JP3460383B2 - Throttle control device for internal combustion engine - Google Patents

Throttle control device for internal combustion engine

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JP3460383B2
JP3460383B2 JP13249695A JP13249695A JP3460383B2 JP 3460383 B2 JP3460383 B2 JP 3460383B2 JP 13249695 A JP13249695 A JP 13249695A JP 13249695 A JP13249695 A JP 13249695A JP 3460383 B2 JP3460383 B2 JP 3460383B2
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Japan
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control
throttle
throttle valve
opening
internal combustion
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白井  和成
仲矢  好政
宮野  英正
和賢 野々山
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Denso Corp
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Denso Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

Landscapes

  • 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、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P
ID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】また、このようなPID制御における各制
御定数は、システムの周囲の環境変動(例えば、温度、
電源電圧等)や制御対象(DCモータ、スロットルバル
ブ、スロットル開度センサ等)の製造上のばらつき・経
時変化等から生じる外乱に対しても仕様を満たすように
設定されていた。しかしながら、これらばらつき・経時
変化等のなかには予測不能なものもある。これら予測不
能なばらつき・経時変化等が生じた場合には、図6に示
すように、スロットルバルブのスロットル開度指令値に
基づく実際のスロットル開度に対応したスロットル開度
センサ値が予め設定された制御上の全開位置または制御
上の全閉位置を越えて開側または閉側に変動するオーバ
シュート現象が起こる可能性がある。 【0006】このようなオーバシュート現象が発生する
ようになると、スロットルバルブが全開駆動または全閉
駆動するときに物理的な全開位置(全開ストッパ位置)
または全閉位置(全閉ストッパ位置)に衝突する可能性
があり、異音の発生、スロットルバルブや減速ギヤ列等
の破損が起こる可能性がある。したがって、上述のばら
つきや経時変化等を抑えるため高価な材料の使用、非常
に厳しい公差設計・製造管理の実施、出荷時の全数性能
検査によるコストアップが不可避であった。 【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、電子スロットルシステムに
おけるスロットルバルブ駆動時のオーバシュート現象を
防止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】本発明にかかる内燃機関
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、前記DCモータをPID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、前記スロットルバルブの開度を検出するスロット
ル開度検出手段と、前記スロットル開度検出手段により
検出されるスロットル開度が、前記スロットルバルブ制
御手段における制御上の全開位置を越えたと判定、また
は前記スロットルバルブ制御手段における制御上の全閉
位置未満と判定されたときには、前記PID制御の制御
定数のうちD項を変更する制御定数変更手段とを具備す
るものである。 【0009】 【作用】本発明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。そして、スロ
ットル開度検出手段で検出されるスロットル開度が、ス
ロットルバルブ制御手段における制御上の全開位置を越
えたと判定、またはスロットルバルブ制御手段における
制御上の全閉位置未満と判定されたときには、制御定数
変更手段でPID制御の制御定数のうちD項が変更され
る。このため、スロットルバルブの開閉における制御上
の全開位置または制御上の全閉位置の直前での最終収束
速度が抑えられる。 【0010】 【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。 【0011】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。 【0012】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。 【0013】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
に配設される減速ギヤ列であり、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。 【0014】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。 【0015】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が駆動され減速ギヤ列13を介してスロットルバル
ブ3が開閉される。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。 【0016】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1
1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。 【0017】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3の
制御特性との関係を説明する。 【0018】P項ゲインは、スロットルバルブ3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3の応答速度は速くなるが、
反動としてのオーバ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。 【0019】また、I項ゲインは、スロットルバルブ3
のスロットル開度指令値θcmd と実際のスロットル開度
θth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
3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。 【0020】そして、D項ゲインは、スロットルバルブ
3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3の応答速度が遅くなるが、反面、
スロットルバルブ3のスロットル開度変動時のオーバシ
ュートが小さくなる。 【0021】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のス
ロットル開度のPID制御における処理手順を図4のフ
ローチャートに基づいて説明する。 【0022】まず、ステップS101で、前回の判定か
らT1 時間(例えば、4ms;この時間は短いほど良
い)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、時刻nにおけるスロ
ットルバルブ3のスロットル開度TH をA/D変換した
値θn が求められる。次にステップS103に移行し
て、スロットルバルブ3のスロットル開度TH をA/D
変換した今回値θn と前回値θn-1 との差分からスロッ
トルバルブ3のバルブ角速度Δθn が求められる。 【0023】次にステップS104に移行して、アクセ
ルペダル5のアクセル開度Ap 、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C/C(Crui
se Control:クルーズコントロール)、内燃機関のアイ
ドル時の機関回転数を安定化するISC(Idle Speed C
ontrol:アイドルスピードコントロール)等から求まる
目標開度θM とスロットルバルブ3のスロットル開度T
H をA/D変換した今回値θn との偏差Errが求められ
る。次にステップS105に移行して、ステップS10
4で求められた偏差ErrにP項ゲインKp が乗算されP
項出力値Tmpが求められる。次にステップS106に移
行して、ステップS103で求められたバルブ角速度Δ
θn にD項ゲインTd が乗算されD項出力値Tmdが求め
られる。次にステップS107に移行して、前回の総偏
差In-1 にステップS104で求められた偏差Errが加
算されて今回の総偏差In が求められる。 【0024】次にステップS108に移行して、ステッ
プS107で求められた総偏差Inが上限値Imax を越
えているかが判定される。ステップS108の判定条件
が成立するときには、ステップS109に移行し、総偏
差In が上限ガードとしてのImax とされる。一方、ス
テップS108の判定条件が成立しないときには、ステ
ップS110に移行し、ステップS107で求められた
総偏差In が下限値−Imax 未満であるかが判定され
る。ステップS110の判定条件が成立するときには、
ステップS111に移行し、総偏差In が下限ガードと
しての−Imax とされる。 【0025】そして、ステップS110の判定条件が成
立しないとき、ステップS109またはステップS11
1の処理ののち、ステップS112に移行し、総偏差I
n にI項ゲインTi が乗算されI項出力値Tmiが求めら
れる。次にステップS113に移行して、ステップS1
05で求められたP項出力値TmpとステップS106で
求められたD項出力値TmdとステップS112で求めら
れたI項出力値Tmiが加算されPID制御における最終
出力値Tm が求められる。次にステップS114に移行
して、DCモータ12をPWM制御するためのDuty が
ステップS113で求められた最終出力値Tm に変換係
数Ka が乗算されて求められる。 【0026】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のス
ロットル開度のオーバシュートを抑止する処理手順を図
5のフローチャートに基づき、図6のタイムチャートを
参照して説明する。 【0027】ステップS201で、前回の判定からT1
時間(例えば、4ms)が経過しているかが判定され
る。ステップS201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S201の
判定条件が成立するときには、ステップS202に移行
し、時刻nにおけるスロットルバルブ3のスロットル開
度TH をA/D変換した値θn が求められる。次にステ
ップS203に移行して、スロットルバルブ3のスロッ
トル開度TH をA/D変換した今回値θn と前回値θn-
1 との差分からスロットルバルブ3のバルブ角速度Δθ
n が求められる。 【0028】次にステップS204に移行して、バルブ
角速度Δθn の絶対値が駆動中判定定数Kb (例えば、
0.4°/4ms)を越えているかが判定される。ステ
ップS204の判定条件が成立しないときには、スロッ
トルバルブ3が停止中と判定されオーバシュートチェッ
クすることなく、本ルーチンを終了する。一方、ステッ
プS204の判定条件が成立するときには、スロットル
バルブ3が駆動中と判定されステップS205に移行
し、スロットルバルブ3のスロットル開度TH をA/D
変換した今回値θn が制御上の全開位置(図6参照)を
越えているかが判定される。ステップS205の判定条
件が成立しないときには、ステップS206に移行し、
スロットルバルブ3のスロットル開度TH をA/D変換
した今回値θn が制御上の全閉位置(図6参照)未満で
あるかが判定される。ステップS206の判定条件が成
立しないときには、制御上の全開位置及び全閉位置を越
えるオーバシュートはないと判定され、本ルーチンを終
了する。 【0029】一方、ステップS205の判定条件が成立
するときには、制御上の全開位置を越える開側のオーバ
シュートが発生していると判定され、ステップS207
に移行し、D項の制御定数であるD項ゲインTd に0.
1が加算され、本ルーチンを終了する。また、ステップ
S206の判定条件が成立するときには、制御上の全閉
位置未満となる閉側のオーバシュートが発生していると
判定され、ステップS207に移行し、D項の制御定数
であるD項ゲインTd に0.1が加算され、本ルーチン
を終了する。 【0030】上述したように、スロットルバルブ3の駆
動中にスロットル開度が制御上の全開位置または制御上
の全閉位置を越えて開側または閉側に変動するオーバシ
ュート現象が起こったときには、D項の制御定数である
D項ゲインTd が変更される。これにより、スロットル
バルブ3の駆動時の最終収束速度が抑えられ、スロット
ルバルブ3が全開駆動または全閉駆動されるときに物理
的な全開位置(全開ストッパ位置)または全閉位置(全
閉ストッパ位置)に衝突するような不具合が未然に防止
される。 【0031】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D
C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、スロットルバルブ3の
度を検出するスロットル開度検出手段としてのスロット
ル開度センサ4と、スロットル開度センサ4により検出
されるスロットル開度TH が、その目標開度θ M として
の前記スロットルバルブ制御手段における制御上の全開
位置を越えたと判定、または前記スロットルバルブ制御
手段における制御上の全閉位置未満と判定されたときに
は、前記PID制御の制御定数のうちD項ゲインTd を
変更するECU10にて達成される制御定数変更手段と
を具備するものである。 【0032】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、スロットル開度検出手段で検出されるスロッ
トル開度TH が目標開度θM としてのスロットルバルブ
制御手段における制御上の全開位置を越えたと判定、ま
たはスロットルバルブ制御手段における制御上の全閉位
置未満と判定されたときには、制御定数変更手段でPI
D制御の制御定数のうちD項ゲインTd が変更される。
故に、スロットルバルブ3の開閉における目標開度θM
の直前での最終収束速度が抑えられ、スロットル開度が
目標開度θM を越えて駆動されることが防止される。 【0033】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
のスロットル制御装置によれば、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、スロットル開度検出手段で検出されるスロッ
トル開度が、スロットルバルブ制御手段における制御上
の全開位置を越えたと判定、またはスロットルバルブ制
御手段における制御上の全閉位置未満と判定されたとき
には、制御定数変更手段でPID制御の制御定数のうち
D項が変更される。このため、スロットルバルブの開閉
における制御上の全開位置または制御上の全閉位置の直
前での最終収束速度が抑えられ、スロットル開度が制御
上の全開位置または制御上の全閉位置を越えて駆動され
ることが防止される。これにより、スロットル開度が
宜設定された制御上の全開位置または制御上の全閉位置
を越えないようなスロットル制御が実行可能となり、開
側または閉側におけるスロットルバルブ自身やその駆動
系における損傷の心配がなくなると共に、厳しい公差設
計・製造管理の実施、出荷時の全数性能検査の必要がな
くなるため大幅なコストダウンを達成することができ
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a throttle control device for an internal combustion engine which controls a degree of opening of a throttle valve by driving a DC motor in accordance with a depression amount of an accelerator pedal. It is. 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. In this throttle control device for an internal combustion engine, DC is controlled in accordance with a signal from an accelerator opening sensor which detects an accelerator opening corresponding to the amount of depression of an accelerator pedal.
When a current is supplied to the motor and the DC motor is driven, the throttle valve is opened and closed to control the amount of intake air. At this time, proportional / integral / differential control (hereinafter simply referred to as “DC”) 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] By the way, the above-mentioned P
The control constants of the P (proportional) term, the I (integral) term, and the D (differential) term in the ID control have been set to fixed values by intermediate tuning so as to satisfy the specifications in all operating states of the system. Of course, the control constants set in this manner cannot be the optimum values corresponding to the predetermined operating state, and thus cause a reduction in the responsiveness and stability of the throttle valve. [0005] Further, each control constant in such PID control depends on environmental fluctuations (for example, temperature,
The power supply voltage, etc.) and the control objects (DC motor, throttle valve, throttle opening sensor, etc.) are set so as to satisfy the specifications with respect to disturbances caused by manufacturing variations and aging. However, some of these variations and changes over time are unpredictable. If these unpredictable variations or changes over time occur, a throttle opening sensor value corresponding to the actual throttle opening based on the throttle opening command value of the throttle valve is preset as shown in FIG. There is a possibility that an overshoot phenomenon that fluctuates to the open side or the closed side beyond the fully open position on control or the fully closed position on control may occur. When such an overshoot phenomenon occurs, the physical full open position (full open stopper position) when the throttle valve is fully opened or fully closed.
Alternatively, the vehicle may collide with the fully closed position (fully closed stopper position), which may cause abnormal noise and damage to the throttle valve, the reduction gear train, and the like. Therefore, it is inevitable that an expensive material is used to suppress the above-mentioned variation and aging, a very strict tolerance design / manufacturing control is performed, and a cost increase is required by performing a 100% performance inspection at the time of shipment. 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 which can prevent an overshoot phenomenon at the time of driving a throttle valve in an electronic throttle system. A throttle control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention controls a throttle valve opening by driving a DC motor in accordance with an amount of depression of an accelerator pedal. Throttle valve control means for controlling the throttle valve by PID control of a motor; and a slot for detecting the opening of the throttle valve
Throttle opening detecting means and the throttle opening detecting means
The detected throttle opening depends on the throttle valve control.
Judgment has been made that the full open position has been
Is a fully closed control in the throttle valve control means.
When it is determined that the position is less than the position, control constant changing means for changing the D term of the control constants of the PID control is provided. In the throttle control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention , the DC motor is controlled by the PID by the throttle valve control means.
The throttle valve is controlled. And the slot
The throttle opening detected by the throttle opening detection means
Exceeding the control fully open position in the rotary valve control means
Or the throttle valve control means
When it is determined that the position is less than the fully closed position in the control, the D term of the control constant of the PID control is changed by the control constant changing means. For this reason, in controlling the opening and closing of the throttle valve,
The final convergence speed immediately before the fully open position or the fully closed position on control is suppressed. Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a throttle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention. 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. The accelerator pedal 5 has an accelerator opening sensor 6 for detecting an accelerator opening.
Is provided. 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.
A current is supplied to the motor 12 from the ECU 10 side. Reference numeral 13 denotes a reduction gear train 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. 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 an embodiment of the present invention and FIG. 3 showing a signal flow in feedback control. In FIG. 2, an accelerator opening signal Ap from the accelerator opening sensor 6 corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 5 and a throttle opening signal from the throttle opening sensor 4 corresponding to the throttle opening of the throttle valve 3. TH is A / D converted by the A / D converter 10a and the ECU 10
Is input to 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 reduction gear train 13. Reference numeral 7 denotes a fully closed stopper that regulates the fully closed position of the throttle valve 3. At this time, as shown in FIG.
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 accelerator opening sensor 6 corresponding to the accelerator opening of the accelerator pedal 5
Of the motor drive circuit 1 by PID control by the PID control circuit 10b so that there is no deviation from the throttle opening command value θcmd calculated based on the accelerator opening signal Ap.
1, feedback control for the DC motor 12 is executed. Next, a P (proportional) term in the PID control,
The relationship between the P-term gain, I-term gain, and D-term gain, which are the control constants of the I (integral) term and the D (differential) term, and the control characteristics of the throttle valve 3 will be described. The P-term gain controls the slope of the rise or fall in opening and closing the throttle valve 3, that is, the response speed. Therefore, the response speed of the throttle valve 3 increases as the P-term gain increases,
Overshoot as a reaction increases, and oscillation tends to occur if the throttle opening is to be kept constant. The I-term gain is determined by the throttle valve 3
Is controlled so as to reduce the deviation between the throttle opening command value θcmd and the actual throttle opening θth. Therefore, when the I-term gain increases, the behavior of the throttle valve 3 increases, and oscillation tends to occur when the throttle opening is kept constant. The D-term gain controls the final convergence speed related to the response speed in opening and closing the throttle valve 3. Therefore, as the D-term gain increases, the response speed of the throttle valve 3 decreases, but on the other hand,
Overshoot of the throttle valve 3 when the throttle opening varies is reduced. Next, the processing procedure in the PID control of the throttle opening of the ECU 10 used in the throttle control apparatus for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S101, it is determined whether a time T1 (for example, 4 ms; the shorter the better, the better) has elapsed from the previous determination. Step S101
When this determination condition is not satisfied, the present routine is terminated. On the other hand, when the determination condition of step S101 is satisfied, the process proceeds to step S102, and a value θn obtained by A / D conversion of the throttle opening TH of the throttle valve 3 at time n is obtained. Next, the routine proceeds to step S103, where the throttle opening TH of the throttle valve 3 is set to A / D.
The valve angular velocity Δθn of the throttle valve 3 is obtained from the difference between the converted current value θn and the previous value θn-1. Next, the process proceeds to step S104, in which the accelerator opening Ap of the accelerator pedal 5 and the C / C (Crui) that enable the vehicle to run at a constant speed without operating the accelerator pedal.
se Control (cruise control), ISC (Idle Speed C) that stabilizes the engine speed when the internal combustion engine is idle
ontrol: target opening θM obtained from idle speed control) and throttle opening T of throttle valve 3
A deviation Err from the current value θn obtained by A / D conversion of H is obtained. Next, the process proceeds to step S105, and step S10
The error Err obtained in step 4 is multiplied by the P-term gain Kp to obtain P
The term output value Tmp is obtained. Next, the process proceeds to step S106, and the valve angular velocity Δ obtained in step S103.
θn is multiplied by a D-term gain Td to obtain a D-term output value Tmd. Next, the routine proceeds to step S107, where the deviation Err obtained in step S104 is added to the previous total deviation In-1, and the current total deviation In is obtained. Next, the process proceeds to step S108, and it is determined whether the total deviation In obtained in step S107 exceeds the upper limit Imax. When the determination condition in step S108 is satisfied, the process proceeds to step S109, and the total deviation In is set to Imax as the upper limit guard. On the other hand, if the determination condition in step S108 is not satisfied, the process proceeds to step S110, and it is determined whether the total deviation In obtained in step S107 is less than the lower limit value -Imax. When the determination condition of step S110 is satisfied,
The process moves to step S111, and the total deviation In is set to -Imax as the lower limit guard. If the condition of step S110 is not satisfied, step S109 or step S11
After the processing of step 1, the flow shifts to step S112, where the total deviation I
n is multiplied by an I-term gain Ti to obtain an I-term output value Tmi. Next, the process proceeds to step S113, and step S1
The P-term output value Tmp obtained in step 05, the D-term output value Tmd obtained in step S106, and the I-term output value Tmi obtained in step S112 are added to obtain a final output value Tm in PID control. Next, the routine proceeds to step S114, where Duty for PWM control of the DC motor 12 is obtained by multiplying the final output value Tm obtained in step S113 by the conversion coefficient Ka. Next, a processing procedure for suppressing the overshoot of the throttle opening 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 flowchart of FIG. This will be described with reference to a chart. In step S201, T1 is determined from the previous determination.
It is determined whether the time (for example, 4 ms) has elapsed. When the determination condition of step S201 is not satisfied, the present routine ends. On the other hand, when the determination condition of step S201 is satisfied, the process proceeds to step S202, and a value θn obtained by A / D conversion of the throttle opening TH of the throttle valve 3 at time n is obtained. Next, the process proceeds to step S203, where the throttle opening TH of the throttle valve 3 is subjected to A / D conversion between the current value θn and the previous value θn−
From the difference from 1, the valve angular velocity Δθ of the throttle valve 3
n is required. Next, the process proceeds to step S204, in which the absolute value of the valve angular velocity Δθn is determined by a driving determination constant Kb (for example,
0.4 ° / 4 ms). If the determination condition in step S204 is not satisfied, it is determined that the throttle valve 3 is stopped, and this routine ends without performing an overshoot check. On the other hand, when the determination condition of step S204 is satisfied, it is determined that the throttle valve 3 is being driven, and the process shifts to step S205 to set the throttle opening TH of the throttle valve 3 to A / D.
It is determined whether or not the converted current value θn exceeds the fully open position for control (see FIG. 6). When the determination condition of step S205 is not satisfied, the process proceeds to step S206,
It is determined whether the current value θn obtained by A / D conversion of the throttle opening TH of the throttle valve 3 is smaller than the fully closed position (see FIG. 6) under control. If the determination condition in step S206 is not satisfied, it is determined that there is no overshoot exceeding the fully open position and the fully closed position in the control, and this routine ends. On the other hand, when the determination condition of step S205 is satisfied, it is determined that an overshoot on the open side exceeding the fully open position on the control has occurred, and step S207 is performed.
And the D term gain Td, which is the control constant of the D term, is set to 0.
1 is added, and this routine ends. Further, when the determination condition of step S206 is satisfied, it is determined that the overshoot on the closing side that is less than the fully closed position on the control has occurred, and the process proceeds to step S207, where D term, which is the control constant of D term, is obtained. 0.1 is added to the gain Td, and this routine ends. As described above, when an overshoot phenomenon occurs in which the throttle opening fluctuates to the open side or the closed side beyond the fully open position in control or the fully closed position in control during the operation of the throttle valve 3, The D-term gain Td, which is the control constant of the D-term, is changed. Thereby, the final convergence speed at the time of driving the throttle valve 3 is suppressed, and when the throttle valve 3 is fully opened or fully closed, the physical fully open position (fully open stopper position) or the fully closed position (fully closed stopper position). ) Is prevented beforehand. As described above, the throttle control device for an internal combustion engine according to the present embodiment has a D
In the control of the opening degree of the throttle valve 3 by driving the C motor 12, throttle valve control means achieved by the ECU 10 which controls the throttle valve 3 by PID control of the DC motor 12, and the opening of the throttle valve 3
Slot as throttle opening detection means for detecting the degree
Detected by the throttle opening sensor 4 and the throttle opening sensor 4
The throttle opening TH is calculated as the target opening θ M
Of the control by the throttle valve control means
Judge that the position has been exceeded or throttle valve control
When it is determined that the fully closed below a position on the control in means is for and a control constant changing unit achieved by ECU10 to change the D-term gain Td among the control constant of the PID control. Therefore, the DC motor 12 is PID-controlled by the throttle valve control means, the throttle valve 3 is controlled, and the throttle valve detected by the throttle opening detection means is controlled.
Throttle valve with target opening TH as target opening TH
Judgment that the control unit has exceeded the fully open position in control, or
Or control fully closed position in throttle valve control means
When it is determined that the value is less than the
Among the control constants of the D control, the D term gain Td is changed.
Therefore, the target opening θM for opening and closing the throttle valve 3
The final convergence speed immediately before is suppressed, and the throttle opening is prevented from being driven beyond the target opening θM. [0033] As has been described in the foregoing, according to the throttle control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, DC motor throttle valve control means throttle valve is PID control is controlled, in the throttle opening detection means Slot detected
The throttle opening is controlled by the throttle valve control means.
Is determined to have exceeded the fully open position of
When it is determined that the position is less than the fully closed position in the control by the control means, the control constant changing means changes the D term of the control constant of the PID control. As a result, the final convergence speed immediately before the control fully open position or the control fully closed position in opening and closing the throttle valve is suppressed, and the throttle opening is controlled.
Driving beyond the upper fully open position or the control fully closed position is prevented. Thus, Ri Do the throttle opening degree is suitable <br/> Yichun set throttle control that does not exceed the fully closed position <br/> on fully open position or control of the control is executable, open
The throttle valve itself or its drive on the side or closed side
Eliminates concerns about damage to the system and tight tolerances
It is not necessary to carry out total management
Can achieve a significant cost reduction
You.

【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のスロット
ル開度のPID制御における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使用されているECUのスロット
ル開度のオーバシュートを抑止する処理手順を示すフロ
ーチャートである。 【図6】 図6は従来の内燃機関のスロットル制御装置
におけるスロットル開度の遷移状態を示すタイムチャー
トである。 【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
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 in PID control of a throttle opening 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 flowchart showing a processing procedure for suppressing an overshoot of a throttle opening of an ECU used in a throttle control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention. FIG. 6 is a time chart showing a transition state of a throttle opening in a conventional throttle control device for an internal combustion engine. [Description of Signs] 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野々山 和賢 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 実開 昭63−198437(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 9/02 351 F02D 11/10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Kazunori Nonoyama 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Japan Inside Denso Co., Ltd. Field (Int.Cl. 7 , DB name) F02D 9/02 351 F02D 11/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 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、 前記スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度
検出手段と、 前記スロットル開度検出手段により検出されるスロット
ル開度が、前記スロットルバルブ制御手段における制御
上の全開位置を越えたと判定、または前記スロットルバ
ルブ制御手段における制御上の全閉位置未満 と判定され
たときには、前記比例・積分・微分制御の制御定数のう
ち微分項を変更する制御定数変更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。
(1) A throttle control device for an internal combustion engine that controls a degree of opening of a throttle valve by driving a DC motor according to an amount of depression of an accelerator pedal. Throttle valve control means for controlling the throttle valve by differential control; throttle opening for detecting the opening of the throttle valve
Detecting means and a slot detected by the throttle opening detecting means
The throttle opening is controlled by the throttle valve control means.
Is determined to have exceeded the fully open position
Control constant changing means for changing a differential term among the control constants of the proportional / integral / differential control when it is determined that the position is less than the fully closed position in the control by the lube control means. Throttle control device.
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