JP2006090206A - Control device for automobile - Google Patents
Control device for automobile Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006090206A JP2006090206A JP2004276424A JP2004276424A JP2006090206A JP 2006090206 A JP2006090206 A JP 2006090206A JP 2004276424 A JP2004276424 A JP 2004276424A JP 2004276424 A JP2004276424 A JP 2004276424A JP 2006090206 A JP2006090206 A JP 2006090206A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- operating environment
- parameter
- valve timing
- output
- 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
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
本発明は、制御対象のモデルを用いて目標値から該制御対象の入力を演算する自動車の制御装置に関するものである。 The present invention relates to an automobile control apparatus that calculates an input of a control target from a target value using a model of the control target.
近年、車両に搭載される内燃機関においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを油圧で可変する油圧駆動式の可変バルブタイミング装置を搭載したものがある。この油圧駆動式の可変バルブタイミング装置は、作動油の温度(油温)によって作動油の粘度が変化して流動性が変化するため、油温によって可変バルブタイミング装置の応答性(バルブタイミング変化速度)が変化する。 In recent years, internal-combustion engines mounted on vehicles are equipped with a hydraulically driven variable valve timing device that varies the opening and closing timing of intake valves and exhaust valves with hydraulic pressure for the purpose of improving output, reducing fuel consumption, and reducing exhaust emissions. There is something. In this hydraulically driven variable valve timing device, the viscosity of the hydraulic oil changes depending on the temperature of the hydraulic oil (oil temperature) and the fluidity changes. Therefore, the responsiveness of the variable valve timing device (valve timing change speed) depends on the oil temperature. ) Will change.
そこで、油温又は冷却水温(油温の代用情報)に応じて可変バルブタイミング装置の油圧制御弁の入力を補正することで、油温の変化による可変バルブタイミング装置の応答性の変化を補償するようにしたものがある。 Therefore, by correcting the hydraulic control valve input of the variable valve timing device according to the oil temperature or cooling water temperature (oil temperature substitute information), the change in the responsiveness of the variable valve timing device due to the change in the oil temperature is compensated. There is something like that.
しかし、油温や冷却水温から作動油の粘度変化を精度良く推定することは難しく、また、製造ばらつきや経時変化等によっても可変バルブタイミング装置の応答性が変化するため、上述したように、油温や冷却水温に応じて可変バルブタイミング装置の油圧制御弁の制御入力を補正しても、可変バルブタイミング装置の応答性の変化を精度良く補償することができない。 However, it is difficult to accurately estimate the change in viscosity of the hydraulic oil from the oil temperature and the cooling water temperature, and the responsiveness of the variable valve timing device changes due to manufacturing variations and changes over time. Even if the control input of the hydraulic control valve of the variable valve timing device is corrected according to the temperature or the cooling water temperature, the change in the response of the variable valve timing device cannot be accurately compensated.
この対策として、例えば、特許文献1(特許第3134763号公報)に記載されているように、可変バルブタイミング装置のバルブタイミング変化速度が一定になるように油圧制御弁の制御入力(デューティ比)を所定値に保持しているときのバルブタイミング変化速度を算出し、そのバルブタイミング変化速度と規定速度との差を是正するように油圧制御弁の制御入力(デューティ比)を補正するようにしたものがある。 As a countermeasure, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3134763), the control input (duty ratio) of the hydraulic control valve is set so that the valve timing change speed of the variable valve timing device becomes constant. Calculates the valve timing change speed when the value is held at a predetermined value, and corrects the control input (duty ratio) of the hydraulic control valve to correct the difference between the valve timing change speed and the specified speed. There is.
しかし、特許文献1の技術は、可変バルブタイミング装置(油圧制御弁)の制御入力が一定値に保持されたときの可変バルブタイミング装置の挙動(静特性)の変化を補償するものであり、可変バルブタイミング装置の制御入力の変化に対する可変バルブタイミング装置の応答特性(動特性)については全く考慮されていない。このため、作動環境(油温等)、製造ばらつき、経時変化等の外乱要素に対し可変バルブタイミング装置の動特性の変化を補償することができず、外乱要素の影響を受けて過渡時の可変バルブタイミング装置の制御精度が悪くなるという欠点がある。
However, the technique of
また、内燃機関の始動時における暖機過程等では作動環境(油温等)の変化が大きいので、これを十分に考慮しないと、偏差の収束性が悪化して制御精度が悪化することがある。従って、作動環境(油温等)の変化が大きくなっても、この時の可変バルブタイミング装置の制御精度をより確実に高めることが要求されている。
本発明は、作動環境、製造ばらつき、経時変化等の外乱要素による制御対象の動特性の変化を補償することができ、作動環境の変化に追従した好適な制御が可能となる自動車の制御装置を提供することを主たる目的とするものである。 The present invention provides a vehicle control apparatus that can compensate for changes in dynamic characteristics of a controlled object due to disturbance factors such as operating environment, manufacturing variations, and changes over time, and enables suitable control following changes in the operating environment. The main purpose is to provide it.
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、効果等を示しつつ説明する。 Hereinafter, effective means for solving the above-described problems will be described while showing effects.
手段1.自動車の制御装置は、制御入力演算手段によって、制御対象の動特性を模擬した制御対象モデルを用いて該制御対象の目標値から該制御対象の入力を演算し、制御出力検出手段によって該制御対象の出力を検出し、パラメータ調整手段によって、該制御対象の入力又は前記目標値と該制御対象の出力との関係に基づいて制御入力演算手段のパラメータを調整する。このパラメータは、過去の履歴要素を用いて表した算出項目を含む形で算出されるものである。そして、作動環境検出手段によって制御対象の作動環境の変化を検出し、リセット手段によって、制御対象の作動環境の取り得る範囲内で定めた所定状態になると、算出項目を所定値にリセットするようにしたものである。
すなわち、制御対象の動特性が変化すると、過渡時の制御対象の入力と出力との関係が変化し、また、制御対象の入力は制御対象モデルを用いて目標値から演算されるため、制御対象の動特性の変化により制御対象の入力と出力との関係が変化すれば、目標値と制御対象の出力との関係も変化する。従って、制御対象の入力又は目標値と出力との関係に基づいて制御入力演算手段のパラメータを調整すれば、制御入力演算手段のパラメータを制御対象の動特性の変化に応じた適正な値に調整することができる。これにより、作動環境、製造ばらつき、経時変化等の外乱要素によって制御対象の動特性が変化した場合でも、その制御対象の動特性の変化に応じて制御対象の入力を自動的に調整して、外乱要素による制御対象の動特性の変化を補償することができる。 That is, when the dynamic characteristics of the controlled object change, the relationship between the input and output of the controlled object during the transition changes, and the controlled object input is calculated from the target value using the controlled object model. If the relationship between the input and output of the controlled object changes due to the change in the dynamic characteristics, the relationship between the target value and the output of the controlled object also changes. Therefore, if the parameter of the control input calculation means is adjusted based on the input of the control target or the relationship between the target value and the output, the parameter of the control input calculation means is adjusted to an appropriate value according to the change in the dynamic characteristics of the control target. can do. As a result, even if the dynamic characteristics of the controlled object change due to disturbance factors such as operating environment, manufacturing variation, aging, etc., the input of the controlled object is automatically adjusted according to the change in the dynamic characteristics of the controlled object, It is possible to compensate for changes in the dynamic characteristics of the controlled object due to disturbance elements.
また、過去の履歴要素を用いて表した算出項目を含む形で逐次算出するパラメータを用いる場合、内燃機関の始動時の暖機過程等において作動環境(油温等)の変化が大きいので、作動環境(油温等)の変化に対する追従性や応答性が悪化し、偏差の収束性が悪化して制御精度が悪化することがある。これに対し本案では、制御対象の作動環境が所定状態になると前記算出項目を所定値にリセットするようにしたので、パラメータが過去の履歴に引っ張られることによる偏差の収束性の悪化を防止可能となる。これにより、作動環境の変化に追従した好適な制御を行うことができる。 In addition, when using parameters that are calculated sequentially including calculation items expressed using past history elements, the operating environment (oil temperature, etc.) changes greatly during the warm-up process when the internal combustion engine is started. The followability and responsiveness to changes in the environment (oil temperature, etc.) may deteriorate, the deviation convergence may deteriorate, and the control accuracy may deteriorate. On the other hand, in this proposal, since the calculation item is reset to a predetermined value when the operating environment of the controlled object is in a predetermined state, it is possible to prevent deterioration of convergence of the deviation due to the parameter being pulled in the past history. Become. Thereby, the suitable control which followed the change of the operating environment can be performed.
なお、制御入力演算手段によって制御対象の望ましい入出力特性を模擬した規範モデルを設定し、該規範モデルに前記目標値を入力したときに得られる該規範モデルの出力と制御対象の出力との差を0にするような前記制御対象の入力を演算するようにしても良い。このようにすれば、制御対象の動特性の変化を規範モデルによって精度良く補償することができる。 The difference between the output of the reference model and the output of the control target obtained when a reference model that simulates the desired input / output characteristics of the control target is set by the control input calculation means and the target value is input to the reference model. It is also possible to calculate the input of the control target so as to set 0 to 0. In this way, it is possible to accurately compensate for changes in the dynamic characteristics of the controlled object using the reference model.
手段2.上記手段1において、作動環境の所定状態は、制御対象の作動環境の取り得る範囲内で複数定められている。
Mean 2. In the
すなわち、前記算出項目のリセットが制御対象の作動環境の取り得る範囲内で複数行われることになるので、所望のパラメータに対する今回算出されるパラメータのズレが小さくなり、より確実に作動環境の変化に追従させることができる。 That is, since the calculation item is reset a plurality of times within the range that the operating environment of the control target can take, the deviation of the parameter calculated this time from the desired parameter is reduced, and the operating environment can be changed more reliably. Can be followed.
手段3.上記手段1又は2において、制御対象の作動環境が所定状態になると、リセット手段は、メモリに格納されている該所定状態と対応したパラメータを所定値として読み出してリセットを行うと共に、格納手段は、該所定状態に対応付けてその時のパラメータをメモリに格納する。 Means 3. In the above means 1 or 2, when the operation environment to be controlled is in a predetermined state, the reset means reads and resets the parameter corresponding to the predetermined state stored in the memory as a predetermined value, and the storage means The parameters at that time are stored in the memory in association with the predetermined state.
すなわち、前記算出項目のリセットに用いる所定値には、前回制御時において得た実際のパラメータが用いられるので、パラメータをより確実に作動環境の変化に追従させることができる。 That is, since the actual parameter obtained during the previous control is used as the predetermined value used for resetting the calculation item, the parameter can be made to follow the change in the operating environment more reliably.
手段4.上記手段3において、リセット手段は、制御対象の作動環境が所定状態になると、該所定状態よりも一つ先の所定状態に対応付けられたパラメータを所定値としてメモリから読み出してリセットを行う。
Means 4. In the
すなわち、算出項目のリセットに用いる所定値には、現在の作動環境が所定状態になった時より今後至ると想定される別の所定状態に対応付けられたパラメータが用いられるので、作動環境の変化にいち早く応答することができ、パラメータをより確実に作動環境の変化に追従させることができる。 That is, as the predetermined value used for resetting the calculation item, a parameter associated with another predetermined state that is assumed to be in the future from when the current operating environment enters the predetermined state is used. The parameter can be made to follow the change of the operating environment more reliably.
手段5.上記手段1において、パラメータ調整手段は、制御対象の入力又は目標値を入力した時の制御対象モデルの出力と制御対象の出力との偏差を算出すると共に、過去の履歴を重ねる毎に減衰する算出項目としてのゲインを偏差に乗算することでパラメータを算出し、リセット手段は、制御対象の作動環境が所定状態になると、そのゲインを所定値にリセットする。
Means 5. In the
すなわち、制御対象の作動環境が所定状態になると、ゲインが所定値にリセットされて高ゲインとなるので、作動環境の変化に対するパラメータの応答性が良好となり、より確実に作動環境の変化に追従させることができる。 That is, when the operating environment of the control target is in a predetermined state, the gain is reset to a predetermined value and becomes a high gain, so that the response of the parameter to the change in the operating environment becomes good, and the change in the operating environment is more reliably followed. be able to.
手段6.上記手段1〜5のいずれかにおいて、制御対象は、内燃機関の暖機に伴い温度上昇する作動油を用いる油圧駆動式アクチュエータであって、作動環境検出手段は、作動油の温度の変化を検出し、リセット手段は、作動油の油温が所定温度になると、算出項目を所定値にリセットする。 Means 6. In any one of the above means 1 to 5, the control object is a hydraulically driven actuator that uses hydraulic oil whose temperature rises as the internal combustion engine warms up, and the operating environment detection means detects a change in the temperature of the hydraulic oil. The reset means resets the calculation item to a predetermined value when the temperature of the hydraulic oil reaches a predetermined temperature.
すなわち、内燃機関の暖機に伴い温度上昇する作動油を用いる油圧駆動式アクチュエータに適用することで、油圧駆動式アクチュエータの動特性の変化に応じて該アクチュエータの制御入力を自動的に補正して、作動環境、製造ばらつき、経時変化等の外乱要素による該アクチュエータの動特性の変化を補償することができ、該アクチュエータの過渡時の制御精度を高めることができ、該アクチュエータの過渡応答性のばらつきによるトルクばらつきを防止することができる。また、内燃機関の始動時における暖機過程等では作動環境(油温等)の変化が大きいので、作動油の油温が所定温度になって算出項目を所定値にリセットすることは特に有効であり、作動環境の変化(油温等)に追従したより好適な制御を行うことができる。 That is, when applied to a hydraulically driven actuator that uses hydraulic oil that rises in temperature as the internal combustion engine warms up, the control input of the actuator is automatically corrected according to changes in the dynamic characteristics of the hydraulically driven actuator. It is possible to compensate for changes in the dynamic characteristics of the actuator due to disturbance factors such as operating environment, manufacturing variations, changes over time, etc., and to improve the control accuracy during the transient of the actuator, and variations in the transient response of the actuator Torque variation due to can be prevented. In addition, since the operating environment (oil temperature, etc.) varies greatly during the warm-up process at the start of the internal combustion engine, it is particularly effective to reset the calculation items to a predetermined value when the oil temperature of the hydraulic oil reaches a predetermined temperature. Yes, more suitable control can be performed following changes in the operating environment (such as oil temperature).
手段7.上記手段6において、油圧駆動式アクチュエータよりなる可変バルブ装置が進遅角判定手段によって進角又は遅角のいずれに作動しているかが判定され、リセット手段は、進遅角の判定に対応してそれぞれ設けられる所定値の内で、進遅角の判定に応じた所定値を用いてリセットする。
Mean 7 In the
ここで、可変バルブ装置を進角制御する場合ではオーバーシュート(過剰進角)により失火等が生じる可能性があるため、オーバーシュートを極力減らすことが要求される。一方、遅角制御する場合ではバルブタイミング制御精度よりもバルブタイミングを早く戻すことが要求されるため、進角制御に比べれば、行き過ぎ量が許容される。このような理由から、一般に、可変バルブタイミング装置は、進角制御よりも遅角制御の方が早い応答ができるように構成されている。このため、進角制御と遅角制御を同一条件にすると、遅角側の特性に引っ張られて進角側の応答が補正されずに遅いままになったり、或は、進角側の特性に引っ張られて遅角側の応答が補正されずに早いままになったりする可能性がある。そのため、所定値を進角側と遅角側とでそれぞれ用意し、進遅角判定に基づいて所定値を使い分けることで、可変バルブ装置の作動状態に合致したパラメータを算出することができ、制御精度をより確実に高めることができる。 Here, when the advance control of the variable valve device is performed, misfire or the like may occur due to overshoot (excessive advance), so it is required to reduce overshoot as much as possible. On the other hand, when the retard angle control is performed, it is required to return the valve timing earlier than the valve timing control accuracy. Therefore, the overshoot amount is allowed as compared with the advance angle control. For these reasons, generally, the variable valve timing device is configured so that the retard angle control can respond faster than the advance angle control. For this reason, if the advance angle control and the retard angle control are set to the same condition, the response on the advance angle side is not corrected and the response on the advance angle side is left uncorrected. There is a possibility that the response on the retarded angle side is not corrected but remains early without being corrected. For this reason, a predetermined value is prepared for each of the advance side and the retard side, and a parameter that matches the operating state of the variable valve device can be calculated by properly using the predetermined value based on the advance / delay determination. The accuracy can be increased more reliably.
以下、本発明を内燃機関である車載ガソリンエンジンの可変バルブタイミング装置に具体化した一実施の形態を図面に基づいて説明する。まずは、図1を用いてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a variable valve timing device for an on-vehicle gasoline engine which is an internal combustion engine will be described with reference to the drawings. First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG.
図1に示すエンジン11において、吸気管12の最上流部にはエアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側には吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。エアフローメータ14の下流側には、DCモータ等によって開度調節されるスロットルバルブ15と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ16とが設けられている。
In the
スロットルバルブ15の下流側にはサージタンク17が設けられ、このサージタンク17には吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ18が設けられている。また、サージタンク17には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド19が設けられ、各気筒の吸気マニホールド19の吸気ポート近傍には、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁20が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ21が取り付けられ、各点火プラグ21の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
A surge tank 17 is provided downstream of the
エンジン11の排気管22には、排出ガス中のCO,HC,NOx等を浄化する三元触媒等の触媒23が設けられ、この触媒23の上流側には、排出ガスの空燃比又はリッチ/リーン等を検出する排出ガスセンサ24(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられている。また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ25が取り付けられている。
The
図2に示すように、エンジン11は、クランク軸26からの動力がタイミングチェーン27(又はタイミングベルト)により各スプロケット28,29を介して吸気側カム軸30と排気側カム軸31とに伝達されるようになっている。更に、吸気側カム軸30には、油圧駆動式アクチュエータよりなる可変バルブタイミング装置32が設けられている。可変バルブタイミング装置32は、クランク軸26に対する吸気側カム軸30の回転位相(カム軸位相)を可変とし、吸気側カム軸30によって開閉駆動される吸気バルブ33のバルブタイミングを可変するようになっている。この可変バルブタイミング装置32の油圧回路には、オイルパン34内の作動油(エンジンオイル)がオイルポンプ35により供給され、その油圧を油圧制御弁(OCV)36で制御することで、吸気バルブ33のバルブタイミングが制御される。
As shown in FIG. 2, in the
また、吸気側カム軸30の外周側には、所定のカム角毎にカム角信号を出力するカム角センサ37が取り付けられている。一方、クランク軸26の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ38が取り付けられている。このクランク角センサ38の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出され、カム角センサ37の出力信号とクランク角センサ38の出力信号とに基づいて吸気バルブ33の実バルブタイミングが検出される。
A
前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)39に入力される。このECU39は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁20の燃料噴射量や点火プラグ21の点火時期を制御する。
Outputs of the various sensors described above are input to an engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 39. The
また、ECU39は、図4〜図9に示すバルブタイミング制御用の各プログラムを実行することで、カム角センサ37の出力信号とクランク角センサ38の出力信号とに基づいて実バルブタイミング(実カム軸位相)を算出すると共に、エンジン運転状態等に基づいて目標バルブタイミング(目標カム軸位相)を算出し、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに一致するように可変バルブタイミング装置32(油圧制御弁36)の制御デューティを算出する。
In addition, the
その際、ECU39は、図3に示すように、モデル規範型適応制御を実行する。このモデル規範型適応制御を実行するために、制御対象(可変バルブタイミング装置)32の理想的な入出力特性(応答特性)を模擬した規範モデル40を設定し、コントローラ41によって規範モデル40の出力と制御対象32の出力(実バルブタイミング)との差が0になるように制御入力(制御デューティ)を算出する。また、油温等の作動環境の変化等により制御対象32の動特性(入出力特性)に変化が生じると、規範モデル40の出力と制御対象32の出力との差が大きくなるが、パラメータ調整機構42によって、その差が十分に小さい値(0付近)になるようにコントローラ41のパラメータを調整する。
At that time, the
以下、本実施例のモデル規範型適応制御の制御系の設計について説明する。 Hereinafter, the design of the control system for the model reference adaptive control according to the present embodiment will be described.
まず、システム同定法等により制御対象(可変バルブタイミング装置)32の動特性を模擬した制御対象モデルを次式のような線形モデルで与える。 First, a controlled object model that simulates the dynamic characteristics of the controlled object (variable valve timing device) 32 is given as a linear model as shown below by the system identification method or the like.
ここで、u(k)は入力(制御デューティ)、y(k)は出力(実バルブタイミング)である。また、a1 は1回前の出力にかかる重み係数、a2 は2回前の出力にかかる重み係数、bは入力にかかる重み係数、b1 は1回前の入力にかかる重み係数である。これらの重み係数は、例えば最小二乗法により算出すれば良い。
Here, u (k) is an input (control duty), and y (k) is an output (actual valve timing). Further, a1 is a weighting factor for the previous output, a2 is a weighting factor for the previous output, b is a weighting factor for the input, and b1 is a weighting factor for the previous input. These weighting factors may be calculated by, for example, the least square method.
次に、制御対象モデルに基づくコントローラ41の設計について説明する。 Next, the design of the controller 41 based on the controlled object model will be described.
まず、制御対象(可変バルブタイミング装置)32の理想的な入出力特性を模擬した規範モデル40を次式で与える。
First, a
ここで、um(k)は入力(目標バルブタイミング)、ym(k)は出力(実バルブタイミング)である。また、am1 は1回前の出力にかかる重み係数、am2 は2回前の出力にかかる重み係数、bmは入力にかかる重み係数、bm1 は1回前の入力にかかる重み係数、bm2 は2回前の入力にかかる重み係数である。
Here, um (k) is an input (target valve timing), and ym (k) is an output (actual valve timing). Also, am1 is a weighting factor for the previous output, am2 is a weighting factor for the previous output, bm is a weighting factor for the input, bm1 is a weighting factor for the previous input, and bm2 is twice. This is the weighting factor for the previous input.
コントローラ41は、上記(1)式の制御対象モデルの出力y(k)と上記(2)式の規範モデルの出力ym(k)とを漸近的に一致させる制御入力u(k)を求めるように次式で与える。 The controller 41 obtains a control input u (k) that asymptotically matches the output y (k) of the controlled object model of the above expression (1) and the output ym (k) of the reference model of the above expression (2). Is given by
ここで、b0 及びBR(z-1)とS(z-1)の多項式の係数br1 ,br2 ,br3 ,br4 ,s0 ,s1 ,s2 は、未知のパラメータであり、パラメータ調整機構42により制御対象32の出力(実バルブタイミング)と規範モデル40の出力ym(k)との差が小さくなる又は0になるように調整される。
Here, the coefficients br1, br2, br3, br4, s0, s1, s2 of the polynomials b0 and BR (z-1) and S (z-1) are unknown parameters and are controlled by the
また、パラメータ調整機構42は、次式で与える。
The
以上説明したモデル規範型適応制御は、ECU39により図4〜図9に示すプログラムに従って実行される。以下、これらのプログラムの処理内容を説明する。
The model reference adaptive control described above is executed by the
[バルブタイミング制御]
図4に示すバルブタイミング制御プログラムは、エンジン始動時から所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ101で、カム角センサ37、クランク角センサ38、冷却水温センサ25等の出力信号を取り込み、吸気側カム軸30のカム角と、エンジン11のクランク角と、エンジン11の現在の冷却水温等を得る。
[Valve timing control]
The valve timing control program shown in FIG. 4 is executed at a predetermined cycle from the engine start. When this program is started, first, in
この後、ステップ102で、カム角センサ37の出力信号とクランク角センサ38の出力信号とに基づいて実バルブタイミングを算出し、次のステップ103で、エンジン運転状態等に基づいて目標バルブタイミングを算出する。
Thereafter, in
この後、ステップ104に進み、上記(2)式を用いて、目標バルブタイミングに対する規範モデル40の出力を算出することで理想的なバルブタイミング軌道を算出する。ここで、規範モデル40の設定について説明する。まず、クランク角センサ38で検出したエンジン回転速度NEと、冷却水温センサ25で検出した冷却水温を読み込む。冷却水温は、制御対象(可変バルブタイミング装置)32の作動環境を把握するため作動油の油温を推定し、作動環境の変化を検出するために用いられる。尚、作動油の油温を検出する油温センサを備えたシステムの場合には、油温センサで検出した油温を読み込むようにしても良い。この後、現在の冷却水温(又は油温)とエンジン回転速度NEとに応じた規範モデル40の各パラメータam1 am2 ,bm,bm1 ,bm2 をマップ等を用いて算出する。これにより、現在の冷却水温(又は油温)とエンジン回転速度NEとに対応した適正な規範モデル40が設定される。
Thereafter, the process proceeds to step 104, and the ideal valve timing trajectory is calculated by calculating the output of the
この後、ステップ105に進み、実バルブタイミングのサンプリング周期(つまり本プログラムの実行周期)で、図5のパラメータ逐次調整プログラムを実行して、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差が十分に小さくなるようにコントローラ41のパラメータθ(k)を調整する。
Thereafter, the process proceeds to step 105, where the parameter sequential adjustment program of FIG. 5 is executed at the sampling period of the actual valve timing (that is, the execution period of this program), and the difference between the output of the
・[パラメータ逐次調整]
本プログラムが起動されると、まず、ステップ201で、カム角センサ37とクランク角センサ38の出力を用いた実バルブタイミング(VT)の計算飛ばしが無いか否かを判定する。
・ [Sequential parameter adjustment]
When this program is started, first, at
その結果、実バルブタイミングの計算飛ばしが有ると判定された場合(つまり実バルブタイミングの計算結果が本プログラムの実行間隔以内に検出されない場合)には、ステップ202以降のパラメータ調整に関する処理を行わずに、ステップ210に進み、コントローラ41のパラメータの前回値θ(k−1)を今回値θ(k)に置き換える。
As a result, when it is determined that there is an actual valve timing calculation skip (that is, when the actual valve timing calculation result is not detected within the execution interval of this program), the processing related to parameter adjustment after
一方、上記ステップ201で、実バルブタイミングの計算飛ばしが無いと判定された場合には、ステップ202以降のパラメータ調整に関する処理を次のようにして実行する。まず、ステップ202では、制御対象である可変バルブタイミング装置32の状態が進角側か遅角側かの進角・遅角判定を行うべく、図6に示す進角・遅角判定プログラムを実行する。
On the other hand, if it is determined in
・・[進角・遅角判定]
本プログラムが起動されると、まず、ステップ301で、目標バルブタイミング(目標VT)の今回値から規範モデル40の出力の前回値を減算し、その減算結果が所定値KHiより大きくなったか否かを判定する。該ステップ301で「Yes」と判定、すなわち減算結果がKHiより大きくなったと判定された場合には、ステップ302に進み、可変バルブタイミング装置32が進角側に作動している(吸気側カム軸30のカム角がエンジン11のクランク角に対して進角している)と判定する。この後、本プログラムを終了する。
・ ・ [Advance / Delay judgment]
When this program is started, first, in
一方、ステップ301で「No」と判定、すなわち減算結果がKHi以下になったと判定された場合には、ステップ303に進み、減算結果が所定値KLoより小さくなったか否かを判定する。但し、KLo<KHiである。ステップ303で「Yes」と判定、すなわち減算結果がKLoより小さくなったと判定された場合には、ステップ304に進み、可変バルブタイミング装置32が遅角側に作動している(吸気側カム軸30のカム角がエンジン11のクランク角に対して遅角している)と判定する。この後、本プログラムを終了する。なお、上記ステップ303で「No」と判定された場合、すなわち減算結果がKLo以上、且つ、KHi以下である場合には、進角・遅角が生じていないと判定し、そのまま本プログラムを終了する。
On the other hand, if “No” is determined in
次いで、上記した「パラメータ逐次調整」処理に戻り、図5のパラメータ逐次調整プログラムのステップ203を実行する。ステップ203では、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差ε(k)を算出する適応則実行判定を行うべく、図7に示す適応則実行判定プログラムを実行する。
Next, the process returns to the above-described “parameter sequential adjustment” process, and step 203 of the parameter sequential adjustment program in FIG. 5 is executed. In
・・[適応則実行判定]
本プログラムが起動されると、まず、ステップ401で、目標値が0か否かを判定する。該ステップ401で「Yes」と判定、すなわち目標値が0と判定された場合には、ステップ402に進み、実バルブタイミング(実VT)が所定値VTcより小さいか否かを判定する。該ステップ402で「Yes」と判定、すなわち実バルブタイミングが所定値VTcより小さいと判定された場合には、ステップ403で、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差εを0にリセットし、本プログラムを終了する。
.. [Adaptive law execution judgment]
When this program is started, first, in
一方、上記ステップ401とステップ402のいずれかで「No」と判定、すなわち目標値が0でない、又は上記ステップ402で実バルブタイミングが所定値VTc以上であると判定された場合には、ステップ404に進み、上記(8)式を用いて、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差ε(k)を算出し、本プログラムを終了する。
On the other hand, if “No” is determined in either step 401 or step 402, that is, if the target value is not 0, or if it is determined in
次いで、上記した「パラメータ逐次調整」処理に戻り、図5のパラメータ逐次調整プログラムのステップ204を実行する。ステップ204では、コントローラ41のパラメータθ(k)の調整に用いる重み行列を算出すべく、図8に示す重み行列算出プログラムを実行する。
Next, the process returns to the “parameter sequential adjustment” process described above, and step 204 of the parameter sequential adjustment program in FIG. 5 is executed. In
・・[重み行列算出]
本プログラムが起動されると、まず、ステップ501で、冷却水温(又は油温)の今回値が判定値T0よりも高いか否かを判定し、ステップ502で、冷却水温(又は油温)の前回値が判定値T0よりも低いか否かを判定する。ここで、判定値T0は、冷却水温(又は油温)の取り得る範囲内で、例えば0℃、20℃、40℃、60℃の複数段階に設定されている。なお、この判定値T0は、20℃の等間隔に設定したが、等間隔でなくても良く、例えばエンジン11の始動時の暖機過程等において変化の大きい低温側ほど細かい間隔としても良い。また、判定値T0を1つとしても良い。そして、ステップ501とステップ502のいずれか一方で「No」と判定された場合には、ステップ503に進み、上記(7)式を用いて、重み行列Γ(k)を算出する。この後、本プログラムを終了する。
・ ・ [Weight matrix calculation]
When this program is started, first, in
一方、上記ステップ501とステップ502の両方で「Yes」と判定、すなわち冷却水温(又は油温)が判定値T0(例えば0℃、20℃、40℃、60℃のいずれか)を越えたときだけ、ステップ504に進み、パラメータθ(k)の算出に用いる該パラメータθ(k)の重み行列(ゲイン)の前回値Γ(k−1)を初期値Γ(0)にリセットする。パラメータθ(k)は、重み行列の前回値Γ(k−1)を初期値Γ(0)にリセットすることで高ゲインとなる。この後、本プログラムを終了する。
On the other hand, when “Yes” is determined in both
次いで、上記した「パラメータ逐次調整」処理に戻り、図5のパラメータ逐次調整プログラムのステップ205を実行する。ステップ205では、上記ステップ404にて算出した規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差ε(k)が所定値εAより大きいか否かを判定する。ここで、所定値εAは、許容誤差に相当する値に設定されている。該ステップ205で「No」と判定、すなわちε(k)が所定値εA以下であると判定された場合、ステップ210に進み、上記したようにコントローラ41のパラメータの前回値θ(k−1)を今回値θ(k)に置き換える。
Next, the process returns to the “parameter sequential adjustment” process described above, and step 205 of the parameter sequential adjustment program in FIG. 5 is executed. In
一方、上記ステップ205で「Yes」と判定、すなわちε(k)が所定値εAより大きいと判定された場合、ステップ206に進む。このステップ206と次のステップ207は、上記したステップ501,502と同様であり、冷却水温(又は油温)が判定値T0(この場合、例えば0℃、20℃、40℃、60℃のいずれか)を越えたときだけ、ステップ208に進み、ECU39内のバックアップRAM39aに格納されている初期値θ(0)を読み込む。後述するが、バックアップRAM39aには、冷却水温(又は油温)の判定値T1(20℃、40℃、60℃、80℃)に対応付けられた各初期値θ(0)が格納されている。そして、今回の判定値T0よりも温度が一段階高い側の判定値T1に対応付けられた初期値(0)、すなわち今回の判定値T0が0℃であれば20℃に対応付けられた初期値(0)を読み込み、20℃であれば40℃に対応付けられた初期値(0)を、40℃であれば60℃に対応付けられた初期値(0)を、60℃であれば80℃に対応付けられた初期値(0)を読み込むようになっている。そして、ステップ209に進む。一方、冷却水温(又は油温)が判定値T0を超えていない場合では、ステップ208を経由せずにステップ209に進む。
On the other hand, if “Yes” is determined in
ここで、上記した初期値θ(0)は、前回又は前回までに(前回、数値更新のない場合はそれ以前)、冷却水温(又は油温)の判定値T0毎にRAM39aに格納したパラメータθ(k)であり、しかも同じ判定値T0であっても進角側と遅角側の2種類の初期値θ(0)がRAM39aに格納されている。従って、上記ステップ208では、冷却水温(又は油温)の判定値T0に対応した進角側及び遅角側の初期値θ(0)の内で、上記ステップ202の判定に基づいた進角側又は遅角側の初期値θ(0)のいずれかを読み込むようになっている。
Here, the above-described initial value θ (0) is the parameter θ stored in the RAM 39a for each determination value T0 of the cooling water temperature (or oil temperature) before or before the previous time (or before when the numerical value is not updated). Even if the determination value T0 is the same, two types of initial values θ (0) on the advance side and the retard side are stored in the RAM 39a. Accordingly, in the
これは、実バルブタイミングに対して進角制御する場合と遅角制御する場合とでは制御要求が異なってくるためである。例えば、進角制御ではオーバーシュート(過剰進角)により失火等が生じる可能性があるため、オーバーシュートを極力減らすことが要求される。一方、遅角制御ではバルブタイミング制御精度よりもバルブタイミングを早く戻すことが要求されるため、進角制御に比べれば、行き過ぎ量が許容される。このような理由から、一般に、可変バルブタイミング装置は、進角制御よりも遅角制御の方が早い応答ができるように構成されている。このため、進角制御と遅角制御を同一条件にすると、遅角側の特性に引っ張られて進角側の応答が補正されずに遅いままになったり、或は、進角側の特性に引っ張られて遅角側の応答が補正されずに早いままになったりする可能性がある。そのため、初期値θ(0)を進角側と遅角側とでそれぞれ用意している。なお、上記した初期値Γ(0)も同様に進遅角の判定に対応してそれぞれ用意しても良い。 This is because the control requirements differ between when the advance angle control is performed with respect to the actual valve timing and when the retard angle control is performed. For example, in advance angle control, misfire or the like may occur due to overshoot (excess advance angle), so it is required to reduce overshoot as much as possible. On the other hand, in the retard control, since it is required to return the valve timing earlier than the valve timing control accuracy, an overshoot amount is allowed as compared with the advance control. For these reasons, generally, the variable valve timing device is configured so that the retard angle control can respond faster than the advance angle control. For this reason, if the advance angle control and the retard angle control are set to the same condition, the response on the advance angle side is not corrected and the response on the advance angle side is left uncorrected. There is a possibility that the response on the retarded angle side is not corrected but remains early without being corrected. Therefore, initial values θ (0) are prepared for the advance side and the retard side, respectively. The initial value Γ (0) described above may also be prepared corresponding to the determination of the advance / delay angle.
ステップ209では、上記(6)〜(10)式を用いて、コントローラ41のパラメータθ(k)を算出する。パラメータθ(k)は、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差ε(k)が十分に小さくなるように調整される。この場合、パラメータθ(k)を算出するためにパラメータの前回値θ(k−1)と重み行列の前回値Γ(k−1)とを用いるが、冷却水温(又は油温)が判定値T0(0℃、20℃、40℃、60℃のいずれか)を越えたときには、その前回値θ(k−1)を、今回の判定値T0よりも温度が一段階高い側の判定値T1(20℃、40℃、60℃、80℃)に対応付けられた初期値θ(0)にリセットし、重み行列Γ(k)を初期値Γ(0)にリセットするようになっている。
In
これは、式(6)に示すようにパラメータθ(k)を今回算出するにあたり、パラメータの前回値θ(k−1)を用いて算出しているので、過去の履歴を長く反映してしまう傾向がある。そのため、油温のように温度の上昇に伴って粘度が次第に低下していくような作動環境の変化が生じる場合では、実バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差が収束し難く、変化速度が速い場合では偏差が逆に拡大して発散が生じることがある。そのため、冷却水温(又は油温)の判定値T0毎に該判定値T0に対応した初期値θ(0)にリセットすることで、過去の履歴の反映がなくなる。つまり、過去の履歴に引っ張られて偏差の収束性が悪化するのを防止し、制御精度の向上を図っている。また、重み行列も前回値Γ(k−1)を用いて算出しているので、同様に過去の履歴を長く反映してしまう傾向がある。そのため、冷却水温(又は油温)の判定値T0毎に該判定値T0に対応した初期値Γ(0)にリセットすることで、重み行列Γ(k)においても過去の履歴の反映がなくなる。つまり、過去の履歴に引っ張られて偏差の収束性の悪化するのを防止し、これによっても制御精度の向上を図っている。 This is because the parameter θ (k) is calculated using the previous value θ (k−1) of the parameter when the parameter θ (k) is calculated this time as shown in the equation (6), and the past history is reflected long. Tend. Therefore, when there is a change in the operating environment where the viscosity gradually decreases as the temperature rises, such as the oil temperature, the deviation between the actual valve timing and the target valve timing is difficult to converge and the change speed is fast. In some cases, the deviation may increase and the divergence may occur. Therefore, the past history is not reflected by resetting to the initial value θ (0) corresponding to the determination value T0 for each determination value T0 of the coolant temperature (or oil temperature). In other words, the convergence of the deviation is prevented from being deteriorated by being pulled by the past history, and the control accuracy is improved. Further, since the weight matrix is also calculated using the previous value Γ (k−1), the past history tends to be reflected in the same manner. Therefore, by resetting the initial value Γ (0) corresponding to the determination value T0 for each determination value T0 of the cooling water temperature (or oil temperature), the past history is not reflected in the weight matrix Γ (k). In other words, the convergence of the deviation is prevented from being deteriorated by being pulled by the past history, thereby improving the control accuracy.
ステップ211では、今回得たパラメータθ(k)をバックアップRAM39aに格納すべく、図9に示すRAM格納プログラムを実行する。
In
・・[RAM格納]
本プログラムが起動されると、まず、ステップ601で、冷却水温(又は油温)が判定値T1(例えば20℃、40℃、60℃、80℃のいずれか)か否かを判定する。判定値T1は、判定値T0に対応して本実施の形態では20℃の等間隔に設定している。そして、冷却水温(又は油温)が判定値T1である場合のみステップ602に進み、上記ステップ209又はステップ210にて求めたパラメータθ(k)を判定値T1(20℃、40℃、60℃、80℃)に対応付けてバックアップRAM39aに格納する。この場合、上記ステップ202の進角側の判定で進角側の初期値θ(0)として格納し、遅角側の判定で遅角側の初期値θ(0)として格納する。一方、冷却水温(又は油温)が判定値T1でない場合は、パラメータθ(k)の格納を行わない。なお、RAM39aへの格納は冷却水温(又は油温)に基づいて行ったが、冷却水温(又は油温)に加えてエンジン回転速度NEを考慮しても良い。そして、この後、本プログラムを終了する。
.. [RAM storage]
When this program is started, first, in
こうして、上記パラメータ逐次調整処理を行った後、図4に示すバルブタイミング制御プログラムのステップ106を実行する。ステップ106では、制御入力算出プログラム(図示せず)を実行して、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差が0になるように制御デューティを算出する。
Thus, after performing the parameter sequential adjustment process, step 106 of the valve timing control program shown in FIG. 4 is executed. In
具体的には、規範モデル40の出力と実バルブタイミングと制御デューティの過去の履歴を読み込み、上記パラメータ逐次調整プログラムで設定したコントローラ41のパラメータθ(k)を読み込む。なお、実バルブタイミングの読み飛ばしが生じた場合には、上記(1)式の制御対象モデルの出力(又は規範モデル40の出力)を実バルブタイミングの代用情報として用いる。そして、上記(3)式を用いて、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差が0になるように制御デューティを算出する。
Specifically, the output of the
また、冷却水温(又は油温)が所定値よりも低温状態であると判定され、且つ、コントローラ41のパラメータθ(k)の定常ゲインが所定値よりも大きいと判定された場合には、可変バルブタイミング装置32の特性に線形性がなくなる領域、つまり、不感帯であると判断して不感帯除去制御を実行する。この不感帯除去制御では、補助的な信号を入力したり、可変バルブタイミング装置32の制御入力に適当な処理を施す(例えば、制御入力をn乗したり、制御入力の対数をとる)ことにより、疑似的に可変バルブタイミング装置32の特性に線形性を持たせて、制御性を確保する。そして、このステップ106において、最終的な制御デューティを決定する。
Further, when it is determined that the cooling water temperature (or oil temperature) is lower than the predetermined value, and the steady gain of the parameter θ (k) of the controller 41 is determined to be larger than the predetermined value, it is variable. It is determined that the characteristic of the
この後、ステップ107に進み、補助制御領域判定プログラム(図示せず)を実行して、補助制御領域であるか否かを判定する処理を行った後、本プログラムを終了する。ECU39は、上記した各処理プログラムを順次実行して、可変バルブタイミング装置32(油圧制御弁36)の制御を実施している。
Thereafter, the process proceeds to step 107, where an auxiliary control area determination program (not shown) is executed to determine whether or not it is an auxiliary control area, and then this program ends. The
次に、このような本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。 Next, the characteristic operational effects of the present embodiment will be described.
本実施の形態では、可変バルブタイミング装置32の動特性を模擬した制御対象モデルの出力(実バルブタイミング)と、可変バルブタイミング装置32の理想的な入出力特性を模擬した規範モデル40の出力とを漸近的に一致させる制御デューティを求めるようにコントローラ41を構成し、作動環境の変化等により可変バルブタイミング装置32の動特性に変化が生じて、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差が大きくなると、パラメータ調整機構42によって、その差が十分に小さくなるようにコントローラ41のパラメータθ(k)を逐次調整するようにした。そのため、作動環境、製造ばらつき、経時変化等の外乱要素によって可変バルブタイミング装置32の動特性が変化した場合でも、その可変バルブタイミング装置32の動特性の変化に応じて制御デューティを自動的に補正して、過度時の可変バルブタイミング装置32の制御精度を高めることができ、可変バルブタイミング装置32の過渡応答性のばらつきによるトルクばらつきを防止することができる。
In the present embodiment, the output of the control target model that simulates the dynamic characteristics of the variable valve timing device 32 (actual valve timing), and the output of the
また本実施の形態では、過去の履歴要素を用いて表した算出項目(パラメータ前回値θ(k−1)、重み行列前回値Γ(k−1))を含む形で逐次算出するパラメータθ(k)を用いているので、エンジン11の始動時における暖機過程等では作動環境(油温等)の変化が大きく、作動環境の変化に対する追従性や応答性が悪化し、偏差の収束性が悪化して制御精度が悪化することがある。これに対し本実施の形態では、作動環境の変化が所定状態になる毎に(冷却水温(又は油温)が判定値T0になる毎に)、パラメータθ(k)を算出するために用いるパラメータ前回値θ(k−1)と重み行列前回値Γ(k−1)とをそれぞれ初期値θ(0),Γ(0)にリセットするようにしたので、パラメータθ(k)が過去の履歴に引っ張られることによる偏差の収束性の悪化を防止することができる。これにより、作動環境の変化に追従した好適な制御を行うことができる。
In the present embodiment, the parameter θ (sequentially calculated in a form including the calculation items (parameter previous value θ (k−1), weight matrix previous value Γ (k−1)) expressed using past history elements is used. k) is used, the change in the operating environment (oil temperature, etc.) is large during the warm-up process at the start of the
また本実施の形態では、リセットを行う作動環境の所定状態(冷却水温(又は油温)の判定値T0)は複数定められおり、その所定状態毎にリセットが複数行われることになるので、所望のパラメータに対する今回算出されるパラメータのズレが小さくなり、より確実に作動環境の変化に追従させることができる。 In the present embodiment, a plurality of predetermined states (cooling water temperature (or oil temperature) determination value T0) of the operating environment for resetting are determined, and a plurality of resets are performed for each predetermined state. The deviation of the parameter calculated this time with respect to the parameter is reduced, and the change in the operating environment can be more reliably followed.
また本実施の形態では、作動環境が所定状態(冷却水温(又は油温)の判定値T1)になると、該所定状態(判定値T1)に対応付けてパラメータθ(k)を初期値θ(0)としてバックアップRAM39aに格納している。そして、今回制御時において作動環境が所定状態(冷却水温(又は油温)の判定値T0)になると、該判定値T0よりも温度が一段階高い側の判定値T1に対応付けられた初期値θ(0)をRAM39aから読み出してリセットを行うようにしている。つまり、リセットに用いる初期値θ(0)には、前回制御時において得た実際のパラメータθ(k)が用いられるので、パラメータθ(k)をより確実に作動環境の変化に追従させることができる。 Further, in the present embodiment, when the operating environment reaches a predetermined state (cooling water temperature (or oil temperature) determination value T1), the parameter θ (k) is associated with the predetermined state (determination value T1) and the initial value θ ( 0) is stored in the backup RAM 39a. Then, when the operating environment becomes a predetermined state (cooling water temperature (or oil temperature) determination value T0) at the time of the current control, the initial value associated with the determination value T1 on the side whose temperature is one step higher than the determination value T0. θ (0) is read from the RAM 39a and reset. That is, since the actual parameter θ (k) obtained at the previous control is used as the initial value θ (0) used for resetting, the parameter θ (k) can follow the change in the operating environment more reliably. it can.
またこの場合、リセットに用いる初期値θ(0)には、現在の作動環境が所定状態になった時より今後至ると想定される別の所定状態(一段階高い側の判定値T1)に対応付けられたパラメータθ(k)が用いられるので、作動環境の変化にいち早く応答することができ、パラメータθ(k)をより確実に作動環境の変化に追従させることができる。 In this case, the initial value θ (0) used for reset corresponds to another predetermined state (the determination value T1 on the higher side) that is assumed to be in the future from the time when the current operating environment is in the predetermined state. Since the attached parameter θ (k) is used, it is possible to quickly respond to a change in the operating environment, and it is possible to cause the parameter θ (k) to follow the change in the operating environment more reliably.
またこの場合、冷却水温(又は油温)が所定の間隔を持った判定値T1となる毎にパラメータθ(k)を初期値θ(0)としてバックアップRAM39aに格納するので、初期値θ(0)の格納数は少なく、RAM39aに格納するデータ量は小さい。 In this case, the parameter θ (k) is stored in the backup RAM 39a as the initial value θ (0) every time the cooling water temperature (or the oil temperature) becomes the determination value T1 having a predetermined interval, so the initial value θ (0 ) Is small and the amount of data stored in the RAM 39a is small.
また本実施の形態では、作動環境が所定状態(冷却水温(又は油温)の判定値T0)になると、パラメータθ(k)の算出に用いる該パラメータθ(k)のゲインとしての重み行列の前回値Γ(k−1)を初期値Γ(0)にリセットする。パラメータθ(k)は、重み行列の前回値Γ(k−1)を初期値Γ(0)にリセットすることで高ゲインとなる。そのため、作動環境の変化に対するパラメータθ(k)の応答性が良好となり、より確実に作動環境の変化に追従させることができる。 Further, in the present embodiment, when the operating environment reaches a predetermined state (cooling water temperature (or oil temperature) determination value T0), a weight matrix as a gain of the parameter θ (k) used for calculation of the parameter θ (k) The previous value Γ (k−1) is reset to the initial value Γ (0). The parameter θ (k) becomes a high gain by resetting the previous value Γ (k−1) of the weight matrix to the initial value Γ (0). Therefore, the responsiveness of the parameter θ (k) with respect to the change in the operating environment is improved, and the change in the operating environment can be more reliably followed.
また本実施の形態では、制御対象をエンジン11の暖機に伴い温度上昇する作動油を用いる油圧駆動式の可変バルブタイミング装置32としている。特にエンジン11の始動時における暖機過程等では作動環境(油温等)の変化が大きいため、可変バルブタイミング装置32の作動環境(油温等)が所定状態(冷却水温(又は油温)の判定値T0)になって上記リセットを行うことは特に有効であり、作動環境の変化(油温等)に追従したより好適な制御を行うことができる。
Further, in the present embodiment, the control target is the hydraulically driven variable
また本実施の形態では、可変バルブタイミング装置32が進角又は遅角のいずれに作動しているかを判定し、その進遅角の判定に対応してそれぞれ設けられる初期値θ(0)の内で、進遅角の判定に応じた初期値θ(0)を用いてリセットしている。すなわち、上記したように、可変バルブタイミング装置32は進角制御する場合と遅角制御する場合とで制御要求が異なるため、初期値θ(0)を進角側と遅角側とでそれぞれ用意し、進遅角判定に基づいて初期値θ(0)を使い分けることで、可変バルブタイミング装置32の作動状態に合致したパラメータθ(k)を算出することができ、制御精度をより確実に高めることができる。
Further, in the present embodiment, it is determined whether the variable
また本実施の形態では、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差ε(k)が所定値εA以下になったときに、パラメータθ(k)の逐次調整を停止するようにしたので、コントローラ41に不感帯を設けて、ノイズ等の外乱によるパラメータθ(k)の誤学習を防止でき、誤学習による制御系の発散を防止することができる。
In the present embodiment, when the difference ε (k) between the output of the
また本実施の形態では、実バルブタイミングのサンプリング周期でパラメータθ(k)を調整するようにしたので、実バルブタイミングのサンプリング周期に同期した適正な周期でパラメータθ(k)を調整することができると共に、必要以上に早い周期でパラメータθ(k)を調整することを防止して、ECU39の演算負荷を軽減することができる。尚、実バルブタイミングのサンプリング周期の整数倍の周期でパラメータθ(k)を調整するようにしても良い。
In the present embodiment, the parameter θ (k) is adjusted at the sampling period of the actual valve timing. Therefore, the parameter θ (k) can be adjusted at an appropriate period synchronized with the sampling period of the actual valve timing. In addition, it is possible to reduce the calculation load on the
また本実施の形態では、実バルブタイミングの計算飛ばしが発生した場合(実バルブタイミングの計算結果が所定期間内に検出されない場合)に、パラメータθ(k)の逐次調整を停止し、実バルブタイミングの代わりに制御対象モデルの出力(又は規範モデル40の出力)を用いて制御デューティを演算するようにしたので、実バルブタイミングの計算飛ばしが発生した場合でも、制御デューティの演算処理を継続することができる。また、パラメータθ(k)の逐次調整を停止することで、実バルブタイミングの計算飛ばしによるパラメータθ(k)の誤学習を防止することができる。 In the present embodiment, when the actual valve timing calculation is skipped (when the calculation result of the actual valve timing is not detected within a predetermined period), the sequential adjustment of the parameter θ (k) is stopped and the actual valve timing is stopped. Since the control duty is calculated using the output of the control target model (or the output of the reference model 40) instead of the control valve, the calculation processing of the control duty should be continued even when the calculation of the actual valve timing is skipped. Can do. Further, by stopping the sequential adjustment of the parameter θ (k), it is possible to prevent erroneous learning of the parameter θ (k) due to skipping calculation of the actual valve timing.
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。 In addition, this invention is not limited to the content of description of the said embodiment, For example, you may implement as follows.
上記実施の形態では、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差が十分に小さくなるようにコントローラ41のパラメータを逐次調整するようにしたが、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差が十分に小さくなるように制御対象モデルのパラメータを逐次調整するようにしても良い。
In the above embodiment, the parameters of the controller 41 are sequentially adjusted so that the difference between the output of the
上記実施の形態では、規範モデル40の出力と実バルブタイミングとの差が所定値以下になったときに、パラメータの逐次調整を停止するようにしたが、実バルブタイミングと制御対象モデルの出力との差が所定値以下となったときに、パラメータの逐次調整を停止するようにしても良い。
In the above embodiment, when the difference between the output of the
上記実施の形態では、吸気バルブのバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング装置に適用したが、吸気バルブのバルブリフト量やバルブ開弁期間を可変する可変バルブ装置、排気バルブのバルブ開閉特性(バルブタイミング、バルブリフト量、バルブ開弁期間のうちの少なくとも1つ)を可変する可変バルブ装置等、自動車や内燃機関の制御に用いる種々の制御対象や、内燃機関以外の制御対象にも広く適用しても良い。 In the above embodiment, the present invention is applied to the variable valve timing device that varies the valve timing of the intake valve. However, the variable valve device that varies the valve lift amount and valve opening period of the intake valve, the valve opening / closing characteristics of the exhaust valve (valve timing) , At least one of a valve lift amount and a valve opening period), and widely applied to various control objects used for control of automobiles and internal combustion engines, and control objects other than internal combustion engines. Also good.
上記実施の形態では、規範モデルを備えた制御系に適用したが、制御対象の動特性を模擬した制御対象モデルを用いて制御対象の目標値から制御入力を演算する種々の制御系に適用しても良い。 In the above embodiment, the present invention is applied to a control system having a reference model, but is applied to various control systems that calculate a control input from a target value of a controlled object using a controlled object model that simulates the dynamic characteristics of the controlled object. May be.
11…エンジン(内燃機関)、32…可変バルブタイミング装置(油圧駆動式アクチュエータ、可変バルブ装置及び制御対象)、25…冷却水温センサ(作動環境検出手段)、33…吸気バルブ、34…オイルパン、35…オイルポンプ、36…油圧制御弁、37…カム角センサ(制御出力検出手段)、39…ECU(制御入力演算手段、パラメータ調整手段、リセット手段、進遅角判定手段)、39a…バックアップRAM(メモリ)、θ(k)…パラメータ、θ(k−1)…パラメータの前回値(算出項目)、θ(0)…初期値(所定値)、Γ(k)…重み行列(算出項目、ゲイン)、Γ(0)…初期値(所定値)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記制御対象の出力を検出する制御出力検出手段と、
前記制御対象の入力又は前記目標値と前記制御対象の出力との関係に基づいて前記制御入力演算手段のパラメータを調整するパラメータ調整手段と、を備え、
過去の履歴要素を用いて表した算出項目を含む形で前記パラメータを逐次算出するようにした制御装置であって、
前記制御対象の作動環境の変化を検出するための作動環境検出手段と、
前記制御対象の作動環境の取り得る範囲内で定めた所定状態になると、前記算出項目を所定値にリセットするリセット手段と、
を備えていることを特徴とする自動車の制御装置。 Control input calculation means for calculating an input of the control object from a target value of the control object using a control object model simulating the dynamic characteristics of the control object of the automobile;
Control output detecting means for detecting the output of the controlled object;
Parameter adjusting means for adjusting a parameter of the control input computing means based on the relationship between the input of the control object or the target value and the output of the control object,
A control device that sequentially calculates the parameters in a form that includes calculation items represented using past history elements,
An operating environment detecting means for detecting a change in the operating environment of the controlled object;
Reset means for resetting the calculation item to a predetermined value when a predetermined state determined within a range that can be taken by the operating environment of the control object;
An automobile control device comprising:
前記制御対象の作動環境が所定状態になると、前記リセット手段は、前記メモリに格納されている該所定状態と対応した前記パラメータを前記所定値として読み出してリセットを行うと共に、前記格納手段は、該所定状態に対応付けてその時の前記パラメータをメモリに格納することを特徴とする請求項1又は2に記載の自動車の制御装置。 Storage means for storing the parameters in a memory;
When the operating environment of the controlled object is in a predetermined state, the reset unit reads out the parameter corresponding to the predetermined state stored in the memory as the predetermined value, and resets the storage unit. The vehicle control device according to claim 1, wherein the parameter at that time is stored in a memory in association with a predetermined state.
前記リセット手段は、前記制御対象の作動環境が所定状態になると、今後至ると想定される別の所定状態に対応付けられた前記パラメータを前記所定値として前記メモリから読み出してリセットを行うことを特徴とする請求項3に記載の自動車の制御装置。 A plurality of predetermined states of the operating environment are determined within a possible range of the operating environment of the control target,
When the operating environment of the control target is in a predetermined state, the reset unit reads the parameter associated with another predetermined state assumed to be in the future from the memory as the predetermined value, and performs a reset. The vehicle control apparatus according to claim 3.
前記リセット手段は、前記制御対象の作動環境が所定状態になると、前記ゲインを前記所定値にリセットすることを特徴とする請求項1に記載の自動車の制御装置。 The parameter adjustment means calculates a deviation between the output of the control target model and the output of the control target when the control target input or the target value is input, and attenuates each time a past history is overlaid. The parameter is calculated by multiplying the deviation by a gain as a calculation item,
2. The automobile control device according to claim 1, wherein the reset unit resets the gain to the predetermined value when an operating environment of the control target is in a predetermined state.
前記作動環境検出手段は、前記作動油の温度の変化を検出し、
前記リセット手段は、前記作動油の油温が所定温度になると、前記算出項目を所定値にリセットすることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の自動車の制御装置。 The control object is a hydraulically driven actuator that uses hydraulic oil that rises in temperature as the internal combustion engine warms up,
The operating environment detecting means detects a change in temperature of the hydraulic oil,
6. The automobile control device according to claim 1, wherein the reset unit resets the calculation item to a predetermined value when an oil temperature of the hydraulic oil reaches a predetermined temperature. 7.
前記可変バルブ装置が進角又は遅角のいずれに作動しているかを判定する進遅角判定手段を備え、
前記所定値は、進遅角の判定に対応してそれぞれ設けられ、
前記リセット手段は、進遅角の判定に基づいてその判定に応じた前記所定値を用いてリセットすることを特徴とする請求項6に記載の自動車の制御装置。 The hydraulically driven actuator is a variable valve device that varies a valve opening / closing characteristic of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine,
Advancing / retarding angle determining means for determining whether the variable valve device is operating at an advance angle or a retard angle;
The predetermined value is provided corresponding to the determination of the advance / retard angle,
7. The vehicle control apparatus according to claim 6, wherein the reset unit resets the vehicle based on the determination of the advance / retard angle using the predetermined value corresponding to the determination.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004276424A JP2006090206A (en) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | Control device for automobile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004276424A JP2006090206A (en) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | Control device for automobile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006090206A true JP2006090206A (en) | 2006-04-06 |
Family
ID=36231429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004276424A Pending JP2006090206A (en) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | Control device for automobile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006090206A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008280893A (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Toyota Motor Corp | Fuel nature determining device for internal combustion engine |
CN109306909A (en) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | 罗伯特·博世有限公司 | With adjustable hydraulic press for squeezing volume, the transmission mechanism component with hydraulic press and for controlling transmission mechanism component method |
CN116820014A (en) * | 2023-08-24 | 2023-09-29 | 山西交通科学研究院集团有限公司 | Intelligent monitoring and early warning method and system for traffic electromechanical equipment |
-
2004
- 2004-09-24 JP JP2004276424A patent/JP2006090206A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008280893A (en) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Toyota Motor Corp | Fuel nature determining device for internal combustion engine |
CN109306909A (en) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | 罗伯特·博世有限公司 | With adjustable hydraulic press for squeezing volume, the transmission mechanism component with hydraulic press and for controlling transmission mechanism component method |
CN109306909B (en) * | 2017-07-27 | 2022-11-22 | 罗伯特·博世有限公司 | Hydraulic machine for a drive train assembly |
CN116820014A (en) * | 2023-08-24 | 2023-09-29 | 山西交通科学研究院集团有限公司 | Intelligent monitoring and early warning method and system for traffic electromechanical equipment |
CN116820014B (en) * | 2023-08-24 | 2023-11-14 | 山西交通科学研究院集团有限公司 | Intelligent monitoring and early warning method and system for traffic electromechanical equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7188593B2 (en) | Controller for automobile | |
JP2007023881A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP4697201B2 (en) | Abnormality detection device for internal combustion engine | |
US20150032359A1 (en) | Method of correcting operating set points of an internal combustion engine | |
JP4605512B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US6672284B2 (en) | Fuel supply amount control apparatus for internal combustion engine | |
JP2001303990A (en) | Variable valve timing controller for internal combustion engine | |
US20090164099A1 (en) | Controller for an internal combustion engine | |
US20120259532A1 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
JP4304468B2 (en) | Oil temperature estimation device for internal combustion engine | |
JP2008128160A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP4475207B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US7209825B2 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
JP2008138579A (en) | Variable valve timing control device for internal combustion engine | |
US6662782B2 (en) | Controller for internal combustion engine | |
JP3873970B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
US9002618B2 (en) | Variable valve timing control apparatus for engine | |
JP2006090206A (en) | Control device for automobile | |
JP4404354B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4421381B2 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP2008128161A (en) | Control device of internal combustion engine | |
CN115217569B (en) | Phase adjustment method, device and equipment for engine camshaft and engine | |
JP2007077842A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4110534B2 (en) | Variable valve control device for internal combustion engine | |
JP6261369B2 (en) | Engine control device |