JPH1162675A - Positioning control device for throttle valve - Google Patents

Positioning control device for throttle valve

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Publication number
JPH1162675A
JPH1162675A JP21305297A JP21305297A JPH1162675A JP H1162675 A JPH1162675 A JP H1162675A JP 21305297 A JP21305297 A JP 21305297A JP 21305297 A JP21305297 A JP 21305297A JP H1162675 A JPH1162675 A JP H1162675A
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JP
Japan
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throttle valve
resolution
value
command value
valve opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP21305297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Matsuyama
昌史 松山
Hideo Nakamura
英夫 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a throttle valve from minute vibration caused by discordance of the resolution between the throttle valve opening command value and the measured value of opening. SOLUTION: The resolution of the throttle valve opening command value is changed in compliance with the resolution of the measured value of the degree of throttle valve opening. This prevents the throttle valve from minute vibration caused by discordance of the resolution between the throttle valve opening command value and the measured value of opening, eliminates pulsation in the intake air to lead to enhancement of the controlling performance of engine, and also permits enhancement of the durability of a throttle valve opening sensor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸入空
気量を制御するスロットルバルブの位置決め制御装置に
関する。
The present invention relates to a throttle valve positioning control device for controlling an intake air amount of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術とその問題点】アクチュエータ操作量とス
ロットルバルブ開度計測値とに基づいてアクチュエータ
に加わる外乱を推定し、外乱によりアクチュエータ操作
量を補正してアクチュエータの動特性を改善するように
したスロットルバルブの位置決め制御装置が提案されて
いる(例えば、特願平7−320476号参照)。この
制御装置では、スロットルバルブ開度センサーにより検
出されるアナログ信号をディジタル信号に変換し、スロ
ットルバルブ開度計測値として用いている。
2. Description of the Related Art A disturbance applied to an actuator is estimated based on an actuator operation amount and a measured value of a throttle valve opening, and the actuator operation amount is corrected by the disturbance to improve the dynamic characteristics of the actuator. A throttle valve positioning control device has been proposed (for example, see Japanese Patent Application No. 7-320476). In this control device, an analog signal detected by a throttle valve opening sensor is converted into a digital signal and used as a measured value of the throttle valve opening.

【0003】ところで、開度センサーのアナログ信号を
ディジタル信号に変換する場合、A/D変換器の精度に
よって開度計測値の分解能が決まる。一方、マイクロコ
ンピュータによるディジタル演算では、開度計測値分解
能よりも高い分解能で演算を行なうことが可能であり、
スロットルバルブ開度指令値を開度計測値の分解能より
も高い分解能で与えることもある。
[0003] When an analog signal of the opening sensor is converted into a digital signal, the resolution of the measured opening value is determined by the accuracy of the A / D converter. On the other hand, in the digital calculation by the microcomputer, it is possible to perform the calculation with a resolution higher than the resolution of the opening measurement value,
The throttle valve opening command value may be given with a higher resolution than the resolution of the opening measurement value.

【0004】しかしながら、開度指令値の分解能と開度
計測値の分解能とが不一致な状態でスロットルバルブの
位置決め制御を行なうと、スロットルバルブ開度計測値
をスロットルバルブ開度指令値に近づけようと外乱補償
器が動作するため、スロットルバルブは計測値分解能間
で微小振動する。このような微小振動は、吸入空気の脈
動を生じてエンジンの制御性能を悪化させる上に、スロ
ットルバルブ開度センサー、特に接触式検出センサーの
耐久性を低下させるおそれがある。
However, if the positioning control of the throttle valve is performed in a state where the resolution of the opening command value does not match the resolution of the measured opening value, the measured value of the throttle valve opening will be made closer to the throttle valve opening command value. Since the disturbance compensator operates, the throttle valve slightly vibrates between the measurement value resolutions. Such a minute vibration may cause pulsation of the intake air to deteriorate the control performance of the engine, and may also reduce the durability of the throttle valve opening sensor, particularly the contact type detection sensor.

【0005】本発明の目的は、スロットルバルブ開度指
令値と開度計測値の分解能不一致によるスロットルバル
ブの微小振動を防止するようにしたスロットルバルブの
位置決め制御装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a throttle valve positioning control device which prevents a minute vibration of the throttle valve due to a mismatch between the resolution of the throttle valve opening command value and the measured value of the opening.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1) 請求項1の発明は、内燃機関のスロットルバル
ブを開閉するアクチュエータと、駆動指令値にしたがっ
てアクチュエータを駆動する駆動手段と、スロットルバ
ルブの開度を計測する計測手段と、スロットルバルブ開
度指令値に対する実スロットルバルブ開度の応答性を予
め設定した応答特性に一致させるための駆動指令値を演
算する制御手段と、駆動指令値とスロットルバルブ開度
計測値とに基づいてアクチュエータ、駆動手段および計
測手段に加わる外乱を推定する外乱推定手段と、外乱推
定値により駆動指令値を補正する補正手段とを備えたス
ロットルバルブの位置決め制御装置であって、スロット
ルバルブ開度指令値の分解能をスロットルバルブ開度計
測値の分解能に合せて変更する指令値分解能変更手段を
備える。 (2) 請求項2のスロットルバルブの位置決め制御装
置は、スロットルバルブ開度計測値に応じて計測値分解
能を変更する計測値分解能変更手段を備え、指令値分解
能変更手段によって、計測値分解能変更手段により変更
された計測値分解能に応じてスロットルバルブ開度指令
値の分解能を変更するようにしたものである。
(1) An actuator for opening and closing a throttle valve of an internal combustion engine, a driving unit for driving the actuator according to a drive command value, a measuring unit for measuring an opening of the throttle valve, and a throttle valve opening Control means for calculating a drive command value for matching the responsiveness of the actual throttle valve opening to the command value to a preset response characteristic; an actuator and a drive means based on the drive command value and the measured throttle valve opening value And a disturbance estimating means for estimating a disturbance applied to the measuring means, and a correcting means for correcting a drive command value based on the disturbance estimated value, the throttle valve positioning control device comprising: There is provided a command value resolution changing means for changing the value in accordance with the resolution of the valve opening measurement value. (2) The throttle valve positioning control device according to claim 2, further comprising a measurement value resolution changing means for changing the measurement value resolution in accordance with the throttle valve opening measurement value, and the command value resolution changing means, the measurement value resolution changing means. The resolution of the throttle valve opening command value is changed according to the measured value resolution changed by the above.

【0007】[0007]

【発明の効果】【The invention's effect】

(1) 請求項1の発明によれば、スロットルバルブ開
度指令値と開度計測値の分解能不一致によるスロットル
バルブの微小振動を防止でき、吸入空気の脈動がなくな
ってエンジンの制御性能が向上するとともに、スロット
ルバルブ開度センサーの耐久性も向上する。 (2) 請求項2の発明によれば、スロットルバルブの
位置決め制御精度を向上させるためにスロットルバルブ
開度計測値に応じてその計測値分解能を変更しても、変
更後の計測値分解能に応じて指令値分解能が変更される
ので、請求項1の効果に加え、スロットルバルブ開度全
域において位置決め制御精度が向上する。
(1) According to the first aspect of the invention, it is possible to prevent the minute vibration of the throttle valve due to the resolution mismatch between the throttle valve opening command value and the measured opening value, and to eliminate the pulsation of the intake air, thereby improving the control performance of the engine. At the same time, the durability of the throttle valve opening sensor is improved. (2) According to the second aspect of the invention, even if the measured value resolution is changed according to the measured value of the throttle valve opening in order to improve the positioning control accuracy of the throttle valve, the measured value resolution is changed according to the changed measured value resolution. Thus, the command value resolution is changed, so that the positioning control accuracy is improved over the entire throttle valve opening in addition to the effect of the first aspect.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1は一実施の形態の構成を示す
機能ブロック図である。スロットルアクチュエータ1
は、内燃機関の吸入空気流路に設けられたバタフライ型
スロットルバルブを駆動する。駆動源にはDCモータが
用いられ、モータの出力を減速機により減速して、ばね
により付勢されたスロットルバルブを開閉駆動する。セ
ンサー2はスロットルバルブの開度を検出する。この実
施形態ではアナログ信号を出力する安価なポテンショメ
ータ式とするが、高精度な光学式エンコーダを用いても
よい。センサー信号処理回路3は増幅器およびA/D変
換器を有し、開度センサー2からのアナログ信号を増幅
してディジタル信号に変換する。スロットルバルブ位置
決めコントローラ4はマイクロコンピュータおよびその
周辺部品から構成され、スロットルバルブ開度計測値が
開度指令値に追従するようなモータ電流指令値を演算す
る。電流制御アンプ5は、実際のモータ電流がモータ電
流指令値に追従するようにパワートランジスタのスイッ
チング時間を制御する。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of an embodiment. Throttle actuator 1
Drives a butterfly type throttle valve provided in an intake air passage of an internal combustion engine. A DC motor is used as a drive source, and the output of the motor is reduced by a speed reducer to open / close a throttle valve biased by a spring. The sensor 2 detects the opening of the throttle valve. In this embodiment, an inexpensive potentiometer that outputs an analog signal is used, but a high-precision optical encoder may be used. The sensor signal processing circuit 3 has an amplifier and an A / D converter, amplifies an analog signal from the opening sensor 2 and converts it into a digital signal. The throttle valve positioning controller 4 is composed of a microcomputer and its peripheral parts, and calculates a motor current command value such that the throttle valve opening measurement value follows the opening command value. The current control amplifier 5 controls the switching time of the power transistor so that the actual motor current follows the motor current command value.

【0009】なお、この実施形態では電流検出センサー
を用いたフィードバック式電流制御アンプで構成してい
るが、電流制御アンプはこの実施形態に限定されない。
例えば、スロットルバルブ開度と後述のモデルマッチン
グ補償器出力とに基づいて、後述の外乱補償器で一定化
された制御対象の動特性モデルでモータの逆起電力を推
定し、この逆起電力推定値で電流指令値から求まる有効
電圧を補正して電流制御用パワートランジスタのスイッ
チング時間を演算制御するフィードフォワード式電流制
御アンプを用いてもよい。
In this embodiment, a feedback type current control amplifier using a current detection sensor is used, but the current control amplifier is not limited to this embodiment.
For example, based on the throttle valve opening and the output of a model matching compensator described later, the back electromotive force of the motor is estimated using a dynamic characteristic model of the control object that is stabilized by a disturbance compensator described later. A feed-forward type current control amplifier may be used that corrects the effective voltage obtained from the current command value with the value to calculate and control the switching time of the current control power transistor.

【0010】図2は、スロットルバルブ位置決めコント
ローラ4の構成を示す制御ブロック図である。スロット
ルバルブ位置決めコントローラ4は、外乱やパラメータ
変動に対して低感度特性を得るための外乱補償器11〜
15と、スロットルバルブ開度指令値に対する実スロッ
トルバルブ開度の応答性を予め設定した所望の応答特性
に一致させるためのモデルマッチング補償器16〜19
とを有する。なお、電流制御アンプ5、モータとバルブ
可動機構からなるスロットルアクチュエータ1、開度セ
ンサー2およびセンサー信号処理回路3がコントローラ
4の制御対象であり、また、スロットルバルブ開度指令
値θrが上述したスロットルバルブ開度指令値(目標
値)、電流指令値Irが上述した駆動指令値(操作
量)、スロットルバルブ開度θが上述したスロットルバ
ルブ開度計測値(制御量)である。
FIG. 2 is a control block diagram showing the configuration of the throttle valve positioning controller 4. The throttle valve positioning controller 4 is provided with a disturbance compensator 11 to obtain a low sensitivity characteristic with respect to disturbance and parameter fluctuation.
15 and a model matching compensator 16 to 19 for matching the responsiveness of the actual throttle valve opening to the throttle valve opening command value to a predetermined desired response characteristic.
And The current control amplifier 5, the throttle actuator 1 including a motor and a valve movable mechanism, the opening sensor 2 and the sensor signal processing circuit 3 are controlled by the controller 4, and the throttle valve opening command value θr is controlled by the throttle valve. The valve opening command value (target value) and the current command value Ir are the above-described drive command value (operation amount), and the throttle valve opening θ is the above-described throttle valve opening measurement value (control amount).

【0011】まず、外乱補償器11〜15について説明
する。電流指令値Irからスロットルバルブ開度θまで
の制御対象の連続系伝達特性Gp(s)を(K/(as
2+bs+c))(以下、0次/2次と表わす)とし、
これを離散化した伝達特性をGp(z-1)で表わす。
First, the disturbance compensators 11 to 15 will be described. The continuous system transfer characteristic Gp (s) of the controlled object from the current command value Ir to the throttle valve opening θ is represented by (K / (as
2 + bs + c)) (hereinafter referred to as 0 order / 2 order)
The transfer characteristic obtained by discretizing this is represented by Gp (z -1 ).

【数1】 (Equation 1)

【0012】Gp(z-1)のゼロ点(−bp0/bp
1)は、サンプリングタイムが小さいほど−1に収束す
るので、Gp(z-1)の逆系を補償器に用いると不安定
になってしまう。これを避けるために、次のように外乱
補償器を設計する。制御ブロック11は、定常ゲインが
1であるローパスフィルタH0(z-1)に、Gp
(z-1)のゼロ点を有するQ(z-1)を付加したフィル
タH(z-1)である。この制御ブロック11は、電流指
令値Irをローパスフィルタ処理して電流指令値Ir’
を出力する。
The zero point (-bp0 / bp) of Gp (z -1 )
Since 1) converges to −1 as the sampling time becomes shorter, it becomes unstable when the inverse system of Gp (z −1 ) is used for the compensator. To avoid this, a disturbance compensator is designed as follows. The control block 11 adds Gp to the low-pass filter H0 (z −1 ) having a steady-state gain of 1.
(Z -1) is the filter H obtained by adding the Q (z -1) having a zero point (z -1). The control block 11 performs a low-pass filter process on the current command value Ir to perform the current command value Ir ′
Is output.

【数2】 (Equation 2)

【0013】制御ブロック12はフィルタH(z-1)/
Gp(z-1)である。したがって、−1に収束するゼロ
点が相殺され、制御ブロック12は安定なディジタルフ
ィルタとなる。この制御ブロック12は、電流指令値I
rからスロットルバルブ開度θまでの制御対象の離散系
伝達特性Gp(z-1)と、スロットルバルブ開度θとに
基づいて電流指令値を逆算し、さらにローパスフィルタ
処理して電流指令値Ir”を出力する。減算器14は、
電流指令値Ir”から電流指令値Ir’を減算して、電
流アンプ5からセンサー信号処理回路3までの制御対象
の外乱やパラメータ変動による電流指令値Irのずれ量
u2(以下、外乱推定値と呼ぶ)を求める。さらに、減
算器15は電流指令値u1から外乱推定値u2を減算し
て補正し、外乱やパラメータ変動による影響を排除した
電流指令値Irを出力する。
The control block 12 includes a filter H (z -1 ) /
Gp (z -1 ). Therefore, the zero points converging to -1 are canceled, and the control block 12 becomes a stable digital filter. The control block 12 controls the current command value I
The current command value is back calculated based on the discrete system transfer characteristic Gp (z -1 ) of the controlled object from r to the throttle valve opening θ and the throttle valve opening θ, and further processed by a low-pass filter to obtain the current command value Ir. Is output. The subtractor 14 outputs
The current command value Ir ′ is subtracted from the current command value Ir ″, and the deviation u2 of the current command value Ir due to a disturbance of the control target from the current amplifier 5 to the sensor signal processing circuit 3 or a parameter variation (hereinafter referred to as a disturbance estimated value and Further, the subtractor 15 subtracts the disturbance estimation value u2 from the current command value u1 and corrects it, and outputs a current command value Ir excluding the influence of disturbance and parameter fluctuation.

【0014】外乱推定値u2は、制御対象に外乱やパラ
メータ変動がない場合にゼロとなる。制御対象に外乱d
やパラメータ変動Δがある場合には、
The disturbance estimation value u2 becomes zero when there is no disturbance or parameter fluctuation in the control target. Disturbance d
Or parameter variation Δ,

【数3】 となり、H(z-1)のゲイン特性が1である周波数帯域
では、
(Equation 3) In the frequency band where the gain characteristic of H (z -1 ) is 1,

【数4】θ=Gp(z-1)・u1 となる。つまり、外乱やパラメータ変動の影響が完全に
キャンセルされて、制御対象の動特性がノミナルモデル
Gp(z-1)に一定化される。H(z-1)のカットオフ
周波数を上げると高周波数域まで同様な効果が得られる
が、逆にハイゲインフィードバックとなり、安定余裕が
減少するのでトレードオフ設計が必要となる。制御ブロ
ック13はモータ電流の上下限に相当するリミッタであ
り、実際の制御対象の入力であるモータ電流が飽和した
時に外乱補償器の入力を制限することによって、外乱推
定値u2に誤差が溜まるのを防止して応答性能の劣化を
防ぐ。
4 = Gp (z −1 ) · u1 That is, the influence of the disturbance and the parameter fluctuation is completely canceled, and the dynamic characteristics of the control target are fixed to the nominal model Gp (z -1 ). When the cutoff frequency of H (z -1 ) is increased, the same effect can be obtained up to a high frequency range. However, a high gain feedback is obtained, and the stability margin is reduced. Therefore, a trade-off design is required. The control block 13 is a limiter corresponding to the upper and lower limits of the motor current. By limiting the input of the disturbance compensator when the motor current, which is the input of the actual control target, is saturated, an error is accumulated in the estimated disturbance value u2. To prevent the response performance from deteriorating.

【0015】次に、モデルマッチング補償器16〜19
について説明する。まず、所望の応答特性を連続系規範
モデル伝達特性Gm0(s)(0次/2次)で与える。
これを離散化した規範モデル伝達特性Gm0(z-1)と
すると、制御対象の伝達特性Gp(z-1)と同様に、サ
ンプリングタイムを小さくすると−1に収束するゼロ点
を有する。したがって、モデルマッチング補償器の設計
の際に両者を相殺させる目的で、規範モデル伝達特性G
m0(z-1)のゼロ点を制御対象伝達特性Gp(z-1
のゼロ点で置き換えたGm(z-1)を規範モデル伝達特
性として用いる。なお、サンプリングタイムが充分小さ
ければ、Gm(z-1)とGm0(z-1)との差はほとん
どなく、実用上問題はない。
Next, the model matching compensators 16 to 19
Will be described. First, a desired response characteristic is given as a continuous system reference model transfer characteristic Gm0 (s) (0th order / 2nd order).
If this is the discretized reference model transfer characteristic Gm0 (z -1), in the same manner as the control target of the transfer characteristic Gp (z -1), with a zero point to converge to -1 The smaller the sampling time. Therefore, the reference model transfer characteristic G is used for the purpose of canceling both when designing the model matching compensator.
The zero point of m0 (z -1 ) is set to the control target transfer characteristic Gp (z -1 ).
Gm (z -1 ) replaced with the zero point of is used as the reference model transfer characteristic. If the sampling time is sufficiently short, there is almost no difference between Gm (z -1 ) and Gm0 (z -1 ), and there is no practical problem.

【数5】 (Equation 5)

【0016】数式1と数式5の各係数を用いると、モデ
ルマッチング補償器の制御ブロック16は1/R
(z-1)、制御ブロック17はL(z-1)、制御ブロッ
ク18はBmfで構成される。
Using the coefficients of Equations 1 and 5, the control block 16 of the model matching compensator uses 1 / R
(Z -1 ), the control block 17 is composed of L (z -1 ), and the control block 18 is composed of Bmf.

【数6】 (Equation 6)

【0017】図3はスロットルバルブの位置決め制御を
示すフローチャートである。スロットルバルブ位置決め
コントローラー4は、2msごとにこの制御プログラム
を実行する。ステップ1でスロットルバルブ開度センサ
ー2のアナログ出力信号を増幅してディジタル信号に変
換し、続くステップ2でスロットルバルブ開度θに換算
する。ステップ3では精度の異なるスロットルバルブ開
度の切り換えを行なう。ステップ4において、乗員のア
クセル操作などによりアクチュエータの開度指令値θr
を決定する。ステップ5で、開度指令値θrから、A/
D変換した開度計測値θの最下位ビットよりも小さいビ
ットを切り捨てることによって、開度指令値θrの分解
能を開度計測値θの分解能に一致させる。続くステップ
6では、エンジンの制御状態に応じて図2の制御ブロッ
ク11および12のロバスト補償器の周波数特性を切り
換える。ステップ7で、図2のモデルマッチング補償器
16〜19により算出した電流指令値u1から、外乱補
償器11〜14により算出した外乱推定値u2を減算し
て補正し、外乱やパラメーター変動による影響を排除し
た電流指令値Irを求める。続くステップ8で、電流指
令値Irを電流制御アンプ5へ出力してDCモーターを
駆動する。
FIG. 3 is a flow chart showing the throttle valve positioning control. The throttle valve positioning controller 4 executes this control program every 2 ms. In step 1, the analog output signal of the throttle valve opening sensor 2 is amplified and converted into a digital signal. In step 2, the signal is converted into a throttle valve opening θ. In step 3, the throttle valve opening with different precision is switched. In step 4, the opening degree command value θr of the actuator
To determine. In step 5, from the opening command value θr, A /
The resolution of the opening command value θr is made to match the resolution of the opening measurement value θ by discarding bits smaller than the least significant bit of the D-converted opening measurement value θ. In the following step 6, the frequency characteristics of the robust compensators of the control blocks 11 and 12 in FIG. 2 are switched according to the control state of the engine. In step 7, the disturbance estimation value u2 calculated by the disturbance compensators 11 to 14 is subtracted from the current command value u1 calculated by the model matching compensators 16 to 19 in FIG. The excluded current command value Ir is obtained. In the following step 8, the current command value Ir is output to the current control amplifier 5 to drive the DC motor.

【0018】−発明の一実施の形態の変形例− スロットルバルブ開度などのエンジンの制御状態に応じ
て開度計測値の分解能を変更する場合に、開度指令値の
分解能も変更後の開度計測値分解能に合せて変更するよ
うにした、上記実施の形態の変形例を説明する。
-Modification of One Embodiment of the Invention-When the resolution of the measured opening value is changed according to the control state of the engine such as the throttle valve opening, the resolution of the opening command value is also changed. A modification of the above-described embodiment, which is changed in accordance with the degree measurement value resolution, will be described.

【0019】図4は、変形例のスロットルバルブ位置決
め制御を示すフローチャートである。なお、図3に示す
処理と同様な処理を行なうステップに対しては同一のス
テップ番号を付して相違点を中心に説明する。ステップ
3Aにおいて、精度の異なるスロットルバルブ開度の切
り換えを行なう。スロットルバルブ開度センサー2のア
ナログ出力信号を増幅してA/D変換し、スロットルバ
ルブ開度計測値として外乱補償器11〜15とモデルマ
ッチング補償器16〜19の演算に用いると、センサー
2のアナログ出力信号には必ずある程度のノイズが混入
するので、外乱補償器11〜15が十分に機能せず、目
標とするスロットル制御分解能を実現できない場合があ
る。
FIG. 4 is a flowchart showing a throttle valve positioning control according to a modification. Steps that perform the same processing as the processing shown in FIG. 3 are assigned the same step numbers, and differences will be mainly described. In step 3A, switching of the throttle valve opening with different precision is performed. When the analog output signal of the throttle valve opening sensor 2 is amplified and A / D-converted and used as a measured throttle valve opening value in the calculation of the disturbance compensators 11 to 15 and the model matching compensators 16 to 19, the sensor 2 Since a certain amount of noise is always mixed in the analog output signal, the disturbance compensators 11 to 15 may not function sufficiently and may not achieve the target throttle control resolution.

【0020】そこで、図5に示すように、スロットルバ
ルブ開度センサー2のアナログ出力信号を大きく増幅す
る(この例では4倍)ことによって、増幅器の有効周波
数を上回る高周波数ノイズを相対的に低減する。また、
A/D変換器の入力電圧には当然、上限があるので、非
常に高いスロットル制御分解能が必要となるアイドル制
御時、つまり低スロットルバルブ開度域のみこれを行な
い、単位合せの後、図6に示すように増幅しない通常の
A/D変換値と補間演算してスロットルバルブ開度計測
値として用いる。滑らかに両方のA/D変換値をつなぐ
ためには、増幅しない通常のA/D変換値や1サンプル
周期前に補間演算した値に基づいて、双方の間で補間演
算する。
Therefore, as shown in FIG. 5, the analog output signal of the throttle valve opening sensor 2 is greatly amplified (four times in this example) to relatively reduce high frequency noise exceeding the effective frequency of the amplifier. I do. Also,
Since the input voltage of the A / D converter naturally has an upper limit, this operation is performed only at the time of idle control where a very high throttle control resolution is required, that is, only in a low throttle valve opening range. As shown in (2), an ordinary A / D conversion value that is not amplified is interpolated and used as a throttle valve opening measurement value. In order to smoothly connect both A / D conversion values, an interpolation operation is performed between the two based on a normal A / D conversion value that is not amplified or a value obtained by performing an interpolation operation one sample cycle earlier.

【数7】補間値=k・(A/D変換値2)+(1−k)
・(A/D変換値1) ここで、(A/D変換値1)≦θの場合はk=1、θ2
<(A/D変換値1)<θ1の場合は0<k<1、θ2
≦(A/D変換値1)の場合はk=0とする。
[Mathematical formula-see original document] Interpolation value = k * (A / D conversion value 2) + (1-k)
(A / D conversion value 1) Here, when (A / D conversion value 1) ≦ θ, k = 1, θ2
0 <k <1, θ2 when <(A / D conversion value 1) <θ1
If ≤ (A / D conversion value 1), k = 0.

【0021】ステップ5Aにおいて、上記ステップ3A
で開度計測値の分解能が開度計測値に応じて変更された
場合、変更後の開度計測値分解能に合せて開度指令値分
解能を変更する。
In step 5A, in step 3A
When the resolution of the opening measurement value is changed in accordance with the opening measurement value, the opening command value resolution is changed in accordance with the changed opening measurement value resolution.

【0022】図7は従来の制御装置のシミュレーション
結果を示す図、図8は本願発明の実施の形態によるシミ
ュレーション結果を示す図である。なお、開度計測値の
分解能を0.025度とし、開度指令値の分解能を開度
計測値より高い1.0125度とした。図7、図8にお
いて、横軸は時間t、縦軸はスロットルバルブ開度
(度)、θrは開度指令値、θは開度計測値、θr1は
分解能変更前の開度指令値、θr2は分解能変更後の開
度指令値である。従来の制御装置によれば、開度指令値
分解能が開度計測値分解能よりも高い分解能を有する場
合に、図7に示すように分解能間で激しい微小振動が発
生している。これに対し、本願発明の実施の形態によれ
ば、開度指令値分解能と開度計測値分解能とを一致させ
ることによって、図8に示すように分解能以下で発生す
る微小振動が防止される。この結果、吸入空気の脈動が
なくなり、エンジンの制御性能が向上するとともに、ス
ロットルバルブ開度センサーの耐久性が向上する。
FIG. 7 is a diagram showing a simulation result of the conventional control device, and FIG. 8 is a diagram showing a simulation result according to the embodiment of the present invention. Note that the resolution of the opening measurement value was 0.025 degrees, and the resolution of the opening command value was 1.0125 degrees higher than the opening measurement value. 7 and 8, the horizontal axis is time t, the vertical axis is the throttle valve opening (degree), θr is the opening command value, θ is the opening measurement value, θr1 is the opening command value before changing the resolution, θr2. Is the opening command value after changing the resolution. According to the conventional control device, when the opening command value resolution has a higher resolution than the opening measurement value resolution, as shown in FIG. 7, intense minute vibration occurs between the resolutions. On the other hand, according to the embodiment of the present invention, by matching the resolution of the opening command value and the resolution of the measured opening value, it is possible to prevent minute vibrations occurring below the resolution as shown in FIG. As a result, the pulsation of the intake air is eliminated, the control performance of the engine is improved, and the durability of the throttle valve opening sensor is improved.

【0023】以上の一実施形態の構成において、スロッ
トルアクチュエータ1がアクチュエータを、電流制御ア
ンプ5が駆動手段を、スロットルバルブ開度センサー2
が計測手段を、モデルマッチング補償器16〜19が制
御手段を、外乱補償器11〜15が外乱推定手段および
補正手段を、スロットルバルブ位置決めコントローラー
4が指令値分解能変更手段および計測値分解能変更手段
をそれぞれ構成する。
In the above embodiment, the throttle actuator 1 controls the actuator, the current control amplifier 5 controls the driving means, and the throttle valve opening sensor 2
Are the measuring means, the model matching compensators 16 to 19 are the control means, the disturbance compensators 11 to 15 are the disturbance estimating means and the correcting means, and the throttle valve positioning controller 4 is the command value resolution changing means and the measurement value resolution changing means. Configure each.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 一実施の形態の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment.

【図2】 スロットルバルブ位置決めコントローラーの
構成を示す制御ブロック図である。
FIG. 2 is a control block diagram showing a configuration of a throttle valve positioning controller.

【図3】 一実施の形態のスロットルバルブの位置決め
制御を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing positioning control of a throttle valve according to one embodiment.

【図4】 一実施の形態の変形例のスロットルバルブの
位置決め制御を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a throttle valve positioning control according to a modification of the embodiment.

【図5】 スロットルバルブ開度に応じて開度計測値分
解能を切り換える方法を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of switching an opening measurement value resolution in accordance with a throttle valve opening.

【図6】 スロットルバルブ開度に応じて開度計測値分
解能を切り換える方法を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of switching the resolution of an opening measurement value in accordance with a throttle valve opening.

【図7】 従来のスロットルバルブの位置決め制御装置
のシミュレーション結果を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a simulation result of a conventional throttle valve positioning control device.

【図8】 一実施の形態のシミュレーション結果を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a simulation result of one embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スロットルアクチュエータ 2 スロットルバルブ開度センサー 3 センサ信号処理回路 4 スロットルバルブ位置決めコントローラ 5 電流制御アンプ 11〜15 外乱補償器 16〜19 モデルマッチング補償器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Throttle actuator 2 Throttle valve opening sensor 3 Sensor signal processing circuit 4 Throttle valve positioning controller 5 Current control amplifier 11-15 Disturbance compensator 16-19 Model matching compensator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関のスロットルバルブを開閉する
アクチュエータと、 駆動指令値にしたがって前記アクチュエータを駆動する
駆動手段と、 前記スロットルバルブの開度を計測する計測手段と、 スロットルバルブ開度指令値に対する実スロットルバル
ブ開度の応答性を予め設定した応答特性に一致させるた
めの前記駆動指令値を演算する制御手段と、 前記駆動指令値と前記スロットルバルブ開度計測値とに
基づいて前記アクチュエータ、前記駆動手段および前記
計測手段に加わる外乱を推定する外乱推定手段と、 前記外乱推定値により前記駆動指令値を補正する補正手
段とを備えたスロットルバルブの位置決め制御装置であ
って、 前記スロットルバルブ開度指令値の分解能を前記スロッ
トルバルブ開度計測値の分解能に合せて変更する指令値
分解能変更手段を備えることを特徴とするスロットルバ
ルブの位置決め制御装置。
1. An actuator for opening and closing a throttle valve of an internal combustion engine; a driving unit for driving the actuator according to a driving command value; a measuring unit for measuring an opening of the throttle valve; Control means for calculating the drive command value for causing the responsiveness of the actual throttle valve opening to match the response characteristic set in advance; and the actuator based on the drive command value and the throttle valve opening measurement value. A throttle valve positioning control device comprising: a disturbance estimating means for estimating a disturbance applied to a driving means and the measuring means; and a correcting means for correcting the driving command value based on the disturbance estimated value. Change the resolution of the command value according to the resolution of the throttle valve opening measurement value A throttle valve positioning control device comprising command value resolution changing means.
【請求項2】 請求項1に記載のスロットルバルブの位
置決め制御装置において、 前記スロットルバルブ開度計測値に応じて計測値分解能
を変更する計測値分解能変更手段を備え、 前記指令値分解能変更手段は、前記計測値分解能変更手
段により変更された計測値分解能に応じてスロットルバ
ルブ開度指令値の分解能を変更することを特徴とするス
ロットルバルブの位置決め制御装置。
2. The throttle valve positioning control device according to claim 1, further comprising: a measurement value resolution changing unit that changes a measurement value resolution according to the throttle valve opening measurement value. A throttle valve positioning control device for changing the resolution of the throttle valve opening command value in accordance with the measured value resolution changed by the measured value resolution changing means.
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