JP2711674B2 - Throttle valve opening control device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、スロットルバルブを直流モータによって開
閉駆動するものにおける、スロットルバルブの開度制御
装置に関し、特に、そのフェールセーフ技術に関する。The present invention relates to a throttle valve opening control device for driving a throttle valve to open and close by a DC motor, and more particularly to a fail-safe technique.

〈従来の技術〉 近年、車輪のスリップ状態を検出してアクセルペダル
連動の主スロットルバルブとは別に設けた補助スロット
ルバルブをアクチュエータによって絞り制御するトラク
ション装置を備えたものが実用化されており、また、過
渡運転性能向上のため、アクセルペダルの位置を検出し
てスロットルバルブをアクチュエータによって開度制御
するものが提案されている。<Conventional technology> In recent years, a device equipped with a traction device that detects a slip state of a wheel and controls an aperture of an auxiliary throttle valve provided separately from a main throttle valve linked to an accelerator pedal by an actuator has been put into practical use. In order to improve the transient driving performance, there has been proposed a method in which the position of an accelerator pedal is detected and the opening of the throttle valve is controlled by an actuator.

前記アクチュエータとしては、ステップモータの他、
定周波パルスの制御電流のデューティ比（ON-OFF比）を
制御することによって駆動力が制御される電磁式の直流
モータが一般的に採用される。そして、前記直流モータ
駆動のものでは、バルブを所定の開度、例えば初期状態
（トラクション装置の補助スロットルバルブでは全開）
に復帰させるためのリターンスプリングが設けられてい
る。As the actuator, besides a step motor,
An electromagnetic DC motor whose driving force is controlled by controlling a duty ratio (ON-OFF ratio) of a control current of a constant frequency pulse is generally employed. In the case of the DC motor drive, the valve is opened at a predetermined opening degree, for example, in an initial state (fully opened in an auxiliary throttle valve of the traction device).
There is provided a return spring for returning to the state.

このような直流モータを使用したものにおいて、スロ
ットルバルブを目標開度にフィードバック制御する場
合、スロットルセンサで検出された現在のバルブ開度と
目標開度とを比較してその偏差量に基づき目標開度に近
づけるよう制御電流のデューティ比を設定している。ま
た、例えばトラクション装置で開方向へ目標値が大きく
変更し現在のバルブ開度と目標値との偏差が大きくなっ
たときには、制御電流の電流方向を逆転させてリターン
スプリングのスプリング力にモータのトルクも加えるこ
とにより応答性を高めるようにしている。In such a DC motor, when the throttle valve is feedback-controlled to the target opening, the current valve opening detected by the throttle sensor is compared with the target opening, and the target opening is determined based on the deviation. The duty ratio of the control current is set so as to approach the degree. Further, for example, when the target value is largely changed in the opening direction by the traction device and the deviation between the current valve opening and the target value becomes large, the current direction of the control current is reversed to change the motor torque to the spring force of the return spring. Responsiveness is also enhanced by the addition.

ところで、かかるスロットルバルブ制御装置では、安
全性を確保するため、例えばスロットルセンサが異常に
なったときは、スロットルバルブを初期状態に戻すフェ
ールセーフ機能が備えられている。By the way, in order to ensure safety, such a throttle valve control device is provided with a fail-safe function for returning the throttle valve to an initial state when, for example, the throttle sensor becomes abnormal.

従来のこの種のフェールセーフ装置では、スロットル
センサの自己診断においてNGと判定されると、その判定
時点におけるモータ駆動出力、即ち、制御電流のデュー
ティ比及び電流方向から、予め定めた一定割合でデュー
ティ比を徐々に零になるまで減少させるようにしてい
る。例えば、リターンスプリングのスプリング力と反対
方向にモータのトルクが作用しているときを＋のデュー
ティとし、制御電流の電流方向が前記＋のデューティの
ときと逆でリターンスプリングのスプリング力と同方向
にモータのトルクが作用しているときを−のデューティ
としたとき、第５図（Ａ）及び（Ｂ）のようにそのとき
のデューティから一定割合で減少させている。In a conventional fail-safe device of this type, if a failure is determined in the self-diagnosis of the throttle sensor, the duty ratio of the motor drive output at the time of the determination, that is, the duty ratio and the current direction of the control current, is determined at a predetermined constant ratio. The ratio is gradually reduced to zero. For example, when the torque of the motor is acting in the direction opposite to the spring force of the return spring, the duty is +, and the current direction of the control current is the same as the spring force of the return spring, opposite to the case of the + duty. Assuming that the duty when the motor torque is acting is a negative duty, the duty is reduced at a fixed rate from the duty at that time as shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B).

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のフェールセーフ制御方式では、
その時のスロットルバルブ制御方向によって、同じスロ
ットルバルブ開度でもその収束の仕方が異なってしま
う。即ち、＋のデューティのときにはモータのトルクが
常時スプリング力と反対の方向に作用した状態でスロッ
トルバルブが収束され、−のデューティのときにはモー
タのトルクが常時スプリング力と同方向に作用した状態
でスロットルバルブが収束される。(Problems to be solved by the invention) However, in the conventional fail-safe control method,
Depending on the throttle valve control direction at that time, the manner of convergence differs even with the same throttle valve opening. That is, when the duty is +, the throttle valve converges in a state where the motor torque always acts in the direction opposite to the spring force, and when the duty is-, the throttle valve converges when the motor torque always acts in the same direction as the spring force. The valve converges.

このため、前者の場合には、NG判定初期ではモータの
トルクがスプリング力より上回っていてスロットルバル
ブは閉方向に向かいその後に両トルクが釣り合った時点
（第５図（Ａ）のＡ点）から開方向に向かうように動作
するので比較的緩やかにスロットルバルブの収束が行わ
れるが、後者のときには、モータのトルクは徐々に減少
するもののモータとリターンスプリングのトルクがNG初
期から加わっているので、スロットルバルブの収束速度
が速くスロットルバルブ開度の急変化により運転状態が
急変するという不具合があった。For this reason, in the former case, in the early stage of the NG determination, the torque of the motor is higher than the spring force, and the throttle valve moves in the closing direction, and thereafter, when both torques are balanced (point A in FIG. 5 (A)). The throttle valve converges relatively slowly because it operates toward the opening direction, but in the latter case, the torque of the motor and the return spring are added from the beginning of NG, although the motor torque gradually decreases, The convergence speed of the throttle valve is so fast that the operation state changes suddenly due to a sudden change in the throttle valve opening.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、異常発生時点でのモータ駆動出力値によってフェ
ールセーフ時のスロットルバルブ収束状態が異なること
なく、どのようなときも同じ収束挙動となるようにした
スロットルバルブの開度制御装置を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of such a conventional problem, and the throttle valve convergence state at the time of fail-safe does not differ depending on the motor drive output value at the time of occurrence of an abnormality. It is an object of the present invention to provide a throttle valve opening control device.

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は第１図に示すように、内燃機関の
吸気通路に介装され非駆動時に所定の開度に復帰させる
リターンスプリングを備えたスロットルバルブを開閉駆
動する直流モータと、機関の要求トルクに応じて設定さ
れた目標開度とスロットルバルブ開度検出手段で検出さ
れた実際のバルブ開度とを比較してスロットルバルブ開
度を目標開度に近づけるように前記直流モータに出力す
る駆動出力値を設定する駆動出力値設定手段と、設定さ
れた駆動出力値を前記直流モータに出力する直流モータ
駆動手段とを備えてスロットルバルブ開度をフィードバ
ック制御するスロットルバルブ開度制御装置において、
前記スロットルバルブ開度検出手段が正常か否かを判定
する判定手段と、該判定手段が異常判定したとき当該判
定時における前記駆動出力値設定手段の設定駆動出力値
を当該判定時の目標開度に相当する駆動出力値に切換え
る駆動出力値切換手段と、該駆動出力値切換手段により
切換え設定された駆動出力値を一定の割合で零になるま
で減じる駆動出力値減少手段とを設けて構成した。<Means for Solving the Problems> For this reason, as shown in FIG. 1, the present invention provides a throttle valve having a return spring interposed in an intake passage of an internal combustion engine and returning to a predetermined opening when not driven. The throttle valve opening is set to the target opening by comparing the DC motor driven for opening and closing with the target opening set according to the required torque of the engine and the actual valve opening detected by the throttle valve opening detecting means. A drive output value setting unit for setting a drive output value to be output to the DC motor so as to be close to the DC motor; and a DC motor drive unit for outputting the set drive output value to the DC motor. Throttle valve opening control device
Determining means for determining whether or not the throttle valve opening detecting means is normal; and, when the determining means determines an abnormality, the set drive output value of the drive output value setting means at the time of the determination is set to the target opening at the time of the determination. And a drive output value switching means for reducing the drive output value switched and set by the drive output value switching means to zero at a constant rate. .

〈作用〉 かかる構成において、判定手段がスロットルバルブ開
度検出手段の異常判定をすると、駆動出力値切換手段に
よって、判定時の駆動出力値を当該判定時の目標値に相
当する値に切換え、その後徐々に零まで減少させる。こ
れにより、フェールセーフ時には常にモータのトルクが
リターンスプリングのスプリング力と反対方向となるの
で、スロットルバルブ開度の急変を防止できると共に、
一定の挙動で初期状態に戻すことができるようになる。<Operation> In such a configuration, when the determination unit makes an abnormality determination of the throttle valve opening detection unit, the drive output value switching unit switches the drive output value at the time of the determination to a value corresponding to the target value at the time of the determination. Gradually decrease to zero. As a result, the torque of the motor is always in the opposite direction to the spring force of the return spring at the time of fail-safe, so that a sudden change in the throttle valve opening can be prevented,
It will be possible to return to the initial state with a certain behavior.

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。<Example> An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第２図において、内燃機関の吸気通路１には、図示し
ない主スロットルバルブ下流に設けられトラクション制
御時に直流モータ２によって絞り制御される補助スロッ
トルバルブ３が介装されており、補助スロットルバルブ
３には、その開度を検出するスロットルセンサ４が連結
されている。また、直流モータ２のモータ軸周囲には、
補助スロットルバルブ３を初期状態である全開状態に復
帰させるためのリターンスプリング５が設けられてい
る。In FIG. 2, an auxiliary throttle valve 3, which is provided downstream of a main throttle valve (not shown) and is throttle-controlled by a DC motor 2 during traction control, is interposed in an intake passage 1 of the internal combustion engine. Is connected to a throttle sensor 4 for detecting its opening. In addition, around the motor shaft of the DC motor 2,
A return spring 5 for returning the auxiliary throttle valve 3 to an initial state, that is, a fully open state, is provided.

更に、トラクション制御用にコントロールユニット６
には、前記スロットルセンサ４の信号の他、例えばトラ
ンスミッションの出力軸の回転によって車両の駆動軸の
回転数（車速に比例）を検出する駆動輪回転数センサ７
と、車両の従動輪の回転数を検出する従動輪回転数セン
サ８とからの信号が入力している。Further, a control unit 6 for traction control is provided.
In addition to the signal from the throttle sensor 4, for example, a drive wheel speed sensor 7 for detecting the speed (proportional to the vehicle speed) of the drive shaft of the vehicle by the rotation of the output shaft of the transmission.
And a signal from a driven wheel rotation speed sensor 8 for detecting the rotation speed of the driven wheel of the vehicle.

そして、前記駆動輪回転数センサ７によって検出され
る駆動輪の回転数と、従動輪回転数センサ８によって検
出される従動輪の回転数とその差が所定値以上であると
きに、スリップを生じていると判断してコントロールユ
ニット６で演算される要求トルクに応じた補助スロット
ルバルブ３の制御開度に対応する駆動出力値を直流モー
タ２に出力して補助スロットルバルブ３を絞り制御し、
吸入空気量を自動的に減少させて、機関出力を低下させ
ることにより、スリップを抑制して走行性を安定させる
ようにしている。しかも、かかる制御において、スロッ
トルセンサ４からの信号に基づく現在のバルブ開度とそ
のとき設定された目標開度とを比較して、そのときのス
リップ状態に応じた最適な開閉速度が得られるようにフ
ィードバック制御を行っている。また、コントロールユ
ニット６では、スロットルセンサ４の自己診断も行って
いる。When the difference between the rotation speed of the driving wheel detected by the driving wheel rotation speed sensor 7 and the rotation speed of the driven wheel detected by the driven wheel rotation speed sensor 8 is greater than or equal to a predetermined value, a slip occurs. And outputs a drive output value corresponding to the control opening of the auxiliary throttle valve 3 according to the required torque calculated by the control unit 6 to the DC motor 2 to control the throttle of the auxiliary throttle valve 3,
By automatically reducing the intake air amount and lowering the engine output, slip is suppressed and the traveling performance is stabilized. Moreover, in such control, the current valve opening based on the signal from the throttle sensor 4 is compared with the target opening set at that time, so that an optimal opening / closing speed according to the slip state at that time can be obtained. Is performing feedback control. The control unit 6 also performs a self-diagnosis of the throttle sensor 4.

次に、かかるコントロールユニット６による本実施例
のフェールセーフ制御を第３図に示したフローチャート
に従って説明する。Next, the fail-safe control of this embodiment by the control unit 6 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップ（図ではＳと記す）１では、スロットルセン
サ４が正常か否か自己診断する。診断結果がNGのときは
ステップ２に進む。このステップ１が判定手段に相当す
る。In step (denoted by S in the figure) 1, a self-diagnosis is made as to whether or not the throttle sensor 4 is normal. When the diagnosis result is NG, the process proceeds to step 2. This step 1 corresponds to the determination means.

ステップ２では、ステップ１のNG判定が初回か否かを
判定し、初回のときはステップ３に進む。In step 2, it is determined whether or not the NG determination in step 1 is the first time.

ステップ３では、目標開度と、リターンスプリング５
のトルクに抗してその目標開度に補助スロットルバルブ
３を保持するために必要とする制御電流のデューティと
の関係を示す第４図のマップに基づき、現在の直流モー
タ駆動出力値、言い換えれば、制御電流のデューティ及
び電流方向を、設定されている目標開度に対応するデュ
ーティ及び電流方向に切換え設定する。尚、NG判定時の
電流方向は常にリターンスプリング５のスプリング力に
抗する方向となることは言うまでもない。このステップ
３が駆動出力値切換手段に相当する。In step 3, the target opening and the return spring 5
The current DC motor drive output value, in other words, based on the map of FIG. 4 showing the relationship between the control current and the duty required to hold the auxiliary throttle valve 3 at its target opening against the torque of FIG. Then, the duty and the current direction of the control current are switched and set to the duty and the current direction corresponding to the set target opening. Needless to say, the current direction at the time of the NG determination is always the direction against the spring force of the return spring 5. Step 3 corresponds to the drive output value switching means.

ステップ６では、ステップ３で設定された直流モータ
駆動出力値を出力する。In step 6, the DC motor drive output value set in step 3 is output.

そして、２回目からはステップ４に進み、ステップ３
で設定されたディーティを予め定めた一定の割合で零に
なるまで減少して補助スロットルバルブ３の開度を徐々
に開方向に変化させ初期状態の全開位置まで戻す。この
ステップ４が駆動出力値減少手段に相当する。Then, from the second time, the process proceeds to Step 4, and Step 3
Is decreased at a predetermined constant rate to zero, and the opening of the auxiliary throttle valve 3 is gradually changed in the opening direction to return to the initial fully opened position. This step 4 corresponds to the drive output value reducing means.

ステップ１の自己診断でOK判定されたときはステップ
５に進み、通常のトラクション制御が行われる。If the self-diagnosis in step 1 results in OK, the process proceeds to step 5, where normal traction control is performed.

このように、スロットルセンサ４等の異常時には、直
流モータの駆動出力値をそのときの目標開度に対応する
駆動出力値にして、そこから一定割合でデューティを減
少させることにより、常に同じような開度変化を持って
補助スロットルバルブ３を初期状態に戻すことができ
る。従って、従来のようにそのときの駆動出力値で挙動
が異なるということがなくフェールセーフ動作が安定し
安全性が向上する。In this way, when the throttle sensor 4 or the like is abnormal, the drive output value of the DC motor is set to the drive output value corresponding to the target opening at that time, and the duty is reduced at a constant rate from the drive output value. The auxiliary throttle valve 3 can be returned to the initial state with a change in the opening degree. Therefore, unlike the conventional case, the behavior does not differ depending on the drive output value at that time, the fail-safe operation is stabilized, and the safety is improved.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、異常発生により
スロットルバルブを初期状態に戻すフェールセーフ動作
時には、直流モータ駆動出力値を、その異常発生時点で
の目標開度に対応する駆動出力値から一定割合で零まで
減少させる構成としたので、フェールセーフ動作が安定
し安全性を向上できる。<Effect of the Invention> As described above, according to the present invention, the DC motor drive output value corresponds to the target opening at the time of occurrence of the abnormality during the fail-safe operation of returning the throttle valve to the initial state due to the occurrence of the abnormality. Since the drive output value is reduced to zero at a fixed rate, the fail-safe operation is stabilized and safety can be improved.

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

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例の構成を示す図、第３図は同上実施例の制
御動作を示すフローチャート、第４図は目標開度と直流
モータ駆動出力デューティとの関係を示す図、第５図
（Ａ），（Ｂ）は従来のフェールセーフ時の動作を説明
するための図である。 ２……直流モータ、３……補助スロットルバルブ、４…
…スロットルセンサ、５……リターンスプリング、６…
…コントロールユニットFIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart showing the control operation of the embodiment, and FIG. FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams for explaining a conventional fail-safe operation. 2 ... DC motor, 3 ... Auxiliary throttle valve, 4 ...
... Throttle sensor, 5 ... Return spring, 6 ...
…control unit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】内燃機関の吸気通路に介装され非駆動時に
所定の開度に復帰させるリターンスプリングを備えたス
ロットルバルブを開閉駆動する直流モータと、機関の要
求トルクに応じて設定された目標開度とスロットルバル
ブ開度検出手段で検出された実際のバルブ開度とを比較
してスロットルバルブ開度を目標開度に近づけるように
前記直流モータに出力する駆動出力値を設定する駆動出
力値設定手段と、設定された駆動出力値を前記直流モー
タに出力する直流モータ駆動手段とを備えてスロットル
バルブ開度をフィードバック制御するスロットルバルブ
開度制御装置において、前記スロットルバルブ開度検出
手段が正常か否かを判定する判定手段と、該判定手段が
異常判定したとき当該判定時における前記駆動出力値設
定手段の設定駆動出力値を当該判定時の目標開度に相当
する駆動出力値に切換える駆動出力値切換手段と、該駆
動出力値切換手段により切換え設定された駆動出力値を
一定の割合で零になるまで減じる駆動出力値減少手段と
を設けて構成したことを特徴とするスロットルバルブ開
度制御装置。1. A DC motor interposed in an intake passage of an internal combustion engine and provided with a return spring for returning to a predetermined opening when not driven to open and close a throttle valve, and a target set according to a required torque of the engine. A drive output value for setting a drive output value to be output to the DC motor so as to make the throttle valve opening closer to the target opening by comparing the opening with the actual valve opening detected by the throttle valve opening detecting means; A throttle valve opening control device that includes a setting unit and a DC motor driving unit that outputs a set drive output value to the DC motor, and that performs a feedback control of the throttle valve opening. Determining means for determining whether or not the drive output value setting means determines whether or not the drive output value setting means has determined that the abnormality has occurred; A drive output value switching means for switching the force value to a drive output value corresponding to the target opening at the time of the determination, and a drive for reducing the drive output value switched and set by the drive output value switching means to zero at a fixed rate. A throttle valve opening control device comprising an output value decreasing means.