JPS6325144A - 制御系の偏差制御装置 - Google Patents

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〕 この発明は、制御系の偏差制御装置に関し、例えば自動
車の定速走行装置に応用することができる。

〔従来の技術〕

定速走行装置では、定速走行モードでは車速が設定速度
になるようにスロットル弁等のエンジン出力制御部材の
アクチュエータが駆動される。即ち、現実の車速を検出
するセンサが具備され、実車速と目標車速との偏差が計
測され、この偏差を解消するようにアクチュエータのフ
ィードバック制御が行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の定速走行装置では、実車速と目標車速との偏差が
あった場合、その偏差に応じて一定のゲインでフィード
バック制御が行われる。このゲインを大きくすれば、目
標車速と実車速との偏差が大きい場合に迅速な制御を行
なうことができるが、目標車速と実車速との偏差が小さ
くなると車両の慣性により目標車速からの行き過ぎ量が
大きくなりハンチングを起こすことになる。逆に、ゲイ
ンを小さくするとハンチングの虞れは小さいが、目標値
への迅速制御がなし得なくなる。

この発明では目標値への迅速制御が可能であるとともに
ハンチングの虞れもない偏差制御装置を提供することを
口約とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の制御系の偏差制御装置は、制御量を変化させ
る操作手段１と、操作手段１を駆動するためのアクチュ
エータ手段２と、現実の制御量を検出する手段３と、制
御量の目標値を設定する手段４と、現実の制御量と目標
値との差が少ないハンチングを起こしやすい領域を判別
する手段５と、前記領域より外の領域において目標値を
、目標値と現実の制御量との差が大きくなる方向に修正
する手段６と、検出された制御量と目標値との比較によ
ってアクチュエータ手段２への駆動信号を形成する比較
手段７とから構成される。

〔実施例〕

第２図において、１０は内燃機関の本体、１２は吸気マ
ニホルドを略示し、吸気マニホルド１２は吸気管１４に
接続され、１６は吸気絞り弁（スロットル弁）である。

１日は変速機である。

２０は定速走行アクチュエータであり、ダイヤフラム２
２を備える。ダイヤフラム２２は連結部材２４を介して
スロットル弁１６の弁軸に固定されるレバー２６に連結
され、ダイヤフラム２２の変位に応じてスロットル弁１
６が駆動される。ダイヤフラム２２の片側にダイヤフラ
ム室２８が形成され、ダイヤフラム２２を図の右方に、
即ちスロットル弁１６の閉鎖方向に付勢する圧縮ばね３
０が配置される。リリーフ弁３２はリリーフボート３４
を開閉するためのもので、通常は引張りばね３６によっ
てリリーフポート３４は大気をダイヤフラム室２８に導
入するように付勢される。

ソレノイド３８が励磁されるとリリーフ弁３８は引張り
ばね３６に抗して吸引され、リリーフポート３４が閉鎖
され、ダイヤフラム室２８の圧力は制御弁４０によって
制御することができる。制御弁４０は大気圧ボート４２
と負圧ボート４４とを選択的に開閉するものである。制
御弁４０は、引張りばね４６によって大気ボート４２を
開放、負圧ポート４４を閉鎖するように付勢される。ソ
レノイド４８が励磁されると制御弁４０は引張りばね４
６に抗して駆動され大気ボート４２を閉鎖、負圧ポート
４４を開放する。そのため、ダイヤフラム室２８は負圧
となり、その負圧レベルに応じダイヤフラム２２は図の
左方に引っ張られ、スロットル弁１６の開度が変化され
る。負圧ポート４４は負圧通路５０を介して負圧ポンプ
５２及び吸気管１４の負圧ポート５４に接続される。負
圧ポンプ５２はダイヤフラム５５を有し、ダイヤフラム
５５が上下することで負圧を発生する。ダイヤフラム５
５はクランク５６を介して回転モータ５８に連結される
。負圧ポート５４の吸気管負圧が十分なとき負圧ポンプ
５２は停止され、同ボート５４の負圧はチェック弁６０
、負圧通路５０を介してダイヤフラム室２８に導入され
、アクチュエータ２０の負圧駆動が行われ。負圧ポート
５４の負圧が足りないときはポンプ５２が駆動され、ア
クチュエータ２０はポンプ５２からの負圧により駆動さ
れる。

制御回路６４は定速走行装置の作動制御のため設けられ
ており、マイクロコンピュータシステムにより構成され
る。制御回路６４は、８ビツトや１６ビツトのマイクロ
プロセシングユニット（ＭＰＵ）６６、メモリ６８、入
力ポードア０、出力ポードア２、及びこれらを連結する
バス７３を基本的構成要素とする。入力ポードア０は定
速走行制御を行なうための種々のスイッチ、センサ類が
接続される。そのうちのこの発明に関係のあるものにつ
いて説明すると、セットスイッチ７４は定速走行モード
に入るため運転者により操作されるスイッチで、同スイ
ッチがＯＮからＯＦＦに切替えられたときの車速に制御
される。キャンセルスインチ７６は定速走行状態を解除
するため運転者により操作されるスイッチである。車速
センサ７８は変速機１８の出力軸や車速計の回転軸の回
転に応じたパルス信号を発生し、実車速ＳＰＮを知るこ
とができる。負圧スイッチ８０は負圧ポート５４の負圧
レベルを知り、負圧ポンプ５２の制御が行われる。

出力ポードア２は、リリーフ弁３２の駆動用ソレノイド
３８の作動トランジスタ８２に接続されるとともに、制
御弁４０の駆動用ソレノイド４８の作動トランジスタ８
４に接続される。尚、ダウンカウンタ８６は制御弁４０
の駆動パルス信号におけるパルス幅（デユーティ比）の
制御のためのものである。

以下、制御回路６４の作動をフローチャートによって説
明する。

第３図においてルーチンが起動されると、ステップ９０
で初期化が実行され、ＭＰＵ６６の各レジスタ、メモリ
６８のＲＡＭ領域、入力ポードア０、出力ポードア２等
に初期値が入れられる。

ステ、プ９２では所定時間＝４８ｍ秒の待ち時間の経過
か否かが判別される。即ち、以下の処理は４８ｍ秒毎に
実行される。ステップ９４では、フラグｆｓＥＴ＝１か
否か判別される。このフラグは定速走行時に１、通常走
行時にＯとされる。通常走行とすればステップ９６に流
れ、車速センサ７８で計測される現在の車速ＳＰＮが入
力される。

ステップ９８ではセットスイッチ７４がＯＮか否か判別
される。セットスイッチ７４がＯＮとすればステップ１
００でフラグｆ　ＳＷ＝　１とされる。

セットスイッチ７４がＯＦＦのときはステップ１０２に
進み、フラグｆｓＷ＝１か否か判別される。押されたセ
ットスイッチ７４が開放されたときは定速走行条件であ
り、ステップ１０２よりステップ１０４に進みフラグｆ
ＳＥＴがセットされる。ステップ１０６では現在の実測
車速ＳＰＮが設定車速ＳＰＭを格納するメモリアドレス
に入れられる。ステップ１０８ではトランジスタ８２に
ＯＮ信号が送られ、ソレノイド３８が励磁されるためリ
リーフ弁３２はリリーフ孔３４を閉鎖し、ダイヤフラム
室２８の負圧制御によるスロットル弁１６の駆動が可能
な状態になる。ステップ１１０ではふかしタイマが作動
される。このタイマは定速走行モードに入ってから所定
の短い時間を計測するソフトウェア上のタイマであって
、このタイマの作動の量制御弁４０を最大デユーティ比
で駆動し、アクチュエータ夕２０を迅速に車速を目標値
とするストロークに制御することができる。

この時間は設定車速に応じて例えば０．５〜１秒に決め
られる。

フラグｆｓＥＴ＝１のとき、即ち定速走行モードに入っ
た後はステップ９４よりステップ１１２に進み、現在車
速ＳＰＮ入力後、ステップ１１４では進角車速ＳＳ′の
演算が実行される。ここに進角車速ｓｓ’　というのは
現在の車速ＳＰＮから予想される所定の短い時間（例え
ば２秒）後の車速である。進角車速ＳＳ“を使用するこ
とにより系の遅れ要因にかかわらず安定な制御を実行す
ることができる。ステップ１１６では負圧ポンプ５２の
駆動処理が実行される。この処理では負圧スイッチ８０
により負圧レベルを知り、負圧が足りないと判断したと
きに電動モータ５８を駆動することによりアクチュエー
タ２０の作動に必要なレベルの負圧を得るものである。

ステップ１１８ではステップ１１０で設定されるふかし
時間内か否かが判別される。ふかし時間内と判断された
ときはステップ１２０に進み、制御弁４０の駆動信号の
デユーティ比が最大（１ｉ　Ｓ　Ｄ　Ｔｍａｘに設定さ
れる。この値は、車速を目標値の少し手前の値とするの
に必要なダイヤフラムのストロークを得ることができる
ように決められる。そのため、第６図において、時刻ｔ
１を定速走行モード開始時点としたときの車速の落ち込
みｐを小さく抑えることができる。ステップ１２４では
、ＳＤＴがダウンカウンタ８６に設定される。ダウンカ
ウンタ８６はＳＤＴによって決められる時間だけカウン
トダウンを実行する。即ち、このルーチンの処理時間間
隔（４８ｍ秒）に対してカウンタ８６のＯＮ時間が演算
されたデユーティ比となるようにＳＤＴの値は設定され
る。そのため、トランジスタ８４は演算されたデユーテ
ィ比をもって駆動され（第４図参照）、制御弁４０は閉
弁され、負圧がダイヤフラム室２８に導入される。即ち
、演算されたデユーティ比に応じた時間だけダイヤフラ
ム室２８に負圧が導入され、ダイヤフラム２２はデユー
ティ比に応じたストロークを取ることになる。

ステップ１１８でふかし時間が経過と判断されたときは
ステップ１１８よりステップ１２６以下に進み、通常定
速走行時のデユーティ比補正値ΔＳＤＴの演算処理が実
行される。ステップ１２６゜１２８では第５図に示す制
御域のどの部分に現在位置しているかが判別される。第
５図は定速走行モードにおける実車速ＳＰＮ又はＳＳｌ
の変化を模式的に示す。ＳＰＭは目標車速である。目標
車速ＳＰＭを挟む破線Ｂ、ｘ’　）で挟まれた、目標値
ＳＰＭに近接した領域■は、この範囲内で通常の定速走
行制御を行なうとハンチングを起こし易い領域であり、
仮に目標車速に対して±０．５ｋ　ｍ　／　ｈの範囲と
する。■は破線！より車速の高い領域、■は破線ｌ゛よ
り車速が低い領域である。

■の領域ではステップ１２７に進み、ステップ１０６で
得られる目標値ＳＰＭから０．５を引いたものが、新た
な目標値ＳＰＭ’　とされる。■の領域と判定すればス
テップ１２９に進み、目標値ＳＰＭに０．５を加えたも
のが新たな目標値ＳＰＭ’とされる。即ち、ハンチング
域■を外れた■、■の領域では目標値は、目標値と実測
値との差が拡大する方向に修正される。その結果制御ゲ
インが高まり、目標値に向かっての迅速制御が行われる
ことになる。目標値に近接しているため、ハンチングを
起こし易い■の領域ではステップ１３０においてＳＰＭ
がそのままＳＰＭ’に入れられる。

そして、ステップ１３２では、このようにして修正され
た又は修正されなかった目標値ＳＰＭ’よりデユーティ
比補正値が、 Δ５ＤＴ＝に’　ｘ　（ＳＰＭ’　−３Ｓ’　）によっ
て演算される。上式で、ｋｌはフィードバックのゲイン
である。ステップ１３３では、制御弁デユーティ比を決
めるＳＤＴが前回ＳＤＴにΔＳＤＴを加えたものとされ
る。

尚、定速走行モードから外れた場合は、第３図において
ステップ１６０のキャンセル条件が成立するため、ステ
ップ１６２に進み、キャンセル処理、即ちリリーフ弁３
２の大気開放、制御弁４゜の大気開放が実行され、ステ
ップ１６４ではフラグｆＳＥＴ、ｆＳＷがリセットされ
る。

〔発明の効果〕

この発明によれば、目標値から近いハンチングを起こし
やすい領域以外のり領域では目標値を、実車速との差が
拡大する方向に修正しているため、制御ゲインが上がり
、迅速な制御を行なうことができるため、第６図のｑの
ように迅速に目標値の近くまで集束させることができ、
一方目標値に近接したハンチングを起こし易い領域では
目標値をそのままとして安定な制御を行なうことででき
、制御の迅速と安定との矛盾する要求を調和させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明する図。 第２図はこの発明が応用される定速走行装置の実施例の
構成図。 第３図は制御回路の作動を説明するフローチャート。 第４図はデユーティ信号がどのように形成されるかを説
明する図。 第５図はこの発明における制御領域の区分を説明する図
。　　′ 第６図はこの発明による定速走行中の車速の変化特性を
説明する模式グラフ。 １０・・・内燃機関、 １４・・・吸気管、 １６・・・スロットル弁、 ２０・・・アクチュエータ、 ２２・・・ダイヤフラム、 ４０・・・制御弁、 ５２・・・負圧ポンプ、 ６４・・・制御回路、 ７４・・・セットスイッチ、 ７６・・・キャンセルスイッチ、 ７８・・・車速センサ、 ８０・・・負圧スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　以下の諸要素から構成される制御系の偏差制御装置、 制御量を変化させる操作手段、 操作手段を駆動するためのアクチュエータ手段、現実の
   制御量を検出する手段、 制御量の目標値を設定する手段、 現実の制御量と目標値との差が少ないハンチングを起こ
   しやすい領域を判別する手段、 前記領域より外の領域において目標値を、目標値と現実
   の制御量との差が大きくなる方向に修正する手段、 検出された制御量と目標値との比較によってアクチュエ
   ータ手段への駆動信号を形成する比較手段。