JPS60173327A - Drive device for linkless throttle valve actuator - Google Patents
Drive device for linkless throttle valve actuatorInfo
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- JPS60173327A JPS60173327A JP2764284A JP2764284A JPS60173327A JP S60173327 A JPS60173327 A JP S60173327A JP 2764284 A JP2764284 A JP 2764284A JP 2764284 A JP2764284 A JP 2764284A JP S60173327 A JPS60173327 A JP S60173327A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はアクセルペダルとスロットルバルブとをリン
クで連結することなく、アクセルペダルの踏み角度に対
応したスロットルバルブ開度になるようにスロットルア
クチュエータに駆動信号を力える駆動装置に関する。Detailed Description of the Invention The present invention provides a drive device that applies a drive signal to a throttle actuator so that the throttle valve opening corresponds to the depression angle of the accelerator pedal, without connecting the accelerator pedal and the throttle valve with a link. Regarding.
く背景〉
この種のリンクレススロットルアクチーエータ駆動装置
として第１図に示すものが提案されている。即ちアクセ
ルペダル１１の踏み角度が位置検出器１２で電気信号と
して検出されて制御回路１３へ入力される。一方スロ、
トルバルブ１４の開度が位置検出器１５で電気信号とし
て検出器れて制御回路１３へ入力される。制御回路１３
はこれら両入力電気信号が等ｊ〜くなるように、つまり
アクセルにダル１１の踏み角度に対応したスロットルバ
ルブ１４の開度となるように、スロットルアクチェエー
タ１６に駆動信号を匂える。スロットル−，７” りｆ
ｖエータ１６は一般には直流サーボモータの動力源】
７とそのモータの回転を減速する歯車列１８との組合せ
よりなる。Background> As this type of linkless throttle actuator drive device, the one shown in FIG. 1 has been proposed. That is, the depression angle of the accelerator pedal 11 is detected as an electrical signal by the position detector 12 and inputted to the control circuit 13 . On the other hand, slot
The opening degree of the torque valve 14 is detected as an electric signal by a position detector 15 and inputted to the control circuit 13. Control circuit 13
sends a drive signal to the throttle actuator 16 so that these two input electric signals are equal to each other, that is, so that the opening degree of the throttle valve 14 corresponds to the depression angle of the accelerator pedal 11. Throttle - 7"
The v-eater 16 is generally a power source for a DC servo motor]
7 and a gear train 18 that decelerates the rotation of the motor.
制御回路Ｊ３はアナログ回路であるが、マイクロコンビ
ーータを用いたデジタル処理のものも提案されている。The control circuit J3 is an analog circuit, but a digital processing circuit using a microconbeater has also been proposed.
それを機能的に第２図乃至第４図に示す。第２図は位置
検出器１２．１５の各出力電気信号の偏差を差手段１９
で得てその偏差信号を増幅器２１で増幅してアクチュエ
ータ１６に駆動信号として与える。第３図に偏差信号の
増幅出力を位相補償回路２２を通し、更に増幅器２３で
増幅してナフチ−エータ１６へ供給する。制御利得を上
げ応答性をよくシ、シかも位相補償回路２２を用いてハ
ンチングが生じないようにしている。It is functionally shown in FIGS. 2 to 4. FIG. 2 shows the deviation of each output electric signal of the position detector 12.
The deviation signal is amplified by an amplifier 21 and applied to the actuator 16 as a drive signal. In FIG. 3, the amplified output of the deviation signal is passed through a phase compensation circuit 22, further amplified by an amplifier 23, and supplied to a naphitter 16. The control gain is increased to improve responsiveness and the phase compensation circuit 22 is used to prevent hunting from occurring.
第４図は第３図の構成に、更にスロットルバルブ１４の
バルブ開閉角速度又はアクチュエータ１６のモータの角
速度を角速度検出器２４で検出し、その角速度信号と増
幅器２１の出力との差を差手段２５でとシ、その差出力
を増幅器２６を通じて位相補償回路２２へ供給する。こ
れらにおいて増幅度、位相補償、帰還の一定数を最適に
設定することによりアクセルペダル１１の制御により発
せられる時間と共に連続的に変化するバルブ開度指令に
対し、スＩ：Ｊ、ｙ トルバルブ１４の開度が良好に追
従し、つまり定常偏差が小さく、即応性が良く追従応答
する制御が可能となる。FIG. 4 shows the configuration of FIG. 3, in which the valve opening/closing angular velocity of the throttle valve 14 or the angular velocity of the motor of the actuator 16 is detected by an angular velocity detector 24, and the difference between the angular velocity signal and the output of the amplifier 21 is detected by a difference means 25. Then, the difference output is supplied to the phase compensation circuit 22 through the amplifier 26. By optimally setting the amplification degree, phase compensation, and constant number of feedback in these, the valve opening command that continuously changes with time issued by the control of the accelerator pedal 11 is It is possible to perform control in which the opening degree follows well, that is, the steady-state deviation is small, and the follow-up response is quick and responsive.
しかしながら、これら第２図乃至第４図に示した従来の
スロットルアクチュエータ駆動装置において人力がステ
ップ的に掬えられると、オーバーシーートの問題が生じ
る。このような問題が生じるのは例えば次のような場合
である。即ち第５図に示すように位置検出器１２からの
アクセルペダルの踏み角度を示ず信号がデノクルコンピ
ーータの制（財）部２７に人力されると共に、制御部２
７に各種センサからの信号２８が入力され、制御部２７
は例えば燃料の消費が最適となるようになど、目的に対
応１〜で最適となるようにスロットルバルブ１４を制衛
１するためのバルブ開度指令を、スロットノシアクヂー
エータ、駆動装置２９へ与える。スロノ］・ルアクチユ
ニーク駆動装置２９は第２図乃至第４図鑓：示す、駆動
装置の何れかである。However, in the conventional throttle actuator drive devices shown in FIGS. 2 to 4, when human power is absorbed in steps, an overseat problem occurs. Such a problem may occur, for example, in the following cases. That is, as shown in FIG. 5, a signal indicating the depression angle of the accelerator pedal from the position detector 12 is manually inputted to the control section 27 of the denocle computer, and the control section 2
Signals 28 from various sensors are input to 7, and the control unit 27
For example, the valve opening command for controlling the throttle valve 14 so that it is optimal for the purpose (1 to 1), such as optimizing fuel consumption, is sent to the throttle valve radiator and drive device 29. give. The unique drive device 29 is any of the drive devices shown in FIGS. 2 to 4.
第５図に示すようなシステムでは、デノタルコンピュー
タの制御部２７にて駆動装置２９に与えられるバルブ開
度指令は、ある時はアクセルペダル１１からの指令のよ
うに時間と共に連続して変化する場合もあり、ある時は
ある時刻で指令値がいきなり変化する、つまりステラフ
０状のバルブの開度指令である場合も考えられる。スロ
ットルアクチュエータ駆動装置としては時間と共に連続
して変化する指令に対してなめらかに、かつ定常偏差が
小さくなるように応答する必要があり、また第６図に示
すようにステップ人力３］に対］〜ては目標値（その入
力値）に到達する時間Ｔ１が短かく、かつオーパージ、
−ト３２が小さい必要がある。In the system shown in FIG. 5, the valve opening command given to the drive device 29 by the control unit 27 of the denotal computer sometimes changes continuously over time like a command from the accelerator pedal 11. In some cases, the command value may suddenly change at a certain time, that is, the command value may be an opening command for a valve with a zero-stellar valve. As a throttle actuator drive device, it is necessary to respond smoothly to commands that change continuously over time and with a small steady-state deviation. If the time T1 to reach the target value (its input value) is short, and
- The port 32 needs to be small.
より緻密なエンジン制御が可能となるように、非常にわ
ずかな角度のバルブ制御指令に対しても正確にスロット
ルバルブが制御される必要がある。In order to enable more precise engine control, it is necessary to accurately control the throttle valve even in response to a valve control command of a very small angle.
一般に駆動装置２９を第３図、第４図に示したように構
成した場合、位相補償、速度帰還等を最適に設定するこ
とで増幅器の増幅度を、システムの安定度を損なわずか
なり大梶設定でき、かつシステムの時定数も小さくでき
るので、時間と共に連続して変化する入力に対してなめ
らかに定常偏差 □が小さく応答することが可能である
。捷だ非常にわずかなバルブ開度指令に対しても、増幅
度が犬に設定されているためバルブ制御が可能となり、
感度が犬であることが一般に知られている。Generally, when the drive device 29 is configured as shown in FIGS. 3 and 4, the amplification degree of the amplifier can be significantly increased by optimally setting the phase compensation, speed feedback, etc. without compromising the stability of the system. Since the system can be set and the time constant of the system can be made small, it is possible to smoothly respond to inputs that change continuously over time with a small steady-state deviation □. Since the amplification degree is set to 100%, it is possible to control the valve even in response to a very small valve opening command.
It is generally known that sensitivity is dog.
しか（７ながら、第３図、第４図に示されるようなスロ
ットルアクチュエータ駆動装置は第６図に示Ｉ−たよう
なステップ入力が与えられた場合、目標値に到達する時
間Ｔ、は増幅度を大に設定しであるため小さくすること
が可能だが、オー・々−シュート３２に関してはたとえ
位相補償や速度帰還で即応性を向」ニするように設定し
ても、増幅度も非常に大きいため、一般的にはオー・ク
ー／ニートを非常に小又は完全にゼロにすることは難し
い。However, when the throttle actuator drive device as shown in Figs. 3 and 4 is given a step input as shown in Fig. 6, the time T to reach the target value is amplified. However, as for the O-shoot 32, even if it is set to improve quick response with phase compensation and speed feedback, the amplification degree is also very large. Because of its large size, it is generally difficult to reduce Au Cou/Neat to a very small amount or completely to zero.
このように第２図乃至第４図に示した駆動装置では応答
速度、小さい定常偏差などは良好でも、オーバーシュー
トに関しては非常に小又は完全にゼロとしてしまうこと
は困難である。As described above, although the drive devices shown in FIGS. 2 to 4 have good response speed and small steady-state deviation, it is difficult to make overshoot very small or completely zero.
〈発明の概要〉
この発明の目的は時間と共に連続的に変化するバルブ開
度指令に対して応答性が良いのみならず、ステップ入力
のバルブ開度指令に対してもオー・マーシー−トを著し
く小又はゼロとし、かつ応答速度が速く、定常偏差が小
、さいリンクレススロットルアクチュエータの駆動装置
を提供することｅこある。<Summary of the Invention> The purpose of the present invention is to not only provide good responsiveness to valve opening commands that continuously change over time, but also to significantly reduce O/Mer sheet for step input valve opening commands. It is an object of the present invention to provide a drive device for a linkless throttle actuator which has a small or no constant deviation, has a fast response speed, and has a small steady-state deviation.
この発明によればバルブ開度指令が設定ステップ量以下
（時間と共に連続的に変化する場合も含む）の場合は、
その指令とスロットル・Ｚ）レブの開度を示す電気信号
との偏差信号を増幅、位相補償すると共に必要に応じて
スロｙトル・くルブの制御速度を帰還して得た駆動信号
をスロットルアクチュエータ
開度指令が設定ステップ量以上のステップ入力の場合ハ
スロットルアクチ−エータのモータに許容された最高加
速度でスロットルアクチュエータを駆動し、モータ又は
スロットル・マルブの角速度が設定した最高角速度にな
ると、この最高角速度を保持するようにスロットルアク
チーエータを駆動し、偏差信号とモータの許容最高減速
加速度とでまる角速度が上記設定した最高角速度になる
と、偏差信号とモータの許容最高減速加速度とで決る減
速・ぐターンに従う減速駆動信号をスロットルアクチー
エータに与え、偏差信号が所定値１以下になると前記追
従制御とする。なおスロットルアクチ１−エータを前記
最高加速度で駆動している間において、設定０最高角速
度になる前に偏差信号とモータの許容最高減速加速度と
でまる角°速度に到達すると、これより直ちに前記減速
パターンに従う減速駆動にする。According to this invention, if the valve opening command is less than the set step amount (including cases where it changes continuously over time),
The deviation signal between the command and the electric signal indicating the throttle/Z) rev opening is amplified and phase compensated, and the drive signal obtained by feeding back the control speed of the throttle/curve as necessary is sent to the throttle actuator. If the opening command is a step input that is greater than the set step amount, the throttle actuator is driven at the maximum acceleration allowed by the motor of the throttle actuator, and when the angular velocity of the motor or throttle valve reaches the set maximum angular velocity, the maximum angular velocity is reached. The throttle actuator is driven to maintain the angular velocity, and when the angular velocity obtained by combining the deviation signal and the maximum allowable deceleration acceleration of the motor reaches the maximum angular velocity set above, the deceleration and acceleration determined by the deviation signal and the maximum allowable deceleration acceleration of the motor occur. A deceleration drive signal according to the turn is applied to the throttle actuator, and when the deviation signal becomes a predetermined value of 1 or less, the follow-up control is performed. Note that while the throttle actuator is being driven at the maximum acceleration, if the angular velocity equal to the deviation signal and the motor's maximum allowable deceleration acceleration is reached before the set 0 maximum angular velocity is reached, the deceleration will be started immediately. Make the drive decelerate according to the pattern.
〈実施例〉 実施例の開側１回路を第７図に示した。<Example> FIG. 7 shows one open-side circuit of the embodiment.
入力端子３３にバルブ開度指令が例えば第５図の制Ｘ１
部２７の出力として鳥えらハる。このバルブ開度指令は
差回路１９で位置検出２ｔ１５からのスロットルバルブ
１４の開度を示す電気信号との偏差がとられる。この偏
差信号は増幅器２１で増幅され、差回路２５で速度帰還
信号との差がとられる。位置検出器１５の電気信号が微
分回路３４で微分され、その微分出力は増幅器３５で増
幅され、スロットルバルブ１４のバルブ開度制御の速度
信号として差回路２５へ供給される。差回路２５の出力
は増幅器２６を通じて位相補償回路２２へ供給され、位
相補償回路２２の出力側はスイッチＳ１を通じて差回路
３６の一方の入力側へ接続される。差回路３６の他力の
入力側は例えばスイッチＳ２を通じて速度信号用増幅器
３５の出力側に接続されると共にスイッチＳ３を通じて
接地される。差回路３６の出力側は増幅器２３を通じて
アクデーエータ１６の駆動入力側に接続される。位置検
出器１５は例えばポテンショメータを含み、スロットル
バルブ１４の開度に応じてそのポテンショメータの可動
子が連動制御される。The valve opening command is input to the input terminal 33, for example, as shown in FIG.
The output of section 27 is the bird's gills. A difference circuit 19 calculates the deviation of this valve opening command from an electric signal indicating the opening of the throttle valve 14 from the position detection 2t15. This deviation signal is amplified by an amplifier 21, and a difference from the speed feedback signal is calculated by a difference circuit 25. The electrical signal from the position detector 15 is differentiated by a differentiating circuit 34, and the differential output is amplified by an amplifier 35 and supplied to the difference circuit 25 as a speed signal for controlling the valve opening of the throttle valve 14. The output of the difference circuit 25 is supplied to the phase compensation circuit 22 through the amplifier 26, and the output side of the phase compensation circuit 22 is connected to one input side of the difference circuit 36 through the switch S1. The input side of the differential circuit 36 is connected to the output side of the speed signal amplifier 35 through a switch S2, for example, and is grounded through a switch S3. The output of the difference circuit 36 is connected via the amplifier 23 to the drive input of the accu- diator 16. The position detector 15 includes, for example, a potentiometer, and a movable element of the potentiometer is controlled in conjunction with the opening degree of the throttle valve 14.
この発明においてはバルブ開度指令が予め設定したステ
ラフ０量以下の指令か、その設定ステップ量以」二のス
テップ指令かを判別するステップ判別手段が設０られる
。例えば増幅器２１の出力（ｄ全波整流回路３７で全波
整流され、その全波整流出力はステップ判別回路３８に
人力され、ｐめ設定したしきい値と比較され、増幅器２
１の出力偏差信号がしきい値よりも大であればステ、ブ
人力と判断してその判断出力を例えば論理” １ ”と
（７、こＲを端子１ａを通じて制御論理回路３９に与え
る。制御論理回路３９は端子１ａに入力される判断信号
が′０″′の場合、即ち偏差信号がしきい値以下でステ
ップ量が設定値以下のステップ状入力か、時間に対して
連続的に変化する・マルグ開度指令の場合はスイッチＳ
ｌ＋８３のみをオンにし、その他のスイッチはすべてオ
フにする。従って第４図に示したと同様の追従制御状態
となり、良好な応答を示す。In the present invention, a step determining means is provided for determining whether the valve opening command is a command of a preset step amount of 0 or less, or a step command of a step amount greater than or equal to the preset step amount. For example, the output of the amplifier 21 (d is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 37, and the full-wave rectified output is inputted to the step discrimination circuit 38, compared with a threshold value set pth, and the output of the amplifier 21 is
If the output deviation signal of 1 is larger than the threshold value, it is determined that it is manual power, and the output of the judgment is given to the control logic circuit 39 through the terminal 1a. When the judgment signal input to the terminal 1a is '0'', the logic circuit 39 inputs a step-like input in which the deviation signal is below the threshold value and the step amount is below the set value, or it changes continuously over time.・For marg opening command, switch S
Turn on only l+83 and turn off all other switches. Therefore, the tracking control state is similar to that shown in FIG. 4, and a good response is exhibited.
ステップ判別回路３８でステップ入力と判断し、端子１
ａに論理ＩＩ Ｉ ＴＴが入力されると制御論理回路３
９は次のように制御する。即ち第８図に示すように最大
加速制御→最高角速度制御→最高減速制御→追従制御と
順次切換え制御される。ここで最大加速制御はスロット
ルアクチュエータ１６の直流サーＨ？モータ１７の許容
最高加速度でモータ１７をステップ状に駆動することで
あり、例えば許容最大印加電圧をステラフ０状に印加し
続ける。The step determination circuit 38 determines that it is a step input, and terminal 1
When the logic II I TT is input to a, the control logic circuit 3
9 is controlled as follows. That is, as shown in FIG. 8, switching control is carried out in the order of maximum acceleration control, maximum angular velocity control, maximum deceleration control, and follow-up control. Here, the maximum acceleration control is the direct current sensor H of the throttle actuator 16? The motor 17 is driven in a stepwise manner at the maximum allowable acceleration of the motor 17, and for example, the maximum allowable applied voltage is continuously applied in a staggered manner.
最大角速度制御はモータ１７及び負荷より決定す；ｂ
モー タ軸又はスロットルバルブ１４の軸の実現可能な
設定最大角速度を保持し続けるように角速度制御する。Maximum angular velocity control is determined by motor 17 and load; b
The angular velocity is controlled so as to continue to maintain the maximum achievable angular velocity of the motor shaft or the throttle valve 14 shaft.
最高減速制御は同様にモータ１７及び負荷よりまる最高
減速加速度α（ｒａｄ／５ｅｃ２）及び偏差信号Ｘ８よ
り決る減速・ぐターンに従って減速する。即ち減速・や
ターンにより決る各・＜）レブ位置での角速度ω、各・
ぐルブ位置から目標値までの到達時間ｔ１及び前記αｌ
Ｘ、の関係はω＝αｔ。The maximum deceleration control similarly decelerates according to the deceleration/turn determined by the maximum deceleration acceleration α (rad/5ec2) determined by the motor 17 and the load and the deviation signal X8. In other words, the angular velocity ω at each <) rev position determined by deceleration and turning, each
The arrival time t1 from the groove position to the target value and the αl
The relationship between X is ω=αt.
αｔ２
ｘｅ＝薯「１従って１
ω＝ｆ質５に ・・・（１）
である。偏差Ｘ８より（１）式によりまる減速・ぐター
ンに従った減速角速度で減速するように角速度制御する
。目標値近傍では前記追従制御に切換えることにより非
常に小さな初角速度を持った・ぐルブ軸に対して非常に
小さなステップ指令が与えられることになるため、小さ
なステップ指令に対してはステップ指令量に比例してほ
んのわずかしかオー・ぐ−シュートが生じず、はとんど
オー・ぐ−シーートが生じない応答が可能となる。αt2 In the vicinity of the target value, by switching to the tracking control described above, a very small step command is given to the groove axis with a very small initial angular velocity, so for a small step command, the step command amount is Proportionally, only a small amount of oh-g-shute occurs, and a response with almost no oh-g-shute is possible.
このような制御は第７図において次のようにする。ステ
ップ判別回路３８でステップ入力と判断された時のバル
ブ位置に対し、ステップ指令がさらに開くように指示し
ている場合は偏差Ｘｅは電気的に正、その逆に閉じるよ
うに指示すれば負である。このバルブ駆動の向きを示す
正負信号を正負判別回路４１で判別し、制御論理回路３
９に端子１ｂより与える。ステップ入力時、制御論理回
路３９は偏差Ｘｅが正であればまずスイッチＳ３．Ｓ４
＋８５がＯＮとなるようにスイッチ制御信号を発し、ま
た偏差Ｘ８が負の場合はスイッチＳ３ ＋ ８５ ＋
ｓ６がＯＮとなるように制御する。勿論他のスイッチは
ＯＦＦとする。このスイッチ状態でモータ許容最高印加
電圧がモータ１７に印加されることになる。Such control is performed as follows in FIG. With respect to the valve position when the step determination circuit 38 determines that a step input has occurred, the deviation Xe is electrically positive if the step command instructs it to open further, and vice versa, if it instructs it to close, it is negative. be. The positive/negative signal indicating the direction of valve drive is determined by the positive/negative discrimination circuit 41, and the control logic circuit 3
9 from terminal 1b. At the time of step input, if the deviation Xe is positive, the control logic circuit 39 first switches the switch S3. S4
A switch control signal is issued so that +85 is turned on, and when the deviation X8 is negative, switch S3 +85 +
Control is performed so that s6 is turned ON. Of course, other switches are turned off. In this switch state, the motor allowable maximum applied voltage is applied to the motor 17.
この点をさらに説明すれば全波整流回路３７の出力は減
速・ぞターン発生器４２へも供給され、減速パターン発
生器４２は（１）式にもとすいて常に減速角速度パター
ンを発する。ステップ入力が生じたばかりでは偏差Ｘｅ
は大である。そのため減速パターン発生器４２の出力も
犬である。−力増幅器２３は増幅度を比較的太に設定し
ているため、第９図に示すような入出力特性をもってお
り、大きい入力に対して飽和値を出力する。この飽和値
をモータ１７の最大許容印加電圧としておく。従ってス
テップ入力時、減速角速度・ぐターン発生回路４２の出
力がスイッチ５４１Ｓ５、差回路３６を通じ、又は反転
回路４３、スイッチＳ６ ＋ ８５ 、差回路３６を通
じて増幅器２３に入力され、偏差ｘｅが大きいため、ま
ずモータ１７に許容最大印加電圧が加えられる。減速角
速度ｉｅターン発生回路４２はアナログの乗算回路と平
方根回路とにより構成される。To further explain this point, the output of the full-wave rectifier circuit 37 is also supplied to the deceleration/cross-turn generator 42, and the deceleration pattern generator 42 always emits a deceleration angular velocity pattern based on equation (1). If a step input has just occurred, the deviation Xe
is large. Therefore, the output of the deceleration pattern generator 42 is also a dog. - Since the amplification degree of the power amplifier 23 is set relatively thick, it has input/output characteristics as shown in FIG. 9, and outputs a saturation value in response to a large input. This saturation value is set as the maximum allowable applied voltage of the motor 17. Therefore, during step input, the output of the deceleration angular velocity/turn generation circuit 42 is input to the amplifier 23 through the switch 541S5 and the difference circuit 36, or through the inversion circuit 43, the switch S6 + 85, and the difference circuit 36, and the deviation xe is large. First, the maximum allowable applied voltage is applied to the motor 17. The deceleration angular velocity ie turn generation circuit 42 is composed of an analog multiplier circuit and a square root circuit.
以上のようにして最大印加電圧がモータ１７に加えられ
ることでモータ軸は回転し始め、モーフ軸角速度及びバ
ルブ軸角速度は増加し始める。As the maximum applied voltage is applied to the motor 17 as described above, the motor shaft begins to rotate, and the morph shaft angular velocity and valve shaft angular velocity begin to increase.
モータ軸又はバルブ軸に角速度検出器を取付けておき、
予め設定した最高角速度に軸の角速度が等しくなると最
高角速度制御に制御を切換える。Install an angular velocity detector on the motor shaft or valve shaft,
When the angular velocity of the shaft becomes equal to the preset maximum angular velocity, control is switched to maximum angular velocity control.
軸の角速度信号はここでは第７図に示しているように例
えばポテンショメータのようにアナログ出力が得られる
バルブ位置検出器１５の信号を微分回路３４で微分して
得る。微分回路３４の出力は角速度に比例したアナログ
信号であるが、バルブ軸の駆動の向きにより正、負が異
なり、スロットルバルブ１４が開く時は正、閉じる時は
負である。Here, the shaft angular velocity signal is obtained by differentiating the signal of a valve position detector 15, such as a potentiometer, from which an analog output is obtained, using a differentiating circuit 34, as shown in FIG. The output of the differential circuit 34 is an analog signal proportional to the angular velocity, and its positive and negative values differ depending on the driving direction of the valve shaft, and are positive when the throttle valve 14 is open and negative when it is closed.
そこでこの信号を全波整流回路４４を通し、いずれの場
合も正とする。最高角速度発生回路４５よりの設定最高
軸角速度に軸角速度が到達すると、比較器よりなる最高
角速度制御切換え点検出回路４６で検出され、その出力
を端子１ｃを通じて制御論理回路３９に与える。この時
制御論理回路３９はバルブが開方向に動いている場合は
スイッチＳ ２ ＋Ｓ７．′・Ｓ、ｉＯＮ、閉方向に動
いている場合はスイッチＳ２ ＋ Ｓｓ ＋ ８９ ｆ
ＯＮ 、、他のスイッチは全てＯＦＦとする。この状
態は最高角速度発生回路４５からスイッチＳ７＋８８を
通じ、又は反転回路４７、スイッチＳ９．Ｓｓを通じて
最高軸角速度信号が差回路３６へ供給され、更に増幅器
３５からスイッチＳ２を通じて差回路３６に角速度帰還
信号が供給され、これらの差の出力でスロットルアクチ
ュエータ１４が駆動され、スロットルバルブの軸が設定
最高速度に保持され、最高角速度制御となる。Therefore, this signal is passed through a full-wave rectifier circuit 44 and is made positive in both cases. When the shaft angular velocity reaches the maximum shaft angular velocity set by the maximum angular velocity generation circuit 45, it is detected by a maximum angular velocity control switching point detection circuit 46 consisting of a comparator, and its output is applied to the control logic circuit 39 through the terminal 1c. At this time, the control logic circuit 39 switches the switches S 2 +S7 . if the valve is moving in the opening direction. '・S, iON, when moving in the closing direction, switch S2 + Ss + 89 f
ON, all other switches are OFF. This state is transmitted from the maximum angular velocity generating circuit 45 through the switch S7+88, or through the inverting circuit 47 and the switch S9. The highest shaft angular velocity signal is supplied to the difference circuit 36 through Ss, and an angular velocity feedback signal is supplied from the amplifier 35 to the difference circuit 36 through switch S2.The throttle actuator 14 is driven by the output of these differences, and the shaft of the throttle valve is The set maximum speed is maintained and the maximum angular velocity is controlled.
減速・母ターン発生回路４２からの（１）式にもとずき
偏差Ｘｅで決まる減速・ぐターン角速度と最高角速度に
制御されている実際の軸角速度（全波整流回路４４の出
力）とが比較器よりなる減速角速度切換え点検出回路４
８で比較され、実際の角速度の方が減速パターン角速度
より犬となったなら減速角速度切換え点検出回路４８よ
り端子１ｄｉ通じ制御論理回路３９に信号を与える。制
御論理回路３９はバルブ開方向駆動時はスイッチＳ２，
５４１Ｓｓｋ、閉方向駆動時はスイッチＳ２．Ｓｓ、Ｓ
６をＯＮ、他をＯＦＦとする。これで偏差Ｘｅより決捷
る減速角速度パターンに従った角速度制御となる。Based on equation (1) from the deceleration/main turn generation circuit 42, the deceleration/turn angular velocity determined by the deviation Xe and the actual shaft angular velocity controlled to the maximum angular velocity (output of the full-wave rectifier circuit 44) are Deceleration angular velocity switching point detection circuit 4 consisting of a comparator
8, and if the actual angular velocity is higher than the deceleration pattern angular velocity, the deceleration angular velocity switching point detection circuit 48 gives a signal to the control logic circuit 39 through the terminal 1di. The control logic circuit 39 switches the switch S2 when driving the valve in the opening direction.
541Ssk, when driving in the closing direction, switch S2. Ss, S
Set 6 to ON and the others to OFF. This results in angular velocity control according to the deceleration angular velocity pattern determined by the deviation Xe.
バルブ角度が目標値に充分近づき角速度もゼロに近づい
たら、予め設定した微少偏差と実際偏差Ｘｏとが比較器
よりなる追従制御切換え点検出回路４９で比較され、両
者が等しくなった時点で信号を、端子１ｅを通じて制御
論理回路３９に与える。When the valve angle sufficiently approaches the target value and the angular velocity also approaches zero, the preset minute deviation and the actual deviation Xo are compared in a follow-up control switching point detection circuit 49 consisting of a comparator, and when the two become equal, a signal is output. , to the control logic circuit 39 through terminal 1e.
制御論理回路３９はスイッチＳ、、ｓ２’ｉＯＮ、他を
ＯＦＦとし、第４図に示した追従制御モードに切換える
。The control logic circuit 39 turns off the switches S, s2'iON, and others, and switches to the follow-up control mode shown in FIG.
もし最高加速制御時において設定最高角速度に到達する
前に、減速角速度・ぐターンにて決定される・減速角速
度より実際の軸角速度が大となれば、即ち減速角速度制
御切換え点検出回路４８より検出出力が発生すると、そ
の時点で減速角速度・ぐターンに従った最高減速制御と
なるように制御論理回路３９は各スイッチに指令を与え
る。スイッチＳ、−Ｓ９は半導体スイッチで構成される
。If the actual shaft angular velocity becomes larger than the deceleration angular velocity determined by the deceleration angular velocity before reaching the set maximum angular velocity during maximum acceleration control, that is, it is detected by the deceleration angular velocity control switching point detection circuit 48. When an output is generated, the control logic circuit 39 gives a command to each switch so as to perform the maximum deceleration control according to the deceleration angular velocity/turn at that time. The switches S and -S9 are composed of semiconductor switches.
〈効果〉
以上述べたようにこの発明の駆動装置によれば時間的に
連続なバルブ開度指令に対して定常偏差が小さく、即応
性も良好な応答とすることができ、かつ非常にわずかな
バルブ開度指令に対してもバルブ応答が可能であり、し
かもステップ状のバルブ開度指令に対して目標値までの
到達時間が短が＜、カッオーバーシュートも非常に小さ
くすることが可能である。<Effects> As described above, according to the drive device of the present invention, it is possible to provide a response with a small steady-state deviation and good prompt response to temporally continuous valve opening commands, and a very small Valve response is also possible to valve opening commands, and the time required to reach the target value is short for step valve opening commands, and overshoot can be extremely small. .
また直流ザーボモータ１７にアクチーエータ駆動信号を
与えており、直流サーボモ〜りは回転の急激な立上り、
立ち下りが可能であり、定格の最高回転数も数１１００
Ｏｒｐに設定されているため、負荷に対して最適な歯車
列１８を設定すれば、バルブ開度指令の非常に急激な変
化に対しても容易にバルブ開度が追従可能であシ、つま
り応答性が非常に良い。更に閉ループ制御であるためバ
ルブ開度を目標値に正しく設定でき、位置決め精度が良
好である。In addition, an actuator drive signal is given to the DC servo motor 17, and the DC servo motor 17 responds to sudden rises in rotation,
It is possible to fall, and the maximum rated rotation speed is several 1100.
Since the gear train 18 is set to the optimum gear train 18 for the load, the valve opening can easily follow even a very rapid change in the valve opening command. Very good quality. Furthermore, since it is a closed loop control, the valve opening degree can be set correctly to the target value, resulting in good positioning accuracy.
なお追従制御は第３図に示したように速度帰還を省略し
てもよい。また速度信号はモータ１７の軸の回転速度を
検出してもよい。Note that the follow-up control may omit the speed feedback as shown in FIG. Further, the speed signal may detect the rotational speed of the shaft of the motor 17.
第１図乃至第４図はそれぞれ提案されているリンクレス
スロットルアクチュエータ駆動装置の各棟側を示すグロ
ック図、第５図はアクセルペダルのみならず他のセンサ
からの信号をも入力してバルブ開度指令を出す場合のリ
ンクレススロットルアクチュエータ駆動装置を示すブロ
ック図、第６図はステップ入力に対するスロットルバル
ブの応答特性を示す図、第７図はこの発明によるリンク
レススロットルアクチーエータ駆動装置の一例を示すブ
ロック図、第８図はステップ入力に対する制御の切換え
を示す図、第９図は増幅器２３の人出力特性図である。
１１１ ：スロ）トルバルブ、１５：パル７” 位（ｔ
検出器、１６：スｏ 、ｙ ）ルアクチェエーク、１
７：直流づ−ボモータ、１８：減速歯車列、１９，３６
：差回路、２２：位相補償回路、３４：速度検出用微分
回路、３７ 、４４ ：全波整流回路、３８ニステップ
入力判別回路、３９：制御論理回路、４１：正負判別回
路、４２：減速角速度・ぐターン発生回路、４３．４７
：符号反転回路、４５：最高角速度発生回路、４６：最
高角速度制御切換え点検出回路、４８：減速角速度制御
切換え点検出回路４９：追従制御切換え点検出回路。
特許出願人 トヨ１り、目動卑株式会社矢崎総業株１式
会社
代理人 草 野 卓
オ １ 図
７２ 図Figures 1 to 4 are Glock diagrams showing each side of the proposed linkless throttle actuator drive device, and Figure 5 shows the valve opening by inputting not only the accelerator pedal but also signals from other sensors. 6 is a diagram showing the response characteristics of the throttle valve to a step input, and FIG. 7 is an example of the linkless throttle actuator drive device according to the present invention. FIG. 8 is a diagram showing control switching for step input, and FIG. 9 is a human output characteristic diagram of the amplifier 23. 111: Thro) Torvalve, 15: Pal 7” position (t
Detector, 16: Soo, y) Luakcheake, 1
7: DC motor, 18: Reduction gear train, 19, 36
: Difference circuit, 22: Phase compensation circuit, 34: Differential circuit for speed detection, 37, 44: Full wave rectifier circuit, 38 Two-step input discrimination circuit, 39: Control logic circuit, 41: Positive/negative discrimination circuit, 42: Deceleration angular velocity・Turn generation circuit, 43.47
: Sign inversion circuit, 45: Maximum angular velocity generation circuit, 46: Maximum angular velocity control switching point detection circuit, 48: Deceleration angular velocity control switching point detection circuit 49: Follow-up control switching point detection circuit. Patent applicant: Toyo 1, Medohi Co., Ltd. Yazaki Sogyo Co., Ltd. 1 Agent: Takuo Kusano 1 Figure 72
Claims (1)
ータと、上記スロットルバルブの開度に対応した電気信
号を発生する位置検出器と、バルブ開度指令が予め設定
したステップ量以下の指令か、その指令したステラｆ量
以上のステ、７°指令かを判別するステップ判別手段と
、 そのステップ判別手段によりバルブ開度指令が設定ステ
ラｆ量以下の場合と判定されると、そのバルブ開度指令
と上記位置検出器の電気信号との偏差を差動増幅器で増
幅し、その増幅出力を位相補償回路で位相補償して上記
アクデーエータに駆動信号として与える追従制御手段と
、 上記ステップ判別手段によシパルブ開度指令が設定ステ
ップ量以上の指令と判定されると、上記アクチュエータ
の許容最高速度でそのアクチュエータを駆動し、最高角
速度検出器により上記アクチ、 エータの角速度又はス
ロットルバルブのバルブの開閉角速度が設定最高角速度
に到達したのを検出し、最高角速度発生器よシの最高角
速度信号に基づく制御信号を上記アクチュエータに与え
最高角速度で駆動し、減速角速度切換検出手段で上記電
気信号とバルブ開度指令との偏差及び上記アクチュエー
タの許容最高減速加速度から請求まる角速度が上記最高
角速度になったことを検出して、減速角速度・ぐターン
発生手段より上記偏差及び上記アクチーエータの許容最
高減速加速度で決る減速・ぐターンを発生させ、その減
速パターンに基づく制御信号を上記アクチーエータに駆
動信号として与え、追従制御切換え点検出手段で上記偏
差が設定値以下になったことを検出して上記追従制御手
段による制御とするステラフ０制御手段とを具備するリ
ンクレススロットルアークチユニークの駆動装置。(1) An actuator that controls the opening of the throttle valve, a position detector that generates an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve, and a position detector that detects whether the valve opening command is less than or equal to a preset step amount or not. a step determination means for determining whether the valve opening command is equal to or greater than the set stellar f amount, and a step determination means for determining whether the command is a 7° command, and when the step determination means determines that the valve opening command is less than or equal to the set stellar f amount, A follow-up control means for amplifying the deviation from the electric signal of the position detector using a differential amplifier, and providing phase compensation for the amplified output using a phase compensation circuit to supply the actuator as a drive signal; If the command is determined to be greater than or equal to the set step amount, the actuator is driven at the maximum allowable speed of the actuator, and the maximum angular velocity detector detects the angular velocity of the actuator or valve opening/closing angular velocity of the throttle valve as the set maximum angular velocity. A control signal based on the maximum angular velocity signal from the maximum angular velocity generator is applied to the actuator to drive it at the maximum angular velocity, and the deceleration angular velocity switching detection means detects the deviation between the electrical signal and the valve opening command. and detects that the angular velocity requested from the maximum allowable deceleration acceleration of the actuator has reached the maximum angular velocity, and causes the deceleration angular velocity/turn generation means to generate a deceleration/turn determined by the deviation and the maximum allowable deceleration acceleration of the actuator. A control signal based on the deceleration pattern is given to the actuator as a drive signal, and when the follow-up control switching point detection means detects that the deviation has become less than a set value, the follow-up control means performs control. A linkless throttle arch unique drive device comprising a control means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2764284A JPS60173327A (en) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Drive device for linkless throttle valve actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2764284A JPS60173327A (en) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Drive device for linkless throttle valve actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60173327A true JPS60173327A (en) | 1985-09-06 |
Family
ID=12226583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2764284A Pending JPS60173327A (en) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Drive device for linkless throttle valve actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60173327A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4854283A (en) * | 1986-11-28 | 1989-08-08 | Nippondenso Co., Ltd. | Throttle valve control apparatus |
| JPH0220036A (en) * | 1988-07-07 | 1990-01-23 | Matsushita Electron Corp | Ink-dot marker |
| EP0473914A2 (en) * | 1990-08-16 | 1992-03-11 | Robert Bosch Gmbh | Control system for an actuator in an internal combustion engine |
-
1984
- 1984-02-15 JP JP2764284A patent/JPS60173327A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4854283A (en) * | 1986-11-28 | 1989-08-08 | Nippondenso Co., Ltd. | Throttle valve control apparatus |
| JPH0220036A (en) * | 1988-07-07 | 1990-01-23 | Matsushita Electron Corp | Ink-dot marker |
| EP0473914A2 (en) * | 1990-08-16 | 1992-03-11 | Robert Bosch Gmbh | Control system for an actuator in an internal combustion engine |
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