JP2018173744A - Controller - Google Patents
Controller Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018173744A JP2018173744A JP2017070543A JP2017070543A JP2018173744A JP 2018173744 A JP2018173744 A JP 2018173744A JP 2017070543 A JP2017070543 A JP 2017070543A JP 2017070543 A JP2017070543 A JP 2017070543A JP 2018173744 A JP2018173744 A JP 2018173744A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- target
- input
- control amount
- feedforward
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、応答指定型制御アルゴリズム及びフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、制御量を目標制御量になるように制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls a control amount to be a target control amount using a response designation control algorithm and a feedforward control algorithm.
従来、制御装置として、特許文献1に記載されたものを本出願人は既に提案している。この制御装置は、内燃機関のスロットル弁装置に適用されたものであり、このスロットル弁装置は、吸気通路に設けられたスロットル弁と、スロットル弁に連結され、スロットル弁の開度(以下「スロットル弁開度」という)を変更する電動アクチュエータなどを備えている。
Conventionally, the present applicant has already proposed a control device described in
この制御装置の場合、まず、制御対象を、スロットル弁開度THとスロットル弁のデフォルト開度THDEFとの偏差である開度偏差DTHを制御量とし、電動アクチュエータへの電気信号のデューティ比DUTを制御入力とする系と見なしてモデリングすることにより、制御対象モデルとして、モデル式(1)を導出する。 In the case of this control device, first, the control target is set as a controlled variable an opening deviation DTH which is a deviation between the throttle valve opening TH and the default opening THDEF of the throttle valve, and the duty ratio DUT of the electric signal to the electric actuator is set. By modeling the system as a control input, the model equation (1) is derived as a controlled object model.
次いで、このモデル式(1)に基づき、開度偏差DTHがその目標値DTHRになるように、応答指定型制御アルゴリズムを適用することによって、式(4)〜(10)を導出する。そして、これらの式(4)〜(10)を用いて、デューティ比DUTを算出し、これに対応する電気信号を電動アクチュエータに供給することによって、開度偏差DTHがその目標値DTHRになるように制御される。 Next, based on this model equation (1), equations (4) to (10) are derived by applying a response designating control algorithm so that the opening degree deviation DTH becomes the target value DTHR. Then, using these equations (4) to (10), the duty ratio DUT is calculated, and an electric signal corresponding thereto is supplied to the electric actuator so that the opening degree deviation DTH becomes the target value DTHR. Controlled.
上記特許文献1の制御装置によれば、制御入力としてのデューティ比DUTを、式(4)〜(10)に示す応答指定型制御アルゴリズムを用いて算出している関係上、以下に述べる問題が発生するおそれがある。すなわち、応答指定型制御アルゴリズムの場合、式(8)に示すような等価制御入力を含むものが一般的であり、この等価制御入力は、制御量の目標制御量への速応性/追従性を実現する機能と、切換関数の値を維持する機能すなわち制御量の変動を抑制する機能とを備えている。
According to the control device disclosed in
そのため、むだ時間などの動特性が制御対象モデルと実際の制御対象の間で大きくずれたとき(以下単に「動特性ずれが発生したとき」という)には、制御量の目標制御量への速応性/追従性を実現する機能が発揮されず、制御量の変動を抑制する機能のみが発揮されてしまうことになる。その結果、過渡状態などの目標制御量が大きく変化したときには、制御量の目標制御量に対する速応性/追従性が低下し、制御精度が低下してしまうことになる。 Therefore, when the dynamic characteristics such as dead time deviate greatly between the controlled object model and the actual controlled object (hereinafter simply referred to as “dynamic characteristic deviation occurs”), the speed of the controlled variable to the target controlled variable is reduced. The function for realizing the responsiveness / following performance is not exhibited, and only the function for suppressing the fluctuation of the control amount is exhibited. As a result, when the target control amount changes greatly, such as in a transient state, the rapid response / following performance of the control amount with respect to the target control amount decreases, and the control accuracy decreases.
この問題を解消する手法として、応答指定型制御アルゴリズムとフィードフォワード制御アルゴリズムと組み合わせて、制御入力を算出する手法が考えられる。すなわち、制御量が目標制御量になるように、フィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力を算出し、応答指定型制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力を算出するとともに、両者の和を用いて、制御入力を算出することが考えられる。 As a technique for solving this problem, a technique for calculating a control input in combination with a response designating control algorithm and a feedforward control algorithm can be considered. That is, the feedforward input is calculated using the feedforward control algorithm so that the control amount becomes the target control amount, the feedback input is calculated using the response designation type control algorithm, and the sum of the two is used. It is conceivable to calculate the control input.
このように構成した場合、上述した動特性ずれが発生したときでも、フィードフォワード入力における制御量を目標制御量に追従させる機能によって、制御量の目標制御量への速応性/追従性を実現する機能を確保することができる。しかしながら、動特性ずれが発生していない条件下では、フィードバック入力及びフィードフォワード入力の双方が、制御量の目標制御量への速応性/追従性を実現する機能を発揮してしまい、制御量を目標制御量に向かって必要以上に迅速に追従させてしまうことになる。その結果、過補償/過補正が生じ、制御量が目標制御量に対してオーバーシュート/アンダーシュートを生じてしまうことで、制御精度が低下してしまうおそれがある。 When configured in this way, even when the above-described dynamic characteristic deviation occurs, the function of causing the control amount in the feedforward input to follow the target control amount realizes quick response / following ability of the control amount to the target control amount. Function can be secured. However, under conditions where there is no dynamic characteristic deviation, both the feedback input and the feedforward input exhibit the function of realizing the quick response / following ability of the control amount to the target control amount. This will cause the target control amount to be followed more rapidly than necessary. As a result, overcompensation / overcorrection occurs, and the control amount may cause overshoot / undershoot with respect to the target control amount, which may reduce the control accuracy.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、フィードフォワード制御アルゴリズムと応答指定型制御アルゴリズムを組み合わせて用いる場合において、制御精度を向上させることができる制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device capable of improving control accuracy when a feedforward control algorithm and a response designating control algorithm are used in combination. To do.
上記目的を達成するために、請求項1に係る制御装置1,1Aは、制御対象の制御量(エンジン回転数NE、過給圧PB)を検出する制御量検出手段(クランク角センサ20、過給圧センサ27)と、制御量の目標となる目標制御量(目標回転数Ncmd、目標過給圧PBcmd)を算出する目標制御量算出手段(ECU2、ステップ64,65,71,72)と、目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズム(式(21))を用いて、フィードフォワード入力Uff,Uff’を算出するフィードフォワード入力算出手段(ECU2、FF入力算出部50,150、ステップ83)と、制御量、目標制御量及び所定の応答指定型制御アルゴリズム(式(5)〜(10))を用いて、フィードバック入力Ufb,Ufb’を算出するフィードバック入力算出手段(ECU2、FB入力算出部40,140、ステップ81)と、フィードフォワード入力Uff,Uff’とフィードバック入力Ufb,Ufb’の和を含むように、制御入力(目標スロットル弁開度THcmd、目標ベーン開度VGTcmd)を算出する制御入力算出手段(ECU2、加算器60,160、ステップ84)と、制御入力を用いて、制御量を制御する制御手段(ECU2、ステップ68)と、を備え、フィードバック入力Ufb,Ufb’は、制御量及び目標制御量の偏差(回転数偏差EN、過給圧偏差EP)とフィードバック入力Ufb,Ufb’との関係を定義したモデル(式(25))を用いて導出された等価制御入力Ueq,Ueq’を含むように算出されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the
この制御装置によれば、目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力が算出され、制御量、目標制御量及び所定の応答指定型制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力が算出され、フィードフォワード入力とフィードバック入力の和を含むように、制御入力が算出されるとともに、制御入力を用いて、制御量が制御される。前述したように、一般的な所定の応答指定型制御アルゴリズムを用いてフィードバック入力を算出した場合、フィードバック入力に含まれる等価制御入力が、動特性ずれが発生していない条件下では、制御量の目標制御量への速応性/追従性を実現する機能と、切換関数の値を維持する機能すなわち制御量の変動を抑制する機能とを発揮することになる。 According to this control device, a feedforward input is calculated using a target control amount and a predetermined feedforward control algorithm, and a feedback input is calculated using a control amount, a target control amount and a predetermined response assignment control algorithm. The control input is calculated so as to include the sum of the feedforward input and the feedback input, and the control amount is controlled using the control input. As described above, when the feedback input is calculated using a general predetermined response designating control algorithm, the equivalent control input included in the feedback input does not have a control amount under the condition that no dynamic characteristic deviation occurs. The function of realizing the quick response / following ability to the target control amount and the function of maintaining the value of the switching function, that is, the function of suppressing the fluctuation of the control amount are exhibited.
これに対して、本発明の制御装置の場合、フィードバック入力が、制御量及び目標制御量の偏差とフィードバック入力との関係を定義したモデルを用いて導出された等価制御入力を含むように構成されているので、この等価制御入力は、目標制御量の項を含まない状態となり、制御量の目標制御量への速応性/追従性を実現する機能を発揮することなく、制御量の変動を抑制する機能のみを発揮することになる。それにより、上述した動特性ずれが発生している条件下でも、制御入力に含まれるフィードフォワード入力の機能により、制御量の目標制御量への速応性/追従性を実現できると同時に、制御入力に含まれるフィードバック入力の機能により、制御量の変動を抑制することができる。その結果、過補償/過補正の発生を抑制でき、目標制御量に対する制御量のオーバーシュート/アンダーシュートの発生を抑制できることで、制御精度を向上させることができる(なお、本明細書における「制御量の検出」は、センサなどにより制御量を直接検出することに限らず、制御量を他のパラメータに基づいて推定/算出することを含む)。 On the other hand, in the case of the control device of the present invention, the feedback input is configured to include an equivalent control input derived using a model that defines the relationship between the deviation of the controlled variable and the target controlled variable and the feedback input. Therefore, this equivalent control input does not include the target control quantity term, and suppresses fluctuations in the control quantity without demonstrating the function of realizing the quick response / following ability of the control quantity to the target control quantity. Only the function to perform. As a result, even under conditions where the above-mentioned dynamic characteristic deviation has occurred, the feedforward input function included in the control input can realize the rapid response / following ability of the control amount to the target control amount, and at the same time, the control input The variation of the control amount can be suppressed by the feedback input function included in the. As a result, the occurrence of overcompensation / overcorrection can be suppressed, and the occurrence of overshoot / undershoot of the control amount with respect to the target control amount can be suppressed, so that the control accuracy can be improved. “Detecting the amount” is not limited to directly detecting the control amount by a sensor or the like, but includes estimating / calculating the control amount based on other parameters).
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の制御装置1,1Aにおいて、フィードフォワード入力算出手段は、フィードバック入力Ufb,Ufb’の絶対値が減少するように、フィードフォワード入力Uff,Uff’を算出することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the
一般に、フィードフォワード制御アルゴリズムを用いてフィードフォワード入力を算出する手法の場合、経年変化や個体間のばらつきなどに起因して、フィードフォワード入力と制御量との間のゲイン特性が初期特性からずれてしまうおそれがあり、その場合には、制御誤差が増大し、制御精度が低下してしまうことになる。これに対して、この制御装置の場合、制御入力がフィードフォワード入力とフィードバック入力の和を含むように算出される関係上、フィードフォワード入力と制御量との間における上述したゲイン特性のずれが存在しない場合には、フィードバック入力の絶対値が減少することなる。言い換えれば、フィードバック入力の絶対値を減少させるように制御することで、上述したゲイン特性のずれを減少できることになる。 In general, in the method of calculating the feedforward input using the feedforward control algorithm, the gain characteristics between the feedforward input and the controlled variable deviate from the initial characteristics due to secular changes and variations among individuals. In such a case, the control error increases and the control accuracy decreases. On the other hand, in the case of this control device, the above-described gain characteristic deviation exists between the feedforward input and the controlled variable because the control input is calculated to include the sum of the feedforward input and the feedback input. If not, the absolute value of the feedback input will decrease. In other words, by controlling so as to decrease the absolute value of the feedback input, the above-described gain characteristic deviation can be reduced.
したがって、この制御装置によれば、フィードバック入力の絶対値が減少するように、フィードフォワード入力が算出されるので、フィードフォワード入力と制御量との間のゲイン特性が初期特性から変化したときでも、そのようなゲイン特性の変化を補償するように、フィードフォワード入力を算出することができる。その結果、ゲイン特性の変化に起因する制御誤差の増大を抑制でき、制御精度を向上させることができる。 Therefore, according to this control apparatus, since the feedforward input is calculated so that the absolute value of the feedback input is reduced, even when the gain characteristic between the feedforward input and the controlled variable is changed from the initial characteristic, The feedforward input can be calculated to compensate for such changes in gain characteristics. As a result, an increase in control error due to a change in gain characteristics can be suppressed, and control accuracy can be improved.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の制御装置1,1Aにおいて、フィードフォワード入力算出手段は、目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力Uff,Uff’の基本値である基本入力(値Kff_bs・Ncmd、Kff_bs’・PBcmd)を算出する基本入力算出手段(ECU2、増幅器52,152、ステップ83)と、フィードバック入力Ufb,Ufb’及び所定の制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力Ufb,Ufb’の絶対値が減少するように、補正値(フィードフォワード適応係数Kff_adp,Kff_adp’)を算出する補正値算出手段(ECU2、FF適応係数算出部51,151、ステップ82)と、補正値で基本入力を補正することによって、フィードフォワード入力Uff,Uff’を算出する補正手段(ECU2、乗算器53,153、ステップ83)と、を有することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the
この制御装置によれば、目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力の基本値である基本入力が算出され、フィードバック入力及び所定の制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力の絶対値が減少するように、補正値が算出されるとともに、補正値で基本入力を補正することによって、フィードフォワード入力が算出される。すなわち、基本入力によって、制御量の目標制御量への速応性/追従性を確保しながら、補正値よって、前述したようなゲイン特性の変化を補償できる値として、フィードフォワード入力を算出することができる。その結果、良好な制御精度を確保することができる。 According to this control device, the basic input that is the basic value of the feedforward input is calculated using the target control amount and the predetermined feedforward control algorithm, and the absolute value of the feedback input is calculated using the feedback input and the predetermined control algorithm. The correction value is calculated so that the value decreases, and the feedforward input is calculated by correcting the basic input with the correction value. That is, the feedforward input can be calculated as a value that can compensate for the change in the gain characteristic as described above by the correction value while ensuring the quick response / following performance of the control amount to the target control amount by the basic input. it can. As a result, good control accuracy can be ensured.
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の制御装置1,1Aにおいて、目標制御量算出手段は、制御対象の動作状態(エンジン水温TW、車軸回転数NV、エンジン回転数NE、ドライバ要求トルクTRQ_D)に応じて、目標制御量としての第1目標制御量(目標回転数Ncmd、目標過給圧PBcmd)を算出する第1目標制御量算出手段(ECU2、ステップ64,71)と、制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を表すモデル(式(23))及び応答特性遅れを考慮したフィルタの一方を用いて、応答遅れ特性を第1目標制御量に付与した値である、目標制御量としての第2目標制御量(フィルタ目標回転数Ncmd_f、フィルタ目標過給圧PBcmd_f)を算出する第2目標制御量算出手段(ECU2、フィルタ目標回転数算出部41、フィルタ目標過給圧算出部141、ステップ80)と、を有し、フィードフォワード入力算出手段は、目標制御量として、第1目標制御量を用い、フィードバック入力算出手段は、目標制御量として、第2目標制御量を用いることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the
この制御装置によれば、制御対象の動作状態に応じて算出された第1目標制御量を用いて、フィードフォワード入力が算出され、制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を第1目標制御量に付与した値である第2目標制御量を用いて、フィードバック入力が算出される。したがって、制御対象が制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を備えている場合には、第2目標制御量を、制御入力に対して応答遅れ特性を示す制御量に対して乖離度合いの小さい値として算出することができ、そのような値を用いてフィードバック入力を算出することによって、フィードバック入力における制御量の変動の抑制能力をさらに向上させることができる。その結果、制御精度をより一層、向上させることができる。 According to this control apparatus, the feedforward input is calculated using the first target control amount calculated according to the operation state of the control target, and the response delay characteristic of the control amount with respect to the control input is set to the first target control amount. The feedback input is calculated using the second target control amount that is the assigned value. Therefore, when the control target has a response delay characteristic of the control amount with respect to the control input, the second target control amount is set to a value having a small degree of deviation from the control amount showing the response delay characteristic with respect to the control input. By calculating the feedback input using such a value, it is possible to further improve the ability to suppress fluctuations in the controlled variable at the feedback input. As a result, the control accuracy can be further improved.
請求項5に係る発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の制御装置1において、制御量は、吸気絞り弁(スロットル弁9a)によって変更される内燃機関3の回転数NEであり、制御入力は、吸気絞り弁の開度制御用の値(目標スロットル弁開度THcmd)であることを特徴とする。
In the
この制御装置によれば、吸気絞り弁の開度制御用の値を用いて、内燃機関の回転数を制御する場合において、請求項1〜4に係る発明の作用効果を得ることができる。特に、吸気絞り弁の開度制御用の値例えば目標開度などを用いて、内燃機関の回転数を制御した場合、内燃機関の回転数は吸気絞り弁の開度に対して応答遅れ特性を示すのが一般的であるので、請求項4に係る発明のように、フィードバック入力の算出において、制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を第1目標制御量に付与した第2目標制御量を用いたときには、第1目標制御量を用いたときよりも高い制御精度を確保することができる。
According to this control device, when the rotational speed of the internal combustion engine is controlled using the value for opening degree control of the intake throttle valve, the effects of the inventions according to
請求項6に係る発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の制御装置1Aにおいて、制御量は、過給機10によって変更される内燃機関3の過給圧PBであり、制御入力は、過給機の動作制御用の値(目標ベーン開度VGTcmd)であることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the
この制御装置によれば、過給機の動作制御用の値を用いて、内燃機関の過給圧を制御する場合において、請求項1〜4に係る発明の作用効果を得ることができる。特に、過給機の動作制御用の値を用いて、内燃機関の過給圧を制御した場合、内燃機関の過給圧は過給機の動作状態に対して応答遅れ特性を示すのが一般的であるので、請求項4に係る発明のように、フィードバック入力の算出において、制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を第1目標制御量に付与した第2目標制御量を用いたときには、第1目標制御量を用いたときよりも高い制御精度を確保することができる。
According to this control device, when the supercharging pressure of the internal combustion engine is controlled using the value for controlling the operation of the supercharger, the effects of the inventions according to
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る制御装置について説明する。図1に示すように、本実施形態の制御装置1は、ECU2を備えており、このECU2は、後述する制御アルゴリズムにより、車両Vの動力源である内燃機関(以下「エンジン」という)3の運転状態及びクラッチ4の接続/遮断状態などを制御する。
Hereinafter, a control device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
この車両Vの場合、エンジン3のクランクシャフト3aは、クラッチ4を介して手動変速機6に連結されている。この手動変速機6は、前進1〜6速段及び後進段を備えており、運転者によるシフトレバー及びクラッチペダル(いずれも図示せず)の操作に伴って、変速動作が実行される。
In the case of this vehicle V, the crankshaft 3 a of the
以上の構成により、クラッチ4が接続されておりかつ手動変速機6がインギヤ状態(すなわち変速段による動力伝達が可能な状態)にあるときには、エンジン3の動力は、クラッチ4及び手動変速機6を介して、駆動輪7,7に伝達される。
With the above configuration, when the
また、クラッチ4には、クラッチ・アクチュエータ5が設けられている。このクラッチ・アクチュエータ5は、ECU2に電気的に接続された電動式アクチュエータであり、ECU2からの制御入力信号によって、クラッチ4を接続/遮断する。
The
すなわち、ECU2は、クラッチ・アクチュエータ5を介して、クラッチ4の接続/遮断状態を制御する。なお、以下の説明では、クラッチ4を接続することを「クラッチ4をオンする」といい、クラッチ4を遮断することを「クラッチ4をオフする」という。
That is, the
また、エンジン3は、ガソリンを燃料とする多気筒内燃機関であり、気筒ごとに設けられた燃料噴射弁3b及び点火プラグ3c(いずれも1つのみ図示)と、スロットル弁機構9などを有している。これらの燃料噴射弁3b及び点火プラグ3cはいずれもECU2に電気的に接続されており、ECU2によって、エンジン3の運転状態に応じて、燃料噴射弁3bによる燃料の噴射量及び噴射時期と、点火プラグ3cによる混合気の点火時期とが制御される。
The
さらに、スロットル弁機構9は、スロットル弁9a及びこれを開閉駆動するTHアクチュエータ9bなどを備えている。スロットル弁9a(吸気絞り弁)は、吸気通路8の途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりスロットル弁9aを通過する空気の流量を変化させる。THアクチュエータ9bは、ECU2に接続されたモータにギヤ機構(いずれも図示せず)を組み合わせたものであり、ECU2によって制御されることにより、スロットル弁9aの開度を変化させる。それにより、スロットル弁9aを通過する空気量(以下「吸入空気量」という)が制御される。
Furthermore, the
一方、ECU2には、クランク角センサ20、アクセル開度センサ21、水温センサ22、スロットル弁開度センサ23、クラッチ開度センサ24、クラッチ状態センサ25及び車速センサ26が電気的に接続されている。
On the other hand, a
このクランク角センサ20(制御量検出手段)は、クランクシャフト3aの回転に伴い、いずれもパルス信号であるCRK信号及びTDC信号をECU2に出力する。このCRK信号は、所定クランク角(例えば30゜)ごとに1パルスが出力され、ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。
The crank angle sensor 20 (control amount detection means) outputs a CRK signal and a TDC signal, which are pulse signals, to the
また、TDC信号は、各気筒のピストン(いずれも図示せず)が吸気行程のTDC位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角ごとに1パルスが出力される。 The TDC signal is a signal indicating that the piston (not shown) of each cylinder is at a predetermined crank angle position slightly ahead of the TDC position of the intake stroke, and one pulse for each predetermined crank angle. Is output.
さらに、アクセル開度センサ21は、車両Vの図示しないアクセルペダルの踏み込み量(以下「アクセル開度」という)APを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
Further, the
一方、水温センサ22は、エンジン3のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温TWを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
On the other hand, the
また、スロットル弁開度センサ23は、スロットル弁9aの開度(以下「スロットル弁開度」という)THを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
Further, the throttle
さらに、クラッチ開度センサ24は、車両Vのクラッチペダル(図示せず)の踏み込み操作量(以下「クラッチ開度」という)CPを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
Further, the
一方、クラッチ状態センサ25は、クラッチ・アクチュエータ5の動作状態を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、このクラッチ状態センサ25の検出信号に基づき、クラッチ4のオン/オフ状態(すなわち接続/遮断状態)を検出する。
On the other hand, the
また、車速センサ26は、車両Vの車軸の回転数(以下「車軸回転数」という)NV及び車両Vの速度(以下「車速」という)VPを検出して、それらを表す検出信号をECU2に出力する。
Further, the
さらに、ECU2は、CPU、RAM、ROM及びI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ20〜26の検出信号などに応じて、後述するように、クラッチ制御処理及び吸気制御処理などの各種の制御処理を実行する。
Further, the
なお、本実施形態では、ECU2が目標制御量算出手段、フィードフォワード入力算出手段、フィードバック入力算出手段、制御入力算出手段、制御手段、基本入力算出手段、補正値算出手段、補正手段、第1目標制御量算出手段及び第2目標制御量算出手段に相当する。
In the present embodiment, the
次に、図2を参照しながら、本実施形態の制御装置1の機能的な構成について説明する。この制御装置1は、以下に述べる制御アルゴリズムによって、第1移行制御処理、コースティング制御処理及び第2移行制御処理のいずれかの実行中において、エンジン回転数NEを制御するものである。
Next, a functional configuration of the
この場合、コースティング制御処理は、後述するように、エンジン3をアイドル運転状態に保持し、クラッチ4をオフした状態で、車両Vを惰性走行させるための制御処理である。また、第1移行制御処理は、後述するように、通常走行制御処理からコースティング制御処理に移行するときに実行され、第2移行制御処理は、コースティング制御から通常走行制御処理に移行するときに実行される。
In this case, as will be described later, the coasting control process is a control process for causing the vehicle V to coast by inertia while the
同図2に示すように、制御装置1は、FB入力算出部40、FF入力算出部50及び加算器60を備えており、これらの要素40〜60はいずれもECU2によって構成されている。また、同図に示すように、本実施形態の制御対象70は、目標スロットル弁開度THcmdを制御入力とし、エンジン回転数NEを制御量とする系に相当する。この目標スロットル弁開度THcmdは、スロットル弁開度THの目標値であり、後述するように算出される。
As shown in FIG. 2, the
なお、以下の説明において、記号(n)付きの各離散データは、所定の制御周期ΔT(例えば10msec)に同期して算出(又はサンプリング)されたデータであることを示しており、記号n(nは正の整数)は各離散データの算出サイクルの順番を表している。 In the following description, each piece of discrete data with the symbol (n) indicates data calculated (or sampled) in synchronization with a predetermined control period ΔT (for example, 10 msec), and the symbol n ( n is a positive integer) represents the order of the calculation cycle of each discrete data.
例えば、記号nは今回の算出タイミングで算出された今回値であることを、記号n−1は前回の算出タイミングで算出された前回値であることをそれぞれ示している。また、以下の説明では、各離散データにおける記号(n)を適宜省略する。さらに、以下に述べる制御アルゴリズムの導出理論及び導出手法については後述する。 For example, the symbol n represents the current value calculated at the current calculation timing, and the symbol n-1 represents the previous value calculated at the previous calculation timing. In the following description, the symbol (n) in each discrete data is omitted as appropriate. Further, the derivation theory and derivation method of the control algorithm described below will be described later.
まず、FB入力算出部40では、エンジン回転数NE及び目標回転数Ncmdを用いて、後述する手法により、フィードバック入力Ufbが算出される。この目標回転数Ncmdは、後述するように、エンジン水温TW又は車軸回転数NVに応じて算出される。なお、本実施形態では、FB入力算出部40がフィードバック入力算出手段に相当し、目標回転数Ncmdが目標制御量及び第1目標制御量に相当し、エンジン水温TW及び車軸回転数NVが制御対象の動作状態に相当する。
First, the FB
また、FF入力算出部50(フィードフォワード入力算出手段)では、エンジン水温TW、目標回転数Ncmd及びフィードバック入力Ufbを用いて、後述する手法により、フィードフォワード入力Uffが算出される。 Further, the FF input calculation unit 50 (feedforward input calculation means) calculates the feedforward input Uff by a method described later using the engine water temperature TW, the target rotation speed Ncmd, and the feedback input Ufb.
そして、加算器60(制御入力算出手段)では、下式(1)により、目標スロットル弁開度THcmdが算出される。
次に、図3を参照しながら、上述したFB入力算出部40について説明する。同図に示すように、FB入力算出部40は、フィルタ目標回転数算出部41、減算器42、SMコントローラ43及びオンボード同定器44を備えている。なお、この図3では、遅延要素Z-1の記載は便宜上、省略されており、この点は後述する図4などにおいても同様である。
Next, the FB
まず、フィルタ目標回転数算出部41について説明する。このフィルタ目標回転数算出部41では、下式(2)〜(4)により、フィルタ目標回転数Ncmd_fが算出される。なお、本実施形態では、フィルタ目標回転数算出部41が第2目標制御量算出手段に相当し、フィルタ目標回転数Ncmd_fが目標制御量及び第2目標制御量に相当する。
First, the filter target rotation
上式(2),(3)のa1,a2,b1は、オンボード同定器43によって同定されるモデルパラメータである。また、上式(2)〜(3)のTHcmd_ffは、上式(4)によって算出される目標スロットル弁開度のフィードフォワード値である。上式(4)のKff_bsは、フィードフォワード入力ゲインであり、エンジン回転数NEをスロットル弁開度THの次元に変換するための変換係数に相当する。このフィードフォワードゲインKff_bsは、本実施形態の場合、モデルパラメータのオフライン同定値a1#,a2#,b1#に基づき、Kff_bs=(1−a1#−a2#)/b1#が成立する一定値に設定されている。
In the above formulas (2) and (3), a1, a2 and b1 are model parameters identified by the on-
また、上式(2),(3)を参照すると明らかなように、フィルタ目標回転数Ncmd_fは、目標回転数Ncmdが後述する第1目標回転数Ncmd1又は第2目標回転数Ncmd2に設定されたとき及びその次の演算タイミングのときには、エンジン回転数の前回値NE(n−1)及び前々回値NE(n−2)を用いて算出され、それ以外の演算タイミングでは、フィルタ目標回転数の前回値Ncmd_f(n−1)及び前々回値Ncmd_f(n−2)を用いて算出される。これは、以下の理由による。 Further, as apparent from the above equations (2) and (3), the filter target rotation speed Ncmd_f is set to the first target rotation speed Ncmd1 or the second target rotation speed Ncmd2, which will be described later. Is calculated using the previous value NE (n−1) and the previous value NE (n−2) of the engine speed, and at other calculation timings, the previous time of the filter target speed. It is calculated using the value Ncmd_f (n−1) and the previous value Ncmd_f (n−2). This is due to the following reason.
すなわち、後述する吸気制御処理において、コースティング制御処理の実行条件が成立状態と不成立状態との間で変化し、目標回転数Ncmdが第1目標回転数Ncmd1又は第2目標回転数Ncmd2に設定されたタイミングにおいて、フィルタ目標回転数Ncmd_fと実際のエンジン回転数NEとの乖離度合いが大きいと、エンジン回転数NEがフィルタ目標回転数Ncmd_fに対して追従する際の応答遅れが発生してしまうので、それを回避するためである。 That is, in the intake control process described later, the execution condition of the coasting control process changes between the established state and the unsatisfied state, and the target rotational speed Ncmd is set to the first target rotational speed Ncmd1 or the second target rotational speed Ncmd2. If the difference between the filter target rotational speed Ncmd_f and the actual engine rotational speed NE is large at the timing, a response delay occurs when the engine rotational speed NE follows the filter target rotational speed Ncmd_f. This is to avoid it.
これに加えて、コースティング制御処理の実行条件が成立し、目標回転数Ncmdが第1目標回転数Ncmd1に設定されたタイミングでは、フィルタ目標回転数Ncmd_fの前回値Ncmd_f(n−1)及び前々回値Ncmd_f(n−2)が算出されていないので、これらの値に代えて、エンジン回転数の前回値NE(n−1)及び前々回値NE(n−2)を用いる必要があるためである。 In addition to this, when the execution condition of the coasting control process is satisfied and the target rotational speed Ncmd is set to the first target rotational speed Ncmd1, the previous value Ncmd_f (n−1) of the filter target rotational speed Ncmd_f and the previous time This is because the value Ncmd_f (n−2) has not been calculated, and instead of these values, it is necessary to use the previous value NE (n−1) and the previous value NE (n−2) of the engine speed. .
また、減算器42では、下式(5)により、回転数偏差ENが算出される。
さらに、SMコントローラ44では、下式(6)〜(10)に示すスライディングモード制御アルゴリズムを応用した制御アルゴリズムより、フィードバック入力Ufbが算出される。
Further, the
上式(6)に示すように、フィードバック入力Ufbは、等価制御入力Ueq、到達則入力Urch及び適応則入力Uadpの和として算出される。この等価制御入力Ueqは、上式(7)により算出され、同式(7)のSは、−1<S<0の関係が成立する値に設定される切換関数設定パラメータである。 As shown in the above equation (6), the feedback input Ufb is calculated as the sum of the equivalent control input Ueq, the reaching law input Urch, and the adaptive law input Uadp. The equivalent control input Ueq is calculated by the above equation (7), and S in the equation (7) is a switching function setting parameter that is set to a value that satisfies the relationship of −1 <S <0.
また、到達則入力Urchは、上式(8)により算出される。この式(8)において、Hrchは、所定の到達則ゲインを表しており、σは、上式(10)のように定義される切換関数である。さらに、適応則入力Uadpは、上式(9)により算出され、同式(9)のHadpは、所定の適応則ゲインを表している。 The reaching law input Urch is calculated by the above equation (8). In this equation (8), Hrch represents a predetermined reaching law gain, and σ is a switching function defined as in the above equation (10). Further, the adaptive law input Uadp is calculated by the above formula (9), and Hadp in the formula (9) represents a predetermined adaptive law gain.
一方、オンボード同定器44では、下式(11)〜(17)に示す逐次型同定アルゴリズムにより、モデルパラメータa1,a2,b1のベクトルθが算出される。
On the other hand, in the on-
上式(11)のベクトルθは、その転置行列が式(12)のように定義され、同式(11)のideは、式(13)により算出される追従誤差である。同式(13)のENhatは、回転数偏差ENの推定値であり、式(14)により算出される。同式(14)のζは、その転置行列が式(15)のように定義されるベクトルである。 The vector θ in the above equation (11) has a transposed matrix defined as in the equation (12), and ide in the equation (11) is a tracking error calculated by the equation (13). ENhat in the equation (13) is an estimated value of the rotational speed deviation EN, and is calculated by the equation (14). Ζ in the equation (14) is a vector whose transpose matrix is defined as in the equation (15).
また、式(11)のKPは、式(16)により算出されるゲイン係数のベクトルであり、同式(16)のPは、式(17)に示すように定義される3次の正方行列である。同式(17)のIは、3次の単位行列を表しており、λ1,λ2は、0<λ1≦1,0<λ2≦1が成立するように設定される重み係数をそれぞれ表している。 Further, KP in equation (11) is a vector of gain coefficients calculated by equation (16), and P in equation (16) is a cubic square matrix defined as shown in equation (17). It is. I in the equation (17) represents a cubic unit matrix, and λ1 and λ2 respectively represent weighting factors set so that 0 <λ1 ≦ 1, 0 <λ2 ≦ 1. .
次に、図4を参照しながら、前述したFF入力算出部50について説明する。同図に示すように、FF入力算出部50は、FF適応係数算出部51、増幅器52及び乗算器53を備えている。
Next, the above-described FF
まず、FF適応係数算出部51(補正値算出手段)について説明する。このFF適応係数算出部51では、下式(18)〜(20)により、フィードフォワード適応係数Kff_adp(補正値)が算出される。
First, the FF adaptive coefficient calculation unit 51 (correction value calculation means) will be described. In the FF adaptive
上式(18),(19)のWt_i(i=1〜3)は、エンジン水温重み関数であり、このエンジン水温重み関数Wtiは、エンジン水温TWに応じて、図5に示すマップを検索することにより算出される。 Wt_i (i = 1 to 3) in the above equations (18) and (19) is an engine water temperature weighting function, and this engine water temperature weighting function Wti searches the map shown in FIG. 5 according to the engine water temperature TW. Is calculated by
同図に示すように、3つのエンジン水温重み関数Wt_iはそれぞれ、エンジン水温TWが変化し得る領域を3つの所定値TW1〜TW3(TW1<TW2<TW3)で規定した場合において、以下に述べるように設定されている。まず、1番目のエンジン水温重み関数Wt_1は、TW≦TW1の領域では、その最大値である値1に設定され、TW1<TW<TW2の領域では、エンジン水温TWが高いほど、より小さい正の値に設定されているとともに、TW2≦TWの領域では、値0に設定されている。
As shown in the figure, each of the three engine water temperature weight functions Wt_i is described below when the region where the engine water temperature TW can change is defined by three predetermined values TW1 to TW3 (TW1 <TW2 <TW3). Is set to First, the first engine coolant temperature weighting function Wt_1 is set to the
また、2番目のエンジン水温重み関数Wt_2は、TW≦TW1,TW3≦TWの領域では、値0に設定されており、TW1<TW<TW2の領域では、エンジン水温TWが高いほど、より大きい正の値に設定されているとともに、TW2≦TW<TW3の領域では、TW=TW2のときの値1を最大値として、エンジン水温TWが高いほど、より小さい正の値に設定されている。
The second engine coolant temperature weighting function Wt_2 is set to a value of 0 in the region of TW ≦ TW1, TW3 ≦ TW, and in the region of TW1 <TW <TW2, the higher the engine coolant temperature TW, the greater the positive value. In the region of TW2 ≦ TW <TW3, the
さらに、3番目のエンジン水温重み関数Wt_3は、TW≦TW2の領域では、値0に設定され、TW3≦TWの領域では、その最大値である値1に設定されているとともに、TW2<TW<TW3の領域では、エンジン水温TWが高いほど、より大きい正の値に設定されている。 Further, the third engine coolant temperature weight function Wt_3 is set to a value of 0 in the region of TW ≦ TW2, and is set to a maximum value of 1 in the region of TW3 ≦ TW, and TW2 <TW <. In the region of TW3, the higher the engine coolant temperature TW, the larger the positive value is set.
さらに、1番目および2番目のエンジン水温重み関数Wt_1,Wt_2は、TW1<TW<TW2の領域において互いに重なり合うとともに、両者の和は、各エンジン水温重み関数Wt_iにおける最大値1と等しくなるように設定されている。これと同様に、2番目および3番目のエンジン水温重み関数Wt_2,Wt_3は、TW2<TW<TW3の領域において互いに重なり合うとともに、両者の和は、各エンジン水温重み関数Wt_iにおける最大値1と等しくなるように設定されている。
Further, the first and second engine coolant temperature weighting functions Wt_1 and Wt_2 overlap each other in the region of TW1 <TW <TW2, and the sum of the two is set to be equal to the
さらに、前述した式(18),(19)のWn_j(j=1〜3)は、目標回転数重み関数であり、この目標回転数重み関数Wnjは、目標回転数Ncmdに応じて、図6に示すマップを検索することにより算出される。 Further, Wn_j (j = 1 to 3) in the above-described formulas (18) and (19) is a target rotational speed weighting function, and this target rotational speed weighting function Wnj depends on the target rotational speed Ncmd. It is calculated by searching the map shown in FIG.
同図に示すように、3つの目標回転数重み関数Wn_jはそれぞれ、目標回転数Ncmdが変化し得る領域を3つの所定値Ncmd1〜Ncmd3(Ncmd1<Ncmd2<Ncmd3)で規定した場合において、以下に述べるように設定されている。まず、1番目の目標回転数重み関数Wn_1は、Ncmd≦Ncmd1の領域では、その最大値である値1に設定され、Ncmd1<Ncmd<Ncmd2の領域では、目標回転数Ncmdが高いほど、より小さい正の値に設定されているとともに、Ncmd2≦Ncmdの領域では、値0に設定されている。
As shown in the figure, each of the three target rotational speed weight functions Wn_j is defined as follows when the regions where the target rotational speed Ncmd can change are defined by three predetermined values Ncmd1 to Ncmd3 (Ncmd1 <Ncmd2 <Ncmd3). It is set as described. First, the first target rotational speed weighting function Wn_1 is set to the
また、2番目の目標回転数重み関数Wn_2は、Ncmd≦Ncmd1,Ncmd3≦Ncmdの領域では、値0に設定されており、Ncmd1<Ncmd<Ncmd2の領域では、目標回転数Ncmdが高いほど、より大きい正の値に設定されているとともに、Ncmd2≦Ncmd<Ncmd3の領域では、Ncmd=Ncmd2のときの値1を最大値として、目標回転数Ncmdが高いほど、より小さい正の値に設定されている。 The second target rotational speed weighting function Wn_2 is set to a value of 0 in the region of Ncmd ≦ Ncmd1, Ncmd3 ≦ Ncmd. In the region of Ncmd1 <Ncmd <Ncmd2, the higher the target rotational speed Ncmd, the more In the region of Ncmd2 ≦ Ncmd <Ncmd3, the maximum value is set to 1 when Ncmd = Ncmd2, and the higher the target rotational speed Ncmd, the smaller the positive value is set. Yes.
さらに、3番目の目標回転数重み関数Wn_3は、Ncmd≦Ncmd2の領域では、値0に設定され、Ncmd3≦Ncmdの領域では、その最大値である値1に設定されているとともに、Ncmd2<Ncmd<Ncmd3の領域では、目標回転数Ncmdが高いほど、より大きい正の値に設定されている。 Further, the third target rotational speed weighting function Wn_3 is set to a value of 0 in the region of Ncmd ≦ Ncmd2, and is set to a maximum value of 1 in the region of Ncmd3 ≦ Ncmd, and Ncmd2 <Ncmd. In the region of <Ncmd3, a higher positive value is set as the target rotational speed Ncmd is higher.
さらに、1番目および2番目の目標回転数重み関数Wn_1,Wn_2は、Ncmd1<Ncmd<Ncmd2の領域において互いに重なり合うとともに、両者の和は、各目標回転数重み関数Wn_jにおける最大値1と等しくなるように設定されている。これと同様に、2番目および3番目の目標回転数重み関数Wn_2,Wn_3は、Ncmd2<Ncmd<Ncmd3の領域において互いに重なり合うとともに、両者の和は、各目標回転数重み関数Wn_jにおける最大値1と等しくなるように設定されている。
Further, the first and second target rotational speed weight functions Wn_1 and Wn_2 overlap each other in the region of Ncmd1 <Ncmd <Ncmd2, and the sum of the two is equal to the
また、前述した式(18)のKff_al_ijは、局所適応係数であり、式(19)によって算出される。この式(19)において、Hffは、所定のフィードフォワード適応ゲインであり、Eadpは、式(20)のように定義される適応誤差である。 Further, Kff_al_ij in the above-described equation (18) is a local adaptive coefficient, and is calculated by equation (19). In this equation (19), Hff is a predetermined feedforward adaptive gain, and Eadp is an adaptive error defined as in equation (20).
この式(19)に示すように、局所適応係数Kff_al_ijは、4つの値の積Hff・Wt_i・Wn_j・Eadpを積分した積分項として算出される。すなわち、局所適応係数Kff_al_ijは、適応誤差Eadpすなわちフィードバック入力Ufbの絶対値を減少させるように、積分項のみのフィードバック制御アルゴリズムによって算出されることになる。このように局所適応係数Kff_al_ijを算出する理由については後述する。 As shown in the equation (19), the local adaptive coefficient Kff_al_ij is calculated as an integral term obtained by integrating the product Hff · Wt_i · Wn_j · Eadp of four values. That is, the local adaptive coefficient Kff_al_ij is calculated by a feedback control algorithm with only an integral term so as to reduce the adaptive error Eadp, that is, the absolute value of the feedback input Ufb. The reason for calculating the local adaptive coefficient Kff_al_ij in this way will be described later.
また、前述したように、エンジン水温重み関数Wt_iは、エンジン水温TWの領域に対応して設定され、目標回転数重み関数Wn_jは、目標回転数Ncmdの領域に対応して設定されているので、両者の積Wt_i・Wn_jは、エンジン水温TW及び目標回転数Ncmdの組み合わせで規定される平面状の領域に対して3次元的に設定された値となる。したがって、そのような積Wt_i・Wn_jに適応誤差Eadpを乗算することによって、局所適応係数Kff_al_ijが算出されるので、適応誤差Eadpをエンジン水温TW及び目標回転数Ncmdの組み合わせで規定される平面状の領域に対して3次元的に分配して重み付けした値として、局所適応係数Kff_al_ijが算出されることになる。 Further, as described above, the engine water temperature weight function Wt_i is set corresponding to the region of the engine water temperature TW, and the target rotation weight function Wn_j is set corresponding to the region of the target rotation number Ncmd. The product Wt_i · Wn_j of both is a value set three-dimensionally for a planar region defined by a combination of the engine water temperature TW and the target rotational speed Ncmd. Therefore, by multiplying the product Wt_i · Wn_j by the adaptation error Eadp, the local adaptation coefficient Kff_al_ij is calculated, so that the adaptation error Eadp is a planar shape defined by the combination of the engine water temperature TW and the target rotational speed Ncmd. The local adaptive coefficient Kff_al_ij is calculated as a value that is three-dimensionally distributed and weighted to the region.
さらに、フィードフォワード適応係数Kff_adpは、式(18)に示すように、そのような局所適応係数Kff_al_ijに、積Wt_i・Wn_jを乗算した値の総和を値1に加算することにより算出されるので、フィードバック入力Ufbの絶対値を減少させる機能と、その機能をエンジン水温TWと目標回転数Ncmdで規定される9つの領域に分配しながら、エンジン水温TW又は目標回転数Ncmdが変化したときでも、連続的に変化する値として算出されることになる。
Further, the feedforward adaptive coefficient Kff_adp is calculated by adding the sum of values obtained by multiplying the local adaptive coefficient Kff_al_ij by the product Wt_i · Wn_j to the
例えば、前述した式(18),(19)において、3つの目標回転数重み関数Wn_j(j=1〜3)を目標回転数Ncmdの値にかかわらず、Wn_j=1が成立するように設定した場合、式(18)の右辺第2項は、局所適応係数とエンジン水温重み関数の積Kff_al_i・Wt_i(i=1〜3)の総和となり、フィードフォワード適応係数Kff_adpの値は、図7に示すようになる。すなわち、エンジン水温TWが変化したときでも、連続的に変化する値として算出されることになる。 For example, in the above-described formulas (18) and (19), the three target rotational speed weighting functions Wn_j (j = 1 to 3) are set so that Wn_j = 1 is established regardless of the value of the target rotational speed Ncmd. In this case, the second term on the right side of Equation (18) is the sum of the products Kff_al_i · Wt_i (i = 1 to 3) of the local adaptive coefficient and the engine water temperature weighting function, and the value of the feedforward adaptive coefficient Kff_adp is shown in FIG. It becomes like this. That is, even when the engine water temperature TW changes, it is calculated as a continuously changing value.
これと同様に、例えば、前述した式(18),(19)において、3つのエンジン水温重み関数Wt_i(i=1〜3)をエンジン水温TWの値にかかわらず、Wt_i=1が成立するように設定した場合にも、フィードフォワード適応係数Kff_adpの値は、目標回転数Ncmdが変化したときでも、連続的に変化する値として算出されることになる。以上の理由により、実際のフィードフォワード適応係数Kff_adpは、エンジン水温TW及び目標回転数Ncmdの組み合わせが変化したときでも、連続的に変化する値として算出されることになる。 Similarly, for example, in the above-described formulas (18) and (19), the three engine water temperature weighting functions Wt_i (i = 1 to 3) are set to satisfy Wt_i = 1 regardless of the value of the engine water temperature TW. Even when set to, the value of the feedforward adaptive coefficient Kff_adp is calculated as a continuously changing value even when the target rotational speed Ncmd changes. For the above reason, the actual feedforward adaptation coefficient Kff_adp is calculated as a continuously changing value even when the combination of the engine coolant temperature TW and the target rotational speed Ncmd changes.
FF入力算出部50において以上のように算出されたフィードフォワード適応係数Kff_adpは、FF入力算出部50から乗算器53に入力される。
The feedforward adaptive coefficient Kff_adp calculated as described above in the FF
さらに、目標回転数Ncmdは、増幅器52でフィードフォワードゲインKff_bs分増幅されてから乗算器53に入力される。なお、本実施形態では、増幅器52が基本入力算出手段に相当し、目標回転数とフィードフォワードゲインの積Kff_bs・Ncmdが基本入力に相当する。
Further, the target rotational speed Ncmd is amplified by the feed forward gain Kff_bs by the
そして、乗算器53(補正手段)では、下式(21)により、フィードフォワード入力Uffが最終的に算出される。
以上のように、フィードフォワード入力Uffは、目標回転数Ncmdに、フィードフォワードゲインKff_bs及びフィードフォワード適応係数Kff_adpを乗算することによって算出される。この場合、フィードフォワード適応係数Kff_adpは、前述した手法により算出されるので、適応誤差Eadpすなわちフィードバック入力Ufbの絶対値を減少させる機能を有するとともに、その機能をエンジン水温TW及び目標回転数Ncmdの領域ごとに反映させた値として算出されることになる。 As described above, the feedforward input Uff is calculated by multiplying the target rotation speed Ncmd by the feedforward gain Kff_bs and the feedforward adaptive coefficient Kff_adp. In this case, since the feedforward adaptive coefficient Kff_adp is calculated by the above-described method, the feedforward adaptive coefficient Kff_adp has a function of reducing the adaptive error Eadp, that is, the absolute value of the feedback input Ufb, and functions as a region of the engine water temperature TW and the target rotational speed Ncmd It is calculated as a value reflected for each.
さらに、フィードフォワード入力Uffは、そのようなフィードフォワード適応係数Kff_adpとフィードフォワードゲインKff_bsとの積を用いて算出されるので、フィードバック入力Ufbの絶対値を減少させる機能をエンジン水温TW及び目標回転数Ncmdの領域ごとに備えていることになる。この場合、前述したように、目標スロットル弁開度THcmdがフィードフォワード入力Uffとフィードバック入力Ufbの和として算出される関係上、フィードフォワード入力Uffとエンジン回転数NEとの間におけるゲイン特性のずれが存在しない場合には、フィードバック入力Ufbの絶対値が減少することなる。言い換えれば、フィードバック入力Ufbの絶対値を減少させるように制御すると、フィードフォワードゲインKff_bsが実際の制御対象のゲインに対してずれを生じている場合でも、そのずれを補正できることになる。この効果を得るために、本実施形態では、フィードフォワード適応係数Kff_adpが、前述した手法によって算出される。 Furthermore, since the feedforward input Uff is calculated using the product of such feedforward adaptive coefficient Kff_adp and feedforward gain Kff_bs, the function of reducing the absolute value of the feedback input Ufb is provided as the engine water temperature TW and the target rotational speed. It is provided for each area of Ncmd. In this case, as described above, because the target throttle valve opening THcmd is calculated as the sum of the feedforward input Uff and the feedback input Ufb, there is a difference in gain characteristics between the feedforward input Uff and the engine speed NE. When it does not exist, the absolute value of the feedback input Ufb decreases. In other words, if the control is performed so as to decrease the absolute value of the feedback input Ufb, even if the feedforward gain Kff_bs is deviated from the actual gain to be controlled, the deviation can be corrected. In order to obtain this effect, in this embodiment, the feedforward adaptive coefficient Kff_adp is calculated by the above-described method.
次に、前述したFB入力算出部40及びFF入力算出部50における制御アルゴリズムの導出原理及び導出手法について説明する。まず、エンジン3におけるエンジン回転数NEとエンジントルクの関係を定義した運動方程式と、スロットル弁開度THとエンジントルクとの関係を定義した伝達関数とに基づき、エンジン回転数NEとスロットル弁開度THの関係をモデリングすると、下式(22)に示す2次遅れ離散時間系モデルが導出される。
Next, the control algorithm derivation principle and derivation method in the FB
この式(22)において、スロットル弁開度THを目標スロットル弁開度THcmdに置き換えると、下式(23)が得られる。
本実施形態の場合、フィルタ目標回転数Ncmd_fは、この式(23)に示すような、目標スロットル弁開度THcmdに対するエンジン回転数NEの応答遅れ特性(2次遅れ特性)を、目標回転数Ncmdに反映させた値として算出するために、前述した式(2),(3)を用いて算出される。 In the case of this embodiment, the filter target rotation speed Ncmd_f is the response delay characteristic (secondary delay characteristic) of the engine rotation speed NE with respect to the target throttle valve opening THcmd, as shown in the equation (23), and the target rotation speed Ncmd. In order to calculate as a value reflected in the above, it is calculated using the above-described equations (2) and (3).
また、上式(23)に基づき、エンジン回転数NEがフィルタ目標回転数Ncmd_fになるように、スライディングモード制御アルゴリズムを適用して、フィードバック入力Ufbの算出式を導出した場合、前述した式(6)が導出されるとともに、等価制御入力Ueqの算出式は、下式(24)として導出される。
この式(24)で示す等価制御入力Ueqの場合、エンジン回転数NE及びフィルタ目標回転数Ncmd_fの演算項が含まれているので、エンジン回転数NEをフィルタ目標回転数Ncmd_fに追従させる機能と、切換関数σの値を保持する機能すなわちエンジン回転数NEの変動を抑制する機能とを備えていることになる。この場合、等価制御入力Ueqの切換関数σの値を保持する機能は、エンジン回転数NEがフィルタ目標回転数Ncmd_f付近にある場合には、エンジン回転数NEがフィルタ目標回転数Ncmd_fに対して変動するのを抑制する機能となる。 In the case of the equivalent control input Ueq represented by the equation (24), since the calculation terms of the engine speed NE and the filter target speed Ncmd_f are included, the function of causing the engine speed NE to follow the filter target speed Ncmd_f; The function of holding the value of the switching function σ, that is, the function of suppressing the fluctuation of the engine speed NE is provided. In this case, the function of holding the value of the switching function σ of the equivalent control input Ueq is that the engine speed NE varies with respect to the filter target speed Ncmd_f when the engine speed NE is near the filter target speed Ncmd_f. It becomes the function which suppresses doing.
一方、フィードフォワード入力Uffも、目標回転数NcmdにフィードフォワードゲインKff_bsを乗算して算出される関係上、エンジン回転数NEを目標回転数Ncmdに追従させる機能を備えている。この場合、フィルタ目標回転数Ncmd_fは、目標回転数Ncmdに対して応答遅れ特性を付与したものであるので、フィードフォワード入力Uff及びフィードバック入力Ufbの双方が、エンジン回転数NEを目標回転数Ncmdに追従させる機能を備えていることになり、その結果、過補正/過補償になる可能性がある。 On the other hand, the feedforward input Uff also has a function of causing the engine speed NE to follow the target speed Ncmd because it is calculated by multiplying the target speed Ncmd by the feedforward gain Kff_bs. In this case, since the filter target rotational speed Ncmd_f is obtained by adding a response delay characteristic to the target rotational speed Ncmd, both the feedforward input Uff and the feedback input Ufb set the engine rotational speed NE to the target rotational speed Ncmd. As a result, there is a possibility of overcorrection / overcompensation.
これを回避するには、フィードフォワード入力Uff及び等価制御入力Ueqの一方における、エンジン回転数NEを目標回転数Ncmdに追従させる機能を消去する必要がある。この場合、等価制御入力Ueqは、制御対象モデルと実際の制御対象の間におけるむだ時間などの動特性が大きくずれると、エンジン回転数NEをフィルタ目標回転数Ncmd_fに追従させる機能を発揮せず、エンジン回転数NEの変動を抑制する機能のみを発揮することになるので、フィードフォワード入力Uffの方ではなく、等価制御入力Ueqの方の、エンジン回転数NEをフィルタ目標回転数Ncmd_fに追従させる機能を消去する手法が望ましい。したがって、本実施形態では、等価制御入力Ueqにおける、エンジン回転数NEをフィルタ目標回転数Ncmd_fに追従させる機能を消去するために、以下に述べる手法により、等価制御入力Ueqの算出式を導出した。 In order to avoid this, it is necessary to eliminate the function of causing the engine speed NE to follow the target speed Ncmd in one of the feedforward input Uff and the equivalent control input Ueq. In this case, the equivalent control input Ueq does not exhibit a function of causing the engine rotational speed NE to follow the filter target rotational speed Ncmd_f when a dynamic characteristic such as a dead time between the controlled object model and the actual controlled object greatly deviates. Since only the function of suppressing the fluctuation of the engine speed NE is exhibited, the function of causing the engine speed NE of the equivalent control input Ueq to follow the filter target speed Ncmd_f instead of the feedforward input Uff. It is desirable to erase the image. Therefore, in this embodiment, in order to eliminate the function of causing the engine speed NE to follow the filter target speed Ncmd_f in the equivalent control input Ueq, a calculation formula for the equivalent control input Ueq is derived by the method described below.
まず、制御対象モデルとして下式(25)を用いる。
この式(25)は、前述した式(23)において、エンジン回転数NEを回転数偏差ENに、目標スロットル弁開度THcmdをフィードバック入力Ufbにそれぞれ置き換えたものであり、このような制御対象モデルを用いたのは以下の理由による。 This formula (25) is obtained by replacing the engine speed NE with the speed deviation EN and the target throttle valve opening THcmd with the feedback input Ufb in the above-described formula (23). The reason why is used is as follows.
まず、例えば、定常状態でNcmd=Ncmd_fが成立していると想定した場合、回転数偏差ENは、エンジン回転数NEに対して動特性(すなわち応答遅れ特性)の変化がなく、基準となる値が異なっているのみなので、上式(25)の制御対象モデルは、式(23)の制御対象モデルに対して動特性が変化していないことになる。 First, for example, when it is assumed that Ncmd = Ncmd_f is established in a steady state, the rotational speed deviation EN is a reference value with no change in dynamic characteristics (that is, response delay characteristics) with respect to the engine rotational speed NE. Therefore, the control target model of the above equation (25) has no change in dynamic characteristics with respect to the control target model of equation (23).
また、エンジン回転数NEが目標回転数Ncmd近傍に保持されている場合、すなわちNE≒Ncmdが成立している場合、フィードバック入力Ufb≒0が成立し、THcmd≒Uffが成立することになる関係上、回転数偏差ENは、目標スロットル弁開度THcmdからフィードフォワード入力Uffを減算した値であるフィードバック入力Ufbに対して高い相関性を有することになる。 Further, when the engine speed NE is held near the target speed Ncmd, that is, when NE≈Ncmd is satisfied, the feedback input Ufb≈0 is satisfied and THcmd≈Uff is satisfied. The rotational speed deviation EN has a high correlation with the feedback input Ufb, which is a value obtained by subtracting the feedforward input Uff from the target throttle valve opening THcmd.
以上の理由により、本実施形態では、上式(25)を制御対象モデルとして用いるとともに、この式(25)に対して、スライディングモード制御アルゴリズムを適用することによって、前述した等価制御入力Ueqの算出式(7)を導出した。 For the above reason, in the present embodiment, the above equation (25) is used as the control target model, and the above-described equivalent control input Ueq is calculated by applying a sliding mode control algorithm to the equation (25). Equation (7) was derived.
この式(7)の場合、上式(25)から導出している関係上、目標回転数Ncmd及びフィルタ目標回転数Ncmd_fの演算項を含んでいないので、エンジン回転数NEを目標回転数Ncmd又はフィルタ目標回転数Ncmd_fに追従させる機能を備えておらず、切換関数σの値を保持する機能、すなわちエンジン回転数NEがフィルタ目標回転数Ncmd_fに対して変動しないような機能のみを備えていることになる。以上の理由により、本実施形態では、前述した式(7)を用いて、等価制御入力Ueqが算出される。 In the case of this equation (7), since the calculation term of the target rotation speed Ncmd and the filter target rotation speed Ncmd_f is not included because of the relationship derived from the above expression (25), the engine rotation speed NE is set to the target rotation speed Ncmd or It does not have a function to follow the filter target rotational speed Ncmd_f, but has only a function to hold the value of the switching function σ, that is, a function that does not cause the engine rotational speed NE to vary with respect to the filter target rotational speed Ncmd_f. become. For the above reason, in the present embodiment, the equivalent control input Ueq is calculated using the above-described equation (7).
次に、図8を参照しながら、本実施形態の条件判定処理について説明する。この条件判定処理は、コースティング制御処理に関連する各種の条件が成立したか否かを判定するものであり、ECU2によって、前述した制御周期ΔTで実行される。
Next, the condition determination process of this embodiment will be described with reference to FIG. This condition determination process determines whether or not various conditions related to the coasting control process are satisfied, and is executed by the
同図に示すように、まず、ステップ1(図では「S1」と略す。以下同じ)で、コースティング制御処理の実行条件が成立したか否かを判別する。具体的には、以下の条件(f1)〜(f9)がいずれも成立しているときには、コースティング制御処理の実行条件が成立したと判別され、それ以外のときには、コースティング制御処理の実行条件が不成立であると判別される。 As shown in the figure, first, in step 1 (abbreviated as “S1” in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not an execution condition for the coasting control process is satisfied. Specifically, when any of the following conditions (f1) to (f9) is satisfied, it is determined that the execution condition for the coasting control process is satisfied, and otherwise, the execution condition for the coasting control process is determined. Is determined not to be established.
(f1)車速VPが所定範囲内にあること。
(f2)エンジン回転数NEが所定範囲内にあること。
(f3)変速段が所定の中高速段にあること。
(f4)運転者によって変速動作が実行されていないこと。
(f5)アクセル開度APが後述するドライバ要求トルクTRQ_D≦0が成立する領域内の値であって、その変動量が小さいこと。
(f6)ブレーキペダルが操作されていないこと。
(f7)クラッチ開度CPが所定値Cpref未満であって、クラッチペダルが操作されていないこと。
(f8)エンジン水温TWが所定範囲内にあること。
(f9)走行路の勾配が所定角度以下であること。
(F1) The vehicle speed VP is within a predetermined range.
(F2) The engine speed NE is within a predetermined range.
(F3) The gear position is in a predetermined medium / high speed stage.
(F4) The speed change operation is not executed by the driver.
(F5) The accelerator opening AP is a value within a region where driver demand torque TRQ_D ≦ 0, which will be described later, is satisfied, and the amount of variation thereof is small.
(F6) The brake pedal is not operated.
(F7) The clutch opening CP is less than the predetermined value Cpref and the clutch pedal is not operated.
(F8) The engine water temperature TW is within a predetermined range.
(F9) The gradient of the travel path is not more than a predetermined angle.
このステップ1の判別結果がYESで、コースティング制御処理の実行条件が成立しているときには、それを表すために、ステップ2に進み、コースティング実行条件フラグF_COASTを「1」に設定する。
If the determination result in
一方、ステップ1の判別結果がNOで、コースティング制御処理の実行条件が不成立であるときには、それを表すために、ステップ3に進み、コースティング実行条件フラグF_COASTを「0」に設定する。
On the other hand, if the determination result in
以上のステップ2又は3に続くステップ4で、コースティング実行条件フラグF_COASTが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、ステップ5に進み、第1移行判定処理を実行する。この第1移行判定処理は、前述した第1移行制御処理の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図9に示すように実行される。
In
まず、ステップ20で、コースティング実行条件フラグの前回値F_COASTzが「0」であるか否かを判別する。この判別結果がYESのとき、すなわち今回の制御タイミングが、コースティング制御処理の実行条件が不成立状態から成立状態に変化したタイミングであるときには、第1移行制御処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ21に進み、第1移行フラグF_CHANGE1を「1」に設定した後、ステップ22に進む。
First, in
一方、ステップ20の判別結果がNOで、前回以前の制御タイミングでコースティング制御処理の実行条件が成立していたときにも、ステップ22に進む。
On the other hand, if the determination result in
以上のステップ20又は21に続くステップ22で、第1移行フラグF_CHANGE1が「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
In
一方、ステップ22の判別結果がYESで、F_CHANGE1=1が成立しているときには、ステップ23に進み、クラッチオフ状態フラグF_CL_OFFが「1」であるか否かを判別する。このクラッチオフ状態フラグF_CL_OFFは、クラッチ4がオフ状態にあるか否かを表すものであり、その値は後述するクラッチ制御処理において設定される。
On the other hand, when the determination result in
この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。一方、この判別結果がYESで、クラッチ4がオフ状態になっているときには、ステップ24に進み、回転偏差DNをエンジン回転数と目標回転数との偏差の絶対値|NE−Ncmd|に設定する。
When this determination result is NO, this process is terminated as it is. On the other hand, when the determination result is YES and the
次いで、ステップ25に進み、回転偏差DNが所定値DNref以下であるか否かを判別する。この判別結果がNOで、DN>DNrefのときには、そのまま本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 25, where it is determined whether or not the rotational deviation DN is less than or equal to a predetermined value DNref. If the determination result is NO and DN> DNref, this process is terminated as it is.
一方、ステップ25の判別結果がYESのとき、すなわちDN≦DNrefが成立しているときには、第1移行制御処理を終了すべきであると判定して、それを表すために、ステップ26に進み、第1移行フラグF_CHANGE1を「0」に設定した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
図8に戻り、ステップ5で、第1移行判定処理を以上のように実行した後、条件判定処理を終了する。
Returning to FIG. 8, after the first transition determination process is executed as described above in
一方、前述したステップ4の判別結果がNOで、コースティング制御処理の実行条件が不成立であるときには、ステップ6に進み、クラッチ開度CPが所定値CPref以上であるか否かを判別する。
On the other hand, when the determination result of
この判別結果がNOのとき、すなわち運転者によってクラッチペダルが操作されてないときには、ステップ7に進み、第2移行判定処理を実行する。この第2移行判定処理は、前述した第2移行制御処理の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図10に示すように実行される。 When the determination result is NO, that is, when the clutch pedal is not operated by the driver, the process proceeds to Step 7 to execute the second transition determination process. This second transition determination process is for determining whether or not the execution condition of the second transition control process described above is satisfied, and is specifically executed as shown in FIG.
まず、ステップ30で、コースティング実行条件フラグの前回値F_COASTzが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESのとき、すなわち今回の制御タイミングが、コースティング制御処理の実行条件が成立状態から不成立状態に変化したタイミングチャートであるときには、第2移行制御処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ31に進み、第2移行フラグF_CHANGE2を「1」に設定した後、ステップ32に進む。
First, in
一方、ステップ30の判別結果がNOで、前回以前の制御タイミングでコースティング制御処理の実行条件が不成立であったときにも、ステップ32に進む。
On the other hand, when the determination result of
以上のステップ30又は31に続くステップ32で、第2移行フラグF_CHANGE2が「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
In step 32 following
一方、ステップ32の判別結果がYESで、F_CHANGE2=1が成立しているときには、ステップ33に進み、回転偏差DNをエンジン回転数と目標回転数との偏差の絶対値|NE−Ncmd|に設定する。
On the other hand, if the decision result in the step 32 is YES and F_CHANGE2 = 1 is established, the process proceeds to a
次いで、ステップ34に進み、前述したステップ25と同様に、回転偏差DNが所定値DNref以下であるか否かを判別する。この判別結果がNOで、DN>DNrefのときには、そのまま本処理を終了する。
Next, the routine proceeds to step 34, where it is determined whether or not the rotational deviation DN is equal to or less than a predetermined value DNref, as in
一方、ステップ34の判別結果がYESのとき、すなわちDN≦DNrefが成立しているときには、ステップ35に進み、クラッチオフ状態フラグF_CL_OFFが「0」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。 On the other hand, when the determination result in step 34 is YES, that is, when DN ≦ DNref is satisfied, the process proceeds to step 35 to determine whether or not the clutch-off state flag F_CL_OFF is “0”. When this determination result is NO, this process is terminated as it is.
一方、ステップ35の判別結果がYESで、クラッチ4がオン状態になっているときには、ステップ36に進み、トルク偏差DTをドライバ要求トルクとエンジン出力トルクとの偏差の絶対値|TRQ_D−TRQ_E|に設定する。
On the other hand, if the decision result in the
このドライバ要求トルクTRQ_Dは、運転者によって車両Vに要求されているトルクであり、後述するように算出される。また、エンジン出力トルクTRQ_Eは、エンジン3が実際に出力しているトルクであり、手動変速機6内の図示しないトルクセンサによって検出される。
The driver request torque TRQ_D is a torque required for the vehicle V by the driver, and is calculated as described later. The engine output torque TRQ_E is a torque that is actually output by the
次いで、ステップ37に進み、トルク偏差DTが所定値DTref以下であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。 Next, the routine proceeds to step 37, where it is determined whether or not the torque deviation DT is equal to or less than a predetermined value DTref. When this determination result is NO, this process is terminated as it is.
一方、ステップ37の判別結果がYESのとき、すなわちTRQ_D≒TRQ_Eが成立しているときには、第2移行制御処理を終了すべきであると判定して、それを表すために、ステップ38に進み、第2移行フラグF_CHANGE2を「0」に設定した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
図8に戻り、ステップ7で、第2移行判定処理を以上のように実行した後、図8の条件判定処理を終了する。
Returning to FIG. 8, after the second transition determination process is executed as described above in
一方、前述したステップ6の判別結果がYESのとき、すなわち運転者によってクラッチペダルが操作されているときには、通常走行制御処理を実行すべきであると判定して、それを表すために、ステップ8に進み、第1及び第2移行フラグF_CHANGE1,F_CHANGE2をいずれも「0」にリセットした後、図8の条件判定処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of step 6 described above is YES, that is, when the clutch pedal is operated by the driver, it is determined that the normal travel control process should be executed, and
次に、図11を参照しながら、クラッチ制御処理について説明する。このクラッチ制御処理は、クラッチ・アクチュエータ5を介して、クラッチ4のオン/オフ状態を制御するものであり、ECU2によって、前述した制御周期ΔTで実行される。
Next, the clutch control process will be described with reference to FIG. This clutch control process controls the on / off state of the
同図に示すように、まず、ステップ40で、前述したコースティング実行条件フラグF_COASTが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、コースティング制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ41に進み、前述した第1移行フラグF_CHANGE1が「1」であるか否かを判別する。
As shown in the figure, first, in
この判別結果がYESで、第1移行制御処理を実行すべきであるときには、ステップ42に進み、前述したクラッチオフ状態フラグF_CL_OFFが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、クラッチ4がオフ状態にあるときには、そのまま本処理を終了する。
When the determination result is YES and the first transition control process is to be executed, the process proceeds to step 42 to determine whether or not the above-described clutch off state flag F_CL_OFF is “1”. When the determination result is YES and the
一方、ステップ42の判別結果がNOで、クラッチ4がオン状態にあるときには、ステップ43に進み、クラッチオフ駆動フラグF_OFF_DRVが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、クラッチ4をオフ状態に駆動すべきであることを表すために、ステップ44に進み、クラッチオフ駆動フラグF_OFF_DRVを「1」に設定した後、ステップ45に進む。
On the other hand, if the determination result in
このように、ステップ44で、クラッチオフ駆動フラグF_OFF_DRVが「1」に設定されると、上述したステップ43の判別結果がYESとなり、その場合にもステップ45に進む。
Thus, when the clutch-off drive flag F_OFF_DRV is set to “1” in
以上のステップ43又は44に続くステップ45で、クラッチ・アクチュエータ5を制御することにより、クラッチ4をオフ状態になるように駆動する。
In
次いで、ステップ46に進み、前述したクラッチ状態センサ25の検出信号に基づき、クラッチ4がオフ状態になったか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
Next, the routine proceeds to step 46, where it is determined whether or not the clutch 4 has been turned off based on the detection signal of the
一方、ステップ46の判別結果がYESで、クラッチ4がオフ状態になったときには、それを表すために、ステップ47に進み、クラッチオフ状態フラグF_CL_OFFを「1」に設定すると同時に、クラッチ・アクチュエータ5によるクラッチ4のオフ状態への駆動を中止すべきであることを表すために、クラッチオフ駆動フラグF_OFF_DRVを「0」に設定した後、本処理を終了する。
On the other hand, if the determination result in
一方、前述したステップ40又は41の判別結果がNOのとき、すなわちコースティング制御処理の実行条件が不成立であるとき、又は第1移行判定処理の実行条件が不成立であるときには、ステップ48に進み、前述した第2移行フラグF_CHANGE2が「1」であるか否かを判別する。
On the other hand, when the determination result of
この判別結果がYESで、第2移行制御処理を実行すべきであるときには、ステップ49に進み、前述したステップ25,34と同様に、回転偏差DNが所定値DNref以下であるか否かを判別する。この判別結果がNOで、DN>DNrefのときには、そのまま本処理を終了する。
If the determination result is YES and the second transition control process should be executed, the routine proceeds to step 49, where it is determined whether or not the rotational deviation DN is equal to or less than a predetermined value DNref, as in
一方、ステップ49の判別結果がYESで、DN≦DNrefすなわちNE≒Ncmdが成立しているときには、ステップ50に進み、クラッチオン駆動フラグF_ON_DRVが「1」であるか否かを判別する。
On the other hand, when the determination result in
この判別結果がNOのときには、クラッチ4をオン状態に駆動すべきであることを表すために、ステップ51に進み、クラッチオン駆動フラグF_ON_DRVを「1」に設定した後、ステップ52に進む。 When the determination result is NO, in order to indicate that the clutch 4 should be driven to the on state, the process proceeds to step 51, the clutch on drive flag F_ON_DRV is set to “1”, and then the process proceeds to step 52.
このように、ステップ51で、クラッチオン駆動フラグF_ON_DRVが「1」に設定されると、上述したステップ50の判別結果がYESとなり、その場合にもステップ52に進む。
As described above, when the clutch-on drive flag F_ON_DRV is set to “1” in
以上のステップ50又は51に続くステップ52で、クラッチ・アクチュエータ5を制御することにより、クラッチ4をオン状態になるように駆動する。
In
次いで、ステップ53に進み、前述したクラッチ状態センサ25の検出信号に基づき、クラッチ4がオン状態になったか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
Next, the routine proceeds to step 53, where it is determined whether or not the clutch 4 has been turned on based on the detection signal of the
一方、ステップ53の判別結果がYESで、クラッチ4がオン状態になったときには、それを表すために、ステップ54に進み、クラッチオフ状態フラグF_CL_OFFを「0」に設定すると同時に、クラッチ・アクチュエータ5によるクラッチ4のオン状態への駆動を中止すべきであることを表すために、クラッチオン駆動フラグF_ON_DRVを「0」に設定した後、本処理を終了する。
On the other hand, if the determination result in
一方、ステップ48の判別結果がNOのときには、通常制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ55に進み、フラグリセット処理を実行する。この処理では、上述した2つのフラグF_OFF_DRV,F_ON_DRVが「0」にリセットされる。
On the other hand, when the determination result in
次いで、ステップ56で、通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、クラッチ開度センサ24の検出信号に応じて、クラッチ・アクチュエータ5を駆動することにより、クラッチ4のオン/オフ状態が制御される。以上のように、ステップ56で、通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。
Next, in
次に、図12を参照しながら、吸気制御処理について説明する。この吸気制御処理は、THアクチュエータ9bを介して、スロットル弁開度THを制御し、それによって、吸入空気量又はエンジン回転数NEを制御するものであり、ECU2によって、前述した制御周期ΔTで実行される。
Next, the intake control process will be described with reference to FIG. This intake control process controls the throttle valve opening TH via the
同図に示すように、まず、ステップ60で、前述したコースティング実行条件フラグF_COASTが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、コースティング制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ61に進み、前述した第1移行フラグF_CHANGE1が「1」であるか否かを判別する。
As shown in the figure, first, in
この判別結果がYESで、第1移行制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ62に進み、前述したクラッチオフ状態フラグF_CL_OFFが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOで、クラッチ4がオン状態にあるときには、そのまま本処理を終了する。
If the determination result is YES and the execution condition of the first transition control process is satisfied, the process proceeds to step 62 to determine whether or not the clutch off state flag F_CL_OFF described above is “1”. If the determination result is NO and the
一方、ステップ62の判別結果がYESで、クラッチ4がオフ状態にあるときには、ステップ63に進み、第1算出済みフラグF_CAL1が「1」であるか否かを判別する。
On the other hand, if the determination result in step 62 is YES and the
この判別結果がNOのときには、第1目標回転数Ncmd1を算出すべきであると判定して、ステップ64に進み、エンジン水温TWに応じて、図示しないマップを検索することにより、第1目標回転数Ncmd1を算出する。この第1目標回転数Ncmd1は、コースティング制御の実行中において、エンジン回転数NEの目標となる値であり、エンジン3をアイドル運転可能な値に設定されている。
When the determination result is NO, it is determined that the first target rotational speed Ncmd1 should be calculated, the process proceeds to step 64, and the first target rotational speed is searched by searching a map (not shown) according to the engine coolant temperature TW. A number Ncmd1 is calculated. The first target rotational speed Ncmd1 is a target value for the engine rotational speed NE during the execution of the coasting control, and is set to a value that enables the
次いで、ステップ65に進み、目標回転数Ncmdを第1目標回転数Ncmd1に設定する。 Next, the routine proceeds to step 65, where the target rotational speed Ncmd is set to the first target rotational speed Ncmd1.
次に、ステップ66で、第1目標回転数Ncmd1を算出済みであることを表すために、第1算出済みフラグF_CAL1を「1」に設定する。 Next, in step 66, the first calculated flag F_CAL1 is set to “1” to indicate that the first target rotational speed Ncmd1 has been calculated.
次いで、ステップ67に進み、目標開度算出処理を実行する。この目標開度算出処理は、目標スロットル弁開度THcmdを算出するものであり、具体的には、図13に示すように実行される。 Subsequently, it progresses to step 67 and performs target opening calculation processing. This target opening calculation process calculates the target throttle valve opening THcmd, and is specifically executed as shown in FIG.
同図に示すように、まず、ステップ80で、フィルタ目標回転数Ncmd_fを、前述した式(2)〜(4)を用いて算出する。
As shown in the figure, first, in
次いで、ステップ81に進み、フィードバック入力Ufbを、前述した式(5)〜(10)を用いて算出する。 Next, the process proceeds to step 81, where the feedback input Ufb is calculated using the above-described equations (5) to (10).
次に、ステップ82で、フィードフォワード適応係数Kff_adpを、前述した式(18)〜(20)及び図5,6を用いて算出する。 Next, in step 82, the feedforward adaptive coefficient Kff_adp is calculated using the above-described equations (18) to (20) and FIGS.
ステップ82に続くステップ83で、フィードフォワード入力Uffを、前述した式(21)を用いて算出する。 In step 83 following step 82, the feedforward input Uff is calculated using the aforementioned equation (21).
次いで、ステップ84に進み、目標スロットル弁開度THcmdを、前述した式(1)を用いて算出する。 Next, the routine proceeds to step 84, where the target throttle valve opening THcmd is calculated using the above-described equation (1).
次に、ステップ85で、モデルパラメータのベクトルθを、前述した式(11)〜(17)を用いて算出した後、本処理を終了する。 Next, in step 85, the model parameter vector θ is calculated using the above-described equations (11) to (17), and then the present process is terminated.
図12に戻り、ステップ67で、目標開度算出処理を以上のように実行した後、ステップ68に進み、目標スロットル弁開度THcmdに対応する制御入力信号をTHアクチュエータ9bに供給し、これを駆動する。それにより、スロットル弁開度THが目標スロットル弁開度THcmdになるように制御される。その後、本処理を終了する。
Returning to FIG. 12, after the target opening calculation process is executed in step 67 as described above, the process proceeds to step 68 where a control input signal corresponding to the target throttle valve opening THcmd is supplied to the
一方、前述したステップ61の判別結果がNOで、第1移行制御処理の実行条件が不成立であるとき、又はステップ63の判別結果がYESで、第1目標回転数Ncmd1を算出済みであるときには、上述したように、ステップ67,68を実行した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
一方、前述したステップ60の判別結果がNOで、コースティング制御処理の実行条件が不成立であるときには、ステップ69に進み、前述した第2移行フラグF_CHANGE2が「1」であるか否かを判別する。
On the other hand, if the determination result of
この判別結果がYESで、第2移行制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ70に進み、第2算出済みフラグF_CAL2が「1」であるか否かを判別する。 If the determination result is YES and the execution condition of the second transition control process is satisfied, the process proceeds to step 70 to determine whether or not the second calculated flag F_CAL2 is “1”.
この判別結果がNOのときには、第2目標回転数Ncmd2を算出すべきであると判定して、ステップ71に進み、車軸回転数NVに応じて、図示しないマップを検索することにより、第2目標回転数Ncmd2を算出する。この第2目標回転数Ncmd2は、コースティング制御処理を中止するときに、エンジン回転数NEの目標となる値である。 When the determination result is NO, it is determined that the second target rotational speed Ncmd2 should be calculated, the process proceeds to step 71, and a second target is searched by searching a map (not shown) according to the axle rotational speed NV. The rotational speed Ncmd2 is calculated. The second target rotational speed Ncmd2 is a target value for the engine rotational speed NE when the coasting control process is stopped.
次いで、ステップ72に進み、目標回転数Ncmdを第2目標回転数Ncmd2に設定する。 Next, the routine proceeds to step 72, where the target rotational speed Ncmd is set to the second target rotational speed Ncmd2.
次に、ステップ73で、第2目標回転数Ncmd2を算出済みであることを表すために、第2算出済みフラグF_CAL2を「1」に設定する。次いで、前述したように、ステップ67,68を実行した後、本処理を終了する。
Next, in
一方、前述したステップ70の判別結果がYESで、第2目標回転数Ncmd2を算出済みであるときには、ステップ74に進み、前述したステップ49と同様に、回転偏差DNが所定値DNref以下であるか否かを判別する。
On the other hand, if the determination result in
この判別結果がNOのときには、前述したように、ステップ67,68を実行した後、本処理を終了する。
When the determination result is NO, as described above, after executing
一方、ステップ74の判別結果がYESで、DN≦DNrefすなわちNE≒Ncmdが成立しているときには、通常制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ75に進み、フラグリセット処理を実行する。この処理では、上述した2つのフラグF_CAL1,F_CAL2が「0」にリセットされる。
On the other hand, when the determination result in
次いで、ステップ76で、通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、エンジン回転数NE及びアクセル開度APなどに応じて、目標スロットル弁開度THcmdを算出し、目標スロットル弁開度THcmdに対応する制御入力信号がTHアクチュエータ9bに供給される。それにより、スロットル弁開度THが目標スロットル弁開度THcmdになるように制御される。以上のように、ステップ76で、通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。
Next, in step 76, normal control processing is executed. In this normal control process, the target throttle valve opening THcmd is calculated according to the engine speed NE, the accelerator opening AP, and the like, and a control input signal corresponding to the target throttle valve opening THcmd is supplied to the
一方、前述したステップ69の判別結果がNOのとき、すなわちコースティング制御処理及び第2移行制御処理の実行条件がいずれも不成立であるときには、上述したように、ステップ75,76を実行した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
以上のように、図12に示す吸気制御処理では、ステップ75,76を実行しないとき、すなわち第1移行制御処理、コースティング制御処理及び第2移行制御処理の実行条件が成立しているときには、エンジン回転数NEが目標回転数Ncmdになるように目標スロットル弁開度THcmdが算出され、この目標スロットル弁開度THcmdになるようにスロットル弁開度THが制御される。その結果、エンジン回転数NEが目標回転数Ncmdになるように制御される。 As described above, in the intake control process shown in FIG. 12, when steps 75 and 76 are not executed, that is, when the execution conditions of the first transition control process, the coasting control process, and the second transition control process are satisfied, The target throttle valve opening THcmd is calculated so that the engine rotational speed NE becomes the target rotational speed Ncmd, and the throttle valve opening TH is controlled so as to be the target throttle valve opening THcmd. As a result, the engine speed NE is controlled to be the target speed Ncmd.
一方、ステップ75,76を実行するとき、すなわち通常制御処理を実行するときには、エンジン回転数NE及びアクセル開度APなどに応じて、目標スロットル弁開度THcmdが算出され、この目標スロットル弁開度THcmdになるようにスロットル弁開度THが制御される。その結果、吸入空気量がエンジン3の運転状態に応じた値になるように制御される。
On the other hand, when steps 75 and 76 are executed, that is, when normal control processing is executed, the target throttle valve opening THcmd is calculated according to the engine speed NE, the accelerator opening AP, and the like. The throttle valve opening TH is controlled to be THcmd. As a result, the intake air amount is controlled to be a value corresponding to the operating state of the
次に、図14を参照しながら、燃料噴射制御処理について説明する。この燃料噴射制御処理は、燃料噴射弁3bによる燃料噴射量及び噴射時期を制御するものであり、ECU2によってTDC信号の発生タイミングに同期して実行される。
Next, the fuel injection control process will be described with reference to FIG. This fuel injection control process controls the fuel injection amount and the injection timing by the
同図に示すように、まず、ステップ90で、前述したコースティング実行条件フラグF_COASTが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、コースティング制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ91に進み、ゼロトルク制御処理を実行する。
As shown in the figure, first, in
このゼロトルク制御処理では、エンジン出力トルクTRQ_Eが値「0」になるように、燃料噴射量及び噴射時期が制御される。ステップ91で、ゼロトルク制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。 In this zero torque control process, the fuel injection amount and the injection timing are controlled so that the engine output torque TRQ_E becomes the value “0”. In step 91, after executing the zero torque control process as described above, the present process is terminated.
一方、ステップ90の判別結果がNOで、コースティング制御処理の実行条件が不成立であるときには、ステップ92に進み、前述した第2移行フラグF_CHANGE2が「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、第2移行制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ93に進み、前述したクラッチオン駆動フラグF_ON_DRVが「1」であるか否かを判別する。
On the other hand, when the determination result of
この判別結果がYESで、クラッチ4のオン駆動を実行中であるときには、ステップ94に進み、トルク漸近制御処理を実行する。このトルク漸近制御処理では、エンジン出力トルクTRQ_Eがドライバ要求トルクTRQ_Dに漸近するように、燃料噴射量及び噴射時期が制御される。ステップ94で、トルク漸近制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。 If the determination result is YES and the on-drive of the clutch 4 is being executed, the routine proceeds to step 94, where the torque asymptotic control process is executed. In this torque asymptotic control process, the fuel injection amount and the injection timing are controlled so that the engine output torque TRQ_E gradually approaches the driver request torque TRQ_D. In step 94, after executing the torque asymptotic control process as described above, the present process is terminated.
一方、前述したステップ93の判別結果がNOのときには、ステップ95に進み、前述したクラッチオフ状態フラグF_CL_OFFが「0」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、クラッチ4がオン状態にあるときには、上述したように、ステップ94で、トルク漸近制御処理を実行した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result of
一方、ステップ92又は95の判別結果がNOのとき、すなわち第1及び第2移行制御処理の実行条件が不成立であるとき、又は第2移行制御処理の実行条件が成立していてクラッチ4がオン状態にあるときには、ステップ96に進み、通常時制御処理を実行する。この通常時制御処理は、エンジン回転数NE及びアクセル開度APなどに応じて、燃料噴射量及び噴射時期が制御される。ステップ96で、通常制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。
On the other hand, when the determination result in
次に、図15,16を参照しながら、以上のように構成された本実施形態の制御装置1による制御結果について説明する。図15は、車両Vの走行中において、コースティング制御処理の実行条件が不成立状態から成立状態に変化したときの制御結果例を示しており、図16は、図15とは逆に、コースティング制御処理の実行条件が成立状態から不成立状態に変化したときの制御結果例を示している。
Next, a control result by the
まず、図15に示すように、通常走行制御処理の実行中、時刻t1で、コースティング制御処理の実行条件が成立し、コースティング実行条件フラグF_COASTが「1」に設定されると、それと同時に、第1移行フラグF_CHANGE1及びクラッチオフ駆動フラグF_OFF_DRVが「1」に設定される。それにより、第1移行制御処理が開始され、クラッチ制御処理において、クラッチ4がオン状態からオフ状態になるように駆動されると同時に、それ以降、燃料噴射制御処理において、ゼロトルク制御処理が実行される。
First, as shown in FIG. 15, during execution of the normal travel control process, at time t1, the execution condition of the coasting control process is established, and when the coasting execution condition flag F_COAST is set to “1”, at the same time The first transition flag F_CHANGE1 and the clutch-off drive flag F_OFF_DRV are set to “1”. Thereby, the first transition control process is started, and in the clutch control process, the
制御の進行に伴い、時刻t2で、クラッチ4がオフ状態になると、クラッチオフ駆動フラグF_OFF_DRVが「0」にリセットされ、クラッチオフ状態フラグF_CL_OFFが「1」に設定されると同時に、目標回転数Ncmdが第1目標回転数Ncmd1に設定される。それ以降、吸気制御処理において、前述した制御アルゴリズムにより、フィルタ目標回転数Ncmd_f及び目標スロットル弁開度THcmdが算出されることによって、フィルタ目標回転数Ncmd_fが2次遅れ特性を示しながら目標回転数Ncmdに向かって変化するとともに、エンジン回転数NEがフィルタ目標回転数Ncmd_fと同じ傾向で変化する。
As the control proceeds, at time t2, when the
そして、DN≦DNrefすなわちNE≒Ncmdが成立したタイミング(時刻t3)で、第1移行フラグF_CHANGE1が「0」にリセットされ、第1移行制御処理が終了する。それ以降、コースティング制御処理が実行され、車両Vがコースティング状態で走行することになる。 Then, at the timing (time t3) when DN ≦ DNref, that is, NE≈Ncmd is satisfied, the first transition flag F_CHANGE1 is reset to “0”, and the first transition control process is ended. Thereafter, the coasting control process is executed, and the vehicle V travels in the coasting state.
一方、図16に示すように、コースティング制御処理の実行中、すなわち車両Vのコースティング状態での走行中において、時刻t11で、ドライバ要求トルクTRQ_D>0が成立すると、コースティング制御処理の実行条件が不成立となり、コースティング実行条件フラグF_COASTが「0」にリセットされると同時に、第2移行フラグF_CHANGE2が「1」に設定される。それにより、第2移行制御処理が実行され、燃料噴射制御処理において、ゼロトルク制御処理が終了すると同時に、吸気制御処理において、目標回転数Ncmdが第2目標回転数Ncmd2に設定される。 On the other hand, as shown in FIG. 16, when the driver request torque TRQ_D> 0 is established at time t11 while the coasting control process is being performed, that is, while the vehicle V is traveling in the coasting state, the coasting control process is performed. The condition is not satisfied, and the coasting execution condition flag F_COAST is reset to “0”, and at the same time, the second transition flag F_CHANGE2 is set to “1”. Thereby, the second transition control process is executed, and at the same time as the zero torque control process ends in the fuel injection control process, the target rotation speed Ncmd is set to the second target rotation speed Ncmd2 in the intake control process.
それ以降、前述した制御アルゴリズムにより、フィルタ目標回転数Ncmd_f及び目標スロットル弁開度THcmdが算出されることによって、フィルタ目標回転数Ncmd_fが2次遅れ特性を示しながら目標回転数Ncmdに向かって変化するとともに、エンジン回転数NEがフィルタ目標回転数Ncmd_fと同じ傾向で変化する。 Thereafter, the filter target rotational speed Ncmd_f and the target throttle valve opening THcmd are calculated by the control algorithm described above, whereby the filter target rotational speed Ncmd_f changes toward the target rotational speed Ncmd while exhibiting the second-order lag characteristic. At the same time, the engine speed NE changes with the same tendency as the filter target speed Ncmd_f.
そして、DN≦DNrefすなわちNE≒Ncmdが成立したタイミング(時刻t12)で、クラッチオン駆動フラグF_ON_DRVが「1」に設定される。それにより、クラッチ制御処理において、クラッチ4がオフ状態からオン状態になるように駆動されると同時に、それ以降、吸気制御処理において、トルク漸近制御処理が実行される。
The clutch-on drive flag F_ON_DRV is set to “1” at a timing (time t12) when DN ≦ DNref, that is, NE≈Ncmd is established. Thereby, in the clutch control process, the
制御の進行に伴い、時刻t13で、クラッチ4がオン状態になると、クラッチオン駆動フラグF_ON_DRVが「0」にリセットされると同時に、クラッチオフ状態フラグF_CL_OFFが「0」にリセットされる。その後、吸気制御処理におけるトルク漸近制御処理の実行に伴い、時刻t14で、DT≦DTrefすなわちTRQ_E≒TRQ_Dが成立すると、第2移行フラグF_CHANGE2が「0」にリセットされる。それ以降、クラッチ制御処理、吸気制御処理及び燃料噴射制御処理において、通常制御処理が実行され、通常走行制御処理が実行されることで、車両Vは通常走行状態となる。
As the control proceeds, when the
以上の図15,16に示す制御結果を参照すると明らかなように、フィルタ目標回転数Ncmd_fの演算開始直後において、フィルタ目標回転数Ncmd_fと実際のエンジン回転数NEとの乖離度合いが大きくなるのを抑制できており、エンジン回転数NEが目標回転数Ncmdに対して追従する際の応答遅れの発生を回避できていることが判る。これは、前述したように、目標回転数Ncmdが第1目標回転数Ncmd1又は第2目標回転数Ncmd2に設定された直後の2回分の演算タイミングでは、フィルタ目標回転数Ncmd_fが式(3)に代えて式(2)で算出されることによるものである。このような算出手法は、コースティング制御処理のような、目標回転数Ncmdがステップ状に頻繁に変化を繰り返す可能性が高い条件下において有効である。 As apparent from the control results shown in FIGS. 15 and 16, the degree of deviation between the filter target rotational speed Ncmd_f and the actual engine rotational speed NE increases immediately after the calculation of the filter target rotational speed Ncmd_f. It can be seen that it is possible to suppress the occurrence of a response delay when the engine speed NE follows the target speed Ncmd. As described above, this is because the filter target rotation speed Ncmd_f is expressed by Equation (3) at the calculation timing for two times immediately after the target rotation speed Ncmd is set to the first target rotation speed Ncmd1 or the second target rotation speed Ncmd2. Instead, it is calculated by the formula (2). Such a calculation method is effective under conditions where there is a high possibility that the target rotational speed Ncmd will frequently change stepwise, such as a coasting control process.
以上のように、第1実施形態の制御装置1によれば、制御入力としての目標スロットル弁開度THcmdが、フィードフォワード入力Uffとフィードバック入力Ufbの和として算出される。このフィードフォワード入力Uffは、目標回転数Ncmdに、フィードフォワードゲインKff_bs及びフィードフォワード適応係数Kff_adpを乗算することによって算出されるので、目標回転数Ncmdが変化したときに、エンジン回転数NEをそれに追従させる機能を備えていることになる。
As described above, according to the
また、フィルタ目標回転数Ncmd_fが、スロットル弁開度THに対するエンジン回転数NEの応答遅れ特性を目標回転数Ncmdに付与した値として算出され、フィードバック入力Ufbは、式(5)〜(10)に示す応答指定型制御アルゴリズムによって、等価制御入力Ueq、到達則入力Urch及び適応則入力Uadpの和として算出されるとともに、等価制御入力Ueqは、式(25)のモデルから導出された式(7)を用いて算出される。 Further, the filter target rotational speed Ncmd_f is calculated as a value obtained by adding the response delay characteristic of the engine rotational speed NE to the throttle valve opening TH to the target rotational speed Ncmd, and the feedback input Ufb is expressed by the equations (5) to (10). Is calculated as the sum of the equivalent control input Ueq, the reaching law input Urch, and the adaptive law input Uadp, and the equivalent control input Ueq is calculated by the equation (7) derived from the model of the equation (25). Is calculated using
この式(7)の場合、目標回転数Ncmd及びフィルタ目標回転数Ncmd_fの項を含んでいないので、エンジン回転数NEを目標回転数Ncmd又はフィルタ目標回転数Ncmd_fに追従させる機能を備えておらず、切換関数σの値を保持する機能、すなわちエンジン回転数NEがフィルタ目標回転数Ncmd_fに対して変動するのを抑制する機能のみを備えていることになる。 In the case of this equation (7), since the terms of the target rotational speed Ncmd and the filter target rotational speed Ncmd_f are not included, the function of causing the engine rotational speed NE to follow the target rotational speed Ncmd or the filter target rotational speed Ncmd_f is not provided. Thus, only the function of holding the value of the switching function σ, that is, the function of suppressing the fluctuation of the engine speed NE with respect to the filter target speed Ncmd_f is provided.
したがって、本実施形態の場合、以上の機能を備えたフィードフォワード入力Uffとフィードバック入力Ufbの和として目標スロットル弁開度THcmdが算出され、これを用いて、エンジン回転数NEが目標回転数Ncmdになるように制御されるので、制御対象モデルの動特性ずれが発生していない条件下でも、フィードフォワード入力Uffの機能により、エンジン回転数NEの目標回転数Ncmdへの速応性/追従性を実現できると同時に、フィードバック入力Ufbの機能により、フィルタ目標回転数Ncmd_fに対するエンジン回転数NEの変動を抑制することができる。その結果、過補償/過補正の発生を抑制でき、エンジン回転数NEが目標回転数Ncmdに対してオーバーシュート/アンダーシュートするのを抑制できることで、コースティング制御中におけるエンジン回転数NEの制御精度を向上させることができる。 Therefore, in the case of the present embodiment, the target throttle valve opening THcmd is calculated as the sum of the feedforward input Uff and the feedback input Ufb having the above functions, and using this, the engine speed NE is set to the target speed Ncmd. The feedforward input Uff function realizes rapid response / follow-up of the engine speed NE to the target speed Ncmd even under conditions where there is no dynamic characteristic deviation of the controlled model. At the same time, the function of the feedback input Ufb can suppress fluctuations in the engine speed NE with respect to the filter target speed Ncmd_f. As a result, the occurrence of overcompensation / overcorrection can be suppressed, and the engine rotational speed NE can be prevented from overshooting / undershooting with respect to the target rotational speed Ncmd. Can be improved.
また、フィードフォワード入力Uffの算出に用いるフィードフォワード適応係数Kff_adpは、前述したように、フィードバック入力Ufbの絶対値を減少させる機能をエンジン水温TW及び目標回転数Ncmdの領域ごとに備えているので、経年変化などに起因して、フィードフォワードゲインKff_bsが実際の制御対象のゲインに対してずれを生じている場合でも、そのずれを補正しながら、フィードフォワード入力Uffを算出することができる。その結果、制御対象のゲイン特性の変化に起因する制御誤差の増大を抑制でき、制御精度を向上させることができる。 Further, as described above, the feedforward adaptive coefficient Kff_adp used for calculating the feedforward input Uff has a function for decreasing the absolute value of the feedback input Ufb for each region of the engine water temperature TW and the target rotational speed Ncmd. Even when the feedforward gain Kff_bs is deviated from the actual gain to be controlled due to changes over time, the feedforward input Uff can be calculated while correcting the deviation. As a result, it is possible to suppress an increase in control error due to a change in gain characteristics of the control target, and to improve control accuracy.
さらに、フィルタ目標回転数Ncmd_fが、スロットル弁開度THに対するエンジン回転数NEの応答遅れ特性を目標回転数Ncmdに付与した値として算出されるので、結果的に、フィルタ目標回転数Ncmd_fはエンジン回転数NEとの離間度合いが小さい値として算出されることになる。したがって、そのようなフィルタ目標回転数Ncmd_fを用いてフィードバック入力Ufbを算出することにより、目標回転数Ncmdを用いて算出した場合と比べて、高い制御精度を確保することができる。 Further, the filter target rotational speed Ncmd_f is calculated as a value obtained by adding the response delay characteristic of the engine rotational speed NE to the throttle valve opening TH to the target rotational speed Ncmd. As a result, the filter target rotational speed Ncmd_f is determined as the engine rotational speed. The degree of separation from the number NE is calculated as a small value. Therefore, by calculating the feedback input Ufb using such a filter target rotation speed Ncmd_f, it is possible to ensure a higher control accuracy than when calculating using the target rotation speed Ncmd.
なお、第1実施形態は、目標スロットル弁開度THcmdを制御入力とし、エンジン回転数NEを制御量とする系を制御対象とした例であるが、これ以外の様々な産業機器を制御対象としてもよい。 The first embodiment is an example in which a target throttle valve opening THcmd is a control input and a system in which the engine speed NE is a control amount is a control target, but various other industrial equipment is a control target. Also good.
また、第1実施形態は、所定のフィードフォワード制御アルゴリズムとして、式(21)を用いた例であるが、本発明の所定のフィードフォワード制御アルゴリズムはこれに限らず、フィードフォワード入力を算出できるものであればよい。例えば、目標制御量に応じてマップを検索することにより、フィードフォワード入力を算出する制御アルゴリズムを用いてもよい。 Moreover, although 1st Embodiment is an example which used Formula (21) as a predetermined | prescribed feedforward control algorithm, the predetermined | prescribed feedforward control algorithm of this invention is not restricted to this, A feedforward input can be calculated If it is. For example, you may use the control algorithm which calculates a feedforward input by searching a map according to target control amount.
さらに、第1実施形態は、所定の応答指定型制御アルゴリズムとして、式(5)〜(10)のスライディングモード制御アルゴリズムを用いた例であるが、その他の応答指定型制御アルゴリズムを用いてもよい。例えば、等価制御入力Ueq、到達則入力Urch及び適応則入力Uadpに加えて、非線形入力Unlを含むスライディングモード制御アルゴリズムや、等価制御入力Ueqと適応則入力Uadpのみを含むスライディングモード制御アルゴリズムを用いてもよく、バックステッピング制御アルゴリズムを用いてもよい。 Furthermore, although 1st Embodiment is an example using the sliding mode control algorithm of Formula (5)-(10) as a predetermined response designation type control algorithm, you may use another response designation type control algorithm. . For example, in addition to the equivalent control input Ueq, the reaching law input Urch and the adaptive law input Uadp, a sliding mode control algorithm including a nonlinear input Unl or a sliding mode control algorithm including only the equivalent control input Ueq and the adaptive law input Uadp is used. Alternatively, a backstepping control algorithm may be used.
一方、第1実施形態は、制御入力としての目標スロットル弁開度THcmdを、フィードフォワード入力Uffとフィードバック入力Ufbの和として算出した例であるが、本発明の制御入力はこれに限らず、フィードフォワード入力とフィードバック入力の和を含むように算出されるものであればよい。例えば、フィードフォワード入力とフィードバック入力の和に対して、補正項を加算又は減算したり、補正係数を乗算したりすることによって、制御入力を算出してもよい。 On the other hand, the first embodiment is an example in which the target throttle valve opening THcmd as the control input is calculated as the sum of the feedforward input Uff and the feedback input Ufb, but the control input of the present invention is not limited to this, and the feed What is necessary is just to calculate so that the sum of a forward input and a feedback input may be included. For example, the control input may be calculated by adding or subtracting a correction term or multiplying a correction coefficient with respect to the sum of the feedforward input and the feedback input.
また、第1実施形態は、補正値として、フィードフォワード適応係数Kff_adpを用いた例であるが、本発明の補正値はこれに限らず、フィードバック入力の絶対値が減少する機能を備えたものであればよい。例えば、補正値を加算項/減算項として算出してもよい。 The first embodiment is an example in which the feedforward adaptive coefficient Kff_adp is used as the correction value. However, the correction value of the present invention is not limited to this and has a function of reducing the absolute value of the feedback input. I just need it. For example, the correction value may be calculated as an addition term / subtraction term.
さらに、第1実施形態は、フィルタ目標回転数Ncmd_fを用いて、フィードバック入力Ufbを算出した例であるが、本発明のフィードバック入力はこれに限らず、制御量、目標制御量及び所定の応答指定型制御アルゴリズムを用いて算出されるものであればよい。例えば、制御対象が応答遅れの小さい特性のものである場合や、制御対象の応答遅れ特性を無視しても問題ない場合には、制御量と目標制御量との偏差によって切換関数を構成し、この切換関数を用いた応答指定型制御アルゴリズムによって、フィードバック入力を算出してもよい。 Further, the first embodiment is an example in which the feedback input Ufb is calculated using the filter target rotation speed Ncmd_f. However, the feedback input of the present invention is not limited to this, and the control amount, the target control amount, and a predetermined response designation Anything calculated using a type control algorithm may be used. For example, if the controlled object has a characteristic with a small response delay, or if there is no problem even if the response delayed characteristic of the controlled object is ignored, a switching function is configured by the deviation between the controlled variable and the target controlled variable, The feedback input may be calculated by a response designating control algorithm using this switching function.
一方、第1実施形態は、第2目標制御量としてのフィルタ目標回転数Ncmd_fをモデル式(25)から導出した式(2)〜(4)を用いて算出した例であるが、これに代えて、第2目標制御量を、応答遅れ特性を考慮したフィルタアルゴリズムを用いて算出してもよい。 On the other hand, the first embodiment is an example in which the filter target rotation speed Ncmd_f as the second target control amount is calculated using the equations (2) to (4) derived from the model equation (25). Thus, the second target control amount may be calculated using a filter algorithm that considers response delay characteristics.
また、第1実施形態は、コースティング制御処理の実行中、エンジン3のアイドル運転を実行した例であるが、コースティング制御処理の実行中、燃料噴射弁3bによる燃料噴射を停止し、エンジン3の運転を停止するように構成してもよい。
Moreover, although 1st Embodiment is an example which performed the idle driving | operation of the
さらに、第1実施形態は、フィードフォワードゲインKff_bsを一定値に設定した例であるが、フィードフォワードゲインKff_bsを、エンジン3の運転状態を表すパラメータ(例えばエンジン回転数NE及びエンジン水温TW)に応じて、マップ検索により算出してもよい。 Furthermore, although the first embodiment is an example in which the feedforward gain Kff_bs is set to a constant value, the feedforward gain Kff_bs is set according to parameters representing the operating state of the engine 3 (for example, the engine speed NE and the engine water temperature TW). It may be calculated by map search.
一方、第1実施形態は、モデルパラメータa1,a2,b1の同定アルゴリズムとして、式(11)〜(17)に示す逐次型同定アルゴリズムを用いたが、これに代えて、モデルパラメータa1,a2,b1と目標回転数Ncmd(又はエンジン回転数NE)との関係を定義したモデルパラメータスケジューラを用いて、モデルパラメータa1,a2,b1を算出する手法(例えば、特許第4425252号公報に記載されている手法)を用いてもよい。また、モデルパラメータスケジューラにより、モデルパラメータの基準値を算出し、これらをオンボード同定アルゴリズムによって修正する手法(例えば、特許第4425252号公報に記載されている手法)を用いてもよい。 On the other hand, in the first embodiment, the sequential identification algorithm shown in the equations (11) to (17) is used as the identification algorithm of the model parameters a1, a2, b1, but instead of this, the model parameters a1, a2, A method of calculating model parameters a1, a2, and b1 using a model parameter scheduler that defines the relationship between b1 and target rotational speed Ncmd (or engine rotational speed NE) (for example, described in Japanese Patent No. 4425252). Method). Also, a method (for example, a method described in Japanese Patent No. 4425252) that calculates a reference value of model parameters by a model parameter scheduler and corrects them by an on-board identification algorithm may be used.
また、第1実施形態は、エンジン水温重み関数Wt_iとして、3個のエンジン水温重み関数Wt_i(i=1〜3)を用いた例であるが、4個以上のエンジン水温重み関数Wt_i(iは4以上の整数)を用いてもよい。さらに、目標回転数重み関数Wn_jとして、4個以上の目標回転数重み関数Wn_j(jは4以上の整数)を用いてもよい。 The first embodiment is an example in which three engine water temperature weight functions Wt_i (i = 1 to 3) are used as the engine water temperature weight function Wt_i, but four or more engine water temperature weight functions Wt_i (i is An integer of 4 or more may be used. Furthermore, four or more target rotation speed weight functions Wn_j (j is an integer of 4 or more) may be used as the target rotation speed weight function Wn_j.
さらに、第1実施形態は、吸気絞り弁として、スロットル弁9aを用いた例であるが、本発明の吸気絞り弁はこれに限らず、内燃機関の回転数を変更可能なものであればよい。 Furthermore, although 1st Embodiment is an example using the throttle valve 9a as an intake throttle valve, the intake throttle valve of this invention is not restricted to this, What is necessary is just to be able to change the rotation speed of an internal combustion engine. .
一方、第1実施形態は、吸気絞り弁の開度制御に用いる値として目標スロットル弁開度THcmdを用いた例であるが、吸気絞り弁の開度制御に用いる値はこれに限らず、吸気絞り弁の開度制御に用いられる値であればよい。例えば、吸気絞り弁の開度制御に用いる値として、THアクチュエータ9bに供給される制御入力信号の値を用いてもよい。
On the other hand, the first embodiment is an example in which the target throttle valve opening THcmd is used as a value used for opening control of the intake throttle valve, but the value used for opening control of the intake throttle valve is not limited to this, Any value may be used as long as it is used for opening control of the throttle valve. For example, the value of the control input signal supplied to the
また、第1実施形態は、制御量及び目標制御量の偏差として、回転数偏差ENを用いた例であるが、これに代えて、フィルタ目標回転数とエンジン回転数の偏差Ncmd_f−NEを用いてもよい。 The first embodiment is an example using the rotational speed deviation EN as the deviation between the control amount and the target control amount. Instead, a deviation Ncmd_f-NE between the filter target rotational speed and the engine rotational speed is used. May be.
次に、図17を参照しながら、第2実施形態に係る制御装置1Aについて説明する。この制御装置1Aは、以下に述べるように、エンジン3の過給圧を制御するものである。なお、以下の説明において、第1実施形態と同一の構成に対しては同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
Next, a
同図に示すように、エンジン3は、過給機10を備えている。この過給機10は、ターボチャージャタイプのものであり、吸気通路8の途中に設けられたコンプレッサ10aと、排気通路11の途中に設けられ、コンプレッサ10aと一体に回転するタービン10bと、複数の可変ベーン10c(2つのみ図示)と、可変ベーン10cを駆動するベーンアクチュエータ10dなどを備えている。
As shown in the figure, the
この過給機10では、排気通路11内の排ガスによってタービン10bが回転駆動されると、これと一体のコンプレッサ10aも同時に回転することにより、吸気通路8内の空気が加圧される。すなわち、過給動作が実行される。
In the
また、可変ベーン10cは、過給機10が発生する過給圧を変化させるためのものであり、ハウジングのタービン10bを収容する部分の壁に回動自在に取り付けられている。可変ベーン10cは、ECU2に接続されたベーンアクチュエータ10dに機械的に連結されている。ECU2は、ベーンアクチュエータ10dを介して可変ベーン10cの開度を変化させ、タービン10bに吹き付けられる排ガス量を変化させることによって、タービン10bの回転速度すなわちコンプレッサ10aの回転速度を変化させ、それにより、過給圧を制御する。
The
さらに、ECU2には、前述したセンサ20,21に加えて、過給圧センサ27が電気的に接続されている。この過給圧センサ27は、過給機10のコンプレッサ10aの下流側における吸気通路8内の圧力である過給圧PBを検出して、それ表す検出信号をECU2に出力する。なお、本実施形態では、過給圧センサ27が制御量検出手段に相当する。
In addition to the
次に、図18を参照しながら、本実施形態の制御装置1Aの機能的な構成について説明する。この制御装置1Aは、以下に述べる制御アルゴリズムによって、過給圧PBを制御するものであり、FB入力算出部140、FF入力算出部150及び加算器160を備えている。これらの要素140〜160はいずれもECU2によって構成されている。
Next, a functional configuration of the
また、同図18に示すように、本実施形態の制御対象170は、目標ベーン開度VGTcmdを制御入力とし、過給圧PBを制御量とする系に相当する。この目標ベーン開度VGTcmdは、可変ベーン10cの開度(以下「ベーン開度」という)VGTの目標値である。
Further, as shown in FIG. 18, the
なお、本実施形態では、ECU2が目標制御量算出手段、フィードフォワード入力算出手段、フィードバック入力算出手段、制御入力算出手段、制御手段、基本入力算出手段、補正値算出手段、補正手段、第1目標制御量算出手段及び第2目標制御量算出手段に相当する。
In the present embodiment, the
また、図18に示す目標過給圧PBcmdは、ECU2において、エンジン回転数NE及びドライバ要求トルクTRQ_Dに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。なお、本実施形態では、目標過給圧PBcmdが目標制御量及び第1目標制御量に相当し、エンジン回転数NE及びドライバ要求トルクTRQ_Dが制御対象の動作状態に相当する。
Further, the target boost pressure PBcmd shown in FIG. 18 is calculated by searching the map (not shown) in the
まず、図19を参照しながら、前述したFF入力算出部150について説明する。同図に示すように、このFF入力算出部150は、FF適応係数算出部151、増幅器152及び乗算器153を備えている。
First, the above-described FF
なお、本実施形態では、FF入力算出部150がフィードフォワード入力算出手段に、FF適応係数算出部151が補正値算出手段に、増幅器152が基本入力算出手段に、乗算器153が補正手段にそれぞれ相当する。
In the present embodiment, the FF
まず、FF適応係数算出部151について説明する。このFF適応係数算出部151では、フィードフォワード適応係数Kff_adp’(補正値)が以下に述べるように算出される。
First, the FF adaptive
具体的には、フィードフォワード適応係数Kff_adp’は、前述した式(18)〜(20)において、フィードフォワード適応係数Kff_adpをフィードフォワード適応係数Kff_adp’に、局所適応係数Kff_al_ijを局所適応係数Kff_al_ij’に、エンジン水温重み関数Wt_iをドライバ要求トルク重み関数Wt_i’に、目標回転数重み関数Wn_jを目標過給圧重み関数Wp_i’に、フィードフォワード適応ゲインHffをフィードフォワード適応ゲインHff’に、適応誤差Eadpを適応誤差Eadp’に、フィードフォワード入力Uffをフィードフォワード入力Uff’にそれぞれ置き換えた式を用いて算出される。 Specifically, the feedforward adaptive coefficient Kff_adp ′ is the feedforward adaptive coefficient Kff_adp as the feedforward adaptive coefficient Kff_adp ′ and the local adaptive coefficient Kff_al_ij as the local adaptive coefficient Kff_al_ij ′ in the above formulas (18) to (20). The engine water temperature weighting function Wt_i is the driver required torque weighting function Wt_i ′, the target engine speed weighting function Wn_j is the target boost pressure weighting function Wp_i ′, the feedforward adaptive gain Hff is the feedforward adaptive gain Hff ′, and the adaptive error Eadp Is replaced with the adaptive error Eadp ′ and the feedforward input Uff is replaced with the feedforward input Uff ′.
また、ドライバ要求トルク重み関数Wt_i’は、図5の横軸をドライバ要求トルクTRQ_Dに、縦軸をドライバ要求トルク重み関数Wt_i’に置き換えたマップを用いて算出され、目標過給圧重み関数Wp_i’は、図6の横軸を目標過給圧PBcmdに、縦軸を目標過給圧重み関数Wp_i’に置き換えたマップを用いて算出される。 Further, the driver request torque weight function Wt_i ′ is calculated using a map in which the horizontal axis in FIG. 5 is replaced with the driver request torque TRQ_D and the vertical axis is replaced with the driver request torque weight function Wt_i ′, and the target boost pressure weight function Wp_i. 'Is calculated using a map in which the horizontal axis in FIG. 6 is replaced with the target boost pressure PBcmd and the vertical axis is replaced with the target boost pressure weight function Wp_i'.
以上のように算出されたフィードフォワード適応係数Kff_adp’は、FF入力算出部150から乗算器153に入力される。
The feedforward adaptive coefficient Kff_adp ′ calculated as described above is input from the FF
さらに、目標過給圧PBcmdは、増幅器152でフィードフォワードゲインKff_bs’分増幅されてから乗算器153に入力される。なお、本実施形態では、増幅器152が基本入力算出手段に相当し、フィードフォワードゲインと目標過給圧の積Kff_bs’・PBcmdが基本入力に相当する。
Further, the target boost pressure PBcmd is amplified by the feed forward gain Kff_bs ′ by the
そして、乗算器153では、フィードフォワード入力Uff’が、3つの値の積Kff_adp’・Kff_adp’・PBcmdとして算出される。
Then, the
次に、図20を参照しながら、前述したFB入力算出部140について説明する。同図に示すように、FB入力算出部140は、フィルタ目標過給圧算出部141、減算器142、SMコントローラ143及びオンボード同定器144を備えている。
Next, the FB
なお、本実施形態では、FB入力算出部140がフィードバック入力算出手段に相当し、フィルタ目標過給圧算出部141が第2目標制御量算出手段に相当する。
In the present embodiment, the FB
まず、フィルタ目標過給圧算出部141では、フィルタ目標過給圧PBcmd_f(目標制御量、第2目標制御量)が以下に述べる手法で算出される。すなわち、前述した式(2)〜(4)において、フィルタ目標回転数Ncmd_fをフィルタ目標過給圧PBcmd_fに、エンジン回転数NEを過給圧PBに、目標スロットル弁開度のフィードフォワード値THcmd_ffを目標ベーン開度のフィードフォワード値VGTcmd_ffに、フィードフォワード入力ゲインKff_bsをフィードフォワードゲインKff_bs’にそれぞれ置き換えた式を用いて、フィルタ目標過給圧PBcmd_fが算出される。
First, the filter target boost
また、式(3)に代えて式(2)の算出式を用いる条件としては、目標過給圧PBcmdがそれ以前の目標過給圧PBcmdの設定値に対してステップ状に変化したときの最初の2回の演算タイミングのときに設定される。さらに、以上のフィルタ目標過給圧PBcmd_fの算出式は、前述したモデル式(23)において、エンジン回転数NEを過給圧PBに、目標スロットル弁開度THcmdを目標ベーン開度VGTcmdに、モデルパラメータa1,a2,b1をモデルパラメータa1’,a2’,b1’にそれぞれ置き換えたモデル式から導出される。 In addition, as a condition for using the calculation formula of the formula (2) instead of the formula (3), the first time when the target boost pressure PBcmd changes stepwise with respect to the previous set value of the target boost pressure PBcmd. It is set at the time of the two computations. Further, the above calculation formula of the filter target boost pressure PBcmd_f is the model formula (23) in which the engine speed NE is set to the boost pressure PB, the target throttle valve opening THcmd is set to the target vane opening VGTcmd. It is derived from a model formula in which the parameters a1, a2, and b1 are replaced with model parameters a1 ′, a2 ′, and b1 ′, respectively.
また、減算器142では、フィルタ目標過給圧PBcmd_fから過給圧PBを減算することにより、過給圧偏差EPが算出される。
The
さらに、SMコントローラ144では、フィードバック入力Ufb’が以下に述べる手法で算出される。すなわち、前述した式(6)〜(10)において、等価制御入力Ueqを等価制御入力Ueq’に、到達則入力Urchを到達則入力Urch’に、適応則入力Uadpを適応則入力Uadp’に、モデルパラメータa1,a2,b1をモデルパラメータa1’,a2’,b1’に、回転数偏差ENを過給圧偏差EPに、切換関数設定パラメータSを切換関数設定パラメータS’(−1<S’<0)に、切換関数σを切換関数σ’に、到達則ゲインHrchを到達則ゲインHrch’に、適応則ゲインHadpを適応則ゲインHadp’にそれぞれ置き換えた式を用いて、フィードバック入力Ufb’が算出される。
Further, the
以上のフィードバック入力Ufb’の算出式は、前述した式(25)において、回転数偏差ENを過給圧偏差EPに、フィードバック入力Ufbをフィードバック入力Ufb’に置き換えた式を制御対象モデルとして用いて、前述した原理により導出される。 The above formula for calculating the feedback input Ufb ′ is obtained by using, as the control target model, the formula obtained by replacing the rotational speed deviation EN with the supercharging pressure deviation EP and the feedback input Ufb with the feedback input Ufb ′ in the above-described formula (25). , Derived from the principle described above.
一方、オンボード同定器144では、モデルパラメータのベクトルθ’が以下に述べる手法で算出される。すなわち、前述した式(11)〜(17)の逐次型同定アルゴリズムにおいて、ベクトルθをベクトルθ’に、モデルパラメータa1,a2,b1をモデルパラメータa1’,a2’,b1’に、ゲイン係数のベクトルKPをゲイン係数のベクトルKP’に、追従誤差ideを追従誤差ide’に、回転数偏差ENを過給圧偏差EPに、回転数偏差の推定値ENhatを過給圧偏差の推定値EPhatに、ベクトルζをベクトルζ’に、正方行列Pを正方行列P’に、重み係数λ1,λ2を、重み係数λ1’,λ2’(0<λ1’≦1,0<λ2’≦1)にそれぞれ置き換えたアルゴリズムを用いて、ベクトルθ’が算出される。
On the other hand, the on-
さらに、前述した加算器160(制御入力算出手段)では、フィードフォワード入力Uff’とフィードバック入力Ufb’の和として、目標ベーン開度VGTcmdが算出される。 Further, the above-described adder 160 (control input calculating means) calculates the target vane opening VGTcmd as the sum of the feedforward input Uff 'and the feedback input Ufb'.
本実施形態の制御装置1Aの場合、以上のように目標ベーン開度VGTcmdが算出されたときには、図示しない過給圧制御処理において、この目標ベーン開度VGTcmdに対応する制御入力信号がECU2からベーンアクチュエータ10dに供給される。それにより、過給圧PBが目標過給圧PBcmdになるように制御される。
In the
次に、図21,22を参照しながら、以上のように構成された第2実施形態の制御装置1Aによる過給圧制御処理の効果について説明する。図21は、エンジン3の運転状態が変化し、目標過給圧PBcmdがステップ状に急増したときの、第2実施形態の制御装置1Aによる過給圧PBの制御結果の一例(以下「本制御例」という)を示している。
Next, the effect of the supercharging pressure control process performed by the
また、図22は、比較のために、フィードフォワード適応係数Kff_adp’=1に設定した場合、すなわちフィードフォワード適応係数Kff_adp’によるフィードバック入力Ufb’の絶対値を減少させる機能を無効化した場合において、目標過給圧PBcmdが図21と同じ値だけステップ状に急増したときの制御結果の一例(以下「比較制御例」という)を示している。 For comparison, FIG. 22 shows a case where the feedforward adaptive coefficient Kff_adp ′ = 1 is set, that is, the function of reducing the absolute value of the feedback input Ufb ′ by the feedforward adaptive coefficient Kff_adp ′ is disabled. FIG. 22 shows an example of a control result when the target boost pressure PBcmd is increased stepwise by the same value as in FIG.
まず、図22の比較制御例の場合、時刻t31で、目標過給圧PBcmdがステップ状に急増すると、それ以降、フィルタ目標過給圧PBcmd_fが算出されるものの、フィードフォワード適応係数Kff_adp’の機能が無効化されていることで、フィードバック入力Ufb’の絶対値が増大している。その結果、時刻t32以降、過給圧PBが目標過給圧PBcmdに対してオーバーシュートしており、過給圧PBの制御精度が低いことが判る。 First, in the case of the comparative control example of FIG. 22, when the target boost pressure PBcmd increases stepwise at time t31, the filter target boost pressure PBcmd_f is calculated thereafter, but the function of the feedforward adaptive coefficient Kff_adp ′. Is invalidated, the absolute value of the feedback input Ufb ′ is increased. As a result, after time t32, it can be seen that the supercharging pressure PB overshoots the target supercharging pressure PBcmd, and the control accuracy of the supercharging pressure PB is low.
これに対して、図21の本制御例の場合、時刻t21で、目標過給圧PBcmdがステップ状に急増した場合でも、フィードフォワード適応係数Kff_adp’の機能によって、フィードバック入力Ufb’の絶対値の増大が比較制御例と比べて抑制されている。その結果、過給圧PBの目標過給圧PBcmdに対するオーバーシュートを回避できており、過給圧PBの制御精度が比較制御例よりも向上していることが判る。 On the other hand, in the case of the present control example of FIG. 21, even when the target boost pressure PBcmd increases stepwise at time t21, the absolute value of the feedback input Ufb ′ is obtained by the function of the feedforward adaptive coefficient Kff_adp ′. The increase is suppressed compared to the comparative control example. As a result, it is possible to avoid overshoot of the supercharging pressure PB with respect to the target supercharging pressure PBcmd, and it is understood that the control accuracy of the supercharging pressure PB is improved as compared with the comparative control example.
以上のように、第2実施形態の制御装置1Aによれば、制御入力としての目標ベーン開度VGTcmdが、フィードフォワード入力Uff’とフィードバック入力Ufb’の和として算出される。このフィードフォワード入力Uff’は、目標過給圧PBcmdに、フィードフォワードゲインKff_bs’及びフィードフォワード適応係数Kff_adp’を乗算することによって算出されるので、目標過給圧PBcmdが変化したときに、過給圧PBをそれに追従させる機能を備えていることになる。
As described above, according to the
また、フィルタ目標過給圧PBcmd_fが、ベーン開度VGTに対する過給圧PBの応答遅れ特性を目標過給圧PBcmdに付与した値として算出され、フィードバック入力Ufb’は、等価制御入力Ueq’、到達則入力Urch’及び適応則入力Uadp’の和として算出される。この等価制御入力Ueq’は、前述した第1実施形態の等価制御入力Ueqと同じ手法によって算出されるので、目標過給圧PBcmd及びフィルタ目標過給圧PBcmd_fの項を含んでいないことで、過給圧PBを目標過給圧PBcmd又はフィルタ目標過給圧PBcmd_fに追従させる機能を備えておらず、切換関数σ’の値を保持する機能、すなわち過給圧PBがフィルタ目標過給圧PBcmd_fに対して変動するのを抑制する機能のみを備えていることになる。 Further, the filter target supercharging pressure PBcmd_f is calculated as a value obtained by adding the response delay characteristic of the supercharging pressure PB with respect to the vane opening VGT to the target supercharging pressure PBcmd, and the feedback input Ufb ′ is equivalent to the equivalent control input Ueq ′, reaching It is calculated as the sum of the law input Urch ′ and the adaptive law input Uadp ′. Since this equivalent control input Ueq ′ is calculated by the same method as the equivalent control input Ueq of the first embodiment described above, it does not include terms of the target boost pressure PBcmd and the filter target boost pressure PBcmd_f. The function of keeping the supply pressure PB following the target boost pressure PBcmd or the filter target boost pressure PBcmd_f is not provided, and the function of holding the value of the switching function σ ′, that is, the boost pressure PB becomes the filter target boost pressure PBcmd_f. On the other hand, it has only a function of suppressing fluctuation.
したがって、本実施形態の場合、以上の機能を備えたフィードフォワード入力Uff’とフィードバック入力Ufb’の和として目標ベーン開度VGTcmdが算出され、これを用いて、過給圧PBが目標過給圧PBcmdになるように制御されるので、制御対象モデルの動特性ずれが発生していない条件下でも、フィードフォワード入力Uff’の機能により、過給圧PBの目標過給圧PBcmdへの速応性/追従性を実現できると同時に、フィードバック入力Ufb’の機能により、フィルタ目標過給圧PBcmd_fに対する過給圧PBの変動を抑制することができる。その結果、過補償/過補正の発生を抑制でき、目標過給圧PBcmdに対する過給圧PBのオーバーシュート/アンダーシュートの発生を抑制できることで、コースティング制御中における過給圧PBの制御精度を向上させることができる。 Therefore, in the case of the present embodiment, the target vane opening VGTcmd is calculated as the sum of the feedforward input Uff ′ and the feedback input Ufb ′ having the above functions, and the supercharging pressure PB is used as the target supercharging pressure. Since it is controlled so as to be PBcmd, even under the condition that the dynamic characteristic deviation of the control target model does not occur, the function of the feedforward input Uff ′ enables the rapid response of the boost pressure PB to the target boost pressure PBcmd / While following capability can be realized, the function of the feedback input Ufb ′ can suppress fluctuations in the supercharging pressure PB with respect to the filter target supercharging pressure PBcmd_f. As a result, the occurrence of supercompensation / overcorrection can be suppressed, and the occurrence of overshoot / undershoot of the supercharging pressure PB with respect to the target supercharging pressure PBcmd can be suppressed, thereby increasing the control accuracy of the supercharging pressure PB during coasting control. Can be improved.
また、フィードフォワード入力Uff’の算出に用いるフィードフォワード適応係数Kff_adp’は、第1実施形態のフィードフォワード適応係数Kff_adpと同じ原理の手法で算出されるので、経年変化などに起因して、フィードフォワードゲインKff_bs’が実際の制御対象のゲインに対してずれを生じている場合でも、そのずれを補正しながら、フィードフォワード入力Uff’を算出することができる。その結果、制御対象のゲイン特性の変化に起因する制御誤差の増大を抑制でき、制御精度を向上させることができる。 Further, the feedforward adaptive coefficient Kff_adp ′ used for calculating the feedforward input Uff ′ is calculated by the same principle method as the feedforward adaptive coefficient Kff_adp of the first embodiment. Even when the gain Kff_bs ′ deviates from the actual gain to be controlled, the feedforward input Uff ′ can be calculated while correcting the deviation. As a result, it is possible to suppress an increase in control error due to a change in gain characteristics of the control target, and to improve control accuracy.
なお、第2実施形態は、過給機として、可変ベーン付きのターボチャージャタイプの過給機10を用いた例であるが、本発明の過給機はこれに限らず、過給圧を変更可能なものであればよい。例えば、過給機として、ウェイストゲート弁付のターボチャージャタイプのものを用いてもよく、機械式過給機タイプのものや電動式過給機タイプのものを用いてもよい。
In addition, although 2nd Embodiment is an example using the
また、第2実施形態は、過給機の動作制御用の値として、目標ベーン開度VGTcmdを用いた例であるが、本発明の過給機の動作制御用の値はこれに限らず、過給機の動作制御に用いられる値であればよい。例えば、過給機の動作制御用の値として、過給機のベーンアクチュエータ10dに供給される制御入力信号の値を用いてもよい。また、過給機として、ウェイストゲート弁付のターボチャージャタイプのものを用いた場合には、ウェイストゲート弁の開度の目標値や、ウェイストゲート弁に供給される制御入力信号の値を過給機の動作制御用の値として用いればよい。さらに、電動式過給機を用いた場合には、電動機の回転数の目標値や、電動機に供給される制御入力信号の値を過給機の動作制御用の値として用いればよい。
The second embodiment is an example in which the target vane opening VGTcmd is used as a value for controlling the operation of the supercharger, but the value for controlling the operation of the supercharger of the present invention is not limited to this, Any value may be used as long as it is used for operation control of the supercharger. For example, a value of a control input signal supplied to the
1 制御装置
2 ECU(目標制御量算出手段、フィードフォワード入力算出手段、フィードバッ ク入力算出手段、制御入力算出手段、制御手段、基本入力算出手段、補正値算出 手段、補正手段、第1目標制御量算出手段、第2目標制御量算出手段)
3 内燃機関
9a スロットル弁(吸気絞り弁)
20 クランク角センサ(制御量検出手段)
40 FB入力算出部(フィードバック入力算出手段)
41 フィルタ目標回転数算出部(第2目標制御量算出手段)
50 FF入力算出部(フィードフォワード入力算出手段)
51 FF適応係数算出部(補正値算出手段)
52 増幅器(基本入力算出手段)
53 乗算器(補正手段)
60 加算器(制御入力算出手段)
NE 内燃機関の回転数(制御量)
Ncmd 目標回転数(目標制御量、第1目標制御量)
Ncmd_f フィルタ目標回転数(目標制御量、第2目標制御量)
EN 回転数偏差(制御量及び目標制御量の偏差)
Uff フィードフォワード入力
Kff_bs・Ncmd フィードフォワードゲインと目標回転数の積(基本入力)
Kff_adp フィードフォワード適応係数(補正値)
Ufb フィードバック入力
Ueq 等価制御入力
THcmd 目標スロットル弁開度(制御入力、吸気絞り弁の開度制御用の 値)
TW エンジン水温(制御対象の動作状態)
NV 車軸回転数(制御対象の動作状態)
1A 制御装置
10 過給機
27 過給圧センサ(制御量検出手段)
140 FB入力算出部(フィードバック入力算出手段)
141 フィルタ目標過給圧算出部(第2目標制御量算出手段)
150 FF入力算出部(フィードフォワード入力算出手段)
151 FF適応係数算出部(補正値算出手段)
152 増幅器(基本入力算出手段)
153 乗算器(補正手段)
160 加算器(制御入力算出手段)
PB 過給圧(制御量)
PBcmd 目標過給圧(目標制御量、第1目標制御量)
PBcmd_f フィルタ目標過給圧(目標制御量、第2目標制御量)
NE エンジン回転数(制御対象の動作状態)
TRQ_D ドライバ要求トルク(制御対象の動作状態)
Uff’ フィードフォワード入力
Kff_bs’・PBcmd フィードフォワードゲインと目標過給圧の積(基本入力)
Kff_adp’ フィードフォワード適応係数(補正値)
Ufb’ フィードバック入力
Ueq’ 等価制御入力
VGTcmd 目標ベーン開度(制御入力、過給機の動作制御用の値)
DESCRIPTION OF
3 Internal combustion engine 9a Throttle valve (intake throttle valve)
20 Crank angle sensor (control amount detection means)
40 FB input calculation unit (feedback input calculation means)
41 Filter target rotation speed calculation unit (second target control amount calculation means)
50 FF input calculation unit (feed forward input calculation means)
51 FF adaptive coefficient calculation unit (correction value calculation means)
52 Amplifier (Basic input calculation means)
53 Multiplier (correction means)
60 Adder (control input calculation means)
NE Internal combustion engine speed (control amount)
Ncmd target speed (target control amount, first target control amount)
Ncmd_f filter target rotation speed (target control amount, second target control amount)
EN Speed deviation (deviation of controlled variable and target controlled variable)
Uff Feed forward input Kff_bs · Ncmd Product of feed forward gain and target speed (basic input)
Kff_adp Feed forward adaptive coefficient (correction value)
Ufb feedback input
Ueq equivalent control input
THcmd Target throttle valve opening (value for control input, intake throttle valve opening control)
TW engine water temperature (operating state of control target)
NV axle speed (operating state of control target)
140 FB input calculation unit (feedback input calculation means)
141 Filter target supercharging pressure calculation unit (second target control amount calculation means)
150 FF input calculation unit (feed forward input calculation means)
151 FF adaptive coefficient calculation unit (correction value calculation means)
152 Amplifier (basic input calculation means)
153 Multiplier (correction means)
160 Adder (control input calculation means)
PB Supercharging pressure (control amount)
PBcmd target supercharging pressure (target control amount, first target control amount)
PBcmd_f filter target boost pressure (target control amount, second target control amount)
NE engine speed (operating state of control target)
TRQ_D Driver required torque (operating state of control target)
Uff 'Feedforward input Kff_bs' · PBcmd Product of feedforward gain and target boost pressure (basic input)
Kff_adp 'Feedforward adaptive coefficient (correction value)
Ufb 'feedback input
Ueq 'equivalent control input
VGTcmd Target vane opening (value for control input, turbocharger operation control)
Claims (6)
当該制御量の目標となる目標制御量を算出する目標制御量算出手段と、
当該目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力を算出するフィードフォワード入力算出手段と、
前記制御量、前記目標制御量及び所定の応答指定型制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力を算出するフィードバック入力算出手段と、
前記フィードフォワード入力と前記フィードバック入力の和を含むように、前記制御入力を算出する制御入力算出手段と、
当該制御入力を用いて、前記制御量を制御する制御手段と、
を備え、
前記フィードバック入力は、前記制御量及び前記目標制御量の偏差と前記フィードバック入力との関係を定義したモデルを用いて導出された等価制御入力を含むように算出されることを特徴とする制御装置。 Control amount detection means for detecting the control amount of the control object;
Target control amount calculating means for calculating a target control amount that is a target of the control amount;
A feedforward input calculating means for calculating a feedforward input using the target control amount and a predetermined feedforward control algorithm;
Feedback input calculation means for calculating a feedback input using the control amount, the target control amount, and a predetermined response designation control algorithm;
Control input calculating means for calculating the control input so as to include the sum of the feedforward input and the feedback input;
Control means for controlling the control amount using the control input;
With
The control device, wherein the feedback input is calculated so as to include an equivalent control input derived using a model that defines a relationship between a deviation between the control amount and the target control amount and the feedback input.
前記目標制御量及び前記所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、前記フィードフォワード入力の基本値である基本入力を算出する基本入力算出手段と、
前記フィードバック入力及び所定の制御アルゴリズムを用いて、当該フィードバック入力の絶対値が減少するように、補正値を算出する補正値算出手段と、
当該補正値で前記基本入力を補正することによって、前記フィードフォワード入力を算出する補正手段と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の制御装置。 The feedforward input calculating means is
Basic input calculation means for calculating a basic input that is a basic value of the feedforward input using the target control amount and the predetermined feedforward control algorithm;
Using the feedback input and a predetermined control algorithm, a correction value calculating means for calculating a correction value so that the absolute value of the feedback input decreases;
Correction means for calculating the feedforward input by correcting the basic input with the correction value;
The control device according to claim 2, further comprising:
前記制御対象の動作状態に応じて、前記目標制御量としての第1目標制御量を算出する第1目標制御量算出手段と、
前記制御入力に対する前記制御量の応答遅れ特性を表すモデル及び当該応答特性遅れを考慮したフィルタの一方を用いて、当該応答遅れ特性を前記第1目標制御量に付与した値である、前記目標制御量としての第2目標制御量を算出する第2目標制御量算出手段と、 を有し、
前記フィードフォワード入力算出手段は、前記目標制御量として、前記第1目標制御量を用い、
前記フィードバック入力算出手段は、前記目標制御量として、前記第2目標制御量を用いることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の制御装置。 The target control amount calculating means includes
First target control amount calculating means for calculating a first target control amount as the target control amount in accordance with the operation state of the control target;
The target control, which is a value obtained by adding the response delay characteristic to the first target control amount using one of a model representing the response delay characteristic of the control amount with respect to the control input and a filter considering the response characteristic delay. A second target control amount calculating means for calculating a second target control amount as an amount;
The feedforward input calculation means uses the first target control amount as the target control amount,
The control apparatus according to claim 1, wherein the feedback input calculation unit uses the second target control amount as the target control amount.
前記制御入力は、前記吸気絞り弁の開度制御用の値であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の制御装置。 The control amount is the rotational speed of the internal combustion engine that is changed by the intake throttle valve,
5. The control device according to claim 1, wherein the control input is a value for controlling the opening of the intake throttle valve.
前記制御入力は、前記過給機の動作制御用の値であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の制御装置。 The control amount is a supercharging pressure of the internal combustion engine changed by a supercharger,
5. The control device according to claim 1, wherein the control input is a value for controlling the operation of the supercharger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017070543A JP2018173744A (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017070543A JP2018173744A (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018173744A true JP2018173744A (en) | 2018-11-08 |
Family
ID=64107443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017070543A Pending JP2018173744A (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018173744A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07210208A (en) * | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | Autotuning method for thermal power plant and thermal power plant controller utilizing the same |
JP2007233558A (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Jatco Ltd | Controller and control method using sliding-mode control |
-
2017
- 2017-03-31 JP JP2017070543A patent/JP2018173744A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07210208A (en) * | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | Autotuning method for thermal power plant and thermal power plant controller utilizing the same |
JP2007233558A (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Jatco Ltd | Controller and control method using sliding-mode control |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4639166B2 (en) | Control device | |
JP4209435B2 (en) | Control device | |
WO2005098554A1 (en) | Controller | |
JP5737537B2 (en) | Sliding mode controller | |
JP6077483B2 (en) | Control device | |
WO2005003535A1 (en) | Intake air amount control device of internal combustion engine and control device | |
JP2005273634A (en) | Controller | |
JP6121352B2 (en) | Control device | |
JP2007247476A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP3980424B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP4486923B2 (en) | Control device | |
JP2010031829A (en) | Supercharging pressure controller of internal combustion engine | |
JP6630814B2 (en) | EGR control device and EGR control method for internal combustion engine | |
JP2006209639A (en) | Controller | |
JP3898114B2 (en) | Intake air amount estimation method, estimation device, intake air amount control method and control device for internal combustion engine | |
JP2016084740A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2018173744A (en) | Controller | |
US20180355788A1 (en) | Method and system for wastegate control | |
EP2397677B1 (en) | Egr control apparatus for internal combustion engine | |
JP6274183B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4387286B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
WO2005003534A1 (en) | Intake airvolume controller of internal combustion engine | |
JP2017020357A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP5700130B2 (en) | Control device for vehicle power plant | |
JP6397518B2 (en) | Control device for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181106 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190514 |