JPS61152933A - エンジンのスロツトル制御装置 - Google Patents

エンジンのスロツトル制御装置

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JPS61152933A
JPS61152933A JP27385284A JP27385284A JPS61152933A JP S61152933 A JPS61152933 A JP S61152933A JP 27385284 A JP27385284 A JP 27385284A JP 27385284 A JP27385284 A JP 27385284A JP S61152933 A JPS61152933 A JP S61152933A
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JP
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throttle
response time
control
engine
opening
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Hajime Sato
肇 佐藤
Kenji Nakamura
健治 中村
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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
    • 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

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  • 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)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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〕 この発明は、車両用等のエンジンのスロットルバルブを
開閉制御するスロットル制御装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、エンジンのスロットルチャンバに設けたスロッ
トルバルブの開閉制御は、アクセル操作に連動して機械
的に行なわれている。
また、例えば特開昭59−120744号公報に見ら九
るように、クラッチミート時のアクセル操作を容易にす
るため、クラッチミート操作を検出した時には、エンジ
ン回転速度がクラッチ回転速度に同期するように自動的
にスロットル開度を制御するようにしたエンジンの、ス
ロットル制御装置も提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような従来の電気信号によるスロッ
トル制御装置は、アクセル信号とスロットル信号を差動
増幅して、その出力信号の極性及び大きさに応じてスロ
ットルアクチュエータとしてのサーボモータを正・反転
させて、スロットル開度が目標値になるように制御する
サーボ機構となっており、その制御ゲインは予め設定さ
れた値番  に固定されていた。
そのため、制御対象であるスロットルアクチュエータ(
サーボモータ)の経年変化やスロットルチャンバ回りの
油付着等により、その伝達関数に変化が生じると、スロ
ットルアクチュエータの応答性に変化が起き、要求する
応答性を確保できなくなり、充分なエンジン特性を引き
出せなくなって運転性も悪化するという問題点があった
〔問題点を解決するための手段〕
この発明によるエンジンのスロットル制御装置は、上記
の問題点を解決するため、第1図に機能ブロック図で示
すように、スロットル開閉指令の入力によりスロットル
制御手段SCが所定の制御ゲインでスロットルバルブS
vを開閉するスロットル制御装置において、任意のスロ
ットル開閉指令値に対するスロットルバルブSvの応答
時間Tを検出する応答時間検出手段TDと、その検出さ
れた応答時間Tを初期設定時の応答時間Toと比較する
比較手段CMと、この比較手段CMによって差が検出さ
れた時に、応答時間検出手段TDによって検出される応
答時間Tを初期設定時の応答時間Toに一致させるよう
にスロットル制御手段SCの制御ゲインを変更する制御
ゲイン補正手段GCとを設けたものである。
〔作 用〕
このような各手段を設けることにより、この発明による
エンジンのスロットル制御装置は、スロットル開閉指令
に対してスロットルバルブSvの応答時間が初期設定値
と一致している間は、スロットル制御手段SCの制御ゲ
インは予め設定された所定のゲインになっているが、ス
ロットルアクチュエータの経年変化やスロットルチャン
バ回りに油が付着したりしてスロットルバルブSvの応
答時間が変化する(通常は遅れる)と、比較手段CMに
よる比較結果に差が生ずるため、制御ゲイン補正手段G
Cがその差をなくすようにスロットル制御手段SCの制
御ゲインを変更する。
したがって、アクセル操作等によるスロットル開閉指令
に対するスロットルバルブの応答時間を、常に初期設定
時と同じに維持することができる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図で
ある。
まず構成を説明すると、1は前述のスロットル開閉指令
に相当するアクセル信号によってアクセル踏量θaを検
出処理するアクセル踏量検出装置。
2は演算処理装置で、アクセル踏量θaと後述のスロッ
トル開度検出値θLとの偏差をとって演算処理し、スロ
ットル駆動信号aを出力したり、スロットル開度θtの
応答時間として時定数の計算を行ない、その計算結果か
ら制御ゲインの変更等の重要な演算を行なう。
3はこの演算処理装置2からのスロットル駆動信号aに
よりスロットルアクチュエータ4を駆動するスロットル
駆動装置で、トランジスタブリッジ、サイリスタ等の半
導体素子で構成される。
スロットルアクチュエータ4は、スロットルバルブ及び
スロットルボディと、それを駆動する駆動源(例えばD
Cモータ、ACモータ等)により構成される。
5はスロットル開度検出装置で、スロットルアクチュエ
ータ4に取付けたスロットル開度センサと、その開度信
号を検出する検出回路とからなる。
第3図は、このスロットル制御装置を制御ブロック図に
表わしたもので、Gc(s)は制御部(第2図の演算処
理装置2とスロットル駆動装置!3)の制御ゲインe 
Gp(s)は制御対象(この場合スロットルアフチユニ
ボタ4)を表わす伝達関数である。
次に、この実施例の作用を、アクセル信号によりアクセ
ル踏量θaにより入力rがステップ状に変化し、その後
の出力Cによりスロットル開度θtが変化する場合を例
として説明する。
アクセル踏量θaが変化するとθa−θtすなわちr 
−c = eの計算を行ない、e−Gc(s) = M
 (s)(操作量)を決定し、M(s)・Gp(s)=
cにより、スロットルバルブの開度を変化する。その応
答はほぼ一次応答を示す、なお、制御ゲインGc(s)
は、応答性、安定性等からあらかじめ初期設定される。
そこで、この初期設定されたGc(s)でθaの変化に
応じてスロットルアクチュエータ4を動かして、スロッ
トルバルブの開度を変化させた時の応答特性の一例を第
3図に実線で示す。
ここで、Toは初期設定時の時定数で、目標値Yに対し
て0.63Yになるまでの時間を示すが、これは周知の
事項である。この0.63Yの値を初期設定値として計
測して、比較データとして演算処理装置2に記憶させて
おく、 なお、アクセル踏量θaの変化は常に定まった
値ではない。そのため、いくつかのθaの変化に対応し
た目標値Yを記憶させておけばよい。
運転動作中に、予じめ記憶されたYに対応するθaの変
化があった時、その変化(例えば第4図に一点鎖線で示
す)をとらえてスロットルバルブの応答時間すなわち時
定数T1を計測する。
この計測は演算処理装置2で行なわれるが、時定数は時
間であるので、例えばタイマなどで行なえばよい、すな
わち、スロットルアクチュエータ4の駆動と同時にタイ
マを起動し、アクセル踏量θaの変化とその変化から推
定される目標値Yがら、0.63Yになった時にタイマ
を停止させ、その時のタイマの計測値を時定数Tlとす
る。なお、スロットルバルブの動作はタイマの動作に無
関係に通常動作をする。
さて、このようにして計測された時定数T1と初期設定
時の時定数Toとの比較を行う、それはT 1− T 
o= T subの簡単な計算である。
ここで、Tsub>Oとなった場合、制御対象の伝達関
数が変化したと推定できる。つまり、伝達関数がGp(
s)からGp’ (s)になったとする、ここで、第3
図の制御ブロック図より、制御量Cはc= e−Gc(
g)・Gp(s)によって得られることは容易にわかる
前述のごと<、Tsub>Oになると、目標値になるま
での時間が初期設定時より遅くなる。そうすると、第5
図に示すようにエンジン回転数の上昇も遅くなり、運転
性の悪化をまねく。
そこで、伝達関数がGp’ (s)になった分だけGc
(g)で補正をして、見かけ上初期設定時の応答と同じ
になるようにする。
初期設定時の制御量を c = Gc(s) ・Gp(
s)。
時定数T1の場合の制御量を c=Gc’ (g)・G
p’(g)とし、 Gc(s)・GpCs) =Gc’
 (s)・Gp’ Cs)とするとGc’ (s)=G
p(s) ・Gc(s)/Gp’ (s)となる。
このように補正演算をすればGc’ (s)が求まる。
その後はこのGc’ (s)で制御すれば、初期設定時
と同様の応答が得られる。その後も同様の補正を行えば
、常に最適にスロットルアクチュエータ4を制御するこ
とが可能になる。
この場合のTsubとGc’ (s)との関係は1例え
ば第6図に示すようになる。
なお、この補正はθaの変化ごとに行。なってもよいが
、データ数が真人しなり、またGp(s)の変動は頻繁
に起こるものではない、そこで、一定の期間ごとに補正
しても充分である。たとえば一定の走行距離ごと、また
は特定のアクセル絞り弁開度特性で運転しているときな
どに行なえばよい。
以上の演算処理は第2図の演算処理装置2で行なわれる
。そして、最適なスロットル駆動信号aがスロットル駆
動装置3に出力され、スロットル駆動装置3は、最適に
スロットルアクチュエータ4を駆動する。
ところで、TI−To=Tsubの計算の結果、Tsu
b<Oとなる場合もある。この場合は、エンジンの吹き
上がりが早くなりすぎ、ガクガク振動等を生じてやはり
運転性の悪化をきたす、この場合は前述と逆の補正、す
なわち制御ゲインGc(s)を小さくするように補正す
れば良い。
次に、この発明の他の実施例としてマイクロコンピュー
タを使用した場合の一例を説明する。
第7図はその構成を示すブロック図であり、11は演算
・制御処理を司どる中央処理装置(以下rcPUJと略
称する)、12はその演算処理結果やA/D変換結果等
を一時記憶するためのランダムアクセス・メモリ(以下
rRAMJと略称する)、13は制御プログラムが記憶
されているリードオンリ・メモリ(以下rROMJと略
称する)、14は時間遅れT subに対するGC’ 
Cs>の値(第6図)をディジタル値で記憶しであるR
OMである。
なお、Gc’ (a)は、基本的には前述の如く計算で
求められるが、場合によっては複雑な数式となり計算に
時間を要するため、マイクロコンピュータを用いる場合
には、予め決定されたGc’ (s)の値をメモリマツ
プとして用いる方が実用的である。
15は時定数Tを計測するためのタイマ、16はアクセ
ル踏量を示すアクセル信号θaをデジタル信号に変換す
るA/D変換器、17は演算処理結果により決定された
制御信号によりスロットルアクチュエータ19を駆動す
る駆動回路、18はスロットルバルブ信号(又はスロッ
トル開度信号)θtをデジタル信号に変換するA/D変
換器である。
これらの各A/D変換変換器上メモリCPU11とパス
ラインにより接続されており、データは8ビツトあるい
は4ビツト又は16ビツトのディジタル信号で情報の授
受が行なわれる。
次に、この実施例の作用を第8図乃至第10図のフロー
チャートによって説明する。
第8図は1時定数Tまでにスロットルバルブの達する値
である比較値Yτを計算するルーチンである。
まず、ステップ1でアクセル信号θa(指令値r)を読
み込む0次に、ステップ2で実際のスロットル開度θt
(#制御量C)を読み込む、すなわち、CPU1 lが
ステップ1,2でA/D変換器16及び18のA/D変
換結果を読み込む。
そして、ステップ3で r−c=a の計算つまり偏差
計算を行ない、ステップ4でその計算結果eのチェック
を行う、なお、rとCが一対一に対応していない場合は
、各々に補正を加えて一対一に対応させればよい。
ステップ4でe−=0ならば、偏差が0であるので何も
する必要はない、e≠0ならば、ステップ5でスロット
ル開度目標値Y(最終的になってほしいスロットル開度
)の計算を行う。
そして、ステップ6でYに0.63を乗じて、特定数T
における開度Yτの計算を行う(Y・0.63=Yτ)
、なお、0.63は時定数Tのときには目標値の63%
の部分にあることにより決定される周知の値である。こ
のYτの計算結果は、第7図のRAM12に記憶される
このYτの計算が終了すると1次に第9図の制御ルーチ
ンに移行する。
この制御ルーチンでは、まずステップ7で第3図のブロ
ック図に従って、e−Gc(a) =M(s)(操作量
例えば駆動信号)の計算を行なう。
次に、ステップ8で M(s)・Gp(s)の計算を行
う、これは、第2図の実施例では演算処理装置2からス
ロットル駆動装置3を経てスロットルアクチュエータ4
を駆動することに相当し、第7図ではcptyl 1か
らの信号により駆動回路17が作動して、スロットルア
クチュエータISを駆動することである。  。
次に、ステップ9において、時定数Tを計測するタイマ
が作動しているか否かのチェックを行う。
最初は起動されていないので、ステップ10に進んでタ
イマ15(第7図)を起動する。
ステップ9でタイマ作動中であれば、ステップ11へ進
み、スロットル開度θLすなわち制御量Cを読み込む、
そして、ステップ12でc=Yτか否かのチェックをす
る。このYτは、先に説明した第8図のルーチンで計算
された値である。
ここで、c=Yτになっていなければ、ステップ14へ
進んで偏差eの計算(r−c=e)を行ない、ステップ
15で8;0か否かの判断を行なう* c ” Yτで
なければ当然e=0でないので、再びステップ7へ戻る
このルーチンを繰り返し、ステップ12でC=Yτが検
出されるとステップ13へ進み、タイマ15の作動を停
止してその時の値を記憶する。
その後もこの制御ルーチンは繰り返し実行され。
e=0  つまりスロットル開度が目標値Yに達すると
制御を終了するm c ” Yτのチェック以外は、通
常のフィードバック制御と同じである。
この制御ルーチンを終了すると、次に第10図のGc(
a)補正ルーチンへ進む。
このGc(g)補正ルーチンでは、まず、ステップ16
で先にタイマ15で計測した時定数Tを読み込む、そし
て、ステップ17で初期設定時の時定数’roとの差を
T  T o= T subによって計算し、T su
bを求める。
次に、ステップ18でTgub=Oのチェックを行う、
Tsub=0ならば、Gp(g)に変化が生じていない
と判断して第8図のスタートへ戻る。もしTsub>O
であるならば、ステップ19へ進み。
第7図のROM14からそのT subに相当する制御
ゲインGc’ (s)を読み取る。
そして、ステップ20で先のGc(g)をGc’ (s
)に変更し、第81!fのスタートに戻る。
したがって、次の制御から制御ゲインをGc′(s)に
変更して制御を行う、それにより、初期の応答性と同様
の応答性を得ることができ、最適なスロットル制御が可
能となる。
〔発明の効果〕
以上説明してきたように、この発明によれば、エンジン
のスロットル制御装置において、任意の指令値が入力さ
れ、それに応じてスロットルが開閉するときの応答時間
を検出し、それを初期設定時の応答時間と比較して、差
が生じた時にはその差をなくすべく制御ゲインを変化さ
せるようにしたため、制御対象(スロットルアクチュエ
ータ)の経年変化やスロットルチャンバ回りの油の付着
等により、その伝達関数に変化が生じても、常に要求さ
れる応答性を確保でき、最適なスロットル制御が可能で
ある。
したがって、エンジン特性を充分に引き出し、運転性も
良好にできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の基本構成を示す機能ブロック図。 第2図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第3図
はその制御ブロック図、 第4図はスロットルバルブの応答特性を示す線図、第5
図はエンジン回転数の応答特性を示す線図。 第6図はTsub −Gc(s)特性を示す線図、第7
図はこの発明の他の実施例を示すブロック図、第8図乃
至第10図は第7図の実施例におけるCPUの動作を示
すフロー図である。 1・・・アクセル踏量検出装置  2・・・演算処理装
置3・・・スロットル駆動装置 4スロツトルアクチユエータ 5・・・スロットル開度検出装置 11・・・中央処理装置(CP U) 12・・・ランダムアクセス・メモリ(RAM)1!l
、14・・・リードオンリ・メモリ(ROM)15・・
・タイマ  16,18・・・A/D変換器17・・・
駆動回路 1日・・・スロットルアクチュエータ 第1図 初期設定値 第4図 を 第6図 第7図 第10図 [ シ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 スロットル開閉指令の入力によりスロットル制御手
    段が所定の制御ゲインでスロットルバルブを開閉制御す
    るエンジンのスロットル制御装置において、任意のスロ
    ットル開閉指令値に対するスロットルバルブの応答時間
    を検出する応答時間検出手段と、該手段によつて検出さ
    れた応答時間を初期設定時の応答時間と比較する比較手
    段と、該比較手段によつて差が検出された時に前記応答
    時間検出手段によつて検出される応答時間を前記初期設
    定時の応答時間に一致させるように前記スロットル制御
    手段の制御ゲインを変更する制御ゲイン補正手段とを設
    けたことを特徴とするエンジンのスロットル制御装置。
JP27385284A 1984-12-27 1984-12-27 エンジンのスロツトル制御装置 Granted JPS61152933A (ja)

Priority Applications (1)

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JP27385284A JPS61152933A (ja) 1984-12-27 1984-12-27 エンジンのスロツトル制御装置

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JP27385284A JPS61152933A (ja) 1984-12-27 1984-12-27 エンジンのスロツトル制御装置

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JPS61152933A true JPS61152933A (ja) 1986-07-11
JPH0535262B2 JPH0535262B2 (ja) 1993-05-26

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63212752A (ja) * 1987-03-02 1988-09-05 Yamaha Motor Co Ltd 車輛の制御用モ−タの制御装置
JPH01187330A (ja) * 1988-01-19 1989-07-26 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
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JPH0292742A (ja) * 1988-09-29 1990-04-03 Aisin Seiki Co Ltd 車速自動制御装置
JP2016079941A (ja) * 2014-10-21 2016-05-16 三菱重工業株式会社 過給機制御装置、制御システム、過給機、制御方法及びプログラム

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