JP3333477B2 - スロットル制御装置 - Google Patents
スロットル制御装置Info
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- JP3333477B2 JP3333477B2 JP24728799A JP24728799A JP3333477B2 JP 3333477 B2 JP3333477 B2 JP 3333477B2 JP 24728799 A JP24728799 A JP 24728799A JP 24728799 A JP24728799 A JP 24728799A JP 3333477 B2 JP3333477 B2 JP 3333477B2
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- Japan
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- opening
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- control device
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- 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
- F02D11/107—Safety-related aspects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- 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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車載エンジンの吸
入空気量を制御する制御弁をモータ等のアクチュエータ
により電子的に制御するスロットル制御装置に関する。
入空気量を制御する制御弁をモータ等のアクチュエータ
により電子的に制御するスロットル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両用スロットル制御装置は、ア
クセルペダルと連動してスロットル弁の位置を機械的に
制御する方法から、スロットル弁をモータ等のアクチュ
エータにより電子的に制御し、エンジンの運転状態に応
じた最適な空気量を供給する電子制御式のスロットル制
御装置に移行し始めている。従来の電子制御式のスロッ
トル制御装置としては、例えば、特開昭６１−８４４１
号公報に記載されているように、アクセル踏込量を検出
するアクセルセンサ等の運転状態に関する信号を演算処
理し、制御弁の目標スロットル開度を設定するようにし
ている。また、制御弁の位置を検出するスロットルセン
サが設けられ、その出力値から実スロットル開度を演算
し、実スロットル開度と上記目標スロットル開度が同等
となるまで制御弁の位置をモータ等のアクチュエータに
よりフィードバック制御するようにしている。
クセルペダルと連動してスロットル弁の位置を機械的に
制御する方法から、スロットル弁をモータ等のアクチュ
エータにより電子的に制御し、エンジンの運転状態に応
じた最適な空気量を供給する電子制御式のスロットル制
御装置に移行し始めている。従来の電子制御式のスロッ
トル制御装置としては、例えば、特開昭６１−８４４１
号公報に記載されているように、アクセル踏込量を検出
するアクセルセンサ等の運転状態に関する信号を演算処
理し、制御弁の目標スロットル開度を設定するようにし
ている。また、制御弁の位置を検出するスロットルセン
サが設けられ、その出力値から実スロットル開度を演算
し、実スロットル開度と上記目標スロットル開度が同等
となるまで制御弁の位置をモータ等のアクチュエータに
よりフィードバック制御するようにしている。
【０００３】また、従来の電子制御式のスロットル制御
装置においては、例えば、特開平１０−３０６７３５号
公報に記載されているように、制御対象であるスロット
ルボディは、スロットル位置制御に関し全て電気信号で
行うために、その安全性を確保することは必須であると
ともに、故障時には修理工場まで行くことができるよう
自走可能な空気量をメカ的に供給するためのデフォルト
機構を具備した構造となっている。
装置においては、例えば、特開平１０−３０６７３５号
公報に記載されているように、制御対象であるスロット
ルボディは、スロットル位置制御に関し全て電気信号で
行うために、その安全性を確保することは必須であると
ともに、故障時には修理工場まで行くことができるよう
自走可能な空気量をメカ的に供給するためのデフォルト
機構を具備した構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のデフ
ォルト機構を備えたスロットルボディにおいては、セン
サ異常等が発生した場合、アクチュエータ駆動系電源を
切断し、スプリング等の付勢力によりメカ的にデフォル
ト開度に戻る構造となっており、スロットルボディは非
線系の軸トルク特性を有する仕様となる。また、スロッ
トル制御は、ＰＩＤフィードバック制御等の手法で、非
線系の軸トルク特性を有するスロットルボディの制御を
行っている。
ォルト機構を備えたスロットルボディにおいては、セン
サ異常等が発生した場合、アクチュエータ駆動系電源を
切断し、スプリング等の付勢力によりメカ的にデフォル
ト開度に戻る構造となっており、スロットルボディは非
線系の軸トルク特性を有する仕様となる。また、スロッ
トル制御は、ＰＩＤフィードバック制御等の手法で、非
線系の軸トルク特性を有するスロットルボディの制御を
行っている。
【０００５】しかしながら、制御対象を目標スロットル
開度に収束させる役割をになう積分項は、二次遅れ特性
を有していることに加え、制御対象系がデフォルト機構
により非線形な特性を有するために、積分値が収束する
のに時間がかかり、特に、デフォルト開度を跨ぐ応答を
行う場合は、応答時間及び収束時間が遅くなるという問
題があった。
開度に収束させる役割をになう積分項は、二次遅れ特性
を有していることに加え、制御対象系がデフォルト機構
により非線形な特性を有するために、積分値が収束する
のに時間がかかり、特に、デフォルト開度を跨ぐ応答を
行う場合は、応答時間及び収束時間が遅くなるという問
題があった。
【０００６】本発明の目的は、応答時間及び収束時間を
短縮できるスロットル制御装置を提供することにある。
短縮できるスロットル制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、エンジン制御ユニットによって求
められた目標スロットル開度に基づいて、アクチュエー
タを用いて、フェール時の走行を確保するためにデフォ
ルト機構を有する電子制御スロットルボディのスロット
ル弁の位置制御を行うスロットル制御装置において、上
記エンジン制御ユニットから入力する目標スロットル開
度が、上記デフォルト機構のデフォルト開度を跨ぐ場合
は、加算されている補正値を初期設定値にセットし、こ
の初期設定値にそれ以降演算された補正値を用いてフィ
ードバック制御を行うようにしたものである。かかる構
成により、デフォルト開度を跨ぐ場合には、補正値を初
期設定値にセットすることにより、積分項による応答を
早めて、応答時間及び収束時間を短縮し得るものとな
る。
るために、本発明は、エンジン制御ユニットによって求
められた目標スロットル開度に基づいて、アクチュエー
タを用いて、フェール時の走行を確保するためにデフォ
ルト機構を有する電子制御スロットルボディのスロット
ル弁の位置制御を行うスロットル制御装置において、上
記エンジン制御ユニットから入力する目標スロットル開
度が、上記デフォルト機構のデフォルト開度を跨ぐ場合
は、加算されている補正値を初期設定値にセットし、こ
の初期設定値にそれ以降演算された補正値を用いてフィ
ードバック制御を行うようにしたものである。かかる構
成により、デフォルト開度を跨ぐ場合には、補正値を初
期設定値にセットすることにより、積分項による応答を
早めて、応答時間及び収束時間を短縮し得るものとな
る。
【０００８】（２）上記（１）において、好ましくは、
上記初期設定値を、０としたものである。
上記初期設定値を、０としたものである。
【０００９】（３）上記（１）において、好ましくは、
上記デフォルト開度を含むデッドバンド領域を設け、上
記エンジン制御ユニットから入力する目標スロットル開
度が、上記デッドバンド領域を跨ぐ場合は、加算されて
いる積分値を初期設定値にセットし、この初期設定値に
それ以降演算された積分値を積算してフィードバック制
御を行うようにしたものである。
上記デフォルト開度を含むデッドバンド領域を設け、上
記エンジン制御ユニットから入力する目標スロットル開
度が、上記デッドバンド領域を跨ぐ場合は、加算されて
いる積分値を初期設定値にセットし、この初期設定値に
それ以降演算された積分値を積算してフィードバック制
御を行うようにしたものである。
【００１０】（４）上記（３）において、好ましくは、
上記デッドバンドの値を、±１．５度したものである。
上記デッドバンドの値を、±１．５度したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を用いて、本発
明の一実施形態によるスロットル制御装置の構成につい
て説明する。最初に、図１を用いて、本実施形態による
スロットル制御装置の全体構成について説明する。図１
は、本発明の一実施形態によるスロットル制御装置の全
体構成を示すブロック図である。
明の一実施形態によるスロットル制御装置の構成につい
て説明する。最初に、図１を用いて、本実施形態による
スロットル制御装置の全体構成について説明する。図１
は、本発明の一実施形態によるスロットル制御装置の全
体構成を示すブロック図である。
【００１２】エンジン制御ユニット１０は、アクセルペ
ダル２２の位置を検出するアクセルセンサ２０や各種セ
ンサ類からの信号に基づいて、エンジンに最適な空気量
を供給するための目標スロットル開度を演算して、スロ
ットル制御ユニット１００に出力する。
ダル２２の位置を検出するアクセルセンサ２０や各種セ
ンサ類からの信号に基づいて、エンジンに最適な空気量
を供給するための目標スロットル開度を演算して、スロ
ットル制御ユニット１００に出力する。
【００１３】スロットル制御ユニット１００は、目標ス
ロットル開度に基づいて、電子制御スロットルボディ３
０に備えられたスロットルバルブ２２を回動するモータ
３４に駆動信号を与え、位置制御を行う。スロットルバ
ルブ３２の開度は、スロットルセンサ３６により検出さ
れ、実スロットル開度信号として、スロットル制御ユニ
ット１００に送信される。スロットル制御ユニット１０
０は、この実スロットル開度信号に基づいて、実スロッ
トル開度を演算し、目標スロットル開度に収束するよう
にフィードバック制御を行う。
ロットル開度に基づいて、電子制御スロットルボディ３
０に備えられたスロットルバルブ２２を回動するモータ
３４に駆動信号を与え、位置制御を行う。スロットルバ
ルブ３２の開度は、スロットルセンサ３６により検出さ
れ、実スロットル開度信号として、スロットル制御ユニ
ット１００に送信される。スロットル制御ユニット１０
０は、この実スロットル開度信号に基づいて、実スロッ
トル開度を演算し、目標スロットル開度に収束するよう
にフィードバック制御を行う。
【００１４】スロットル制御ユニット１００は、減算手
段１１０と、ＰＩＤ制御手段１２０と、フィードバック
制御量演算手段１３０と、積分値キャンセル判定手段１
４０とを備えている。減算手段１１０は、目標スロット
ル開度と実スロットル開度の差を演算して、ＰＩＤ制御
手段１２０に出力する。
段１１０と、ＰＩＤ制御手段１２０と、フィードバック
制御量演算手段１３０と、積分値キャンセル判定手段１
４０とを備えている。減算手段１１０は、目標スロット
ル開度と実スロットル開度の差を演算して、ＰＩＤ制御
手段１２０に出力する。
【００１５】ＰＩＤ制御手段１２０は、比例項演算手段
１２２と、積分項演算手段１２４と、微分項演算手段１
２６と、加減算手段１２８とから構成されている。比例
項演算手段１２２は、目標スロットル開度と実スロット
ル開度の偏差（Δθ）に比例ゲイン（Ｐゲイン）を乗じ
て、比例項を演算する。積分項演算手段１２４は、目標
スロットル開度と実スロットル開度の偏差（Δθ）の積
分値（ΣΔθ）に積分ゲイン（Ｉゲイン）を乗じて、積
分項を演算する。微分項演算手段１２６は、実スロット
ル開度の変化速度分（ｄθ／ｄｔ）に微分ゲイン（Ｄゲ
イン）を乗じて、微分項を演算する。加減算手段１２８
は、比例項演算手段１２２の出力値と積分項演算手段１
２４の出力値とを加算し、さらに、微分項演算手段１２
６の出力値を減算して、フィードバック制御量演算手段
１３０に、ＰＩＤ制御信号を出力する。フィードバック
制御量演算手段１３０は、ＰＩＤ制御信号に基づいて、
フィードバック制御量を演算して、モータ３４に出力す
る。
１２２と、積分項演算手段１２４と、微分項演算手段１
２６と、加減算手段１２８とから構成されている。比例
項演算手段１２２は、目標スロットル開度と実スロット
ル開度の偏差（Δθ）に比例ゲイン（Ｐゲイン）を乗じ
て、比例項を演算する。積分項演算手段１２４は、目標
スロットル開度と実スロットル開度の偏差（Δθ）の積
分値（ΣΔθ）に積分ゲイン（Ｉゲイン）を乗じて、積
分項を演算する。微分項演算手段１２６は、実スロット
ル開度の変化速度分（ｄθ／ｄｔ）に微分ゲイン（Ｄゲ
イン）を乗じて、微分項を演算する。加減算手段１２８
は、比例項演算手段１２２の出力値と積分項演算手段１
２４の出力値とを加算し、さらに、微分項演算手段１２
６の出力値を減算して、フィードバック制御量演算手段
１３０に、ＰＩＤ制御信号を出力する。フィードバック
制御量演算手段１３０は、ＰＩＤ制御信号に基づいて、
フィードバック制御量を演算して、モータ３４に出力す
る。
【００１６】さらに、本実施形態においては、積分値キ
ャンセル判定手段１４０を備えている点に特徴を有して
いる。積分値キャンセル判定手段１４０は、目標スロッ
トル開度を監視して、目標スロットル開度が変化した瞬
間に、デフォルト開度を跨くかどうか判定し、跨ぐ場合
には、補正値である積分項演算手段１２４における積分
値を０にするものである。
ャンセル判定手段１４０を備えている点に特徴を有して
いる。積分値キャンセル判定手段１４０は、目標スロッ
トル開度を監視して、目標スロットル開度が変化した瞬
間に、デフォルト開度を跨くかどうか判定し、跨ぐ場合
には、補正値である積分項演算手段１２４における積分
値を０にするものである。
【００１７】ここで、図２を用いて、電子制御スロット
ルボディにおけるデフォルト開度について説明する。図
２は、本発明の一実施形態によるスロットル制御装置に
用いる電子制御スロットルボディのデフォルト開度の説
明図である。図２において、横軸はスロットル開度を示
しており、縦軸は軸トルクを示している。
ルボディにおけるデフォルト開度について説明する。図
２は、本発明の一実施形態によるスロットル制御装置に
用いる電子制御スロットルボディのデフォルト開度の説
明図である。図２において、横軸はスロットル開度を示
しており、縦軸は軸トルクを示している。
【００１８】電子制御スロットルボディ３０は、モータ
３４等に異常等が発生した場合、モータ３４の電源の切
断を行い、スプリング等の付勢力によりメカ的にデフォ
ルト開度に戻る機構となっている。そのため、電子制御
スロットルボディ３０の軸トルク特性は、図２に示すよ
うな非線系な特性を有する仕様となっている。
３４等に異常等が発生した場合、モータ３４の電源の切
断を行い、スプリング等の付勢力によりメカ的にデフォ
ルト開度に戻る機構となっている。そのため、電子制御
スロットルボディ３０の軸トルク特性は、図２に示すよ
うな非線系な特性を有する仕様となっている。
【００１９】即ち、デフォルト開度θ０においては、軸
トルクが０であり、モータ３４の電源を切断すると、こ
のデフォルト開度θ０に戻る特性である。スロットル開
度がデフォルト開度θ０よりも大きな範囲では、スロッ
トル開度の増加とともに、軸トルクも増大するととも
に、ヒステリシス特性を有している。また、スロットル
開度がデフォルト開度θ０よりも小さな範囲では、スロ
ットル開度の現象とともに、軸トルクはマイナス側に増
大するとともに、ヒステリシス特性を有している。即
ち、デフォルト開度θ０を挟んで、軸トルクは、負から
正に急激に変化する。ここで、デフォルト開度θ０は、
電子制御スロットルボディ３０によって異なるが、一般
に、７度〜１５度の範囲内の値である。
トルクが０であり、モータ３４の電源を切断すると、こ
のデフォルト開度θ０に戻る特性である。スロットル開
度がデフォルト開度θ０よりも大きな範囲では、スロッ
トル開度の増加とともに、軸トルクも増大するととも
に、ヒステリシス特性を有している。また、スロットル
開度がデフォルト開度θ０よりも小さな範囲では、スロ
ットル開度の現象とともに、軸トルクはマイナス側に増
大するとともに、ヒステリシス特性を有している。即
ち、デフォルト開度θ０を挟んで、軸トルクは、負から
正に急激に変化する。ここで、デフォルト開度θ０は、
電子制御スロットルボディ３０によって異なるが、一般
に、７度〜１５度の範囲内の値である。
【００２０】ここで、電子制御スロットルボディ３０
が、図２に示したようなトルク特性を有するために、デ
フォルト開度を跨ぐ応答の場合、積分項演算手段１２４
における積分値自体が正負の符号を有してしまうため、
それまで積算された積分値を消費し、符号が変わるまで
の間は、バルブを動作させるために必要な制御量は小さ
く計算され、応答時間に影響するだけでなく、目標スロ
ットル開度に実スロットル開度を保持するために必要な
積分値に収束するまでに時間を有することになる。その
結果、デフォルト開度を跨ぐ応答の場合、遅れ特性を有
する積分値はメカのトルク特性とあいまって応答時間及
び収束時間が遅れ、制御性が悪化する要因となる。
が、図２に示したようなトルク特性を有するために、デ
フォルト開度を跨ぐ応答の場合、積分項演算手段１２４
における積分値自体が正負の符号を有してしまうため、
それまで積算された積分値を消費し、符号が変わるまで
の間は、バルブを動作させるために必要な制御量は小さ
く計算され、応答時間に影響するだけでなく、目標スロ
ットル開度に実スロットル開度を保持するために必要な
積分値に収束するまでに時間を有することになる。その
結果、デフォルト開度を跨ぐ応答の場合、遅れ特性を有
する積分値はメカのトルク特性とあいまって応答時間及
び収束時間が遅れ、制御性が悪化する要因となる。
【００２１】ここで、図３を用いて、図２に示したよう
な非線形の軸トルク特性を有する電子制御スロットルボ
ディ３０を制御した場合の実スロットル開度及び演算さ
れた積分値の挙動について説明する。図３は、電子制御
スロットルボディを制御した場合の実スロットル開度及
び演算された積分値の挙動の説明図である。図３におい
て、横軸は時間を示しており、縦軸はスロットル開度及
び積分値を示している。
な非線形の軸トルク特性を有する電子制御スロットルボ
ディ３０を制御した場合の実スロットル開度及び演算さ
れた積分値の挙動について説明する。図３は、電子制御
スロットルボディを制御した場合の実スロットル開度及
び演算された積分値の挙動の説明図である。図３におい
て、横軸は時間を示しており、縦軸はスロットル開度及
び積分値を示している。
【００２２】エンジン制御ユニット１０から送信された
目標スロットル開度θTHが、実線で示すように、時刻ｔ
０において、デフォルト開度θ０を跨ぐように、即ち、
デフォルト開度θ０より小さな値から、デフォルト開度
θ０よりも大きな値に変化すると、従来の方法では、実
スロットル開度θoldは、２点鎖線で示すように、ＰＩ
Ｄフィードバック制御により演算された制御量に基づき
動作するため、図示するような挙動となる。また、この
時の従来の方法による積分値Ｉoldは、実線で示すよう
に、実スロットル開度θoldの動作に対して遅れを持っ
た形で変化する。
目標スロットル開度θTHが、実線で示すように、時刻ｔ
０において、デフォルト開度θ０を跨ぐように、即ち、
デフォルト開度θ０より小さな値から、デフォルト開度
θ０よりも大きな値に変化すると、従来の方法では、実
スロットル開度θoldは、２点鎖線で示すように、ＰＩ
Ｄフィードバック制御により演算された制御量に基づき
動作するため、図示するような挙動となる。また、この
時の従来の方法による積分値Ｉoldは、実線で示すよう
に、実スロットル開度θoldの動作に対して遅れを持っ
た形で変化する。
【００２３】ここで、積分値自体が２次遅れ特性を有す
ることと、電子制御スロットルボディ３０が図２に示す
トルク特性を有するために、特にデフォルト開度を跨ぐ
応答の場合、積分値自体が正負の符号を有してしまうた
め、それまで積算された積分値を消費し符号が変わるま
での間は、バルブを動作させるために必要な制御量は小
さく計算され、応答時間に影響するだけでなく、目標ス
ロットル開度に実スロットル開度を保持するために必要
な積分値に収束するまでに時間を有することになる。
ることと、電子制御スロットルボディ３０が図２に示す
トルク特性を有するために、特にデフォルト開度を跨ぐ
応答の場合、積分値自体が正負の符号を有してしまうた
め、それまで積算された積分値を消費し符号が変わるま
での間は、バルブを動作させるために必要な制御量は小
さく計算され、応答時間に影響するだけでなく、目標ス
ロットル開度に実スロットル開度を保持するために必要
な積分値に収束するまでに時間を有することになる。
【００２４】つまりデフォルト開度を跨ぐ応答の場合、
遅れ特性を有する積分値はメカのトルク特性とあいまっ
て応答時間及び収束時間ｔ２が遅れ、制御性が悪化する
要因となる。
遅れ特性を有する積分値はメカのトルク特性とあいまっ
て応答時間及び収束時間ｔ２が遅れ、制御性が悪化する
要因となる。
【００２５】そこで、本実施形態においては、積分値キ
ャンセル判定手段１４０は、目標スロットル開度を監視
して、目標スロットル開度が変化した瞬間に、デフォル
ト開度を跨くかどうか判定し、跨ぐ場合には、補正値で
ある積分項演算手段１２４における積分値を０にするも
のである。即ち、積分値キャンセル判定手段１４０は、
目標スロットル開度が変化した瞬間にデフォルト開度を
跨くと判定すると、補正値である積分値を０にすること
により、負から正又は正から負に変化するための積分値
を消費する時間が無くなり、積分値の収束も速くなるた
め、応答時間が速くなるだけでなく収束時間も速くなり
制御性が改善されることになる。
ャンセル判定手段１４０は、目標スロットル開度を監視
して、目標スロットル開度が変化した瞬間に、デフォル
ト開度を跨くかどうか判定し、跨ぐ場合には、補正値で
ある積分項演算手段１２４における積分値を０にするも
のである。即ち、積分値キャンセル判定手段１４０は、
目標スロットル開度が変化した瞬間にデフォルト開度を
跨くと判定すると、補正値である積分値を０にすること
により、負から正又は正から負に変化するための積分値
を消費する時間が無くなり、積分値の収束も速くなるた
め、応答時間が速くなるだけでなく収束時間も速くなり
制御性が改善されることになる。
【００２６】ここで、図３に示すように、エンジン制御
ユニット１０から送信された目標スロットル開度θTH
が、実線で示すように、時刻ｔ０において、デフォルト
開度θ０を跨ぐように変化すると、本実施形態によるの
方法では、積分値Ｉnewは、点線で示すように、ほぼ時
刻ｔ０において、積分値０から積分を開始することにな
る。その結果、実スロットル開度θnewは、１点鎖線で
示すように、従来の実スロットル開度θoldに比べて、
素早く増加することとなり、応答時間が速くなるととも
に、収束時間ｔ１も速くなり制御性が改善されることに
なる。
ユニット１０から送信された目標スロットル開度θTH
が、実線で示すように、時刻ｔ０において、デフォルト
開度θ０を跨ぐように変化すると、本実施形態によるの
方法では、積分値Ｉnewは、点線で示すように、ほぼ時
刻ｔ０において、積分値０から積分を開始することにな
る。その結果、実スロットル開度θnewは、１点鎖線で
示すように、従来の実スロットル開度θoldに比べて、
素早く増加することとなり、応答時間が速くなるととも
に、収束時間ｔ１も速くなり制御性が改善されることに
なる。
【００２７】ここで、図４を用いて、本実施形態による
積分値キャンセル判定手段１４０による目標スロットル
開度の判定方法について説明する。図４は、本発明の一
実施形態によるスロットル制御装置における積分値キャ
ンセル判定手段による目標スロットル開度の判定方法の
説明図である。
積分値キャンセル判定手段１４０による目標スロットル
開度の判定方法について説明する。図４は、本発明の一
実施形態によるスロットル制御装置における積分値キャ
ンセル判定手段による目標スロットル開度の判定方法の
説明図である。
【００２８】本実施形態においては、判定のためのスロ
ットル開度の領域を、図示するように、Ａ領域，Ｂ領
域，Ｃ領域の３つの領域に分けている。Ｂ領域は、デフ
ォルト開度θ０を挟んで±Ａ度の範囲の領域である。Ａ
は、例えば、１．５度である。この値は、設計値におけ
るデフォルト開度と、実際の電子制御スロットルボディ
におけるデフォルト値とのメカ系の誤差の最大値に設定
する。Ａ領域は、Ｂ領域よりもスロットル開度が小さ
く、スロットルの全閉位置までの範囲である。Ｃ領域
は、Ｂ領域よりもスロットル開度が大きく、スロットル
の全開位置までの範囲である。
ットル開度の領域を、図示するように、Ａ領域，Ｂ領
域，Ｃ領域の３つの領域に分けている。Ｂ領域は、デフ
ォルト開度θ０を挟んで±Ａ度の範囲の領域である。Ａ
は、例えば、１．５度である。この値は、設計値におけ
るデフォルト開度と、実際の電子制御スロットルボディ
におけるデフォルト値とのメカ系の誤差の最大値に設定
する。Ａ領域は、Ｂ領域よりもスロットル開度が小さ
く、スロットルの全閉位置までの範囲である。Ｃ領域
は、Ｂ領域よりもスロットル開度が大きく、スロットル
の全開位置までの範囲である。
【００２９】ここで、スロットル制御領域を領域Ａ，
Ｂ，Ｃに分割したのは、制御上デフォルト点の学習を行
わないため、ソフトで設定しているデフォルト開度と実
際のメカのデフォルト開度に相違が発生し、ソフトのデ
フォルト開度は跨ぐがメカのデフォルト開度は跨がな
い、またはその逆の現象が生じた場合に、スロットルバ
ルブ動作に影饗を与える現象を回避するために、領域Ｂ
のようなソフトデフォルト開度±Ａｄｅｇの目標スロッ
トル開度に関しては、デフォルトを跨ぐ挙動であっても
積分値を０としないデッドバンドを設けてある。
Ｂ，Ｃに分割したのは、制御上デフォルト点の学習を行
わないため、ソフトで設定しているデフォルト開度と実
際のメカのデフォルト開度に相違が発生し、ソフトのデ
フォルト開度は跨ぐがメカのデフォルト開度は跨がな
い、またはその逆の現象が生じた場合に、スロットルバ
ルブ動作に影饗を与える現象を回避するために、領域Ｂ
のようなソフトデフォルト開度±Ａｄｅｇの目標スロッ
トル開度に関しては、デフォルトを跨ぐ挙動であっても
積分値を０としないデッドバンドを設けてある。
【００３０】積分値キャンセル判定手段１４０は、入力
した目標スロットル開度を監視して、目標スロットル開
度がＡ領域からＣ領域に、またはＣ領域からＡ領域に変
化したかどうかを判定し、Ａ〜Ｃ領域間を動作させる目
標スロットル開度が入力された場合のみ積分値を０と
し、それ以外の場合は通常どうり加算計算する。
した目標スロットル開度を監視して、目標スロットル開
度がＡ領域からＣ領域に、またはＣ領域からＡ領域に変
化したかどうかを判定し、Ａ〜Ｃ領域間を動作させる目
標スロットル開度が入力された場合のみ積分値を０と
し、それ以外の場合は通常どうり加算計算する。
【００３１】なお、以上の説明では、Ａ〜Ｃ領域間を動
作させる目標スロットル開度が入力された場合には、積
分値を０としているが、積分値を０以外の所定の初期積
分値にプリセットするようにしてもよいものである。初
期積分値は、電子制御スロットルボディの軸トルクと、
モータのトルク特性に基づいて、設定することができ
る。例えば、スロットルバルブの閉じ側から開き側に目
標スロットル開度が変化する場合（Ａ領域からＣ領域
に）には、スロットルバルブの全開に相当する積分値Ｉ
maxの５％の値を、初期積分値とする。また、スロット
ルバルブの開き側から閉じ側に目標スロットル開度が変
化する場合（Ｃ領域からＡ領域に）には、スロットルバ
ルブの全閉に相当する積分値Ｉminの５％の値を、初期
積分値とする。さらに、目標スロットル開度が閉じ側か
ら開き側に変化する場合と、目標スロットル開度が開き
側から閉じ側に変化する場合とで、初期積分値を変える
ようにしてもよいものである。例えば、スロットルバル
ブの閉じ側から開き側に目標スロットル開度が変化する
場合には、スロットルバルブの全開に相当する積分値Ｉ
maxの６％の値を、初期積分値とする。また、スロット
ルバルブの開き側から閉じ側に目標スロットル開度が変
化する場合には、スロットルバルブの全閉に相当する積
分値Ｉminの４％の値を、初期積分値とする。
作させる目標スロットル開度が入力された場合には、積
分値を０としているが、積分値を０以外の所定の初期積
分値にプリセットするようにしてもよいものである。初
期積分値は、電子制御スロットルボディの軸トルクと、
モータのトルク特性に基づいて、設定することができ
る。例えば、スロットルバルブの閉じ側から開き側に目
標スロットル開度が変化する場合（Ａ領域からＣ領域
に）には、スロットルバルブの全開に相当する積分値Ｉ
maxの５％の値を、初期積分値とする。また、スロット
ルバルブの開き側から閉じ側に目標スロットル開度が変
化する場合（Ｃ領域からＡ領域に）には、スロットルバ
ルブの全閉に相当する積分値Ｉminの５％の値を、初期
積分値とする。さらに、目標スロットル開度が閉じ側か
ら開き側に変化する場合と、目標スロットル開度が開き
側から閉じ側に変化する場合とで、初期積分値を変える
ようにしてもよいものである。例えば、スロットルバル
ブの閉じ側から開き側に目標スロットル開度が変化する
場合には、スロットルバルブの全開に相当する積分値Ｉ
maxの６％の値を、初期積分値とする。また、スロット
ルバルブの開き側から閉じ側に目標スロットル開度が変
化する場合には、スロットルバルブの全閉に相当する積
分値Ｉminの４％の値を、初期積分値とする。
【００３２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、デフォルト機構を持つために軸トルク特性が非線型
となる特性を有する電子制御スロットルボディの制御に
おいて、デフォルト開度を跨ぐ目標スロットル開度を受
信した場合にそれまで積算された積分値を初期設定値に
セットすることで、スロットルの応答挙動を改善するこ
とができる。
ば、デフォルト機構を持つために軸トルク特性が非線型
となる特性を有する電子制御スロットルボディの制御に
おいて、デフォルト開度を跨ぐ目標スロットル開度を受
信した場合にそれまで積算された積分値を初期設定値に
セットすることで、スロットルの応答挙動を改善するこ
とができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、スロットル制御装置に
おける応答時間及び収束時間を短縮できる。
おける応答時間及び収束時間を短縮できる。
【図１】本発明の一実施形態によるスロットル制御装置
の全体構成を示すブロック図である。
の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるスロットル制御装置
に用いる電子制御スロットルボディのデフォルト開度の
説明図である。
に用いる電子制御スロットルボディのデフォルト開度の
説明図である。
【図３】電子制御スロットルボディを制御した場合の実
スロットル開度及び演算された積分値の挙動の説明図で
ある。
スロットル開度及び演算された積分値の挙動の説明図で
ある。
【図４】本発明の一実施形態によるスロットル制御装置
における積分値キャンセル判定手段による目標スロット
ル開度の判定方法の説明図である。
における積分値キャンセル判定手段による目標スロット
ル開度の判定方法の説明図である。
１０…エンジン制御ユニット ２０…アクセルセンサ ２２…アクセルペダル ３０…電子制御スロットルボディ ３２…スロットルバルブ ３４…ＤＣモータ ３６…スロットルセンサ １００…スロットル制御ユニット １１０…減算手段 １２０…ＰＩＤ制御手段 １２２…比例項演算手段 １２４…積分項演算手段 １２６…微分項演算手段 １２８…加減算手段 １３０…フィードバック制御量演算手段 １４０…積分値キャンセル判定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 次男 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器グル ープ内 (72)発明者 仲野 秀一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器グル ープ内 審査官 関 義彦 (56)参考文献 特開2000−54864（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−288052（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−141389（ＪＰ，Ａ) 特開2000−54898（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−190230（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−299871（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 9/00 - 11/10 F02D 41/04 - 45/00 395
Claims (4)
- 【請求項１】エンジン制御ユニットによって求められた
目標スロットル開度に基づいて、アクチュエータを用い
て、フェール時の走行を確保するためにデフォルト機構
を有する電子制御スロットルボディのスロットル弁の位
置制御を行うスロットル制御装置において、 上記エンジン制御ユニットから入力する目標スロットル
開度が、上記デフォルト機構のデフォルト開度を跨ぐ場
合は、加算されている補正値を初期設定値にセットし、
この初期設定値にそれ以降演算された補正値を用いてフ
ィードバック制御を行うことを特徴とするスロットル制
御装置。 - 【請求項２】請求項１記載のスロットル制御装置におい
て、 上記初期設定値は、０であることを特徴とするスロット
ル制御装置。 - 【請求項３】請求項１記載のスロットル制御装置におい
て、 上記デフォルト開度を含むデッドバンド領域を設け、 上記エンジン制御ユニットから入力する目標スロットル
開度が、上記デッドバンド領域を跨ぐ場合は、加算され
ている積分値を初期設定値にセットし、この初期設定値
にそれ以降演算された積分値を積算してフィードバック
制御を行うことを特徴とするスロットル制御装置。 - 【請求項４】請求項３記載のスロットル制御装置におい
て、 上記デッドバンドの値は、±１．５度であることを特徴
とするスロットル制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24728799A JP3333477B2 (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | スロットル制御装置 |
| EP00118153A EP1081358B1 (en) | 1999-09-01 | 2000-08-29 | Throttle controlling device |
| DE60027097T DE60027097T2 (de) | 1999-09-01 | 2000-08-29 | Steuergerät für eine Drosselklappe |
| KR1020000050985A KR20010030183A (ko) | 1999-09-01 | 2000-08-31 | 드로틀 제어 장치 |
| US09/652,659 US6474301B1 (en) | 1999-09-01 | 2000-08-31 | Throttle controlling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24728799A JP3333477B2 (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | スロットル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001073817A JP2001073817A (ja) | 2001-03-21 |
| JP3333477B2 true JP3333477B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=17161208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24728799A Expired - Lifetime JP3333477B2 (ja) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | スロットル制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6474301B1 (ja) |
| EP (1) | EP1081358B1 (ja) |
| JP (1) | JP3333477B2 (ja) |
| KR (1) | KR20010030183A (ja) |
| DE (1) | DE60027097T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| 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 |
| US20050029869A1 (en) * | 2003-08-07 | 2005-02-10 | Ford Global Technologies, Llc | Controlled vehicle shutdown system |
| DE102007049687B4 (de) * | 2007-10-17 | 2009-07-30 | Pierburg Gmbh | Verbrennungsmotor-Stelleinrichtung |
| US7717085B1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-05-18 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Virtual throttle position sensor diagnostics with a single channel throttle position sensor |
| JP2010138917A (ja) * | 2010-03-23 | 2010-06-24 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の絞り弁制御装置 |
| JP6139311B2 (ja) * | 2013-07-17 | 2017-05-31 | 株式会社東芝 | 調節弁の制御方法及び制御装置、これらを使用した発電プラント |
| KR101622467B1 (ko) * | 2014-06-30 | 2016-06-01 | (주)와이케이티 | 진공 제어 시스템 및 그 방법 |
| JP7385153B1 (ja) | 2022-06-23 | 2023-11-22 | 株式会社デンソーダイシン | 絞り弁制御装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS618441A (ja) | 1984-06-22 | 1986-01-16 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用内燃機関のアクセル制御装置 |
| US4833613A (en) * | 1986-04-18 | 1989-05-23 | Eaton Corporation | Method for controlling AMT system including throttle position sensor signal fault detection and tolerance |
| DE3740803A1 (de) * | 1987-12-02 | 1989-06-15 | Bosch Gmbh Robert | Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere fuer fahrzeuge |
| US4941444A (en) * | 1988-02-26 | 1990-07-17 | Mazda Motor Company | Engine control apparatus |
| US5170860A (en) * | 1990-03-27 | 1992-12-15 | Honda Giken Kogyo K.K. | Driving wheel control system for automotive vehicles |
| GB9007012D0 (en) * | 1990-03-29 | 1990-05-30 | Eaton Corp | Throttle error detection logic |
| US5056022A (en) * | 1990-09-24 | 1991-10-08 | Saturn Corporation | Throttle position sensor error recovery control method |
| US5138874A (en) * | 1991-07-01 | 1992-08-18 | General Motors Corporation | Diagnostic system for detecting faults in engine air intake check valves |
| US5199401A (en) * | 1991-10-21 | 1993-04-06 | Eaton Corporation | Engine throttle servoactuator control system |
| JPH06146970A (ja) * | 1992-11-02 | 1994-05-27 | Nippondenso Co Ltd | エンジン制御用電子装置 |
| JP3189996B2 (ja) * | 1992-12-21 | 2001-07-16 | 本田技研工業株式会社 | 制御部材位置制御装置 |
| US5406920A (en) * | 1992-12-21 | 1995-04-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for controlling the position of control member |
| JP3159102B2 (ja) * | 1997-02-20 | 2001-04-23 | 株式会社デンソー | 内燃機関の電子スロットル制御装置 |
| JP3404254B2 (ja) | 1997-05-07 | 2003-05-06 | 株式会社日立製作所 | エンジンのスロットル装置 |
| JP3712848B2 (ja) * | 1997-11-19 | 2005-11-02 | 三菱電機株式会社 | エンジンの吸入空気量制御装置 |
-
1999
- 1999-09-01 JP JP24728799A patent/JP3333477B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-08-29 EP EP00118153A patent/EP1081358B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-29 DE DE60027097T patent/DE60027097T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-31 KR KR1020000050985A patent/KR20010030183A/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-08-31 US US09/652,659 patent/US6474301B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE60027097D1 (de) | 2006-05-18 |
| JP2001073817A (ja) | 2001-03-21 |
| DE60027097T2 (de) | 2006-11-02 |
| EP1081358B1 (en) | 2006-04-05 |
| US6474301B1 (en) | 2002-11-05 |
| EP1081358A2 (en) | 2001-03-07 |
| KR20010030183A (ko) | 2001-04-16 |
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