車輛用動力設備的控制裝置製造方法
2023-06-03 01:22:36 2
車輛用動力設備的控制裝置製造方法
【專利摘要】本發明的課題是，在通過由控制器進行的多個促動器的操作來控制運轉的車輛用動力裝置中，在進行控制器的切換時，不使車輛用動力設備的行為發生紊亂。為了完成該課題，在本發明提供的車輛用動力設備的控制裝置中，至少一個控制器被作為追隨目標值控制器而構成，以本動力設備的多個狀態量追隨各自的目標值的方式，利用包含將狀態量和該目標值的偏差積分的積分器的方程式，計算促動器的操作量。並且，在用於促動器的操作的控制器從另外的控制器向所述目標值追隨控制器切換的情況下，在以所述狀態量作為狀態矢量、以所述操作量作為輸入矢量的本動力設備的設備模型的狀態方程式中，反算出所述積分器的初始值，以使所述狀態矢量的即將切換之前的微分和剛剛切換之後的微分相一致。
【專利說明】車輛用動力設備的控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及操作多個促動器來控制車輛用動力設備的運轉的控制裝置，
【背景技術】
[0002]作為車輛用動力設備的控制方法，已知有利用狀態空間模型的控制方法。例如，在日本特開2002 - 187464號公報中，公開了一種利用模型追隨控制方法運算發動機和無級變速器的各操作量的技術。在該公報公開的模型追隨控制方法中，從標準模型輸出加速度指令值，利用積分器將加速度指令值和加速度推定值的偏差積分，其中，所述加速度指令值表示與目標加速度相對應的加速度推定值的理想的響應性。並且，將標準模型、控制對象的車輛模型的各狀態量和加速度偏差積分量反饋，運算各操作量。另外，在該公報中，對於在這樣的加速度反饋控制中的增益的切換方法做了記載。根據這種切換方法，以在增益的切換前後發動機和無機變速器的各操作量、即設備模型的狀態方程式中的輸入變量連續地變化的方式計算出積分器的初始值。
[0003]但是，在上述公報所公開的切換方法中存在問題。在上述公報公開的切換方法中，要保持輸入變量的連續性，但是，對於與動力設備的行為相關的狀態變量，其連續性不能得到保障。因此，存在著在切換如後，動力設備的彳丁為廣生素亂的可能性。另外，存在著在車輛的動力設備的控制中，準備多個用於促動器的操作的控制器，根據運轉條件或運轉狀態切換所使用的控制器的情況，但是，上述公報中公開的切換方法中的問題，是將操作促動器的控制器切換成另外的控制器時也會產生的問題。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2002 - 187464號公報
【發明內容】
[0007]本發明是鑑於上述問題做出的，其課題是，在通過利用控制器進行的多個促動器的操作來控制運轉的車輛用動力設備中，在控制器的切換時，不使動力設備的行為產生紊舌L。另外，為了完成該課題，根據本發明的車輛用動力裝置的控制裝置按照下述方式構成。
[0008]根據本發明的一種形式，本控制裝置，至少配備有兩個控制器。其中至少一個控制器被作為目標值追隨控制器而構成，所述目標追隨控制器利用包含有對所述多個狀態量和各自的目標值的偏差進行積分的積分器的方程式，計算促動器的操作量，以使得所述動力設備的多個狀態量追隨各自的所述目標值。本控制裝置配備有選擇用於促動器的操作的控制器的選擇器、和在進行由選擇器選擇的控制器的切換時起作用的運算處理裝置。在由選擇器選擇的控制器被從另外的控制器(第二控制器)切換導作為目標追隨控制器的第一控制器的情況下，所述運算處理裝置反算所述積分器的初始值，以便在以所述狀態量作為狀態矢量、以所述操作量作為輸入矢量的本動力設備的設備模型的狀態方程式中，使得所述狀態矢量的在即將進行切換之前的微分和剛剛切換之後的微分相一致。[0009]根據以上述方式構成的控制裝置，支配狀態軌跡的狀態空間上的矢量場，在控制器的切換的前後不發生變化。因此，由於在動力設備的各狀態量中不會產生不連續性，所以，可以不使動力設備的行為產生紊亂地切換控制器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是表示本發明的實施方式的車輛用動力設備的控制系統的概要的圖。
[0011]圖2是對於應用本發明的實施方式的控制裝置的控制器的切換思想進行說明的圖。
[0012]圖3是表示本發明的實施方式的控制裝置的詳細結構的圖。
【具體實施方式】
[0013]下面，參照附圖對於本發明的實施方式進行說明。
[0014]圖1是表示本實施方式的車輛用動力設備的控制系統的概要的圖。控制系統包含有:作為控制對象的車輛用動力裝置2、以及操作車輛用動力設備2配備的多個促動器以控制其運轉的控制裝置4。本實施方式的車輛用動力裝置2是柴油發動機，促動器是柴油機節氣門、EGR閥(廢氣再循環量控制閥)及渦輪增壓器的可變噴嘴三種。本實施方式的控制裝置4作為發動機ECU的功能的一部分而被實現。從柴油發動機2向控制裝置4提取包括EGR率「egr」、增壓「pim」、發動機轉速「Ne」以及燃料噴射「Q」在內的各種信息。控制裝置4基於提取的信息，分別計算作為柴油發動機的操作量的節氣門開度「Dth」、EGR閥的操作量即EGR閥開度「EGRv」、以及可變噴嘴的操作量即可變噴嘴開度「VN」，輸出到發動機2中。
[0015]控制裝置4配備有至少兩個控制器6A、6B。控制器(第一控制器)6A作為協調控制用的目標值追隨控制器構成。控制器6A計算各促動器的操作量，以使作為柴油發動機2的狀態量的EGR率和增壓的各個推定值追隨各自的目標值。下面的公式(I)是表示控制器6A的控制側的方程式。在公式(I)中，「u」是輸入變量矢量。在輸入變量矢量中，包含作為操作量的節氣門開度、EGR閥開度及可變噴嘴開度。「X」是狀態變量矢量，「r」是其目標值矢量。在狀態變量矢量中包含EGR率和增壓的各個推定值。「V」是將對目標值矢量的狀態變量矢量的追隨誤差進行積分而獲得的積分矢量。「umap」是輸入偏移量矢量，包括各個操作量的基準值。輸入偏移量矢量通過以發動機轉速和燃料噴射量作為自變量的映射的檢索來決定。「KX」、「KV」、「K/』均是係數矩陣。
[0016][公式I]
[0017]U = Kxx+Kvv+Krr+umap …(I)
[0018]V = / (r-x)dt
[0019]控制器(第二控制器)6B是由與控制器6A不同的控制側計算各個促動器的操作量的控制器。控制器6B與控制器6A—樣，作為目標值追隨控制器而構成。這些控制器6A、6B由在控制裝置4中被編程的發動機控制算法以軟體的方式實現。
[0020]控制裝置4選擇與發動機的運轉狀態相對應地在各個促動器的操作中使用的控制器。詳細地說， 在發動機的運轉狀態變成了規定的狀態時，控制裝置4將選擇控制器從控制器6B切換到控制器6A。該切換時的課題是柴油發動機2的行為發生紊亂。為了解決該課題，如圖2示意性地表示的那樣，在被柴油發動機2的狀態量擴展的狀態空間中，支配狀態軌跡的狀態空間上的矢量場有必要在控制器的切換前後不發生變化。下面，對於在控制裝置4中採用的切換的前後不使矢量場變化的切換方法進行說明。
[0021]首先，柴油發動機2的設備模型的狀態方程式由下面的公式(2)表示。在公式(2)中，均是係數矩陣。在選擇控制器的切換之前，公式(2)中的「u」意味著控制器6B的輸入變量矢量。
[0022][公式2]
[0023]
【權利要求】
1.一種車輛用動力設備的控制裝置，所述控制裝置操作多個促動器，控制車輛用動力設備的運轉，其特徵在於，所述控制裝置配備有: 第一控制器，所述第一控制器被作為目標值追隨控制器而構成，所述目標值追隨控制器利用包含有對所述動力設備的多個狀態量和各自的目標值的偏差進行積分的積分器的方程式，計算所述促動器的操作量，以使得所述動力設備的所述多個狀態量追隨各自的所述目標值； 第二控制器，所述第二控制器計算所述促動器的操作量且不同於所述第一控制器； 選擇器，所述選擇器選擇用於所述促動器的操作的控制器； 運算處理裝置，在所述選擇器所選擇的控制器被從所述第二控制器切換到所述第一控制器的情況下，所述運算處理裝置反算所述積分器的初始值，以便在將所述狀態量作為狀態矢量、將所述操作量作為輸入矢量的所述動力設備的設備模型的狀態方程式中，使得所述狀態矢量的在即將進行切換之前的微分和剛剛切換之後的微分相一致。
【文檔編號】F02D45/00GK103748343SQ201180072932
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2011年8月22日 優先權日:2011年8月22日
【發明者】仲田勇人 申請人:豐田自動車株式會社