JP4862792B2 - Control device for drive unit - Google Patents
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Description
本発明は、駆動ユニットの制御装置に関し、特に、1又は複数のアクチュエータのそれぞれの動作量に応じて出力トルクが調整される駆動ユニットの制御装置に関する。 The present invention relates to a drive unit control apparatus, and more particularly, to a drive unit control apparatus in which an output torque is adjusted in accordance with an operation amount of each of one or more actuators.
内燃機関等の駆動ユニットは、その出力トルクに係る1又は複数のアクチュエータを備えており、それらアクチュエータの動作量に応じて出力トルクが調整される。例えば、火花点火式の内燃機関では、スロットルの開度、燃料噴射量、点火時期等によって出力トルクの調整が行われるようになっている。 A drive unit such as an internal combustion engine includes one or a plurality of actuators related to the output torque, and the output torque is adjusted according to the operation amount of the actuators. For example, in a spark ignition type internal combustion engine, the output torque is adjusted by the throttle opening, the fuel injection amount, the ignition timing, and the like.
このような駆動ユニットでは、まず、必要なトルク調整量が決定され、それを実現するように各アクチュエータの動作量が決定されている。ただし、各アクチュエータで実現可能なトルク調整量(1演算周期当たりのトルク調整量)にはアクチュエータの動特性によって決まる限界がある。その限界を超えたトルク調整量をアクチュエータに要求したとしても、要求を実現できないばかりかアクチュエータの故障を招いてしまう可能性もある。 In such a drive unit, first, a necessary torque adjustment amount is determined, and an operation amount of each actuator is determined so as to realize it. However, the torque adjustment amount (torque adjustment amount per calculation cycle) that can be realized by each actuator has a limit determined by the dynamic characteristics of the actuator. Even if the torque adjustment amount exceeding the limit is requested from the actuator, not only the request cannot be realized but also the actuator may be broken.
そこで、従来の駆動ユニットの制御装置では、フィルタを利用してトルク調整量の要求値から各アクチュエータにて実現可能なトルク調整量を抽出し、抽出したトルク調整量に基づいて各アクチュエータの動作を制御することが行われている。例えば、特表平11−509910号公報には、トルク調整量の要求値をフィルタによって速い成分と遅い成分とに分割し、その速い成分から点火時期制御用の目標値を設定し、遅い成分からスロットル制御用の目標値を設定する技術が記載されている。
ところで、実現可能なトルク調整量はアクチュエータ毎に異なっているため、フィルタの信号通過特性もアクチュエータ毎に異ならせる必要が有る。内燃機関を始めとする駆動ユニットには多数のアクチュエータが用いられていることから、フィルタに関しても単種類ではなく多種類設けられることになる。 By the way, since the realizable torque adjustment amount differs for each actuator, it is necessary to change the signal passing characteristic of the filter for each actuator. Since many actuators are used in a drive unit such as an internal combustion engine, not only one type of filter but also many types of filters are provided.
しかし、従来の制御装置に使用されているフィルタは、要求される信号通過特性毎にその構造が設計されていた。このため、アクチュエータの数が増えて駆動ユニットの制御が高度化、複雑化するほど、設計すべきフィルタの種類も増え、フィルタの設計に要する工数は膨大なものになっていた。また、駆動ユニットの改良に伴ってアクチュエータの改良や変更が行われることがあるが、それによりアクチュエータの動特性が変わってしまう場合には、対応するフィルタの構造を最初から再設計しなければならかなった。 However, the structure of the filter used in the conventional control device is designed for each required signal pass characteristic. For this reason, as the number of actuators increases and the control of the drive unit becomes more sophisticated and complicated, the types of filters to be designed also increase, and the man-hours required for designing the filters have become enormous. In addition, the actuator may be improved or changed as the drive unit is improved. If the dynamic characteristics of the actuator change due to this, the corresponding filter structure must be redesigned from the beginning. It came true.
以上のような課題を解決するためには、信号通過特性の異なるフィルタ間においてその基本的な構造を共通化することが有効と考えられる。基本的な構造は共通化して信号通過特性を決定する要素のみを変更可能とすれば、フィルタの設計に要する工数を大幅に削減することが可能となるだけでなく、アクチュエータの改良や変更にも容易に対応することができる。また、各フィルタの基本的な構造を共通化することができれば、制御プログラムとして実装する際の搭載効率を高めることが可能となり、メモリ容量の肥大化を抑えることもできるようになる。 In order to solve the above problems, it is considered effective to share the basic structure between filters having different signal pass characteristics. If the basic structure can be shared and only the elements that determine the signal pass characteristics can be changed, not only will it be possible to significantly reduce the man-hours required for filter design, but it will also be possible to improve and change actuators. It can be easily handled. Further, if the basic structure of each filter can be shared, it is possible to increase the mounting efficiency when mounting as a control program, and it is possible to suppress an increase in memory capacity.
本発明は、駆動ユニットの制御装置に関し、要求トルク調整量からアクチュエータによる実現トルク調整量を抽出するためのフィルタの構造を、信号通過特性の異なる他のフィルタとの間での共通化が可能な構造とすることを目的とする。 The present invention relates to a control device for a drive unit, and a filter structure for extracting an actual torque adjustment amount by an actuator from a required torque adjustment amount can be shared with other filters having different signal passing characteristics. The purpose is to have a structure.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、制御信号の入力を受けて動作するアクチュエータを有し、前記アクチュエータの動作量に応じて出力トルクが調整される駆動ユニットの制御装置であって、
トルク調整量の要求値(以下、要求トルク調整量)を取得する要求トルク調整量取得手段と、
前記アクチュエータの動作量の変化に対する前記駆動ユニットの出力トルクの感度(以下、トルク感度)を取得するトルク感度取得手段と、
要求トルク調整量とトルク感度とから前記アクチュエータに要求される動作量を計算する要求動作量計算手段と、
要求動作量を前記アクチュエータの許容動作範囲の上下限値によってガードするガード処理手段と、
ガード処理された要求動作量とトルク感度とから前記アクチュエータによって実現させるトルク調整量(以下、実現トルク調整量)を計算する実現トルク調整量計算手段と、
実現トルク調整量に基づいて前記アクチュエータへの制御信号を決定するアクチュエータ制御手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a first invention is a drive unit control apparatus having an actuator that operates in response to an input of a control signal, the output torque of which is adjusted according to the operation amount of the actuator. ,
Requested torque adjustment amount acquisition means for acquiring a required value of torque adjustment amount (hereinafter referred to as required torque adjustment amount);
Torque sensitivity acquisition means for acquiring sensitivity (hereinafter, torque sensitivity) of the output torque of the drive unit with respect to a change in the operation amount of the actuator;
A required operation amount calculating means for calculating an operation amount required for the actuator from a required torque adjustment amount and torque sensitivity;
Guard processing means for guarding the required operation amount by the upper and lower limit values of the allowable operation range of the actuator;
Realized torque adjustment amount calculation means for calculating a torque adjustment amount (hereinafter, realized torque adjustment amount) realized by the actuator from the guarded required operation amount and torque sensitivity;
Actuator control means for determining a control signal to the actuator based on an actual torque adjustment amount;
It is characterized by having.
第2の発明は、第1の発明において、
前記トルク感度取得手段は、取得するトルク感度を前記駆動ユニットの運転状態に応じて変更することを特徴としている。
According to a second invention, in the first invention,
The torque sensitivity acquisition means changes the acquired torque sensitivity according to the operating state of the drive unit.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記トルク感度取得手段は、前記アクチュエータの単位動作量の動作により達成される前記駆動ユニットの出力トルクの変化量を前記のトルク感度として取得することを特徴としている。
According to a third invention, in the first or second invention,
The torque sensitivity acquisition means acquires the amount of change in the output torque of the drive unit achieved by the operation of the unit operation amount of the actuator as the torque sensitivity.
第4の発明は、第1乃至第3の何れか1つの発明において、
前記ガード処理手段は、前記制御装置の1演算周期において前記アクチュエータが動作可能な範囲を前記の許容動作範囲として設定していることを特徴としている。
A fourth invention is any one of the first to third inventions,
The guard processing means sets a range in which the actuator can operate in one calculation cycle of the control device as the allowable operation range.
第5の発明は、第1乃至第4の何れか1つの発明において、
前記ガード処理手段は、前記制御装置の1演算周期において前記アクチュエータの動作量と前記駆動ユニットの出力トルクの変化量との関係が線形で近似可能な範囲を前記の許容動作範囲として設定していることを特徴としている。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The guard processing means sets, as the allowable operation range, a range in which the relationship between the operation amount of the actuator and the change amount of the output torque of the drive unit can be approximated linearly in one calculation cycle of the control device. It is characterized by that.
第6の発明は、第5の発明において、
前記要求トルク調整量取得手段は、前記駆動ユニットの目標トルクと実際トルクとのトルク誤差を算出し、当該トルク誤差を要求トルク調整量として取得するものであり、
目標トルクが定常のときのトルク誤差(以下、定常トルク誤差)を記録する定常トルク誤差記録手段と、
定常トルク誤差の記録時と同一の目標トルクにおいて、前記ガード処理手段によるガード処理を解除して前記アクチュエータを動作させたときのトルク誤差(以下、ガード解除時トルク誤差)を記録するガード解除時トルク誤差記録手段と、
定常トルク誤差に対するガード解除時トルク誤差の縮小分を学習値として記憶する学習手段と、
前記ガード処理手段によるガード処理が実行されるときには、前記の学習値を実現トルク調整量の計算に反映させる実現トルク調整量補正手段とをさらに備えることを特徴としている。
According to a sixth invention, in the fifth invention,
The required torque adjustment amount acquisition means calculates a torque error between the target torque and the actual torque of the drive unit, and acquires the torque error as a required torque adjustment amount.
Steady torque error recording means for recording a torque error when the target torque is steady (hereinafter, steady torque error);
Torque at guard release for recording torque error (hereinafter referred to as torque error at guard release) when the actuator is operated by releasing the guard processing by the guard processing means at the same target torque as that at the time of recording steady torque error Error recording means;
Learning means for storing, as a learning value, a reduction in the torque error at the time of guard release with respect to the steady torque error;
When the guard processing by the guard processing means is executed, it further comprises realized torque adjustment amount correcting means for reflecting the learned value in calculation of the realized torque adjustment amount.
また、第7の発明は、上記の目的を達成するため、制御信号の入力を受けて動作する複数のアクチュエータを有し、前記複数のアクチュエータのそれぞれの動作量に応じて出力トルクが調整される駆動ユニットの制御装置であって、
トルク調整量の要求値(以下、要求トルク調整量)を取得する要求トルク調整量取得手段と、
要求トルク調整量を予め設定された分配優先順位に従って各アクチュエータへ分配するトルク調整量分配手段と、
アクチュエータ毎に設けられたフィルタであって、担当するアクチュエータに分配された要求トルク調整量から当該アクチュエータによって実現させるトルク調整量(以下、実現トルク調整量)を抽出するフィルタと、
前記各フィルタにより抽出された実現トルク調整量に基づいて、前記各フィルタが担当するアクチュエータへの制御信号を決定するアクチュエータ制御手段とを備え、
前記各フィルタは、
担当するアクチュエータの動作量の変化に対する前記駆動ユニットの出力トルクの感度(以下、トルク感度)を取得するトルク感度取得部と、
要求トルク調整量と当該アクチュエータのトルク感度とから当該アクチュエータに要求される動作量を計算する要求動作量計算部と、
要求動作量を当該アクチュエータの許容動作範囲の上下限値によってガードするガード処理部と、
ガード処理された要求動作量と当該アクチュエータのトルク感度とから前記の実現トルク調整量を計算する実現トルク調整量計算部とを含むことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the seventh invention has a plurality of actuators that operate in response to the input of a control signal, and the output torque is adjusted according to the operation amount of each of the plurality of actuators. A drive unit control device comprising:
Requested torque adjustment amount acquisition means for acquiring a required value of torque adjustment amount (hereinafter referred to as required torque adjustment amount);
Torque adjustment amount distribution means for distributing the required torque adjustment amount to each actuator according to a preset distribution priority;
A filter provided for each actuator, which extracts a torque adjustment amount (hereinafter, realized torque adjustment amount) realized by the actuator from a required torque adjustment amount distributed to the actuator in charge;
Actuator control means for determining a control signal to the actuator that each filter is in charge of based on the actual torque adjustment amount extracted by each filter;
Each filter is
A torque sensitivity acquisition unit for acquiring the sensitivity of the output torque of the drive unit (hereinafter referred to as torque sensitivity) to a change in the operation amount of the actuator in charge;
A required operation amount calculation unit for calculating an operation amount required for the actuator from the required torque adjustment amount and the torque sensitivity of the actuator;
A guard processing unit that guards the required operation amount by the upper and lower limit values of the allowable operation range of the actuator;
And a realization torque adjustment amount calculation unit for calculating the realization torque adjustment amount from the required operation amount subjected to the guard process and the torque sensitivity of the actuator.
第8の発明は、第7の発明において、
前記トルク調整量分配手段は、分配優先順位が一位のアクチュエータを担当するフィルタには要求トルク調整量をそのまま入力し、分配優先順位が二位以下のアクチュエータを担当するフィルタには要求トルク調整量と上位のフィルタで抽出された実現トルク調整量との差分を入力するものであることを特徴としている。
In an eighth aspect based on the seventh aspect,
The torque adjustment amount distribution means inputs the required torque adjustment amount as it is to the filter in charge of the actuator with the first distribution priority, and the required torque adjustment amount to the filter in charge of the actuator with the second or lower distribution priority. And a difference between the actual torque adjustment amount extracted by the higher-order filter.
第1の発明によれば、要求トルク調整量はトルク感度によって要求動作量に変換され、アクチュエータの許容動作範囲の上下限値によってガード処理された後、再びトルク感度によってトルク調整量(実現トルク調整量)に変換される。この計算ロジックは、要求トルク調整量からアクチュエータにより実現可能なトルク調整量を抽出するためのフィルタを構成しているが、そのうちアクチュエータの動特性によって決定されるのはトルク感度と許容動作範囲の上下限値のみである。言い換えれば、その他の構成はアクチュエータの動特性に左右されない構成であり、信号通過特性の異なる他のフィルタとの間で共通化できる構成である。 According to the first aspect of the invention, the required torque adjustment amount is converted into the required operation amount by the torque sensitivity, guard processing is performed by the upper and lower limit values of the allowable operation range of the actuator, and then the torque adjustment amount (realized torque adjustment is again performed by the torque sensitivity. Amount). This calculation logic constitutes a filter for extracting the torque adjustment amount that can be realized by the actuator from the required torque adjustment amount, and the dynamics of the actuator are determined by the torque sensitivity and the allowable operating range. Only the lower limit. In other words, the other configuration is a configuration that does not depend on the dynamic characteristics of the actuator, and can be shared with other filters having different signal passing characteristics.
したがって、第1の発明によれば、フィルタを構成する計算ロジックの大部分を信号通過特性の異なる他のフィルタとの間での共通化することができる。また、第1の発明によれば、アクチュエータの動特性に応じたフィルタの設計やチューニングも容易であり、トルク感度と許容動作範囲の上下限値のみをアクチュエータの動特性に合わせて設定すればよい。 Therefore, according to the first invention, most of the calculation logic constituting the filter can be shared with other filters having different signal passing characteristics. In addition, according to the first invention, it is easy to design and tune the filter according to the dynamic characteristics of the actuator, and only the torque sensitivity and the upper and lower limit values of the allowable operating range need be set according to the dynamic characteristics of the actuator. .
第2の発明によれば、取得するトルク感度を駆動ユニットの運転状態に応じて変更することで、要求トルク調整量から要求動作量への変換精度を高めることができ、ひいては、要求トルク調整量からの実現トルク調整量の抽出精度を高めることできる。 According to the second invention, the accuracy of conversion from the required torque adjustment amount to the required operation amount can be increased by changing the acquired torque sensitivity according to the operating state of the drive unit, and consequently the required torque adjustment amount. The accuracy of extraction of the actual torque adjustment amount from can be increased.
第3の発明によれば、トルク感度の定義をアクチュエータの単位動作量の動作により達成される駆動ユニットの出力トルクの変化量とすることで、種類の異なるアクチュエータ間において同一の尺度でトルク感度を計れるようになる。 According to the third invention, the torque sensitivity is defined as the amount of change in the output torque of the drive unit achieved by the operation of the unit operation amount of the actuator. You can measure.
第4の発明によれば、制御装置の1演算周期においてアクチュエータが動作可能な範囲を許容動作範囲とすることで、1演算周期での動作では実現不可能なトルク調整量がアクチュエータに対して要求されるのを防止することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the allowable range of operation of the actuator in one calculation cycle of the control device is set as the allowable operation range, so that a torque adjustment amount that cannot be realized in the operation in one calculation cycle is required for the actuator. Can be prevented.
第5の発明によれば、制御装置の1演算周期においてアクチュエータの動作量と駆動ユニットの出力トルクの変化量との関係が線形近似可能な範囲を許容動作範囲とすることで、ガード処理後の要求動作量をトルク感度で変換して得られる実現トルク調整量と、それに従ってアクチュエータを制御したときの実際のトルク調整量との間に誤差が生じることを防止することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, by setting the range in which the relationship between the operation amount of the actuator and the change amount of the output torque of the drive unit can be linearly approximated in one calculation cycle of the control device as the allowable operation range, It is possible to prevent an error from occurring between the actual torque adjustment amount obtained by converting the required operation amount with the torque sensitivity and the actual torque adjustment amount when the actuator is controlled in accordance therewith.
第6の発明によれば、目標トルクと実際トルクとのトルク誤差から計算される要求動作量が前記の線形近似可能範囲を超える場合、要求動作量はガード処理によって線形近似可能範囲の上限値或いは下限値で制限されることになる。このため、ガード処理後の要求動作量をトルク感度で変換して得られるトルク調整量のみでは要求トルク調整量を達成することができないが、第6の発明によれば、実現トルク調整量の計算に学習値が反映される。学習値は定常トルク誤差に対するガード解除時トルク誤差の縮小分であるので、学習値が反映された実現トルク調整量に従ってアクチュエータを制御することで、目標トルクと実際トルクとのトルク誤差を速やかに解消することが可能になる。 According to the sixth invention, when the required operation amount calculated from the torque error between the target torque and the actual torque exceeds the linear approximation possible range, the required operation amount is set to the upper limit value of the linear approximation possible range by the guard process or It will be limited by the lower limit. For this reason, the required torque adjustment amount cannot be achieved only by the torque adjustment amount obtained by converting the required operation amount after the guard process by the torque sensitivity. However, according to the sixth invention, the calculation of the realized torque adjustment amount is performed. The learning value is reflected in. Since the learning value is a reduction of the torque error when the guard is released with respect to the steady torque error, the torque error between the target torque and the actual torque can be quickly eliminated by controlling the actuator according to the actual torque adjustment amount that reflects the learning value. It becomes possible to do.
また、第7の発明によれば、アクチュエータ毎に設けられたフィルタの何れもが、トルク感度取得部、要求動作量計算部、ガード処理部及び実現トルク調整量計算部を含む構成になっており、そのうちアクチュエータの動特性によって決定されるのはトルク感度取得部で取得されるトルク感度と、ガード処理部において設定される許容動作範囲の上下限値のみである。言い換えれば、その他の構成はアクチュエータの動特性に左右されない構成であり、フィルタ間で共通化することができる。 In addition, according to the seventh invention, any of the filters provided for each actuator includes a torque sensitivity acquisition unit, a required operation amount calculation unit, a guard processing unit, and an actual torque adjustment amount calculation unit. Of these, only the torque sensitivity acquired by the torque sensitivity acquisition unit and the upper and lower limit values of the allowable operation range set by the guard processing unit are determined by the dynamic characteristics of the actuator. In other words, the other configuration is a configuration that does not depend on the dynamic characteristics of the actuator, and can be shared among the filters.
したがって、第7の発明によれば、各フィルタの大部分の構成をフィルタ間で共通化することができる。また、第7の発明によれば、アクチュエータの動特性に応じたフィルタの設計やチューニングも容易であり、トルク感度と許容動作範囲の上下限値のみをアクチュエータの動特性に合わせて設定すればよい。また、一部のアクチュエータにおいてその動特性の変更がある場合には、対応するフィルタにおけるトルク感度と許容動作範囲の上下限値の設定のみを変更すればよく、他のフィルタにおける設定は見直す必要は無い。 Therefore, according to the seventh aspect, most of the configurations of the filters can be shared among the filters. Further, according to the seventh invention, it is easy to design and tune the filter according to the dynamic characteristics of the actuator, and only the torque sensitivity and the upper and lower limit values of the allowable operating range need be set according to the dynamic characteristics of the actuator. . In addition, if there is a change in the dynamic characteristics of some actuators, it is only necessary to change the torque sensitivity and the upper and lower limit values of the permissible operating range in the corresponding filter, and the settings in other filters need to be reviewed. No.
第8の発明によれば、実現可能なトルク調整量が複数のアクチュエータ間で重複している場合は、分配優先順位がより上位のアクチュエータによってそのトルク調整量を実現させることができる。 According to the eighth invention, when the realizable torque adjustment amount overlaps among a plurality of actuators, the torque adjustment amount can be realized by an actuator having a higher distribution priority.
実施の形態1.
本発明の実施の形態1について図を参照して説明する。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態1としての駆動ユニットの制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置が適用される駆動ユニットは、少なくとも1つのアクチュエータを有し、そのアクチュエータの動作量に応じて出力トルクが調整されるものであれば、その種類や構造には限定はない。そのような駆動ユニットの例としては、内燃機関(火花点火式内燃機関、圧縮着火式内燃機関等)、電動機、内燃機関と電動機のハイブリッドシステム等があげられる。以下、図1を参照して本実施の形態の制御装置の構成について説明する。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a drive unit control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As long as the drive unit to which the control device of the present embodiment is applied has at least one actuator and the output torque is adjusted according to the operation amount of the actuator, the type and structure are not limited. Absent. Examples of such drive units include internal combustion engines (spark ignition internal combustion engines, compression ignition internal combustion engines, etc.), electric motors, hybrid systems of internal combustion engines and electric motors, and the like. Hereinafter, the configuration of the control device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施の形態の制御装置は、目標トルクからアクチュエータによって実現させるトルク(以下、実現トルク)を抽出するトルクフィルタ2を備えている。制御対象となるアクチュエータは、駆動ユニットの種類や構造によって決まる。例えば、駆動ユニットが火花点火式の内燃機関の場合、スロットル、可変リフト機構付き吸気バルブ、点火装置等がアクチュエータとして挙げられる。以下では、駆動ユニットは火花点火式の内燃機関であるものとしてトルクフィルタ2の構成や機能について説明する。
The control device of the present embodiment includes a
トルクフィルタ2には、入力信号として目標トルク、現在トルク、及び、空気量や機関回転数等の運転状態情報が入力される。また、トルクフィルタ2からは、出力信号として実現トルクが出力される。トルクフィルタ2は、トルク調整量計算部4、トルク調整量フィルタ10及び実現トルク計算部6からなり、これら計算要素を順に機能させることで目標トルクから実現トルクを抽出するためのステップが実行される。
The
トルク調整量計算部4は、入力された目標トルクと現在トルクとの差を計算する。現在トルクは、現時点にて内燃機関が実際に出力しているトルクの推定値であり、マップから計算される。このマップでは、点火時期、機関回転数、A/F、バルブタイミング等、トルクに影響する各種の運転条件がパラメータとして設定されている。トルク調整量計算部4で計算された目標トルクと現在トルクとの差ΔTは、アクチュエータに対するトルク調整量の要求値(以下、要求トルク調整量)となる。
The torque adjustment
要求トルク調整量ΔTはトルク調整量フィルタ10に入力される。トルク調整量フィルタ10は、要求トルク調整量ΔTからアクチュエータによって実現させるトルク調整量(以下、実現トルク調整量)ΔT0を抽出し、出力信号として実現トルク調整量ΔT0を出力する。
The required torque adjustment amount ΔT is input to the torque
実現トルク調整量ΔT0は実現トルク計算部6に入力される。実現トルク計算部6は、入力された実現トルク調整量ΔT0を現在トルクに加算し、その計算値を実現トルクとして出力する。実現トルクと目標トルクとは、実現トルク調整量ΔT0と要求トルク調整量ΔTとの差だけの違いがある。 The actual torque adjustment amount ΔT0 is input to the actual torque calculator 6. The actual torque calculator 6 adds the input actual torque adjustment amount ΔT0 to the current torque, and outputs the calculated value as the actual torque. The actual torque and the target torque differ only in the difference between the actual torque adjustment amount ΔT0 and the required torque adjustment amount ΔT.
計算された実現トルクは制御信号設定部20に入力され、制御信号設定部20にてアクチュエータへの制御信号に変換される。アクチュエータは制御信号設定部20からの制御信号の入力を受けて動作し、その動作によって駆動ユニットの出力トルクは前記の実現トルクに調整されることになる。
The calculated actual torque is input to the control
次に、トルク調整量フィルタ10の構成と機能について詳細に説明する。トルク調整量フィルタ10は、トルク感度計算部12、要求動作量計算部14、ガード処理部16及び実現トルク調整量計算部18からなり、これら計算要素を順に機能させることで要求トルク調整量ΔTから実現トルク調整量ΔT0を抽出するためのステップが実行される。
Next, the configuration and function of the torque
トルク感度計算部12は、アクチュエータの単位動作量の動作により達成される駆動ユニットの出力トルクの変化量を計算する。その値はアクチュエータの動作量の変化に対する駆動ユニットの出力トルクの感度(以下、トルク感度)を示している。トルク感度は、アクチュエータの種類とその動特性の設定によって決まり、また、駆動ユニットの運転状態によっても変化する。そこで、トルク感度計算部12には、制御対象アクチュエータのトルク感度を運転状態に関連付けて記録したマップが記憶されている。トルク感度計算部12は、このマップを用いて現在の運転状態に応じたトルク感度を算出する。
The torque
要求動作量計算部14は、入力された要求トルク調整量ΔTと、トルク感度計算部12で計算されたトルク感度とからアクチュエータに要求される動作量Δactを計算する。要求トルク調整量ΔTをトルク感度で除算して得られる数値が、アクチュエータに対する要求動作量Δactとなる。前述のようにトルク感度は駆動ユニットの運転状態に応じて変更されるので、駆動ユニットの運転状態によらず、高い変換精度での要求トルク調整量ΔTから要求動作量Δactへの変換が可能になっている。
The required operation
ガード処理部16は、要求動作量Δactをアクチュエータの許容動作範囲の上下限値によってガードする。本実施の形態では、制御装置の1演算周期においてアクチュエータが動作可能な範囲を許容動作範囲として設定している。このような設定にすることで、1演算周期での動作では実現不可能なトルク調整量がアクチュエータに対して要求されるのを防止することができる。ガード処理部16からは、ガード処理された要求動作量Δact0が出力される。
The
実現トルク調整量計算部18は、ガード処理された要求動作量Δact0と、トルク感度計算部12で計算されたトルク感度とから実現トルク調整量ΔT0を計算する。ガード処理された要求動作量Δact0にトルク感度を乗算して得られる数値が、実現トルク調整量ΔT0として算出される。
The actual torque adjustment
図2は、トルクフィルタ2内にて計算される各数値間の関係をグラフで示したものである。トルクフィルタ2に目標トルクが入力されると、目標トルクと現在トルクとの差が要求トルク調整量ΔTとして計算される。次に、要求トルク調整量ΔTとトルク感度とから要求動作量Δactが計算される。図2中における線分(破線)のY成分の長さが要求トルク調整量ΔTを示し、同線分(破線)の傾きがトルク感度を示している。そして、同線分(破線)のX成分の長さが要求動作量Δactを示している。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the numerical values calculated in the
この要求動作量Δactが、制御装置の1演算周期においてアクチュエータが動作可能な範囲を超える場合、要求動作量Δactはその範囲の上限値或いは下限値にてガードされる。図2は要求動作量Δactが上限値にてガードされた場合を示しており、上限値にてガードされた動作量がΔact0である。 When the required operation amount Δact exceeds the range in which the actuator can operate in one calculation cycle of the control device, the required operation amount Δact is guarded by the upper limit value or the lower limit value of the range. FIG. 2 shows a case where the requested motion amount Δact is guarded at the upper limit value, and the motion amount guarded at the upper limit value is Δact0.
このガード処理された要求動作量Δact0とトルク感度とから実現トルク調整量ΔT0が計算される。図2中における線分(実線)のX成分の長さがガード処理された要求動作量Δact0を示し、同線分(実線)の傾きがトルク感度を示している。そして、同線分(実線)のY成分の長さが実現トルク調整量ΔT0を示している。実現トルク調整量ΔT0を現在トルクに加算した値が、トルクフィルタ2から出力される実現トルクとなる。
An actual torque adjustment amount ΔT0 is calculated from the guarded required operation amount Δact0 and torque sensitivity. The length of the X component of the line segment (solid line) in FIG. 2 indicates the required operation amount Δact0 subjected to the guard process, and the slope of the line segment (solid line) indicates the torque sensitivity. The length of the Y component of the same line segment (solid line) indicates the actual torque adjustment amount ΔT0. A value obtained by adding the actual torque adjustment amount ΔT0 to the current torque is the actual torque output from the
以上説明したトルクフィルタ2の構成及び機能において、制御対象アクチュエータの動特性によって決定されるのは、トルク感度計算部12で計算されるトルク感度と、ガード処理部16で用いられる許容動作範囲の上下限値のみである。言い換えれば、その他の構成や機能はアクチュエータの動特性に左右されない構成であり、信号通過特性の異なる他のフィルタとの間で共通化できる構成である。
In the configuration and function of the
したがって、本実施の形態の制御装置によれば、トルクフィルタ2、より詳しくは、トルクフィルタ2に内包されるトルク調整量フィルタ10を構成する計算ロジックの大部分を信号通過特性の異なる他のフィルタとの間での共通化することができる。また、アクチュエータの動特性に応じたフィルタの設計やチューニングも容易であり、トルク感度と許容動作範囲の上下限値のみをアクチュエータの動特性に合わせて設定すればよいという利点もある。特にトルク感度に関しては、その定義をアクチュエータの単位動作量の動作により達成される駆動ユニットの出力トルクの変化量とすることで、種類の異なるアクチュエータ間において同一の尺度でトルク感度を計ることができる。
Therefore, according to the control apparatus of the present embodiment, most of the calculation logic constituting the
なお、本実施の形態では、トルク調整量計算部4が第1の発明の「要求トルク調整量取得手段」に相当している。また、トルク感度計算部12が第1,第2及び第3の発明の「トルク感度取得手段」に相当し、要求動作量計算部14が第1の発明の「要求動作量計算手段」に相当している。また、ガード処理部16が第1及び第4の発明の「ガード処理手段」に相当し、実現トルク調整量計算部18が第1の発明の「実現トルク調整量計算手段」に相当している。そして、実現トルク計算部6と制御信号設定部20とにより第1の発明の「アクチュエータ制御手段」が構成されている。
In the present embodiment, the torque adjustment
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について図を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態の制御装置は、実施の形態1の制御装置とは、ガード処理部16によるガード処理の内容にのみ相違がある。その他の構成や機能は実施の形態1と共通している。以下、本実施の形態の特徴であるガード処理の内容について説明する。
The control device according to the present embodiment is different from the control device according to the first embodiment only in the content of the guard processing performed by the
本実施の形態にかかるガード処理では、制御装置の1演算周期においてアクチュエータの動作量と駆動ユニットの出力トルクの変化量との関係が線形で近似可能な範囲をアクチュエータの許容動作範囲としている。仮にアクチュエータの動作可能範囲内に要求動作量Δactが収まっていたとしても、それが上記の線形近似可能範囲を超えている場合には、要求動作量Δactをトルク感度で変換して得られる実現トルク調整量ΔT0と、それに従ってアクチュエータを制御したときの実際のトルク調整量との間に誤差が生じることになる。そこで、本実施の形態では、要求動作量Δactが上記の線形近似可能範囲を超えている場合には、その範囲の上限値或いは下限値にて要求動作量Δactをガードすることとした。ガード処理部16からは、ガード処理された要求動作量Δact0が出力される。
In the guard processing according to the present embodiment, the allowable operation range of the actuator is a range in which the relationship between the operation amount of the actuator and the change amount of the output torque of the drive unit can be approximated linearly in one calculation cycle of the control device. Even if the required motion amount Δact is within the operable range of the actuator, if it exceeds the linear approximation possible range, the actual torque obtained by converting the required motion amount Δact with the torque sensitivity An error occurs between the adjustment amount ΔT0 and the actual torque adjustment amount when the actuator is controlled according to the adjustment amount ΔT0. Therefore, in the present embodiment, when the required motion amount Δact exceeds the linear approximation possible range, the required motion amount Δact is guarded by the upper limit value or the lower limit value of the range. The
図3は、本実施の形態においてトルクフィルタ2内にて計算される各数値間の関係をグラフで示したものである。トルクフィルタ2に目標トルクが入力されると、目標トルクと現在トルクとの差が要求トルク調整量ΔTとして計算される。次に、要求トルク調整量ΔTとトルク感度とから要求動作量Δactが計算される。図3中における線分(破線)のY成分の長さが要求トルク調整量ΔTを示し、同線分(破線)の傾きがトルク感度を示している。そして、同線分(破線)のX成分の長さが要求動作量Δactを示している。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the numerical values calculated in the
図3中における線分(一点鎖線)は、要求動作量Δactに従ってアクチュエータを動作させたときのトルク変化を示している。図3に示す例では、要求動作量Δactは、制御装置の1演算周期においてアクチュエータの動作量と駆動ユニットの出力トルクの変化量との関係が線形で近似可能な範囲を超えてしまっている。この場合、要求動作量Δactはその範囲の上限値或いは下限値にてガードされる。図3は要求動作量Δactが上限値にてガードされた場合を示しており、上限値にてガードされた動作量がΔact0である。 A line segment (dashed line) in FIG. 3 indicates a change in torque when the actuator is operated according to the required operation amount Δact. In the example shown in FIG. 3, the required operation amount Δact exceeds the range in which the relationship between the operation amount of the actuator and the change amount of the output torque of the drive unit can be linearly approximated in one calculation cycle of the control device. In this case, the required operation amount Δact is guarded by the upper limit value or the lower limit value of the range. FIG. 3 shows a case where the requested motion amount Δact is guarded at the upper limit value, and the motion amount guarded at the upper limit value is Δact0.
このガード処理された要求動作量Δact0とトルク感度とから実現トルク調整量ΔT0が計算される。図3中における線分(実線)のX成分の長さがガード処理された要求動作量Δact0を示し、同線分(実線)の傾きがトルク感度を示している。そして、同線分(実線)のY成分の長さが実現トルク調整量ΔT0を示している。実現トルク調整量ΔT0を現在トルクに加算した値が、本実施の形態においてトルクフィルタ2から出力される実現トルクとなる。
An actual torque adjustment amount ΔT0 is calculated from the guarded required operation amount Δact0 and torque sensitivity. The length of the X component of the line segment (solid line) in FIG. 3 indicates the required operation amount Δact0 subjected to the guard process, and the slope of the line segment (solid line) indicates the torque sensitivity. The length of the Y component of the same line segment (solid line) indicates the actual torque adjustment amount ΔT0. A value obtained by adding the actual torque adjustment amount ΔT0 to the current torque is the actual torque output from the
本実施の形態にて採られたガード処理によれば、ガード処理後の要求動作量Δact0をトルク感度で変換して得られる実現トルク調整量ΔT0と、それに従ってアクチュエータを制御したときの実際のトルク調整量との間に誤差が生じることを防止することができる。 According to the guard process adopted in the present embodiment, the actual torque adjustment amount ΔT0 obtained by converting the required operation amount Δact0 after the guard process by the torque sensitivity, and the actual torque when the actuator is controlled in accordance therewith It is possible to prevent an error from occurring with the adjustment amount.
なお、本実施の形態にかかるガード処理部16は、第1及び第5の発明の「ガード処理手段」に相当している。
The
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について図を参照して説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施の形態の制御装置は、実施の形態2の制御装置を前提とし、さらに以下に説明する新たな構成及び機能を追加したことに特徴がある。以下、実施の形態1,2と共通する構成についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態1,2とは異なる構成について重点的に説明するものとする。 The control device according to the present embodiment is predicated on the control device according to the second embodiment, and is characterized by the addition of new configurations and functions described below. Hereinafter, the description of the configuration common to the first and second embodiments will be omitted or simplified, and the configuration different from the first and second embodiments will be mainly described.
実施の形態2の制御装置によれば、目標トルクと現在トルクとのトルク誤差から計算される要求動作量Δactが上記の線形近似可能範囲を超える場合、要求動作量Δactはガード処理によって線形近似可能範囲の上限値或いは下限値で制限されることになる。このため、ガード処理後の要求動作量Δact0をトルク感度で変換して得られるトルク調整量ΔT0のみでは要求トルク調整量ΔTを達成することはできない。目標トルクと現在トルクとのトルク誤差は、制御周期を重ねていくうちにやがては解消されるものではあるが、本実施の形態ではこのトルク誤差をより速やかに解消するための手段を設けることとした。 According to the control apparatus of the second embodiment, when the required operation amount Δact calculated from the torque error between the target torque and the current torque exceeds the linear approximation possible range, the required operation amount Δact can be linearly approximated by guard processing. It is limited by the upper limit value or the lower limit value of the range. For this reason, the required torque adjustment amount ΔT cannot be achieved only by the torque adjustment amount ΔT0 obtained by converting the required operation amount Δact0 after the guard process with the torque sensitivity. The torque error between the target torque and the current torque will eventually be eliminated as the control cycle is repeated, but in this embodiment, means for eliminating this torque error more quickly is provided. did.
図4は、本実施の形態の制御装置の要部の構成を示すブロック図である。この図に示すように、本実施の形態ではトルク調整量フィルタ10の出力値を実現トルク調整量補正部32にて補正し、その補正値を実現トルク調整量として出力する構成を採っている。実現トルク調整量補正部32には、所定の条件が成立した場合に、学習値記憶部30に記憶された学習値が入力されるようになっている。実現トルク調整量補正部32は、入力された学習値をトルク調整量フィルタ10の出力値に加算している。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the control device according to the present embodiment. As shown in the figure, the present embodiment employs a configuration in which the output value of the torque
実現トルク調整量の補正に使用される学習値は、制御装置が図5のフローチャートに示すルーチンを実行することによって取得される。その最初のステップS2では、制御装置は目標トルクが定常のときのトルク誤差(以下、定常トルク誤差)を記録する。 The learning value used for correcting the actual torque adjustment amount is acquired by the control device executing the routine shown in the flowchart of FIG. In the first step S2, the control device records a torque error when the target torque is steady (hereinafter, steady torque error).
次のステップS4では、定常トルク誤差の記録時と同一の目標トルクであって、且つ、トルク感度に関係する運転状態が定常トルク誤差の記録時と同一である否か判定する。ステップS4の条件が成立したら、次のステップS6の処理を実行する。 In the next step S4, it is determined whether or not the target torque is the same as that at the time of recording the steady torque error and the operation state related to the torque sensitivity is the same as at the time of recording the steady torque error. If the condition of step S4 is satisfied, the process of the next step S6 is executed.
ステップS6では、制御装置はガード処理部16によるガード処理を解除する。そして、その状態にてアクチュエータを動作させ、そのときのトルク誤差(以下、ガード解除時トルク誤差)を記録する。ガード処理を解除することで、要求動作量計算部14で計算された要求動作量Δactは、そのまま実現トルク調整量計算部18に入力される。これにより、トルク調整量フィルタ10からは入力値である要求トルク調整量ΔTがそのまま出力され、要求トルク調整量ΔTに基づいてアクチュエータの動作が制御される。
In step S <b> 6, the control device cancels the guard processing by the
次のステップS8では、記録した定常トルク誤差とガード解除時トルク誤差とを比較する。そして、ガード解除時トルク誤差が定常トルク誤差よりも縮小したか否か判定する。誤差が縮小していないのであれば、そこで本ルーチンは終了となる。一方、誤差が縮小しているのであれば、次のステップS10の処理を実行する。 In the next step S8, the recorded steady-state torque error is compared with the guard-release torque error. Then, it is determined whether or not the guard release torque error is smaller than the steady torque error. If the error is not reduced, then this routine ends. On the other hand, if the error is reduced, the process of the next step S10 is executed.
ステップS10では、定常トルク誤差に対するガード解除時トルク誤差の縮小分を計算する。そして、その縮小分を学習値として取得し、学習値記憶部30に記憶する。
In step S10, the reduction amount of the guard release torque error with respect to the steady torque error is calculated. Then, the reduced amount is acquired as a learning value and stored in the learning
学習値記憶部30に記憶された学習値は、制御装置が図6のフローチャートに示すルーチンを実行することによって実現トルク調整量に反映される。その最初のステップS12では、ガード処理部16において要求動作量Δactにガードが掛かったか否か、つまり、要求動作量Δactが線形近似可能範囲の上限値或いは下限値で制限されたか否か判定する。ガードが掛からなかった場合は、本ルーチンは終了となる。一方、ガードが掛かった場合には、次のステップS14の処理を実行する。
The learning value stored in the learning
ステップS14では、学習値記憶部30に記憶された学習値を実現トルク調整量補正部32に入力する。前述の所定条件とは、ガード処理部16にて要求動作量Δactにガードが掛かることである。これにより、トルク調整量フィルタ10の出力値に学習値が加算され、その和が実現トルク調整量として算出されることになる。
In step S <b> 14, the learning value stored in the learning
以上説明したように、本実施の形態の制御装置によれば、実現トルク調整量の計算に学習値が反映される。学習値は定常トルク誤差に対するガード解除時トルク誤差の縮小分であるので、学習値が反映された実現トルク調整量に従ってアクチュエータを制御することで、目標トルクと実際トルクとのトルク誤差を速やかに解消することが可能になる。 As described above, according to the control device of the present embodiment, the learning value is reflected in the calculation of the actual torque adjustment amount. Since the learning value is a reduction of the torque error when the guard is released with respect to the steady torque error, the torque error between the target torque and the actual torque can be quickly eliminated by controlling the actuator according to the actual torque adjustment amount that reflects the learning value. It becomes possible to do.
なお、本実施の形態では、制御装置が図5に示すルーチンのステップS2の処理を実行することで第6の発明の「定常トルク誤差記録手段」が実現されている。また、制御装置が同ルーチンのステップS4,S6の処理を実行することで第6の発明の「ガード解除時トルク誤差記録手段」が実現され、ステップS8,S10の処理を実行することで第6の発明の「学習手段」が実現されている。また、実現トルク調整量補正部32が第6の発明の「実現トルク調整量補正手段」に相当している。
In the present embodiment, the “steady torque error recording means” of the sixth aspect of the present invention is realized by the control device executing the process of step S2 of the routine shown in FIG. Further, the control device executes the processes of steps S4 and S6 of the routine, thereby realizing the “guard release torque error recording means” of the sixth aspect of the invention, and the processes of steps S8 and S10 execute the sixth. The “learning means” of the present invention is realized. The actual torque adjustment
ところで、本実施の形態の制御装置は、図7に示すように変形して実施することもできる。図7に示す変形例では、トルクフィルタ2の出力値を実現トルク補正部34にて補正し、その補正値を実現トルクとして出力する構成を採っている。実現トルク補正部34には、前述の所定条件の成立時、学習値記憶部30に記憶された学習値が入力されるようになっている。実現トルク補正部34は、入力された学習値をトルクフィルタ2の出力値に加算している。このような構成を採った場合でも、図4に示す構成で得られる効果と同等の効果を得ることができる。なお、この変形例では、実現トルク補正部34が第6の発明の「実現トルク調整量補正手段」に相当する。
By the way, the control device of the present embodiment can be modified as shown in FIG. The modification shown in FIG. 7 employs a configuration in which the output value of the
実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4について図を参照して説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図8は、本発明の実施の形態4としての駆動ユニットの制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置が適用される駆動ユニットは、複数のアクチュエータを有し、各アクチュエータの動作量に応じて出力トルクが調整されるものであれば、その種類や構造には限定はない。以下、図8を参照して本実施の形態の制御装置の構成について説明する。ただし、実施の形態1と共通する構成についてはその説明を省略或いは簡略するものとする。なお、図8において実施の形態1と共通する要素は同一の符号を付している。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a drive unit control apparatus according to
図8に示すように、本実施の形態の制御装置は、駆動ユニットのトルク制御にかかる2つのアクチュエータA,Bを備えている。これらアクチュエータA,Bは、何れも入力される制御信号に応じて動作し、その動作に応じたトルクを駆動ユニットに実現させるものである。例えば、駆動ユニットが火花点火式の内燃機関の場合、アクチュエータAをスロットル、アクチュエータBを可変リフト機構付き吸気バルブとすることができる。勿論、アクチュエータAをスロットル、アクチュエータBを点火装置とする等の他の組み合わせも可能である。 As shown in FIG. 8, the control device of the present embodiment includes two actuators A and B for torque control of the drive unit. Both of these actuators A and B operate in response to an input control signal, and cause the drive unit to realize torque corresponding to the operation. For example, when the drive unit is a spark ignition type internal combustion engine, the actuator A can be a throttle and the actuator B can be an intake valve with a variable lift mechanism. Of course, other combinations such as the actuator A as a throttle and the actuator B as an ignition device are possible.
本実施の形態の制御装置は、トルク調整量計算部4を備えている。トルク調整量計算部4では、目標トルクと現在トルクとの差が要求トルク調整量として算出される。算出された要求トルク調整量は、フィルタ10A,10Bを用いて上記の2つのアクチュエータA,Bに分配される。
The control device of the present embodiment includes a torque adjustment
フィルタ10AはアクチュエータAに組み合わせられ、フィルタ10BはアクチュエータBに組み合わせられている。フィルタ10Aで抽出されたトルク調整量は、制御信号設定部20Aにおいて制御信号に変換されてアクチュエータAに入力されるようになっている。一方、フィルタ10Bで抽出されたトルク調整量は、制御信号設定部20Bにおいて制御信号に変換されてアクチュエータBに入力されるようになっている。本実施の形態の制御装置では、アクチュエータA,Bへの制御信号はトルク調整量をベースにして設定されるようになっている。
The
フィルタ10A,10Bは何れも実施の形態1或いは2にかかるトルク調整量フィルタ10と共通の構成を有している。すなわち、各フィルタ10A,10Bは、トルク調整量フィルタ10と同じくトルク感度計算部12、要求動作量計算部14、ガード処理部16及び実現トルク調整量計算部18から構成されている(図1参照)。
Both the
フィルタ10Aと10Bとの相違点は、トルク感度計算部12で計算されるトルク感度と、ガード処理部16で用いられる許容動作範囲の上下限値のみである。フィルタ10Aでは、トルク感度と許容動作範囲の上下限値はアクチュエータAの動特性に合わせて設定されている。フィルタ10Bでは、トルク感度と許容動作範囲の上下限値はアクチュエータBの動特性に合わせて設定されている。その他の構成はアクチュエータの動特性に左右されない構成であるので、フィルタ10A,10B間で共通化することができる。
The difference between the
図8に示す構成では、要求トルク調整量を各アクチュエータA,Bに分配する上での優先順位が予め設定されている。分配優先順位が上位のアクチュエータAに対応するフィルタ10Aには、要求トルク調整量がそのまま入力される。アクチュエータAへの制御信号は、要求トルク調整量のうちフィルタ10Aで抽出された実現トルク調整量に基づいて設定される。
In the configuration shown in FIG. 8, priorities for distributing the required torque adjustment amounts to the actuators A and B are set in advance. The required torque adjustment amount is inputted as it is to the
一方、下位のアクチュエータBに対応するフィルタ10Bには、要求トルク調整量と上位のフィルタ10Aで抽出された実現トルク調整量との差分が入力される。この差分トルク調整量は、要求トルク調整量のうちアクチュエータAでは実現されないトルク調整量である。この差分トルク調整量から抽出された実現トルク調整量に基づいてアクチュエータBへの制御信号が設定される。
On the other hand, the difference between the required torque adjustment amount and the actual torque adjustment amount extracted by the
これにより、実現可能なトルク調整量が2つのアクチュエータA,B間で重複している場合は、分配優先順位がより上位のアクチュエータAによってそのトルク調整量を実現させることができる。 Thereby, when the realizable torque adjustment amount overlaps between the two actuators A and B, the torque adjustment amount can be realized by the actuator A having a higher distribution priority.
本実施の形態の制御装置によれば、フィルタ10A,10B間においてその大部分の構成を共通化することができる。また、各アクチュエータA,Bの動特性に応じてフィルタ10A,10Bの設計やチューニングも容易であり、トルク感度と許容動作範囲の上下限値のみをアクチュエータA,Bの動特性に合わせて設定すればよい。また、一部のアクチュエータ、例えばアクチュエータBにおいてその動特性の変更がある場合には、対応するフィルタ10Bにおけるトルク感度と許容動作範囲の上下限値の設定のみを変更すればよく、他のフィルタ10Aにおける設定は見直す必要は無い。
According to the control device of the present embodiment, most of the configurations can be shared between the
なお、本実施の形態では、トルク調整量計算部4が第7の発明の「要求トルク調整量取得手段」に相当し、フィルタ10A,10Bを図8に示すように接続することで第7の発明の「トルク調整量分配手段」が構成されている。また、フィルタ10A,10Bが第7の発明の「フィルタ」に相当し、制御信号設定部20A,20Bは第7の発明の「アクチュエータ制御手段」に相当している。
In the present embodiment, the torque adjustment
また、フィルタ10A,10Bは実施の形態1にかかるトルク調整量フィルタ10と共通の構成を有していることから、トルク感度計算部12が第7の発明の「トルク感度取得部」に相当し、要求動作量計算部14が第7の発明の「要求動作量計算部」に相当している。また、ガード処理部16が第7の発明の「ガード処理部」に相当し、実現トルク調整量計算部18が第7の発明の「実現トルク調整量計算部」に相当している。
Further, since the
ところで、本実施の形態の制御装置は、図9に示すように変形して実施することもできる。図9に示す変形例では、アクチュエータAにはトルクフィルタ2が組み合わせられ、目標トルクがトルクフィルタ2に入力されるようになっている。このトルクフィルタ2には、前述のフィルタ(トルク調整量フィルタ)10Aがその1構成要素として内包されている。したがって、このような構成を採った場合でも、図8に示す構成で得られる効果と同等の効果を得ることができる。
By the way, the control device of the present embodiment can be modified as shown in FIG. In the modification shown in FIG. 9, the
なお、図9に示す変形例では、トルクフィルタ2において目標トルクから実現トルクが抽出され、制御信号設定部20Aでは実現トルクに基づいてアクチュエータAへの制御信号が設定される。つまり、この変形例では、アクチュエータAへの制御信号はトルクをベースにして設定されるようになっている。一方、下位のアクチュエータBに対応するフィルタ10Bには、目標トルクと上位のフィルタ10Aで抽出された実現トルクとの差分が入力される。この差分トルクは図8に示す構成で得られる差分トルク調整量に等しい。制御信号設定部20Bでは差分トルク調整量から抽出された実現トルク調整量に基づいてアクチュエータBへの制御信号が設定される。
In the modification shown in FIG. 9, the
その他.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
Others.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
2 トルクフィルタ
4 トルク調整量計算部
6 実現トルク計算部
10,10A,10B トルク調整量フィルタ
12 トルク感度計算部
14 要求動作量計算部
16 ガード処理部
18 実現トルク調整量計算部
20,20A,20B 制御信号設定部
30 学習値記憶部
32 実現トルク調整量補正部
34 実現トルク補正部
2
Claims (8)
トルク調整量の要求値(以下、要求トルク調整量)を取得する要求トルク調整量取得手段と、
前記アクチュエータの動作量の変化に対する前記駆動ユニットの出力トルクの感度(以下、トルク感度)を取得するトルク感度取得手段と、
要求トルク調整量とトルク感度とから前記アクチュエータに要求される動作量を計算する要求動作量計算手段と、
要求動作量を前記アクチュエータの許容動作範囲の上下限値によってガードするガード処理手段と、
ガード処理された要求動作量とトルク感度とから前記アクチュエータによって実現させるトルク調整量(以下、実現トルク調整量)を計算する実現トルク調整量計算手段と、
実現トルク調整量に基づいて前記アクチュエータへの制御信号を決定するアクチュエータ制御手段と、
を備えることを特徴とする駆動ユニットの制御装置。 A control device for a drive unit having an actuator that operates in response to an input of a control signal, wherein an output torque is adjusted according to an operation amount of the actuator;
Requested torque adjustment amount acquisition means for acquiring a required value of torque adjustment amount (hereinafter referred to as required torque adjustment amount);
Torque sensitivity acquisition means for acquiring sensitivity (hereinafter, torque sensitivity) of the output torque of the drive unit with respect to a change in the operation amount of the actuator;
A required operation amount calculating means for calculating an operation amount required for the actuator from a required torque adjustment amount and torque sensitivity;
Guard processing means for guarding the required operation amount by the upper and lower limit values of the allowable operation range of the actuator;
Realized torque adjustment amount calculation means for calculating a torque adjustment amount (hereinafter, realized torque adjustment amount) realized by the actuator from the guarded required operation amount and torque sensitivity;
Actuator control means for determining a control signal to the actuator based on an actual torque adjustment amount;
A drive unit control apparatus comprising:
目標トルクが定常のときのトルク誤差(以下、定常トルク誤差)を記録する定常トルク誤差記録手段と、
定常トルク誤差の記録時と同一の運転状態において、前記ガード処理手段によるガード処理を解除して前記アクチュエータを動作させたときのトルク誤差(以下、ガード解除時トルク誤差)を記録するガード解除時トルク誤差記録手段と、
定常トルク誤差に対するガード解除時トルク誤差の縮小分を学習値として記憶する学習手段と、
前記ガード処理手段によるガード処理が実行されるときには、前記の学習値を実現トルク調整量の計算に反映させる実現トルク調整量補正手段とをさらに備えることを特徴とする請求項5記載の駆動ユニットの制御装置。 The required torque adjustment amount acquisition means calculates a torque error between the target torque and the actual torque of the drive unit, and acquires the torque error as a required torque adjustment amount.
Steady torque error recording means for recording a torque error when the target torque is steady (hereinafter, steady torque error);
Torque at guard release for recording torque error (hereinafter referred to as torque error at guard release) when the actuator is operated by releasing the guard processing by the guard processing means in the same operation state as when recording steady torque error Error recording means;
Learning means for storing, as a learning value, a reduction in the torque error at the time of guard release with respect to the steady torque error;
6. The drive unit according to claim 5, further comprising an actual torque adjustment amount correction unit that reflects the learned value in the calculation of the actual torque adjustment amount when the guard process by the guard processing unit is executed. Control device.
トルク調整量の要求値(以下、要求トルク調整量)を取得する要求トルク調整量取得手段と、
要求トルク調整量を予め設定された分配優先順位に従って各アクチュエータへ分配するトルク調整量分配手段と、
アクチュエータ毎に設けられたフィルタであって、担当するアクチュエータに分配された要求トルク調整量から当該アクチュエータによって実現させるトルク調整量(以下、実現トルク調整量)を抽出するフィルタと、
前記各フィルタにより抽出された実現トルク調整量に基づいて、前記各フィルタが担当するアクチュエータへの制御信号を決定するアクチュエータ制御手段とを備え、
前記各フィルタは、
担当するアクチュエータの動作量の変化に対する前記駆動ユニットの出力トルクの感度(以下、トルク感度)を取得するトルク感度取得部と、
要求トルク調整量と当該アクチュエータのトルク感度とから当該アクチュエータに要求される動作量を計算する要求動作量計算部と、
要求動作量を当該アクチュエータの許容動作範囲の上下限値によってガードするガード処理部と、
ガード処理された要求動作量と当該アクチュエータのトルク感度とから前記の実現トルク調整量を計算する実現トルク調整量計算部とを含むことを特徴とする駆動ユニットの制御装置。 A control device for a drive unit having a plurality of actuators that operate in response to an input of a control signal, the output torque of which is adjusted according to the amount of operation of each of the plurality of actuators,
Requested torque adjustment amount acquisition means for acquiring a required value of torque adjustment amount (hereinafter referred to as required torque adjustment amount);
Torque adjustment amount distribution means for distributing the required torque adjustment amount to each actuator according to a preset distribution priority;
A filter provided for each actuator, which extracts a torque adjustment amount (hereinafter, realized torque adjustment amount) realized by the actuator from a required torque adjustment amount distributed to the actuator in charge;
Actuator control means for determining a control signal to the actuator that each filter is in charge of based on the actual torque adjustment amount extracted by each filter;
Each filter is
A torque sensitivity acquisition unit for acquiring the sensitivity of the output torque of the drive unit (hereinafter referred to as torque sensitivity) to a change in the operation amount of the actuator in charge;
A required operation amount calculation unit for calculating an operation amount required for the actuator from the required torque adjustment amount and the torque sensitivity of the actuator;
A guard processing unit that guards the required operation amount by the upper and lower limit values of the allowable operation range of the actuator;
An apparatus for controlling a drive unit, comprising: an actual torque adjustment amount calculation unit that calculates the actual torque adjustment amount based on the required operation amount subjected to guard processing and the torque sensitivity of the actuator.
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