JPH11311133A - スロットルバルブ制御装置 - Google Patents

スロットルバルブ制御装置

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Publication number
JPH11311133A
JPH11311133A JP10116991A JP11699198A JPH11311133A JP H11311133 A JPH11311133 A JP H11311133A JP 10116991 A JP10116991 A JP 10116991A JP 11699198 A JP11699198 A JP 11699198A JP H11311133 A JPH11311133 A JP H11311133A
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JP
Japan
Prior art keywords
opening
torque
throttle valve
control
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP10116991A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Adachi
和優 足立
Yoshinori Taguchi
義典 田口
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11311133A publication Critical patent/JPH11311133A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スロットルバルブ制御装置において、環境温
度が変化しても、常に安定した制御を可能とするものを
提供すること。 【解決手段】 内燃機関の吸気通路内の空気流量を調節
するスロットルバルブ2の開度保持を、開方向駆動用の
直流モータ3の開度保持制御トルクと閉方向駆動用の閉
方向付勢手段(リターンスプリング7)の付勢トルクと
の釣り合いにて行い、開度保持必要トルクの上限値及び
下限値を学習する学習手段(サーボ制御部4)を有し、
開度保持制御トルクは、開度保持必要トルク範囲の中央
値になるように補正されることを特徴とするスロットル
バルブ制御装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スロットルバルブ
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、アクセルペダルの踏み込み量
に応じて直流モータを駆動しスロットルバルブの開度を
制御するスロットルバルブ制御装置が知られている。こ
のようなスロットルバルブ制御装置においては、例え
ば、アクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開
度を検出するアクセルセンサからの信号に応じて直流モ
ータに電流を流し、直流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実開度を検出するスロットル
センサからの実開度とスロットルバルブの目標開度を決
定するアクセルセンサからの目標開度との偏差がなくな
るように直流モータに対して比例・微分・積分制御(P
ID制御)によるサーボ制御が実行されている。
【0003】このスロットルバルブ制御装置には、異常
発生時における車両の暴走等を回避するため、スロット
ルバルブを常時閉側に付勢するためのリターンスプリン
グが設けられているのが通常である。すなわち、このリ
ターンスプリングは常時スロットルバルブに負荷として
作用しており、このため、スロットルバルブ開度を一定
に保持しようとしても、直流モータにはリターンスプリ
ングと釣り合うだけの開度保持制御トルクを常時発生し
続けなければならない。
【0004】しかし、直流モータの開度保持制御トルク
は、環境温度により大きく影響を受けてしまう。通常直
流モータを駆動する場合デューティ制御を用いるが、同
じ駆動デューティでも、環境温度が低いときは大きなト
ルクが、環境温度が高いときは小さなトルクが発生す
る。これは環境温度により、モータ抵抗とモータ磁束と
が変化するためである。この結果、同じ駆動デューティ
を直流モータに与え、スロットルバルブ開度を保持しよ
うとしても開度保持制御トルクが環境温度により変化
し、保持できなくなる場合があり、スロットルバルブの
制御性に大きな影響を与えてしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような環境温度に
よる開度保持制御トルクの変化を補正する手段として
は、特開平3―237245に記載のものがある。しか
し、これはスロットルバルブ制御装置の摩擦力の変化に
しか注目していない。また、エンジン温度からスロット
ルバルブ制御装置の温度を推定しているが、制御時は直
流モータ自体の発熱があるため、エンジンとスロットル
バルブ制御装置との間には温度差があり、確実な温度補
正制御を行えるとはいえない。
【0006】また、特開平8―144792のように、
モータ抵抗を算出することによりモータのトルク特性を
温度補正する手段もあるが、この方法では、モータ磁束
の変化によるトルク特性の変化には注目していない。よ
って、この方法も確実な温度補正制御を行えるとはいえ
なかった。
【0007】本発明は、環境温度が変化しても、常に安
定したスロットルバルブ開度制御を可能とするスロット
ルバルブ制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、内燃機関の吸気通路内の空気流量を調節するスロッ
トルバルブの開度保持を、開方向駆動用の直流モータの
開度保持制御トルクと閉方向駆動用の閉方向付勢手段の
付勢トルクとの釣り合いにて行い、開度保持必要トルク
の上限値及び下限値を学習する学習手段を有し、前記開
度保持制御トルクは、前記開度保持必要トルク範囲の中
央値になるように補正されるようにした。
【0009】スロットルバルブ制御装置は、スロットル
バルブや直流モータ等の様々な機械的構成部分を有して
おり、スロットルバルブを開閉するためには不可避的に
摩擦力が発生する。よって、スロットルバルブ開度を保
持するために必要な開度保持必要トルクはこの摩擦力の
存在により一定の範囲を有するものである。従って、直
流モータの開度保持制御トルクがこの範囲内に入ってい
ればスロットルバルブ開度を保持できることになる。
【0010】本発明に係るスロットルバルブ制御装置に
よれば、直流モータの開度保持制御トルクが常時、開度
保持必要トルク範囲の中央値に補正されることになるの
で、環境温度が変化しても、常に所望のスロットルバル
ブ開度を保持することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
【0012】まず、スロットルバルブ制御装置の制御の
全体的な概略を図1を用いて説明する。
【0013】図1は、スロットルバルブ制御装置とその
周辺部の概略図である。
【0014】図1に示すように、内燃機関の吸入口に連
通する通路1にはスロットルバルブ2が回転可能に軸支
されている。このスロットルバルブ2は、リターンスプ
リング7により常時閉方向側に付勢されている。モータ
3が駆動されるとギヤ機構32を介してスロットルバル
ブ2に開方向側の駆動力がかかりリターンスプリング7
の付勢力に対抗して通路1内で開閉される。これにより
内燃機関への空気の供給量が制御される。モータ3は、
直流モータを使用しており、サーボ制御部4にて演算さ
れたデューティ信号により、ドライバ回路45を介して
デューティ駆動される。尚、直流モータ3は、電流フィ
ードバック制御により制御されてもよい。
【0015】サーボ制御部4は、アクセルペダル60の
踏み込み量を検出しスロットルバルブ2の目標開度を決
定するアクセルセンサ6からの信号Apとスロットルバ
ルブ2の現在の開度を検出するスロットルセンサ65か
らの信号Saをそれぞれ読み込む。そして、目標開度と
現在の開度との偏差を求め、この偏差がなくなるよう
に、PID制御によるフィードバック制御を行い、モー
タ3に与えるデューティ信号を演算し、このデューティ
信号をドライバ回路45へ供給する。その後、本発明に
係る後述する開度保持必要トルク学習処理及び開度保持
制御トルク補正処理を行う役割を果たしている。
【0016】以上、スロットルバルブ制御装置の制御の
全体的な概略を説明した。
【0017】次に、サーボ制御部4の具体的な制御の流
れについて説明する。
【0018】図2は、サーボ制御部の制御の流れを示す
フローチャートである。まず、ステップ101では、運
転者のアクセルの踏み込み量に対応するアクセル開度を
検出するアクセルセンサ6の出力値を読み込む。次にス
テップ102では、スロットルバルブ2の現在の実開度
を検出するスロットルセンサ65の出力値を読み込む。
そして、ステップ103では、ステップ101で読み込
まれたアクセルセンサ6の出力値により、スロットルバ
ルブ2の目標開度を演算する。次のステップ104で
は、ステップ103で演算された目標開度とステップ1
02で検出された実開度との偏差を求め、この偏差がな
くなるようにPID制御によるフィードバック制御を行
い、モータ3をデューティ駆動するためのデューティ信
号をドライバ回路45へ供給する。ステップ105で
は、本発明に係る後述する開度保持必要トルク学習処理
を行い、開度保持必要トルクの上限値及び下限値を学習
する。最後にステップ106では、ステップ105で学
習された結果を用いて、本発明に係る開度保持必要制御
トルク補正処理を行い、直流モータの開度保持制御トル
クを補正し、環境温度が変化しても安定したスロットル
バルブ開度制御を維持させる。以上が、サーボ制御部4
の制御の流れであり、本ルーチンは、所定時間毎に繰り
返し実行される。
【0019】以上、サーボ制御部4の具体的な制御の流
れを説明した。
【0020】次に、前述のステップ105における開度
保持必要トルク学習処理について説明する。
【0021】前述のように、スロットルバルブを開閉す
るときには不可避的に機械的摩擦力が存在するので、ス
ロットルバルブ開度を保持するために必要な開度保持必
要トルクは一定の範囲を有するものである。すなわち、
直流モータ3の開方向の開度保持制御トルクとリターン
スプリング7の閉方向の付勢トルクが釣り合ってスロッ
トルバルブ2が一定開度を保持されている状態から、直
流モータ3に供給する駆動デューティを上げ制御トルク
を徐々に増加させても開方向摩擦力の存在によりある所
定の制御トルクまで上がらないとスロットルバルブ2は
作動せず、スロットルバルブ開度は保持される。反対
に、直流モータ3に供給する駆動デューティを下げ制御
トルクを徐々に減少させても閉方向摩擦力の存在により
ある所定の制御トルクまで下がらないとスロットルバル
ブ2は作動せず、スロットルバルブ開度は保持される。
このときの開度保持上限トルクと開度保持下限トルクを
学習することが、ここにいう開度保持必要トルク学習処
理である。
【0022】具体的には、ある一定制御周期毎に、上記
のように、モータ3に供給する駆動デューティをそのと
きの値に対して数段階に分けて増減させ、スロットルバ
ルブ開度が変化すなわちスロットルセンサ65の出力値
が変化したときの駆動デューティ値を学習することによ
り行う。学習された開度保持上限トルク及び開度保持下
限トルクに相当する駆動デューティ値は、サーボ制御部
4に具備されているメモリに記憶され、次に説明する開
度保持制御トルク補正処理にて使用される。
【0023】次に、前述のステップ106における開度
保持制御トルク補正処理について説明する。
【0024】図4は、初期状態でのスロットルバルブ開
度とスロットルバルブ開度保持トルクとの関係を示すグ
ラフである。図4において、開度保持トルク線図は、右
上がりの直線となっている。すなわち、スロットルバル
ブ開度が大きくなるにつれて開度保持トルクは増大す
る。これは、リターンスプリング7の閉側の付勢力が、
自身のスプリング定数の影響でスロットルバルブ開度の
増加に伴い増加するからである。また、前述のごとく、
スロットルバルブ制御装置には、開方向摩擦力と閉方向
摩擦力が存在し、開度保持必要トルク範囲が各開度ごと
に存在するので、開度保持上限トルク線図と開度保持下
限トルク線図とが、図4のように開度保持トルク線図に
平行に存在する。この開度保持トルク線図は、開方向摩
擦力と閉方向摩擦力とが同一になる、すなわち開度保持
上下限トルク線図の中央に位置するように設定されてお
り、予め、サーボ制御部4のメモリ中に記憶されてい
る。スロットルバルブ制御装置始動時は、直流モータ3
の開度保持制御トルクがこの開度保持トルク線図上に載
るように、直流モータ3に供給される駆動デューティが
制御される。
【0025】この状態から、環境温度が変化し、直流モ
ータ3のトルク特性が変化した状態の一例を図5に示
す。図5では、現在の開度保持制御トルク線図が、開度
保持上下限トルク線図の中央より上限側にシフトしてい
る状態になっている。これは、始動時と同じ駆動デュー
ティを直流モータ3に供給してもモータ抵抗等が変化し
制御トルクが増加したことによるものである。この傾向
がさらに顕著になると、開度保持制御トルクが開度保持
上限トルクを超えてしまい、現在のスロットルバルブ開
度を保持できなくなることになる。この状態を事前に回
避するため、開度保持制御トルク線図を開度保持上下限
トルク線図の中央に補正する処理が、ここにいう開度保
持制御トルク補正処理である。
【0026】開度保持制御トルク補正処理の具体的な処
理の流れを図3に示す。まず、ステップ201では、現
在のスロットルバルブ開度における開方向摩擦力と閉方
向摩擦力との大小比較を行う。このとき、前述の開度保
持必要トルク学習処理で学習され、メモリに記憶されて
いる開度保持上限トルクと開度保持下限トルクに相当す
る駆動デューティ値を用いる。これら2つの駆動デュー
ティ値の平均値に対して、現在の駆動デューティ値が小
さい場合は、開方向摩擦力の方が閉方向摩擦力より大き
いことになるので、この場合はステップ203へ進み、
駆動デューティ値を上記平均値まで引き上げ開度保持制
御トルクを増加させ、本ルーチンを終了する。そうでな
い場合は、ステップ202へ進む。そして逆に閉方向摩
擦力の方が開方向摩擦力より大きい場合は、ステップ2
04へ進み、駆動デューティ値を上記平均値まで引き下
げ開度保持制御トルクを減少させ、本ルーチンを終了す
る。そうでない場合は、開方向摩擦力と閉方向摩擦力と
が等しいことになり、開度保持制御トルクを補正する必
要はないので、そのまま本ルーチンを終了する。
【0027】以上、本発明によれば、直流モータの開度
保持制御トルクが常時、開度保持必要トルク範囲の中央
値に補正されるので、環境温度が変化しても、常に所望
のスロットルバルブ開度を保持することができる。
【0028】尚、本発明を上記実施の態様に即して説明
したが、本発明は上記態様に限定されるものではなく、
本発明の原理に準ずる各種態様を含むものである。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
環境温度が変化しても、常に安定したスロットルバルブ
開度制御を可能とするスロットルバルブ制御装置を提供
することができる。また、環境温度の変化だけでなく、
スロットルバルブ制御装置の固体差や、モータの経年変
化による開度保持制御トルクの変化があった場合にも本
発明を採用すれば、同様の効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるスロットルバルブ
制御装置とその周辺部の概略図である。
【図2】本発明の一実施形態におけるサーボ制御部の制
御の流れを示すフローチャートである。
【図3】本発明の一実施形態における開度保持制御トル
ク補正処理のフローチャートである。
【図4】初期状態でのスロットルバルブ開度とスロット
ルバルブ開度保持トルクとの関係を示すグラフである。
【図5】環境温度が変化した後のスロットルバルブ開度
とスロットルバルブ開度保持トルクとの関係の一例を示
すグラフである。
【符号の説明】
2 スロットルバルブ 3 モータ 4 サーボ制御部 6 アクセルセンサ 7 リターンスプリング 65 スロットルセンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の吸気通路内の空気流量を調節
    するスロットルバルブの開度保持を、開方向駆動用の直
    流モータの開度保持制御トルクと閉方向駆動用の閉方向
    付勢手段の付勢トルクとの釣り合いにて行い、開度保持
    必要トルクの上限値及び下限値を学習する学習手段を有
    し、前記開度保持制御トルクは、前記開度保持必要トル
    ク範囲の中央値になるように補正されることを特徴とす
    るスロットルバルブ制御装置。
JP10116991A 1998-04-27 1998-04-27 スロットルバルブ制御装置 Pending JPH11311133A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10116991A JPH11311133A (ja) 1998-04-27 1998-04-27 スロットルバルブ制御装置

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JP10116991A JPH11311133A (ja) 1998-04-27 1998-04-27 スロットルバルブ制御装置

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JPH11311133A true JPH11311133A (ja) 1999-11-09

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ID=14700780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10116991A Pending JPH11311133A (ja) 1998-04-27 1998-04-27 スロットルバルブ制御装置

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JP (1) JPH11311133A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010059608A3 (en) * 2008-11-18 2010-09-30 Honeywell International Inc. Hvac actuator with output torque compensation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010059608A3 (en) * 2008-11-18 2010-09-30 Honeywell International Inc. Hvac actuator with output torque compensation

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