Further, the present invention is applicable not only to setting the target opening of the throttle valve in accordance with the accelerator operation amount as described above, but also to setting the target opening of the throttle valve in the traction control described above. The system configuration in this case is as shown in FIG. Only the parts different from FIG. 2 will be described.
The throttle valve 3 is configured to open and close in conjunction with operation of an accelerator pedal 10.
【００３３】本実施例においては、コントロールユニッ
ト６が、トラクション制御も行うものであり、かかるト
ラクション制御のために、駆動輪回転センサ14、非駆動
輪回転センサ15からの信号を入力し、これらの回転セン
サ14，15の検出信号に基づいて駆動輪のホイールスピン
を判定し、ホイールスピンが発生しそうになると、スロ
ットル弁３の開度を強制的に絞って機関出力トルクを減
少させることにより駆動輪の回転トルクを減少させて、
ホイールスピンの発生を防止する。In this embodiment, the control unit 6 also performs traction control, and inputs signals from the drive wheel rotation sensor 14 and the non-drive wheel rotation sensor 15 for such traction control. The wheel spin of the drive wheel is determined based on the detection signals of the rotation sensors 14 and 15, and when wheel spin is likely to occur, the opening of the throttle valve 3 is forcibly reduced to reduce the engine output torque, thereby reducing the engine output torque. Reduce the rotational torque of
Prevent wheel spin from occurring.
【００３４】ここで、前記トラクション制御のために、
スロットル弁３の開度をアクセル操作に拘らずに直流サ
ーボモータ等のスロットルアクチュエータ13によって自
動制御できる構成としている。そして、トラクション制
御時に機関出力トルクを減少させるための前記スロット
ル弁３の目標開度を設定し、該目標開度となるようにス
ロットルセンサ12の検出信号に応じてスロットルアクチ
ュエータ13を駆動してフィードバック制御する。かかる
フィードバック制御における本発明に係る比例分ゲイン
の偏差に応じた変更等は全て前記各実施例と同様に行え
ばよいので説明を省略する。このようなトラクション制
御に本発明を適用した場合にも、スロットル弁３がトラ
クション制御時に設定された目標開度に速やかに近づけ
ることができるので制御性能が向上する。尚、トラクシ
ョン制御システムとしてアクセル操作に連動するスロッ
トル弁と別にアクチュエータで絞り制御されるトラクシ
ョン制御専用のスロットル弁を設けたものもあり、かか
るシステムのトラクション制御用のスロットル弁に本発
明を適用できることは勿論である。更に、アクセル操作
開放状態で車速を一定に保持するようにスロットル弁開
度を制御する自動定速走行制御などにおいても本発明を
適用でき、応答性が改善されるので車速の安定性が向上
する。Here, for the traction control,
The opening degree of the throttle valve 3 can be automatically controlled by a throttle actuator 13 such as a DC servomotor irrespective of accelerator operation. Then, a target opening of the throttle valve 3 for reducing the engine output torque at the time of the traction control is set, and the throttle actuator 13 is driven according to the detection signal of the throttle sensor 12 so that the target opening is obtained. Control. Since all changes in the feedback control according to the deviation of the proportional gain according to the present invention may be performed in the same manner as in each of the above embodiments, description thereof will be omitted. Even when the present invention is applied to such traction control, the control performance is improved because the throttle valve 3 can quickly approach the target opening set at the time of traction control. As a traction control system, there is a traction control system provided with a throttle valve dedicated to traction control that is throttle-controlled by an actuator, separately from a throttle valve linked to accelerator operation.The present invention can be applied to a traction control throttle valve of such a system. Of course. Further, the present invention can also be applied to automatic constant speed traveling control or the like that controls the throttle valve opening so as to keep the vehicle speed constant when the accelerator operation is released, and the responsiveness is improved, so that the stability of the vehicle speed is improved. .
【００３５】また、以上の実施例ではフィードバック制
御量を比例分Ｐの他、積分分Ｉ，微分分Ｄを用いたＰＩ
Ｄ演算により設定したため、可及的に高精度なフィード
バック制御を行えるが、微分分Ｄを省略したＰＩ演算の
みで設定しても、十分精度の良い制御を行えるものであ
る。Further, in the above embodiment, the feedback control amount is determined by PI using the integral I and the differential D in addition to the proportional P.
Since the setting is performed by the D operation, the feedback control can be performed with as high accuracy as possible. However, the control can be performed with sufficiently high accuracy by setting only the PI operation in which the differential component D is omitted.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スロットル弁の目標開度とスロットル弁の実開度との偏
差が小さいときは比例分に係るゲインを大きい値に変更
する構成としたため、小さな偏差でも大きな比例分を確
保してスロットル弁の駆動力を摩擦抵抗に抗して速やか
に立ち上げることができ、以て応答性の良い微妙なスロ
ットル操作が行われ、制御性能が向上する。As described above, according to the present invention,
When the deviation between the target opening of the throttle valve and the actual opening of the throttle valve is small, the gain relating to the proportional component is changed to a large value. Can be quickly started up against the frictional resistance, and a fine throttle operation with good responsiveness is performed, thereby improving control performance.
【００３７】かつ、水温が低いときは偏差小での比例分
に係るゲインをより大きくすることにより、摩擦抵抗に
見合った適切な比例分を得ることができ、制御精度をよ
り高めることができる。 また、比例分に係るゲインを偏
差が小さくなるほど大きくすることにより、偏差小領域
での比例分を安定的に確保され、制御性能を高めること
ができる。 When the water temperature is low, a proportional component with a small deviation is used.
By increasing the gain related to
An appropriate proportional component can be obtained, improving control accuracy.
Can be raised. Also, the gain related to the proportional component is biased.
The smaller the difference, the larger the deviation
To stably secure the proportional component and improve control performance
Can be.
【００３８】また、フィードバック制御量を比例分の
他、積分分も含んで演算することで良好な制御精度が確
保され、更に、微分分も含んで演算すれば、より高精度
なフィードバック制御を行える。また、アクセル操作量
に応じたスロットル弁開度の制御や、トラクション制御
への適用により、これらの制御性能を向上できる。Further, by calculating the feedback control amount including not only the proportional component but also the integral component, good control accuracy is ensured. If the calculation is performed including the differential component, more accurate feedback control can be performed. . In addition, the control performance of these controls can be improved by controlling the throttle valve opening in accordance with the accelerator operation amount or by applying it to traction control.
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration and functions of the present invention.
【図２】一実施例に係るスロットル制御装置の全体シス
テム図。FIG. 2 is an overall system diagram of a throttle control device according to one embodiment.
【図３】同上実施例に係るスロットル制御のメインルー
チンを示すフローチャート。FIG. 3 is a flowchart showing a main routine of throttle control according to the embodiment.
【図４】同上スロットル制御のフィードバック制御量の
演算部分のサブルーチンを示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing a subroutine of a calculation part of a feedback control amount of the throttle control.
【図５】同上のフィードバック制御量演算ルーチンで使
用する比例分ゲインを設定する第１の実施例に係るルー
チンを示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing a routine according to a first embodiment for setting a proportional gain used in the feedback control amount calculation routine of the above.
【図６】同上実施例における比例分ゲインの特性を示す
図。FIG. 6 is a diagram showing characteristics of a proportional gain in the embodiment.
【図７】前記比例分ゲインを設定する第２の実施例に係
るルーチンを示すフローチャート。FIG. 7 is a flowchart showing a routine according to a second embodiment for setting the proportional gain.
【図８】同上実施例における比例分ゲインの特性を示す
図。FIG. 8 is a view showing characteristics of a proportional gain in the embodiment.
【図９】比例分ゲイン特性の別の例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing another example of the proportional gain characteristic.
【図10】比例分ゲイン特性の更に別の例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing still another example of the proportional gain characteristic.
【図11】同上スロットル制御の比例分を設定する別の実
施例に係るルーチンを示すフローチャート。FIG. 11 is a flowchart showing a routine according to another embodiment for setting a proportional portion of the throttle control.
【図12】別の実施例に係るスロットル制御装置の全体シ
ステム図。FIG. 12 is an overall system diagram of a throttle control device according to another embodiment.
３ スロットル弁 ６ コントロールユニット 11 アクセルセンサ 12 スロットルセンサ 13 スロットルアクチュエータ 3 Throttle valve 6 Control unit 11 Accelerator sensor 12 Throttle sensor 13 Throttle actuator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−74075（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−299871（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−293284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−55603（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−198437（ＪＰ，Ｕ) 特表 平４−505791（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 9/00 - 11/10 F02D 41/00 - 45/00 395 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-6-74075 (JP, A) JP-A-6-299871 (JP, A) JP-A-7-293284 (JP, A) JP-A-63-1988 55603 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 63-198437 (JP, U) Special Table 4-505791 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 9/00-11 / 10 F02D 41/00-45/00 395
Claims (6)
動するスロットル弁駆動手段と、 前記スロットル弁の目標開度を設定する目標開度設定手
段と、 前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出
手段と、 前記目標開度設定手段により設定される目標開度とスロ
ットル開度検出手段により検出される検出開度との偏差
を用いて比例分を含むフィードバック制御量を演算し、
該演算結果に基づいて前記スロットル駆動手段を駆動し
てスロットル弁を前記目標開度に近づけるようにフィー
ドバック制御する開閉制御手段と、を含んでなる内燃機
関のスロットル制御装置において、機関の冷却水温度を検出する水温検出手段と、 前記偏差が小さいときは大きいときに比較して、前記比
例分に係るゲインを大きくすると共に、前記偏差が小さ
いときの比例分に係るゲインを前記水温検出手段によっ
て検出した冷却水温度が低いときは高いときより大きく
するゲイン変更手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関のスロットル制御装
置。1. Throttle valve driving means for driving a throttle valve interposed in an engine intake system, target opening setting means for setting a target opening of the throttle valve, and detecting an opening of the throttle valve. Throttle opening detection means, and calculates a feedback control amount including a proportional component using a deviation between a target opening set by the target opening setting means and a detection opening detected by the throttle opening detection means,
In the throttle control apparatus for an internal combustion engine comprising, a closing control means for feedback controlling to approach the throttle valve to the target opening by driving the throttle driving means on the basis of the calculation result, the cooling water temperature of the engine a water temperature detecting means for detecting, as compared to when when the difference is small is large, as well as increase the gain of the proportional part, the deviation is small
The gain relating to the proportional component when
When the detected coolant temperature is low, it is larger than when it is high.
Throttle control apparatus for an internal combustion engine, characterized by comprising a gain changing means, the for.
小さいときの比例分に係るゲインを、偏差が小さいほど
大きく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。2. The throttle control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said proportional gain changing means increases the gain related to the proportional component when the deviation is small, as the deviation is small.
んで演算されることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の内燃機関のスロットル制御装置。 Wherein the feedback control amount, according to claim 1 or claim characterized in that it is computed include integral portion
3. The throttle control device for an internal combustion engine according to 2 .
んで演算されることを特徴とする請求項１〜請求項３の
いずれか１つに記載の内燃機関のスロットル制御装置。 Wherein said feedback control amount, a throttle control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is calculated contains a differential component.
記目標開度設定手段は、アクセル操作量に応じてスロッ
トル弁の目標開度を設定することを特徴とする請求項１
〜請 求項４のいずれか１つに記載の内燃機関のスロット
ル制御装置。 5. The system according to claim 1 , further comprising means for detecting an accelerator operation amount, wherein said target opening setting means sets a target opening of the throttle valve according to the accelerator operation amount.
Throttle control apparatus for an internal combustion engine according to any one of ~ 請 Motomeko 4.
輪のスリップ発生状態に応じてスロットル弁を閉じ方向
に制御するトラクション制御装置を備え、前記目標開度
設定手段は、前記トラクション制御装置によるトラクシ
ョン要求信号に応じてスロットル弁の目標開度を設定す
ることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つ
に記載の内燃機関のスロットル制御装置。 6. A traction control device mounted on a vehicle, the traction control device controlling a throttle valve in a closing direction in accordance with a slipping state of driving wheels of the vehicle, and the target opening setting means includes a traction control device. 5. The throttle control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a target opening of the throttle valve is set according to a traction request signal from the device.
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