KR940002216B1 - 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치 - Google Patents

전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치 Download PDF

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히다찌 오토모티브 엔지니어링 가부시기가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치
제1도는 본 본 발명의 드라이빙 시스템을 설명하는 구성도.
제2도는 제1도에서 나타낸 드로틀밸브의 상세도.
제3도는 본 발명에 대한 드로틀 제어장치의 실시예를 나타낸 블록도.
제4도는 모터 드라이브회로의 일실시예를 나타내는 회로도.
제5도는 본 발명에 관한 드로틀밸브 개방 제어장치의 일 실시예를 나타낸 제어블록도.
제6도는 드로틀밸의 실제 회전각도위치와 실제 D.C 모터전류 사이의 관계를 나타낸 그래프.
제7도는 파라미터 b변경시의 반응특성을 나타낸 그래프.
제8도는 파라미터 a와 b사이의 관계를 나타낸 그래프.
제9도는 본 발명에 관한 드로틀밸브 개방제어장치의 다른 실시예를 나타낸 제어블록도.
제10도는 D.C모터 전류가 점차적으로 감소될 때 드로틀밸브 개방의 변화는 나타낸 그래프.
제11도는 드로틀밸브 위치의 응답특성을 나타낸 그래프.
제12도는 연산프로그램의 플로우챠트.
본 발명은 D.C 모터를 사용하여 엑셀레이터 페달위치에 따라 드로틀밸브 개방을 조정하는데 적합한 내연기관용 전자식 드로틀밸브 개방제어방법 및 장치에 관한 것이다.
최근에 자동차의 동력의 증가 및 성능개량에 따라서, 모터등 소정의 작동기가 드로틀밸브의 개·폐제어에 사용됨으로써, 원하는 드로틀밸브의 개방도를 연산하기 위한 소정의 산술연산을 행하는 마이크로컴퓨터 등의 콘트롤유니트에 엑셀레이터 페달의 개방도를 데이타로서 먼저 도입한 다음에 연산된 드로틀밸의 개방도를 작동기에 공급함으로서 제어하도록 한 소위 "트랙션제어시스템(traction control system)(TCS)"의 작용이 주목을 끌고 있다.
이 시스템에서는 상기한 바와같이, 드로틀밸브의 개방도 제어용으로 작동기를 필요로 한다. 이와같은 작동기로서는 예를들면 일본 특허 소 61-93251호 공보에 개시된 바와같이 D.C 모터를 사용한 것이 알려져 있다.
D.C 모터를 사용한 작동기는 응답성, 비용 및 크기 등의 면에서 이점이 많아 널리 채용되고 있다.
그러나, 상기 종래 기술은 긱동기의 드로틀밸브 등의 피구동기구에서의 운전 상태 변화에 의한 영향을 고려되고 있지 않아서, 드로틀밸브제어의 고정밀도화의 면에서 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 고응답성을 갖는 전자식 드로틀밸브 개방제어방법 및 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 구동상태변화와 노화의 영향을 받지 않고 밸브개방을 정확히 제어하는 전자식 드로틀밸브 개방제어방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 작동기의 피구동부에 존재하는 마찰에 따른 영향을 제거함으로써 밸브개방도를 충분히 고정밀화 할 수 있는 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치를 제공하는데 있다.
상기 목적들은 D.C 작동모터의 운전특성에 영향을 주는 변화를 학습하고 그것에 응하여 제어변수를 변경시켜 성취될 수 있다. 간단히 말해서, 드로틀밸브가 완전개방상태나 완전닫힘상태와 같은 안정된 정지상태에 있는 경우, 시스템은 스프링 상수를 검출하고 학급과정을 거친다.
운전특성 변동의 원인으로서의 스프링상수 이외에, 드로틀밸브부와 모터베어링부의 마찰력이 운전특성에 변화를 준다. 마찰변화는 인지된 스프링력 값을 변화시키기 위해서 제어장치에 작용하기 때문에, 마찰과 관성의 영향을 포함하는 인지된 스프링상수의 제어를 습득하여 고정밀도로 여러 변화원인을 정확히 보상할 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 루우프 제어시스템은 개방도 목표치와 실제 개방도치와의 차이에 비례하는 제어변수, 즉 비례항(P-제어성분)과 개방도의 미분치에 대응한 제어변수, 즉 미분상(D-제어성분)을 사용하여 구성된다. 제어대상물에 마차력이 존재했를 경우에는 이들 성분만으로는 원하는 정밀도를 얻기 위해서는 불충분하다.
따라서 마찰력을 고려한 제어보정량을 부가하여 제어정밀도의 저하가 억제되어, 고정밀도의 제어결과를 용이하게 얻을 수가 있다.
이하 본 발명에 의한 전자식 드로틀밸브 개방제어장치에 대하여 첨두도면에 의거 상세히 설명한다. 제1도는 본 발명의 일 실시예가 적용된 자동차의 트랙션 제어장치를 나타내는 설명도이다. 제1도에 나타낸 트랙션제어장치는 드로틀밸브를 2중으로 한 소위 텐덤타입(tandem type)이라 불린다. 이 장치는 엑셀레이터 페탈(4)에 의해 직접 운전되는 제1드로틀밸브(2)와 드로틀작동기로 작용하는 D,C모터(8)에 의해 개폐되는제2드로틀밸브(6)을 갖추고 있어 트랙션의 제어가 제2드로틀밸브(6)의 개방을 제어하여 성취되게 되어 있다.
제2도에 나타낸 바와같이 제2드로틀밸브(6)에는 완전개방위치로 밸브를 바이어스하는 복귀스프링(10)이 설치되어 있어, D.C 모터(8)에 대한 전류의 공급이 단절되면 제2드로틀밸브(6)가 완전개방위치로 자동적으로 되돌아간다. D.C모터(8)은 스프링(10)이 대해 제2밸브(6)를 개폐하는 기어(12)를 통해서 제2드로틀밸브(6)에 연결되어 있다. 고동력엔진으로 구동되는 고성능 자동차는 액셀페달(4)이 잘못 조작되면, 이전에 기술된 바와같이 구동바퀴(14, 16)의 과도한 토크로 인해 슬립(slip)이 발생한다.
그래서 트랙션제어기(18)는 각 차륜센서(20, 22, 24, 26)로부터의 신호를 받아 구동바퀴(14, 16)와 피구동바퀴(28, 30)의 회전수의 차이에 의해 슬립의 발생을 검출하고 드로틀제어기(32)에 명령을 주어 D.C모터(8) 및 이에 따라 제2드로틀밸브(6)의 개방도를 제어한다. 이로서 슬립이 소정범위내에서 억제될 수 있도록 엔진(34)의 출력을 조정할 수 있다.
이때 제2드로틀밸브(6)의 개방도는 드로틀센서(36)에 의해 검출되는 트랙션 제어기(18)에 공급되어, 피이드백 제어계를 구성한다.
제3도는 드로틀제어기(32)의 일실시예이고 이하에서 제3도에 의해 본 발명을 설명한다. 차륜속도센서(20, 22, 24, 26)의 검출신호는 회전수 검출수단(40)에 공급되고 다시 슬립률 연산수단(42)에 공급되어 슬립의 정도를 나타내는 슬립률 "S"을 연산한다.
상기한 바와같이, 제2의 드로틀밸브(6)의 개방도는 슬립률 "S"가 미리 정해져 있는 범위내로 한정되도록 제어된다. 이때의 개방도 즉 목표개방도 θ를 연산하도록 목표개방도 연산수단(44)이 동작된다. 이렇게 산출된 목표개방도는 θt는 드로틀제어기(32)에 입력되고, 다음에 드로틀제어기(32)는 드로틀센서(36)로부터 제2의 드로를밸브(6)의 실제 개방도 θr를 수신하도륵 접속된다.
이들 목표개방도 θt와 실제개방도 θr은 미분비례 제어신호 연산수단(46)에 입력되어 이들 신호의 차이에 비례한 제어신호, 즉 미분비례 제어신호가 산출된다.
또한 드로틀밸브(36)로부터의 실제 개방도 θr은 개방도 비례신호 연산수단(48)에도 입력되고 여기에서 개방도 비례신호가 발생된다.
드로틀센서(36)로부터의 실제 개방도 θr는 또한 미분수단(50)에 공급되어 제2의 드로틀밸브(36)의 이동속도를 나타내는 데이터인 개방도 미분치 θv가 출력된다. 이 개방도 이분치 θv는 미분제어신호 연산수단(52)과 마찰보정신호 산출수단(54)에 공급된다. 개방미분치 θv에 대응하는 미분제어신호는 미분제어신호 연산수단(52)으로부터 공급되는 반면 마찰보정신호는 마찰보정신호 산출수단(54)로부터 출력된다.
이들 4계통의 신호는 모두 가/감 염산수단기(56)에 공급되며, 이 가/감 연산수단기는 3계통의 신호연산 즉, 미분비례지어신호연산수단(46)으로부터의 편차 비례제어신호와, 미분제어신호연산수단(52)으로부터의 미분제어신와 개방비례신호 연산수단(48)으로부터의 개방도 비례신호를 연산하도록 되어 있다. 마찰보정신호 연산수단(54)으로부터 공급되는 마찰보정신호는 다음과 같다.
연산결과를 전압보정수단(58)에서 보정한 후 예정 제어신호 연산수단(60)에 입력된다. 보정된 신호는 연산수단(60)에 의해 D.C 모터에 제어용의 듀티신호로 변환되고, 이 신호는 D.C 모터(8)를 구동시키도록 모터 구동수단(62)에 공급됨으로써 제2드로틀밸브(6)를 개폐 제어한다.
제4도는 모터 구동수단(62)의 상세한 면을 나타낸 것으로, 이 모터 구동수단(62)는 4개의 FET)(70, 72, 74, 76)를 구비한 소위 H형 트랜지스터 브릿지회로로 이루어져 있다. 각각 대각선상에 있는 FET, 예를들면 FET(70)과 FET(76) 및 FET(72)와 FET(74)를 각각 쌍으로 하여 도통 제어함으로써, DC모터(8)를 정회전과 역회전으로 제어한다. 더 상세히 설명하면 D.C모터(8)의 전류도통제어는 펄스신호를 구비한 각각의 FET의 상태를 조정하고 펄스신호의 듀티를 변화시켜 실행된다.
이때 D.C 모터(8)의 전류치를 소정의 값으로 제어하면 즉, 상기 듀티가 소정의 값으로 설정되면, D.C모터(8)에 실제로 흐르는 전류값은 단자전압에 의하여 변화되어 진다.
그래서 이 D.C모터(8)을 전압을 전압검출수단(80)으로 검출하고, 이 검출결과를 상기 전압보정수단에 공급하여 전압보정을 하도록 되어 있다.
마이크로컴퓨터(82)는 프로그램을 저장하는 ROM, RAM 및 A/D(아날로그/디지탈)변환기등을 공급하고, 드로틀센서(36) 출력신호와 엑셀레이터페달 위치센서(91)에 응답하여 4개의 FET(84, 86, 88, 90)을 선택적으로 제어하여 D.C모터전류를 조정한다. D.C모터전류는 레지스터(92) 양단의 전압을 검출하여 측정한다. 증폭기(94)는 D.C모터전류의 진폭을 연속 제어하는 검출모터 전류신호를 마이크로컴퓨터(82)에 공급한다.
상기한 드로틀제어기(32)의 기능을 제5도의 제어블록에 의거 설명한다.
제5도에서, 복귀스프링(10)의 스프링정수 "Ks"를 포함하는 블록(100)이 개방도 비례신호 연산수단(48)에 상당하고; D.C모터(8)와 드로틀밸브(6)로 이루어진 제2드로틀밸브 구동계의 관성 Is'를 포함하는 블록(102)은 미분비례 제어신호 연산수단(46)에 해당되고, 또한 관성 Is'를 포함하고 개방도 미분치 θv가 입력되는 블록(104)은 미분 제어신호 연산수단(52)에; 그리고 블록(106)은 마찰보정신호 산출수단(54)에 해당된다. 또한 블록(108)은 D.C모터(8)와 드로틀밸브(6)등으로 이루어진 드로틀밸브 구동기구의 전체구조를 나타낸다. 볼륵(110)은 마찰토그 정수 Tf에 대한 보정항으로 작용하는 블록을 나타낸다.
파라미터의 정의는 다음과 같다.
Tm : D.C모터토크, Tfm : 모터샤프트의 토크함수, Im : D.C모터의 관성, θm : D.C모터의 회전각, G : D.C모터(8)와 드로틀밸브(6) 사이에 배치된 감속기구의 감속비,Ig : 기어의 관성, θr: 개방위치의 드로틀밸브, θO: 스프링(10)의 고정위치, Ks 스프링상수, Tf : 드로틀샤프트의 마찰토크, Tv : 드로틀밸브의 공기저항, I : 모터전류, Km : D.C모터(8)의 단위전류치당 출력토크를 나타내는 토크정수, Ks : 실제 스프링상수, Is : 실제 관성, a, b : 드로틀밸브(6)에 대한 개방도 명령이 출력된 순간부터 드로틀밸브가 그것에 대응하는 개방도에 도달한 때까지의 응답시간을 지배하는 극 지정.
D.C모터(8)가 완전히 밀폐된 드로틀밸브를 개방되게 작동되는 경우, 관성(Is)은 다음식에 의해 주어진다.
Is'=ImG2+Ig
Figure kpo00001
상태방정식은 다음과 같다.
Figure kpo00002
여기에서,
Figure kpo00003
상태가 피이드백될 때
Figure kpo00004
은 임의의 응답성을 얻기 위해 적용되고, 블록 다이어그램은 제5도의 다이어그램과 같이 변환된다.
Ks=Ks', Is=Is' 라고 가정하고, 다음에 상세히 설명하겠다.
만일 Km=Km' 이면, 다음 간단화된 상태방정식(4, 5)에 의해 단순화되어 전체 제어시스템을 상세히 할 수있다.
Figure kpo00005
파라미터(a, b)가 고정될 때, 제어시스템의 응답성은 다음 이송함수(6)와 일치한다.
Figure kpo00006
그러나 D.C모터(8)에 공급하는 전류치는 한계치가 있기 때문에 시스템의 응답성을 상기 상태방정식이나 이송함수와 일치시키기는 어렵다.
이들 사이의 작은 차이는 전체 시스템의 안정성에 영향을 미치지 않는다.
제6도는 드로틀밸브(6)의 실제회전각의 위치와 실제 D.C모터 전류치 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 최대 D.C모터 전류는 그 시동시점에 D.C모터를 통한 과전류의 흐름을 허용하지 않도록 제한된다. 상기 제한은 시점으로부터 0.08초 후에 풀어지기 때문에, 응답성은 상기 이송함수와 일치하게 된다.
상기 D.C모터에 의한 회전위치제어가 드로틀밸브 위치제어에 적용되는 경우, 그것은 드로틀밸브 제어에 있어서 오버슈팅(overshooting)의 방지가 필요하다. 만일 드로틀밸브가 오버슈팅으로 스토퍼(stopper)에 부딪치게 되면, 그 타격으로 시스템의 고장 및 잡음을 일으키게 되고 수명을 단축시킨다.
본 발명의 일 실시예에서 상기의 파라미터(a, b)를 적절히 선택함으로써 오버슈팅이 없는 응답성을 얻을수 있게 한다.
제7도는 파라미터(b)가 상수값으로 유지될 때와 변화되는 때의 응답특성 곡선이다. 제7도로부터 고정시간을 최소화하는 적정치(b)에서는 오버슈팅이 발생하지 않는 것이 명백해진다.
제8도는 파라미터 값(a)에 대한 파라미터(b)의 적정치를 보여주고 있다. 이 그래프는 파라미더(a, b)를 판정하는데 편리하다.
상기 설명에서, 공식(1)의 3항은 무시되나, 마찰토크, 스프링의 히스테리시스 및 스프링의 초기 설정로드(load)가 부가된다.
제5도에서 마찰토크 및 스프링 히스테리시스는 Tf나 속도함수(θ)로 하고, 스프링(10)의 최초 설정위치를 θo로 한다. 스프링의 초기 설정로드(Ks×θo)는 제어회로에서 식
Figure kpo00007
의해 보상된다.
또한 스프링(10)의 마찰토크와 히스테러시스는 식
Figure kpo00008
에 의해 보상된다.
스프링(10)의 최초 설정위치 θo와 마찰토크 및 스프링 히스테리시스(Tf)는 소정의 분산 환경변화 및 노화로 상당히 변화하게 되어, 제어회로에서 단순히 θo, Tf을 명백하게 결정할 수 없게 된다.
θo' 값이 θo을 보상할 수 없게 되고 제어시스템이 안정상태(완전개방이나 완전 밀폐위치에 있으면, 다음식이 주어진다.
Is'(a2+b2)(θt-θr)=Ks'(θo'-θo)
여기에서, Ks=Ks', Km=Km' 이다.
식은 다음과 같이 변한다.
Figure kpo00009
Tf는속도 θ로 하는 함수이다.
드로틀밸브의 개시시에 Tf-Tf'에 의한 마찰하중은 드로틀밸브(6)의 동작에 대항하는 힘을 발생한다.
드로틀밸브 작동특성에 대해 식 Tf-Tf'=0을 만족시키는 것이 이상적이나, Tf=Tf'을 ''0"으로 감소하기는 대단히 어렵다. 만일 Tf-Tf'＜0이면, 제어스텝은 불안정해진다. 따라서, 차 Tf-Tf'를 마찰로 작용하도록 Tf-Tf'＞0가 되게 설정하는 것이 바람직하다.
양의 값 Tf-Tf'는 다음의 식을 편차 θt-θr를 연산한다.
Figure kpo00010
제10도는 D.C모터 전류가 점진적으로 증가하거나 감소할 때의 드로틀밸브 동작을 나타내고 있다. 제10도에서 오직 D.C모터 전류만이 변화된다. 드로틀밸브가 한 방향으로 이동하기 시작하는 시점(t1)에서의 전류치가 i1이고, 드로틀밸브는 반대방향으로 이동하기 시작하는 시점 t2에서 전류치가 i2일때 다음식이 주어진다.
Kmi1=Ksθo+Tf
Kmi2=Ksθo-Tf
Figure kpo00011
상기 식에 따라,
Figure kpo00012
이면, θo는 추정되고 θo'으로 보상된다.
제11도는 Tf-Tf'＞θo일 때와 목표위치가 θt=20 일 때의 응답특성예를 나타내고 있다.
Tf-Tf'＞θo이므로, 편차 θt-θr은 보상되지 않는채로 남아 있게 된다.
만일 Tf'-Tf=＞0이면, 그 편차는 "0"으로 감소되게 될 것이다. 실제 시스템에 있어서 Tf-Tf'=0으로 제어하기 어려운 관계로, 파라미터(a, b)는 오버슈트로 변화하게 되고 이 오버슈팅에 의해 편차 Tf-Tf'가 보상된다. 결과적으로 제어장치는 제6도와 같이 정확하고 안정된 제어특성을 갖게 된다.
제12도는 마이크로프로세서 (82)에 마련된 산출프로그램의 플로우챠트이다. 이 플로우챠트는 예정시간에 의해 미리 예정된 시간 주기마다 개시된다.
프로그램 스텝(20)에서 드로틀밸브위치 θr을 스텝(121)에서 엑셀레터 페달위치 θt을 입력하여 편차 θr-θt를 산출한다. 그리고나서, 다음 상태가 만족되지 않은 경우 정상스텝(124)로 프로그램이 진행하여, 모터전류치(1)를 연산한다.
(1) 스텝(123)이 목표위치 θt-0을 판정하거나, (2) 스텝판(127)이 목표위치 θt가 거의 실제위치 θt와 일치한다고 판정한다.
여기에서, 전류 i는 다음과 같다.
i=A(θt-θr)-B△θr+C(θr-θo' )
Figure kpo00013
그리관서, 스텝(125)에서 프로그램은 "플랙1"을 세트하고 스텝판(126)에서 출력전류값(i)을 출력한다.
한편 목표값 θt=0이고 실제위치 θr가 거의 θt와 일치하면, 스텝판(128)은 △θr제로인지 아닌지를 판단한다. 먼일 스텝(128)에서 △θr이 제로이고 스텝(129)에서 플랙=1이면, 스텝(130)으로 진행하여 i1=i1+△i를 산출한다. 그리관서 프로그램은 스텝(131, 132)에서 전류값(i1-i2)를 산출하고 전류값 1를 결정한다.
만일 스텝(129)에서 플랙=-1이면, 프로그램은 스텝(136)에서 i2=i2-△i을 산출하고 스텝(137)에서 전류치(i)를 결정한다.
스텝(129)에서 플랙=0일때, 전류(i)와 (i1)의 최초설정이 스텝(135)에서 수행된다.
스텝(128)에서 △θr＜0일때, 프로그램은 스텝(139)으로 진행하여 플랙을 제거하고 스텝(140)에서 학습치 θo'를 결정한다.
상기한 바와같이, 학습과정으로 결정된 학습치 θo'는 다음식으로 주어진다.
Figure kpo00014
후술하는 제어는 학습치 θo'를 사용하여 수행된다.
이와같은 시스템에 있어서, 블록(108)의 D.C모터(8), 드로틀밸브(6) 및 복귀 스프링(10)등으로 이루어진 작동시스템에서 블록(110)의 D.C의 마찰 토크정수 Tf에 의한 영향이 무시할 수 있을 정도로 충분히 작으면, 상기한 3종류의 제어신호에 의한 심각한 문제는 발생하지 않는다. 그러나, 이 마찰토크정수 Tf의 존재에 의한 영향은 무시될 수 없어 고정밀도를 유지할 수 없게 된다. 이 작동시스템에서 상당한 마찰토그가 존재하였을 경우에는, 이 블록(110)에서 나타나는 마찰토크 정수 Tf의 영향을 받아 목표개방도 θt와 실제개방보 θr와의 편차로서 나타단다.
그러나, 본 실시예에서는 상기한 마찰보정신호 삼출수단(54)은 제어블록내에서 마찰토크정수 Tf에 대한보정항으로서 작용하는 블록(106)을 포함한다.
이러한 블록(106)의 존재로, 본 실시예에서는 드로틀밸브 작동기구 메카니즘(108)내에 포함되는 모든 블록들이 제어시에 고려되어 편차를 남기지 않는 제어가 실행될 수가 있다.
이러한 마찰보정신호 산출수단(54), 즉 블록(106)에는 실제측정에 의하여 미리 결정되어 있는 마찰토크를 나타내는 맵(map)이 구비되어 있어, 마찰토크 Tf에 대응하는 마찰보정신호가 발생되어 가/감 연산수단(56)에 입력된다.
그래서, 이때 문제가 되는 것은 이 마찰토크정수 Tf의 값이 드로틀밸브(6)의 개폐률에 의해 변화해버리는 것이다. 즉 마찰력은 정 마찰 및 동 마찰에 대해 크게 다른 값을 나타내고 있어 정마찰쪽이 보통 상당히 크게 된다.
드로틀밸브(6)의 이동에 대응하는 추정값이 마찰정수 Tf로 사용되면, 이 마찰토크 정수 Tf에 의한 보정은 정지된 드로틀밸브(6)가 개방 되는 밀폐될 때 너무 불충분하여 드로틀밸브(6)은 이동 불가능하게 된다. 추정값이 드로틀밸브(6)의 정지에 사용되면 마찰토크정수 Tf에 의한 보정이 과대해져 제어를 오버슈트할 염려가 생긴다.
그래서 본 실시예에서는, 블록(106)에 예를들면, 드로틀밸브(6)가 정지될 때와 움직이고 있을때에 대응하는 두 종류의 맵(map)이 구비되어 있다. 이들 맵은 개방도 미분치 θv로서 선택된다.
따라서 본 실시예에 의하면 제2의 드로틀밸브(6)의 제어상태에 상관없이 항상 적절한 마찰보정이 가능하여 TCS제어를 충분히 고정밀도로 성취할 수 있다.
상기 실시예에서는 특별히 고려하고 있지 않지만, 마찰력은 온도나 습도에 의해서도 영향을 받는다. 마찰토크정수 Tf가 이들 영향을 고려하여 추정되면, 거의 완전한 정밀도로 제어를 행할 수가 있는 것은 물론이다.
상기 실시예는 본 발명을 자동차의 TCS에 있어서 드로틀밸브의 개방도제어에 적용한 경우에 관한 것이다.
본 발명은 이것에 한정되지 않고, 작동기를 사용하여 드로틀밸브의 개폐제어를 행하는 경우라면 어떠한밸브기구에도 적용가능하다. 본 발명에 의한 효과는 어떠한 경우에서도 기대할 수 있는 것은 물론 이다. 본발명에 의하면, 내연기관의 드로틀밸브등의 작동기에 의한 작동시스템에 존재히는 제어기능에 대해 충분히 고려되므로 밸브개방도는 고정밀도로 제어되고 자동차의 TCS에 고정밀도의 제어특성을 부여한다.

Claims (8)

  1. 드로틀밸브 개방도의 목표치와 드로틀밸브 개방도의 검출치 사이의 편차에 응답하여 드로틀밸브의 개방도를 조절하기 위한 D.C모터를 가진 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치에 있어서, 목표 드로틀밸브 개방도를 나타내는 값을 발생하는 목표개방도 연산수단과, 상기 목표 드로틀밸브 개방도치와 실제 드로틀 개방도치를 나타내는 검출치 사이의 편차에 비례하여 제1제어신호를 발생하는 미분비례 제어신호 연산수단과, 실제 드로틀밸브 개방도의 검출치에 응답하여 개방도 비례신호를 발생하는 개방도 비례신호 연산수단과, 드로틀밸브 개방도 미분치를 발생시키기 위하여 상기 실제 드로틀벨브 개방도치를 미분하는 미분수단과, 상기 드로틀밸브 개방도 미분치에 응답하여 제2제어신호를 발생하는 미분제어신호 연산수단과, 상기미분수단으로 발생된 드로틀밸브 개방도 미분치에 응답하여 마찰보정신호를 발생하는 마찰보정신호 연산수단과, 상기 미분비례제어신호 연산수단, 상기 개방도 비례신호 연산수단, 상기 미분제어신호 연산수단 및 상기 마찰보정신호 연산수단으로부터의 출력신호를 이용하여 미리 설정된 연산을 행하는 가감수단과, 상기D.C모터의 전압을 검출하는 전압검출수단과, 상기 전압검출수단으로 검출된 상기 D.C모터 잔압에 응답하여 상기 가감수단에 의하여 상기 미리 설정된 연산의 결과를 보정하는 전압보정수단과, 상기 전압보정수단의 출력에 응답하여 상기 D.C 모터의 제어를 위하여 듀티신호를 발생히는 듀티제어신호 연산수단과, 상기듀티제어신호 연산수단의 듀티신호에 응답하여 드로틀밸브의 개방도를 제어하는 D.C모터 제어용 모터구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치.
  2. 가속페탈로 직접 작동되는 제1드로틀밸브 및 목표 드로틀밸브 개방도와 드로틀밸브 개방도 검출치 사이의 편자에 응답하여 드로틀밸브 개방을 조절하는 작동기로서의 DC 모터에 의하여 작동되는 제2드로틀밸브를 가진 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치에 있어서, 목표 드로틀밸브 개방도를 나타내는 값을 발생하는 목표 개방 연산수단과, 실제 드로틀밸브 개방도를 나타내는 검출치와 상기 목표 드로틀밸브 개방도치 사이의 편차에 비례하여 제1제어신호를 발생하는 미분비례 제어신호 연산수단과, 실제 드로틀밸브 개방도치에 응답하여 개방도 비례신호를 발생하는 개방도 비례신호 연산수단과, 드로틀밸브 개방도 미분치를 발생하기 위하여 실제 드로틀밸브 개방도치를 미분하는 미분수단과, 상기 드로틀밸브 개방도 미분치에 응답하여 제2제어신호를 발생하는 미분제어 연산수단과, 상기 미분수단으로 발생된 드로틀밸브 개방도 이분치에 응답하여 마찰 보정신호를 발생하는 마찰보정신호 연산수단과, 상기 미분 비례제어신호 연산수단, 상기 개방도 비례신호 연산수단, 상기 미분제어신호 연산수단 및 출력신호를 발생하는 마찰 보정신호 연산수단으로부터의 출력신호를 이용하여 미리 설정된 연산을 행하는 가감수단과, 상기 가감수단의 출력제어신호에 응답하여 제2드로틀밸브의 개방을 제어하는 D.C 모터 제어용 모터구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가감수단의 출력에 응답하여 상기 D.C모터 제어용 듀티신호를 발생하는 듀티제어신호 연산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 D.C모터의 전압을 검출하는 전압점출수단과, 상기 전압검출수단에 의하여 검출된 상기 D.C모터 전압에 응답하여 상기 가감수단의 출력신호를 보정하는 전압보정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치.
  5. 전자식 드로틀밸브 개방도에 제어시스템에 있어서, 개방도 제어신호에 응답하여 드로틀밸브의 개방도를 조절하는 D.C모터와, 드로틀밸브 개방도의 목표치와 드로틀밸브 개방도의 검출치 사이의 편차에 응답하여 상기 개방도 제어신호를 발생하는 연산수단과, 실제 드로틀밸브 개방도치를 미분하여 드로틀밸브 개방미분치를 발생하는 미분수단과, 상기 미분수단으로 발생된 드로틀밸브 개방 미분치에 응답하여 마찰 보정신호를 발생하며 상기 D.C모터와 드로틀밸브의 관성 및 마찰의 통상의 변화에 대한 상기 개방도 제어신호의 보상을 실시하도록 마찰보정신호를 연산수단에 공급하는 마찰보정신호 연산수단과, D.C모터를 제어하는 보상된 개방도 제어신호에 응답하여 상기 드로틀밸브의 개방을 제어하는 모터 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 마찰 보정신호로 연산수단은 각 드로틀밸브 개방도 미분치에 대한 보정치의 맵(map)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 드로틀밸브 개방도 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 마찰 보정신호 연산수단은 성기 드로틀밸브가 정지될 경우 및 가동될 경우에 각각 마찰 보정신호를 제공하기 위하여 각 드로틀밸브 개방도 미분치에 다한 각 셋트의 보정치를 제공하는 제1 및 제2맵을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 D.C모터의 전압을 검출하는 전압 검출수단과, 상기 전압 검출수단으로 검출된상기 D.C모터 전압에 응답하여 상기 연산수단에 의하여 제공된 보상되어진 개방도 제어신호를 보정하는 전압 보정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 드로틀밸브 개방도 제어장치.
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