JP3674075B2 - Engine control method - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はダイナモメータを用いたエンジンテストシステムあるいはエンジンの各種パラメータを任意に制御するエンジンの制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンには様々な制御パラメータがある。例えば、冷却水温,潤滑油温,潤滑油圧,点火進角など種類が多い。
【0003】
従来はエンジンの上記パラメータを制御する場合、PIDコントローラによるフィードバック制御を利用し、それぞれの制御対象毎に制御システムを構築し、制御対象の特性に合ったPIDの比例ゲイン,時定数,すすみ定数を設計し、制御を行っている。
【0004】
従来の空燃比(A/F)と排気温度の制御例を図3に示す。同図において、21はA/F設定に基づいてエンジン1のA/Fを制御するための専用A/FPIDコントローラ、22は排気温度設定に基づいてエンジン1の排気温度を制御するための専用排気温度PIDコントローラ、3はPIDコントローラ21又は22からスイッチS1を介して入力するスロットル開度指令θsetに基づいて、エンジンのスロットルを操作するスロットルアクチュエータを制御するスロットル位置コントローラである。なお、4はエンジンと結合されたダイナモメータを示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来エンジンの制御システムでは、メーカ側にてエンジンの各種パラメータを制御するための専用のコントローラを用意している。このようなシステムでは予じめ全ての制御ポイントを決定し、作成する必要があり、新たなパラメータを制御したい場合、その都度コントローラを追加する必要があった。
【0006】
又、単にPIDコントローラを用意しておき、ユーザ側においてコントローラのP,I,Dの調整を行う方法もあるが、制御系の調整は非常に精密を要するため、所望の制御波形を容易に得ることはできない。最近エンジン以外のコントローラにおいて、P,I,Dパラメータをオートチューニングにより決定する方式のものがあるが、エンジンパラメータの制御は非線形性が強いため適用はできない。
【0007】
本発明は従来のこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、どのようなエンジンパラメータでも安定な制御を行うことができるエンジンの制御方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるエンジンの制御方式は、エンジンパラメータ設定値とエンジンパラメータ検出値との偏差を所定の偏差バンド巾と比較してホールド信号を出力する偏差バンド巾監視回路と、偏差が偏差バンド巾より大きい場合、前記偏差バンド巾監視回路の信号で出力がホールドされ、偏差が偏差バンド巾内にある時、偏差に基づいてスロットル指令を出力するホールド付コントローラと、入,出力側にそれぞれホールド回路を有し、偏差が偏差バンド巾より大きい場合、前記偏差バンド巾監視回路の信号で入力するスロットル開度指令がホールドされ、そのホールド値から偏差の極性に応じて階段状に増加又は減小するスロットル開度指令を出力し、偏差が偏差バンド巾内に入ると前記偏差バンド巾監視回路の信号でその出力がホールドされる設定追従制御回路とを備えてなるものである。
【0009】
【作用】
偏差が偏差バンド巾より大きい場合、監視回路によりホールド付コントローラの出力はホールドされ、コントローラによる制御は働かない。一方この場合、設定追従制御回路に入力するスロットル開度指令は監視回路によりホールドされ、そのホールド値から偏差の極性に応じて階段状に増加又は減少するスロットル開度指令を出力してエンジンをスロットル開度制御する。この制御は指令が階段状に変化し待時間を有するので、オーバーシュートを生ずることがない。偏差が偏差バンド巾内に入ると、この回路からの指令がホールドされ、前記コントローラのホールドが解除されるので、コントローラによる制御に移行する。
【0010】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【0011】
図1において、1はエンジン、2はエンジンのスロットルアクチュエータ、3はこのアクチュエータを制御するスロットル位置コントローラ、4はエンジンに結合されたダイナモメータ、11はエンジンのA/F(空燃比),排気圧などのエンジンパラメータの設定値と、その検出値との偏差eを検出する偏差検出器、12は偏差eが入力するホールド付PIコントローラ、13は偏差eが所定の偏差バンド巾(例えば、パラメータ設定の±5%)を越えたか否かで制御が過渡中か定常時であるかを判断する偏差バンド巾監視部、14はスロットル位置コントローラ3を制御するスロットル開度(θ)指令が入力し、偏差バンド巾監視部13が過渡中を検出したとき現在のスロットル開度(θ)指令をホールドするホールド回路、15はホールドされた開度指令及び偏差eから階段状のスロットル開度指令を出力する階段指令出力部で、偏差eの極性の正又は負によりアップカウント又はダウンカウントかを決め、ホールドされている開度指令に一定のステップ量を加算し待ち時間を作ることで階段状スロットル指令を出力するように構成されている。
【0012】
16は偏差バンド巾監視部13が偏差バンド内を検出したとき階段指令出力部からの階段指令ホールドするホールド回路、17はPIコントローラ12の出力とホールド回路16の出力とを加算し、スロットル開度(θ)指令をスロットル位置コントローラに出力する加算器である。
【0013】
次に、この実施例の動作について説明する。この制御方式は、図2に示すようにパラメータの設定と検出との偏差が所定の偏差バンド巾より大きいとき階段状のアクセル開度指令で制御する設定追従モード制御とし、偏差が所定の偏差バンド巾より小さくなるとPI制御する定常確保モードで制御するものである。
【0014】
(1)設定追従モード
パラメータの設定により制御を始めてから制御が安定するまでの過渡中は、偏差バンド巾監視部13が過渡中を検出し、PIコントローラ12及びホールド回路14にオン信号を出力する。パラメータ設定の立ち上げ時の偏差eは正であるので、階段指令出力部15はホールド回路14の出力から階段状に増加するスロットル開度指令をホールド回路16及び加算器17を介してスロットル位置コントローラ3に出力し、エンジンスロットル開度をこの階段のスロットル開度指令により制御する。即ち、ホールド回路14、階段指令出力部15、ホールド回路16からなる回路は、設定追従回路として機能する。
【0015】
エンジンパラメータの種類が多くあり、スロットルの動きに対し素速く応答するもの、ゆっくりと応答するものがあるが、ゆっくりと応答するものでは、スロットルを少し動作させた後待ち時間を作り安定するのを待つという階段状の動作によりスロットル開度を増加させることになるので、この制御からPIコントローラによる制御に移行する場合に、例えば、ランプ関数にて上昇させた場合のようにオーバーシュートを発生させることなく制御できる。このスロットル指令の階段の立ち上がり量及び待ち時間は階段指令出力部の定数等を調整することにより任意に設定することができ、又、過渡時はスロットル制御となっているため、過渡時のハンチング等の心配はない。
【0016】
偏差eが定常とみなせる所定の偏差バンド巾(例えば、パラメータ設定の±5%)内に入ると、偏差バンド巾監視部13がこれを検出して定常精度確保モードに切換る。
【0017】
(2)定常精度確保モード
偏差eが偏差バンド巾内に入ると、偏差バンド巾監視部はPIコントローラ12及びホールド回路14への出力をやめてホールド回路16へ出力し、階段指令出力をホールドした状態でPIコントローラによるPI制御に切換える。したがって、ショックなくモード移行ができる。そしてPI制御を行うことによりパラメータ設定に対する精度が確保できる。
【0018】
この場合、PIコントローラのPとIの調整が必要となるが、一般的にPI調整で困難なのは過渡中であり、本制御方式では過渡中のPI制御は行っていないため、定常の安定性の調整を行えばよいためPI調整に熟練を必要としない。
【0019】
定常精度確保モードにおいて、エンジンパラメータの設定を例えば、図2のように下げれば、判定バンド巾を越える負の偏差−eが発生するので、PI制御はホールドされると共に、階段指令出力部15からホールド回路14でホールドされた設定切換時のスロットル開度(θ)指令値から階段状に低下するスロットル開度指令が出力し、設定追従モード制御となる。
【0020】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【0021】
(1)非線形な制御対象であるエンジンパラメータに関し、どのようなパラメータでも安定な制御を行うことが可能となる。
【0022】
(2)PIコントローラのP,Iの調整にスキルを必要としない。
【0023】
(3)過渡時はマイナー制御のスロットル開度制御となるため、ハンチング、オーバーシュート等が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にかかるエンジンの制御方式の構成説明図。
【図2】実施例における制御波形図。
【図3】従来例の構成説明図。
【符号の説明】
1…エンジン
2…スロットルアクチュエータ
3…スロットル位置コントローラ
4…ダイナモメータ
11…偏差検出器
12…ホールド付PIコントローラ
13…偏差バンド巾監視回路
14,16…ホールド回路
15…階段指令出力回路[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an engine test system using a dynamometer or an engine control method for arbitrarily controlling various parameters of the engine.
[0002]
[Prior art]
The engine has various control parameters. For example, there are many types such as cooling water temperature, lubricating oil temperature, lubricating oil pressure, ignition advance angle.
[0003]
Conventionally, when controlling the above parameters of the engine, feedback control by a PID controller is used, a control system is constructed for each control target, and the proportional gain, time constant, and soot constant of the PID matching the characteristics of the control target are set. Design and control.
[0004]
A conventional control example of the air-fuel ratio (A / F) and the exhaust temperature is shown in FIG. In the figure, 21 is a dedicated A / FPID controller for controlling the A / F of the engine 1 based on the A / F setting, and 22 is a dedicated exhaust for controlling the exhaust temperature of the engine 1 based on the exhaust temperature setting. A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional engine control system, a manufacturer provides a dedicated controller for controlling various parameters of the engine. In such a system, it is necessary to determine and create all control points in advance, and to control a new parameter, it is necessary to add a controller each time.
[0006]
There is also a method of simply preparing a PID controller and adjusting the P, I, and D of the controller on the user side. However, since adjustment of the control system requires very precision, a desired control waveform can be easily obtained. It is not possible. Recently, some controllers other than the engine determine the P, I, and D parameters by auto-tuning, but the control of the engine parameters cannot be applied because of strong nonlinearity.
[0007]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an engine control method capable of performing stable control with any engine parameter.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an engine control system according to the present invention includes a deviation bandwidth monitoring circuit that compares a deviation between an engine parameter setting value and an engine parameter detection value with a predetermined deviation bandwidth and outputs a hold signal. When the deviation is larger than the deviation bandwidth, the output is held by the signal of the deviation bandwidth monitoring circuit, and when the deviation is within the deviation bandwidth, a controller with a hold that outputs a throttle command based on the deviation; When each output has a hold circuit and the deviation is larger than the deviation bandwidth, the throttle opening command input by the signal of the deviation bandwidth monitoring circuit is held, and from the hold value, a step shape is formed according to the polarity of the deviation. increased or decreased small to output a throttle opening command, deviation of the deviation band width monitoring circuit to fall within the deviation band width Its output is made and a set up control circuit to be held in issue.
[0009]
[Action]
When the deviation is larger than the deviation bandwidth, the output of the controller with hold is held by the monitoring circuit, and the control by the controller does not work. On the other hand, in this case, the throttle opening command input to the setting tracking control circuit is held by the monitoring circuit, and the throttle opening command that increases or decreases in a stepwise manner according to the polarity of deviation from the hold value is output to throttle the engine. Control the opening. In this control, since the command changes stepwise and has a waiting time, no overshoot occurs. When the deviation falls within the deviation bandwidth, the command from this circuit is held, and the hold of the controller is released, so that the control shifts to the controller.
[0010]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
In FIG. 1, 1 is an engine, 2 is a throttle actuator for the engine, 3 is a throttle position controller for controlling the actuator, 4 is a dynamometer coupled to the engine, 11 is an A / F (air / fuel ratio) of the engine, and exhaust pressure. A deviation detector that detects a deviation e between the set value of the engine parameter and the detected value and the like, 12 is a PI controller with a hold to which the deviation e is input, 13 is a deviation bandwidth with a predetermined deviation e ( for example, parameter setting) The deviation bandwidth monitoring unit for determining whether the control is in a transient state or a steady state depending on whether or not ± 5%) is exceeded, and a throttle opening (θ) command for controlling the
[0012]
16 is a hold circuit that holds the staircase command from the staircase command output unit when the deviation band
[0013]
Next, the operation of this embodiment will be described. In this control method, as shown in FIG. 2, when the deviation between parameter setting and detection is larger than a predetermined deviation band width, setting follow-up mode control is performed in which control is performed with a stepped accelerator opening command, and the deviation is within a predetermined deviation band. When the width is smaller than the width, control is performed in a steady securing mode in which PI control is performed.
[0014]
(1) Setting tracking mode
During the transition from the start of control by the parameter setting until the control is stabilized, the deviation
[0015]
There are many types of engine parameters, some of which respond quickly to the movement of the throttle and some of which respond slowly. Since the throttle opening is increased by a step-like operation of waiting, overshoot is generated when the control is shifted from this control to the control by the PI controller, for example, when it is raised by a ramp function. Can be controlled without any problems. The amount of rise of the stairs and the waiting time of the throttle command can be set arbitrarily by adjusting the constant of the stairs command output unit, etc. Also, since it is throttle control during transition, hunting during transition, etc. There is no worry.
[0016]
When the deviation e falls within a predetermined deviation bandwidth ( for example, ± 5% of parameter setting ) that can be regarded as steady, the deviation
[0017]
(2) Condition steady accuracy-ensuring mode deviation e is to be within the deviation band width, deviation band width monitoring section which outputs to the hold circuit 16 stop the output of the PI controller 12 and the
[0018]
In this case, it is necessary to adjust P and I of the PI controller. Generally, it is difficult to adjust the PI during the transition, and this control method does not perform the PI control during the transition. Since adjustment only needs to be performed, no skill is required for PI adjustment.
[0019]
If the engine parameter setting is lowered as shown in FIG. 2 in the steady accuracy ensuring mode, for example, a negative deviation −e exceeding the determination bandwidth is generated. Therefore, the PI control is held and the staircase command output unit 15 A throttle opening command that decreases stepwise from the throttle opening (θ) command value at the time of setting switching held by the
[0020]
【The invention's effect】
Since this invention is comprised as mentioned above, there exists an effect described below.
[0021]
(1) With respect to the engine parameter that is a non-linear control target, any parameter can be stably controlled.
[0022]
(2) No skill is required to adjust P and I of the PI controller.
[0023]
(3) Since the throttle opening control is a minor control during the transition, hunting, overshoot, etc. do not occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of an engine control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a control waveform diagram in the embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (1)
偏差が偏差バンド巾より大きい場合、前記偏差バンド巾監視回路の信号で出力がホールドされ、偏差が偏差バンド巾内にある時、偏差に基づいてスロットル指令を出力するホールド付コントローラと、
入,出力側にそれぞれホールド回路を有し、偏差が偏差バンド巾より大きい場合、前記偏差バンド巾監視回路の信号で入力するスロットル開度指令がホールドされ、そのホールド値から偏差の極性に応じて階段状に増加又は減小するスロットル開度指令を出力し、偏差が偏差バンド巾内に入ると前記偏差バンド巾監視回路の信号でその出力がホールドされる設定追従制御回路と、
を備え、偏差が偏差バンド巾より大きい場合設定追従制御をし、偏差が偏差バンド巾内に入った時コントローラ制御に切換えることを特徴とするエンジンの制御方式。A deviation bandwidth monitoring circuit that compares the deviation between the engine parameter setting value and the engine parameter detection value with a predetermined deviation bandwidth and outputs a hold signal;
When the deviation is larger than the deviation bandwidth, the output is held by the signal of the deviation bandwidth monitoring circuit, and when the deviation is within the deviation bandwidth, a controller with a hold that outputs a throttle command based on the deviation;
When there is a hold circuit on the input and output sides and the deviation is larger than the deviation bandwidth, the throttle opening command input by the signal of the deviation bandwidth monitoring circuit is held, and from the hold value according to the polarity of deviation A setting follow-up control circuit that outputs a throttle opening command that increases or decreases in a stepwise manner, and when the deviation enters the deviation bandwidth, the output is held by the signal of the deviation bandwidth monitoring circuit;
The provided control system for an engine deviation was set following control is larger than the deviation band width, and wherein the switching controller controls when the difference is within the deviation band width.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP05381695A JP3674075B2 (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | Engine control method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP05381695A JP3674075B2 (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | Engine control method |
Publications (2)
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JPH08246939A JPH08246939A (en) | 1996-09-24 |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP05381695A Expired - Lifetime JP3674075B2 (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | Engine control method |
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Families Citing this family (2)
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1995
- 1995-03-14 JP JP05381695A patent/JP3674075B2/en not_active Expired - Lifetime
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