JPH0331527A - 内燃機関のスロットル弁開度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関のスロットル弁開度ＩＩＪ御装置に
関し、特に、スロットル弁開度の制御応答性を改善する
技術に関する。

〈従来の技術〉 近年、スロットル弁をステップモータやＤＣモータで駆
動制御する構成とし、アイドル回転速度制御やオートク
ルーズ等において、スロットル弁開度に関連して変化す
る制御対象であるアイドル回転速度や車速を、運転状態
に応じて設定される制御目標値となるよう前記ステップ
モータやＤＣモータを介してスロットル弁の開度を制御
するようにしたスロットル弁開度制御装置がある。

以下に、かかる従来のスロットル弁開度制御装置のスロ
ットル弁開度制御動作について、アイドル回転速度制御
を例として説明する。

機関水温や車載電気負荷等の機関運転状態に基づいて設
定される目標アイドル回転速度Ｎ５ＥＴと、クランク角
センサ等からの信号に基づいて検出される実際のアイド
ル回転速度Ｎとを比較し、両者に差がある場合、そのと
きの偏差量ΔＮ　（＝　Ｎ　５ｔｒ−Ｎ）に基づいて比
例積分制御によりスロットル弁開度を変化させ、実際の
アイドル回転速度が目標値となるよう制御する。

更に具体的に述べれば、そのときの偏差量ΔＮに定数Ｋ
ｒを乗算して比例骨Ｐ　（＝ＫＰ　ＸΔＮ）を設定し、
ΔＮを逐次加算したΣΔＮに定数に１を乗算して積分分
１　（＝に、ｘΣΔＮ）＠設定し、偏差量ΔＮに基づく
スロットル弁開度の制御ＩＡをＡ＝Ｐ＋Ｉで決定し、こ
の制御量Ａに応じてステップモータ或いはＤＣＣモーフ
駆動制御してスロットル弁開度を変化させている。

尚、フィードバック制御によりスロットル弁開度を制御
するスロットル弁開度制御装置に関する先行技術として
は、例えば特開昭６０−１９２８４３号公報等に記載さ
れているものがある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来のスロットル弁開度制御装置に
あっては、目標アイドル回転速度が変化して実際の回転
速度と差が生じた時に、その偏差量ΔＮに基づき実際の
アイドル回転速度を目標値に近づけるべくスロットル弁
開度を変化させている途中で、スロットル弁が限界状態
、即ち全閉状態又は全開状態になってしまった場合、次
のような不都合が生じる。

例えば、第５図に示すように目標回転速度Ｎ３，７が、
図中ａ点で変化して低くなると、実際のアイドル回転速
度Ｎとの間に偏差量ΔＮが生じ、この偏差量ΔＮに基づ
くマイナス方向の制御量Ａによりスロットル弁開度を閉
方向に制御して実際のアイドル回転速度を低下させる。

そして、実際のアイドル回転速度が目標回転速度に一致
する以前にスロットル弁が全閉になると（図中す点）、
スロットル弁がそれ以上は動かないにも拘らず、演算さ
れる制御ｉＡは偏差量ΔＮがΔＮ＝０となるまでは、偏
差ΔＮに基づいて図中破線で示すようにスロットル弁開
度を閉方向に制御しようとして更に増加する。

この状態で、図中Ｃ点で示すように目標回転速度Ｎ　、
、、が再び高く変化した場合、スロットル弁を開方向に
制御すべく制御ｉＡが与えられるが、スロットル弁開度
が全閉となってから増加した分の制御量が打ち消される
まで（図中ｄ点で示す）は、スロットル弁は開方向に動
かない。このため、スロットル弁の制御応答遅れが生じ
、アイドル安定性やレスポンスの悪化等を招くという問
題がある。

本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、目標制御値
が変化した時に速やかに制御対象が制御目標値に近づく
ようにスロットル弁開度の制御応答性を改善した内燃機
関のスロットル弁開度制御装置を提供することを目的と
する。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、第１図に示すように、機関の吸気通
路に介装されたスロットル弁の弁開度に関連して変化す
る制御対象を、運転状態に応じて設定される制御目標値
に近づけるようスロットル弁開度を制御するようにした
内燃機関のスロットル弁開度制御装置において、前記制
御対象の実測値と制御目標値との偏差量を演算する偏差
量演算手段と、制御目標値に近づく方向に制御対象を変
化させるべく演算された偏差量に基づいて前記スロット
ル弁の制御量を演算する制御量演算手段と、演算された
制御量に応じてスロットル弁を駆動制御するスロットル
弁駆動手段と、スロットル弁の弁開度を検出する弁開度
検出手段と、スロットル弁開度が限界状態になったとき
前記スロットル弁の制御量の更新を停止する制御量更新
停止手段とを備えて構成した。

〈作用〉 上記の構成において、偏差量演算手段は、運転状態に応
じて制御目標値が設定されると、該制御目標値と制御対
象の実測値との偏差量を演算する。

制？ＩＩＩ量演算手段は、演算された偏差量に基づいて
スロットル弁を駆動制御するための制御量を演算する。

そして、演算された制？１１に基づきスロットル弁駆動
手段を駆動してスロットル弁開度を変化させて制御対象
を制御目標値に近づける。

この際に、弁開度検出手段により検出されたスロットル
弁開度が限界状態でそれ以上は動（ことができないとき
は、制御量更新停止手段によりスロットル弁の制′４Ｂ
量を更新せずその時点の制御量に保持する。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例の構成を示す第２図において、機関の吸気通路
１には、スロットル弁２が介装されている。該スロット
ル弁２は、その支軸がモータ３に連結され、該モータ３
は、マイクロコンピュータ内蔵のコントロールユニット
４からの（Ｎ　号にヨリ作動し、スロットル弁２の開度
を可変制御する。

前記コントロールユニット４には、アクセルペダル５に
装着され、アクセルペダル５の踏み込み量を検出するア
クセルセンサ６の他、前記スロットル弁２に装着されて
スロットル弁開度ＴＶＯを検出する弁開度検出手段とし
てのスロットルセンサ７、機関回転速度Ｎ検出用のクラ
ンク角センサ８、車速検出用の車速センサ９等からの検
出信号が入力される。そして、これら各センサからの人
力信号を用いて、スロットル弁開度に関連して変化する
制御対象、例えばアイドル回転速度制御におけるアイド
ル回転速度やオートクルーズにおける車速等を設定され
た制御目標値になるように制御すべく、モータ３を介し
てスロットル弁開度が制御されるようになっている。

次に、アイドル回転速度制御におけるスロットル弁開度
制御動作を例にとって、第３図のフローチャートに従う
て説明する。

ステップ（図中Ｓで示し、以下同様とする）１では、機
関温度や車載負荷の状態等に基づいて目標アイドル回転
速度Ｎ９ＥＴを設定する。

ステップ２では、前記Ｎ　ＳＥＴとクランク角センサ８
からの信号に基づいて検出された実際のアイドル回転速
度Ｎとの偏差量ΔＮを演算する。

ステップ３では、前回までの偏差量ΔＮの総和ΣΔＮに
ステップ２で演算されたΔＮを加算して今回までの総和
ΣΔＮを演算する ステップ４では、今回の偏差量ΔＮに定数Ｋ。

を乗算してＰ分（比例分）を演算する。

ステップ５では、同じく今回までのΣΔＮに定数ＫＩを
乗算して１分（積分分）を演算する。

ステップ６では、スロットルセンサ７により検出された
スロットル弁開度ＴＶＯが全閉か否かの判定を行う。全
閉でなければステップ７に進む。

ステップ７では、スロットル弁開度ＴＶＯが全開か否か
の判定を行う。全開でなければステップ８に進む。

ステップ８では、スロットル弁２の制御１１Ａを演算す
る。そして、演算された制御ＩＩＡに対応する制御信号
をモータ３に出力してスロットル弁２の開度を制御量Ａ
に対応する量だけ変化させる。

ステップ６において、スロットル弁開度ＴＶＯが全閉（
ＴＶＯ＝Ｏ）と判定されたときは、ステップ９に進み、
スロットル弁２が全開になった時の制御量Ａ（＝Ｐ＋Ｉ
）をＡｏとし、偏差量ΔＮに基づく制御量の更新を停止
し一定値Ａ０に保持すべくΣΔＮを修正する。従って、
スロットル弁２が全閉状態になったときは、制御ＩＩＡ
はスロ・ントル弁２が全開になった時の制御量Ａ０に固
定保持される（ステップ１０）。

また、ステップ７において、スロットル弁開度ＴＶＯが
全開（ＴＶＯ＝ＷＯＴ）　と判定サレタトきは、ステッ
プ１１に進み、スロットル弁２が全開になった時の制御
量Ａ（＝Ｐ＋１）をＡ。ＯＴとし、偏差量ΔＮに基づく
制御量の更新を停止し一定値Ａ、。７に保持すべくΣΔ
Ｎを修正する。従って、スロットル弁２が全開状態にな
ったときは、制御ｉ１Ａはスロットル弁２が全開になっ
た時の制御量Ａ、。Ｔに固定保持される（ステップ１２
）。

かかる構成によれば、従来では、スロットル弁開度ＴＶ
Ｏが０になった以後も、偏差量ΔＮに基づいて制御量Ａ
が増加していたのに対し、第４図に示すように、スロッ
トル弁開度ＴＶＯがＯとなった時点（図中す点）からは
、ΣΔＮを修正して制御量Ａ（＝Ｐ＋１）をその時点で
の制御量Ａ０に固定保持される。このため、図中Ｃ点で
示すように目標回転速度Ｎ　ｓｉｔが再び高く変化した
場合、スロットル弁を開方向に制御すべく制？ｌｌ１ｉ
ＬＡが与えられると、即座にスロットル弁開度ＴＶＯが
開方向に駆動される。尚、スロットル弁開度が全開状態
に保持される場合も同様にして、スロットル弁開度が全
開状態になった時点でその時の制御量Ａい。Ｔに固定保
持されて、閉方向へ即座に駆動されるようになっている
。

従って、スロットル弁開度の制御応答性が向上して、ア
ンドル安定性及び運転応答性が向上する。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、スロットル弁開度
が全開又は全開状態になった時点で制御量の更新を停止
し、その時のスロットル弁開度に相当する制御量に固定
保持する構成としたので、スロットル弁開度の制御応答
性が向上し、アイドル安定性及び運転応答性を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示す構成図、第３図は同上実施例の
スロットル弁開度制御動作を説明するフローチャート、
第４図は同上実施例の制御特性を説明するタイムチャー
ト、第５図は従来例の制御特性を示すタイムチャートで
ある。 ２・・・スロットル弁　　３・・・モータ　　４・・・
コントロールユニット　　６・・・アクセルセンサ　　
７・・・スロットルセンサ　　８・・・クランク角セン
サ９・・・車速センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の吸気通路に介装されたスロットル弁の弁開度に関
   連して変化する制御対象を、運転状態に応じて設定され
   る制御目標値に近づけるようスロットル弁開度を制御す
   るようにした内燃機関のスロットル弁開度制御装置にお
   いて、前記制御対象の実測値と制御目標値との偏差量を
   演算する偏差量演算手段と、制御目標値に近づく方向に
   制御対象を変化させるべく演算された偏差量に基づいて
   前記スロットル弁の制御量を演算する制御量演算手段と
   、演算された制御量に応じてスロットル弁を駆動制御す
   るスロットル弁駆動手段と、スロットル弁の弁開度を検
   出する弁開度検出手段と、スロットル弁開度が限界状態
   になったとき前記スロットル弁の制御量の更新を停止す
   る制御量更新停止手段とを備えたことを特徴とする内燃
   機関のスロットル弁開度制御装置。