JPH0826806B2 - Throttle opening control device for in-vehicle internal combustion engine - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車載内燃機関のスロットル開度制御装置に関
し、より具体的にはスロットル弁にパルスモータを連結
し、該モータを通じてスロットル弁を開閉制御する車載
内燃機関のスロットル開度制御装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a throttle opening control device for a vehicle-mounted internal combustion engine, and more specifically, a pulse motor is connected to a throttle valve, and the throttle valve is controlled to open and close through the motor. The present invention relates to a throttle opening control device for a vehicle-mounted internal combustion engine.

（従来の技術） 内燃機関の吸気路に配設されているスロットル弁にパ
ルスモータを連結し、機関の運転状態に応じてその開閉
を制御することは良く知られており、その一例として特
開昭60−35141号公報記載の技術を挙げることが出来
る。この技術においてはアクセルペダルとスロットル弁
との機械的連結を完全に切り離し、パルスモータの駆動
力のみによってスロットル弁を開閉しているが、これ以
外にもアクセルペダルとスロットル弁との機械的連結を
残したまま平行してスロットル弁にパルスモータを連結
し、アクセルペダル操作と独立に開閉制御する手法も良
く知られている。(Prior Art) It is well known to connect a pulse motor to a throttle valve arranged in an intake passage of an internal combustion engine and control the opening and closing thereof according to the operating state of the engine. The technique described in JP-A-60-35141 can be mentioned. In this technology, the mechanical connection between the accelerator pedal and the throttle valve is completely cut off, and the throttle valve is opened and closed only by the driving force of the pulse motor. A method is also well known in which a pulse motor is connected in parallel to the throttle valve while remaining, and opening / closing is controlled independently of the accelerator pedal operation.

（発明が解決しようとする課題） いづれの場合にせよ、パルスモータを介してスロット
ル弁を開閉駆動する限り、パルスモータの特性上からス
ロットル開度に対する吸気量がステップ状に変化するの
を避けられず、アクセルペダルを通じて開閉する場合に
得られる如き滑らかな変化は期待することが出来ない。
この階段状の変化の程度は、機関の吸気路のボア径（ス
ロットル弁の面積）及びパルスモータのステップ角によ
って決定される。この場合、吸気路ボア径については予
定する機関出力等の種々の要因から設計するものである
ことから、階段状の変化を解消するためにのみ変更する
ことは困難であり、又パルスモータに関しても極数を増
やす或いは減速ギヤ比を大きくする等の対策を考えるこ
とが出来るが、それとても限界があることは否定出来な
い。(Problems to be Solved by the Invention) In either case, as long as the throttle valve is opened and closed via the pulse motor, it is possible to prevent the intake air amount from changing stepwise from the throttle opening due to the characteristics of the pulse motor. No, you can't expect the smooth changes you get when opening and closing through the accelerator pedal.
The degree of this stepwise change is determined by the bore diameter (throttle valve area) of the intake passage of the engine and the step angle of the pulse motor. In this case, since the intake passage bore diameter is designed from various factors such as the planned engine output, it is difficult to change it only to eliminate the stepwise change, and also for the pulse motor. It is possible to consider measures such as increasing the number of poles or increasing the reduction gear ratio, but it cannot be denied that there is a limit.

従って、本発明の目的は従来技術の上述の欠点を解消
することにあり、パルスモータを介してスロットル弁を
駆動するに際してその開度を微小に制御することを可能
とする車載内燃機関のスロットル開度制御装置を提供す
ることにある。Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to open a throttle valve of an internal combustion engine for a vehicle, which makes it possible to minutely control the opening degree when driving the throttle valve via a pulse motor. To provide a degree control device.

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために本発明は第１図に示す如
く、車両運転席床面に配されたアクセルペダルの踏込量
を検出するアクセルペダル踏込量検出手段１、機関の運
転状態を検出する機関運転状態検出手段２、該機関運転
状態検出手段及び前記アクセルペダル踏込量検出手段の
出力を入力して機関吸気路に設けられたスロットル弁の
開度の目標値を設定するスロットル開度目標値設定手段
３、該スロットル開度目標値設定手段の出力を入力して
実開度との偏差を解消すべくパルスモータの指令値を演
算するモータ指令値演算手段４、該モータ指令値演算手
段の出力を入力して回転するパルスモータ５及び該パル
スモータに連結され、その回転に応じて機関吸気路を開
閉するスロットル弁６からなり、前記モータ指令値演算
手段は機関回転数が所定値以下のアイドル域に入ったと
き目標機関回転数と実機関回転数の偏差を求め、偏差が
所定範囲に入ったとき該スロットル弁の駆動をステップ
角による制御からデューティ制御に切り換える如く指令
値を演算する様にした車載内燃機関のスロットル開度制
御装置において、前記モータ指令値演算手段は、前記デ
ューティ制御の周期を、目標機関回転数と実機関回転数
の偏差が大きいほど短くする様に構成した。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention, as shown in FIG. 1, is an accelerator pedal depression amount detecting means for detecting the depression amount of an accelerator pedal arranged on a floor of a vehicle driver's seat. 1, an engine operating state detecting means 2 for detecting an operating state of the engine, an output of the engine operating state detecting means and the accelerator pedal depression amount detecting means are inputted, and a target of an opening degree of a throttle valve provided in an engine intake passage. A throttle opening target value setting means 3 for setting a value, and a motor command value calculating means for inputting an output of the throttle opening target value setting means to calculate a command value of a pulse motor to eliminate a deviation from an actual opening. 4, a pulse motor 5 that receives the output of the motor command value calculation means and rotates, and a throttle valve 6 that is connected to the pulse motor and that opens and closes an engine intake passage according to the rotation. The command value calculation means obtains a deviation between the target engine speed and the actual engine speed when the engine speed enters an idle range below a predetermined value, and when the deviation falls within a predetermined range, the throttle valve is driven by a step angle. In a throttle opening control device for a vehicle-mounted internal combustion engine, which calculates a command value so as to switch from control to duty control, the motor command value calculation means sets a cycle of the duty control to a target engine speed and an actual engine speed. The larger the deviation of, the shorter the length.

（作用） スロットル弁を適宜なデューティ比で駆動することに
よってパルスモータの１ステップ角未満に相当する分解
能を得ることが出来、よってスロットル開度を微少に制
御することが出来て吸気量を正確に制御することが出来
る。(Operation) By driving the throttle valve with an appropriate duty ratio, it is possible to obtain a resolution corresponding to less than one step angle of the pulse motor, and thus it is possible to control the throttle opening minutely and accurately the intake amount. It can be controlled.

更に、デューティ制御の周期を目標機関回転数と実機
関回転数の偏差に逆比例する様に設定することにより、
偏差が大きいときは迅速に偏差を解消することが出来
る。Further, by setting the duty control cycle so as to be inversely proportional to the deviation between the target engine speed and the actual engine speed,
When the deviation is large, it can be eliminated quickly.

（実施例） 以下、添付図面に即して本発明の実施例を説明する。
第２図は本発明に係る車載内燃機関のスロットル開度制
御装置を全体的に示す概略図であり、同図に従って説明
すると、符号10は内燃機関を示す。内燃機関10は吸気路
12を備えており、その先端側に取着されるエアクリーナ
14を介して導入された吸気は、前記したスロットル弁６
によって流量を調節されつつインテークマニホルド18に
入り、燃料噴射弁20を介して燃料の供給を受け、吸気弁
22が開閉する吸気ポートを通じて燃焼室24に流入する。
流入した混合気は、点火プラグ（図示せず）によって点
火されて燃焼し、ピストン26を駆動した後、排気弁28で
開閉される排気ポートを通ってエキゾーストマニホルド
30に入り、エキゾーストパイプ（図示せず）を経て機関
外に放出される。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 is an overall schematic view of a throttle opening control device for an on-vehicle internal combustion engine according to the present invention. When the description is made with reference to FIG. 2, reference numeral 10 indicates the internal combustion engine. Internal combustion engine 10 is an intake passage
12 equipped with an air cleaner attached to the tip side
The intake air introduced through 14 is the throttle valve 6 described above.
While adjusting the flow rate by the intake manifold 18, the fuel is supplied through the fuel injection valve 20, and the intake valve
It flows into the combustion chamber 24 through an intake port opened and closed by 22.
The air-fuel mixture that has flowed in is ignited by a spark plug (not shown) and burns, drives the piston 26, and then passes through an exhaust port that is opened and closed by an exhaust valve 28, and then an exhaust manifold.
It enters 30 and is discharged to the outside of the engine through an exhaust pipe (not shown).

又、該内燃機関が搭載される車両の運転室床面にはア
クセルペダル32が配置されており、該ペダルは図示しな
いスプリングによってアイドル位置に付勢されると共
に、運転者の踏込動作に応じて回動する。図示の如く、
該アクセルペダルとスロットル弁６との機械的連結は断
たれており、それに代えてスロットル弁の近傍には前記
したパルスモータ５が設けられる。該パルスモータは、
クラッチ機構及び減速ギヤ機構（図示せず）を介してス
ロットル弁の弁軸6aと連結して該弁を開閉駆動する。
尚、該スロットル弁軸6aにはリターンスプリング（図示
せず）が設けられており、スロットル弁を全閉方向に常
時付勢している。該スロットル弁の開度はポテンショメ
ータ等からなるスロットルセンサ40を通じて検出され
る。Further, an accelerator pedal 32 is arranged on the floor surface of a driver's cab of a vehicle in which the internal combustion engine is mounted, and the pedal is urged to an idle position by a spring (not shown), and according to a stepping operation of a driver. Rotate. As shown,
The mechanical connection between the accelerator pedal and the throttle valve 6 is cut off, and instead, the pulse motor 5 is provided near the throttle valve. The pulse motor is
It is connected to the valve shaft 6a of the throttle valve via a clutch mechanism and a reduction gear mechanism (not shown) to open and close the valve.
A return spring (not shown) is provided on the throttle valve shaft 6a to constantly urge the throttle valve in the fully closing direction. The opening degree of the throttle valve is detected by a throttle sensor 40 such as a potentiometer.

更に、吸気路12のスロットル弁下流の適宜位置には、
吸入空気の圧力を絶対圧力で検出する吸気圧センサ42が
設けられ、更にその下流側には吸入空気の温度を検出す
る吸気温センサ44が設けられると共に、スロットル弁の
上流側の適宜位置には大気圧を検出する大気圧センサ46
が設けられる。又、アクセルペダルの付近にはその踏込
量（アクセル開度）を検出する前記したアクセルペダル
踏込量検出手段たるアクセルセンサ48が設けられると共
に、燃焼室付近の適宜位置には冷却水温を検出する水温
センサ50が設けられ、更にディストリビュータ（図示せ
ず）内等の適宜位置には機関のクランク角度を検出する
クランク角センサ52が設けられ、他方トランスミッショ
ン（図示せず）の適宜位置にも車両の走行速度を検出す
る車速センサ54が設けられる。これらセンサの出力は制
御ユニット58に送出される。Furthermore, at an appropriate position downstream of the throttle valve of the intake passage 12,
An intake pressure sensor 42 that detects the pressure of the intake air as an absolute pressure is provided, and an intake temperature sensor 44 that detects the temperature of the intake air is provided further downstream thereof, and at an appropriate position upstream of the throttle valve. Atmospheric pressure sensor 46 to detect atmospheric pressure
Is provided. Further, an accelerator sensor 48, which is the above-mentioned accelerator pedal depression amount detecting means for detecting the depression amount (accelerator opening degree) of the accelerator pedal, is provided near the accelerator pedal, and a water temperature for detecting the cooling water temperature is provided at an appropriate position near the combustion chamber. A sensor 50 is provided, and a crank angle sensor 52 for detecting the crank angle of the engine is provided at an appropriate position in a distributor (not shown) or the like, while the vehicle travels at an appropriate position of a transmission (not shown). A vehicle speed sensor 54 for detecting the speed is provided. The outputs of these sensors are sent to the control unit 58.

更に、本制御装置においては、オルタネータ（図示せ
ず）のフィールド電流を検出するACGセンサ60、パワー
ステアリング（図示せず）の作動／不作動を検出するパ
ワステスイッチ62、エアコンディショナ（図示せず）の
作動／不作動を検出するエアコンスイッチ64、スタータ
（図示せず）の作動／不作動を検出するスタータスイッ
チ66、バッテリ（図示せず）の電圧を検出するバッテリ
電圧センサ68、シフトレバー（図示せず）のレンジ位置
を検出するレンジセレクタスイッチ70及びシフト位置
（ギヤ段）を検出するシフトポジションスイッチ72（例
えば、ミッション制御ユニットのソレノイド励磁信号を
参照して検出する）が設けられて制御ユニットに出力を
送ると共に、オートクルーズ制御のためにブレーキスイ
ッチ74、メインスイッチ76、セットスイッチ78及びリジ
ュームスイッチ80も設けられる。Further, in this control device, an ACG sensor 60 for detecting a field current of an alternator (not shown), a power steering switch 62 for detecting activation / deactivation of a power steering (not shown), and an air conditioner (not shown). ) Of the air conditioner switch 64 for detecting the operation / non-operation of the starter, a starter switch 66 for detecting the operation / non-operation of a starter (not shown), a battery voltage sensor 68 for detecting the voltage of a battery (not shown), a shift lever ( A range selector switch 70 for detecting a range position (not shown) and a shift position switch 72 for detecting a shift position (gear stage) (for example, detection by referring to a solenoid excitation signal of a mission control unit) are provided for control. The output is sent to the unit and the brake switch 74, main switch 76, and sec G Switch 78 and resume switch 80 is also provided.

第３図はこの制御ユニット58の詳細を示すが、該ユニ
ットにおいてスロットルセンサ40等のアナログ出力はレ
ベル変換回路88に入力され、そこで適宜レベルに変換さ
れた後マイクロ・コンピュータ90に入力され、そのA/D
変換回路90aでデジタル値に変換されてRAM90eに一時格
納される。又、クランク角センサ52等のデジタル出力は
波形整形回路92で波形整形されて入力ポート90bを介し
てマイクロ・コンピュータ内に入力される。マイクロ・
コンピュータにおいてCPU90cは、これらの入力からROM9
0dに格納されているプログラムに従って後述の如く制御
値を演算し、出力ポート90fを介して出力回路94に送
り、更にトランジスタ等からなる駆動回路96を介してパ
ルスモータ５を駆動し、よってスロットル弁６を開閉制
御する。尚、以上において、アクセルセンサ48を除くク
ランク角センサ52等が機関運転状態検出手段に、またマ
イクロ・コンピュータ90がスロットル開度目標値設定手
段及びモータ指令値設定手段に相当する。FIG. 3 shows the details of the control unit 58. In this unit, the analog output of the throttle sensor 40 or the like is input to a level conversion circuit 88, where it is converted to an appropriate level and then input to a microcomputer 90, A / D
It is converted into a digital value by the conversion circuit 90a and temporarily stored in the RAM 90e. Further, the digital outputs of the crank angle sensor 52 and the like are waveform-shaped by the waveform shaping circuit 92 and input into the microcomputer through the input port 90b. micro·
In the computer, the CPU90c can read the ROM9
A control value is calculated as described later according to the program stored in 0d and sent to the output circuit 94 through the output port 90f, and the pulse motor 5 is driven through the drive circuit 96 including a transistor and the like. 6 is controlled to open and close. In the above, the crank angle sensor 52 and the like excluding the accelerator sensor 48 correspond to the engine operating state detecting means, and the microcomputer 90 corresponds to the throttle opening target value setting means and the motor command value setting means.

続いて、第４図フロー・チャートを参照して本制御装
置の動作を説明する。Next, the operation of the present control device will be described with reference to the flow chart of FIG.

先ず、S10において装置各部をイニシャライズする。
尚、この動作は機関の始動時に行われ、その後はS12以
下の動作が所定時間、例えば10ms毎にループして繰り返
される。First, in S10, each part of the apparatus is initialized.
Note that this operation is performed at the time of starting the engine, and thereafter, the operation of S12 and thereafter is repeated in a loop for a predetermined time, for example, every 10 ms.

続いて、S12において前回演算した制御値を出力ルー
チン（図示せず）を介して出力し、続いてS14において
機関回転数等の制御パラメータを読み込んだ後、次のS1
6においてスロットル開度の基準開度θTHMを検索する。
これは、アクセル開度θAPと機関回転数NeとからROM90d
に格納されているマップを参照して検索する。Then, in S12, the control value calculated last time is output via an output routine (not shown), and subsequently, in S14, control parameters such as the engine speed are read, and then the next S1
In step 6, search for the reference opening θTHM of the throttle opening.
This is ROM90d from accelerator opening θAP and engine speed Ne.
Search by referring to the map stored in.

続いて、S18においてアイドル制御域にあるか否か判
断する。これはスタータスイッチ信号、レンジセレクタ
信号、車速、吸気圧力、スロットル開度及び機関回転数
等から判断し、特に機関回転数が適宜設定した減速回転
数以下でアイドル判別回転数以上である場合にアイドル
制御域にあると判断し、S20に進んでアイドル開度θidl
eを演算する。Subsequently, in S18, it is determined whether or not the vehicle is in the idle control area. This is judged from the starter switch signal, range selector signal, vehicle speed, intake pressure, throttle opening, engine speed, etc., and especially when the engine speed is below the appropriately set deceleration speed and above the idle discrimination speed. It is judged to be in the control range, and the routine proceeds to S20, where the idle opening θidl
Calculate e.

第５図はアイドル開度演算のサブルーチンを示すフロ
ー・チャートであり、同図に従って説明すると、先ずS1
00においてフィードバック制御用の目標回転数Nrefを検
索し、実際の機関回転数との偏差ＳNを算出する。第６
図は目標回転数Nrefを示す説明グラフであるが、図示の
如く目標回転数はＤレンジ又はＮレンジのいづれにある
かによって負荷の有無から異なった値が設定される。斯
る特性はROM90dにテーブルとして格納されており、水温
Twで検索する。本ステップにおいては同時に、算出した
偏差ＳNに応じて、カウンタ値Ｎを検索する。これは後
述の如く、制御周期を変えるためである。即ち、本制御
動作の周期は原則的に10msであるが、フィードバックモ
ードとデューティモードに入るときは100〜500msと長く
するため、本ステップでその際に周期を基本周期の何倍
（前記Ｎ）とするか偏差に応じて検索しておくものであ
る。具体的には前記ROM内に図示しないテーブルが格納
されており、それを偏差から検索する。而して、該テー
ブルにおいては偏差に逆比例して周期が設定されてお
り、即ち偏差が小さいときは緩慢な制御で足りるので長
く、大きいときは迅速に差を解消するため短くなる様に
設定されている。従って、Ｎの値は例えば50とすると、
基本周期の50倍たる500msを制御周期とすることを意味
する。FIG. 5 is a flow chart showing a subroutine for calculating the idle opening degree.
At 00, the target rotational speed Nref for feedback control is searched, and the deviation SN from the actual engine rotational speed is calculated. Sixth
The figure is an explanatory graph showing the target rotation speed Nref, but as shown in the figure, the target rotation speed is set to a different value depending on whether the load is in the D range or the N range. These characteristics are stored in ROM90d as a table,
Search with Tw. At the same time, in this step, the counter value N is searched according to the calculated deviation SN. This is because the control cycle is changed as described later. That is, the cycle of this control operation is 10 ms in principle, but when entering the feedback mode and the duty mode, the cycle is set to 100 to 500 ms. Therefore, in this step, the cycle is multiplied by the basic cycle (N above). Or search according to the deviation. Specifically, a table (not shown) is stored in the ROM, and the table is searched from the deviation. Thus, in the table, the period is set in inverse proportion to the deviation, that is, when the deviation is small, slow control is sufficient so that it is long, and when it is large, the cycle is set to be short so as to quickly eliminate the difference. Has been done. Therefore, if the value of N is 50, for example,
This means that the control cycle is 500 ms, which is 50 times the basic cycle.

続いて、S102において水温増量補正θTWをROM内のテ
ーブルから検索し、次いでS104にエアコンディショナ等
の負荷増量補正θLOADを同様にテーブルから検索する。
これらの値は、適宜設定しておく。Subsequently, in S102, the water temperature increase correction θTW is searched from the table in the ROM, and then in S104, the load increase correction θLOAD of the air conditioner or the like is similarly searched from the table.
These values are set appropriately.

続いて、S106において機関回転数Neが適宜設定した基
準低回転数ＮLOPを超えているか否か判断し、超えてい
ない場合にはS108に進んて非常用のスロットル開度を出
力して機関回転数を迅速に上昇させる。これは、発進乃
至はパニックブレーキによって通常の制御ではあり得な
い様な低回転に陥った場合の非常対策である。Subsequently, in S106, it is determined whether the engine speed Ne exceeds the appropriately set reference low speed NLOP, and if not, the process proceeds to S108 to output the emergency throttle opening and output the engine speed. To rise quickly. This is an emergency measure when the vehicle starts to move or the panic brake causes a low rotation speed that cannot be achieved by normal control.

S106で肯定された場合、続いてS110においてダッシュ
ポット制御が必要か否か判断し、必要と判断された場合
にはS112に進んで機関回転数を徐々に低下させて急激な
負圧変化を回避する。これは主として未燃焼ガスの排出
を防止するためである。尚、ダッシュポット制御が必要
か否かは機関回転数の変化から判断する。If the result in S106 is affirmative, then it is determined in S110 whether or not dashpot control is necessary. If it is determined that it is necessary, the process proceeds to S112, in which the engine speed is gradually reduced to avoid a sudden negative pressure change. To do. This is mainly to prevent discharge of unburned gas. Whether or not the dashpot control is necessary is determined from the change in the engine speed.

S110において否定された場合にはフィードバック制御
乃至はデューティ制御に入ることになる。而して、その
場合には制御周期を変更することから、先ずS114におい
て該制御に入るのが初めてか否か判断し、肯定される場
合S116に進んで偏差ＳNがデューティ制御許容回転数ＮD
UTY内に入ったか否か判断し、然らざる場合にはS118に
おいてS100で検索したＮをカウントCidleにセットし、S
120において通常のフィードバック制御を行う。フィー
ドバック制御においては、スロットル開度は、適宜設定
するフィードバック基本量θFBに前述の水温及び負荷増
量補正θTW,θLOADを合算して決定する。而して、S116
において偏差が許容回転範囲内に入ったと判断されたと
きは続いてS122に進み、水温Twがデューティ制御許容水
温TwDUTYを超えているか否か判断し、超えていない場合
はフィードバック制御に止まると共に、超えている場合
はS124においてＮをカウンタCidleにセットした後、S12
6に進んでデューティ制御に移行する。即ち、本制御動
作においては、実回転数と目標回転数との偏差が僅少と
なるまではフィードバック制御を行うと共に、偏差が僅
かになった時点で後述のデューティ制御に移行し、更に
スロットル開度を微少制御する。その意味からデューテ
ィ制御許容回転数ＮDUTYは、例えば150rpm等の僅かな値
とする。又、この場合、S122で水温を判断するのは低水
温状態においては補正増量が大きいことから精緻なデュ
ーティ制御を行う意味がないからであり、従ってこの水
温TwDUTYは、それを判別するに足る程の値を適宜設定す
る。If the result in S110 is negative, the feedback control or duty control is entered. In this case, the control cycle is changed. Therefore, it is first determined in S114 whether or not the control is entered for the first time, and if affirmative, the routine proceeds to S116, where the deviation SN is the allowable duty control rotation speed ND.
It is determined whether the UTY is entered, and if not, the N searched in S100 in S118 is set in the count Cidle, and S is set.
At 120, normal feedback control is performed. In the feedback control, the throttle opening is determined by adding the feedback basic amount θFB set appropriately and the above-mentioned water temperature and load increase corrections θTW, θLOAD. Thus, S116
When it is determined that the deviation is within the allowable rotation range in S, the process proceeds to S122, where it is determined whether the water temperature Tw exceeds the duty control allowable water temperature TwDUTY. If so, after setting N in the counter Cidle in S124, S12
Go to 6 and shift to duty control. That is, in this control operation, feedback control is performed until the deviation between the actual rotation speed and the target rotation speed becomes small, and when the deviation becomes small, the duty control described below is performed and the throttle opening Fine control. In that sense, the duty control permissible rotation speed NDUTY is set to a small value such as 150 rpm. Further, in this case, the reason why the water temperature is determined in S122 is that there is no point in performing precise duty control because the correction increase amount is large in the low water temperature state, so this water temperature TwDUTY is sufficient to determine it. The value of is set appropriately.

第７図はデューティ制御のサブルーチンを示すフロー
・チャートであるが、このフロー・チャートの説明に入
る前に、第８図及び第９図を参照してこのデューティ制
御を概略的に説明する。第８図においてその下方に示す
如く、実際の機関回転数が目標回転数に接近して偏差が
僅かになった時点でデューティ制御に入ることは先に述
べた通りであるが、この制御はそれまでのフィードバッ
ク制御（乃至はLOPモード、DPモード）がパルスモータ
の回転量を１ステップ角以上とするのに対し、それより
微小な１ステップ角未満の回転を制御し、よって機関回
転数を微小に制御するものである。即ち、あるステップ
角ｎ及びその次のステップ角ｎ＋１について制御周期の
中途で回転方向を切り換え、結果として破線で示す如
く、１ステップ角未満の回転を可能とする。尚、実施例
においては１ステップ角はスロットル開度に換算して0.
36度に相当する。又、第８図において制御周期は、フィ
ードバック制御もデューティ制御も共に、前記したＮの
値に応じて100〜500msと長くなっていることは先に述べ
た通りである。FIG. 7 is a flow chart showing a subroutine for duty control. Before entering this flow chart, the duty control will be schematically described with reference to FIGS. 8 and 9. As shown in the lower part of FIG. 8, the duty control is started when the actual engine speed approaches the target speed and the deviation becomes slight, as described above. While the feedback control up to (or LOP mode, DP mode) makes the rotation amount of the pulse motor 1 step angle or more, it controls the rotation that is smaller than 1 step angle, and thus the engine rotation speed is minute. To control. That is, the rotation direction is switched in the middle of the control cycle for a certain step angle n and the next step angle n + 1, and as a result, as shown by the broken line, rotation of less than one step angle is possible. In the embodiment, one step angle is converted to a throttle opening of 0.
Equivalent to 36 degrees. Further, as described above, the control cycle in FIG. 8 is as long as 100 to 500 ms depending on the value of N, both for the feedback control and the duty control.

第９図はこの制御を更に詳細に説明するものである
が、理解の便宜上、前記パルスモータを同図（ａ）に示
す如く、φ１〜φ４からなる４相とする。同図（ｂ）は
通常の２相励磁の例を示しており、これは周知の如く、
所定の方向、例えば正方向に回転させる際にはφ１〜φ
４を２相づつ励磁して行うものである。而して、同図
（ｃ）は本発明に係るデューティ制御を示しており、こ
の場合には例えば、φ4,1と励磁した後にφ1,2を励磁し
て正方向に回転させ、続いて、再びφ4,1を励磁させて
行う。この結果、パルスモータは、正転方向に隣接する
φ2,3が励磁されることなく、逆転方向にあるφ4,1が励
磁されるため、逆転する。続いて、φ1,2を励磁すれば
再び正方向に反転することとなり、以上の如く、任意の
相を中心としてその左右の相を交互に励磁することによ
り、パルスモータを１ステップ角の範囲内で振らせるこ
とが出来る。この場合、図示の如く、φ1,2を励磁する
時間をｔ、全体を周期Ｔとすればデューティ制御と把ら
えることが出来、デューティ＝t/T×100％として把らえ
ることが出来る。従って、t/Tを適宜決定することによ
り、第８図上部に破線で示す如く、１ステップ角未満の
範囲において所望の回転量を得ることが出来る。FIG. 9 explains this control in more detail, but for convenience of understanding, the pulse motor is assumed to have four phases of φ1 to φ4 as shown in FIG. FIG. 2B shows an example of ordinary two-phase excitation, which is well known.
Φ1 to φ when rotating in a predetermined direction, for example, the forward direction
4 is excited every two phases. Thus, FIG. 7C shows duty control according to the present invention. In this case, for example, after exciting φ4,1, φ1 and 2 are excited to rotate in the positive direction, and then, Excitation of φ4,1 is performed again. As a result, the pulse motor rotates in the reverse direction because φ2,3 adjacent in the forward direction is not excited but φ4,1 in the reverse direction is excited. Then, if φ1 and 2 are excited, it will be inverted in the positive direction again. As described above, by alternately exciting the right and left phases centering on an arbitrary phase, the pulse motor is within the range of one step angle. You can shake it with. In this case, as shown in the figure, if the time for exciting φ1,2 is t and the entire period is T, it can be understood as duty control, and can be understood as duty = t / T × 100%. Therefore, by appropriately determining t / T, a desired amount of rotation can be obtained within the range of less than one step angle as shown by the broken line in the upper part of FIG.

更に、第９図（ｄ）は２ステップ角の範囲に亘ってデ
ューティ制御する例を示す。この場合は、例えばφ1,2
と励磁した後、φ2,3、φ3,4と励磁し、続いてφ2,3、
φ1,2と逆方向に励磁した後再びφ2,3と正方向に励磁す
る。従って、この例においても、t/Tを適宜設定するこ
とにより２ステップ角の範囲において所望の回転量を得
ることが出来る。又、同様にして３ステップ角の範囲に
亘る制御が可能であることは云うまでもないであろう。
尚、以上においてデューティの分解能は具体的には、制
御周期（CPU同期タイミング）／周期Ｔ×100％で表わさ
れ、その最小値は例えば、10ms/500ms×100＝２％とす
る。Further, FIG. 9 (d) shows an example in which duty control is performed over a range of two step angles. In this case, for example, φ1,2
After being excited with φ2,3, φ3,4, then φ2,3,
After being excited in the opposite direction to φ1,2, it is again excited in the positive direction as φ2,3. Therefore, also in this example, a desired rotation amount can be obtained in the range of the two-step angle by appropriately setting t / T. It goes without saying that the control over the range of 3 step angles is possible in the same manner.
In the above description, the duty resolution is specifically represented by control cycle (CPU synchronization timing) / cycle T × 100%, and its minimum value is, for example, 10 ms / 500 ms × 100 = 2%.

而して、第７図フロー・チャートに戻って説明する
と、S200において水温Twから周期Ｔを検索する。第10図
に示す如く、周期は水温に比例して設定されており、斯
る特性はROM内にテーブルとして格納される。水温が高
くなる程周期を長くするのは、第６図に示した如く、目
標回転数が水温に逆比例して設定されているためであ
る。即ち、機関回転数は低くなればなる程スロットル開
度が変化した際の吸気量の変動量が大きくなることか
ら、周期を短くして微細に制御する必要がある故であ
る。Then, returning to the flow chart of FIG. 7, for explanation, the cycle T is searched from the water temperature Tw in S200. As shown in FIG. 10, the cycle is set in proportion to the water temperature, and such characteristics are stored in the ROM as a table. The reason why the cycle is made longer as the water temperature becomes higher is that the target rotational speed is set in inverse proportion to the water temperature as shown in FIG. That is, the lower the engine speed, the greater the amount of change in the intake air amount when the throttle opening changes, and therefore the period must be shortened for fine control.

続いて、S202において偏差ＳNから前述のｔ（オン時
間）を演算すると共に、ステップ角数を検索する。第11
図に偏差に対応したステップ角数を示す。ステップ角を
偏差に比例させたのは云うまでもなく、偏差が大きい程
ステップ角数を大きくするのが望ましいからであり、図
示例について云えば、偏差50〜99rpmでは２ステップ角
の範囲でデューティ制御を行うことになる。この特性も
ROM内にテーブルとして格納される。Then, in S202, the above-mentioned t (ON time) is calculated from the deviation SN and the step angle number is searched. 11th
The figure shows the number of step angles corresponding to the deviation. It is needless to say that the step angle is made proportional to the deviation, and it is desirable that the larger the deviation is, the larger the step angle number is. For the illustrated example, when the deviation is 50 to 99 rpm, the duty is within the range of 2 step angles. Will be controlled. This characteristic also
Stored as a table in ROM.

再び、第５図フロー・チャートに戻ると、S122におい
ていづれかのモード（S108,112,120,126）で決定された
制御値をアイドル制御用開度θidleとしてメインルーチ
ンに戻る。尚、S114で否定されたときはS130に移行して
カウンタ値をデクリメントし、続いてS132でカウンタ値
が零に達したと判断されるまでループする度にS128にジ
ャンプして制御値を変えることなくメインルーチンに戻
る。而して、S132において零に達したと判断されるとき
はS116に移行し、フィードバックモード或いはデューテ
ィモードに進んで制御値を新たに決定する。即ち、第４
図メインルーチンが10msでループされているため、第５
図サブルーチンにおいて一旦フィードバックモード（或
いはデューティモード）に進んで制御周期が500ms等と
長くされたときは、その周期の最初に一度制御値を決定
すればその後はそれを踏襲するのみで変えることなく50
0msが経過するのを待つものである。Returning to the flow chart of FIG. 5 again, the control value determined in one of the modes (S108, 112, 120, 126) in S122 is returned to the main routine as the idle control opening θidle. When the result in S114 is negative, the program proceeds to S130, in which the counter value is decremented, and subsequently, in S132, the control value is changed by jumping to S128 each time looping is performed until it is determined that the counter value has reached zero. Return to the main routine without. When it is determined in S132 that the value has reached zero, the process proceeds to S116, the feedback mode or the duty mode is entered, and the control value is newly determined. That is, the fourth
Fig. 5 Main routine is looped at 10ms
In the subroutine shown in the figure, when the control mode is once advanced to the feedback mode (or duty mode) and the control cycle is lengthened to 500ms, etc., once the control value is determined at the beginning of that cycle, it is followed without any change.
It waits for 0ms to elapse.

更に、第４図に戻ると、S18においてアイドル制御域
にないと判断された場合はS22に進み、所定の開度θidl
e−refをもってアイドル開度とする。この所定開度は例
えば、アイドル制御での上限開度たる10度（但し、WOT
＝84度）とする。Further, returning to FIG. 4, when it is determined in S18 that the engine is not in the idle control range, the process proceeds to S22, and the predetermined opening θidl
E-ref is used as the idle opening. This predetermined opening is, for example, 10 degrees (however, WOT
= 84 degrees).

続いて、S24においてオートクルーズ制御域にあるか
否か判断する。これは、前記したブレーキスイッチ74、
メインスイッチ76等の出力信号から判断する。而して、
クルーズ制御域にあると判断された場合はS26において
設定車速を保つべく適宜オートクルーズ開度θcruを演
算すると共に、然らざる場合はS28においてオートクル
ーズ開度を零とする。Subsequently, in S24, it is determined whether or not it is in the automatic cruise control range. This is the brake switch 74,
Judge from the output signal of the main switch 76 and the like. Therefore,
When it is determined that the vehicle is in the cruise control range, the automatic cruise opening θcru is calculated as appropriate to maintain the set vehicle speed in S26, and otherwise, the automatic cruise opening is set to zero in S28.

続いて、S30において目標開度θTHOを算出する。これ
は、それまでに算出した開度、即ち、基準開度θTHM、
アイドル開度θidle、オートクルーズ開度θcruの中か
ら最大値を選んで行う。斯く最大値を採ることによっ
て、アイドル制御域とオートクルーズ制御域等が重複す
る運転状態においても、それらの全てを満足するスロッ
トル開度を実現することが出来る。尚、選択した最大値
は開度で示されているので、本ステップにおいて所定数
（１パルス当りの開度）で割ってパルス数に変換する。Then, in S30, the target opening θTHO is calculated. This is the opening calculated up to that point, that is, the reference opening θTHM,
The maximum value is selected from the idle opening θidle and the auto cruise opening θcru. By taking such a maximum value, even in an operating state where the idle control range and the auto cruise control range and the like overlap, it is possible to realize a throttle opening degree that satisfies all of them. Since the selected maximum value is indicated by the opening degree, it is converted into the number of pulses by dividing by the predetermined number (opening degree per pulse) in this step.

最後に、S32に進んで目標値と現在開度との差を算出
して制御値θCMD（変位量）を決定し、再びS12にループ
する。Finally, the process proceeds to S32, the difference between the target value and the current opening is calculated to determine the control value θCMD (displacement amount), and the process loops back to S12.

本実施例においては上記の如く、フィードバック制御
を通じてスロットル開度を目標値に収束させると共に、
偏差が微小となった後はスロットル弁自体をデューティ
制御して振動させ、よって１ステップ角未満の回転を得
る如くに構成したので、所望のスロットル開度を精緻に
実現することが出来る。In this embodiment, as described above, the throttle opening is converged to the target value through the feedback control, and
After the deviation becomes small, the throttle valve itself is duty-controlled and vibrated, so that the rotation of less than one step angle is obtained, so that the desired throttle opening degree can be precisely realized.

尚、本発明をアクセルペダルとスロットル弁との機械
的連結が完全に切り離された機構について説明して来た
が、本発明は機械的連結を残したままパルスモータを追
加的に設けたものについても妥当することは云うまでも
ない。Although the present invention has been described with respect to a mechanism in which the mechanical connection between the accelerator pedal and the throttle valve is completely disconnected, the present invention relates to a mechanism in which a pulse motor is additionally provided while leaving the mechanical connection. Needless to say, this is also appropriate.

（発明の効果） 請求項１項に記載した車載内燃機関のスロットル開度
制御装置においてモータ指令値演算手段は、前記デュー
ティ制御の周期を、目標機関回転数と実機関回転数の偏
差が大きいほど短くする様にしたことか、偏差が大きい
ときは迅速に解消して目標値に早期に収束させることが
出来ると共に、偏差が小さいときは緩慢に解消して回転
数の変動を必要最小限に抑えることが出来る。又、請求
項２項に記載した装置にあっては、１回のデューティ制
御におけるスロットル開度の変化量を大きくとることが
でき、偏差が大きいとき、その解消速度を一層上げるこ
とができ、一層迅速に目標値に収束させることができ
る。(Effect of the Invention) In the throttle opening control device for an on-vehicle internal combustion engine according to claim 1, the motor command value calculation means sets the cycle of the duty control as the deviation between the target engine speed and the actual engine speed increases. If the deviation is large, it can be quickly resolved to quickly converge to the target value, and if the deviation is small, it can be slowly resolved to minimize fluctuations in the rotational speed. You can In the device according to the second aspect, the amount of change in the throttle opening in one duty control can be made large, and when the deviation is large, the elimination speed can be further increased. The target value can be quickly converged.

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

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明に係
る車載内燃機関のスロットル開度制御装置を全体的に示
す概略図、第３図はその中の制御ユニットの詳細を示す
ブロック図、第４図は該装置の動作を示すフロー・チャ
ート、第５図はその中のアイドル開度演算サブルーチン
を示すフロー・チャート、第６図はその演算に使用する
目標回転数の特性を示す説明グラフ、第７図は第６図の
デューティ制御サブルーチンを示すフロー・チャート、
第８図はデューティ制御を説明する波形図、第９図は同
様にデューティ制御を説明するタイミングチャート、第
10図は第７図フロー・チャートで演算に使用する周期の
特性を示す説明グラフ及び第11図は同様にその中で演算
に使用するステップ角数の特性を示す説明グラフであ
る。 １……アクセルペダル踏込量検出手段（アクセルセンサ
48）、２……機関運転状態検出手段（クランク角センサ
52等）、３……スロットル開度目標値設定手段（マイク
ロ・コンピュータ90）、４……モータ指令値演算手段
（マイクロ・コンピュータ90）、５……パルスモータ、
６……スロットル弁、10……内燃機関、12……吸気路、
32……アクセルペダル、40……スロットルセンサ、42…
…吸気圧センサ、44……吸気温センサ、46……大気圧セ
ンサ、48……アクセルセンサ、50……水温センサ、52…
…クランク角センサ、54……車速センサ、58……制御ユ
ニット、60……ACGセンサ、62……パワステスイッチ、6
4……エアコンスイッチ、66……スタータスイッチ、68
……バッテリ電圧センサ、70……レンジセレクタスイッ
チ、72……シフトポジションスイッチ、74……ブレーキ
スイッチ、76……ACメインスイッチ、78……ACセットス
イッチ、80……ACリジュームスイッチ、90……マイクロ
・コンピュータFIG. 1 is a diagram corresponding to the claims of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing an overall throttle opening control device for an on-vehicle internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 3 is a block showing details of a control unit therein. 4 and 5 are flow charts showing the operation of the device, FIG. 5 is a flow chart showing an idle opening calculation subroutine therein, and FIG. 6 is a characteristic of the target rotational speed used for the calculation. Explanatory graph, FIG. 7 is a flow chart showing the duty control subroutine of FIG. 6,
FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the duty control, and FIG. 9 is a timing chart for similarly explaining the duty control.
FIG. 10 is an explanatory graph showing the characteristic of the cycle used for the calculation in the flow chart of FIG. 7, and FIG. 11 is an explanatory graph showing the characteristic of the step angle number used for the calculation in the same. 1. Accelerator pedal depression amount detecting means (accelerator sensor
48), 2 ... Engine operating state detecting means (crank angle sensor)
52 etc.), 3 ... Throttle opening target value setting means (microcomputer 90), 4 ... Motor command value calculation means (microcomputer 90), 5 ... Pulse motor,
6 ... Throttle valve, 10 ... Internal combustion engine, 12 ... Intake passage,
32 …… accelerator pedal, 40 …… throttle sensor, 42…
Intake pressure sensor, 44 ... Intake temperature sensor, 46 ... Atmospheric pressure sensor, 48 ... Accelerator sensor, 50 ... Water temperature sensor, 52 ...
… Crank angle sensor, 54 …… Vehicle speed sensor, 58 …… Control unit, 60 …… ACG sensor, 62 …… Power steering switch, 6
4 …… Air conditioner switch, 66 …… Starter switch, 68
...... Battery voltage sensor, 70 ...... Range selector switch, 72 ...... Shift position switch, 74 …… Brake switch, 76 …… AC main switch, 78 …… AC set switch, 80 …… AC resume switch, 90 …… Micro computer

フロントページの続き (72)発明者 川口 祐治 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−109259（ＪＰ，Ａ)Front page continuation (72) Inventor Yuji Kawaguchi 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama, Honda R & D Co., Ltd. (56) References JP-A-63-109259 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】a.車両運転席床面に配されたアクセルペダ
ルの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量検出手段、 b.機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段、 c.該機関運転状態検出手段及び前記アクセルペダル踏込
量検出手段の出力を入力して機関吸気路に設けられたス
ロットル弁の開度の目標値を設定するスロットル開度目
標値設定手段、 d.該スロットル開度目標値設定手段の出力を入力して実
開度との偏差を解消すべくパルスモータの指令値を演算
するモータ指令値演算手段、 e.該モータ指令値演算手段の出力を入力して回転するパ
ルスモータ、 及び f.該パルスモータに連結され、その回転に応じて機関吸
気路を開閉するスロットル弁、 からなり、前記モータ指令値演算手段は機関回転数が所
定値以下のアイドル域に入ったとき目標機関回転数と実
機関回転数の偏差を求め、偏差が所定範囲に入ったとき
該スロットル弁の駆動をステップ角による制御からデュ
ーティ制御に切り換える如く指令値を演算する様にした
車載内燃機関のスロットル開度制御装置において、前記
モータ指令値演算手段は、前記デューティ制御の周期
を、目標機関回転数と実機関回転数の偏差が大きいほど
短くすることを特徴とする車載内燃機関のスロットル開
度制御装置。Claims: 1. a. Accelerator pedal depression amount detecting means for detecting the depression amount of an accelerator pedal arranged on the floor of the vehicle driver's seat; b. Engine operating state detecting means for detecting the operating state of the engine; c. The engine Throttle opening target value setting means for inputting the outputs of the operating state detecting means and the accelerator pedal depression amount detecting means to set the target value of the opening degree of the throttle valve provided in the engine intake passage, d. Motor command value calculation means that inputs the output of the target value setting means and calculates the command value of the pulse motor to eliminate the deviation from the actual opening, e. Input the output of the motor command value calculation means and rotate A pulse motor, and f. A throttle valve that is connected to the pulse motor and opens and closes the engine intake passage according to the rotation of the pulse motor, and the motor command value calculation means enters the idle region where the engine speed is below a predetermined value. Time A deviation between the standard engine speed and the actual engine speed is obtained, and when the deviation falls within a predetermined range, a command value is calculated so as to switch the drive of the throttle valve from the control by the step angle to the duty control. In the throttle opening control device, the motor command value computing means shortens the duty control cycle as the deviation between the target engine speed and the actual engine speed becomes larger. Control device. 【請求項２】前記モータ指令値演算手段は、前記デュー
ティ制御を所定のステップ角範囲で行うと共に、そのス
テップ角範囲を、目標機関回転数と実機関回転数の偏差
が大きいほど大きくすることを特徴とする請求項１記載
の車載内燃機関のスロットル開度制御装置。2. The motor command value calculation means performs the duty control within a predetermined step angle range, and increases the step angle range as the deviation between the target engine speed and the actual engine speed increases. The throttle opening control device for a vehicle-mounted internal combustion engine according to claim 1.