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JP2002070588A - Electronic control throttle device - Google Patents

Electronic control throttle device

Info

Publication number
JP2002070588A
JP2002070588A JP2000267509A JP2000267509A JP2002070588A JP 2002070588 A JP2002070588 A JP 2002070588A JP 2000267509 A JP2000267509 A JP 2000267509A JP 2000267509 A JP2000267509 A JP 2000267509A JP 2002070588 A JP2002070588 A JP 2002070588A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
opening
control
throttle
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000267509A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Nakano
秀一 仲野
Tsugio Tomita
次男 富田
Kiyoshi Tsurumaki
潔 弦巻
Hayato Sugawara
早人 菅原
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Car Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000267509A priority Critical patent/JP2002070588A/en
Publication of JP2002070588A publication Critical patent/JP2002070588A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • 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

(57)【要約】 【課題】スロットル制御の開度保持電流制御帯域に電流
制限をかけることにより、スロットル制御に用いるアク
チュエータ等の耐久性を向上させる 【解決手段】スロットル制御モジュール1は、少なくと
もアクセルペダルの操作量に関する検出信号を入力して
スロットルバルブの目標開度を演算する。この目標開度
と実際に検出される実開度の偏差に基づきPID制御部1
11がスロットルバルブの駆動モータの電流をフィード
バック制御する。目標開度と実開度との偏差が収束状態
にあるときに、駆動モータの制御電流に制限をかける電
流制限部150を設ける。
(57) Abstract: To improve the durability of an actuator or the like used for throttle control by limiting the current in a throttle control opening holding current control band. A target signal of the throttle valve is calculated by inputting a detection signal relating to the operation amount of the pedal. Based on the difference between the target opening and the actual opening actually detected, the PID controller 1
11 performs feedback control of the current of the drive motor of the throttle valve. When the deviation between the target opening and the actual opening is in a convergence state, there is provided a current limiting unit 150 for limiting the control current of the drive motor.

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、エンジンの電子制
御スロットル装置に関する。
The present invention relates to an electronically controlled throttle device for an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アクセルペダルの操作量(踏込
量)に応じてDCモータを駆動しスロットルバルブの開
度を制御する「電子制御スロットルシステム」と称する
自動車用スロットルバルブ制御装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a throttle valve control apparatus for an automobile called an "electronic control throttle system" which controls a degree of opening of a throttle valve by driving a DC motor in accordance with an operation amount (depression amount) of an accelerator pedal. I have.

【0003】この自動車用スロットルバルブ制御装置に
おいては、アクセルペダルの踏込量に対応するアクセル
開度検出信号(アクセル開度センサ出力信号)に応じて
DCモータなどのアクチュエータの電流制御を行ない、
モータが駆動制御されることでスロットルバルブが開度
制御され吸入空気量が制御される。このとき、アクセル
開度センサからの信号によって決定されるスロットル目
標開度に対し、スロットルバルブの開度を検出するスロ
ットル開度センサ信号(実開度)との偏差がなくなるよ
うにDCモータに対して比例・積分・微分制御(PID制
御)によるフィードバック制御またはこれに類する制御
(以下、単に「PID制御」という)を実行している
(例えば、特開平11−270367号公報)。
In this vehicle throttle valve control device, current control of an actuator such as a DC motor is performed in accordance with an accelerator opening detection signal (accelerator opening sensor output signal) corresponding to an accelerator pedal depression amount.
The drive control of the motor controls the opening of the throttle valve to control the intake air amount. At this time, the DC motor is controlled so that there is no deviation between the throttle target opening determined by the signal from the accelerator opening sensor and the throttle opening sensor signal (actual opening) for detecting the opening of the throttle valve. In addition, feedback control based on proportional / integral / differential control (PID control) or similar control (hereinafter, simply referred to as “PID control”) is executed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-270367).

【0004】また、ディフォルト機構(スロットル制御
の無い状態のときにスロットルバルブを所定の開度位置
に戻す又は保持する機構)を有する電子制御スロットル
装置も実用化されている。それに関連して、例えば特開
平11−182308号公報ではディフォルト開度の前
後領域で、スロットルバルブの実開度が目標開度と大き
く異なるスロットル制御弁特性を考慮して、ディフォル
ト開度の前後領域のスロットル開度運転域のときに目標
開度と実開度の偏差を演算して、この偏差に応じてモー
タへの電流指令値を補正する技術が知られている。
An electronically controlled throttle device having a default mechanism (a mechanism for returning or holding a throttle valve to a predetermined opening position when there is no throttle control) has also been put to practical use. In connection with this, for example, in JP-A-11-182308, in the region before and after the default opening, the region before and after the default opening is considered in consideration of the throttle control valve characteristic in which the actual opening of the throttle valve greatly differs from the target opening. A technique is known in which a deviation between a target opening and an actual opening is calculated in a throttle opening operation range and a current command value to a motor is corrected in accordance with the deviation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したP
ID制御には、目標開度と実開度が一致しても、センサ
出力に加わる電気的ノイズ、あるいは、スロットルバル
ブの微小なずれ等の影響により、スロットルセンサ値は
少しのぶれ(変動)が常に開方向または、閉方向に生じ
る。そのために発生する偏差を解消するために電流を流
し続けることになる。
The above-mentioned P
In the ID control, even if the target opening and the actual opening coincide with each other, slight fluctuation (fluctuation) of the throttle sensor value occurs due to electric noise added to the sensor output or a slight displacement of the throttle valve. It always occurs in the opening or closing direction. Therefore, the current is continuously supplied in order to eliminate the deviation that occurs.

【0006】図4にスロットルバルブを制御して、実開
度を目標開度に保つための制御域に到達するまでの動作
特性を示す。縦軸がスロットル開度、横軸が時間軸であ
る。また、図5には、図4における実開度が目標開度に
到達したときの制御域(この制御域は、スロットル開度
を目標値に保つための制御域である)を拡大してそのと
きの制御電流(この制御電流は、スロットル開度を目標
開度の保持するための電流なので、以下、「保持制御電
流」と称することもある)帯域を示す。
FIG. 4 shows operating characteristics until the throttle valve is controlled to reach a control range for maintaining the actual opening at the target opening. The vertical axis is the throttle opening, and the horizontal axis is the time axis. FIG. 5 shows an enlarged control range (the control range is a control range for keeping the throttle opening at the target value) when the actual opening in FIG. 4 reaches the target opening. This indicates a control current band (this control current is a current for maintaining the throttle opening at the target opening, and may be hereinafter referred to as a “holding control current”).

【0007】図5において、横軸は時間軸、縦軸は偏差
(目標開度と実開度の差)0を基準にしてみた実開度の
保持制御電流の状態であり、目標開度と実開度が略一致
しても(目標開度と実開度との偏差が収束している運転
状態)、前述したようにスロットルセンサ値は少しのぶ
れ(変動)が常に開方向または、閉方向に生じる。その
ために発生する偏差を解消するために電流を流し続ける
と、偏差0の位置を基準にしてみると微少ピーク電流A
がパルス的に繰り返し発生する現象としてとらえられ、
これがDCモータのブラシ・整流子間に火花を発生させ
てモータのブラシの耐久性を低下させ、またギア等の可
動構成部品の摩耗を加速する原因となる。
In FIG. 5, the horizontal axis represents the time axis, and the vertical axis represents the state of the control current for holding the actual opening based on a deviation (difference between the target opening and the actual opening) of 0. Even if the actual opening degree substantially coincides (in an operating state in which the deviation between the target opening degree and the actual opening degree converges), as described above, the slight fluctuation (variation) of the throttle sensor value always occurs in the opening direction or the closing direction. Occurs in the direction. If the current continues to flow in order to eliminate the deviation that occurs, the small peak current A
Is seen as a phenomenon that occurs repeatedly in pulses,
This causes a spark to be generated between the brush and the commutator of the DC motor, thereby reducing the durability of the motor brush and accelerating wear of movable components such as gears.

【0008】本発明の目的は、かかる不具合を解決し
て、スロットル制御に用いるアクチュエータ等の耐久性
を向上させることができる自動車用の電子制御スロット
ル装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electronically controlled throttle device for an automobile which can solve such a problem and improve the durability of an actuator or the like used for throttle control.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、基本的には次のように構成する。
The present invention is basically configured as follows in order to achieve the above object.

【0010】すなわち、少なくともアクセルペダルの操
作量に関する検出信号を入力してスロットルバルブの目
標開度を演算し、この目標開度と実際に検出される実開
度の偏差に基づきスロットルバルブの駆動モータの電流
をフィードバック制御する電子制御スロットル装置にお
いて、前記目標開度と実開度との偏差が所定範囲内に収
束している運転状態すなわちスロットル開度の保持電流
制御帯域のときに、前駆駆動モータ(DCモータ)の制
御電流に制限をかける電流制限部を設けてなる。
That is, a target opening of the throttle valve is calculated by inputting at least a detection signal relating to the operation amount of the accelerator pedal, and a drive motor for the throttle valve is calculated based on a deviation between the target opening and the actually detected actual opening. An electronically controlled throttle device that feedback-controls the current of the pre-drive motor when the deviation between the target opening and the actual opening converges within a predetermined range, that is, in a holding current control band of the throttle opening. (DC motor) is provided with a current limiting unit for limiting the control current.

【0011】このように構成すれば、図5に示すような
保持電流制御帯域の時に発生する微少ピーク電流Aに制
限を課すことで、スロットルアクチュエータ(DCモー
タ)のブラシ・整流子間に火花が発生するのを抑え、ま
た、減速機構の微少動作を抑えることができる。
With such a configuration, by imposing a limit on the minute peak current A generated in the holding current control band as shown in FIG. 5, a spark is generated between the brush and the commutator of the throttle actuator (DC motor). It is possible to suppress the occurrence and to suppress the minute operation of the speed reduction mechanism.

【0012】なお、このような電流制限は、例えば、目
標開度と実開度との偏差が所定値以下で、その状態が所
定時間以上続くことを条件に前記保持制御電流の微少ピ
ーク電流増減帯域に入ったものとみなして、駆動モータ
の制御電流に制限をかける。
[0012] Such current limiting is performed, for example, on the condition that the deviation between the target opening and the actual opening is equal to or less than a predetermined value and the state lasts for a predetermined time or more. The control current of the drive motor is limited by assuming that the current has entered the band.

【0013】あるいは、目標開度と実開度との偏差の絶
対平均値から電流制限値のレベルを変える手段も提案す
る。
Alternatively, a means for changing the level of the current limit value from the absolute average value of the deviation between the target opening and the actual opening is proposed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明による電子制御スロ
ットル装置について、図示の実施例により詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an electronically controlled throttle device according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiment.

【0015】図1は、本発明の第1実施例に係る電子制
御スロットル装置(スロットルバルブ制御装置)の全体
構成を示したものである。
FIG. 1 shows the overall configuration of an electronic control throttle device (throttle valve control device) according to a first embodiment of the present invention.

【0016】スロットル制御モジュール1内の入力I/
F(A/D変換器)109には、アクセル部6からのア
クセルセンサ25,26の出力信号が入力されると共
に、スロットル部7からもスロットル開度を検出するス
ロットルセンサ16,17の出力信号が入力されてい
る。24はアクセルペダルである。
The input I / in the throttle control module 1
The output signals of the accelerator sensors 25 and 26 from the accelerator unit 6 are input to an F (A / D converter) 109, and the output signals of the throttle sensors 16 and 17 for detecting the throttle opening from the throttle unit 7 as well. Is entered. 24 is an accelerator pedal.

【0017】スロットル制御モジュール1は、例えばマ
イクロコンピュータとモータ駆動回路の組み合わせより
なり、スロットルセンサ16,17の出力信号からスロ
ットルバルブ18の実開度を算出する実開度検出部10
1、アクセルセンサ25,26の出力信号(その他、図
示されないエンジン制御モジュールからの指令信号など
も含むこともある)に基づいて目標開度を算出する目標
開度設定部102、目標開度と実開度の偏差に基づきス
ロットル開度をPID制御するPID制御部111、P
ID制御値に基づきスロットル駆動モータ(DCモー
タ)の電流制御を行なうモータ電流制御部103、モー
タ駆動電流(モータ制御電流)を制限する電流制限部1
50、モータ駆動回路部125、スロットルセンサ16
および17の入力値及びアクセルセンサ25,26の出
力信号からアクセルセンサやスロットルセンサの故障判
定を行なう故障判定部104を備える。
The throttle control module 1 is composed of, for example, a combination of a microcomputer and a motor drive circuit, and calculates an actual opening degree of the throttle valve 18 from output signals of the throttle sensors 16 and 17.
1. A target opening setting unit 102 that calculates a target opening based on output signals of the accelerator sensors 25 and 26 (which may also include a command signal from an engine control module (not shown)). A PID control unit 111 that performs PID control of the throttle opening based on the deviation of the opening,
Motor current control section 103 for controlling the current of the throttle drive motor (DC motor) based on the ID control value, current limit section 1 for limiting the motor drive current (motor control current)
50, motor drive circuit section 125, throttle sensor 16
And a failure determination unit 104 that determines the failure of the accelerator sensor or the throttle sensor from the input values of the acceleration sensor 17 and the output signals of the accelerator sensors 25 and 26.

【0018】スロットル部7は、スロットルバルブ18
と該スロットルバルブ18を回転駆動するためのDCモー
タ14,ギヤ15を備えると共に、二つのスロットルセ
ンサ16,17が配置されている。
The throttle unit 7 includes a throttle valve 18
And a DC motor 14 and a gear 15 for rotationally driving the throttle valve 18, and two throttle sensors 16 and 17 are arranged.

【0019】スロットル制御モジュール1は、入力され
たアクセルセンサ25,26の検出信号及びスロットル
センサ16,17に基づきこれらのセンサの異常の有無
を診断し、異常であれば、アクセルセンサ或いはスロッ
トルセンサが異常であると判定する。また、スロットル
制御量とスロットルセンサ16,17の出力値の偏差を
求め、偏差が許容範囲を超えれば、スロットルボディ7
の制御異常と診断する。
The throttle control module 1 diagnoses whether or not these sensors are abnormal based on the input detection signals of the accelerator sensors 25 and 26 and the throttle sensors 16 and 17. It is determined to be abnormal. Further, a deviation between the throttle control amount and the output values of the throttle sensors 16 and 17 is obtained.
Diagnosis of abnormal control.

【0020】センサが正常であれば、目標開度設定部1
02がアクセルセンサ25,26の信号を基にアクセル
開度を確定しスロットルバルブの目標開度を算出し、そ
の目標開度をPID制御部111に記憶する。
If the sensor is normal, the target opening setting unit 1
02 determines the accelerator opening based on the signals of the accelerator sensors 25 and 26, calculates the target opening of the throttle valve, and stores the target opening in the PID control unit 111.

【0021】実開度検出部101は、スロットルセンサ
16、17の検出信号に基づき実開度を算出し、その実
開度値をPID制御部111に記憶させる。
The actual opening detecting section 101 calculates the actual opening based on the detection signals of the throttle sensors 16 and 17, and stores the actual opening value in the PID control section 111.

【0022】PID制御部111は、目標開度と実開度
との偏差に基づきPID値を算出して、モータ制御部1
03は、PID制御部111の演算結果を元に、モータ
駆動回路部125を用いてモータ14を駆動制御し、ス
ロットルバルブ18を回動制御する。
The PID control unit 111 calculates a PID value based on the deviation between the target opening and the actual opening, and
Reference numeral 03 controls the drive of the motor 14 using the motor drive circuit unit 125 based on the calculation result of the PID control unit 111, and controls the rotation of the throttle valve 18.

【0023】モータ駆動回路125には、バッテリ18
からリレー19を介して電源供給される。このリレー1
9は、重大な異常が発生した場合には、エンジン制御モ
ジュールにより切断され、モータ14の駆動が強制的に
停止する構成である。ただし、このリレー19の動作に
ついては、本発明の対象外である。
The motor drive circuit 125 includes a battery 18
Is supplied through a relay 19. This relay 1
Reference numeral 9 denotes a configuration in which when a serious abnormality occurs, the engine is cut off by the engine control module, and the driving of the motor 14 is forcibly stopped. However, the operation of the relay 19 is out of the scope of the present invention.

【0024】上記のスロットル制御により実開度が目標
開度に至りその目標開度が保持される運転領域にあると
き、換言すれば、スロットルの目標開度と実開度との偏
差が所定範囲内に収束している運転状態にありモータ電
流はスロットル開度を目標値に保持するための保持電流
制御帯域にあるときは、その保持電流帯域であらわれる
微少ピーク電流A(図5)を抑えるために、電流制限部
150が機能する。
When the actual opening reaches the target opening by the above-described throttle control and is in an operating range where the target opening is maintained, in other words, the deviation between the target opening of the throttle and the actual opening is within a predetermined range. When the motor current is in the holding current control band for holding the throttle opening at the target value and the motor current is in the holding current control band for suppressing the minute peak current A (FIG. 5) appearing in the holding current band. Then, the current limiting unit 150 functions.

【0025】ここで、上記電流制限を行なうためのモー
タ制御部103及び電流制限部150の動作を図8のフ
ローチャートにより説明する。
Here, the operation of the motor control section 103 and the current limiting section 150 for limiting the current will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0026】まず、モータ制御部103は、スロットル
制御における目標開度と実開度との偏差が所定値以下
(図8では、偏差<1度)で、その状態が所定時間以上
続く(図8では、連続100ms)ことを条件に、スロ
ットル駆動モータ電流が保持電流制御帯域にあるものと
判定して、電流制限部103を機能させる。上記条件を
満たさず保持電流制御帯域にないと判定された場合は、
モータ制御部103は、通常のPID制御値に基づきモ
ータ駆動回路部125を制御する。
First, the motor control unit 103 determines that the deviation between the target opening and the actual opening in the throttle control is equal to or less than a predetermined value (in FIG. 8, the deviation <1 degree), and the state continues for a predetermined time or more (FIG. 8). It is determined that the throttle drive motor current is in the holding current control band on the condition that the current limit is 100 ms), and the current limiting unit 103 is caused to function. If it is determined that the above condition is not satisfied and the current is not in the holding current control band,
The motor control section 103 controls the motor drive circuit section 125 based on a normal PID control value.

【0027】保持電流制御帯域にあるものと判定された
場合には、電流制限部150が後述するようにして保持
電流制御帯域のモータ電流(PID制御に基づくもの)
に制限をかける。
If it is determined that the current is in the holding current control band, the current limiter 150 determines the motor current (based on PID control) in the holding current control band as described later.
Place restrictions on

【0028】すなわち、上記電流制限判定の実施形態
は、目標スロットル開度と実開度との偏差 Eを監視する
ものである。E が連続してTe(秒)の間、しきい値 ThE
以内にある時、電流制限可とし、それ以外のとき、電流
制限否とする。ここで、上記Te(秒)の間、実際のモータ
駆動電流値をもモニタし、電流制限部150に記憶する
ものとする。具体的には、この間のモータ駆動電流(モ
ータ制御電流)の値の平均値 Iav を計算し、記録す
る。さて、電流制限否であるときのモータ駆動方法は通
常の場合と同じであるため、以下では、電流制限可のと
きのモータ駆動方法について述べる。
That is, in the embodiment of the current limit determination, the deviation E between the target throttle opening and the actual opening is monitored. Threshold ThE while E is continuously Te (sec)
If the current value is within the range, the current limitation is permitted. Otherwise, the current limitation is not permitted. Here, during the Te (second), the actual motor drive current value is also monitored and stored in the current limiting unit 150. Specifically, the average value Iav of the motor drive current (motor control current) during this period is calculated and recorded. Since the motor driving method when the current limitation is not performed is the same as that in the normal case, the motor driving method when the current limitation is possible will be described below.

【0029】電流制限可のときの保持制御電流帯域の電
流制限動作のタイムチャートを図6に示す。この場合に
は、電流制限部150に記憶したIavに対し、電流制限
しきい値(電流制限幅)aを定義する。ここでは、モー
タ制御電流の制限は、(Iav−a)から(Iav+a)の間の値の
み取りうるものと制限する。すなわち、モータ電流制限
値の範囲をIav±aに設定する。ここで、aの値はゼロ以
上の数値である。電気的ノイズ、あるいはスロットルバ
ルブの振動などにより、センサ出力値が変化して観測さ
れた場合、そのセンサ出力値を基にモータ駆動電流を算
出したとき、算出値が(Iav−a)を下回ったときには、そ
れを(Iav−a)で置換え、(Iav+a)を上回ったときには(Ia
v+a)で置換える。
FIG. 6 is a time chart of the current limiting operation of the holding control current band when the current limiting is possible. In this case, a current limit threshold (current limit width) a is defined for Iav stored in the current limiter 150. Here, the limitation of the motor control current is limited to a value that can take only a value between (Iav-a) and (Iav + a). That is, the range of the motor current limit value is set to Iav ± a. Here, the value of a is a numerical value equal to or greater than zero. If the sensor output value was observed to change due to electrical noise, or vibration of the throttle valve, etc., when the motor drive current was calculated based on the sensor output value, the calculated value was less than (Iav-a) Sometimes it is replaced by (Iav-a), and when it exceeds (Iav + a), (Ia
v + a).

【0030】この結果の値を基にモータを駆動すれば、
電気的ノイズなどでセンサ出力値がパルス的に変化した
場合でも、その保持電流制御帯域の微少ピーク電流Aが
許容以上に大きくなることを抑え、ブラシ・整流子間に
火花が生じるのを抑制する。また、この電流制限の影響
としてスロットルバルブを駆動する量を抑制することが
でき、その結果、スロットルバルブの位置変化量を抑制
し、ギア等の可動構成部品の摩耗することができる。
If the motor is driven based on the value of this result,
Even if the sensor output value changes in pulses due to electrical noise or the like, it is possible to suppress the minute peak current A in the holding current control band from becoming unacceptably large and to suppress the occurrence of sparks between the brush and the commutator. . In addition, the amount of driving the throttle valve can be suppressed as an effect of the current limitation. As a result, the amount of change in the position of the throttle valve can be suppressed, and movable components such as gears can be worn.

【0031】前記において、モータ駆動電流の制限値と
して、(Iav−a)から(Iav+a) としたが、この他、(Iav)
から(Iav+a)または、(Iav−a)から(Iav)の範囲に設定
することも可能である。このような片側方向の電流制限
範囲の設定は次のような場合に効果的である。
In the above description, the limit value of the motor drive current is (Iav-a) to (Iav + a).
To (Iav + a) or (Iav-a) to (Iav). Such setting of the current limiting range in one direction is effective in the following cases.

【0032】すなわち、電子制御スロットル機構は、電
子制御を行なっていない初期状態時にスロットルバルブ
を初期開度(ディフォルト開度)に保持するディフォル
ト機構を備えたスロットルボディ構成が採用されること
が多い。
That is, the electronically controlled throttle mechanism often employs a throttle body structure provided with a default mechanism for holding the throttle valve at an initial opening (default opening) in an initial state where electronic control is not performed.

【0033】このようなスロットルボディの実現方法と
しては、ディフォルト位置より開き方向では、閉じ方向
の、ディフォルト位置より閉じ方向では、開き方向の、
トルクを発生させるスプリング(リターンスプリングと
ディフォルトスプリング)を組込むことが考えられる。
As a method of realizing such a throttle body, the opening direction is set in the opening direction from the default position, and the opening direction is set in the closing direction from the default position.
It is conceivable to incorporate springs (return spring and default spring) that generate torque.

【0034】ディフォルト位置より開き方向にスロット
ルバルブが位置づけられて安定しているとき、スロット
ル開度がそれよりも開いたことが検出されたときには、
スロットル目標開度と実開度との偏差を解消するため
に、スロットルバルブを閉じ方向に駆動することになる
が、これはリターンスプリングの発生するトルクの方向
と同じ方向である。したがって、この場合、電流を増加
して積極的にスロットルバルブを閉じ方向に駆動する必
要性は低い。これとは逆に、スロットル開度が安定領域
において閉じ方向に変化したことが検出されたときに
は、スロットル目標開度と実開度との偏差を解消するた
めに、スロットルバルブを開き方向に駆動することにな
るが、これはリターンスプリングの発生するトルクの方
向と逆の方向である。したがって、この場合、電流を増
加して積極的にスロットルバルブを閉じ方向に駆動する
必要がある。
When the throttle valve is positioned in the opening direction from the default position and is stable, and when it is detected that the throttle opening is more open,
In order to eliminate the difference between the target throttle opening and the actual opening, the throttle valve is driven in the closing direction, which is the same direction as the direction of the torque generated by the return spring. Therefore, in this case, it is not necessary to increase the current and actively drive the throttle valve in the closing direction. Conversely, when it is detected that the throttle opening has changed in the closing direction in the stable region, the throttle valve is driven in the opening direction to eliminate the deviation between the target throttle opening and the actual opening. In other words, this is the direction opposite to the direction of the torque generated by the return spring. Therefore, in this case, it is necessary to increase the current and actively drive the throttle valve in the closing direction.

【0035】一方、スロットルバルブ位置がディフォル
ト位置より閉じ方向にあるときには、上記と逆の関係に
なる。上記により、電流制限の範囲は、積極的に電流増
加をさせない開度方向だけに設定してもよい。 スロットルバルブがディフォルト位置より開き方向に
ある時 この場合の電流制限範囲は、(Iav−a)から(Iav)であ
る。
On the other hand, when the throttle valve position is in the closing direction from the default position, the relationship is reversed. As described above, the range of the current limitation may be set only in the opening direction in which the current is not actively increased. When the throttle valve is in the opening direction from the default position The current limiting range in this case is from (Iav-a) to (Iav).

【0036】これは、図7に示すように保持電流帯域の
モータ制御電流の制限値をIav−aからIavの範囲で設定
し(図7ではIav)、その制限値よりも保持電流帯域の
モータ制御電流算出値が減少しようとすると、それを制
限値に置き換えるものである。 スロットルバルブがディフォルト位置より閉じ方向に
ある時 この場合の電流制限範囲は、(Iav)から(Iav+a)であ
る。
This is because, as shown in FIG. 7, the limit value of the motor control current in the holding current band is set in the range of Iav-a to Iav (Iav in FIG. 7), and the motor in the holding current band is more than the limit value. If the control current calculation value is going to decrease, it is replaced with a limit value. When the throttle valve is in the closing direction from the default position The current limiting range in this case is from (Iav) to (Iav + a).

【0037】これは、上記とは逆に保持電流帯域のモー
タ制御電流の制限値をIavからIav+aの範囲で設定し、
その制限値よりも保持電流帯域のモータ制御電流算出値
が増大しようとすると、それを制限値に置き換えるもの
である。
In contrast to the above, the limit value of the motor control current in the holding current band is set in a range from Iav to Iav + a.
If the calculated value of the motor control current in the holding current band is larger than the limit value, it is replaced with the limit value.

【0038】前記実施例では、電流制限しきい値aは一
定値として扱ったが、その値をダイナミック(例えば、
スロットル開度に応じて段階的)に決定してもよい。
In the above embodiment, the current limit threshold value a is treated as a constant value.
It may be determined stepwise according to the throttle opening.

【0039】すなわち、スロットル開度の変化に応じて
リターンスプリング或いはディフォルトスプリングのば
ね荷重(負荷荷重)が変わり、それに応じて保持制御電
流帯域の電流制限値の最適値も変化するので、その変化
に対応させて電流制限値を設定すれば、効果的である。
That is, the spring load (load load) of the return spring or the default spring changes according to the change in the throttle opening, and the optimum value of the current limit value in the holding control current band also changes accordingly. It is effective if the current limit value is set correspondingly.

【0040】その実施例に関する構成を図2および図
9、10に示す。なお、これらの図において、図1の実
施例と同一符号は、同一或いは共通する要素を示すもの
である。
FIG. 2 and FIGS. 9 and 10 show the structure relating to this embodiment. In these figures, the same reference numerals as those in the embodiment of FIG. 1 indicate the same or common elements.

【0041】本実施例と第1実施例との相違点は、電流
制限部150に電流制限レベル設定部160を付加した
ことにある。電流制限レベル設定部160は、制御対象
となるスロットル開度に応じて保持制御電流帯域の電流
制限値のしきい値(制限幅)aのレベルを変えるように
設定してある。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that a current limit level setting section 160 is added to the current limit section 150. The current limit level setting section 160 is set so as to change the level of the threshold value (limit width) a of the current limit value of the holding control current band according to the throttle opening to be controlled.

【0042】例えば、図10に示すようにスロットル開
度(実開度或いは目標開度)に応じて上記電流制限値の
レベルを設定し(レベル設定は、連続的のほかに段階的
レベルでもよい)、これを電流制限レベル設定部160
に記憶しておく。
For example, as shown in FIG. 10, the level of the current limit value is set according to the throttle opening (actual opening or target opening) (the level may be set stepwise instead of continuously). ), The current limit level setting section 160
To memorize it.

【0043】電流制限レベル設定部160は、図9のフ
ローチャートを実行して、算出された実開度或いは目標
開度から電流制限値のレベルを決定し、そのレベルに基
づいて保持制御電流帯域の電流制限を行なう。
The current limit level setting unit 160 executes the flowchart of FIG. 9 to determine the level of the current limit value from the calculated actual opening or target opening, and based on the level, determines the level of the holding control current band. Perform current limiting.

【0044】なお、上記電流制限値のレベル設定は、上
記方式に換えて、目標開度と実開度との偏差の絶対平均
値から前記電流制限値のレベルを変えるように設定して
よい。
The level of the current limit value may be set so as to change the level of the current limit value from the absolute average value of the deviation between the target opening and the actual opening, instead of the above method.

【0045】この場合における、図2の電流制限レベル
設定部160は、次のように動作する。すなわち、ま
ず、目標スロットル開度(TAR)と実開度との偏差 Eを監
視する。実開度は、フィルタ処理が適用された後(以
下、ACTfilと記述する)、電流制限レベル設定部160
に入力される。このため、電気的ノイズの典型的な形態
であるパルス的なノイズに対しては、変化が鈍ることに
なる。
In this case, current limit level setting section 160 of FIG. 2 operates as follows. That is, first, the deviation E between the target throttle opening (TAR) and the actual opening is monitored. After the filter processing is applied (hereinafter referred to as ACTfil), the actual opening degree is determined by the current limit level setting unit 160.
Is input to For this reason, the change becomes slower with respect to pulse noise which is a typical form of electric noise.

【0046】ここで、電流制限しきい値 a の決定方法
の一つは、ACTfil と 目標開度 TARとの差の平均絶対値
(DEV)から電流制限しきい値 a を求めるものであり、も
っとも簡単な場合では、 電流制限しきい値a= F ( DEV ) とする。ここで、 F はDEV の関数である。これによ
り、たとえば、実開度または目標開度が大きく変化して
両者の偏差が大きくなった場合には、電流制限しきい値
aは大きな値となり、電流制限機能の影響が小さくな
り、目標開度と実開度が近づけば、電流制限しきい値 a
の値は小さくなり、電流制限の効果が強く現れる、とい
う制御が可能となる。上記では、F を関数としたが、こ
れをテーブル・ルックアップにより計算する方法として
もよい。補間方法は、線形補間、その他特に限定しな
い。
Here, one of the methods for determining the current limit threshold value a is the average absolute value of the difference between ACTfil and the target opening TAR.
The current limit threshold value a is obtained from (DEV). In the simplest case, the current limit threshold value a = F (DEV). Where F is a function of DEV. As a result, for example, when the actual opening or the target opening greatly changes and the deviation between them increases, the current limit threshold
a becomes a large value, the influence of the current limiting function becomes small, and if the target opening and the actual opening approach each other, the current limiting threshold a
Becomes small, and the control that the effect of the current limitation appears strongly can be performed. In the above, F is a function, but a method of calculating this by a table lookup may be used. The interpolation method is not particularly limited, such as linear interpolation.

【0047】図3は、本発明の第3実施例に係るスロッ
トル制御装置のブロック構成図であり、本実施例では、
図2の構成要素にさらにバッテリ電圧による電流制限値
補正部170を設けたものである。
FIG. 3 is a block diagram of a throttle control device according to a third embodiment of the present invention.
The configuration shown in FIG. 2 is further provided with a current limit value correction unit 170 based on the battery voltage in addition to the components shown in FIG.

【0048】ここでバッテリ電圧とは、モータに印加さ
れる電圧である。
Here, the battery voltage is a voltage applied to the motor.

【0049】図2の実施例で求めた電流制限しきい値
(或いは図1の実施例で定めたで電流制限しきい値)の
効果は、バッテリ電圧に依存し、バッテリ電圧が高けれ
ば電流制限の程度は拡大し、バッテリ電圧が低ければ縮
少する。本実施例では、バッテリ電圧(Vb)をモニタし、
電流制限しきい値 aをバッテリ電圧に応じて電流制限値
補正部により補正する。簡単には、a = a × Vb/Vbs の
計算により電流制限しきい値aを求める。
The effect of the current limit threshold obtained in the embodiment of FIG. 2 (or the current limit threshold defined in the embodiment of FIG. 1) depends on the battery voltage. The extent of this increases and decreases with lower battery voltage. In this embodiment, the battery voltage (Vb) is monitored,
The current limit threshold value a is corrected by the current limit value correction unit according to the battery voltage. In brief, the current limit threshold a is obtained by calculating a = a × Vb / Vbs.

【0050】ここで、aは補正前の電流制限しきい値、V
bは観測されたバッテリ電圧、Vbsは、一定値で、Vbに対
する基準値を表す。
Here, a is a current limit threshold value before correction, V
b is the observed battery voltage, Vbs is a constant value, and represents a reference value for Vb.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スロット
ル制御における保持電流制御帯域に電流制限をかけるこ
とにより、センサ出力ノイズなどに基づくモータ制御電
流の変化を抑制して、ブラシ・整流子間の火花発生を抑
制し、スロットルのギヤ機構の磨耗を抑制してスロット
ル制御に用いるアクチュエータ等の耐久性を向上させる
ことができる。
As described above, according to the present invention, by limiting the current in the holding current control band in the throttle control, the change in the motor control current based on the sensor output noise and the like is suppressed, and the brush / commutator is controlled. It is possible to improve the durability of the actuators and the like used for the throttle control by suppressing the occurrence of sparks during the rotation and suppressing the wear of the gear mechanism of the throttle.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る電子制御スロットル
装置(スロットルバルブ制御装置)の全体構成を示すブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an electronic control throttle device (throttle valve control device) according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例に係る電子制御スロットル
装置の全体構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of an electronic control throttle device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例に係る電子制御スロットル
装置の全体構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of an electronic control throttle device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】実開度が目標開度を保つための制御域に到達す
るまでのスロットル制御動作特性を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing throttle control operation characteristics until the actual opening reaches a control range for maintaining the target opening.

【図5】従来のスロットル制御時におけるスロットル開
度保持領域にあるときの保持電流制御波形を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a holding current control waveform in a throttle opening holding area during conventional throttle control.

【図6】本発明の電流制限動作の一例を示すタイムチャ
ート。
FIG. 6 is a time chart showing an example of the current limiting operation of the present invention.

【図7】本発明の電流制限動作の他の例を示すタイムチ
ャート。
FIG. 7 is a time chart showing another example of the current limiting operation of the present invention.

【図8】本発明の第1実施例の電流制限動作を示すフロ
ーチャート。
FIG. 8 is a flowchart showing a current limiting operation according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施例の電流制限値レベル設定の
動作を示すフローチャート。
FIG. 9 is a flowchart showing an operation of setting a current limit value level according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2実施例の電流制限値レベルとス
ロットルバルブの実開度の関係を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a relationship between a current limit value level and an actual opening of a throttle valve according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スロットル制御モジュール、7…スロットルボデ
ィ、14…モータ、18…スロットルバルブ、102…目標開
度設定部、103…モータ制御部、111・・・PID制御部、125
…モータ駆動回路部、150…電流制限部、160…電
流制限レベル設定部、170…電流制限値レベル補正
部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Throttle control module, 7 ... Throttle body, 14 ... Motor, 18 ... Throttle valve, 102 ... Target opening setting part, 103 ... Motor control part, 111 ... PID control part, 125
... A motor drive circuit section, 150 a current limit section, 160 a current limit level setting section, 170 a current limit value level correction section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 次男 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 弦巻 潔 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 菅原 早人 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 Fターム(参考) 3G065 CA24 CA27 DA05 FA05 FA11 GA41 KA36 3G084 BA05 DA04 EA02 EB15 EC08 FA10 3G301 HA01 JA15 LA03 NA03 NA04 NA05 ND01 PA11Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor, Tsuguo Tomita, Hitachi, Ibaraki Pref. Within Hitachi Car Engineering (72) Inventor Hayato Sugawara 2477 Takaba, Hitachinaka-shi, Ibaraki F-term within Hitachi Car Engineering Co., Ltd. 3G065 CA24 CA27 DA05 FA05 FA11 GA41 KA36 3G084 BA05 DA04 EA02 EB15 EC08 FA10 3G301 HA01 JA15 LA03 NA03 NA04 NA05 ND01 PA11Z PF03Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともアクセルペダルの操作量に関
する検出信号を入力してスロットルバルブの目標開度を
演算し、この目標開度と実際に検出される実開度の偏差
に基づきスロットルバルブの駆動モータの電流をフィー
ドバック制御する電子制御スロットル装置において、 前記目標開度と実開度との偏差が収束状態にあるとき
に、前駆駆動モータの制御電流に制限をかける電流制限
部を設けてなることを特徴とする電子制御スロットル装
置。
At least a detection signal relating to an operation amount of an accelerator pedal is input to calculate a target opening of a throttle valve, and a drive motor of the throttle valve is calculated based on a difference between the target opening and an actually detected actual opening. An electronically controlled throttle device that feedback-controls the current of the current control device, wherein a current limiter that limits a control current of the precursor drive motor is provided when a deviation between the target opening and the actual opening is in a converging state. Electronically controlled throttle device.
【請求項2】 前記電流制限部は、前記目標開度と実開
度との偏差が所定値以下で、その状態が所定時間以上続
くことを条件に前記駆動モータの制御電流に制限をかけ
るように設定されている請求項1記載の電子制御スロッ
トル装置。
2. The control device according to claim 1, wherein the current limiter limits the control current of the drive motor on a condition that a deviation between the target opening and the actual opening is equal to or less than a predetermined value and the state continues for a predetermined time or more. The electronically controlled throttle device according to claim 1, wherein the electronic throttle device is set to:
【請求項3】 前記電流制限部は、前記目標開度と実開
度との偏差が収束状態にあるとき前記駆動モータの制御
電流の平均値Iavを求めて、この電流平均値Iavと電流制
限幅を決定する値aとにより、電流制限値をIav±a、或
いはIav+a、或いはIav−aのいずれか一つに設定してな
る請求項1又は2記載の電子制御スロットル装置。
3. The current limiter calculates an average value Iav of the control current of the drive motor when the deviation between the target opening and the actual opening is in a converging state, and determines the average current Iav and the current limit. 3. The electronically controlled throttle device according to claim 1, wherein the current limit value is set to one of Iav ± a, Iav + a, and Iav−a according to the value a for determining the width.
【請求項4】 前記電流制限部は、制御対象となるスロ
ットル開度に応じて電流制限値のレベルを変えるように
設定してある請求項1から3のいずれか1項記載の電子
制御スロットル装置。
4. The electronically controlled throttle device according to claim 1, wherein the current limiter is set so as to change the level of the current limit value according to the throttle opening to be controlled. .
【請求項5】 前記電流制限部は、前記目標開度と実開
度との偏差の絶対平均値から前記電流制限値のレベルを
変えるように設定してある請求項1から3のいずれか1
項記載の電子制御スロットル装置。
5. The current limiting unit according to claim 1, wherein the current limiting unit is configured to change a level of the current limiting value from an absolute average value of a deviation between the target opening and the actual opening.
An electronically controlled throttle device according to claim 1.
【請求項6】 前記電流制限部は、バッテリ電圧により
前記電流制限値を補正する機能を有している請求項1か
ら5のいずれか1項記載の電子制御スロットル装置。
6. The electronically controlled throttle device according to claim 1, wherein the current limiter has a function of correcting the current limit value based on a battery voltage.
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