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CN115126610A - 节流阀的电子控制方法及电子控制节流阀装置 - Google Patents

节流阀的电子控制方法及电子控制节流阀装置 Download PDF

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CN115126610A CN202210293310.1A CN202210293310A CN115126610A CN 115126610 A CN115126610 A CN 115126610A CN 202210293310 A CN202210293310 A CN 202210293310A CN 115126610 A CN115126610 A CN 115126610A
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Abstract

本发明提供节流阀的电子控制方法及电子控制节流阀装置。在由电子控制单元(10A)基于所输入的数据信号生成控制信号、同时进行节流阀(2)的开闭控制的电子控制节流阀装置(1A)所进行的节流阀的电子控制方法中，该电子控制单元(10A)根据所计算的发动机转速与所输入的发动机转速指令之差计算发动机转速偏差，并且基于发动机转速计算发动机旋转加速度，根据发动机转速偏差与系数之积求出比例转矩，并且对从发动机转速偏差与系数之积减去发动机旋转加速度与系数之积后获得的值进行积分并求出积分转矩，将比例转矩与积分转矩之和作为转矩指令的值来生成针对节流阀(2)的控制信号。

Description

节流阀的电子控制方法及电子控制节流阀装置
技术领域
本发明涉及一种用于通过电子控制系统使设置在发动机的进气系统中的节流阀进行开闭动作的控制方法和用于进行该控制方法的电子控制节流阀装置，特别涉及一种在施加负载时不易产生发动机转速下降或发动机熄火的节流阀的电子控制方法及电子控制节流阀装置。
背景技术
近年来，为了以提高车辆的燃料消耗率、行驶性能为目的而高精度地进行发动机控制，例如日本专利特开平5-240073号公报中所述的下述电子控制节流阀装置得到了普及，即通过作为电子控制手段的电子控制单元的操作来进行节流阀的开闭动作，以取代通过驾驶员的加速器操作机械地使设置在发动机进气系统中的节流阀进行开闭动作。
但是，这种电子控制节流阀装置在发动机运转状态下的负荷量突然变化或在没有加速器操作的情况下行驶时，有时会导致电子控制单元的控制无法跟随或控制中的预测值与实际值之间产生差异，特别是存在发动机转速突然下降而容易陷入发动机熄火的问题。
对此，本申请申请人、发明人等人首先发明了一种控制方法，该控制方法通过电子控制单元监视发动机转速，同时控制节流阀开度以使发动机转速不会过度下降，计算检测到的发动机转速与目标转速(发动机转速指令)之差并求出转速偏差，驱动节流阀的致动器以根据该偏差的量实现预先设定为适当值的节流阀动作，并且该控制方法在日本专利特开平2008-38872号公报中提出。
如上所述，在通过求出发动机转速指令与实际发动机转速之间的偏差来进行节流阀的电子控制的装置中，当前一般情况下，通过具有图4所示的结构的电子控制节流阀装置1B，执行基于图5所示的步骤的控制方法。
即，转速计算单元10a根据曲柄脉冲传感器的脉冲信号计算发动机转速，转速偏差计算单元10b从发动机转速指令中减去发动机转速来计算发动机转速偏差，比例转矩计算单元10c根据发动机转速偏差与系数之积来运算并求出比例转矩，积分转矩运算单元10e对发动机转速偏差与系数之积进行积分并求出积分转矩，将该比例转矩的值与积分转矩的值之和作为向发动机请求的转矩指令。
然而，在这种以往的节流阀的电子控制方法中，对于其积分转矩，在对发动机转速偏差与系数之积进行积分时，当发动机转速大于发动机转速指令且转速偏差为负时，总是会朝着减小的方向发展。
因此，如图6的曲线图所示，在发动机转速大于发动机转速指令的状况下，如果在施加负荷的同时减速，则发动机转速相对于发动机转速指令会出现下冲、发动机熄火等问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平5－240073号公报
专利文献2：日本专利特开平2008－38872号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是为了解决上述问题而完成的，其技术问题在于，使得节流阀的电子控制在施加负载时不易产生发动机转速下降或发动机熄火。
用于解决技术问题的技术手段
用于解决上述技术问题而完成的本发明是在由电子控制单元基于所输入的数据信号生成控制信号、同时进行节流阀的开闭控制的电子控制节流阀装置所进行的节流阀的电子控制方法中，其特征在于，所述电子控制单元根据所计算或所输入的发动机转速与所输入的发动机转速指令之差计算发动机转速偏差，并且基于所述发动机转速计算发动机旋转加速度，根据所述发动机转速偏差与规定系数之积求出比例转矩，并且对从所述发动机转速偏差与规定系数之积减去所述发动机旋转加速度与规定系数之积后获得的值进行积分并求出积分转矩，将所述比例转矩与所述积分转矩之和作为转矩指令的值来生成针对节流阀的控制信号。
由此，对于用于计算针对节流阀的转矩指令的积分转矩，在以往的示例中，仅简单地对发动机转速偏差与系数之积进行积分来求出，而在本发明中，通过采用对从发动机转速偏差与系数之积减去发动机旋转加速度与系数之积后获得的值进行积分来求出的方式，从而以该积分的值在为正时加速、在为负时减速的方式进行动作，因此发动机转速高于发动机转速指令时积分转矩不会过小，因而在施加负荷时不易发生发动机转速下降或发动机熄火。
另外，在本发明的电子控制节流阀装置的控制方法中，如果其特征在于，运算该积分转矩时求出与发动机旋转加速度之积的系数是发动机转速收敛至发动机转速指令时的时间常数，则能可靠地起到防止相对于发动机转速指令的下冲或发动机熄火的作用。
另外，在包括附设了致动器的节流阀和电子控制单元、该电子控制单元基于所输入的数据信号生成控制信号，同时经由致动器进行节流阀的开闭控制的电子控制节流阀装置中，如果其特征在于，该电子控制单元包括：根据发动机转速与发动机转速指令之差计算发动机转速偏差的转速偏差计算单元；基于发动机转速计算发动机旋转加速度的旋转加速度计算单元；根据发动机转速偏差与规定系数之积求出比例转矩的比例转矩运算单元；以及对从发动机转速偏差与规定系数之积减去发动机旋转加速度与规定系数之积后获得的值进行积分并求出积分转矩的积分转矩运算单元，该电子控制节流阀装置执行如上所述的节流阀的电子控制方法，则能自动实现作为上述本发明的控制方法的作用、效果。
发明效果
根据在用于求出转矩指令的积分转矩的运算中使用发动机旋转加速度的本发明，能够防止在施加负荷时产生发动机的转速下降或发动机熄火。
附图说明
图1是本发明的优选实施方式的电子控制节流阀装置的简化结构图。
图2是表示图1所示的实施方式的电子控制节流阀装置的控制内容的功能框图。
图3是表示图1所示的实施方式的电子控制节流阀装置的控制例中的发动机转速和积分转矩的推移的曲线图。
图4是现有示例的电子控制节流阀装置的简化结构图。
图5是表示图4的电子控制节流阀装置的控制内容的功能框图。
图6是表示图4的电子控制节流阀装置的控制例中的发动机转速和积分转矩的推移的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图说明用于实施本发明的方式。
图1简化示出了执行本发明的节流阀的电子控制方法的优选实施方式即电子控制节流阀装置1A的功能结构。
该电子控制节流阀装置1A包括附设了未图示的致动器的节流阀2和作为进行节流阀2的开闭控制的电子控制手段的电子控制单元10A，该电子控制单元10A基于所输入的各种数据信号通过规定的计算方法生成控制信号，同时自动进行节流阀2的开闭控制。
另外，在该电子控制单元10A中，作为通过存储在未图示的存储单元中的软件在功能上来构成的单元，包括计算发动机转速的转速计算单元10a、计算发动机转速偏差的转速偏差计算单元10b、计算发动机旋转加速度的旋转加速度计算单元10d、求出比例转矩的比例转矩运算单元10c、以及求出积分转矩的积分转矩运算单元10e。另外，当发动机转速的数据信号而不是脉冲信号被输入到电子控制单元10A时，不需要上述转速计算单元10a。
接着，将参照图1的结构图和图2的功能框图详细说明由该电子控制单元10A执行的控制内容。
首先，转速计算单元10a根据从未图示的曲柄脉冲传感器输入的脉冲信号的周期计算发动机转速，转速偏差计算单元10b根据发动机转速与所指令的发动机转速指令(目标转速)之差计算发动机转速偏差，旋转加速度计算单元10d基于发动机转速计算发动机旋转加速度。
比例转矩运算单元10c根据运算发动机转速偏差与规定系数之积来求出比例转矩，积分转矩运算单元10e通过进行对从发动机转速偏差与规定系数之积减去发动机旋转加速度与规定系数之积后获得的值进行积分的运算来求出积分转矩，并将该比例转矩和积分转矩之和作为转矩指令的值，生成针对节流阀2的控制信号。
在这种情况下，由该积分转矩运算单元10e进行的运算是基于以下数学式(1)的运算。
[数学式1]
Torqi＝Ki∫{(ωref-ω)-τω′}dt···(1)
在该数学式(1)中，Torqi是积分转矩，Ki是积分转矩增益，ωref是发动机转速指令，ω是发动机转速，τ是可任意设定的系数，ω′是发动机旋转加速度，但在本实施方式中，其特征在于，在由图4以往的积分转矩运算单元10f进行的积分项中追加了-τω′的项，将发动机旋转加速度用于求出积分转矩的运算中。
以下，将参照图3的曲线图来说明本实施方式的电子控制节流阀装置1A的作用。
该曲线图中，表示了在上述电子控制节流阀装置1A中，在实际发动机转速高于发动机转速指令时施加负载的同时收敛至发动机转速指令时的积分转矩的变化。本实施方式中的积分转矩以数学式(1)中的(ωref-ω)-τω′为正时加速、为负时减速的方式进行动作。因此，此时的发动机转速为(ωref-ω)-τω′＝0，即跟随以下的数学式(2)进行动作。
[数学式2]
Figure BDA0003561109460000061
根据该数学式(2)，这里设定的τ是发动机转速收敛至发动机转速指令时的时间常数。因此，如图6所示的以往的控制中的积分转矩那样，即使在发动机转速高于发动机转速指令的情况下，积分转矩也不会变得过小，从而不容易引起发动机转速的下冲，能够防止发动机熄火的发生。
如上所述，根据本发明，对于节流阀的电子控制，根据本发明能使得在施加负载时不容易发生发动机转速的下降、发动机熄火。
标号说明
1A 电子控制节流阀装置
2 节流阀
10A 电子控制单元
10a 转速计算单元
10b 转速偏差计算单元
10c 比例转矩运算单元
10d 旋转加速度计算单元
10e 积分转矩运算单元。

Claims (3)

1.一种节流阀的电子控制方法，
是电子控制节流阀装置所进行的节流阀的电子控制方法，所述电子控制节流阀装置由电子控制单元基于所输入的数据信号生成控制信号，同时进行所述节流阀的开闭控制，所述节流阀的电子控制方法的特征在于，
所述电子控制单元根据所计算或所输入的发动机转速与所输入的发动机转速指令之差计算发动机转速偏差，并且基于所述发动机转速计算发动机旋转加速度，根据所述发动机转速偏差与规定系数之积求出比例转矩，并且对从所述发动机转速偏差与规定系数之积减去所述发动机旋转加速度与规定系数之积后获得的值进行积分并求出积分转矩，将所述比例转矩与所述积分转矩之和作为转矩指令的值来生成针对所述节流阀的控制信号。
2.如权利要求1所述的节流阀的电子控制方法，其特征在于，
运算所述积分转矩时求出与所述发动机旋转加速度之积的所述系数是所述发动机转速收敛至所述发动机转速指令时的时间常数。
3.一种电子控制节流阀装置，
该电子控制节流阀装置包括附设了致动器的节流阀和电子控制单元，所述电子控制单元基于所输入的数据信号生成控制信号，同时经由所述致动器进行所述节流阀的开闭控制，其特征在于，
所述电子控制单元包括：根据发动机转速与发动机转速指令之差计算发动机转速偏差的转速偏差计算单元；基于所述发动机转速计算发动机旋转加速度的旋转加速度计算单元；根据所述发动机转速偏差与规定系数之积求出比例转矩的比例转矩运算单元；以及对从所述发动机转速偏差与规定系数之积减去所述发动机旋转加速度与规定系数之积后获得的值进行积分并求出积分转矩的积分转矩运算单元，所述电子控制节流阀装置执行如权利要求1或2所述的节流阀的电子控制方法。
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