JPS62276239A - スロツトルバルブの制御装置 - 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】 ３、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バルブの開度を制御する
スロットルバルブの制御装置に関する。

［従来技術］ 従来、内燃機関の吸気系に設けられて、吸気量を制御す
るスロットルバルブには、アクセルペダルで直接制御ｉ
Ｉ＋１される型式の仙に、コンピュータ等からの目標指
示開度に向ってモータで開閉駆動される型式が用いられ
ている。上記コンピュータ等でスロワ１〜ルバルブの開
閉弁を制御する技術としては、特願昭６０−１３０５８
５号に挙げられている副スロツトルバルブを制御する技
術がある。

該技術は、副スロツトルバルブを制御して、車両のトク
ションコントロールを行なうものである。

上記技術では、コンピュータからの目標開度と実開度と
の開度差に応じて開閉弁制御が行なわれている。すなわ
ち、上記開度差が小さくなるにしたがって、スロットル
バルブの開閉弁速度を遅くする技術である。該技術では
開閉弁制御の手段として、モータに加える電源のデユー
ティ比を上記開度差に応じてマツプ等から篩用する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記従来の技術では、スロットルバルブの
開度制御が温度等の諸条件に大きく左右されて、適正に
行なわれない場合の発生する問題がめった。

すなわち、スロットルバルブを駆動するモータは、第１
２図に示すようにたとえばデユーティ比ＤＵＴＹＫでは
、モータの負荷トルクＬ１〜Ｌ２範囲内でのみ適正に駆
動される。そして、負荷トルク上１未満ではハンチング
が発生し、Ｌ２より大きい範囲では、作動遅れが発生す
る。このため上記開度制御では、第１３図に実線で示す
ように、設定温度の範囲内では、時点ＴＳにて目標開度
が指示されると、スロットルバルブの開度が速やかに目
標開度に収束する。一方、該図に１点破線で示すように
、負荷トルクの大きい低温時には、モータ特性の変動（
例えば静摩擦トルクの増大）、又は、電源電圧の変動等
で、従来のデユーティ−比制御では、作動遅れが発生す
る。他方、該図に点線で示すように、負荷トルクの小ざ
い高温時には、例えば静摩擦トルクの減少等で、ハンチ
ングが発生する。したがって、上記従来の技術では、ス
ロットルバルブの開度制御が適切に行なわれなくなる場
合の発生、および上記ハンチングを内燃機関が加速と判
断して、非同期噴射を行なう場合の発生等の問題があっ
た。

本発明は、上記従来の問題を解決して、スロットルバル
ブのハンチング防止と制御の応答性が両立するスロット
ルバルブの制御装置の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決して、本発明の目的を達成する手段と
して、第１図に示すように、 内燃機関Ａの吸気系Ｂに設けられるスロットルバルブＣ
と、 該スロットルバルブＣを開閉弁駆動する駆動手段りと、 上記スロットルバルブＣの開度を検出するスロットル開
度検出手段Ｅと、 上記スロットルバルブＣの目標開度を指令する目標開度
指令手段Ｆと、 上記スロットルバルブＣの開度と目標開度との開度差を
算出する開度差算出手段Ｇと、上記開度差に応じた上記
スロットルバルブＣの開閉弁速度を上記駆動手段りに指
令する駆動速度指令手段目と、 を備えるスロットルバルブの制御装置において、上記開
度差が所定以内の偏差を判定する偏差判定手段Ｉと、 上記所定以内の偏差のときに、上記駆動速度指令手段１
−１にて指令される開閉弁速度を所定間閉弁速度に向っ
て制御する速度変更手段Ｊと、を備えることを特徴とす
るスロットルバルブの制御装置を要旨とする。

上記駆動手段りとは、例えばスロットルバルブＣである
副スロツ１〜ルバルブ、リンクレススロットルバルブ等
の開度をＤＣモータ、又は、ステップモータ等で制御す
る手段である。

上記駆動速度指令手段１−１とは、例えば上記ＤＣモー
タに加える電力のデユーティ比、および、電流の方向を
制御する手段である。

上記目標開度指令手段Ｆとは、例えばトラクションコン
トロールを行なう制御装置等であって、内燃機関Ａの出
力を制御するためにスロットルバルブＣの目標開度を指
示するものでおる。

上記速度変更手段Ｊとは、例えばスロットルバルブの実
開度と目標開度との偏差が小さくなった場合に、スロッ
トルバルブＣの開閉弁速度を所定の値に向って制御する
ものである。

［作用］ 本発明では、スロットル開度検出手段Ｅの検出値と目標
開度指令手段Ｆの指令値との開度差を開度差算出手段Ｇ
が算出している。そして、上記開反差が大きい場合には
、該開度差に応じて、駆動速度指令手段目が駆動手段り
に指令して、上記開度差がなくなる方向にスロットルバ
ルブＣの開閉弁制御をしている。一方、上記開度差が所
定以内の場合には、偏差判定手段Ｉにて、所定以内の偏
差であるとの判定がされる。そして、該所定以内の偏差
のときに、速度変更手段Ｊが上記駆動速度指令手段目に
て指令される開閉弁速度を所定開閉弁速度に向って制御
する。

したがって、本発明により、例えばスロットルバルブＣ
の実開度と目標開度との偏差が大きい場合には、速い開
閉弁速度でスロットルバルブが開閉弁される。一方、上
記偏差が小さい場合には、開閉弁速度が所定の速度に向
って制御される。

この結果、温度の変化によって、モータの負荷が変動し
やすい装置に用いても、応答性とハンチング防止とが両
立する。すなわら、モータの負荷が大きい低温時であっ
ても、目標開度に達する速度が遅くならないので、高い
応答性が保たれる。

一方、モータの負荷が小ざい高温時であっても、所定以
内の偏差領域で、開閉弁速度が所定開閉弁速度に向って
制御されているので、急激な開閉弁の繰り返しくハンチ
ング）がなくなる。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例を図面と共に説明する。

第２図は、本実施例の概略構成図であり、ガソリンエン
ジンを備えたフロントエンジン・リヤドライブ（ＦＲ方
式）の自動車に本発明を適用したものである。図におい
て、１はエンジンで４気筒の燃料噴射式エンジンであっ
て、該エンジン１には、吸気管２、エアフロメータ３、
吸入空気中に燃″！３１を噴射する各気筒毎に設けられ
た燃料噴射弁４、点火プラグ５（図では燃料噴射弁４、
点火プラグ５は１気筒分のみ図示している。）、点火プ
ラグに高電圧を供給するディストリビューに６、歯車と
電磁ピックアップからなるエンジン回転数センサ７、リ
ンク機構を介してアクセルペダル９の踏込に応じて駆動
されて吸気量を調節する主スロツトルバルブ８、この主
スロツトルバルブ８の上流に設けられ加速スリップ制御
時に吸気ｍを調節する副スロツトルバルブ１０、この副
スロツトルバルブ１０を駆動するＤＣモータ１１、主ス
ロツトルバルブ８のスロットル開度を検出する主スロツ
トルセンサ１２、副スロツトルバルブ１０のスロットル
開度を検出する副スロツトルセンサ１３等が設けられて
いる。尚このスロットルセン１ノ″１２．１３はそれぞ
れ上記各スロットルバルブ８゜１０の開度に応じた検出
信号を出力するものである。

一方、２０．２１は各々左右の駆動輪を表わし、エンジ
ン１の動力がトランスミッション２２．プロペラシャフ
ト２３等を介して伝達される。また２４．２５は各々左
・右駆動輪２０．２１の回転速度を検出する左・右駆動
輪速度センサ、２６゜２７は自動車の走行に伴い回転さ
れる左・右の遊動輪、２８．２９は各々左・右′ｔｉ動
輪速度センサである。尚、これらのセンサ２４．２５．
２８゜２９は歯車と電磁ピックアップから構成される。

次に３０はマイクロコンピュータを用いて構成された電
子制御回路であって、第３図に示すように構成されてい
る。第３図の電子制御回路３０には、上記各センサにて
検出されたデータをｉ＋制御プログラムに従って入力及
び演算し、ＤＣモータ１１を駆動制御するための処理を
行なうセントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）３１
、上記制御プログラムやマツプ等のデータが格納された
り−ドオンリメモリ（ＲＯＭ＞３２、上記各センサから
のデータや演算制御に必要なデータが一時的に読み書き
されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ＞３３、波形整
形回路や各センサの出力信号をＣＰｔＪ３１に選択的に
出力するマルチブレクリ′等を備えた入力部３４、ＤＣ
モータ１１をＣＰＵ３１からの制御信号に従って駆動す
る駆動回路を備えた出力部３５、ＣＰＵ３１．ＲＯＭ３
２等の各素子及び入力部３４、出力部３５を結び、各種
データの通路とされるパスライン３６、上記各部に電源
を供給する電源回路３７を夫々表わしている。

この電子制御回路３０では上記左駆動輪速度セン４〕２
４、右駆動輪速度センサ２５及び左遊動輪速度センサ２
８、右遊動輪速度センサ２９等の各種検出信号を受け、
車両加速時に加速スリップが生じることなく最大の加速
性が得られるよう、副スロツトルバルブ１０の開度を調
整するＤＣモータ１１に本発明のデユーティ制御をして
、駆動信号を出力して、エンジン出力を抑制する加速ス
リップ制御を実行するほか、上記エアフロメータ３やエ
ンジン回転数センサ７等により検出されるエンジン１の
運転状態に応じて燃料噴射量や点火時期を制御する、周
知のエンジン制御も合わせて実行する。

以下、上記電子制御回路３０で実行される加速スリップ
制御、および、副スロツトルバルブ１０の開度制御につ
いてフローチセートに沿って詳しく説明する。

まず第４図は左・右駆動輪２０．２１の加速スリップを
検出すると共に副スロツトルバルブ１０の開度を設定し
、ＤＣモータ１１の開閉弁速度ＶＳ＠痒出する加速スリ
ップ判定ルーチンを表わしており、この処理を所定時間
毎にくり返し実行することで加速スリップを常に監視す
ることができるのでおる。

処理が開始されるとまずステップ１０１を実行し、上記
各車輪に設けられた速度センサ２４，２５．２８．２９
からの検出信号及び各スロットルセン１ノ°１２，１３
からの検出信号を読み込み、左・右駆動輪の平均回転速
度Ｖｒ’　　（以下、駆動輪速度という。）、左・右遊
勤輪の平均回転速度■ｆ、（以下、遊動輪速度という。

）、主スロツトル開度θ１及び副スロツトル間度θ２を
算出する。

次にステップ１０２では上記水められた遊動輪速度■ｆ
に基づき、加速スリップを判定するための基準車輪速度
ｙｔを次式 ％式％ を用いて算出する。尚この係数１．２は、加速時に駆動
輪のタイヤと路面との間に最大摩隙力が生じ、最適な加
速性が１ｑられるよう、即らスリップ率が２０％になる
よう駆動輪の回転を制御するため設定された値である。

ステップ１０２にて基準車輪速度Ｖｔが算出されると、
ステップ１０３に移行して、上記ステップ１０１にて求
められた駆動輪速度ｖｒが基準車輪速度Ｖｔを越えたか
否か、即ち駆動輪のスリップ率が２０％を越え、タイヤ
が空転し始めたか否かを判断する。そしてｖｒ　＞ｖｔ
の場合には、その加速スリップを防止するため、ＤＣモ
ータ１１を副スロツトルバルブ１０の閉方向に駆動する
旨を表わすフラグＦをステップ１０４にてセットして次
ステツプ１０５に移行する。

ステップ１０５では副スロツトルバルブ１０を閉じる際
の、副スロツトルバルブ１０の目標開度θ２０を、遊動
輪速度Ｖ［をパラメータとする第７図に示すようなマツ
プＡを用いて設定し、ステップ１０６に移行する。

一方上記ステップ１０３でＶｒ≦Ｖｔである旨判断され
ると、即ち、駆動輪に加速スリップが生じていない旨判
断されると、ステップ１０７に移行してフラグＦをクリ
アする。そして次ステツプ１０８では、副スロットルバ
ルブ１０の目標開度θ２０を、駆動輪速度Ｖｒと基準車
輪速度ｙｔとの偏差速度１Ｖｒ−Ｖｔｌをパラメータと
する第８図に示すようなマツプＢを用いて算出し、ステ
ップ１０９に移行する。

ステップ１０９においては上記ステップ１０８にて求め
られた副スロツトルバルブ１０の目標開度θ２０が主ス
ロツトル開度θ１より大きいか否かを判断する。モして
θ２ｏ＞０１である場合にはステップ１１０に移行して
、目標開度θ２０に０１の値を設定し、ステップ１０６
に移行し、θ２０≦０１である場合にはそのままステッ
プ１０６に移行する。

尚上記ステップ１０８ないしステップ１１０の処理は、
駆動輪に加速スリップが生じていない場合、副スロット
ルバルブ１０を全開すると再度加速スリップが生じた際
の応答性が遅れることを考慮して付加された処理であっ
て、加速スリップが発生しそうな時には副スロツトルバ
ルブ１０の開方向への駆動を制限すると共に、その開度
を主スロツＩ〜ルバルブ８の開度以上とする必要はない
ので、目標開度θ２０が主スロットルバルブ８のスロワ
１〜ル開度θ１を越えないよう制限しているのである。

以上のように副スロツトルバルブ１０の目標開度θ２０
が設定されると、ステップ１０６が実行されるが、この
ステップ１０６ではＤＣモータ１１の開閉弁速度ｖＳを
制御する。この開閉弁速度ＶＳの制御は、後述第６図の
デユーティ比補正ルーチンにて設定された値にもとづい
て行なわれる。

次に第５図は上記第４図の加速スリップ判定ルーチンで
求められたＤＣモータ１１の開閉弁速度ｖＳ及びフラグ
Ｆの値を基にＤＣモータを副スロツトルバルブ１０の開
方向、あるいは閉方向に駆動して、実際にスリップ制御
を実行する、スリップ制御ルーチンを表わしている。

この処理は所定時間毎の割り込みにより実行される。処
理が開始されるとまずステップ２０１を実行し、フラグ
Ｆがセットされているか否か、即ち現在加速スリップ発
生中で副スロツトルバルブ１０を閉方向に駆動するのか
否か、を判断する。

そしてフラグＦがセットされている場合にはステップ２
０２に移行して、ＤＣモータ１１を前記ステップ１０６
で設定された開閉弁速度ＶＳで副スロツトルバルブ１０
の閉方向に駆動する。一方上記ステップ２０１にてフラ
グＦがリセット状態である旨と判断されるとステップ２
０３に移行して、ＤＣモータ１１を上記開閉弁速度ＶＳ
でａｊスロットルバルブ１０の開方向に駆動する。

次に、本実施例の要旨である。副スロツトルバルブ１０
の開閉弁速度ＶＳの制御例を第６図にもとづいて説明す
る。該図のフ［１−チャートは、４ｍｓ毎に、第４図の
ステップ１０６に示す開閉弁速度■Ｓ、つまりＤＣモー
タ１１に加えられる電源のデユーティ比を補正するもの
である。

まず、ステップ３００では現在の副スロツトルバルブ１
０の開閉弁速度ＶＳＩを算出する。すなわち、該ステッ
プでは、４ｍｓ間のデユーティ比の変化量から、上記開
閉弁速度ＶＳＩ＠算出する。

次いで、ステップ３１０では目標開度θ２０と実際の副
スロツトルバルブ１０の副スロツトル開度θ２との偏差
Ｄθ（＝１０２０−０２１）が所定偏差により大きいか
否かを判定する。上記ステップ３１０にてＤθ〉Ｋであ
る旨判定されると、すなわち、偏差Ｄθが大きい旨判定
されると、ステップ３２０に移行して、開閉弁速度ＶＳ
に対応するデユーティ比ＤＬＩＴＹを、偏差Ｄθ（＝１
０２０−θ２１）をパラメータとする第９図に示すよう
なマツプＣを用いて設定し、ステップ３３０に移行する
。

ステップ３３０では後述するステップ３４０〜３６０に
てデユーティ比を補正するために用いるカウンタｎをク
リアする。

一方、上記ステップ３１０にて偏差Ｄθが小ざいくＤθ
≦Ｋ）と判定された場合には、ステップ３４０に移行し
て、デユーティ補正比ΔＤＵＴＹを、開閉昇速°度ＶＳ
Ｉをパラメータとする第１０図に承りようなマツプＤを
用いて算出する。

次いでステップ３５０にてカウンタｎをインクリメン１
〜した後、ステップ３６０に移行する。ステップ３６０
では開閉弁速度ｖＳに対応するデユーティ比ＤＵＴＹを
上記デユーティ補正比ΔＤＵＴＹで補正する。すなわち
、該ステップ３６０では、デユーティ比ＤＬＪＴＹｎを
補正するものであって、該第６図に示すフローチャート
を先回実行した際に補正されたデユーティ比ＤＵＴＹｎ
−１に、ΔＤＵＴＹを加算する処理が行なわれる（ＤＵ
ＴＹｎ　＋−ＤＬＪＴＹｎ−１＋ΔＤＵＴＹ＞、したが
って、該ステップ３６０では、上記マツプＤにしたがう
デユーティ補正比ΔＤＵＴＹでデユーティ比ＤＵＴＹが
補正されて、上記開閉弁速度ｖＳが第１０図の所定開閉
弁速度ＶＳＫに向って制御されることになる。

以上に説明したように、スリップ制御において、副スロ
ツトルバルブ１０の開度θ２を目標スロットル開度θ２
０に制御する場合に、本実施例を適用することで、偏差
Ｄθ（＝１０２０−０２１）が大きい場合には、副スロ
ツトルバルブ１０の開閉弁速度を速くすることができる
。一方、偏差Ｄθが小ざい場合には、現在の開閉弁速度
ＶＳＩに応じてデユーティ比ＤＵＴＹを、所定のＶＳＫ
に向って制御することで、副スロツトルバルブ１０の開
閉弁速度が所定の速度になる。したがって、本実施例を
用いることで、第１１図の実線に示す副スロツトルバル
ブ１０の開度θ２と目標スロットル開度θ２０との偏差
Ｄθが所定偏差Ｋを越えている時点Ｔ１以前では、速い
開閉弁速度■Ｓを設定して、目標開度θ２０に達する速
度を速くすることができる。一方、上記偏差Ｄθが所定
偏差に以内になる時点Ｔ１以１麦では、開閉弁速度ｖＳ
を所定開閉弁速度ＶＳＫに向って制御することができる
。

この結果、開閉弁速度ｖＳが急激に変動しなくなるので
、副スロツトルバルブ１０のハンチングが発生しなくな
る。なお該図の点線は従来の目標開度θ２０に向って開
閉弁速度ＶＳを制御した場合の曲線である。

従って、本実施例を用いることで、目標開度に達する速
度が速く、かつ、達した俄の収束性が高いスロットルバ
ルブの制御装置の提供ができる。

［発明の効果］ 本発明では、スロットル開度検出手段Ｅの検出値と目標
開度指令手段Ｆの指令値との開度差を開度差算出手段Ｇ
ｔｆｉ緯出している。そして、上記開度差が大きい場合
には、該開度差に応じて、駆動速度指令手段ト１が駆動
手段りに指令して、上記開度差がなくなる方向にスロッ
トルバルブＣの開閉弁制御をしている。一方、上記開度
差が所定以内の場合には、偏差判定手段Ｉにて、所定以
内の偏差であるとの判定がされる。そして、該所定以内
の偏差のときに、速度変更手段Ｊが上記駆動速度指令手
段ト１にて指令される開閉弁速度を所定開閉弁速度に向
って制御する。

したがって、本発明により、例えばスロットルバルブＣ
の実開度と目標開度との８差が大きい場合には、速い開
閉弁速度でスロットルバルブが開閉弁される。一方、上
記偏差が小ざい場合には、開閉弁速度が所定の速度に向
って制御される。この結果、偏差が大きい範囲では、ス
ロットルバルブＣに加わっている負荷が大きくても速い
開閉弁速度でスロットルバルブＣが開閉弁される。一方
、偏差が小ざい範囲では、スロットルバルブＣに加わっ
ている負荷が小ざくでも適正な開閉弁速度でスロットル
バルブＣが開閉弁される。

したがって、たとえば温度の変化によって、モータの負
荷が変動しやすい装置に用いても、応答性とハンチング
防止とが両立する。すなわら、モータの負荷が大きい低
温時であっても、目標開度に達する速度が遅くならない
ので、高い応答性が保たれる。一方、モータの負荷が小
さい高温時であっても、所定以内の偏差領域で、開閉弁
速度が所定開閉弁速度に向って制御されているので、急
激な開閉弁の繰り返しくハンチング）がなくなる。

したがって本発明を用いることで、諸条件（温度、電圧
等）に左右されることなく応答性が高く、かつ、目標開
度への収束速度が速いスロットルバルブの制御装置の提
供ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を表わすブロック図、第２図ない
し第１１図は本発明の一実施例を示し、第２図はその概
略構成図、第３図は電子制御回路を表わずブロック図、
第４図は電子制御回路で実行される加速スリップ制御の
加速スリップ判定ルーヂンの制御プログラムを表わすフ
ローチャート、第５図は同じくスリップ制御ルーチンの
制御プログラムを表わすフローチャート、第６図はデユ
ーティ比補正ルーヂンを示すフローチャート、第７図お
よび第８図は夫々加速スリラフ判定ルーヂンで用いられ
るマツプＡおよびマツプＢの内容を表わす線図、第９図
および第１０図は夫々デユーティ比補正ルーチンで用い
られるマツプＣおよびマツプＤの内容を表わす線図、第
１１図は本実施例のタイミングチャート、第１２図は従
来のモータの負荷特性を示すグラフ、第１３図は従来の
タイミングチャートである。 Ａ・・・内燃機関 Ｂ・・・吸気系 Ｃ・・・スロットルバルブ Ｄ・・・駆動手段 Ｅ・・・スロットル開度検出手段 ［：・・・目標開度指令手段 Ｇ・・・開度差算出手段 トド・・駆動速度指令手段 ■・・・偏差判定手段 Ｊ・・・速度変更手段 ８・・・主スロツトルバルブ ９・・・アクセルペダル １０・・・ＩＩスロットルバルブ １１・・・ＤＣモータ １２・・・主スロツトルセンサ １３・・・副スロツトルセンサ ２４・・・左駆動輪速度センサ ２５・・・右駆動輸速度センザ ３０・・・電子制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の吸気系に設けられるスロットルバルブと、 該スロットルバルブを開閉弁駆動する駆動手段と、 上記スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度
   検出手段と、 上記スロットルバルブの目標開度を指令する目標開度指
   令手段と、 上記スロットルバルブの開度と目標開度との開度差を算
   出する開度差算出手段と、 上記開度差に応じた上記スロットルバルブの開閉弁速度
   を上記駆動手段に指令する駆動速度指令手段と、 を備えるスロットルバルブの制御装置において、上記開
   度差が所定以内の偏差を判定する偏差判定手段と、 上記所定以内の偏差のときに、上記駆動速度指令手段に
   て指令される開閉弁速度を所定開閉弁速度に向って制御
   する速度変更手段と、 を備えることを特徴とするスロットルバルブの制御装置
   。