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JP3239379B2 - Internal combustion engine speed control method - Google Patents
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JP3239379B2 - Internal combustion engine speed control method - Google Patents

Internal combustion engine speed control method

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JP3239379B2
JP3239379B2 JP20163291A JP20163291A JP3239379B2 JP 3239379 B2 JP3239379 B2 JP 3239379B2 JP 20163291 A JP20163291 A JP 20163291A JP 20163291 A JP20163291 A JP 20163291A JP 3239379 B2 JP3239379 B2 JP 3239379B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の回転数制御方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the rotational speed of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】フォークリフト等の産業用車両に搭載さ
れている内燃機関には、走行負荷に加えて荷役負荷が作
用する。そのため、内燃機関では走行負荷が変動すると
走行が影響を受けるだけでなく、荷役作業も影響を受け
ることになる。同様に、荷役負荷が変動すると荷役作業
が影響を受けるだけでなく、走行も影響を受けることに
なる。従って、産業用車両に搭載されている内燃機関に
おいては、特に負荷変動に対する高い安定性が求められ
ている。
2. Description of the Related Art A cargo handling load acts on an internal combustion engine mounted on an industrial vehicle such as a forklift in addition to a running load. Therefore, in the internal combustion engine, when the running load fluctuates, not only the running is affected but also the cargo handling work is affected. Similarly, when the cargo handling load fluctuates, not only cargo handling work is affected, but also traveling is affected. Therefore, an internal combustion engine mounted on an industrial vehicle is required to have particularly high stability against load fluctuation.

【0003】負荷変動に対する安定性を高めるには、負
荷の変動に伴って変化した回転数が速やかに元の回転数
(目標回転数)に戻るように、内燃機関の回転数調整手
段であるスロットルバルブを調整して回転数を制御する
必要がある。
In order to enhance stability against load fluctuations, a throttle, which is means for adjusting the rotation speed of the internal combustion engine, is set so that the rotation speed changed with the load fluctuations quickly returns to the original rotation speed (target rotation speed). It is necessary to adjust the valve to control the rotation speed.

【0004】そのために、電子ガバナ装置を用いて、負
荷の変動によって変化した現時点の実際の回転数と目標
回転数との偏差を求め、その偏差に基づいてゲイン値を
規定したPID(比例・積分・微分)制御のためのPI
D演算を行っている。そして、目標回転数で回転させる
ためのスロットルバルブの開度である目標スロットルバ
ルブ開度を決定して、回転数を制御している。
For this purpose, the electronic governor device is used to determine a deviation between the current actual rotational speed changed by the load fluctuation and the target rotational speed, and a PID (proportional / integral) defining a gain value based on the deviation. PI for differential) control
D operation is being performed. Then, the target throttle valve opening which is the opening of the throttle valve for rotating at the target rotation speed is determined, and the rotation speed is controlled.

【0005】図4に示すように、従来の電子ガバナ装置
10は、制御パラメータ11A〜11C、切り換え制御
装置12、制御演算装置13から構成されている。その
制御演算装置13は、メモリに記憶されている目標回転
数と負荷の変動によって変化した現時点の実際の回転数
とを入力し、切り換え制御装置12を介して制御パラメ
ータ11A〜11Cのいずれかから入力されるPID演
算におけるゲイン値を規定するためのPID制御演算式
に基づいてPID演算を行い、内燃機関を目標回転数で
回転させるためのスロットルバルブの開度である目標ス
ロットルバルブ開度を決定して出力している。
[0005] As shown in FIG. 4, the conventional electronic governor device 10 includes control parameters 11 A to 11 C, a switching control device 12, and a control operation device 13. The control operation device 13 inputs the target rotation speed stored in the memory and the actual rotation speed at the present time changed by the fluctuation of the load, and receives one of the control parameters 11A to 11C via the switching control device 12. PID calculation is performed based on a PID control calculation formula for defining a gain value in the input PID calculation, and a target throttle valve opening which is a throttle valve opening for rotating the internal combustion engine at a target rotation speed is determined. And output it.

【0006】各制御パラメータ11A〜11Cは、PI
D制御演算式が記憶されているメモリから構成されてい
る。制御パラメータが11A〜11Cと3つあるのは、
後記するように、内燃機関のトルク/スロットルバルブ
開度特性の非直線性の補正のためである。
The control parameters 11A to 11C are PI
It is composed of a memory in which D control arithmetic expressions are stored. There are three control parameters, 11A to 11C,
As will be described later, this is for correcting the non-linearity of the torque / throttle valve opening characteristic of the internal combustion engine.

【0007】切り換え制御装置12は、負荷の変動によ
って変化した現時点のスロットルバルブ開度を入力し
て、そのスロットルバルブ開度に対応した制御パラメー
タ11A〜11Cを切り換え選択して、制御演算装置1
3に出力している。
[0007] The switching control device 12 inputs the current throttle valve opening changed by the load fluctuation, switches and selects control parameters 11A to 11C corresponding to the throttle valve opening, and controls the control arithmetic device 1.
3 is output.

【0008】ところで、内燃機関のトルク/スロットル
バルブ開度特性は回転数が一定の場合、スロットルバル
ブ開度に対してトルクがリニアに増加しないという、図
5の曲線αのような非直線性を示す。
By the way, the torque / throttle valve opening characteristic of the internal combustion engine has a non-linearity as shown by a curve α in FIG. 5 in which the torque does not increase linearly with the throttle valve opening when the rotational speed is constant. Show.

【0009】すなわち、スロットルバルブ開度Pa,P
bを境界として曲線αの勾配が大きく変化しており、ス
ロットルバルブ開度がPa以下の領域Aに比べて、Pa
以上Pb以下の領域Bでは、スロットルバルブ開度の少
しの変化に対してトルクが大きく変化している。また、
スロットルバルブ開度がPb以上で最大スロットルバル
ブ開度Pc以下の領域Cでは、領域Aに比べて、スロッ
トルバルブ開度が大きく変化しなければ相応したトルク
の変化があらわれない。
That is, the throttle valve opening Pa, P
b, the slope of the curve α greatly changes, and the throttle valve opening is smaller than the area A where the throttle valve opening is Pa or less.
In the region B equal to or more than Pb, the torque greatly changes with a slight change in the throttle valve opening. Also,
In a region C where the throttle valve opening is equal to or more than Pb and equal to or less than the maximum throttle valve opening Pc, a corresponding change in torque does not appear unless the throttle valve opening greatly changes as compared with the region A.

【0010】このため、例えば、領域Aにおけるトルク
/スロットルバルブ開度特性からPID制御演算式を求
めて、全ての領域A〜Cに適応させてPID演算を行う
とすると、領域CにおいてはPID制御におけるゲイン
が不足することになり、領域Bではオーバー・ゲインに
なってしまう。ゲインが不足する領域Cでは、現時点の
回転数から目標回転数になるために長い時間を要する。
また、オーバー・ゲインの領域Bにおいては、速やかに
目標回転数を越える(または、下回る)回転数まで立ち
上がった後に回転数を増減しながら目標回転数に収束す
ることになる。いずれにしても、最適なゲイン値でない
領域B,Cにおいては負荷変動に対して求められる安定
性を得ることができない。
For this reason, for example, if a PID control calculation formula is obtained from the torque / throttle valve opening characteristics in the region A and the PID calculation is performed for all the regions A to C, the PID control is performed in the region C. Is insufficient, and in the region B, the gain becomes over-gain. In the region C where the gain is insufficient, it takes a long time to reach the target rotation speed from the current rotation speed.
Further, in the over-gain region B, the rotation speed rapidly rises to (or falls below) the target rotation speed and then converges to the target rotation speed while increasing or decreasing the rotation speed. In any case, in the areas B and C where the gain values are not optimal, the required stability against the load fluctuation cannot be obtained.

【0011】従って、各領域A〜Cのそれぞれに対応し
たPID制御演算式を、内燃機関をエンジン・ベンチ上
で試験動作させる実験によって予め求めておき、それぞ
れのPID制御演算式を各制御パラメータ11A〜11
Cとして記憶しておく。そして、切り換え制御装置12
によって、現時点のスロットルバルブ開度に対応した制
御パラメータ11A〜11Cを適宜選択して出力する。
その選択された制御パラメータ11A〜11CのPID
制御演算式に基づいて、制御演算装置13は目標スロッ
トルバルブ開度を求めて出力している。
Therefore, PID control arithmetic expressions corresponding to the respective areas A to C are obtained in advance by an experiment in which the internal combustion engine is tested on an engine bench, and the respective PID control arithmetic expressions are determined by the respective control parameters 11A. ~ 11
It is stored as C. Then, the switching control device 12
Thus, the control parameters 11A to 11C corresponding to the current throttle valve opening are appropriately selected and output.
PID of the selected control parameter 11A-11C
Based on the control calculation formula, the control calculation device 13 calculates and outputs the target throttle valve opening.

【0012】このように、従来は、内燃機関のトルク/
スロットルバルブ開度特性における勾配の変化に対応し
た複数のPID制御演算式を用いることにより、その非
直線性を補正した最適なゲイン値を決定してPID制御
のための演算を行っていた。
Thus, conventionally, the torque / torque of the internal combustion engine
By using a plurality of PID control arithmetic expressions corresponding to changes in the gradient of the throttle valve opening characteristic, an optimal gain value in which the non-linearity has been corrected is determined, and an arithmetic operation for PID control is performed.

【0013】また、別の制御方法として、特開平2−2
77943号公報に示されるものがある。すなわち、ト
ルク/スロットルバルブ開度特性における勾配の変化が
連続的であることから、仮想的に勾配の変化を無視して
勾配を一定と仮定する。つまり、実際のスロットルバル
ブ開度とトルクとが線型な関係にあると仮定する。そし
て、PID演算を行い、実際の回転数が目標回転数にな
るような仮想的なスロットルバルブ開度を求める。
As another control method, Japanese Patent Laid-Open No.
There is one disclosed in JP-A-77943. That is, since the change of the gradient in the torque / throttle valve opening characteristic is continuous, it is assumed that the gradient is virtually ignored and the gradient is constant. That is, it is assumed that the actual throttle valve opening and the torque have a linear relationship. Then, a PID calculation is performed to obtain a virtual throttle valve opening such that the actual rotation speed becomes the target rotation speed.

【0014】その後に、求めた仮想的なスロットルバル
ブ開度に対して、スロットルバルブ開度とトルクとの実
際の非線型関係に従って最初に無視したトルク/スロッ
トルバルブ開度特性における勾配の変化に対する補正を
行い、実際のスロットルバルブ開度に変換する。すなわ
ち、任意の仮想的なスロットルバルブ開度に対応する実
際のスロットルバルブ開度が一義的に求められるよう
な、仮想的なスロットルバルブ開度と実際のスロットル
バルブ開度との変換関係を示すテーブルを予め求めてお
く。このテーブルを実際の回転数毎に複数用意して記憶
しておき、実際の回転数に対応するテーブルを選択して
勾配の変化に対する補正を行う。
[0014] Thereafter, the obtained virtual throttle valve opening is corrected for a gradient change in the torque / throttle valve opening characteristic which is initially neglected according to the actual nonlinear relationship between the throttle valve opening and the torque. And convert it to the actual throttle valve opening. That is, a table showing a conversion relationship between a virtual throttle valve opening and an actual throttle valve opening such that an actual throttle valve opening corresponding to an arbitrary virtual throttle valve opening is uniquely obtained. Is obtained in advance. A plurality of such tables are prepared and stored for each actual number of revolutions, and a table corresponding to the actual number of revolutions is selected to correct for a change in gradient.

【0015】そして、補正して求めた実際のスロットル
バルブ開度に基づいて、内燃機関の回転数を調整すると
いう方法である。
In this method, the rotational speed of the internal combustion engine is adjusted based on the actual throttle valve opening obtained by correction.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
複数のPID制御演算式を用いる方法では、トルク/ス
ロットルバルブ開度特性における勾配の変化が多い場合
は、その多数の勾配の変化に対応した多数のPID制御
演算式を用意しなければならない。すなわち、制御パラ
メータ11を多数設ける必要があり、電子ガバナ装置1
0が複雑化すると共に設計のための工数が増すという問
題があった。
However, according to the former method using a plurality of PID control arithmetic expressions, when the gradient of the torque / throttle valve opening characteristic varies greatly, a large number of gradients corresponding to the variations of the gradient are obtained. Must be prepared. That is, it is necessary to provide a large number of control parameters 11, and the electronic governor device 1
However, there is a problem that the number of man-hours for design increases as well as the complexity of the design.

【0017】また、後者の仮想的なスロットルバルブ開
度を求める方法では、前者より、瞬間的な負荷変動に対
する追従性が優れている。しかしながら、トルク/スロ
ットルバルブ開度特性における全てのスロットルバルブ
開度に対応して、仮想的なスロットルバルブ開度と実際
のスロットルバルブ開度との変換関係を示すテーブルを
求めておかなければならない。従って、設計のための工
数が増すという点では、前者と同じ問題を抱えていた。
In the latter method of determining the virtual throttle valve opening, the followability to instantaneous load fluctuation is superior to the former method. However, it is necessary to obtain a table showing a conversion relationship between a virtual throttle valve opening and an actual throttle valve opening corresponding to all throttle valve openings in the torque / throttle valve opening characteristic. Therefore, there is the same problem as the former in that the man-hour for design increases.

【0018】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、内燃機関の回転数制御
における応答性および安定性の向上を実現するための、
簡単な装置を用いる簡便な方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to achieve an improvement in responsiveness and stability in controlling the rotational speed of an internal combustion engine.
It is to provide a simple method using a simple device.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、内燃機関の実際の回転数と目標回転数との
偏差を求め、その偏差に基づいてPID(比例・積分・
微分)制御のためのPID演算を行い、その演算結果
を、スロットルバルブ開度に対するトルクの特性におけ
る非直線性を補正するための補正係数に従って補正して
目標スロットルバルブ開度とし、スロットルバルブの開
度を調整して内燃機関の回転数を制御するようにした内
燃機関の回転数制御方法において、前記スロットルバル
ブ開度に対するトルクの特性において、勾配の違いによ
って区分したそれぞれの領域内でその勾配を直線近似
し、その各直線の内の任意の領域における直線の傾きを
基準とする、他の領域における直線の傾きの比を領域毎
に求め、その比の逆数を補正係数とし、この補正係数に
従って、前記任意の領域に対応するPID制御演算式に
よりPID演算された演算結果を補正して、前記他の領
域における目標スロットルバルブ開度を決定するように
したことをその要旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention obtains a deviation between an actual rotation speed of an internal combustion engine and a target rotation speed and, based on the deviation, determines a PID (proportional / integral /
PID calculation for differential) control is performed, and the calculation result is corrected according to a correction coefficient for correcting non-linearity in torque characteristics with respect to throttle valve opening to obtain a target throttle valve opening. In the method for controlling the rotational speed of the internal combustion engine, the rotational speed of the internal combustion engine is controlled by adjusting the degree of rotation .
Linearly approximated the gradient in each area obtained by dividing I, the basis of the inclination of the put that straight line in any area of its respective straight lines, each area ratio of the slope of the line in the other region
And the reciprocal of the ratio is used as the correction coefficient.
Therefore, the PID control equation corresponding to the arbitrary area
The result of the PID calculation is corrected by the
The gist is that the target throttle valve opening in the region is determined.

【0020】[0020]

【作用】上記構成によれば、スロットルバルブ開度に対
するトルクの特性における非直線性の補正は補正係数に
従って行うために、負荷変動が起こった場合でも、その
変動に充分に追従することができる高い応答性を実現で
きる。
According to the above configuration, since the correction of the non-linearity in the characteristic of the torque with respect to the throttle valve opening is performed in accordance with the correction coefficient, even if a load change occurs, the load can sufficiently follow the change. Responsiveness can be realized.

【0021】また、1つのPID制御演算式は用いるの
みであるため、設計のための工数が少なくなると共に装
置を簡単にすることができる。以上により、スロットル
バルブ開度に対するトルクの特性における勾配の変化が
多い場合には特に有効となる。
Further, since only one PID control arithmetic expression is used, the number of man-hours for design can be reduced and the apparatus can be simplified. As described above, it is particularly effective when there is a large change in the gradient of the torque characteristic with respect to the throttle valve opening.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図1〜
図3、および図5に従って説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. 3 and FIG.

【0023】図1は内燃機関の回転数制御装置である電
子ガバナ装置1の概略図である。その電子ガバナ装置1
は、制御演算装置2、読出専用のメモリ(ROM)3、
スロットルバルブ開度補正装置4から構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram of an electronic governor device 1 which is a rotation speed control device of an internal combustion engine. The electronic governor device 1
Is a control arithmetic unit 2, a read-only memory (ROM) 3,
It comprises a throttle valve opening correction device 4.

【0024】ROM3には、PID制御のためのPID
演算におけるゲイン値を規定するためのPID制御演算
式が記憶されている。制御演算装置2は、目標回転数指
令装置(図示略)から出力される目標回転数と負荷の変
動によって変化した現時点の実際の回転数(実回転数)
とを入力し、ROM3に記憶されているPID制御演算
式に基づいてPID演算を行ってスロットルバルブ開度
を求める。制御演算装置2はこのスロットルバルブ開度
を、スロットルバルブ開度補正装置4から入力される補
正係数に従って補正して、内燃機関を目標回転数で回転
させるためのスロットルバルブの開度である目標スロッ
トルバルブ開度を算出して出力している。
The ROM 3 has a PID for PID control.
A PID control calculation expression for defining a gain value in calculation is stored. The control arithmetic unit 2 is a current actual rotational speed (actual rotational speed) changed by a change in the target rotational speed and a load output from a target rotational speed command device (not shown).
Is input, and the PID calculation is performed based on the PID control calculation formula stored in the ROM 3 to obtain the throttle valve opening. The control arithmetic unit 2 corrects the throttle valve opening in accordance with a correction coefficient input from the throttle valve opening correction device 4 to set a target throttle which is an opening of a throttle valve for rotating the internal combustion engine at a target rotation speed. The valve opening is calculated and output.

【0025】スロットルバルブ開度補正装置4は、負荷
の変動によって変化した現時点のスロットルバルブ開度
(実スロットルバルブ開度)を入力して、その実スロッ
トルバルブ開度に対応した補正係数を補正テーブルの中
から選択し、制御演算装置2に出力している。
The throttle valve opening correction device 4 inputs the current throttle valve opening (actual throttle valve opening) that has changed due to a change in load, and calculates a correction coefficient corresponding to the actual throttle valve opening in the correction table. The information is selected from among them and output to the control arithmetic unit 2.

【0026】ここで、スロットルバルブ開度補正装置4
から出力されるスロットルバルブ開度の補正係数につい
て説明する。従来の技術で述べたように、内燃機関のト
ルク/スロットルバルブ開度特性は回転数が一定の場
合、スロットルバルブ開度に対してトルクがリニアに増
加しないという、図5の曲線αのような非直線性を示
し、スロットルバルブ開度Pa,Pbを境界として曲線
αの勾配が大きく変化している。
Here, the throttle valve opening correction device 4
The correction coefficient of the throttle valve opening output from the ECU will be described. As described in the related art, the torque / throttle valve opening characteristic of the internal combustion engine is such that when the rotational speed is constant, the torque does not increase linearly with respect to the throttle valve opening, as shown by a curve α in FIG. The gradient of the curve α changes greatly at the boundaries of the throttle valve openings Pa and Pb.

【0027】そこで、図2に示すように、スロットルバ
ルブ開度がPa以下の領域Aにおける曲線αの勾配を直
線近似した直線βを求める。同様に、Pa以上Pb以下
の領域B、および、Pb以上で最大スロットルバルブP
c以下の領域Cにおける曲線αの勾配をそれぞれ直線近
似した直線γ、および、直線δを求める。
Therefore, as shown in FIG. 2, a straight line β is obtained by linearly approximating the gradient of the curve α in the region A where the throttle valve opening is Pa or less. Similarly, a region B between Pa and Pb, and a maximum throttle valve P from Pb to Pb.
A straight line γ and a straight line δ are obtained by linearly approximating the gradient of the curve α in the region C below c.

【0028】そして、直線βの傾きを1とした場合の直
線γ,δの傾き、即ち傾きの比を求める。その直線βに
対する直線γ,δの傾きの比の逆数を、スロットルバル
ブ開度の補正係数としている。すなわち、領域Aにおけ
るトルク/スロットルバルブ開度特性から求めたPID
制御演算式に基づいて、領域BにおけるPID演算を行
うとすると、PID制御におけるゲインがオーバーする
ことになる。そのゲインのオーバー分を直線γの傾きの
比の逆数によって補正して、補正スロットルバルブ開度
を求める。すると、その補正スロットルバルブ開度は、
領域Bにおけるトルク/スロットルバルブ開度特性から
求めたPID制御演算式に基づいてPID演算を行って
求めた、領域Bにおける目標スロットルバルブ開度と等
しくなる。
Then, the slopes of the straight lines γ and δ when the slope of the straight line β is set to 1, that is, the ratio of the slopes are obtained. In that straight line β
The reciprocal of the ratio of the slopes of the straight lines γ and δ to the straight line is used as a correction coefficient for the throttle valve opening. That is, the PID obtained from the torque / throttle valve opening characteristic in the region A
If the PID calculation in the region B is performed based on the control calculation formula, the gain in the PID control will be over. The excess of the gain is calculated as the slope of the straight line γ.
Correction is performed using the reciprocal of the ratio to obtain a corrected throttle valve opening. Then, the corrected throttle valve opening is
It becomes equal to the target throttle valve opening in the region B obtained by performing the PID calculation based on the PID control calculation formula obtained from the torque / throttle valve opening characteristics in the region B.

【0029】そこで、その直線γの傾きの比の逆数を補
正係数としている。同様に、領域Aにおけるトルク/ス
ロットルバルブ開度特性から求めたPID制御演算式に
基づいて、領域CにおけるPID演算を行うとすると、
PID制御におけるゲインが不足することになる。その
ゲインの不足分を直線δの傾きの比の逆数によって補正
して、補正スロットルバルブ開度を求める。すると、そ
の補正スロットルバルブ開度は、領域Cにおけるトルク
/スロットルバルブ開度特性から求めたPID制御演算
式に基づいてPID演算を行って求めた、領域Cにおけ
る目標スロットルバルブ開度と等しくなる。
Therefore, the reciprocal of the slope ratio of the straight line γ is used as a correction coefficient. Similarly, if the PID calculation in region C is performed based on the PID control calculation formula obtained from the torque / throttle valve opening characteristic in region A,
The gain in the PID control becomes insufficient. The shortage of the gain is corrected by the reciprocal of the ratio of the slope of the straight line δ to obtain a corrected throttle valve opening. Then, the corrected throttle valve opening becomes equal to the target throttle valve opening in the region C obtained by performing the PID calculation based on the PID control calculation formula obtained from the torque / throttle valve opening characteristics in the region C.

【0030】そこで、その直線δの傾きの比の逆数を補
正係数としている。従って、負荷の変動によって実回転
数が変化した実スロットルバルブ開度に対応した補正係
数によって、領域Aに対応したPID制御演算式に基づ
くPID演算を行って求めたスロットルバルブ開度を補
正することにより、実スロットルバルブ開度に対応した
目標スロットルバルブ開度を求めることができる。
Therefore, the reciprocal of the ratio of the slope of the straight line δ is used as a correction coefficient. Therefore, the throttle valve opening obtained by performing the PID calculation based on the PID control equation corresponding to the area A is corrected by the correction coefficient corresponding to the actual throttle valve opening whose actual rotation speed has changed due to the load fluctuation. Thereby, the target throttle valve opening corresponding to the actual throttle valve opening can be obtained.

【0031】つまり、図3に示すように、実際のスロッ
トルバルブ開度から、一義的に補正係数によって補正し
た補正スロットルバルブ開度が求められるようなデータ
マップを作成する。
That is, as shown in FIG. 3, a data map is created such that a corrected throttle valve opening uniquely corrected by a correction coefficient is obtained from an actual throttle valve opening.

【0032】すなわち、領域Aにおいては、直線βの傾
きを1とするため補正係数は1になり、補正スロットル
バルブ開度P1は実際のスロットルバルブ開度Paと等
しくなる。また、領域Bにおいては,図2に示すように
直線γの傾きは直線βの傾きより大きいために補正係数
は1以下になり、実際のスロットルバルブ開度Pbにそ
の補正係数を乗じて補正スロットルバルブ開度P2が求
められる。さらに、領域Cにおいては,図2に示すよう
に直線δの傾きは直線βの傾きより小さいために補正係
数は1以上になり、実際のスロットルバルブ開度Pcに
その補正係数を乗じて補正スロットルバルブ開度P3が
求められる。求めた補正スロットルバルブ開度P1〜P
3を直線で結ぶと、補正スロットルバルブ開度/実スロ
ットルバルブ開度特性を示すデータマップができあが
る。
That is, in the region A, the correction coefficient becomes 1 because the inclination of the straight line β is 1, and the corrected throttle valve opening P1 becomes equal to the actual throttle valve opening Pa. In the region B, as shown in FIG. 2, since the slope of the straight line γ is larger than the slope of the straight line β, the correction coefficient becomes 1 or less, and the actual throttle valve opening Pb is multiplied by the correction coefficient to obtain a corrected throttle. The valve opening P2 is determined. Further, in the region C, as shown in FIG. 2, since the slope of the straight line δ is smaller than the slope of the straight line β, the correction coefficient becomes 1 or more, and the correction throttle coefficient is obtained by multiplying the actual throttle valve opening Pc by the correction coefficient. The valve opening P3 is determined. Corrected throttle valve opening degrees P1 to P
When 3 is connected by a straight line, a data map showing the corrected throttle valve opening / actual throttle valve opening characteristic is completed.

【0033】この図3に示すデータマップをテーブル化
して、補正テーブルとしている。次に、上記のように構
成した電子ガバナ装置1の作用について説明する。内燃
機関を搭載した産業用車両の作業動作時において、走行
負荷または荷役負荷が変動したとする。
The data map shown in FIG. 3 is tabulated to form a correction table. Next, the operation of the electronic governor device 1 configured as described above will be described. It is assumed that a traveling load or a cargo handling load fluctuates during a work operation of an industrial vehicle equipped with an internal combustion engine.

【0034】すると、負荷変動に伴って内燃機関の回転
数が変化する。その変化した実回転数を、内燃機関の出
力軸に固着されたフライホイールの回転数(=内燃機関
の回転数)を検出する回転センサ(図示略)等によって
検出し、制御演算装置2に入力する。
Then, the rotational speed of the internal combustion engine changes with the load fluctuation. The changed actual rotation speed is detected by a rotation sensor (not shown) for detecting the rotation speed of the flywheel fixed to the output shaft of the internal combustion engine (= the rotation speed of the internal combustion engine) or the like, and is input to the control arithmetic unit 2. I do.

【0035】また、目標回転数指令装置(図示略)から
出力される目標回転数を制御演算装置2に入力する。そ
れと同時に、内燃機関のスロットルバルブに設けたポテ
ンショメータ(図示略)等によって実スロットルバルブ
開度を検出して、スロットルバルブ開度補正装置4に入
力する。
A target rotation speed output from a target rotation speed command device (not shown) is input to the control arithmetic unit 2. At the same time, the actual throttle valve opening is detected by a potentiometer (not shown) provided on the throttle valve of the internal combustion engine and input to the throttle valve opening correction device 4.

【0036】スロットルバルブ開度補正装置4は、実ス
ロットルバルブ開度が図2に示した領域A〜Cのいずれ
に属するかを判定する。その判定に従って、予め定めて
ある各領域A〜Cに対応するスロットルバルブ開度の補
正テーブルの中から補正係数を選択して、制御演算装置
2に出力する。
The throttle valve opening correction device 4 determines which of the areas A to C shown in FIG. 2 the actual throttle valve opening belongs to. In accordance with the determination, a correction coefficient is selected from a throttle valve opening correction table corresponding to each of the predetermined areas A to C, and is output to the control arithmetic unit 2.

【0037】ROM3には、内燃機関をエンジン・ベン
チ上で試験動作させる実験によって予め求めておいた、
図2に示す領域Aに対応するPID制御演算式が記憶さ
れている。
The ROM 3 has been obtained in advance by an experiment in which the internal combustion engine is tested on an engine bench.
A PID control operation expression corresponding to the area A shown in FIG. 2 is stored.

【0038】制御演算装置2は、このROM3から入力
されたPID制御演算式に基づいたPID演算を行う。
すなわち、目標回転数と実回転数との偏差を求め、その
偏差に基づいて、PID制御演算式によって決定される
ゲイン値を一定にしたPID制御のためのPID演算を
行い、補正前スロットルバルブ開度を求める。
The control operation unit 2 performs a PID operation based on the PID control operation expression input from the ROM 3.
That is, a deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed is obtained, and based on the deviation, PID calculation for PID control is performed with the gain value determined by the PID control calculation formula being constant, and the throttle valve before correction is opened. Ask for degrees.

【0039】この補正前スロットルバルブ開度をスロッ
トルバルブ開度補正装置4から入力されたその時の実ス
ロットルバルブ開度に基づいて補正テーブルの中から選
択された補正係数に従って補正し、内燃機関を目標回転
数で回転させるためのスロットルバルブの開度である目
標スロットルバルブ開度を演算して出力する。
The pre-correction throttle valve opening is corrected according to a correction coefficient selected from a correction table on the basis of the actual throttle valve opening at that time input from the throttle valve opening correction device 4 to set the internal combustion engine at the target. The target throttle valve opening, which is the opening of the throttle valve for rotating at the rotational speed, is calculated and output.

【0040】このように本実施例では、実験によって求
めたトルク/スロットルバルブ開度特性において予め定
めたスロットルバルブ開度の領域毎に区分し、区分した
それぞれの領域A〜C内で勾配の変化を直線近似し、領
域Aにおける直線近似した直線の傾きを基準にして、各
領域B,Cにおける直線近似した直線の傾きの比を求
め、その各領域B,Cにおける直線の傾きの比の逆数を
各領域B,Cにおける補正係数とし、各補正係数から実
際のスロットルバルブ開度に対する補正スロットルバル
ブ開度のデータマップを作成してテーブル化している。
As described above, in this embodiment, the torque / throttle valve opening characteristics obtained by experiments are divided into predetermined regions of the throttle valve opening, and the gradient change in each of the divided regions A to C. the linear approximation, based on the slope of the line obtained by linear approximation in the region a, the region B, obtains the ratio of the slope of a straight line linearly approximated in C, that the regions B, the inverse of the ratio of the slope of the line in the C Is a correction coefficient in each of the regions B and C, and a data map of the corrected throttle valve opening with respect to the actual throttle valve opening is created from each correction coefficient and is tabulated.

【0041】従って、本実施例においては1つのPID
制御演算式用いるのみであり、内燃機関のトルク/ス
ロットルバルブ開度特性における勾配の変化に対応した
複数のPID制御演算式を用意しなくてもよい。但し、
補正テーブルを用意しなければならない。しかしなが
ら、勾配の変化に対応したデータマップを求めて補正テ
ーブルを作成するのは、勾配の変化に対応した多数のP
ID制御演算式を作成するのに比べて極めて容易であ
り、設計のための工数もはるかに少なくなる。
Therefore, in this embodiment, one PID
Only the control calculation formula is used, and it is not necessary to prepare a plurality of PID control calculation formulas corresponding to changes in the gradient in the torque / throttle valve opening characteristics of the internal combustion engine. However,
A correction table must be prepared. However, obtaining the data map corresponding to the change in the gradient and creating the correction table is performed by using a large number of Ps corresponding to the change in the gradient.
It is much easier than creating an ID control arithmetic expression, and the man-hour for design is much less.

【0042】さらに、スロットルバルブ開度補正装置内
に補正テーブルを設けるのは、従来技術のPID制御演
算式を記憶させた多数の制御パラメータ11A〜Cを設
ける方法よりも、装置を簡単にすることができる。
Further, the provision of the correction table in the throttle valve opening correction device simplifies the device compared to the prior art method of providing a large number of control parameters 11A to 11C storing PID control calculation formulas. Can be.

【0043】また、トルク/スロットルバルブ開度特性
において予め定めたスロットルバルブ開度の領域毎に区
分し、区分した各領域A〜C毎に補正係数を求め、各補
正係数から実際のスロットルバルブ開度に対する補正ス
ロットルバルブ開度のデータマップを作成してテーブル
化している。すなわち、補正係数を求めるのは、区分し
た各領域A〜Cに対しのみ行えばよい。
The torque / throttle valve opening characteristic is divided into predetermined throttle valve opening regions, correction coefficients are obtained for each of the divided regions A to C, and the actual throttle valve opening is determined from each correction coefficient. A data map of the corrected throttle valve opening with respect to degree is created and tabulated. That is, determine a correction factor may be performed only manually for each region A~C obtained by dividing.

【0044】そのため、従来技術で述べた特開平2−2
77943号公報に示す方法のように、全てのスロット
ルバルブ開度に対して「仮想的なスロットルバルブ開
度」(本実施例においては図3に示す、補正前スロット
ルバルブ開度に相当する)と「実際のスロットルバルブ
開度」(本実施例における目標スロットルバルブ開度に
相当する)との変換関係を示すテーブルを求めるのに比
べて設計のための工数が少なくなる。
For this reason, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
As in the method disclosed in JP 77943, "virtual throttle valve opening" (corresponding to the pre-correction throttle valve opening shown in FIG. 3 in this embodiment) for all throttle valve openings. The number of man-hours for design is reduced as compared with obtaining a table indicating a conversion relationship with "the actual throttle valve opening" (corresponding to the target throttle valve opening in the present embodiment).

【0045】但し、各領域A〜C毎に勾配の変化を直線
近似しているため、補正前スロットルバルブ開度と目標
スロットルバルブ開度の間には直線近似に伴う誤差が含
まれることになる。しかしながら、各領域A〜Cの設定
に留意すれば、その誤差によって実用上の問題が生じる
ことはない。
However, since the gradient change is linearly approximated for each of the regions A to C, an error accompanying the linear approximation is included between the throttle valve opening before correction and the target throttle valve opening. . However, if attention is paid to the setting of each of the regions A to C, no practical problem occurs due to the error.

【0046】すなわち、本実施例においてはトルク/ス
ロットルバルブ開度特性における勾配の変化が多い場合
には特に有効となる。尚、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、例えば、トルク/スロットルバルブ
開度特性における勾配が変化しない任意の領域に対応す
るPID制御演算式を予め定めるようにしてもよい。す
なわち、上記実施例においては、領域Aに対応するPI
D制御演算式を予め定めたが、領域Bまたは領域Cに対
応するPID制御演算式を予め定めて実施してもよい。
That is, the present embodiment is particularly effective when the gradient of the torque / throttle valve opening characteristic changes greatly. The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, a PID control calculation formula corresponding to an arbitrary region where the gradient in the torque / throttle valve opening characteristic does not change may be determined in advance. That is, in the above embodiment, the PI
Although the D control calculation formula is determined in advance, the PID control calculation formula corresponding to the area B or the area C may be determined and implemented.

【0047】また、任意の領域における直線近似した直
線の傾きを1としないで適宜な係数として実施してもよ
い。さらに、産業用車両に搭載される内燃機関だけでな
く、自動車に搭載される内燃機関や発電機等の動力源に
使用される内燃機関等において実施しても有効である。
The slope of a straight line approximating a straight line in an arbitrary area may be set to an appropriate coefficient without being set to 1. Further, the present invention is effective not only for an internal combustion engine mounted on an industrial vehicle but also for an internal combustion engine mounted on an automobile or an internal combustion engine used as a power source such as a generator.

【0048】加えて、負荷変動を安定化する電子ガバナ
装置に実施するのみでなく、内燃機関の適宜な回転数制
御に利用してもよい。
In addition, the present invention may be applied not only to the electronic governor device for stabilizing the load fluctuation but also to appropriate control of the rotational speed of the internal combustion engine.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、内
燃機関の回転数制御における応答性および安定性の向上
を実現するための、簡単な装置を用いる簡便な方法を提
供することができるという優れた効果がある。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a simple method using a simple device for realizing an improvement in responsiveness and stability in controlling the rotational speed of an internal combustion engine. There is an excellent effect that it can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を具体化した一実施例における内燃機関
の回転数制御装置を説明するための概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a rotation speed control device of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明を具体化した一実施例における内燃機関
のトルク/スロットルバルブ開度を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing torque / throttle valve opening of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明を具体化した一実施例における補正テー
ブルを示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a correction table according to an embodiment of the present invention.

【図4】従来の内燃機関の回転数制御装置を説明するた
めの概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a conventional rotation speed control device for an internal combustion engine.

【図5】従来の内燃機関のトルク/スロットルバルブ開
度を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing torque / throttle valve opening of a conventional internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関の回転数を制御する電子ガバナ装置、2…
PID制御のためのPID演算を行う制御演算装置、3
…予め定めたPID制御演算式を記憶しておくROM、
4…実際のスロットルバルブ開度に対応する補正テーブ
ルを制御演算装置に出力するスロットルバルブ開度補正
装置
1 .... an electronic governor device for controlling the rotation speed of an internal combustion engine, 2 ....
A control operation device for performing PID operation for PID control, 3
... ROM for storing a predetermined PID control operation formula,
4. Throttle valve opening correction device that outputs a correction table corresponding to the actual throttle valve opening to the control arithmetic device

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の実際の回転数と目標回転数と
の偏差を求め、その偏差に基づいてPID(比例・積分
・微分)制御のためのPID演算を行い、その演算結果
を、スロットルバルブ開度に対するトルクの特性におけ
る非直線性を補正するための補正係数に従って補正して
目標スロットルバルブ開度とし、スロットルバルブの開
度を調整して内燃機関の回転数を制御するようにした内
燃機関の回転数制御方法において、 前記スロットルバルブ開度に対するトルクの特性におい
て、勾配の違いによって区分したそれぞれの領域内で
の勾配を直線近似し、その各直線の内の任意の領域にお
る直線の傾きを基準とする、他の領域における直線の
傾きの比を領域毎に求め、その比の逆数を補正係数と
し、この補正係数に従って、前記任意の領域に対応する
PID制御演算式によりPID演算された演算結果を補
正して、前記他の領域における目標スロットルバルブ開
度を決定するようにした内燃機関の回転数制御方法。
A PID calculation for PID (proportional / integral / differential) control is performed based on a deviation between an actual rotational speed of an internal combustion engine and a target rotational speed. An internal combustion engine in which the target throttle valve opening is corrected according to a correction coefficient for correcting the non-linearity of the torque characteristic with respect to the valve opening, and the rotation speed of the internal combustion engine is controlled by adjusting the throttle valve opening. in speed control method of the engine, said in the characteristic of torque with respect to the throttle valve opening, its within each region was divided by the difference of the gradient
Gradient linearly approximated, and the reference tilt your <br/> only that straight lines in an arbitrary area of the respective straight lines, the lines in the other region of the
The slope ratio is obtained for each region, and the reciprocal of the ratio is calculated as a correction coefficient.
Then, according to the correction coefficient, it corresponds to the arbitrary area.
Complements the calculation result of PID calculation by the PID control calculation expression.
A method for controlling the rotational speed of an internal combustion engine , wherein the target throttle valve opening in the other region is determined.
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