JPS6123207A - 制御時の外乱補償方法及び装置 - Google Patents

制御時の外乱補償方法及び装置

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JPS6123207A
JPS6123207A JP60112322A JP11232285A JPS6123207A JP S6123207 A JPS6123207 A JP S6123207A JP 60112322 A JP60112322 A JP 60112322A JP 11232285 A JP11232285 A JP 11232285A JP S6123207 A JPS6123207 A JP S6123207A
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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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、制御時の外乱補償方法及び装置、さらに詳し
くは内燃機関のアイドル回転数制御に用いられ外乱補償
を自己適合化させる外乱補償方法及び装置に関する。
［従来技術〕 従来この分野において、開ループ制御或いは閉ループ制
御を用いて所定の量、値或いは位置を制御する方法が知
られている。この場合任意の操作機器に所定の関数値を
有する電気信号が制御器から入力され、又制御系から得
られる所定の入力信号が処理され、その場合操作機器に
よって得られる制御結果が再び制御に用いられるように
構成されている。その場合制御器は利用分野に従い一通
常Ｐ＃性（比例制御器）、■特性（積分、制御器）或い
はＤ特性（微分制御器）等の特性を有している。
−実制御区域に例えば外乱が発生したような時閉ループ
制御においてその１反応がしばしば困難になったり或い
は緩慢になるので、制御系の遅延時間が原因で制御値に
不本意な振動が発生する。
従って制御時いわゆる外乱補償を行い、外乱によって実
際値が変動しこの変動を抑える新しい制御信号が発生す
る前に外乱をできるだけ早く抑えることができるように
している。従って外乱補償時には外乱によって生じた実
際値の変動によりこの外乱の影響を制御器が検出処置す
る前に「外乱あり或いは無し」の信号を処理することに
より直接制御器の出力信号を変化させている。
［発明が解決しようとする問題点］ このような外乱補償においてよく知られているように外
乱補償値が時間的に変化しそれに制御器が反応していく
ことができないという問題がある。
従ってこのような制御方法ないし制御時に外乱補償を適
合化する装置において外乱補償を外部条件に応じ自動的
に外乱の変化に適合させることができる必要性が出てく
る。
例えば内燃機関のアイドル回転数制御（アイドル充填効
率制御）では例えばターフのコンプレッサを入れた爵と
か或いは自動変速ギアでニュートラルの位置から出た特
等外乱が発生する。いずれの場合にも顕著な負荷が生じ
それに対応して回転数の変動が生じるが、低いアイドル
回転数の場合にはできるだけ早く変動を安定させなけれ
ばならない。又このような外乱の場合、外気の温度或い
は内部サーモスタットを調節することによりその負荷が
顕著に変化してしまうという問題を排除することができ
ない。
従って本発明はその補償を自動的に適合化することがで
きる制御時の外乱補償方法及び装置を提供することを目
的とする。
実施例ではいわゆる内燃機関のアイドル回転数制御（ア
イドル充填効率制御）について説明されるが、本発明は
それに限定されるものではなく、外乱にできるだけ早く
反応し前もって外乱を考慮し補償することが必要な全て
の制御方法に適応されるものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題点を解決するために、外乱補償
開始時制御器の出力信号を格納し、外乱補償後の所定の
時点で格納値と実際の制御器出力信号を比較し、その差
から補正量を求め、その補正量を外乱補償定数に付加し
外乱補償を自己適合化させる構成を採用した。
［作用］ このような構成で、外乱が印加される第１の時点で制御
器の出力信号がメモリに格納され、その後外乱が補償さ
れた第２の時点でこの格納値と実際の制御器の出力信号
が比較され、その得られた差から補正量が求められ、そ
の補正量が外乱補償定数に付加されるので゛、負荷が入
った瞬間でもそれによる外乱をよりよく補償することが
可能になる。
［実施例］ 以下図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する。
本発明の基本的な考え芳は、制御器の外乱作用に対する
反応から外乱補償に学習効果を持たせ、最終的な効果と
して理想的には外乱が作用した場合その外乱補償により
制御器自体は実質上何も反応する必要がないように、更
に正確に言えば外乱に基つ゛く実際値の変化によづて“
起こされる制御偏差が検出できないか或いは実質上検出
されないようにすることである。
又以下に説明する実施例では各回路がブロック図として
図示されているが、これは１つの実施例であり、従って
個々の回路或いはブロックはアナログ的にも、またデジ
タル的にも或いはそれを混合させた形でも実現できるも
のであり、その一部或いは全部をマイクロプロセッサや
論理回路を用いてデジタルシステムに置き換えることも
できるものである。
又本発明の実施例では１つの例として内燃機関のアイド
ル回転数制御（アイドル充填効率制御）が例として説明
される。
第１図に図示したように回転数の目標値ｎｓと実際値ｎ
ｉの偏差に従ってアイドル回転数制御器１０から得られ
る操作量Ｑｓは好ましくは特性整合回路に入力され、そ
こで内部的に操作量として形成された空気量目標値Ｑｓ
　と実際の空気量Ｑｉ　とが比較される。この実際の空
気量Ｑｉによってエンジン１２の回転数ｎｉが変化され
る。
操作機の特性を整合する整合回路並びに操作機器自体が
符号１１で示されており、エンジンによって形成される
制御対象が符号１２で示されている。操作機器１１ａは
本実施例の場合内燃機関の吸気管のバイパス路を拡大成
いは縮小することにより或いは絞り弁をモータにより調
節することに“　より内燃機関の吸気管の実効断面積を
変化させる作用をする。
第２図に図示されたように制御器１０は積分制御器１０
ａ、状ｍｊ制御器１　’Ｏｂ、基本値制御回路１０ｃを
有し、これらの回路の出力信号は共にその後段に接続さ
れた加算点１３に入力される。積分制御器１０ａと状態
制御器ｌＯｂは並列に接続されており、その共通の入力
端子には、目標回転数ｎｓとリード線１４を介してフィ
ードバックされる実際回転数ｎｉ　との比較によって加
算点１５に発生する制御偏差が入力される。
外乱の印加は次のようにして行なわれる。所定の時点に
発生ずる外乱Ａは、点線１６で図示したように、エンジ
ン１２によって形成される制御部分に作用すると同時に
、点線１８で示したようにスイッチ１７を閉じさせる。
アイドル回転数制御を行なうこの実施例の場合、例えば
クーラのコンプレッサが投入されると同時にこのスイッ
チ１７が閉じられ、それにより外乱定数発生器２０から
得られる外乱定数が接続線１９を介して加算点１３に人
力される。もちろんコンプレッサが投入されることによ
り内燃機関に対する負荷が大きくなるので回転数は減少
することになる。
本発明ではメモリ２１が設けられ、このメモリは外乱発
生時のｔ＝ｔｏの時点で制御器の出力信号を格納するよ
うに構成されている一０本実施例ではこの時点に発生す
る積分制御器１０ａの出力端子に現われる信号がリード
！Ｊ１２２を介してメモリｚ１に記憶される。外乱が補
償されるｔ　＝、　ｔ　１の時点で検出回路２３−によ
り積分制御器１０ａの出力から実際の積分出力信号が検
出され、同時にこの時点で後段に接続された比較器或い
は加算点２４において格納された積分器出力信号と実際
の積分器出力信号が互いに比較される。その比較はその
時点の積分器出力信号から格納された積分器出力信号を
引き算することにより行なわれる。その出力差Ｘ′は初
期の外乱補償が小さいか大きいかに従って正或いは負の
値をとる。定数発生器２０からの外乱補償が少なすぎる
場合には差Ｘ”は正であり、この場合積分制御器１０ａ
が動作して空気バイパス路の断面積を大きくし外乱によ
る負荷をバランスさせるようにする。一方外乱補償が大
きすぎる場合には、Ｘ”は負の値となる。この差Ｘ°は
掛は算回路２５を介して処理回路２６に入力される。こ
の処理回路では求められた差値の重みずけが行なわれ、
そこか′ら得られる補正ｆｆｔｙが外乱定数に付は加え
られる。本実施例の場合処理回路は積分器から構成され
ており、この処理回路では所定の計算が行なわれる。こ
の積分演算はｔ＝ｔｉの時点のみ行なわれ続いて積分器
２６の出力は一定に保たれる。積分器２６の出力信号は
加算点２７において外乱補償定数に足し算されるので、
適合化された外乱補償が得られ、外乱作用に対して最適
適合が行なわれ、それにより問題のない外乱補償が得ら
れる。
この場合負荷を遮断した場合も外乱が作用したことと等
価なので、外乱遮断時にも同様な適合化が行なわれる。
もちろんこの場合差値Ｘ′は掛は算回路２５において−
１が掛は算され、その符号が反転されたのちに積分器２
６に入力される。
積分器２６により行なわれる計算式は次のとうりである
。
ｙ（ｉ）　　＝　ｙ（ｉ−１）　　＋に／　２５６−ｘ
（ｉ）もちろんこの計算式は制御の対電に従って、また
それぞれ補償すべき外乱の種類に従って変形できること
はもちろんである。
なお上式においてｉは外乱補償を行なうその時点であり
（ｉ−１）はその前の外乱補償時点を示す。積分器をこ
のように構成することにより外乱補償を何回にも分けて
行なうことができ、１回の外乱補償では排除することが
できない不整合の問題を解決することができ、それぞれ
関係する外乱Ａが確実に補償されるようになる。このよ
うに上述した式に基つ゛いて行なわれる何回にもわたる
補償過程を経て得られる平均化により不整合の量刑を実
質的に解決することができる。
なお上述した外乱の適合化は、 （ａ）絞り弁スイッチが閉じた時、 （’ｂ　）内燃機関を搭載した自動車の速度がゼロの時
、 の条件を満たした時にのみ行なうようにする。
またこのような外乱補償の適合化ができる場合は内燃機
関を搭載した自動車の速度信号があることが前提になる
ので、本実施例の場合上述の条件（ａ）、（ｂ）に変え
、 （ａ′）絞り弁が閉じた時、 （ｂ′）回転数（場合によって平滑化された回転数）が
所定の時間Δｔ１の間アイドル回転数を中心として所定
の領域Δｎにある時、 （Ｃ゛）操作機器の駆動信号のデユーティ比の変化Δτ
（或いは特性整合を行なう前の制御器の出力信号の変化
）が所定の時間Δｔ２の間所定の値以下の時、ずな°わ
ち、 Δτ／Δｔ２＜Δｔ２８／Δｔ２或い・はΔＱＳ／Δｔ
２＜ΔＱｇ／Δｔ２ の時打なう条件にすることもできる。上述した条件（ｂ
゛）、（Ｃ”）はアンド条件として理解すべきものであ
ヂ、アイドリング領域において所定の時間大きな負荷変
動並びに回転数の変動が発生しないようにされる。この
ような条件のもとで速度がゼロでない場合も外乱補償が
可能になる。
デユーティ比での概念は、例えばバイパス路の断面を変
化させる操作機器としていわゆる二巻線操作機器を用い
た鳩舎に用いられるもので、その操作機器に入力される
パルスのデユーティ比を変えることにより一方の巻線（
或いは電力の巻線）が長い間（或いは短い間）信号を受
けるもので、それに対応して空気バイパス路の断面積が
調節されるものである。
更に自動車の速度Ｖがゼロでない場合アイドル制御器１
０の積分制御器１０ａを保持（ロック）さ−せるように
する。このことは自動車が次に止まるまで状態制御器ｌ
Ｏｂのみが動作するようにし積分制御器１０ａは減速運
転（例えばエンジンブレーキ等絞り弁スイッチが閉じる
か或いはほぼ閉じた状態となり内燃機関が駆動される場
合）が長く続く場合にも小さな値になってしまうことが
できなくなることを意味する。このような積分制御器１
０ａのロックは目標回転数ｎ’ｓより、小さくなった場
合或いは自動車の速度がゼロとなった場合に解除される
。このような特性は加速における特性に対応し、その場
合も同様に積分制御器数ある場合、制御器１０に複数個
の外乱補償回路を設けるようにし、それぞれを所定の外
乱が発生した場合に作用させ、その制御特性から自己適
合化させ最終的に外乱の影′饗を除去させるようにする
こともできる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によればそれぞれ、異な°る
負荷に対応して自動的に適合化される外乱補償が、すな
わち自己適合化された外乱補償が得られる。このように
学習効果があるので外乱補償を顕著に向上させることが
でき、単に「外乱あり／なし」の信号が発生した時に外
乱補償が一定の定数で行なわれるのでなく、外乱作用に
従った制御器の反応から外乱補償値が学習され最適の値
に定められる。
また本発明の好ましい実施例では外乱補償の最適化が複
数の補償過程に分布して行なわれるので１回しか行なわ
れない場合に発生する不整合の問題を解決することがで
きる。複数の補償過程を平均化した場合外乱補償を正確
に最適化することがｆｆｆ能・になる。
外乱補償の適合化を行なう場合自動車の速度が閉じ、回
転数が所定の時間アイドル回転数を中心とした所定領域
にとどまり、同時に操作機器を駆動する信号が所定の時
間所定の値を越えた変動をしない時に外乱補償の適合化
を行なうようにしている。これらの信号はアイドル回転
数制御を行なう場合に得られる信号であり、従って特に
センサを設けることなく得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明が用いられる制御系を示したブロック図
、第２図は本発明装置の全体構成を示すブロック図であ
る。 ｌＯ・・・制御器、２０・・・外乱定数発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）外乱補償開始時（ｔ＝ｔ＿０）制御器の出力信号を
    格納し、外乱補償後の時点（ｔ＝ｔ＿１）で格納値と実
    際の制御器出力信号を比較し、その差（ｘ）から補正量
    （ｙ）を求め、その補償量を外乱補償定数（Ｋ）に付加
    し外乱補償を自己適合させることを特徴とする制御時の
    外乱補償方法。 ２）外乱補償を複数回行ないその平均値を求めることに
    より補正量（ｙ）の最終値を形成するようにした特許請
    求の範囲第１項に記載の方法。 ３）制御器が積分成分を備えている場合前記制御器出力
    信号は積分器の出力信号であり、前記差を所定の計算式
    に従い積分し、それを外乱補償定数に付加するようにし
    た特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４）外乱を遮断した場合前記比較によって得られた差（
    ｘ’）にマイナスの符号を付して処理するようにした特
    許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に記載の方法。 ５）前記外乱補償を内燃機関のアイドル回転数制御に用
    い、絞り弁スイッチが閉じ内燃機関によって駆動される
    自動車の速度がゼロの時外乱補償の適合を行なうように
    した特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１
    項に記載の方法。 ６）絞り弁スイッチが閉じ、回転数が所定の時間所定領
    域にあり、又回転数変動が所定の時間（Δｔ＿２）所定
    の値以下になる時に前記外乱補償の適合化を行なうよう
    にした特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
    １項に記載の方法。 ７）外乱が印加される第１の時点（ｔ＝ｔ＿０）で制御
    器（１０）の出力信号を格納するメモリ手段（２１）と
    、外乱補償後の第２の時点（ｔ＝ｔ＿１）で発生する制
    御器（１０）の出力信号と前記格納された信号とを比較
    し、その差を形成する比較手段（２４）と、前記比較に
    より得られた差を処理して外乱補償定数に付加される信
    号を形成する処理回路（２６）とを備えたことを特徴と
    する制御時の外乱補償装置。 ８）内燃機関のアイドル回転数制御に用いる場合、前記
    制御器の出力信号はアイドル回転数制御器（１０）の積
    分器の出力信号であり、前記比較手段（２４）によって
    得られた差（ｘ）が積分器（２６）に入力され、それに
    より第２の時点（ｔ＝ｔ＿１）で差値が所定の積分計算
    式に従って処理されその出力信号が外乱補償定数（Ｋ）
    に付加される特許請求の範囲第７項に記載の装置。 ９）前記差を第２の時点（ｔ＝ｔ＿１）にのみ有効とな
    る積分計算式に従って複数回補償をし、それを積分器（
    ２６）により平均化するようにした特許請求の範囲第７
    項又は第８項に記載の装置。 １０）外乱を遮断した場合前記差の符号を反転させる回
    路（２５）を設けるようにした特許請求の範囲第７項、
    第８項又は第９項に記載の装置。 １１）絞り弁スイッチが閉じ内燃機関を搭載した自動車
    の速度がゼロの時のみ外乱補償の適合化を行なわせる回
    路を設けるようにした特許請求の範囲第７項から第１０
    項までのいずれか１項に記載の装置。 １２）絞り弁が閉じ回転数が所定の時間（Δｔ＿１）所
    定の領域（Δｎ）にあり、回転数の変動が所定の時間（
    Δｔ２）所定の値以下にある時のみ外乱補償の適合化を
    行わせる回路を設けるようにした特許請求の範囲第７項
    から第１１項までのいずれか１項に記載の装置。
JP60112322A 1984-06-30 1985-05-27 外乱補償方法及び装置 Expired - Fee Related JPH071445B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3424197.3 1984-06-30
DE3424197 1984-06-30
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JPS6123207A true JPS6123207A (ja) 1986-01-31
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