JP2004021309A - Pid control device, program and recording medium - Google Patents

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JP2004021309A JP2002171509A JP2002171509A JP2004021309A JP 2004021309 A JP2004021309 A JP 2004021309A JP 2002171509 A JP2002171509 A JP 2002171509A JP 2002171509 A JP2002171509 A JP 2002171509A JP 2004021309 A JP2004021309 A JP 2004021309A
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control
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pid control
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Tomoka Kawaguchi
川口 智加
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To let a control object attain to a target value rapidly and smoothly in a PID control device which executes control from a present value to a final target value by applying a PID control to the control object. <P>SOLUTION: The PID control device does not execute the PID control toward the final target value C from the beginning but executes control toward a first target value A and a second target value B, which are separately set, before the final target value C is attained, and finally lets the control object attain the final target value C. Each of the first and second target values A and B is set to a value smaller by a permissible set value preliminarily determined from the final target value C, respectively so that an overshoot does not occur to the final target value C. Accordingly, a starting speed control for a vehicle can rapidly be started up, and a convergent time to the final target value C can be reduced, and the stable PID control which prevents the occurrence of the overshoot can be realized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御対象をPID制御することにより、その制御対象を現在値から最終目標値に制御するPID制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、例えば車両の速度や加速度或いは炉の温度といった制御対象を或る目標値に安定に近づける制御として、その目標値と制御対象の現在値との偏差を比例・積分・微分処理して、現在値を目標値に一致させるように制御するPID制御が広く行われている。
【0003】
例えば図9のグラフに示すように、車両のクルーズ制御において目標値としての車速がセットされると、その目標値と車速センサにより検出された現在値との偏差が比例・積分・微分処理され、制御量としての例えば燃料噴射量を算出し、これを制御指令信号として出力する。そして、この制御指令信号に沿ってインジェクタの噴射制御を行って車速を制御する。
【0004】
しかしながら、かかる従来のPID制御では目標値を一つだけ設定し、その一つの目標値に対して制御を行っていたため、以下のような問題があった。
すなわち、まず制御対象が現在値から目標値に素早く到達することが望まれるが、そのために例えば積分項(I項)を大きく設定すると車速が急激に変化するため、車両にショックを与えることがある。また同図に誇張して示すように、車速が変動してハンチングし、場合によっては制御過程で目標値を越えるオーバーシュートを引き起こしてしまい、先行車への急接近により運転者のフィーリングを害する虞があるといった問題があった。
【0005】
また逆に、このような車速の急激な変化やオーバーシュートを防止するために例えば積分項(I項)を小さく設定すると、車速が目標値に到達するまでに時間がかかり、制御が遅延するといった問題があった。
このような問題は、クルーズ制御のみならず、他の車速制御や加速度制御、或いは温度制御等PID制御を用いる種々制御に生じるものである。
【0006】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、制御対象をPID制御することにより、現在値から最終目標値に制御するPID制御装置において、制御対象を目標値までに迅速かつ滑らかに到達させることができるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項1記載のPID制御装置は、制御対象をPID制御することによりその制御対象を現在値から最終目標値に制御するものであるが、目標値設定手段が、上記現在値から最終目標値の間に、この最終目標値よりも小さい一又は複数の中間目標値を、最終目標値に近づけるように段階的に設定する。
【0008】
尚、ここでいう「制御対象」とは、例えば車両を含む移動体の速度や加速度、或いは炉の温度等、PID制御が採用される種々の制御対象を意味する。また、「現在値」は制御対象の現在の状態を意味し、センサ等の検出手段から検出されるものである。さらに「最終目標値」とは、上記従来技術でいう「目標値」に該当するものであるが、現在値と目標値との間に中間目標値を設定することとしたため、この中間目標値と区別するためにこのように表現したものである。この「最終目標値」は、PID制御装置自身で演算するか、又は外部から制御目標値として入力されることになる。
【0009】
そして、制御手段が、この目標値設定手段が設定した夫々の中間目標値を制御目標として、制御対象を段階的に最終目標値に近づけるように制御する。
かかる構成によれば、当初から最終目標値に向けた制御をするのではなく、その最終目標値に到達するまでに設定された中間目標値に向けて制御が行われ、最終的に最終目標値に到達することになる。このため、最終目標値を直接制御目標とした場合のようなオーバーシュートの発生や制御の遅延等を効果的に抑制又は防止することができる。すなわち、中間目標値(複数ある場合には、特に最初の中間目標値)が最終目標値よりも小さな値に設定されているため、仮にこの中間目標値を制御目標値として急な制御を行って制御対象が当該中間目標値を超えてしまっても、最終目標値を超えることを抑制又は防止することができる。このため、中間目標値に早く到達させるよう迅速なPID制御を行い、短時間で最終目標値に到達させることができるとともに、オーバーシュートの発生を効果的に抑制又は防止することができる。
【0010】
そして、オーバーシュートを確実に防止するために、請求項2に記載のPID制御装置では、上記目標値設定手段が、各中間目標値を、最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、夫々最終目標値から予め定める許容設定値分小さな値に設定する。
【0011】
ここでいう「許容設定値」としては、各制御対象毎にそのハンチングの大きさ(制御状態の脈動の振幅)を経験的にとらえておき、その大きさ以上の値を予め設定する。このため、この許容設定値は、制御対象や中間目標値の設定等が異なれば異なるものとなり得る。
【0012】
かかる構成によれば、制御状態(現在値)を常に最終目標値よりも下にしてオーバーシュートを確実に防止し、安全なPID制御を実現することができる。
また、上述したPID制御は、その比例・積分・微分の各制御定数を一定に固定して行うこともできるが、中間目標値毎に適切な制御定数を用いることにより、さらに制御効率を高めることができると考えられる。
【0013】
そこで、請求項3に記載のように、制御定数設定手段が、最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、かつ、現在値から最終目標値に予め定める収束期間内に収束するように、各中間目標値毎にPID制御定数を夫々設定するようにしてもよい。
【0014】
かかる構成によれば、各中間目標値までを独立して制御することができる。すなわち、例えば現在値に最も近い中間目標値までの制御の立ち上がりを大きくし、その後の他の中間目標値及び最終目標値間を緩やかに制御したり、或いはその逆の態様で制御する等自由に設定でき、また、それにより収束時間を調整することもでき、設計者の意に沿ったPID制御を実現することができる。
【0015】
また、制御対象が最終目標値が近づくと、オーバーシュートを生じる可能性が高まるため、その防止のために更に緩やかな制御をするのが好ましい場合がある。
そこで、請求項4に記載のように、上記制御手段が、上記目標値設定手段が設定した中間目標値のうち、最終目標値に最も近いものからこの最終目標値の間、制御対象が最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、制御対象を徐々に最終目標値に近づける徐変制御を行うようにしてもよい。
【0016】
ここでいう「徐変制御」は、PID制御の比例・積分・微分のいずれかの制御定数をゼロにすることにより実現してもよいし、その部分だけPID制御でなく全く異なる制御を行うようにしてもよい。
かかる構成によれば、制御対象を徐々に最終目標値に近づけることができ、オーバーシュートをほぼ確実に防止することができるとともに、滑らかで安定した制御を実現することができる。
【0017】
また、例えば制御対象が車両の速度である場合には、車両の重量や走行環境により、目標値に対する応答性が変わることがある。つまり、車両の積載量が大きい場合には、積載量が小さい場合よりも目標値に対する制御の追従性が劣り、応答性が低下することがある。また、登坂車線を走行する場合には、平地を走行するよりも応答性が低下することがある。これは、制御対象が車両の速度である場合に限らず、制御対象の負荷(抵抗)となる要因がある場合には同様に言えることである。
【0018】
そこで、請求項5に記載のように、検出手段が制御対象の負荷を検出し、上記目標値設定手段が、この検出手段が検出した負荷の大きさが大きいほど、各中間目標値を最終目標値に近づく側に設定するようにしてもよい。
すなわち、負荷が大きい場合には、通常設定する中間目標値よりも大きい(高い)見かけ上の中間目標値を設定することで、その応答性を確保するのである。これにより、制御対象がどのような状況に置かれても同様に制御されるため、その使用者に違和感等を与えることを抑制又は防止することができる。
【0019】
このような観点からは、上記のように各中間目標値を変更するのではなく、制御定数を変更することによっても同様の効果を奏することができる。
すなわち、請求項6に記載のように、検出手段が制御対象の負荷を検出し、制御定数設定手段が、この検出手段が検出した負荷の大きさが大きいほど、PID制御定数を、制御対象が最終目標値に近づく側に設定するようにしてもよい。
【0020】
かかる構成によれば、負荷か大きいほど、急な制御をする方向にPID制御定数が設定されるため、応答性の低下を抑制又は防止することができる。
尚、このようなPID制御装置の各手段をコンピュータにて実現する機能は、例えば、コンピュータ側で起動するプログラムとして備えることができる(請求項7)。このようなプログラムの場合、例えば、FD、MO、DVD、CD−ROM、ハードディスク等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。この他、ROMやバックアップRAMをコンピュータ読取可能な記録媒体としてプログラムを記録しておき、このROM或いはバックアップRAMをコンピュータに組み込んでもよい(請求項8)。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面と共に説明する。
[第1実施例]
本実施例は、本発明のPID制御装置を車両のクルーズ制御装置に適用したものであり、図1は当該クルーズ制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【0022】
同図に示すように、クルーズ制御装置1は、車間制御用電子制御装置(以下「車間制御ECU」という)2、エンジン制御用電子制御装置(以下「エンジンECU」という)6、及びブレーキ電子制御装置(以下「ブレーキECU」という)4を中心に構成されている。
【0023】
車間制御ECU2は、マイクロコンピュータを中心として構成されている電子回路であり、現車速信号、操舵角信号、ヨーレート信号、目標車間時間信号、アイドル制御やブレーキ制御の制御状態信号等をエンジンECU6から受信する。そして、車間制御ECU2は、この受信したデータに基づいて、カーブ曲率半径Rを推定したり、車間制御演算をしている。
【0024】
レーザレーダセンサ3は、レーザによるスキャニング測距器とマイクロコンピュータとを中心として構成されている電子回路であり、スキャニング測距器にて検出した先行車の角度や相対速度等、及び車間制御ECU2から受信する現車速信号、カーブ曲率半径R等に基づいて先行車の自車線確率を演算し、相対速度等の情報も含めた先行車情報として車間制御ECU2に送信する。
【0025】
さらに、車間制御ECU2は、このようにレーザレーダセンサ3から受信した先行車情報に含まれる自車線確率等に基づいて、車間制御すべき先行車を決定し、先行車との車間を適切に調節するための制御指令値として、エンジンECU6に、目標車速信号、フューエルカット要求信号、ブレーキ要求信号等を送信している。 ブレーキECU4は、マイクロコンピュータを中心として構成されている電子回路であり、車両の操舵角を検出するステアリングセンサ8、車両の旋回状態としてのヨーレートを検出するヨーレートセンサ10、および各車輪の速度を検出する車輪速センサ12から操舵角やヨーレートを求めて、これらのデータをエンジンECU6を介して車間制御ECU2に送信する。また、ブレーキECU4は、エンジンECU6を介する車間制御ECU2からの目標速度等に基づくブレーキ要求に応じてブレーキ力を制御するために、ブレーキ油圧回路に備えられた増圧制御弁・減圧制御弁の開閉をデューティ制御するブレーキアクチュエータ25を制御する。
【0026】
エンジンECU6は、マイクロコンピュータを中心として構成されている電子回路であり、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ15、車両速度を検出する車速センサ16、フットブレーキの踏み込みの有無を検出するブレーキスイッチ18、クルーズコントロールスイッチ20、クルーズメインスイッチ22、及びその他のセンサやスイッチ類からの検出信号等を受信し、さらに、上述したブレーキECU4及び車間制御ECU2からの各種信号を受信している。
【0027】
そして、エンジンECU6は、この受信した信号から判定する運転状態に応じて、内燃機関(ここでは、ガソリンエンジン)の燃料噴射量を調整するインジェクタ24や、トランスミッション26のアクチュエータ駆動段等に対して駆動命令を出力している。これらのアクチュエータにより、内燃機関の出力、ブレーキ力あるいは変速シフトを制御することが可能となっている。
【0028】
次に、本実施例のクルーズ制御装置における車速制御方法について説明する。当該車速制御は、車間制御ECU2から出力された目標車速信号を受信したエンジンECU6によるPID制御により実現される。図2及び図3は、その車速制御方法を表す説明図である。
【0029】
本車速制御においては、まずエンジンECU6において、車間制御ECU2から制御目標値として送信された目標車速(以下「最終目標値C」ともいう)を受信するとともに、車速センサ16により検出された現車速(以下「現在値」ともいう)を受信する。
【0030】
そして図2に示すように、まず現在値と最終目標値Cとの間に、中間目標値として最終目標値Cよりも小さい第1目標値A及び第2目標値Bを、この順に最終目標値Cに近づけるように段階的に設定する。その際、第1目標値A及び第2目標値Bの夫々は、PID制御の過程で現車速が脈動しても(図9参照)、最終目標値Cに対してオーバーシュートをしないように、夫々最終目標値Cから予め定める許容設定値分小さな値に設定されている。この許容設定値は経験等に基づいて予め設定されるものであり、本実施例における第1目標値Aの許容設定値ΔV1は10km/hに設定され、第2目標値Bの許容設定値ΔV2は3km/hに設定されている。また、現在値から最終目標値Cに収束するまでの時間が予め定める一定時間T以内になるように設定されている。
【0031】
図3はエンジンECU6にて行われるPID制御の具体的方法を表す説明図であり、車間制御ECU2が出力した最終目標値Cに基づいて設定された第1目標値A及び第2目標値Bについて、PID制御演算をしつつそれを制御指令値としての燃料噴射量Qに換算し、その結果をインジェクタ24に出力して燃料噴射制御を行う例を示すものである。同図(a)は、PID制御の制御ブロック図であり、同図(b)及び(c)は、その比例項(P項)・積分項(I項)・微分項(D項)の制御態様の一例を表す説明図である。尚、同図(a)に示された「目標値」は、車間制御ECU2から出力された最終目標値Cを指すのではなく、エンジンECU6によりこの最終目標値Cに対応して設定された第1目標値A又は第2目標値Bを指す。また、同図(b)及び(c)に示すグラフは、横軸が目標値と現在値との偏差Δを表し、縦軸が燃料噴射量に寄与するP項・I項・D項の大きさを表す。
【0032】
同図(a)に示すように、まず各目標値と現在値との偏差Δをとり、これを夫々P項にて比例処理,I項にて積分処理,D項にて微分処理するとともに、燃料噴射量に夫々換算した値Q1,Q2,Q3を加算して制御指令値としての燃料噴射量Qを算出し、この燃料噴射量Qを噴射するようにインジェクタ24に制御指令信号を出力する。
【0033】
本実施例では、図3(b)に示すように、現在値が第1目標値Aに到達するまでは、P項及びI項を中間目標値を設定しない従来の場合よりも大きくなるように(変化量が大きくなるように)設定する。D項はそのままとする。そして、図2に示すように、領域(1)において車速を大きく立ち上げる。
【0034】
そして、現在値が第1目標値Aを超えて第2目標値Bに到達するまでは、図3(c)に示すように、P項及びI項を中間目標値がない場合よりも緩やかになるように設定する。D項はそのままとする。そして、図2に示すように、領域(2)において車速を緩やかに立ち上げる。
【0035】
さらに、図示しないが、現在値が第2目標値Bを超えて最終目標値Cに到達するまでは、P項及びI項を中間目標値がない場合よりもさらに緩やかになるように設定する。D項はそのままとする。そして、図2に示すように、領域(3)において車速をさらに緩やかに立ち上げ、最終目標値Cに至らしめる。
【0036】
以上のように、本実施例のクルーズ制御装置1によれば、エンジンECU6において、車間制御ECU2から送信された最終目標値Cに基づき、当初からこの最終目標値Cに向けたPID制御をするのではなく、その最終目標値Cに到達するまでに別途エンジンECU6側で設定された第1目標値A及び第2目標値Bに向けて制御を行い、最終的に最終目標値Cに到達させることになる。
【0037】
そしてさらに、第1目標値A及び第2目標値Bの夫々が、最終目標値Cに対してオーバーシュートをしないように、夫々最終目標値Cから予め定める許容設定値分小さな値に設定されている。
このため、特に最初の中間目標値である第1目標値Aを制御目標値として早く到達させるように、多少急な制御を行って現在値が第1目標値Aを超えてしまっても、最終目標値Cを超えることを防止することができる。このため、最初の車速制御の立ち上がりを迅速にして最終目標値Cへの収束時間を短くするとともに、オーバーシュートの発生を防止した安定したPID制御を実現することができる。
【0038】
また、クルーズ制御装置1によれば、第1目標値A,第2目標値B及び最終目標値Cの夫々に至らせる制御において、PID制御定数を夫々個別に設定し、より適切な制御曲線を描けるようにしている。このため、乗員にショック等の違和感を与えないPID制御を実現することができる。
【0039】
尚、本実施例において、エンジンECU6が目標値設定手段,制御手段,制御定数設定手段に該当する。
[第2実施例]
本実施例は、車両の重量(負荷)に基づいて中間目標値の設定を変更可能としたPID制御装置にかかり、第1実施例と同様に車両のクルーズ制御装置に適用したものである。尚、本実施例のクルーズ制御装置の構成は、図1の構成において新たに車両重量を検出する重量センサが設置され、エンジンECU6に車両重量を出力するように構成されている点を除き、第1実施例のものと同様であるため、その説明については省略する。図4はこのときのPID制御の具体的方法を表す説明図であり、図5はこのときのPID制御処理を表すフローチャートである。
【0040】
図4(a)に示すように、本実施例のPID制御では、車間制御ECU2から送信された最終目標値Cについて、中間目標値として設定された第1目標値A及び第2目標値Bの夫々に対し、ゲイン係数(GAIN)を乗算して車両重量による設定の調整を行う。
【0041】
つまり、同図(b)に概念的に示すように、例えば車両重量がその積載物により通常の重量より大きくなった場合には、基準となる第1目標値A(白丸)に対してゲイン係数を乗算して第1調整目標値A2を設定する。そして、この第1調整目標値A2と現在値との偏差Δをとり、これを夫々P項にて比例処理,I項にて積分処理,D項にて微分処理するとともに、燃料噴射量に夫々換算した値Q1,Q2,Q3を加算して制御指令値としての燃料噴射量Qを算出し、この燃料噴射量Qを噴射するようにインジェクタ24に制御指令信号を出力する。
【0042】
同図(c)に具体例として第1調整目標値A2までのPID制御定数の設定を示す。すなわち、本実施例においては、PID制御定数と偏差Δとの関係を第1実施例の場合と同一にしているが、このようにゲイン係数を乗算することにより、偏差Δ自体が見かけ上大きくなるため、制御指令値である燃料噴射量も大きくなることになる。
【0043】
次に、本実施例のエンジンECU6にて行われるPID制御処理について、図5のフローチャートに基づいて説明する。
同図に示すように、まず車間制御ECU2から送信された目標車速信号を受信して、これを最終目標値Cとして設定するとともに、この最終目標値Cから基準となる中間目標値である第1目標値A及び第2目標値Bを設定する(S110)。尚、これらの各目標値は、車両が平地を走行する際に適合した目標値であり、上記第1実施例と同様にして設定する。
【0044】
そして、重量センサによる車両重量の検出値から、予め定める図示しないマップを参照してゲイン係数aを設定し、下記式(1)の関数f(X)により、まず第1調整目標値A2及び第2調整目標値B2を算出する(S120)。
f(X)=aX  ・・・(1)
f(X):調整目標値
X :車両別適合値(基準となる中間目標値)
a :ゲイン係数(重量別適合値)
そして、以下第1調整目標値A2,第2調整目標値B2,及び最終目標値Cを制御目標としてPID制御を行う。すなわち、車速センサが検出した現在値と第1調整目標値A2とを比較し(S130)、現在値がこの第1調整目標値A2未満である場合には(S130:NO)、第1調整目標値A2に向けたPID制御を行う(S140)。そして、現在値が第1調整目標値A2に到達すると、続いて、現在値と第2調整目標値B2とを比較し(S150)、現在値がこの第2調整目標値B2未満である場合には(S150:NO)、第2調整目標値B2に向けたPID制御を行う(S160)。そしてさらに、現在値が第2調整目標値B2に到達すると、続いて、現在値と最終目標値Cとを比較し(S170)、現在値がこの最終目標値C未満である場合には(S170:NO)、最終目標値Cに向けたPID制御を行う(S180)。そして、現在値がこの最終目標値Cに到達すると(S170:YES)、一連の処理を終了する。
【0045】
以上のように、本実施例のクルーズ制御装置によれば、重量センサにより車両走行の負荷となる車両重量を検出し、その車両重量が大きいほど、ゲイン係数を大きくして偏差Δを大きくし、結果的に制御指令値である燃料噴射量を多くする制御を行っている。
【0046】
すなわち、車両重量が大きい場合には、通常設定する中間目標値よりも大きい(高い)見かけ上の中間目標値を設定し、これに追従させる方向に意図的に制御することで、その応答性を確保している。ただし、本実施例における第1調整目標値A2及び第2調整目標値B2は、夫々現在値が本来の中間目標値である第1目標値A及び第2目標値Bを超えない程度に設定されている。
【0047】
かかる構成により、車両重量が変化してもその応答性が大きく変わらないようになり、その結果、乗員に違和感等を与えることを抑制又は防止でき、ドライバビリティを向上させることができる。
尚、本実施例において、重量センサが検出手段に該当する。
[第3実施例]
本実施例は、最終目標値の近傍において徐変制御を取り入れたPID制御装置にかかり、第1,第2実施例と同様に車両のクルーズ制御装置に適用したものである。尚、本実施例のクルーズ制御装置の構成は第1,第2実施例のものと同様であるため、その説明については省略する。図6はこのときのPID制御方法を表す説明図であり、図7はこのときの具体的なPID制御定数の設定を表す説明図である。
【0048】
図6に示すように、まず第1目標値A3及び第2目標値B3を設定し、現在値が第2目標値B3に到達するように制御する。尚、本実施例の第1目標値A3及び第2目標値B3は、夫々第1実施例の第1目標値A、第2目標値Bよりも小さな値となっている。そして、第2目標値B3に到達すると、最終目標値Cに向けて車速を徐々に上げていく徐変制御を実行する。
【0049】
すなわち、図7に示すように、現在値が第1目標値A3,第2目標値B3に至るまでは、PID制御のP項・I項・D項を一定の割合で制御するが、第2目標値B3から最終目標値Cに向けては、P項及びD項を0にし、I項のみの設定とする。これにより、図6に示すように、第2目標値B3以降、車速が少しずつ段階的に最終目標値Cに近づくようになる。
【0050】
以上のように、本実施例のクルーズ制御装置によれば、制御対象を徐々に最終目標値に近づけることができ、滑らかで安定した制御を実現することができる。以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【0051】
例えば、上記各実施例では、車間制御ECU2から目標値が出力された際の現在値と最終目標値Cとの間に第1目標値及び第2目標値の2つの中間目標値を設定した例を示したが、中間目標値は2つに限らず3つ以上設定してもよいし、逆に一つだけ設定するようにしてもよい。
【0052】
また、上記実施例では図2及び図6に示したように、最初の第1目標値にて車速を大きく立ち上げるように制御する例を示したが、例えば図8に示すように、車速を最初ゆっくりと立ち上げ、途中から大きく立ち上げるように設定してもよい。その他、制御対象の種類によってその制御態様も種々採用し得る。
【0053】
また、上記第2実施例では、車両の重量(負荷)に基づいて各中間目標値にゲイン係数を乗算する例を示したが、例えば、許容設定値にゲイン係数を乗算して各調整目標値を設定するようにしてもよい。つまり、車両重量が大きい場合には、通常設定する許容設定値よりも小さい見かけ上の許容設定値を設定し、相対的に中間目標値を大きくしてこれに追従させる方向に意図的に制御することで、その応答性を確保することもできる。
【0054】
さらに、上記実施例では、エンジンECU6が車間制御ECU2から制御目標値を受信する態様を示したが、エンジンECUが車間制御ECUを兼用する構成とし、エンジンECU側で制御目標値を算出してもよい。
また、上記各実施例では、本発明のPID制御装置をクルーズ制御装置として実現した例を示したが、クルーズ制御のみならず、他の車速制御や加速度制御、或いは温度制御等PID制御を用いる種々制御として装置を構成してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例にかかるクルーズ制御装置(PID制御装置)の概略構成を表すブロック図である。
【図2】第1実施例のPID制御方法を表す説明図である。
【図3】第1実施例のPID制御方法を表す説明図である。
【図4】第2実施例のPID制御方法を表す説明図である。
【図5】第2実施例のPID制御処理を表すフローチャートである。
【図6】第3実施例のPID制御方法を表す説明図である。
【図7】第3実施例のPID制御方法を表す説明図である。
【図8】変形例にかかるPID制御方法を表す説明図である。
【図9】従来のPID制御方法を表す説明図である。
【符号の説明】
1・・・クルーズ制御装置、 2・・・車間制御ECU、
4・・・ブレーキECU、 6・・・エンジンECU、
16・・・車速センサ、 24・・・インジェクタ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a PID control device that controls a control target from a current value to a final target value by performing PID control on the control target.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
Conventionally, for example, as a control for stably bringing a control target such as a vehicle speed, an acceleration or a furnace temperature to a certain target value, a deviation between the target value and the current value of the control target is proportionally, integrated, and differentiated, PID control for controlling a current value to match a target value is widely performed.
[0003]
For example, as shown in the graph of FIG. 9, when the vehicle speed as a target value is set in the cruise control of the vehicle, the deviation between the target value and the current value detected by the vehicle speed sensor is subjected to proportional / integral / differential processing. For example, a fuel injection amount as a control amount is calculated, and this is output as a control command signal. Then, the injection speed of the injector is controlled in accordance with the control command signal to control the vehicle speed.
[0004]
However, in such conventional PID control, only one target value is set, and control is performed with respect to the one target value. Therefore, there are the following problems.
That is, first, it is desired that the controlled object quickly reach the target value from the current value. For this purpose, if the integral term (I term) is set to be large, for example, the vehicle speed changes abruptly, which may cause a shock to the vehicle. . Also, as shown in an exaggerated manner in the figure, the vehicle speed fluctuates and hunting occurs, and in some cases, an overshoot exceeding a target value is caused in the control process, and the driver's feeling is impaired due to a sudden approach to the preceding vehicle. There is a problem that there is a fear.
[0005]
Conversely, if the integral term (I term) is set small, for example, to prevent such a rapid change or overshoot of the vehicle speed, it takes time until the vehicle speed reaches the target value, and control is delayed. There was a problem.
Such a problem occurs not only in cruise control but also in various controls using other vehicle speed control, acceleration control, or PID control such as temperature control.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and in a PID control device that controls a control target from a current value to a final target value by performing PID control on the control target, the control target reaches the target value quickly and smoothly. The purpose is to be able to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problem, a PID control device according to claim 1 controls a control target from a current value to a final target value by performing PID control on the control target. , One or more intermediate target values smaller than the final target value are set stepwise so as to approach the final target value.
[0008]
Here, the "control target" means various control targets to which PID control is applied, such as the speed and acceleration of a moving body including a vehicle, the temperature of a furnace, and the like. The “current value” means the current state of the control target, and is detected by detection means such as a sensor. Further, the “final target value” corresponds to the “target value” in the above-described conventional technology. However, an intermediate target value is set between the current value and the target value. It is expressed in this way for distinction. This “final target value” is calculated by the PID control device itself, or is input as a control target value from the outside.
[0009]
Then, the control means controls each of the intermediate target values set by the target value setting means as a control target so that the control target gradually approaches the final target value.
According to this configuration, the control is not performed from the beginning to the final target value, but is performed toward the intermediate target value set until the final target value is reached. Will be reached. For this reason, it is possible to effectively suppress or prevent the occurrence of overshoot, control delay, and the like that occur when the final target value is directly set as the control target. That is, since the intermediate target value (when there are a plurality of intermediate target values, the first intermediate target value in particular) is set to a value smaller than the final target value, it is assumed that this intermediate target value is used as a control target value to perform sudden control. Even if the control target exceeds the intermediate target value, it is possible to suppress or prevent the control target from exceeding the final target value. Therefore, quick PID control is performed so as to quickly reach the intermediate target value, so that the final target value can be reached in a short time, and the occurrence of overshoot can be effectively suppressed or prevented.
[0010]
In order to reliably prevent overshoot, in the PID control device according to claim 2, the target value setting means sets each intermediate target value so as not to overshoot the final target value. A value smaller than the final target value by a predetermined allowable set value is set.
[0011]
As the "permissible set value" here, the magnitude of the hunting (amplitude of the pulsation in the control state) is empirically determined for each control target, and a value equal to or greater than the magnitude is set in advance. For this reason, the allowable set value may be different if the control target or the setting of the intermediate target value is different.
[0012]
According to such a configuration, the control state (current value) is always lower than the final target value to reliably prevent overshoot and realize safe PID control.
Further, the above-described PID control can be performed with the control constants of the proportional, integral, and differential fixed. However, by using an appropriate control constant for each intermediate target value, the control efficiency can be further increased. It is thought that it is possible.
[0013]
Therefore, as described in claim 3, the control constant setting means does not overshoot the final target value and converges from the current value to the final target value within a predetermined convergence period. A PID control constant may be set for each intermediate target value.
[0014]
According to such a configuration, it is possible to independently control up to each intermediate target value. That is, for example, the rise of the control up to the intermediate target value closest to the current value is increased, and then the other intermediate target value and the final target value are gently controlled, or the control is performed in a reverse manner. It can be set and the convergence time can be adjusted accordingly, and PID control according to the designer's intention can be realized.
[0015]
Further, when the control target approaches the final target value, the possibility of occurrence of overshoot increases, so that it may be preferable to perform more gradual control to prevent the overshoot.
Therefore, as described in claim 4, the control means sets the control target to the final target value between the intermediate target value set by the target value setting means and the intermediate target value closest to the final target value. The gradual change control may be performed so that the control target gradually approaches the final target value so as not to overshoot the value.
[0016]
The “gradual change control” here may be realized by setting any one of the proportional, integral, and differential control constants of the PID control to zero, or performing a completely different control instead of the PID control only for that part. It may be.
According to such a configuration, the control target can be gradually approached to the final target value, overshoot can be almost certainly prevented, and smooth and stable control can be realized.
[0017]
Further, for example, when the control target is the speed of the vehicle, the responsiveness to the target value may change depending on the weight of the vehicle and the traveling environment. In other words, when the load of the vehicle is large, the controllability of the control to the target value is inferior to that when the load is small, and the responsiveness may be reduced. In addition, when traveling on an uphill lane, responsiveness may be lower than when traveling on level ground. This is not limited to the case where the control target is the speed of the vehicle, but the same can be said in the case where there is a factor that becomes a load (resistance) of the control target.
[0018]
Therefore, as set forth in claim 5, the detecting means detects the load to be controlled, and the target value setting means sets each intermediate target value to the final target value as the load detected by the detecting means increases. You may make it set to the side approaching a value.
That is, when the load is large, the responsiveness is ensured by setting an apparent intermediate target value larger (higher) than the normally set intermediate target value. Accordingly, the control is performed in the same manner regardless of the situation of the control target, so that it is possible to suppress or prevent the user from feeling uncomfortable or the like.
[0019]
From such a viewpoint, the same effect can be obtained by changing the control constant instead of changing each intermediate target value as described above.
That is, as set forth in claim 6, the detecting means detects the load of the control object, and the control constant setting means sets the PID control constant and the control object as the load detected by the detecting means increases. You may make it set to the side approaching a final target value.
[0020]
According to this configuration, as the load is larger, the PID control constant is set in a direction in which the control is performed more steeply, so that a decrease in responsiveness can be suppressed or prevented.
The function of realizing each unit of the PID control device by a computer can be provided, for example, as a program activated on the computer side. In the case of such a program, for example, it can be used by recording it on a computer-readable recording medium such as an FD, MO, DVD, CD-ROM, or hard disk, and loading and activating the computer as needed. Alternatively, the program may be recorded on a ROM or a backup RAM as a computer-readable recording medium, and the ROM or the backup RAM may be incorporated in a computer.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
In this embodiment, the PID control device of the present invention is applied to a cruise control device of a vehicle, and FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the cruise control device.
[0022]
As shown in FIG. 1, a cruise control device 1 includes an electronic control device for inter-vehicle control (hereinafter referred to as “inter-vehicle control ECU”) 2, an electronic control device for engine control (hereinafter referred to as “engine ECU”) 6, and a brake electronic control. The apparatus (hereinafter, referred to as “brake ECU”) 4 is mainly configured.
[0023]
The inter-vehicle control ECU 2 is an electronic circuit mainly composed of a microcomputer. The inter-vehicle control ECU 2 receives a current vehicle speed signal, a steering angle signal, a yaw rate signal, a target inter-vehicle time signal, a control state signal for idle control and brake control, and the like from the engine ECU 6. I do. The inter-vehicle control ECU 2 estimates the radius of curvature R of the curve or performs inter-vehicle control calculation based on the received data.
[0024]
The laser radar sensor 3 is an electronic circuit mainly composed of a scanning distance measuring device using a laser and a microcomputer. The laser radar sensor 3 detects the angle and relative speed of the preceding vehicle detected by the scanning distance measuring device, and the distance control ECU 2. Based on the received current vehicle speed signal, curve curvature radius R, and the like, the own lane probability of the preceding vehicle is calculated and transmitted to the following distance control ECU 2 as preceding vehicle information including information such as relative speed.
[0025]
Further, the inter-vehicle control ECU 2 determines a preceding vehicle to be inter-vehicle controlled based on the own lane probability or the like included in the preceding vehicle information received from the laser radar sensor 3 in this manner, and appropriately adjusts the inter-vehicle distance with the preceding vehicle. A target vehicle speed signal, a fuel cut request signal, a brake request signal, and the like are transmitted to the engine ECU 6 as control command values for performing the control. The brake ECU 4 is an electronic circuit mainly composed of a microcomputer, and includes a steering sensor 8 for detecting a steering angle of the vehicle, a yaw rate sensor 10 for detecting a yaw rate as a turning state of the vehicle, and a speed of each wheel. The steering angle and the yaw rate are obtained from the wheel speed sensor 12 and the data are transmitted to the inter-vehicle control ECU 2 via the engine ECU 6. The brake ECU 4 opens and closes a pressure increasing control valve and a pressure reducing control valve provided in a brake hydraulic circuit in order to control a braking force according to a braking request based on a target speed or the like from the headway control ECU 2 via the engine ECU 6. Of the brake actuator 25 that controls the duty of the brake actuator.
[0026]
The engine ECU 6 is an electronic circuit mainly composed of a microcomputer, and includes an accelerator pedal sensor 15 for detecting an amount of depression of an accelerator pedal, a vehicle speed sensor 16 for detecting a vehicle speed, and a brake for detecting the presence or absence of depression of a foot brake. It receives detection signals and the like from the switch 18, the cruise control switch 20, the cruise main switch 22, and other sensors and switches, and further receives various signals from the brake ECU 4 and the following control ECU 2.
[0027]
The engine ECU 6 drives the injector 24 that adjusts the fuel injection amount of the internal combustion engine (here, a gasoline engine), the actuator drive stage of the transmission 26, and the like in accordance with the operating state determined from the received signal. Outputting instructions. With these actuators, it is possible to control the output, the braking force, or the shift shift of the internal combustion engine.
[0028]
Next, a vehicle speed control method in the cruise control device of the present embodiment will be described. The vehicle speed control is realized by PID control by the engine ECU 6 that has received the target vehicle speed signal output from the headway control ECU 2. 2 and 3 are explanatory diagrams showing the vehicle speed control method.
[0029]
In the vehicle speed control, first, the engine ECU 6 receives a target vehicle speed (hereinafter, also referred to as a “final target value C”) transmitted as a control target value from the headway control ECU 2 and a current vehicle speed (hereinafter, also referred to as “final target value C”) detected by the vehicle speed sensor 16. Hereinafter, also referred to as “current value”).
[0030]
Then, as shown in FIG. 2, first, a first target value A and a second target value B, which are smaller than the final target value C, are interposed between the current value and the final target value C in this order. It is set stepwise so as to approach C. At this time, each of the first target value A and the second target value B does not overshoot the final target value C even if the current vehicle speed pulsates during the PID control (see FIG. 9). Each is set to a value smaller than the final target value C by a predetermined allowable set value. The allowable set value is set in advance based on experience or the like. In the present embodiment, the allowable set value ΔV1 of the first target value A is set to 10 km / h, and the allowable set value ΔV2 of the second target value B is set. Is set to 3 km / h. The time from the current value to the final target value C is set so as to be within a predetermined time T.
[0031]
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a specific method of the PID control performed by the engine ECU 6. The first target value A and the second target value B set based on the final target value C output by the headway control ECU 2. This shows an example in which the PID control calculation is performed, the result is converted into a fuel injection amount Q as a control command value, and the result is output to the injector 24 to perform fuel injection control. FIG. 1A is a control block diagram of PID control, and FIGS. 2B and 2C are control of a proportional term (P term), an integral term (I term), and a differential term (D term). It is explanatory drawing showing an example of a mode. Note that the “target value” shown in FIG. 3A does not indicate the final target value C output from the headway control ECU 2 but the first target value C set by the engine ECU 6 corresponding to the final target value C. Refers to the first target value A or the second target value B. In the graphs shown in FIGS. 3B and 3C, the horizontal axis represents the deviation Δ between the target value and the current value, and the vertical axis represents the magnitudes of the P, I, and D terms that contribute to the fuel injection amount. Represents
[0032]
As shown in FIG. 3A, first, a deviation Δ between each target value and the current value is taken, and the deviation Δ is proportionally processed by the P term, integrated by the I term, and differentiated by the D term. A fuel injection amount Q is calculated as a control instruction value by adding the converted values Q1, Q2, and Q3 to the fuel injection amount, and a control instruction signal is output to the injector 24 so as to inject the fuel injection amount Q.
[0033]
In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, until the current value reaches the first target value A, the P and I terms are set to be larger than in the conventional case where no intermediate target value is set. (To increase the amount of change). The D term is left as it is. Then, as shown in FIG. 2, the vehicle speed is largely increased in the area (1).
[0034]
Until the current value exceeds the first target value A and reaches the second target value B, as shown in FIG. 3C, the P term and the I term are more gradual than when there is no intermediate target value. Set to be. The D term is left as it is. Then, as shown in FIG. 2, the vehicle speed is gradually increased in the area (2).
[0035]
Further, although not shown, until the current value exceeds the second target value B and reaches the final target value C, the P term and the I term are set so as to be more gentle than when there is no intermediate target value. The D term is left as it is. Then, as shown in FIG. 2, the vehicle speed is more gradually increased in the area (3) to reach the final target value C.
[0036]
As described above, according to the cruise control device 1 of the present embodiment, the engine ECU 6 performs the PID control from the beginning to the final target value C based on the final target value C transmitted from the headway control ECU 2. Instead, control is performed toward the first target value A and the second target value B separately set by the engine ECU 6 until the final target value C is reached, so that the final target value C is finally reached. become.
[0037]
Further, each of the first target value A and the second target value B is set to a value smaller than the final target value C by a predetermined allowable set value so as not to overshoot the final target value C. I have.
For this reason, even if the current value exceeds the first target value A even if the current value exceeds the first target value A, the control is performed so that the first target value A, which is the first intermediate target value, as the control target value is quickly reached. Exceeding the target value C can be prevented. For this reason, it is possible to realize a stable PID control in which the rise of the first vehicle speed control is made quick to shorten the convergence time to the final target value C, and the occurrence of overshoot is prevented.
[0038]
Further, according to the cruise control device 1, in the control to reach each of the first target value A, the second target value B, and the final target value C, the PID control constant is individually set, and a more appropriate control curve is set. I can draw. Therefore, it is possible to realize PID control that does not give the occupant a sense of discomfort such as a shock.
[0039]
In this embodiment, the engine ECU 6 corresponds to a target value setting unit, a control unit, and a control constant setting unit.
[Second embodiment]
The present embodiment relates to a PID control device capable of changing the setting of the intermediate target value based on the weight (load) of the vehicle, and is applied to a cruise control device of the vehicle as in the first embodiment. The configuration of the cruise control device of this embodiment is the same as that of FIG. 1 except that a weight sensor for newly detecting the vehicle weight is installed and the vehicle weight is output to the engine ECU 6. Since it is the same as that of the first embodiment, the description is omitted. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific method of PID control at this time, and FIG. 5 is a flowchart showing PID control processing at this time.
[0040]
As shown in FIG. 4A, in the PID control according to the present embodiment, the final target value C transmitted from the headway control ECU 2 is determined based on the first target value A and the second target value B set as intermediate target values. Each of them is multiplied by a gain coefficient (GAIN) to adjust the setting based on the vehicle weight.
[0041]
That is, as conceptually shown in FIG. 3B, when the vehicle weight becomes larger than the normal weight due to the load, for example, the gain coefficient is increased with respect to the first target value A (open circle) as a reference. To set the first adjustment target value A2. Then, the deviation Δ between the first adjustment target value A2 and the current value is taken, and the deviation Δ is proportionally processed by the P term, integrated by the I term, and differentiated by the D term, and the fuel injection amount is calculated. The converted values Q1, Q2, and Q3 are added to calculate a fuel injection amount Q as a control command value, and a control command signal is output to the injector 24 so as to inject the fuel injection amount Q.
[0042]
FIG. 9C shows the setting of the PID control constant up to the first adjustment target value A2 as a specific example. That is, in the present embodiment, the relationship between the PID control constant and the deviation Δ is made the same as in the first embodiment, but by multiplying the gain coefficient in this manner, the deviation Δ itself becomes apparently large. Therefore, the fuel injection amount, which is the control command value, also increases.
[0043]
Next, a PID control process performed by the engine ECU 6 of the present embodiment will be described with reference to a flowchart of FIG.
As shown in the figure, first, a target vehicle speed signal transmitted from the headway control ECU 2 is received and set as a final target value C, and a first intermediate value which is a reference intermediate target value from the final target value C is set. A target value A and a second target value B are set (S110). Note that these target values are target values that are suitable when the vehicle travels on level ground, and are set in the same manner as in the first embodiment.
[0044]
Then, the gain coefficient a is set from the detected value of the vehicle weight by the weight sensor with reference to a predetermined map (not shown), and the first adjustment target value A2 and the first adjustment target value A2 are first determined by the function f (X) of the following equation (1). A second adjustment target value B2 is calculated (S120).
f (X) = aX (1)
f (X): adjustment target value
X: Vehicle-specific compatible value (standard intermediate target value)
a: Gain coefficient (fit value by weight)
Thereafter, PID control is performed using the first adjustment target value A2, the second adjustment target value B2, and the final target value C as control targets. That is, the current value detected by the vehicle speed sensor is compared with the first adjustment target value A2 (S130). If the current value is less than the first adjustment target value A2 (S130: NO), the first adjustment target PID control for the value A2 is performed (S140). When the current value reaches the first adjustment target value A2, the current value is compared with the second adjustment target value B2 (S150), and if the current value is smaller than the second adjustment target value B2. Performs (S150: NO), performs PID control toward the second adjustment target value B2 (S160). When the current value reaches the second adjustment target value B2, the current value is compared with the final target value C (S170). If the current value is smaller than the final target value C (S170). : NO), PID control toward the final target value C is performed (S180). Then, when the current value reaches the final target value C (S170: YES), a series of processing ends.
[0045]
As described above, according to the cruise control device of the present embodiment, the weight sensor detects the vehicle weight that is a load of vehicle running, and the larger the vehicle weight, the larger the gain coefficient and the larger the deviation Δ. As a result, control is performed to increase the fuel injection amount, which is the control command value.
[0046]
That is, when the vehicle weight is large, an apparent intermediate target value that is larger (higher) than the normally set intermediate target value is set, and the response is intentionally controlled in a direction to follow the intermediate target value. Have secured. However, the first adjustment target value A2 and the second adjustment target value B2 in the present embodiment are set so that the current values do not exceed the first target value A and the second target value B, which are the original intermediate target values, respectively. ing.
[0047]
With this configuration, even if the vehicle weight changes, the responsiveness does not significantly change, and as a result, it is possible to suppress or prevent the occupant from feeling uncomfortable or the like, and it is possible to improve drivability.
In this embodiment, the weight sensor corresponds to the detecting means.
[Third embodiment]
The present embodiment relates to a PID control device incorporating a gradual change control near the final target value, and is applied to a cruise control device for a vehicle as in the first and second embodiments. Note that the configuration of the cruise control device of this embodiment is the same as that of the first and second embodiments, and a description thereof will be omitted. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the PID control method at this time, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the specific setting of the PID control constant at this time.
[0048]
As shown in FIG. 6, first, a first target value A3 and a second target value B3 are set, and control is performed so that the current value reaches the second target value B3. Note that the first target value A3 and the second target value B3 of the present embodiment are smaller than the first target value A and the second target value B of the first embodiment, respectively. Then, when reaching the second target value B3, a gradual change control for gradually increasing the vehicle speed toward the final target value C is executed.
[0049]
That is, as shown in FIG. 7, until the current value reaches the first target value A3 and the second target value B3, the P, I, and D terms of the PID control are controlled at a fixed rate. From the target value B3 to the final target value C, the P term and the D term are set to 0, and only the I term is set. Thus, as shown in FIG. 6, after the second target value B3, the vehicle speed gradually approaches the final target value C little by little.
[0050]
As described above, according to the cruise control device of the present embodiment, the control target can be gradually approached to the final target value, and smooth and stable control can be realized. The embodiments of the present invention have been described above. However, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, but may take various forms within the technical scope of the present invention. Nor.
[0051]
For example, in the above embodiments, two intermediate target values of a first target value and a second target value are set between the current value and the final target value C when the target value is output from the headway control ECU 2. However, the number of intermediate target values is not limited to two, and may be set to three or more, or conversely, only one may be set.
[0052]
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIGS. 2 and 6, an example in which the vehicle speed is controlled to be greatly increased at the first first target value has been described. For example, as shown in FIG. It may be set so that it starts up slowly at first, and then starts up in the middle. In addition, various control modes can be adopted depending on the type of the control target.
[0053]
Further, in the second embodiment, an example in which each intermediate target value is multiplied by a gain coefficient based on the weight (load) of the vehicle has been described. For example, each allowable target value is multiplied by a gain coefficient to adjust each adjustment target value. May be set. That is, when the vehicle weight is large, an apparent allowable set value smaller than the normally set allowable set value is set, and the intermediate target value is relatively increased to intentionally control in a direction to follow the intermediate target value. Thus, the response can be ensured.
[0054]
Further, in the above-described embodiment, the mode in which the engine ECU 6 receives the control target value from the headway control ECU 2 has been described. However, the engine ECU is configured to also serve as the headway control ECU, and the engine ECU may calculate the control target value. Good.
Further, in each of the above-described embodiments, an example has been described in which the PID control device of the present invention is realized as a cruise control device. Of course, the device may be configured as the control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a cruise control device (PID control device) according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a PID control method according to a first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a PID control method according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a PID control method according to a second embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a PID control process according to a second embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a PID control method according to a third embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a PID control method according to a third embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a PID control method according to a modification.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a conventional PID control method.
[Explanation of symbols]
1. Cruise control device 2. Inter-vehicle control ECU
4 ... Brake ECU, 6 ... Engine ECU,
16 ... vehicle speed sensor, 24 ... injector

Claims (8)

制御対象をPID制御することにより、該制御対象を現在値から最終目標値に制御するPID制御装置において、
前記現在値から最終目標値の間に、該最終目標値よりも小さい一又は複数の中間目標値を、該最終目標値に近づけるように段階的に設定する目標値設定手段と、
該目標値設定手段が設定した夫々の中間目標値を制御目標として、前記制御対象を段階的に前記最終目標値に近づけるように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするPID制御装置。
In a PID control device that controls a control target from a current value to a final target value by performing PID control on the control target,
Between the current value and the final target value, between one or more intermediate target values smaller than the final target value, target value setting means for setting stepwise so as to approach the final target value,
Control means for controlling the control target so as to gradually approach the final target value, with each intermediate target value set by the target value setting means as a control target,
A PID control device comprising:
請求項1に記載のPID制御装置において、
前記目標値設定手段は、前記各中間目標値を、前記最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、夫々該最終目標値から予め定める許容設定値分小さな値に設定することを特徴するPID制御装置。
The PID control device according to claim 1,
Wherein the target value setting means sets each of the intermediate target values to a value smaller than the final target value by a predetermined allowable set value so as not to overshoot the final target value. Control device.
請求項1又は請求項2に記載のPID制御装置において、さらに、前記最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、かつ、前記現在値から前記最終目標値に予め定める収束期間内に収束するように、前記各中間目標値毎にPID制御定数を夫々設定する制御定数設定手段を備えたことを特徴とするPID制御装置。3. The PID control device according to claim 1, further comprising: not overshooting the final target value, and converging within a predetermined convergence period from the current value to the final target value. A PID control device comprising a control constant setting means for setting a PID control constant for each of the intermediate target values. 請求項1〜3のいずれかに記載のPID制御装置において、
前記制御手段は、前記目標値設定手段が設定した中間目標値のうち、前記最終目標値に最も近いものから該最終目標値の間、前記制御対象が該最終目標値に対してオーバーシュートをしないように、該制御対象を徐々に該最終目標値に近づける徐変制御を行うことを特徴とするPID制御装置。
The PID control device according to claim 1,
The control means does not overshoot the control target from the intermediate target value set by the target value setting means to the final target value during a period from a value closest to the final target value to the final target value. As described above, the PID control device performs the gradual change control for gradually bringing the control target closer to the final target value.
請求項1〜4のいずれかに記載のPID制御装置において、さらに、前記制御対象の負荷を検出する検出手段を備え、
前記目標値設定手段は、前記検出手段が検出した負荷の大きさが大きいほど、前記各中間目標値を前記最終目標値に近づく側に設定することを特徴とするPID制御装置。
The PID control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a detection unit configured to detect a load of the control target,
The PID control device, wherein the target value setting means sets each of the intermediate target values closer to the final target value as the magnitude of the load detected by the detection means increases.
請求項3に記載のPID制御装置において、さらに、前記制御対象の負荷を検出する検出手段を備え、
前記制御定数設定手段は、前記検出手段が検出した負荷の大きさが大きいほど、前記PID制御定数を、前記制御対象が前記最終目標値に近づく側に設定することを特徴とするPID制御装置。
4. The PID control device according to claim 3, further comprising a detection unit that detects a load of the control target,
The PID control device, wherein the control constant setting means sets the PID control constant such that the controlled object approaches the final target value as the load detected by the detection means increases.
請求項1〜6のいずれかに記載のPID制御装置の前記各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。A program for causing a computer to function as each unit of the PID control device according to claim 1. 請求項7記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。A computer-readable recording medium on which the program according to claim 7 is recorded.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006126580A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
JP2010065680A (en) * 2008-09-08 2010-03-25 Dr Ing Hcf Porsche Ag Method and controller for controlling internal combustion engine in drive train of automobile
JP2010195098A (en) * 2009-02-23 2010-09-09 Showa Corp Electric power steering device, control method thereof and program
JP2011169208A (en) * 2010-02-17 2011-09-01 Komatsu Ltd Control device and controlling method of variable turbo supercharger
JP2018031443A (en) * 2016-08-25 2018-03-01 クノールブレムゼ商用車システムジャパン株式会社 Device and method for controlling clutch
CN108153145A (en) * 2017-12-22 2018-06-12 合肥工大高科信息科技股份有限公司 A kind of train speed autocontrol method based on PID and filtering algorithm
JP2020149569A (en) * 2019-03-15 2020-09-17 株式会社チノー Control device and control method
EP3718846A4 (en) * 2017-11-28 2021-09-01 NIO (Anhui) Holding Co., Ltd. Cruise control method and system for electric vehicle, vehicle, controller, and storage medium
JP7446546B1 (en) 2023-07-18 2024-03-08 三菱電機株式会社 Control device, control system, control method, and program

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006126580A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
JP4503417B2 (en) * 2004-10-29 2010-07-14 株式会社リコー Image forming apparatus
JP2010065680A (en) * 2008-09-08 2010-03-25 Dr Ing Hcf Porsche Ag Method and controller for controlling internal combustion engine in drive train of automobile
JP2010195098A (en) * 2009-02-23 2010-09-09 Showa Corp Electric power steering device, control method thereof and program
JP2011169208A (en) * 2010-02-17 2011-09-01 Komatsu Ltd Control device and controlling method of variable turbo supercharger
US20190186563A1 (en) * 2016-08-25 2019-06-20 Knorr-Bremse Commercial Vehicle Systems Japan Ltd. Clutch Control Device and Clutch Control Method
WO2018038216A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 クノールブレムゼ商用車システムジャパン株式会社 Clutch control device and clutch control method
JP2018031443A (en) * 2016-08-25 2018-03-01 クノールブレムゼ商用車システムジャパン株式会社 Device and method for controlling clutch
EP3505785A4 (en) * 2016-08-25 2020-04-15 Knorr-Bremse Commercial Vehicle Systems Japan Ltd. Clutch control device and clutch control method
US10865839B2 (en) 2016-08-25 2020-12-15 Knorr-Bremse Commercial Vehicle Systems Japan Ltd. Clutch control device and clutch control method
EP3718846A4 (en) * 2017-11-28 2021-09-01 NIO (Anhui) Holding Co., Ltd. Cruise control method and system for electric vehicle, vehicle, controller, and storage medium
TWI767090B (en) * 2017-11-28 2022-06-11 大陸商蔚來(安徽)控股有限公司 Electric vehicle cruise control method and system and vehicle, controller and storage medium
CN108153145A (en) * 2017-12-22 2018-06-12 合肥工大高科信息科技股份有限公司 A kind of train speed autocontrol method based on PID and filtering algorithm
CN108153145B (en) * 2017-12-22 2020-10-16 合肥工大高科信息科技股份有限公司 PID and filtering algorithm based train speed automatic control method
JP2020149569A (en) * 2019-03-15 2020-09-17 株式会社チノー Control device and control method
JP7446546B1 (en) 2023-07-18 2024-03-08 三菱電機株式会社 Control device, control system, control method, and program

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