JP4638827B2 - Control apparatus and control method using sliding mode control - Google Patents
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本発明は、入力される調整量により、この調整量に対応する状態に向けて制御系の状態を変化させる被制御システム、例えば無段変速機等に対して制御を行なう制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls a controlled system, such as a continuously variable transmission, that changes a state of a control system toward a state corresponding to the adjustment amount according to an input adjustment amount.
車両用の無段変速機として、ベルト式無段変速機が知られているが、このベルト式無段変速機を制御するための制御装置は、プーリ位置やプライマリ回転数(駆動プーリの回転数)を制御対象として、無段変速機の変速比を、車両の運転状態に適合する変速比となるように制御していた。
この変速比の調整のために、一般に、ベルト式無段変速機においては、入力トルクに応じてセカンダリ油圧(従動プーリのベルト挟持力調整のための油圧)を設定するセカンダリ油圧制御系と、入力トルクおよびセカンダリ油圧に応じて、所定の変速比を得るのに必要なプライマリ油圧(駆動プーリのプーリ位置調整のための油圧)を設定する変速比制御系とを備えていた。
As a continuously variable transmission for a vehicle, a belt type continuously variable transmission is known. A control device for controlling the belt type continuously variable transmission includes a pulley position and a primary rotational speed (the rotational speed of a driving pulley). ) To be controlled, the gear ratio of the continuously variable transmission is controlled so as to be a gear ratio suitable for the driving state of the vehicle.
In order to adjust this speed ratio, in general, in a belt type continuously variable transmission, a secondary hydraulic control system that sets a secondary hydraulic pressure (hydraulic pressure for adjusting the belt clamping force of the driven pulley) according to the input torque, and an input A gear ratio control system for setting a primary oil pressure (hydraulic pressure for adjusting the pulley position of the drive pulley) required to obtain a predetermined gear ratio according to the torque and the secondary oil pressure is provided.
ここで、変速比制御系では目標変速比を実現するために、対応する目標プーリ位置、或いは、目標プライマリ回転数が演算され、これらプーリ位置或いはプライマリ回転数の実値との偏差に基づくフィードバック制御によってプライマリ油圧の目標値が演算され、このプライマリ油圧の目標値となるように実油圧が調整されていた。
このようなフィードバック制御を行なうにあたっては、各種走行モード(発進、定常、キックダウン、手動変速、ブレーキなど)に応じて制御ゲインの調整、或いは、目標値の補正を行なうことにより、変速比のハンチングを防止して、変速制御の応答性、収束性の適正化が図られていた。
Here, in the gear ratio control system, in order to realize the target gear ratio, the corresponding target pulley position or target primary rotational speed is calculated, and feedback control based on a deviation from the actual value of the pulley position or primary rotational speed. Thus, the target value of the primary oil pressure is calculated, and the actual oil pressure is adjusted to be the target value of the primary oil pressure.
In performing such feedback control, hunting of the gear ratio is performed by adjusting the control gain or correcting the target value according to various driving modes (start, steady, kickdown, manual shift, brake, etc.). Thus, the responsiveness and convergence of the shift control have been optimized.
この種の無段変速機において、制御ゲインを調整する技術として、例えば、特許文献1には、急ブレーキ時には通常の走行モードより制御ゲインを大きくして変速比が大側に移動する速度を上げ、それ以外の場合は制御ゲインを小さく維持する技術が開示されている。
また、目標値の補正を行なう技術として、例えば、特許文献2には、スロットルが急閉された場合など、目標のプライマリ回転数が急減したときに、PID制御器の過剰な積分制御により、実プライマリ回転数がアンダーシュートすることで変速比のハンチングが生じるのを防止するために、目標のプライマリ回転数の減少速度にリミッタをかける技術が開示されている。
In this type of continuously variable transmission, as a technique for adjusting the control gain, for example,
Further, as a technique for correcting the target value, for example, Patent Document 2 discloses that the PID controller performs excessive integration control when the target primary rotational speed decreases suddenly, such as when the throttle is suddenly closed. In order to prevent gear ratio hunting from occurring due to undershooting of the primary rotational speed, a technique for limiting the reduction speed of the target primary rotational speed is disclosed.
しかし、上記先行技術においては、基本的にはPID制御であることからロバスト性が低いとともに、以下の様な不具合がある。すなわち、(1)各種走行モード毎に、制御ゲインを調整、あるいは、目標値の補正を行なうために、制御ソフトウエアが複雑化する。(2)各種走行モード毎に、最適な制御ゲインや目標値の補正量を設定する必要があるために制御ソフトウエアの開発に時間がかかる。 However, in the above prior art, since it is basically PID control, the robustness is low and there are the following problems. That is, (1) the control software becomes complicated in order to adjust the control gain or correct the target value for each driving mode. (2) It takes time to develop control software because it is necessary to set an optimal control gain and target value correction amount for each driving mode.
このような、PID制御の欠点を補うフィードバック制御として、ロバスト性が高く、前記(1)、(2)の問題が少ない、スライディングモード制御が知られている(例えば、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6等参照。)。
これらの技術は、基本的にはフィードフォワード演算にて得られた目標値に基づいて、スライディングモード制御器にてサーボ機構に対するフィードバック制御を行っている。
As such feedback control that compensates for the drawbacks of PID control, sliding mode control is known that has high robustness and few problems (1) and (2) (for example, Patent Document 3 and Patent Document 4). , Patent Document 5, Patent Document 6, etc.).
In these techniques, basically, a sliding mode controller performs feedback control on the servo mechanism based on a target value obtained by feedforward calculation.
しかし、スライディングモード制御では、その性質上、制御のハンチングが生じ易く、運転条件が限られているロボットのような分野では大きな問題とならないものの、他の多くの分野での各種装置の制御、例えば、車両用の無段変速機等の制御に適用すると、そのハンチングが無視できず、車両の乗り心地の低下につながるなどのおそれがあった。
そこで、例えば無段変速機をスライディングモード制御するに際して、このようなハンチングを抑制するようにした技術も提案されている(特許文献7参照)。
However, in the sliding mode control, hunting of the control is likely to occur due to its nature, and although it does not become a big problem in the field such as the robot where the operation condition is limited, the control of various devices in many other fields, for example, When applied to the control of a continuously variable transmission for a vehicle, the hunting cannot be ignored, and there is a risk that the ride comfort of the vehicle may be reduced.
Thus, for example, a technique has been proposed in which such hunting is suppressed when the continuously variable transmission is controlled in the sliding mode (see Patent Document 7).
この技術では、スライディングモード制御部により演算したスライディングモード制御量と、プライマリ油圧フィードフォワード項演算部にて演算したフィードフォワード制御量とを加算し、この加算した制御量(目標プライマリ油圧)によりプライマリ油圧制御アクチュエータを調整するようにしている。これにより、目標プライマリ油圧は、その全てがスライディングモード制御による制御量に基づくのではなく、フィードフォワード制御による制御量分が含まれることになり、フィードフォワード制御による制御量分が含まれている分だけ、そうでない場合に比べ、小さくなる。したがって、スライディングモード制御における非線形フィードバック項ゲインを小さくとれることになり、応答性を満足しつつ、ハンチングの防止ができる。 In this technique, the sliding mode control amount calculated by the sliding mode control unit and the feedforward control amount calculated by the primary hydraulic feedforward term calculation unit are added, and the primary hydraulic pressure is determined by the added control amount (target primary hydraulic pressure). The control actuator is adjusted. As a result, the target primary hydraulic pressure is not all based on the control amount by the sliding mode control, but includes the control amount by the feedforward control, and the amount of control by the feedforward control is included. However, it will be smaller than if it were not. Therefore, the nonlinear feedback term gain in the sliding mode control can be reduced, and hunting can be prevented while satisfying the responsiveness.
さらに具体的には、以下の技術が記載されている。
スライディングモード制御量の演算において、該制御量の内の非線形フィードバック項の演算については、少なくともスライディングモード制御の位相空間上の切換え面に設けられた境界層内では、位相空間上の被制御システム(無段変速機の制御系)の状態点sと切換え面(切り換え関数で表される面)との距離で比例計算して得られる値よりも、絶対値として小さい値を与える非線形関数f(s)で状態点sを写像した値に基づいて、非線形フィードバック項の値を求めるようにしている(請求項4)。また、この場合の状態点sは、前記偏差に基づいて式fのごとく定義される(請求項5)。
s=k1・err´+k2・err+k3・ierr [式f]
そして、前記位相空間上の被制御システムの状態点sと前記切換え面との距離が、予め設定された値より大きい場合には、前記式(f)における偏差の積分演算を停止するとともに、該積分演算の停止までの積分量を保持する(請求項6)。
More specifically, the following techniques are described.
In the calculation of the sliding mode control amount, the nonlinear feedback term in the control amount is calculated at least in the boundary layer provided on the switching surface on the sliding mode control phase space. Nonlinear function f (s) that gives a smaller absolute value than the value obtained by proportionally calculating the distance between the state point s of the continuously variable transmission control system) and the switching surface (surface represented by the switching function). The value of the nonlinear feedback term is obtained on the basis of the value obtained by mapping the state point s in (4). Further, the state point s in this case is defined as in Expression f based on the deviation (claim 5).
s = k1 · err ′ + k2 · err + k3 · ierr [Formula f]
When the distance between the state point s of the controlled system on the phase space and the switching surface is larger than a preset value, the integral calculation of the deviation in the equation (f) is stopped, and The amount of integration until the integration operation is stopped is held (claim 6).
したがって、例えば、無段変速機においてプライマリ油圧を制御する場合、その油圧制御にかかる状態点(PID制御量)sが切換え面(基準の状態)から一定以上離れたら、偏差の積分演算(PID制御量の内の積分制御量の項の演算)を停止し、積分制御量については、この積分演算の停止までの積分量を保持することになる。
上記特許文献7の技術では、スライディングモード制御における非線形フィードバック項のうち積分制御項の増大が防止されるため、制御ハンチングの防止に有効ではあるが、状態点が切換え面から一定以上離れない場合には、スライディングモード制御における非線形フィードバック項に対する制御ハンチング対策等はなされないため、設定によっては制御ハンチングを十分に防止できないおそれがある。 In the technique of Patent Document 7 described above, an increase in the integral control term of the nonlinear feedback term in the sliding mode control is prevented, which is effective in preventing control hunting. However, when the state point is not more than a certain distance from the switching surface. Since no control hunting countermeasures are taken against the nonlinear feedback term in sliding mode control, there is a possibility that control hunting cannot be sufficiently prevented depending on the setting.
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、スライディングモード制御における制御のハンチングをより確実に防止することができるようにして、例えば車両用の無段変速機等の制御に適用すれば、制御ハンチングの防止により、車両の乗り心地や運転フィーリングを向上させることができるようにした、スライディングモード制御を用いた制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems, and can be applied to the control of, for example, a continuously variable transmission for a vehicle, so as to more reliably prevent control hunting in sliding mode control. For example, an object of the present invention is to provide a control device and a control method using sliding mode control that can improve the ride comfort and driving feeling of a vehicle by preventing control hunting.
上記目標を達成するため、本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計手段と、前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえ、前記目標値設定手段は、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第1目標値を設定する第1目標値設定手段と、前記第1目標値に対して、前記実値と前記第1目標値との偏差である第1偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第2目標値を生成する第2目標値生成手段とをそなえていることを特徴としている(請求項1)。 In order to achieve the above target, the control device using the sliding mode control of the present invention includes an actual value acquisition unit that acquires an actual value of a specific parameter related to a control target, and a target value that sets a target value of the specific parameter A switching function design unit that designs a switching function σ for sliding mode control based on a deviation between a setting unit, a real value acquired by the actual value acquisition unit, and a target value set by the target value setting unit; Nonlinear input computing means for computing a nonlinear input of sliding mode control based on the switching function σ designed by the switching function designing means, and the sliding input control by the sliding mode control using the control input including the nonlinear input computed by the nonlinear input computing means Control means for controlling an object to be controlled, and the target value setting means includes the control A first target value setting means for setting a first target value of the specific parameter according to a target state of a target; and a deviation between the actual value and the first target value with respect to the first target value. And a second target value generating means for generating a second target value as the target value by using a delay filter that outputs a delay corresponding to the magnitude of the first deviation. Item 1).
前記遅れフィルタの時定数は、前記第1偏差の大きさが大きいほど大きく、前記第1偏差の大きさが小さいほど小さく設定されることが好ましい(請求項2)。
また、前記遅れフィルタの時定数は、前記第1偏差の大きさが第1の所定範囲内の場合には一定値とされ、前記第1偏差の大きさが第1の所定範囲よりも大きい場合には、前記第1偏差の大きさの増加と比例して増大するように設定されることが好ましい(請求項3)。
It is preferable that the time constant of the delay filter is set to be larger as the first deviation is larger and smaller as the first deviation is smaller.
The time constant of the delay filter is a constant value when the first deviation is within a first predetermined range, and the time deviation is greater than the first predetermined range. Is preferably set so as to increase in proportion to an increase in the magnitude of the first deviation.
さらに、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第1偏差が大きいほど小さくなるように前記第1偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえていることが好ましい(請求項4)。
本発明に関連するスライディングモード制御を用いた制御装置は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得手段と、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計手段と、前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえるとともに、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第1偏差が大きいほど小さくなるように前記第1偏差に応じて変更する積分ゲイン変更手段をそなえていることを特徴としている。
Furthermore, it is preferable that an integral gain changing unit is provided for changing the integral gain of the switching function σ according to the first deviation so that the integral gain becomes smaller as the first deviation becomes larger.
A control apparatus using sliding mode control related to the present invention includes an actual value acquisition unit that acquires an actual value of a specific parameter related to a control target, a target value setting unit that sets a target value of the specific parameter, A switching function design unit that designs a switching function σ of sliding mode control based on a deviation between an actual value acquired by the actual value acquisition unit and a target value set by the target value setting unit, and the switching function design unit Based on the designed switching function σ, non-linear input calculation means for calculating a non-linear input for sliding mode control, and the control target is controlled by sliding mode control using a control input including the non-linear input calculated by the non-linear input calculation means. Control means and an integral gain of the switching function σ You are characterized in that it includes an integral gain changing means for changing in response to the first difference as the first deviation is larger reduced.
前記積分ゲイン変更手段は、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第1偏差の大きさが第2の所定範囲内の場合には最大値に設定し、前記第1偏差の大きさが前記第2の所定範囲よりも大きく第3の所定範囲内の場合には、前記第1偏差の大きさが小さいほど大きく、前記第1偏差の大きさが大きいほど小さく設定し、前記第1偏差の大きさが第3の所定範囲よりも大きい場合には最小値に設定することが好ましい(請求項5)。 The integral gain changing means sets the integral gain of the switching function σ to a maximum value when the first deviation is within a second predetermined range, and the magnitude of the first deviation is the first In the case where it is larger than the predetermined range of 2 and within the third predetermined range, the smaller the first deviation, the larger the first deviation, and the smaller the first deviation, the smaller the first deviation. Saga it is preferable to set the minimum value is greater than the third predetermined range (claim 5).
また、前記切り換え関数設計手段により設計する前記切り換え関数σの積分項を0にリセット指令するリセット指令手段をさらにそなえ、前記リセット指令手段は、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第1状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第2状態のときには前記リセット指令を行なうことが好ましい(請求項6)。なお、制御中であるか、又は、定常状態からの制御開始であるかは、実値と第1目標値との偏差、又は、遅れフィルタの時定数(請求項2,3)の大きさによって判断することができる。 Further, it further comprises reset command means for resetting the integral term of the switching function σ designed by the switching function design means to 0, and the reset command means is in control prior to completion of control for the controlled object. when the first state may determine does not perform the reset command, said when the control target is a second state which may be determined that a control start from the steady state before the control is performed for the reset command is preferably (claim 6 ). Whether the control is being performed or the control is started from the steady state depends on the deviation between the actual value and the first target value or the time constant of the delay filter (claims 2 and 3). Judgment can be made.
例えば、前記制御対象を、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材(可動プーリ)とし、前記特定のパラメータを前記可動部材(可動プーリ)の位置として制御する場合(請求項8)において、変速時には、定常状態から変速指令があると可動部材の第1目標変位が急変して実変位と第1目標変位との第1偏差が大きくなるが、その後は、第1偏差は小さくなっていくので、実変位と第1目標変位との偏差が所定値も小さい場合(遅れフィルタの時定数が所定の時定数よりも小さい場合)には、変速完了前の変速途中であると判断して、実変位と第1目標変位との偏差が大きい場合(遅れフィルタの時定数が所定の時定数よりも大きい場合)には、定常状態から変速を開始すると判断することができる。 For example, when the control target is a movable member (movable pulley) for adjusting a transmission ratio of a continuously variable transmission for a vehicle, and the specific parameter is controlled as a position of the movable member (movable pulley) (claim) 8 ) In shifting, when there is a shift command from the steady state, the first target displacement of the movable member changes suddenly, and the first deviation between the actual displacement and the first target displacement increases. Therefore, if the deviation between the actual displacement and the first target displacement is smaller than a predetermined value (when the time constant of the delay filter is smaller than the predetermined time constant), If the deviation between the actual displacement and the first target displacement is large (when the time constant of the delay filter is larger than the predetermined time constant), it can be determined that the shift is started from the steady state.
また、前記制御対象の数学モデルに基づいてスライディングモード制御の線形入力である等価制御入力を演算する線形入力演算手段をさらにそなえ、前記制御手段は、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力と前記線形入力演算手段により演算された等価制御入力との和を制御入力として前記制御対象を制御することが好ましい(請求項7)。 Further, linear input calculation means for calculating an equivalent control input that is a linear input of sliding mode control based on the mathematical model of the control target is further provided, and the control means includes a nonlinear input calculated by the nonlinear input calculation means, it is preferable to control the controlled object the sum of the calculated equivalent control input by the linear input calculating means as a control input (claim 7).
さらに、前記制御対象は車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材(可動プーリ)であって、前記特定のパラメータは前記可動部材(可動プーリ)の位置であることが好ましい(請求項8)。
また、本発明のスライディングモード制御を用いた制御方法は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計ステップと、前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえ、前記目標値設定ステップは、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第1目標値を設定する第1目標値設定ステップと、前記第1目標値に対して、前記実値と前記第1目標値との偏差である第1偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第2目標値を生成する第2目標値生成ステップとをそなえていることを特徴としている(請求項9)。
Furthermore, it is preferable that the object to be controlled is a movable member (movable pulley) for adjusting a gear ratio of the continuously variable transmission for a vehicle, and the specific parameter is a position of the movable member (movable pulley) ( Claim 8 ).
The control method using the sliding mode control of the present invention includes an actual value acquisition step of acquiring an actual value of a specific parameter related to a control target, a target value setting step of setting a target value of the specific parameter, A switching function design step for designing a switching function σ for sliding mode control based on a deviation between the actual value acquired in the actual value acquisition step and the target value set in the target value setting step, and the switching function design step Based on the designed switching function σ, the nonlinear input calculation step for calculating the nonlinear input of the sliding mode control, and the control target is controlled by the sliding mode control by the control input including the nonlinear input calculated by the nonlinear input calculation step. The target value setting The determining step includes a first target value setting step of setting a first target value of the specific parameter according to the target state of the control target; and the actual value and the first target value with respect to the first target value. A second target value generating step for generating a second target value as the target value by using a delay filter that outputs a delay according to the magnitude of the first deviation that is a deviation from the value. (Claim 9 ).
前記切り換え関数設計ステップでは、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記第1偏差に応じて変更することが好ましい(請求項10)。
本発明に関連するスライディングモード制御を用いた制御方法は、制御対象に関する特定のパラメータの実値を取得する実値取得ステップと、前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数σを設計する切り換え関数設計ステップと、前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数σに基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえ、前記切り換え関数設計ステップでは、前記切り換え関数σの積分ゲインを、前記実値と前記第1目標値との偏差である第1偏差に応じて変更することを特徴としている。
Wherein the switching function design step, the integral gain of the switching function sigma, it is preferable to change in response to the first difference (claim 10).
A control method using sliding mode control related to the present invention includes an actual value acquisition step of acquiring an actual value of a specific parameter related to a controlled object, a target value setting step of setting a target value of the specific parameter, A switching function design step for designing a switching function σ for sliding mode control based on a deviation between the actual value acquired in the actual value acquisition step and the target value set in the target value setting step, and the switching function design step Based on the designed switching function σ, the nonlinear input calculation step for calculating the nonlinear input of the sliding mode control, and the control target is controlled by the sliding mode control by the control input including the nonlinear input calculated by the nonlinear input calculation step. Control step and the switching The example function design step, the integral gain of the switching function sigma, that features a changing in response to the first difference above which is a deviation of the actual value and the first target value.
上記の各制御方法において、前記切り換え関数設計ステップにより設計する前記切り換え関数σの積分項を0にリセット指令するリセット指令ステップをさらにそなえ、前記リセット指令ステップでは、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第1状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第2状態のときには前記リセット指令を行なうことが好ましい(請求項11)。 Each of the control methods further includes a reset command step for resetting the integral term of the switching function σ designed by the switching function design step to 0. In the reset command step, the control command before the completion of the control on the control target is provided. The reset command is not issued when the control state is in the first state where it can be determined that the control is being performed, and the reset command is performed when the control target is in the second state where it can be determined that control has started from the steady state before control. Preferred (claim 11).
本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置(請求項1)及び制御方法(請求項9)によれば、制御対象の目的状態に応じた第1目標値に対して、実値とこの第1目標値との偏差である第1偏差の大きさに応じた遅れを与えて得られる第2目標値を目標値とするので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、例えば、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材(可動プーリ)を制御対象として、前記可動部材(可動プーリ)の位置を前記の特定のパラメータとして制御する場合(請求項8)、かかる無段変速機を備えた車両の目標変速比への変速安定性を高めて、車両の燃費向上や安定した乗車感を得ることができる。 According to the control device using the sliding mode control of the present invention (Claim 1) and the control method (Claim 9 ), the first value and the first value corresponding to the target state of the controlled object are compared with the first value. Since the second target value obtained by giving a delay corresponding to the magnitude of the first deviation, which is a deviation from the target value, is used as the target value, chattering of nonlinear input in sliding mode control and overshoot of the control target are suppressed. be able to. Thereby, for example, when the position of the movable member (movable pulley) is controlled as the specific parameter, the movable member (movable pulley) for adjusting the gear ratio of the continuously variable transmission for the vehicle is controlled. According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to improve the shift stability of the vehicle equipped with such a continuously variable transmission to the target gear ratio, thereby improving the fuel consumption of the vehicle and obtaining a stable ride feeling.
つまり、制御対象の目的状態を大きく変化させる場合には、第1目標値を大きく変化させることになるが、制御対象の目的状態への変化速度には限界があり、制御対象の状態(実値)と第1目標値との偏差(第1偏差)が大きい状態が継続してしまうことになる。このため、この第1偏差に基づいて切り換え関数を設計すると、切り換え関数に含まれる偏差の積分項がこの大きな第1偏差を累積的に加算して過剰な値になっていくため、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを招いてしまう。これに対して、第1目標値に対して、第1偏差の大きさに応じた遅れを与えて得られる第2目標値に基づいて切り換え関数を設計すると、第1目標値が大きく変化しても、第2偏差の大きさは抑制されるため、切り換え関数に含まれる偏差の積分項の過剰な増大を抑えることができ、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートの発生を防止又は抑制することができる。 In other words, when the target state of the controlled object is changed greatly, the first target value is changed greatly, but there is a limit to the speed of change to the target state of the controlled object, and the state of the controlled object (actual value) ) And the first target value continue to be large. For this reason, when the switching function is designed based on the first deviation, the integral term of the deviation included in the switching function is cumulatively added to the large first deviation, resulting in an excessive value. Chattering and overshoot of the control target will be caused. On the other hand, if the switching function is designed based on the second target value obtained by giving a delay corresponding to the magnitude of the first deviation with respect to the first target value, the first target value changes greatly. However, since the magnitude of the second deviation is suppressed, it is possible to suppress an excessive increase in the integral term of the deviation included in the switching function, and to prevent or suppress the occurrence of chattering of the nonlinear input and overshoot of the controlled object. be able to.
特に、第2目標値を生成するための遅れフィルタの時定数を、第1偏差の大きさが大きいほど大きく、第1偏差の大きさが小さいほど小さく設定する(請求項2)、或いは、第1偏差の大きさの増加と比例して増大するように設定する(請求項3)ことにより、制御対象に対する本来の目標値(第1目標値)への追従性を確保しながら、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートの発生を防止又は抑制する効果を得ることができる。また、第1偏差の大きさが一定以内に小さい(第1の所定範囲内の)場合には、遅れフィルタの時定数を一定値とすることにより(請求項3)、第2目標値を第1目標値に滑らかに収束させることができ、制御を円滑に行なえる。 In particular, the time constant of the delay filter for generating the second target value is set to be larger as the first deviation is larger and smaller as the first deviation is smaller (Claim 2), or By setting so as to increase in proportion to the increase in the size of one deviation (Claim 3), the follow-up to the original target value (first target value) for the controlled object is ensured while the nonlinear input An effect of preventing or suppressing chattering and occurrence of overshoot of the controlled object can be obtained. When the first deviation is smaller than a certain value (within the first predetermined range), the time constant of the delay filter is set to a constant value (Claim 3), so that the second target value is set to the first value. It is possible to smoothly converge to one target value, and control can be performed smoothly.
本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置(請求項4)及び制御方法(請求項10)によれば、切り換え関数σの積分ゲインを、第1偏差に応じて変更するので、切り換え関数σの積分ゲインを、第1偏差が大きいほど小さくなるように第1偏差に応じて変更するので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、例えば、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材(可動プーリ)を制御対象として、前記可動部材(可動プーリ)の位置を前記の特定のパラメータとして制御する場合(請求項8)、車両の燃費向上や乗車感の向上や運転フィーリングの向上といった効果を得ることができる。 According to the control device (claim 4 ) and the control method (claim 10 ) using the sliding mode control of the present invention, the integral gain of the switching function σ is changed according to the first deviation. Since the integral gain is changed according to the first deviation so as to be smaller as the first deviation is larger, chattering of nonlinear input in sliding mode control and overshoot of the controlled object can be suppressed. Thereby, for example, when the position of the movable member (movable pulley) is controlled as the specific parameter, the movable member (movable pulley) for adjusting the gear ratio of the continuously variable transmission for the vehicle is controlled. According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to obtain the effects of improving the fuel efficiency of the vehicle, improving the feeling of riding, and improving the driving feeling.
つまり、制御対象の状態(実値)と目標値(第1目標値)との偏差(第1偏差)が大きいと切り換え関数に含まれる偏差の積分項が過剰な値になって、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを招いてしまうが、切り換え関数σの積分ゲインを、第1偏差が大きいほど小さくなるように変更するので、偏差の積分項が過剰な増大を抑えることができ、非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートの発生を防止又は抑制することができる。 That is, if the deviation (first deviation) between the state of control object (actual value) and the target value (first target value) is large, the integral term of the deviation included in the switching function becomes an excessive value, and the nonlinear input Although chattering and overshoot of the controlled object are caused, the integral gain of the switching function σ is changed so as to be smaller as the first deviation is larger. It is possible to prevent or suppress the occurrence of input chattering and overshoot of the control target.
また、本発明のスライディングモード制御を用いた制御装置(請求項6)及び制御方法(請求項11)によれば、制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる状態のときには切り換え関数σの積分項を0にするリセット指令は行なわず、制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる状態のときには前記リセット指令を行なうことにより、切り換え関数σの積分項に適切な値を与えることができ、制御精度を高めることができる。これにより、例えば、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動部材(可動プーリ)を制御対象として、前記可動部材(可動プーリ)の位置を前記の特定のパラメータとして制御する場合(請求項8)、変速比の応答遅れを抑制して変速性能を高め車両の燃費向上を得ることができる。 Further, according to the control device using the sliding mode control of the present invention (Claim 6 ) and the control method (Claim 11 ), the switching is performed when it can be determined that the control is being performed before the control of the control target is completed. The reset command for setting the integral term of the function σ to 0 is not performed. When the control target is in a state where it can be determined that the control has started from the steady state before the control, the reset command is performed, so that the integral term of the switching function σ is obtained. An appropriate value can be given and the control accuracy can be increased. Thereby, for example, when the position of the movable member (movable pulley) is controlled as the specific parameter, the movable member (movable pulley) for adjusting the gear ratio of the continuously variable transmission for the vehicle is controlled. ( 8 ) The response delay of the gear ratio can be suppressed to improve the speed change performance and improve the fuel efficiency of the vehicle.
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図4は本発明の一実施形態を説明するもので、これらの図に基づいて説明する。
図1はその制御装置の構成を示すブロック図、図2はその制御にかかるCVT油圧制御装置を搭載した車両のシステム構成図、図3はその制御の特性を示すグラフ、図4はその制御方法を説明するフローチャートである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 illustrate one embodiment of the present invention, which will be described with reference to these drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the control device, FIG. 2 is a system configuration diagram of a vehicle equipped with a CVT hydraulic control device related to the control, FIG. 3 is a graph showing the control characteristics, and FIG. It is a flowchart explaining these.
[本制御にかかるCVT油圧制御装置搭載車両のシステム構成]
図2は、本制御にかかるCVT油圧制御装置を搭載した車両(自動車)のシステム構成図である。図2に示すように、エンジン10の動力はトルクコンバータ20及び前後進クラッチ25を介してCVT30に伝達される。CVT(ベルト式無段変速機)30は駆動側のプライマリプーリ31及び従動側のセカンダリプーリ32からなり、両者の間に介在されたベルト33により動力伝達を行なう。
[System configuration of a vehicle equipped with a CVT hydraulic control device according to this control]
FIG. 2 is a system configuration diagram of a vehicle (automobile) equipped with a CVT hydraulic control apparatus according to this control. As shown in FIG. 2, the power of the
かかるCVT30ではこれらの駆動側及び従動側双方のプーリ31,32にかかる油圧を独立して制御することで変速が行われ、プライマリプーリ(駆動側プーリ,可動プーリ)31及びセカンダリプーリ(従動側プーリ)32はそれぞれプライマリスライドプーリ31a及びセカンダリスライドプーリ32aを備えている。このプライマリスライドプーリ31a及びセカンダリスライドプーリ32aを油圧によりスライドさせることで、プライマリプーリ31a及びセカンダリプーリ32aにおけるベルト回転半径を独立に変化させて変速を行なう。
In such a
オイルポンプ40は、第1調圧弁51を介してプライマリ調圧弁71及びセカンダリ調圧弁72に油を供給し、第2調圧弁52を介してプライマリソレノイド61及びセカンダリソレノイド62に油を供給する油圧源である。また、プライマリソレノイド61及びセカンダリソレノイド62はCVTコントロールユニット(制御装置)100により制御されるソレノイドバルブであり、それぞれプライマリ調圧弁71及びセカンダリ調圧弁72と接続して信号圧を送ることで制御を行なう。
The
(CVTプーリの油圧制御)
オイルポンプ40により発生した油圧は第1調圧弁51によりライン圧に調整され、プライマリ調圧弁71及びセカンダリ調圧弁72に供給される。また、第2調圧弁52によりパイロット圧とされてプライマリソレノイド61及びセカンダリソレノイド62に供給される。CVTコントロールユニット100はプライマリソレノイド61及びセカンダリソレノイド62を制御し、供給されたパイロット圧を所望の信号圧に調整してプライマリ調圧弁71及びセカンダリ調圧弁72に供給する。
(Hydraulic control of CVT pulley)
The hydraulic pressure generated by the
プライマリ調圧弁71及びセカンダリ調圧弁72は、供給された信号圧に基づいてライン圧を調圧し、それぞれプライマリスライドプーリ31a及びセカンダリスライドプーリ32aに油圧を供給してスライドさせる。以上示されるように、CVTコントロールユニット100によってプライマリソレノイド61及びセカンダリソレノイド62を制御することで、CVT30の変速を達成する。
The primary
[CVTコントロールユニットの制御構成]
図1は、CVTコントロールユニット100による制御ブロック図である。図1に示すように、CVTコントロールユニット100は、外部入力取得部101と、推力,差推力演算部110と、スライディングモード制御部(スライディングモード制御器)120と、加算部102,103と、油圧フィードバック制御部(制御手段)130と、実変速比演算部150とをそなえ、油圧弁ソレノイド140(プライマリソレノイド61及びセカンダリソレノイド62)を制御し、CVT30の変速部(プーリ&ベルト)の状態を制御する。
[Control configuration of CVT control unit]
FIG. 1 is a control block diagram of the
このうち、外部入力取得部101では、CVT30が接続されたエンジンのエンジン回転数Ne及びエンジンから変速機への入力トルク(エンジン負荷)Teなどの情報や、車速センサ(図示略)からの車速VSP,プライマリ回転センサ(図示略)からのプライマリプーリ回転数Npri,スロットル開度センサ(図示略)からのスロットル開度[入力トルク(エンジン負荷)Teの関連する情報]TV0などの情報を収集するとともに、変速指令(目標変速比)ip*を算出する。なお、目標変速比ip*は、車速VSP,プライマリプーリ回転数Npri及びスロットル開度TV0に基づき変速線により算出される。
Among these, the external
推力演算部110は、目標変速比ip*が維持できるようにベルトプーリに与えるべきバランス推力F*を演算するバランス推力演算部111と、実験結果から予め求めた変速時の変速速度を左右する(即ち、所定変速速度を出すための)差推力ΔFを演算する差推力演算部112とをそなえている。これらのバランス推力F*及び差推力ΔFは加算部102において加算され、これにより得られたバランス推力F*と差推力ΔFとの和Uffは、無段変速機のプーリ制御のフィードフォワード量としてベルトプーリに加えるべく出力される。
The
また、実変速比演算部150では、プライマリ回転センサ(図示略)から入力されたプライマリ回転数Npri及びセカンダリ回転センサ(図示略)から入力されたセカンダリ回転数Nsecから実変速比rip(=Npri/Nsec)を算出する。
スライディングモード制御器120では、目標変速比ip*と実変速比ripとに基づいて実変速比が目標変速比へある程度の外乱などがあっても定常誤差なく安定に収束するように制御量を算出してベルトプーリに加えるべく出力する。
In addition, the actual speed
The sliding
このスライディングモード制御器120は、変速比−ストローク変換部(第1目標値設定手段)121aと、変速比−ストローク変換部121bと、補正目標変位生成部(第2目標値生成手段)122と、偏差演算部123と、切り換え関数用積分ゲイン設定部(積分ゲイン変更手段)124と、切り換え関数設計部(切り換え関数設計手段)125と、積分リセット司令部(リセット司令手段)126と、線形入力演算部(線形入力演算手段)127と、非線形入力演算部(非線形入力演算手段)128と、加算部129とをそなえる。なお、変速比−ストローク変換部121aと補正目標変位生成部122とから目標値設定手段が構成される。
The sliding
変速比−ストローク変換部121aでは、外部入力取得部101から入力された目標変速比ip*からプーリの目標変位(目標ストローク量、第1目標値に相当する)x1 *を求める。また、変速比−ストローク変換部121bでは、実変速比演算部150から入力された実変速比ripからプーリの実変位(実ストローク量、実値に相当する)xを求める。変速比とプーリストロークとの間には相関関係があるので、これらの変換部121a,121bでは、この相関関係を例えばマップ化又はテーブル化しておき、これらに基づいて上記変換を行なう。
The gear ratio-
偏差演算部123では、プーリの実変位xと目標変位x1 *との偏差(第1偏差)e´(e´=x−x1 *、図中及び数式中ではe上にバーを付して表記する)を演算する。また、偏差演算部123では、プーリの実変位xと後述の補正目標変位x2 *との偏差(第2偏差)e(e=x−x2 *)についても演算する。
補正目標変位生成部122には、遅れフィルタが備えられ、変換部121aで変換された目標変位x1 *に対して遅れを与えて、補正目標変位(補正目標ストローク量、第2目標値に相当する)x2 *として出力する。この遅れフィルタは、遅れにかかる時定数Tcを偏差演算部123で演算された第1偏差e´の大きさに応じて与えられる。
In the
The corrected target
つまり、図3に太線で示すように、第1偏差e´の大きさが大きくなるほど時定数Tcが大きくなるように設定される。ただし、ここでは、第1偏差e´の大きさが所定範囲(第1の所定範囲)内の場合は、時定数Tcを最小値に固定し、第1偏差e´の大きさが所定範囲(第1の所定範囲)よりも大きい場合に、時定数Tcは、第1偏差e´の大きさの増加に応じて線形に比例して増大する。 That is, as indicated by a thick line in FIG. 3, the time constant Tc is set to increase as the magnitude of the first deviation e ′ increases. However, here, when the magnitude of the first deviation e ′ is within a predetermined range (first predetermined range), the time constant Tc is fixed to the minimum value, and the magnitude of the first deviation e ′ is within the predetermined range ( When it is larger than the first predetermined range), the time constant Tc increases linearly in proportion to the increase in the magnitude of the first deviation e ′.
このように、目標変位x1 *に対して、第1偏差e´の大きさに応じた遅れを与えて補正目標変位x2 *を生成することにより、図1に変位x,x1 *,x2 *の時間変化を示すが、変速開始時に、プーリの目標変位x1 *が一気に立ち上がって、実変位xと目標変位x1 *との偏差e´が急増するのに対して、この偏差e´に応じて偏差e´の大きさが大きいほど大きな遅れで補正目標変位x2 *が変化するので、実変位xと目標変位x2 *との偏差eは過剰に増大することがない。 Thus, by generating a corrected target displacement x 2 * by giving a delay corresponding to the magnitude of the first deviation e ′ to the target displacement x 1 * , the displacement x, x 1 * , The time variation of x 2 * is shown. At the start of shifting, the pulley target displacement x 1 * rises at once, and the deviation e ′ between the actual displacement x and the target displacement x 1 * increases rapidly. Since the corrected target displacement x 2 * changes with a larger delay as the magnitude of the deviation e ′ increases in accordance with e ′, the deviation e between the actual displacement x and the target displacement x 2 * does not increase excessively.
また、第1偏差e´の大きさが一定以内に小さい(第1の所定範囲内、即ち、図3に示すe1´〜e4´の間)場合には、遅れフィルタの時定数を一定値(最小値)とすることにより、目標変位x1 *に対して一定の遅れをもって補正目標変位x2 *が出力されるため、補正目標変位x2 *を目標変位x1 *に滑らかに収束させることができるようになっている。
切り換え関数用積分ゲイン設定部124では、スライディングモード制御の非線形入力の計算に用いる切り換え関数σの積分ゲインS1を第1偏差e´に基づいて設定する[S1=f(e´)]。つまり、図3に示すように、第1偏差e´の大きさが一定以内に小さい(第2の所定範囲内、即ち、図3に示すe2´〜e3´の間)場合には、積分ゲインS1を最大値に設定し、第1偏差e´の大きさが第2の所定範囲よりも大きく第3の所定範囲(即ち、図3に示すe1´〜e4´の間)内の場合には、積分ゲインS1を第1偏差e´の大きさが大きくなるほど小さくなるような特性で設定し、第1偏差e´の大きさが第3の所定範囲よりも大きい場合(即ち、第1偏差e´が図3に示すe1´よりも小さい場合及びe4´よりも大きい場合)には、積分ゲインS1を最小の一定値(最小値)に設定する。
When the first deviation e ′ is smaller than a certain value (within a first predetermined range, that is, between e 1 ′ to e 4 ′ shown in FIG. 3), the time constant of the delay filter is constant. By setting the value (minimum value), the corrected target displacement x 2 * is output with a certain delay from the target displacement x 1 * , so that the corrected target displacement x 2 * converges smoothly to the target displacement x 1 *. It can be made to.
The switching function integral
特に、第1偏差e´が第2の所定範囲外で且つ第3の所定範囲内(即ち、e1´〜e2´又はe3´〜e4´の間)にある場合、補正目標変位生成部122で用いる遅れフィルタの時定数Tcを利用し、次式(A)の関係により、積分ゲインS1を設定する。
In particular, when the first deviation e ′ is outside the second predetermined range and within the third predetermined range (ie, between e 1 ′ to e 2 ′ or e 3 ′ to e 4 ′), the corrected target displacement using the time constant Tc of the lag filter used in generating
変速開始時には、プーリ実変位xに対して第1目標変位x1 *が大きく離れるため第1偏差e´が大きくなるが、その後の変速中には第1偏差e´は次第に小さくなるので、第1偏差e´から変速開始時か変速中であるかを判定することができる。また、ここでは、第1偏差e´がある程度以上大きい領域(第1の所定範囲外)の場合、第1偏差e´と遅れフィルタの時定数Tcとが比例的な関係になるので、積分リセット司令部126では、第1偏差e´が小さい場合、即ち、遅れフィルタの時定数Tcが所定の時定数Tcminよりも小さい場合には、変速制御の変速途中だと判断して、この場合には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器(上記のS1∫edtの項)をリセットしない。これにより、変速途中の余計な積分のリセットを防止し、スムーズに変速を完了させる。即ち、変速途中では積分のリセットを禁止することでプーリ推力が急に変動しなくなりスムーズに変速し運転フィーリングを崩さない。
At the start of the shift, the
また、第1偏差e´が大きい場合、即ち、遅れフィルタの時定数Tcが所定の時定数Tcminよりも大きい場合、変速制御の定常状態からの変速開始だと判断して、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器をリセットする。これにより、変速開始時の無駄時間,遅れを少なくして変速応答性を高めることができる。
また、線形入力演算部127では、スライディングモード制御論理のもとで、制御対象の数学モデルに最も近い等価制御入力ueq´(数式中では、u上にハットマークを付して表記する)を次式(C)により計算する。
When the first deviation e ′ is large, that is, when the time constant Tc of the delay filter is larger than the predetermined time constant Tc min, it is determined that the shift is started from the steady state of the shift control, and the sliding mode control is performed. Reset the integrator of the switching function σ. As a result, it is possible to reduce the dead time and delay at the start of the shift and improve the shift response.
In addition, the linear
そして、加算部103では、加算部102からのフィードフォワード制御入力Uffと加算部129からのスライディングモード制御入力Uscmとを加算する。
油圧フィードバック制御部(制御手段)130では、このように加算部103により算出された最終制御入力の推力を、各運転状態を考慮して各プーリに必要とする油圧に変換し、油圧指令を行ない、油圧指令に実油圧が追従するフィードバック制御を行なう。ただし、油圧フィードバック制御部130では、具体的には、油圧弁の駆動源となるソレノイドの電流制御を通じて油圧を制御するので、油圧指令を、油圧弁の駆動源となるソレノイド140の電流制御に変換して、油圧弁のソレノイド140を制御する。
Then, the
The hydraulic feedback control unit (control means) 130 converts the thrust of the final control input calculated by the adding
このように、油圧弁のソレノイド140が制御されることにより、無段変速機30では、油圧弁から供給された油圧によって無段変速機のプーリが軸方向に移動して変速が行なわれるようになっている。
[数学モデルからのスライディングモード制御の入力設計]
ここで、ベルト式無段変速機を数式モデルで表し、上記の非線形入力unl´と等価制御入力ueq´との導出について説明する。
In this way, by controlling the
[Input design of sliding mode control from mathematical model]
Here, the belt type continuously variable transmission is represented by a mathematical model, and the derivation of the above-described nonlinear input u nl ′ and equivalent control input u eq ′ will be described.
ベルト式無段変速機は次式(1)のような数式モデルで表すことができる。
無段変速機の数式モデル
The belt-type continuously variable transmission can be expressed by a mathematical model such as the following formula (1).
Mathematical model of continuously variable transmission
そのため、次式(4)のように、Lyapunov関数V=(1/2)σTσを導入する。 Therefore, the Lyapunov function V = (1/2) σ T σ is introduced as in the following equation (4).
したがって、Lyapunov関数が常に単調減少する(V<0)ならば、σは有限の時間でゼロになる。つまり、σが有限の時間でゼロになるには、V=σ・σ<0となればよい。
Therefore, if the Lyapunov function always decreases monotonically (V <0), σ becomes zero in a finite time. That is, in order for σ to become zero in a finite time, V = σ · σ <0.
前記のLyapunov安定条件からスライディングモードの制御入力である等価制御入力(状態フィードバック制御)ueq´と非線形入力unl´とを求める。
まず、次式(5)のように、数学モデル式(3)に最も近い等価制御入力ueq´をσ=0から求める。
From the Lyapunov stability condition, an equivalent control input (state feedback control) u eq ′ and a nonlinear input u nl ′, which are control inputs in the sliding mode, are obtained.
First, as shown in the following equation (5), an equivalent control input u eq ′ closest to the mathematical model equation (3) is obtained from σ = 0.
非線形入力unl´は等価制御入力ueq´と似ている形なので、非線形入力unl´を次式(9)のように表すこともできる。 Since the nonlinear input u nl ′ is similar to the equivalent control input u eq ′, the nonlinear input u nl ′ can also be expressed as in the following equation (9).
サーボ系のスライディングモード制御の最終制御入力は、非線形入力unl´と等価制御入力(状態フィードバック制御)ueq´との加算値として次式(11)のように纏められる[式(11)は前記の式(C)と式(D)とを合わせたもの]。 The final control input of the sliding mode control of the servo system is summarized as the following expression (11) as an addition value of the nonlinear input u nl ′ and the equivalent control input (state feedback control) u eq ′ [Expression (11) is A combination of the above formula (C) and formula (D)].
本発明の一実施形態にかかるCVTコントロールユニット(制御装置)100は、上述のように構成されているので、例えば図4に示すように変速制御が行なわれる。なお、図4のフローは所定の制御周期で繰り返し実行される。
Since the CVT control unit (control device) 100 according to one embodiment of the present invention is configured as described above, shift control is performed, for example, as shown in FIG. Note that the flow of FIG. 4 is repeatedly executed at a predetermined control cycle.
つまり、まず、外部入力取得部101及び実変速比演算部150において、各検出手段から種々のデータ、例えば、エンジン回転数Ne,入力エンジントルクTe,車速VSP,プライマリプーリ回転数Npri,セカンダリプーリ回転数Nsec,スロットル開度TV0などを読み出す(ステップS10:実値取得ステップ)。そして、外部入力取得部101及び実変速比演算部150では、目標ip(目標変速比)ip*及び実ip(実変速比)ripを算出する(ステップS20:目標値取得ステップ)。
That is, first, in the external
これらの目標変速比ip*,実変速比ripは、スライディングモード制御器120の変速比−ストローク変換部121a,においてそれぞれストローク(変位)に変換され、第1目標変位x1 *,実変位xが算出される(ステップS30:目標値取得ステップの第1目標値取得ステップ,実値取得ステップ)。そして、偏差演算部123において実変位xと第1目標変位x1 *との偏差(第1偏差)e´(e´=x−x1 *)が演算され(ステップS40)、この偏差e´が、閾値e1´,e4´と比較される(ステップS50)。
These target transmission ratio ip *, actual gear ratio rip the gear ratio of the sliding mode controller 120 - converted
ここで、偏差e´の大きさが閾値e1´,e4´以下、つまり、偏差e´が閾値e1´,e4´の間(第1の所定範囲内)にあれば、遅れフィルタの時定数Tcを最小値とし(ステップS60)、偏差e´の大きさが閾値−e1´,e4´よりも大、つまり、偏差e´が閾値e1´,e4´の外(第1の所定範囲外)にあれば、遅れフィルタの時定数Tcを偏差e´に比例して大きくする(ステップS70)。 Here, if the magnitude of the deviation e ′ is less than or equal to the threshold value e 1 ′, e 4 ′, that is, if the deviation e ′ is between the threshold values e 1 ′ and e 4 ′ (within the first predetermined range), the delay filter The time constant Tc is set to the minimum value (step S60), and the magnitude of the deviation e ′ is larger than the threshold value −e 1 ′, e 4 ′, that is, the deviation e ′ is outside the threshold value e 1 ′, e 4 ′ ( If it is outside the first predetermined range, the time constant Tc of the delay filter is increased in proportion to the deviation e '(step S70).
このように、目標変位x1 *に対して、第1偏差e´の大きさに応じた遅れを与えて補正目標変位x2 *を生成することにより、偏差e´の大きさが大きいほど大きな遅れで補正目標変位x2 *が変化するので、実変位xと目標変位x2 *との偏差eは過剰に増大することがない。
補正目標変位生成部(第2目標値生成手段)122では、このように時定数Tcを設定された遅れフィルタによって第1目標変位x1 *を第2目標変位x2 *に変換する(ステップS80:第2目標値取得ステップ)。そして、偏差演算部123において実変位xと第2目標変位x2 *との偏差(第2偏差)e(e=x−x2 *)が演算される(ステップS90)。この偏差eが、閾値e2´,e3´と比較される(ステップS100)。
In this way, by generating a corrected target displacement x 2 * with a delay corresponding to the magnitude of the first deviation e ′ with respect to the target displacement x 1 * , the larger the magnitude of the deviation e ′, the larger the deviation e ′. Since the corrected target displacement x 2 * changes with a delay, the deviation e between the actual displacement x and the target displacement x 2 * does not increase excessively.
The corrected target displacement generator (second target value generator) 122 converts the first target displacement x 1 * into the second target displacement x 2 * by the delay filter having the time constant Tc set as described above (step S80). : Second target value acquisition step). Then, a deviation (second deviation) e (e = x−x 2 * ) between the actual displacement x and the second target displacement x 2 * is calculated in the deviation calculating unit 123 (step S90). This deviation e is compared with threshold values e 2 ′ and e 3 ′ (step S100).
切り換え関数用積分ゲイン設定部(積分ゲイン変更手段)124では、偏差eの大きさが閾値−e2´,e3´以下、つまり、偏差eが閾値e2´,e3´の間(第2の所定範囲内)にあれば、切り換え関数σの積分ゲインS1を最大値s1とし(ステップS110)、偏差eの大きさが閾値−e2´,e3´よりも大、つまり、偏差eが閾値e2´,e3´の外(第2の所定範囲外)にあれば、切り換え関数σの積分ゲインS1を前記の式(A)の関係により、第1偏差e´の大きさが大きくなるほど小さくなるように設定する(ステップS120:積分ゲイン変更ステップ)。 In the switching function integral gain setting unit (integral gain changing means) 124, the magnitude of the deviation e is equal to or less than the threshold −e 2 ′, e 3 ′, that is, the deviation e is between the thresholds e 2 ′ and e 3 ′ (first if within a second predetermined range), the integral gain S 1 of the switching function σ and the maximum value s 1 (step S110), the magnitude threshold of the deviation e -e 2 ', e 3' than atmospheric, that is, If the deviation e is outside the threshold values e 2 ′ and e 3 ′ (outside the second predetermined range), the integral gain S 1 of the switching function σ is set to the first deviation e ′ by the relationship of the above equation (A). The size is set so as to decrease as the size increases (step S120: integral gain changing step).
切り換え関数設計部(切り換え関数設計手段)125ではこのように設定された積分ゲインS1を用いて、前記の式(B)のように、切り換え関数σを設計する(ステップS130:切り換え関数設計ステップ)。
そして、時定数Tcを所定時定数Tcminと比較して(ステップS140)、ここで、時定数Tcが所定時定数Tcmin以上ならば、第1偏差e´の大きさが一定以上に大きい場合であり、ステップS140からステップS144に進んで、積分リセットフラグFrが0か否かを判断する。積分リセットフラグFrが0なら、変速制御の定常状態からの変速開始だと判断して、この場合には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器をリセットする(ステップS160)。これにより、変速開始時の無駄時間,遅れを少なくして変速応答性を高めることができる。
The switching function design unit (switching function design means) 125 uses the integral gain S 1 set in this way to design the switching function σ as shown in the above equation (B) (step S130: switching function design step). ).
Then, the time constant Tc is compared with the predetermined time constant Tc min (step S140). If the time constant Tc is equal to or greater than the predetermined time constant Tc min , the first deviation e ′ is greater than a certain value. The process proceeds from step S140 to step S144, and it is determined whether or not the integration reset flag Fr is zero. If the integral reset flag Fr is 0, it is determined that the shift is started from the steady state of the shift control, and in this case, the integrator of the switching function σ of the sliding mode control is reset (step S160). As a result, it is possible to reduce the dead time and delay at the start of the shift and improve the shift response.
その後、積分リセットフラグFrを1にセットする(ステップS162)。
なお、積分リセットフラグFrは、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器を0にリセットする処理が複数回行なわれないようにするためのフラグであり、変速開始時に積分器のリセットが行なわれたら1とされ(ステップS162)、その後、次回の変速開始時に備えて、所定条件(下記のステップS141)を満たす場合、再び0に戻される(下記のステップS142)。
Thereafter, the integration reset flag Fr is set to 1 (step S162).
The integration reset flag Fr is a flag for preventing the process of resetting the integrator of the switching function σ of the sliding mode control from being performed a plurality of times, and when the integrator is reset at the start of shifting. 1 (step S162). Then, when a predetermined condition (the following step S141) is satisfied in preparation for the next shift start, the value is returned to 0 again (the following step S142).
一方、時定数Tcが所定時定数Tcminよりも小さければ、第1偏差e´の大きさが一定以内に小さい場合であり、変速制御の変速途中(即ち、変速開始時ではない)と判断して、この場合には、さらに、偏差eが閾値e2´と閾値e3´との間にある(e2´≦e≦e3´)か否かを判定し(ステップS141)、偏差eが閾値e2´と閾値e3´との間にあれば、ステップS142に進んで積分リセットフラグFrを0にクリアして、ステップS150に進み、偏差eが閾値e2´と閾値e3´との間で減少しなければ、ステップS142を経ずにステップS150に進む。ステップS150では、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器(上記のS1∫edtの項)をリセットしない。 On the other hand, if the time constant Tc is less than a predetermined time constant Tc min, a case where the size of the first deviation e'small within a certain, it is determined that the process of the shifting of the shift control (i.e., not the time shift start) In this case, it is further determined whether or not the deviation e is between the threshold value e 2 ′ and the threshold value e 3 ′ (e 2 ′ ≦ e ≦ e 3 ′) (step S141). Is between the threshold value e 2 ′ and the threshold value e 3 ′, the process proceeds to step S142 to clear the integral reset flag Fr to 0, and the process proceeds to step S150, where the deviation e is the threshold value e 2 ′ and the threshold value e 3 ′. If it does not decrease in between, the process proceeds to step S150 without passing through step S142. In step S150, the integrator of the switching function σ for sliding mode control (the term of S 1 ∫edt described above) is not reset.
ステップS150の処理により、変速途中の余計な積分のリセットを防止し、スムーズに変速を完了させる。即ち、変速途中では積分のリセットを禁止することでプーリ推力が急に変動しなくなりスムーズに変速し運転フィーリングを崩さない。
なお、積分リセットフラグFrは、変速開始時に積分器のリセットが行なわれたら1とされるので(ステップS162)、次回の変速開始時に備えて0に戻す必要があるが、変速開始後に早期に積分リセットフラグFrを0に戻すと、積分器のリセットを複数回行なってしまうおそれがある。ステップS141の積分リセットフラグFrを0に戻す条件は、このような事態を回避するためである。つまり、偏差eが閾値e1´又は閾値e4´の前後でふらつく場合を想定すると、e<e1´又はe4´<eの状態(即ち、時定数Tcが所定時定数Tcmin以上の状態)からe1´≦e≦e4´の状態(即ち、時定数Tcが所定時定数Tcminよりも小さい状態)に変化しても、その後すぐに、e<e1´又はe4´<eの状態(即ち、時定数Tcが所定時定数Tcmin以上の状態)に戻ってしまうことが考えられ、時定数Tcが所定時定数Tcminよりも小さくなって直に積分リセットフラグFrを0に戻すと再び積分器のリセットすることが考えられる。そこで、時定数Tcが所定時定数Tcmin以上の状態から所定時定数Tcminよりも小さい状態に変化してもすぐには積分リセットフラグFrを0に戻さずに、偏差eが閾値e2´と閾値e3´との間の大きさまで十分に小さくなった(e2´≦e≦e3´)ところで、積分リセットフラグFrを0にクリアする(ステップS142)ようにしているのである。
By the processing in step S150, unnecessary integral reset during the shift is prevented and the shift is completed smoothly. In other words, by prohibiting the resetting of integration during the shift, the pulley thrust does not fluctuate suddenly and the shift is performed smoothly, so that the driving feeling is not lost.
The integration reset flag Fr is set to 1 when the integrator is reset at the start of the shift (step S162), and needs to be returned to 0 in preparation for the next shift start. If the reset flag Fr is returned to 0, the integrator may be reset a plurality of times. The condition for returning the integral reset flag Fr to 0 in step S141 is to avoid such a situation. That is, assuming that the deviation e fluctuates before and after the threshold value e 1 ′ or the threshold value e 4 ′, a state where e <e 1 ′ or e 4 ′ <e (that is, the time constant Tc is equal to or greater than the predetermined time constant Tc min State) e 1 ′ ≦ e ≦ e 4 ′ (that is, a state in which the time constant Tc is smaller than the predetermined time constant Tc min ), immediately thereafter, e <e 1 ′ or e 4 ′. <state of e (i.e., the time constant Tc is more state for a predetermined time constant Tc min) it is considered that reverts back to the time constant Tc is a predetermined time constant Tc min direct integration reset flag Fr is smaller than It can be considered that the integrator is reset again when it is returned to zero. Therefore, the time constant Tc is the integration reset flag Fr immediately be changed to a smaller state than a predetermined time constant Tc min from the above state for a predetermined time constant Tc min without returning to zero, the deviation e is the threshold value e 2 ' And the threshold e 3 ′ are sufficiently small (e 2 ′ ≦ e ≦ e 3 ′), the integration reset flag Fr is cleared to 0 (step S 142).
これにより、時定数Tcが所定時定数Tcmin以上であっても、ステップS144の判定でステップS150に進むため、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器のリセットは行なわれない。そして、変速動作の進行により、時定数Tcが所定時定数Tcmin未満の状態を確実に保持するようになった(e2´≦e≦e3´)時点で、上記のように、ステップS140,S141からステップS142を経るようになって、積分リセットフラグFrは0にリセットされることになる。 As a result, even if the time constant Tc is equal to or greater than the predetermined time constant Tc min , the process proceeds to step S150 by the determination in step S144, and therefore the integrator of the sliding function control switching function σ is not reset. Then, when the time constant Tc is surely maintained below the predetermined time constant Tc min (e 2 ′ ≦ e ≦ e 3 ′) due to the progress of the speed change operation, as described above, step S140 is performed. , S141 through step S142, the integration reset flag Fr is reset to zero.
このように、変速制御の定常状態からの変速開始時には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器がリセットされ、そうでなければ、このリセットは行なわれずに、その後、線形入力演算部127で、等価制御入力ueq´(数式中では、u上にハットマークを付して表記する)を前記の式(C)により計算する(ステップS170:線形入力演算ステップ)。
As described above, at the start of shifting from the steady state of the shift control, the integrator of the switching function σ of the sliding mode control is reset. Otherwise, the reset is not performed, and thereafter, the linear
さらに、非線形入力演算部128で、切り換え関数σと等価制御入力ueq´(状態フィードバック制御入力)とに基づいて、スライディングモード制御の非線形入力unl´を前記の式(D)により計算する(ステップS180:非線形入力演算ステップ)。
そして、加算部129で、スライディングモード制御の非線形入力unl´と等価制御入力ueq´とを加算(=Uscm)する(ステップS190)。
Further, the nonlinear input calculation unit 128 calculates the nonlinear input u nl ′ of the sliding mode control by the above equation (D) based on the switching function σ and the equivalent control input u eq ′ (state feedback control input) ( Step S180: Nonlinear input calculation step).
Then, the adding
この一方で、推力演算部110で、バランス推力F*及び差推力ΔFが演算され、これらのバランス推力F*及び差推力ΔFは加算部102において加算されフィードフォワード制御入力Uffが求められる(ステップS200)。
加算部103で、加算部102からのフィードフォワード制御入力Uffと加算部129からのスライディングモード制御入力Uscmとを加算する(ステップS210)。
On the other hand, the balance thrust F * and the differential thrust ΔF are calculated by the
The
油圧フィードバック制御部(制御手段)130では、算出された最終制御入力の推力を、各プーリに必要とする油圧に変換し(ステップS220)、この油圧指令を、油圧弁の駆動源となるソレノイド140の電流制御に変換して、油圧弁のソレノイド140を制御する(ステップS230:制御ステップ)。
このように、油圧弁のソレノイド140が制御され、無段変速機30では、油圧弁から供給された油圧によって無段変速機のプーリが軸方向に移動して変速が行なわれる。
The hydraulic feedback control unit (control means) 130 converts the calculated thrust of the final control input into a hydraulic pressure required for each pulley (step S220), and this hydraulic pressure command is converted into a
In this way, the
本制御によれば、制御対象であるプーリ位置の本来の目標変位(第1目標変位)x1 *に対して、遅れを与えた第2目標変位x2 *を用いてスライディングモード制御を行なうので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、車両用無段変速機の変速比を調整するための可動プーリの位置制御を安定して行なうことができ、車両の目標変速比への変速安定性を高めて、車両の燃費向上や安定した乗車感を得ることができる。 According to this control, the sliding mode control is performed using the second target displacement x 2 * which is delayed with respect to the original target displacement (first target displacement) x 1 * of the pulley position to be controlled. Further, chattering of nonlinear input in sliding mode control and overshoot of the controlled object can be suppressed. As a result, the position control of the movable pulley for adjusting the gear ratio of the continuously variable transmission for the vehicle can be stably performed, the shift stability to the target gear ratio of the vehicle is improved, and the fuel efficiency of the vehicle is improved. A stable ride feeling can be obtained.
特に、第2目標変位x2 *を生成するための遅れフィルタの時定数を、第1偏差e´の大きさが一定以内に小さい(第1の所定範囲内の)場合には、最小値とし、第1偏差e´の大きさが大きい(第1の所定範囲外の)場合には、第1偏差e´の大きさの増加と比例して増大するように設定するので、第2目標変位x2 *を本来の目標値である第1目標変位x1 *に滑らかに収束させることができ、制御を円滑に行なえる。 In particular, the time constant of the delay filter for generating the second target displacement x 2 * is set to the minimum value when the magnitude of the first deviation e ′ is small within a certain range (within the first predetermined range). When the magnitude of the first deviation e ′ is large (outside the first predetermined range), the second target displacement is set so as to increase in proportion to the increase in the magnitude of the first deviation e ′. x 2 * can be smoothly converged to the first target displacement x 1 * , which is the original target value, and control can be performed smoothly.
また、切り換え関数σの積分ゲインを、第1偏差e´が大きいほど小さくなるように変更するので、スライディングモード制御の非線形入力のチャタリングや制御対象のオーバシュートを抑制することができる。これにより、無段変速機の変速比を調整するための可動プーリの位置制御を適切に行なえ、車両の燃費向上や乗車感の向上や運転フィーリングの向上といった効果を得ることができる。 Further, since the integral gain of the switching function σ is changed so as to decrease as the first deviation e ′ increases, chattering of nonlinear input in sliding mode control and overshoot of the controlled object can be suppressed. Thereby, the position control of the movable pulley for adjusting the transmission ratio of the continuously variable transmission can be appropriately performed, and the effects of improving the fuel consumption of the vehicle, the feeling of riding, and the driving feeling can be obtained.
また、時定数に基づいて、変速制御の完了前の制御中であるか、或いは、変速制御前の定常状態から変速制御開始となった状態であるかを判断し、変速制御の完了前の制御中には、切り換え関数σの積分項を0にするリセット指令は行なわず、変速開始時には、かかるリセット指令を行なうので、変速途中の余計な積分のリセットを防止し、スムーズに変速を完了させることができ、変速開始時には、スライディングモード制御の切り換え関数σの積分器をリセットして、変速開始時の無駄時間,遅れを少なくして変速応答性を高めることができる。
(その他)
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
Further, based on the time constant, it is determined whether the control before the completion of the shift control is being performed, or whether the shift control is started from the steady state before the shift control. There is no reset command to set the integral term of the switching function σ to 0, and this reset command is issued at the start of shifting, so that unnecessary integral reset during shifting is prevented and smooth shifting is completed. At the start of the shift, the integrator of the sliding function control switching function σ can be reset to reduce the dead time and delay at the start of the shift, thereby improving the shift response.
(Other)
As described above, the best mode for carrying out the present invention has been described based on the embodiment. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the above embodiment, and the scope of the invention is not deviated. Design changes and the like are included in the present invention.
例えば、上記の実施形態では、ベルト式無段変速機の変速制御に関して説明したが、本発明の制御装置及び制御方法は、他の無段変速機の変速制御や、そのほか、入力される調整量により、この調整量に対応する状態に向けて制御系の状態を変化させる被制御システム、例えば無段変速機等に対して制御を行なう制御装置に広く適用することができる。
また、遅れフィルタの時定数の設定や、切り換え関数σ積分ゲインの設定や、積分器のリセット判定についても、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
For example, in the above-described embodiment, the shift control of the belt type continuously variable transmission has been described. However, the control device and the control method of the present invention are not limited to the shift control of other continuously variable transmissions, and other input adjustment amounts. Thus, the present invention can be widely applied to a control system that controls a controlled system that changes the state of the control system toward a state corresponding to the adjustment amount, for example, a continuously variable transmission.
Further, the setting of the time constant of the delay filter, the setting of the switching function σ integral gain, and the reset determination of the integrator are not limited to the above-described embodiment, and can be changed without departing from the spirit thereof. .
10 エンジン
20 トルクコンバータ
25 前後進クラッチ
30 CVT(ベルト式無段変速機)
31 駆動側のプライマリプーリ
31a プライマリスライドプーリ
32 従動側のセカンダリプーリ
32a セカンダリスライドプーリ
33 ベルト
40 オイルポンプ
51 第1調圧弁
52 第2調圧弁
61 プライマリソレノイド
62 セカンダリソレノイド
71 プライマリ調圧弁
72 セカンダリ調圧弁
100 CVTコントロールユニット(制御装置)
101 外部入力取得部
102,103 加算部
110 推力,差推力演算部
111 バランス推力演算部
112 差推力演算部
120 スライディングモード制御部(スライディングモード制御器)
121a 変速比−ストローク変換部(第1目標値設定手段)
121b 変速比−ストローク変換部
122 補正目標変位生成部(第2目標値生成手段)
123 偏差演算部
124 切り換え関数用積分ゲイン設定部(積分ゲイン変更手段)
125 切り換え関数設計部(切り換え関数設計手段)
126 積分リセット司令部(リセット司令手段)
127 線形入力演算部(線形入力演算手段)
128 非線形入力演算部(非線形入力演算手段)
129 加算部
130 油圧フィードバック制御部(制御手段)
140 油圧弁ソレノイド(プライマリソレノイド61及びセカンダリソレノイド62)
150 実変速比演算部
10
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
121a Gear ratio-stroke converter (first target value setting means)
121b Gear ratio-
123
125 Switching function design section (switching function design means)
126 Integral Reset Command (Reset Command)
127 linear input calculation unit (linear input calculation means)
128 Nonlinear Input Calculation Unit (Nonlinear Input Calculation Unit)
129
140 Hydraulic valve solenoid (
150 Actual gear ratio calculation unit
Claims (11)
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記実値取得手段により取得された実値と前記目標値設定手段により設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計手段と、
前記切り換え関数設計手段により設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算手段と、
前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御手段とをそなえ、
前記目標値設定手段は、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第1目標値を設定する第1目標値設定手段と、前記第1目標値に対して、前記実値と前記第1目標値との偏差である第1偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第2目標値を生成する第2目標値生成手段とをそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御装置。 An actual value acquisition means for acquiring an actual value of a specific parameter related to the controlled object;
Target value setting means for setting a target value of the specific parameter;
A switching function design unit that designs a switching function for sliding mode control based on a deviation between the actual value acquired by the actual value acquisition unit and the target value set by the target value setting unit;
Nonlinear input computing means for computing a sliding mode control nonlinear input based on the switching function designed by the switching function design means;
Control means for controlling the object to be controlled by sliding mode control by a control input including a nonlinear input calculated by the nonlinear input calculating means;
The target value setting means is a first target value setting means for setting a first target value of the specific parameter in accordance with a target state of the control target, and the actual value and the first target value with respect to the first target value. And a second target value generating means for generating a second target value as the target value by using a delay filter that outputs a delay corresponding to the magnitude of the first deviation that is a deviation from the first target value. A control device using sliding mode control.
前記リセット指令手段は、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第1状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第2状態のときには前記リセット指令を行なうことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。 A reset command means for resetting the integral term of the switching function designed by the switching function design means to 0;
The reset command means does not perform the reset command in the first state where it can be determined that the control target is in control before completion of the control, and the control target starts control from a steady state before control. The control device using sliding mode control according to any one of claims 1 to 5 , wherein the reset command is issued in a second state that can be determined.
前記制御手段は、前記非線形入力演算手段により演算された非線形入力と前記線形入力演算手段により演算された等価制御入力との和を制御入力として前記制御対象を制御することを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載のスライディングモード制御を用いた制御装置。 Linear input calculation means for calculating an equivalent control input which is a linear input of sliding mode control based on the mathematical model of the controlled object;
The control means controls the object to be controlled using a sum of a nonlinear input calculated by the nonlinear input calculating means and an equivalent control input calculated by the linear input calculating means as a control input. A control device using the sliding mode control according to any one of 1 to 6 .
前記特定のパラメータの目標値を設定する目標値設定ステップと、
前記実値取得ステップにより取得された実値と前記目標値設定ステップにより設定された目標値との偏差に基づいてスライディングモード制御の切り換え関数を設計する切り換え関数設計ステップと、
前記切り換え関数設計ステップにより設計された切り換え関数に基づいてスライディングモード制御の非線形入力を演算する非線形入力演算ステップと、
前記非線形入力演算ステップにより演算された非線形入力を含む制御入力によりスライディングモード制御により前記制御対象を制御する制御ステップとをそなえ、
前記目標値設定ステップは、前記制御対象の目的状態に応じた前記特定のパラメータの第1目標値を設定する第1目標値設定ステップと、前記第1目標値に対して、前記実値と前記第1目標値との偏差である第1偏差の大きさに応じた遅れを与えて出力する遅れフィルタを用いて前記目標値としての第2目標値を生成する第2目標値生成ステップとをそなえている
ことを特徴とする、スライディングモード制御を用いた制御方法。 An actual value acquisition step of acquiring an actual value of a specific parameter related to the controlled object;
A target value setting step for setting a target value of the specific parameter;
A switching function design step for designing a switching function for sliding mode control based on a deviation between the actual value acquired by the actual value acquisition step and the target value set by the target value setting step;
A non-linear input calculation step of calculating a non-linear input of sliding mode control based on the switching function designed by the switching function design step;
A control step of controlling the control object by sliding mode control with a control input including the nonlinear input calculated by the nonlinear input calculation step,
The target value setting step includes a first target value setting step of setting a first target value of the specific parameter according to a target state of the control target, and the actual value and the first target value with respect to the first target value. And a second target value generation step of generating a second target value as the target value by using a delay filter that outputs a delay according to the magnitude of the first deviation, which is a deviation from the first target value. And a control method using sliding mode control.
前記リセット指令ステップでは、前記制御対象に対する制御の完了前の制御中であると判断しうる第1状態のときには前記リセット指令は行なわず、前記制御対象が制御前の定常状態から制御開始となったと判断しうる第2状態のときには前記リセット指令を行なうことを特徴とする、請求項9又は10記載のスライディングモード制御を用いた制御方法。 A reset command step for resetting the integral term of the switching function designed by the switching function design step to zero;
In the reset command step, the reset command is not performed in the first state where it can be determined that the control target is being controlled before the control is completed, and the control target is controlled from the steady state before the control. The control method using sliding mode control according to claim 9 or 10 , wherein the reset command is issued in a second state that can be determined.
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