JPH07189784A - 内燃機関のスロットル制御装置 - Google Patents

内燃機関のスロットル制御装置

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JPH07189784A
JPH07189784A JP5333906A JP33390693A JPH07189784A JP H07189784 A JPH07189784 A JP H07189784A JP 5333906 A JP5333906 A JP 5333906A JP 33390693 A JP33390693 A JP 33390693A JP H07189784 A JPH07189784 A JP H07189784A
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throttle
deviation
opening
control
throttle valve
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JP5333906A
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Kazuhiko Abe
和彦 安倍
Masahiro Iriyama
正浩 入山
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】検出開度が目標開度に近づいてきて前記偏差が
小さくなったときも、アクチュエータの制御を安定的に
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。 【構成】スロットル実開度と目標開度との偏差ERの絶
対値|ER|がしきい値ERLM1 以下であり(S1)、
その状態が所定時間以上連続している場合には(S
2)、アクチュエータの制御量がハンチングしてしまう
惧れがあるので、スロットPID演算における微分操作
分に係る微分ゲインKDを0として、微分動作を停止さ
せる(S3)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のスロットル
制御装置に関し、詳しくは、スロットル弁をステップモ
ータ等のスロットルアクチュエータによっても駆動する
場合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】従来から、車両の駆動輪がホイールスピ
ンしそうになると、機関出力トルクとブレーキ力とをコ
ントロールして駆動輪のホイールスピンを防いで、滑り
易い路面における発進性,加速性を向上させるトラクシ
ョン・コントロール・システムと呼ばれるシステムが実
用化されている(特開平4−58049号公報等参
照)。
【0003】前記トラクション・コントロール・システ
ムでは、一般的に、アクセル操作に依存して開閉される
第1スロットル弁とは別に、ステッピングモータ等のア
クチュエータにより開閉駆動される第2スロットル弁を
前記第1スロットル弁に対して直列に設け、通常は前記
第2スロットル弁を全開にしておき、所定のトラクショ
ン運転条件になると、前記第2スロットル弁を目標開度
まで強制的に閉弁するようにしている。
【0004】尚、これらのスロットル制御装置にあって
は、前記第2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、前記センサの検出結果に基づいて第2ス
ロットル弁の開度を高精度に目標開度にフィードバック
制御するようにしている。また、上記のように第1スロ
ットル弁と第2スロットル弁とをそれぞれに設けるので
はなく、特開平3−61654号公報に開示されるよう
に、スロットル弁を単一として、通常状態においては該
スロットル弁の開度をアクセルペダルの操作により決定
することができるとともに、トラクション運転状態にお
いては、前記スロットル弁の開度をステッピングモータ
等のアクチュエータにより自動的に制御し得るスロット
ル制御装置もある。
【0005】このものにあっても、前述と同様に、スロ
ットル弁の開度を自動的に制御するアクチュエータの制
御量等を検出するセンサを設け、該センサの検出結果に
基づいて該アクチュエータの制御量を高精度に目標制御
量にフィードバック制御するようにしている。
【0006】
【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PID制御のためのPID演算(比例操作量P,
積分操作量I,微分操作量D)を行い、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、第2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。
【0007】しかしながら、このように偏差を求めてス
ロットル制御を行う場合、PID演算におけるゲイン値
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に近づいてきて前記
偏差が小さくなったときに、センサのノイズ等によって
前記偏差が微小に変化すると、前記ゲインに従って当該
変化分の微分操作量Dを演算しているので、該微分操作
量Dが大きく変動することとなり、もってPID演算値
が大きく変動することとなり、アクチュエータの制御量
がハンチングしてしまう惧れがある。
【0008】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、検出開度が目標開度に近づいてきて前記偏差が小
さくなったときも、アクチュエータの制御を安定的に行
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。
【0009】
【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
内燃機関のスロットル制御装置は、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アクチュエータ
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、前記スロットル開度検出手段により
検出される検出開度と目標開度設定手段により設定され
る目標開度との偏差を求め、その偏差を用いてPID制
御のためのPID演算を行い、その演算結果に基づいて
前記スロットルアクチュエータを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、前記偏差が小さいときは大きいときに比較して、前
記PID演算における微分操作分に係るゲイン値を減少
するようにした。
【0010】
【作用】開閉制御手段がスロットル弁の実開度と目標開
度との偏差に基づいてPID制御のためのPID演算を
行い、該スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエ
ータを制御している。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った場合には、PID
演算における比例操作量P及び積分操作量Iは多少の偏
差の変動があっても大きく変化しない。
【0011】そして、多少の偏差の変動があっても大き
く変化する可能性がある微分操作量Dも、前記偏差が小
さいときは大きいときに比較して、前記PID演算にお
ける微分操作分に係るゲイン値が減少されるので、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っ
た場合にも、アクチュエータの制御を安定的に行えるよ
うになる。
【0012】
【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。
【0013】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。
【0014】尚、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。また、本実
施例において、前記コントロールユニット6は、トラク
ション・コントロール・システムの制御ユニットとして
も機能するようになっており、かかるトラクション・コ
ントロールのために、駆動輪回転センサ12、非駆動輪回
転センサ13からの信号を入力し、これらの回転センサ1
2,13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
させると共に、駆動輪側のブレーキ力を増大させて、駆
動輪におけるホイールスピンの発生を防止する。
【0015】ここで、前記トラクション・コントロール
のために、スロットル弁3の開度をアクセル操作に拘ら
ずにステッピングモータ等のスロットルアクチュエータ
14によって自動制御できる構成としている。そして、前
記スロットルアクチュエータ14によって目標開度にスロ
ットル弁3を駆動制御するために、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15が設
けられており、該センサ15から開度TVOに対応して出
力される検出信号に基づいて目標開度にフィードバック
制御するようになっている。
【0016】このように、コントロールユニット6は、
トラクション・コントロール作動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15の検出
信号に応じてスロットルアクチュエータ14をフィードバ
ック制御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。
【0017】スロットルアクチュエータ14のフィードバ
ック制御する様子は、図2のフローチャートに示してあ
る。図2のフローチャートにおいては、まずステップ11
(図ではS11と記す。以下同様)スロットルセンサ15に
より検出されるスロットル弁3の開度TVOに対応する
出力STVOと所定の目標開度に相当する値TGTVO
との偏差ERを演算する。
【0018】ER=STVO−TGTVO 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。 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。
【0019】IER=IER+ER そして、ステップ14では、前記偏差ER,積分値IE
R,変化割合DERにそれぞれ比例ゲインKP,積分ゲ
インKI,微分ゲインKDを乗算して、比例操作量P
(=KP×ER),積分操作量I(=KI×IER),
微分操作量D(=KD×DER)を設定する。
【0020】ステップ15では、前記比例操作量P、積分
操作量I及び微分操作量Dの総和に基準値1.0 を加算し
た値を、新たなスロットルアクチュエータ14の開度制御
値Xとしてセットする。 X=P+I+D+1.0 さらに、本実施例では、前記スロットルアクチュエータ
14のフィードバック制御の前記PID演算において用い
られた微分ゲインKDを、前記偏差ERが所定値以下と
なる場合には、0とするようにしている。該微分ゲイン
KDを0とする様子を図3のフローチャートに示す。
【0021】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ERLM1 以下で
あるか否かを判断し、|ER|≦ERLM1 であると判断
されたときには、ステップ22に進み、当該絶対値|ER
|がしきい値ERLM1 以下である状態が10msec以上連続
しているか否かを判断する。そして、YESと判断され
た場合には、スロットル弁3の実開度が所定の目標開度
近傍になっており、もって、スロットル弁3の開度TV
Oに対応する出力STVOと所定の目標開度に相当する
値TGTVOとの偏差ERが小さくなっている場合であ
ると判断して、ステップ23に進む。
【0022】そして、ステップ23にでは、ノイズ等によ
って前記偏差ERが微小に変化した場合には、前記ゲイ
ンに従って当該変化分の微分操作量Dを演算しているの
で、もってPID演算値が大きく変動し、アクチュエー
タの制御量がハンチングしてしまう惧れがあるととも
に、スロットル弁3の実開度が所定の目標開度近傍にな
っており微分操作量Dを0としても収束性等には影響を
及ぼさないとして、前記PID演算における微分操作分
に係る微分ゲインKDを0として、微分動作を停止させ
る。
【0023】一方、ステップ21において、ER>ER
LM1 であると判断されたとき、あるいはステップ22にお
いてNOと判断された場合には、ステップ24に進み、通
常の微分ゲインKDを用い、微分操作量Dを演算する。
従って本実施例においては、図4に示すように、偏差E
Rに多少の変動があっても大きく変化する可能性がある
微分操作量Dも、前記偏差ERの絶対値|ER|が所定
値ERLM1 以下となる場合には、前記PID演算におけ
る微分操作分に係る微分ゲインKDを0としたので、前
記スロットルアクチュエータ14の開度制御値Xが、実開
度が目標開度近傍になった場合には、ハンチングするこ
とを防止でき、もってスロットルアクチュエータ14のフ
ィードバック制御を安定的に行うことが可能となる。
【0024】尚、本実施例においては、当該絶対値|E
R|がしきい値ERLM1 以下となっている状態が所定時
間(10msec)以上連続していることを確認した後に微分
操作分に係る微分ゲインKDを減少させているので、前
記偏差ERが確実に小さくなった後に、当該制御がなさ
れることとなり、確実にハンチングが防止できる。また
本実施例においては、ステップ23において微分ゲインK
Dを0として微分動作を停止させたが、該微分ゲインK
Dを微小値としてもよいことは勿論である。
【0025】また、本発明に係る他の実施例として、図
2における前記スロットルアクチュエータ14のフィード
バック制御の前記PID演算において用いられた微分ゲ
インKDを、前記偏差ERが所定値以下となった場合
に、該偏差ERに伴って減少するようにしてもよい。次
にこの場合の、該微分ゲインKDを減少する様子を図5
のフローチャートに示す。
【0026】ステップ31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ERLM2 以下で
あるか否かを判断し、|ER|≦ERLM2 であると判断
されたときには、ステップ32に進む。ステップ32では、
スロットル弁3の実開度が所定の目標開度近傍になって
おり、もって、スロットル弁3の開度TVOに対応する
出力STVOと所定の目標開度に相当する値TGTVO
との偏差ERが小さくなっている場合であると判断で
き、ノイズ等によって前記偏差ERが微小に変化した場
合には、前記ゲインに従って当該変化分の微分操作量D
を演算しているので、もってPID演算値が大きく変動
し、アクチュエータの制御量がハンチングしてしまう惧
れがあるとして、以下に述べるように微分操作分に係る
微分ゲインKDを制御する。
【0027】即ち、該偏差ERの減少に伴って前記微分
ゲインKDも小さくなるように、例えば前記微分ゲイン
KDを偏差ERの絶対値|ER|に比例して設定するよ
うにする。即ち、|ER|≦ERLM2 における微分ゲイ
ンをKD’とすると、 KD’=(|ER|/ERLM2 )×KD 一方、ステップ31において、ER>ERLM1 であると判
断されたときには、ステップ33に進み、通常の微分ゲイ
ンKDを用い、微分操作量Dを演算する。
【0028】従って本実施例においても、図6に示すよ
うに、偏差ERに多少の変動があっても大きく変化する
可能性がある微分操作量Dも、前記偏差ERの絶対値|
ER|が所定値ERLM1 以下となる場合には、前記PI
D演算における微分操作分に係る微分ゲインKDを偏差
ERの減少に伴って小さくするようにしたので、前記ス
ロットルアクチュエータ14の開度制御値Xが、実開度が
目標開度近傍になった場合には、ハンチングすることを
防止でき、もってスロットルアクチュエータ14のフィー
ドバック制御を安定的に行うことが可能となる。
【0029】尚、当該実施例においては、偏差ERの絶
対値|ER|が小さくなり、該絶対値|ER|がしきい
値ERLM2 以下となる時点においても、前記微分ゲイン
が連続的に減少させられるので、よりハンチングを防止
する効果がある。また、偏差が所定値以下になってから
微分ゲインを減少するものに限らず、例えば偏差の減少
に応じて2次曲線的に微分ゲインを減少させるような構
成であってもよい。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出開度が目標開度に近づいてきて前記偏差が小さくな
ったときに、微分操作量Dが大きく変動することを防止
でき、もってPID演算値が大きく変動することを防止
できる。もって、アクチュエータの制御量のハンチング
が防止でき、アクチュエータの制御を安定的に行うこと
が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すスロットル制御装置の全
体システム図
【図2】同上実施例に係るスロットル制御の内容を示す
フローチャート
【図3】同上実施例に係る微分操作量Dの制御内容を示
すフローチャート
【図4】同上実施例に係る作用を説明するタイムチャー
【図5】本発明の他の実施例に係る微分操作量Dの制御
内容を示すフローチャート
【図6】同上他の実施例に係る作用を説明するタイムチ
ャート
【符号の説明】
3 スロットル弁 5 燃料噴射弁 6 コントロールユニット 10 アクセルペダル 14 スロットルアクチュエータ 15 スロットルセンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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アクチュエータと、 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、 前記スロットル開度検出手段により検出される検出開度
    と目標開度設定手段により設定される目標開度との偏差
    を求め、その偏差を用いてPID制御のためのPID演
    算を行い、その演算結果に基づいて前記スロットルアク
    チュエータを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、 前記偏差が小さいときは大きいときに比較して、前記P
    ID演算における微分操作分に係るゲイン値を減少する
    ようにした内燃機関のスロットル制御装置。
JP5333906A 1993-12-28 1993-12-28 内燃機関のスロットル制御装置 Pending JPH07189784A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5333906A JPH07189784A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 内燃機関のスロットル制御装置
KR1019940037966A KR0161700B1 (ko) 1993-12-28 1994-12-28 내연기관의 스로틀 제어장치

Applications Claiming Priority (1)

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JP5333906A JPH07189784A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 内燃機関のスロットル制御装置

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ID=18271282

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KR (1) KR0161700B1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100305808B1 (ko) * 1997-12-24 2001-12-17 이계안 자동차스로틀밸브구동용모터의위치제어방법
JP2007309265A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Toyota Motor Corp バルブタイミング制御装置
JP2014058934A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Keihin Corp 電子制御装置

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DE102013013445B4 (de) * 2012-09-19 2019-11-21 Keihin Corporation Elektronische Regelvorrichtung

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KR950019109A (ko) 1995-07-22
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