JPH04222001A - 制御装置作動方法 - Google Patents

制御装置作動方法

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JPH04222001A
JPH04222001A JP3048508A JP4850891A JPH04222001A JP H04222001 A JPH04222001 A JP H04222001A JP 3048508 A JP3048508 A JP 3048508A JP 4850891 A JP4850891 A JP 4850891A JP H04222001 A JPH04222001 A JP H04222001A
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JP
Japan
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signal
controller
deviation
input
loop controller
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Application number
JP3048508A
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English (en)
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Manfred Birk
ビルク マンフレート
Reinhard Fenchel
ラインハルト　フェンヒェル
Norbert Mueller
ミュラー ノルベルト
Wolf Wessel
ヴォルフ　ヴェッセル
Christian Engelbrecht Hans
ハンス　クリスティアン　エンゲルブレヒト
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/16—End position calibration, i.e. calculation or measurement of actuator end positions, e.g. for throttle or its driving actuator

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、制御装置作動方法、更
に詳細には、偏差が発生した場合誤差の補正を行い、閉
ループ制御器に対して並列に接続された前置制御を行な
う開ループ制御器を作動させる、特に内燃機関の燃料噴
射を制御する制御装置の作動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ特許公開公報ＤＥ−ＯＳ３２０２
６１４には、自己着火式（ディーゼル式）内燃機関の噴
射開始を制御する制御装置が記載されている。この制御
装置にはＰＩ閉ループ制御器が設けられており、その前
段には内燃機関のクランク軸位置を検出するセンサに接
続されたカウンタが設けられている。ＰＩ制御器には入
力量として内燃機関の運転パラメータが供給される特性
マップ値から読みだされた目標値が入力される。さらに
、開ループ用の第２の特性マップ値が設けられており、
その出力値がＰＩ制御器の出力値に加算される。障害が
発生した場合には、ＰＩ制御器の出力値は遮断される。 障害は、例えばセンサ、カウンタあるいは制御装置の他
の要素が完璧に作動しない場合に発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記の
欠点を除去し、大きな制御精度を有し、開ループ制御時
並びに閉ループ制御時において動特性を向上させる制御
装置の作動方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明方
法によれば、偏差が発生した場合誤差の補正を行い、閉
ループ制御器に対して並列に接続された前置制御を行な
う開ループ制御器を作動させる制御装置作動方法におい
て、制御領域のほぼ中央で第１の偏差信号を、また制御
領域の一方の限界点で第２の偏差信号を求め、これらの
求めた偏差をそれぞれの閉ループ制御器の動作点に従っ
て補正量として制御装置に供給することによって達成さ
れる。
【０００５】
【作用】このような構成では、大きな制御精度を有し、
開ループ制御時及び閉ループ制御時に動特性を大きくで
きるという利点が得られる。第１の偏差信号を制御領域
のほぼ中央で求め、第２の偏差信号を制御領域のいずれ
かの限界点（終端領域）で求めることによって、制御器
の各動作点において誤差の補正を行うことができる。２
つの偏差信号を求めることによって、誤差補正をどのよ
うに、どのくらいの範囲で行うべきかがわかるので、例
えば要素及び部材の許容誤差を補償することができる。
【０００６】好ましくは閉ループ制御器としてＰＩ制御
器が使用される。
【０００７】第１の偏差信号は加算的な誤差を示し、第
２の偏差信号は乗算的な誤差を示す。その場合、加算的
な誤差に関連する偏差は加算的に、乗算的な誤差に関連
する偏差は乗算的に制御装置に供給され補正に使用され
る。
【０００８】本発明方法を実施する場合、第１の偏差信
号は開ループ制御器の出力側にある加算点に供給される
。それにより開ループ制御値が加算的に補正される。
【０００９】第２の偏差信号は好ましくは制御装置の制
御対象の入力側にある乗算点に供給される。
【００１０】本発明の実施例によれば、好ましくは制御
回路の両限界点間にある偏差の中間値はそれぞれの閉ル
ープ制御器の動作点に従って補間、特に線形補間によっ
て求められ、制御装置に供給される。従って第１と第２
の偏差信号を求め補間することにより偏差の中間値を定
めることができる誤差補正用特性曲線を形成することが
できるので、それぞれ任意の閉ループ制御器の動作点に
対して個々の補正値を得ることが可能になる。
【００１１】本発明の実施例によれば、好ましくはＰ素
子として形成された開ループ制御器のゲインは、制御対
象の平均ゲインの逆数に対応する。平均ゲインでは、Ｐ
Ｉ制御器の積分成分（Ｉ成分）は正確な、すなわち許容
誤差のない制御対象においては「０」に等しくなる。し
かし大量生産の場合には常に許容誤差を有する部材を使
用することになるので、それぞれの誤差をＰＩ制御器に
よって補償しなければならない。その場合、Ｉ成分は許
容誤差を示すことになる。
【００１２】好ましくはＰＩ制御器の入力信号が加算点
の出力信号により得られ、この加算点には正の符号で目
標信号が入力され、制御対象の出力より得られる実際信
号が負の符号で入力される。
【００１３】制御対象は、好ましくは内燃機関の噴射装
置であるので、目標信号としては噴射開始目標信号が使
用され、実際信号としては噴射開始実際信号が使用され
る。
【００１４】本発明の実施例の場合、開ループ制御器に
は入力信号として目標信号が入力される。
【００１５】特に、開ループ制御器の出力信号とＰＩ制
御器の出力信号はそれぞれ正の符号で加算される（加算
点１０、１３）。加算点の出力信号は制御対象に供給さ
れる。制御対象は好ましくは内燃機関の噴射ポンプによ
って形成される。あるいは、第１の偏差信号が供給され
る上述の加算点（１０）と前述の加算点（１３）を一緒
にすることができるので、その場合一緒にした加算点に
は入力量として開ループ制御器及び閉ループ制御器の出
力値と第１の偏差信号が入力されることになる。
【００１６】実際信号は、噴射同期のサンプリングを介
して制御器の入力側にある加算点へフィードバックされ
る。さらに、噴射開始目標値が入力される端子と加算点
との間にスイッチとして構成され上述のサンプリングに
同期して切り換えられるサンプリング手段が設けられる
。噴射開始信号が処理される場合には、常に同期サンプ
リングが行われ、それによって加算点において制御偏差
が形成される。それによって閉ループ制御器が作動され
、計算を行い、その出力に操作量を出力する。
【００１７】さらに、目標信号は、内燃機関の運転パラ
メータによって形成される特性マップ値から得られる。 その場合には、開ループ制御器は第１の偏差信号によっ
て補正された特性マップ値を出力する。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。
【００１９】図１に示す制御装置１には、閉ループ制御
器２と制御対象３が設けられている。閉ループ制御器２
は、好ましくはＰＩ制御器４として形成される。制御対
象３は、ここでは不図示の内燃機関の噴射ポンプである
。その場合、制御装置１は、内燃機関、好ましくは自己
着火式内燃機関の燃料噴射を行う装置を制御するのに適
している。特にこの装置は、噴射開始を制御するのに用
いられる。噴射開始制御は、すでに説明したように、好
ましくは自己着火式内燃機関、従ってディーゼルエンジ
ンで行われる。
【００２０】閉ループ制御器２の入力５は加算点６の出
力と接続されている。加算点には入力量として目標信号
ＳＢｓが供給される。目標信号ＳＢｓは内燃機関の運転
パラメータが入力量として入力される特性マップ値から
得られる。運転パラメータは、例えば回転数、噴射量な
どである。
【００２１】目標信号ＳＢｓはさらに、制御装置１にお
いて前置制御（開ループ）８を形成し比例特性を有する
開ループ制御器７に供給される。開ループ制御器７の出
力９は加算点１０に正の符号で入力されている。この加
算点１０にはさらに第１の偏差信号Ａが供給される。こ
の偏差信号Ａについては後で詳細に説明する。
【００２２】さらに、始動制御装置３０がスイッチ３１
を介して加算点１０に接続されている。始動時の間はス
イッチ３１は閉成されており、始動制御装置３０の出力
信号が加算点１０と１３を介して制御対象３に供給され
る。通常は始動時閉ループ制御器２と開ループ制御器７
は起動されておらず、従って信号は出力されないので、
始動制御装置３０の出力信号によって制御対象３の入力
信号が決定される。
【００２３】加算点１０の出力１１は加算点１３の入力
１２と接続されており、この加算点１３には他の入力量
として閉ループ制御器２の出力信号が入力される。この
２つの入力信号は正の符号で加算点１３に印加される。 加算点１３の出力１４は乗算点１５の入力と接続されて
おり、乗算点には他の入力量として第２の偏差信号Ｍが
入力される。この偏差信号Ｍについても後で詳細に説明
する。乗算点１５の出力１６は制御対象３の入力１７と
接続されており、制御対象３の出力１８には実際信号Ｓ
Ｂｉが発生する。従って加算点６の出力には制御偏差Δ
ＳＢが発生する。
【００２４】計算回路４０は偏差信号Ａと偏差信号Ｍを
計算する。この計算は、実際信号ＳＢｉと加算点１３の
出力１４に発生する信号に基づいて行われる。計算回路
４０には少なくとも１つのメモリ４５が設けられている
。このメモリ４５は、制御装置ないし内燃機関が遮断さ
れたときにもその内容が変化しないように構成されてい
る。メモリとしては不揮発性の、例えばＥＥＰＲＯＭな
どが使用される。
【００２５】制御対象３の出力１８は、スイッチ１９で
図示された噴射開始に同期したサンプリング素子を介し
て加算点６に入力される。さらに、目標値ＳＢｓは、ス
イッチ２０で図示した他のサンプリング素子を介して加
算点６に入力される。両サンプリング素子は互いに同期
して作動する。これは、噴射開始信号を処理するときに
は、スイッチ１９、２０が閉じるのと等価な動作が行な
われることを意味するので、その結果加算点６には制御
偏差が発生し、ＰＩ制御器はフィードバック制御を行な
うことができるようになる。
【００２６】本実施例では、制御装置は内燃機関の燃料
噴射開始を調節するために使用されるので、目標信号Ｓ
Ｂｓは噴射開始目標信号であって、実際信号ＳＢｉは噴
射開始実際信号である。
【００２７】図示の燃料噴射制御装置においては、制御
対象３は内燃機関に設けられた噴射ポンプによって形成
される。製造された個々のポンプ装置には不可避の許容
誤差が存在する。許容誤差のない装置においては、制御
器７のゲインが制御対象３の平均ゲインの逆数に相当す
るように設定される。平均ゲインでは、ＰＩ制御器４の
Ｉ成分は、許容誤差のない装置の場合には「０」の値に
なる。許容誤差のある装置の場合には、この誤差はＰＩ
制御器４によって補償される。Ｉ成分は許容誤差を示す
ことになる。
【００２８】次に、許容誤差を補償する誤差補正につい
て詳細に説明する。図２を参照すると、図２においてデ
カルト座標系の縦軸には、加算点１３の出力１４に従っ
て発生する信号Ｉに対する噴射開始ＳＢが記載されてい
る。なお、噴射開始としては好ましくは測定された噴射
開始時期ＳＢｉが記載される。
【００２９】左の特性曲線は、許容誤差のない装置の信
号Ｉと噴射開始の関係を示すものである。一方右の特性
曲線は、許容誤差のある装置と噴射開始の関係を示すも
のである。ある噴射開始の値を見てみると、許容誤差の
ない装置と許容誤差のある装置では信号Ｉの値に偏差が
あるのがわかる。この偏差は加算的な誤差と乗算的な誤
差に分けることができる。これに関して、図２において
、制御領域のほぼ中央に位置する基準点（ＳＢ０、Ｉ０
）を設定する。これから上述した第１の偏差信号Ａを求
めることができる。乗算的な誤差を求めるために、いず
れかの噴射開始の限界点（例えばＳＢＸで得られる）が
設定される。この限界点での偏差は第１の偏差信号Ａと
第２の偏差信号Ｍとから形成される。第２の偏差信号Ｍ
は前述の乗算的な誤差に相当する。
【００３０】第１の偏差信号Ａと第２の偏差信号Ｍを求
める場合には、次のような周辺条件が満たされることが
必要である。
【００３１】噴射ポンプの部材及び構成部の機械的な摩
擦は無視できるくらい小さく、従ってほぼ「０」の値に
する必要がある。そのためには内燃機関を最小回転数に
もって行くようにする。すなわち、回転数ｎは限界回転
数ｎｇより少し大きくする。
【００３２】また、噴射量も最小値よりは大きくしなけ
ればならず、従って噴射量の限界値Ｑｇより大きくする
。
【００３３】制御偏差の平均値は、１０秒以上ほぼ「０
」の値であること、従って定常的な状態にすることが必
要である。
【００３４】このような前提において第１と第２の偏差
信号Ａ、Ｍは
【００３５】
【数１】
【００３６】
【数２】
【００３７】の式から求められる。
【００３８】偏差の中間値、すなわち制御回路の２つの
限界点の間に位置する値は、好ましくは補間、特に線形
補間によって求められるので、それぞれの閉ループ制御
器の動作点についての偏差を求めることができる。
【００３９】この偏差を補正するために、第１の偏差信
号Ａと第２の偏差信号Ｍがそれぞれの閉ループ制御器の
動作点に従って制御装置に供給される。これは、加算的
な誤差を示す第１の偏差信号Ａについては、加算点１０
に入力することによって行われる。乗算的な誤差を補償
するために、第２の偏差信号Ｍがすでに説明したように
乗算点１５へ入力量として供給され、乗算的な入力が行
なわれる。
【００４０】閉ループ制御から開ループ制御へ切り換え
る前及び制御装置あるいは内燃機関を遮断する前に、最
新の偏差信号ＡとＭをメモリ４５に継続的に格納する。 従ってこれらの値は閉ループ制御を開始する場合、及び
始動時にすぐ使用することができる。偏差信号ＡとＭを
用いて行うこの偏差補正は、すべての運転条件において
行われ、特に始動工程の間も行われる。こうすることに
よって制御回路の許容誤差を始動時でも補償することが
できる。従って始動特性及び始動時の排気ガスの放出値
が改善される。
【００４１】本発明の実施例によれば、それぞれ偏差信
号ＡとＭを新たに計算する毎にこれらの信号が直接格納
される。その場合にはこれらの信号を常時使用すること
ができる。従って予期せず装置が故障した場合でもこれ
らの値を得ることができる。
【００４２】従って本発明方法によれば、開ループ制御
（前置制御８による）並びに閉ループ制御（ＰＩ制御器
４）時動特性を向上させ大きくすることができ、許容誤
差によって生じる誤差を補正することができる。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、大きな制御精度を有し、開ループ制御並びに
閉ループ制御時大きな動特性を得るようにすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は制御装置のブロック回路図である。
【図２】図２は、図１に示す装置の制御量の特性を示す
線図である。
【符号の説明】
２　　閉ループ制御器 ３　　制御対象 ７　　開ループ制御器 １０　　加算点 １３　　加算点 １５　　乗算点

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　偏差が発生した場合誤差の補正を行い
    、閉ループ制御器に対して並列に接続された前置制御を
    行なう開ループ制御器を作動させる制御装置作動方法に
    おいて、制御領域のほぼ中央で第１の偏差信号（Ａ）を
    、また制御領域の一方の限界点で第２の偏差信号（Ｍ）
    を求め、これらの求めた偏差をそれぞれの閉ループ制御
    器の動作点に従って補正量として制御装置（１）に供給
    することを特徴とする制御装置作動方法。
  2. 【請求項２】　　閉ループ制御器（２）がＰＩ制御器（
    ４）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】　　第１の偏差信号（Ａ）が加算的な誤差
    を示し、第２の偏差信号（Ｍ）が乗算的な誤差を示すこ
    とを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
  4. 【請求項４】　　加算的な誤差に関連する偏差は加算的
    に、乗算的な誤差に関連する偏差は乗算的に制御装置（
    １）に供給されることを特徴とする請求項１から３のい
    ずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】　　第１の偏差信号（Ａ）が開ループ制御
    器（８）の出力（９）側にある加算点（１０）に入力さ
    れることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に
    記載の方法。
  6. 【請求項６】　　第２の偏差信号（Ｍ）が制御装置（１
    ）の制御対象（３）の入力（１７）側に位置する乗算点
    （１５）に入力されることを特徴とする請求項１から５
    のいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】　　制御回路の両制御限界点間にある偏差
    の中間値がそれぞれの閉ループ制御器の動作点に従って
    補間により求められ、制御装置（１）に供給されること
    を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】　　Ｐ素子として形成された開ループ制御
    器（８）のゲインが制御対象の平均ゲインの逆数に対応
    することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】　　ＰＩ制御器（４）の入力信号が加算点
    （６）の出力信号により得られ、この加算点には目標信
    号（ＳＢｓ）が正の符号で供給され、制御対象（３）の
    出力に発生する実際信号（ＳＢｉ）が負の符号で供給さ
    れることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に
    記載の方法。
  10. 【請求項１０】　　目標信号（ＳＢｓ）が内燃機関、好
    ましくは自己着火式内燃機関の燃料噴射の噴射開始目標
    信号であり、実際信号（ＳＢｉ）が噴射開始実際信号で
    あることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】　　開ループ制御器に入力信号として目
    標信号（ＳＢｓ）が入力されることを特徴とする請求項
    １から１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】　　開ループ制御器（８）の出力信号（
    ９）とＰＩ制御器（４）の出力信号がそれぞれ正の符号
    で加算点（１３）に入力されることを特徴とする請求項
    １から１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】　　制御対象（３）が内燃機関の噴射ポ
    ンプとして形成されることを特徴とする請求項１から１
    ２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】　　目標信号（ＳＢｓ）が内燃機関の運
    転パラメータから求められる特性マップ値より得られる
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記
    載の方法。
  15. 【請求項１５】　　第１及び／あるいは第２の偏差信号
    （Ａ、Ｍ）が不揮発性のメモリ（４５）に格納されるこ
    とを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載
    の方法。
JP3048508A 1990-03-17 1991-03-14 制御装置作動方法 Pending JPH04222001A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4008669.0 1990-03-17
DE4008669 1990-03-17

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Publication Number Publication Date
JPH04222001A true JPH04222001A (ja) 1992-08-12

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ID=6402486

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JP3048508A Pending JPH04222001A (ja) 1990-03-17 1991-03-14 制御装置作動方法

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US (1) US5085190A (ja)
EP (1) EP0447646B1 (ja)
JP (1) JPH04222001A (ja)
DE (1) DE59009588D1 (ja)

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