JP4989252B2 - 電子制御装置及びフィードバック制御方法 - Google Patents
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図2に示すように、本電子制御装置(駆動信号制御手段)11は、プログラムや固定データを格納するROM21と、変動データ等を格納するRAM23と、A/D変換回路を含む入力インターフェース回路24と、D/A変換回路等を含む出力インターフェース25と、CPU22と、により構成される。本電子制御手段11としていわゆるワンチップマイクロプロセッサを利用しても、またはASIC等他の特注のプロセッサチップを使用してもよい。本電子制御装置11を構成するマイクロプロセッサは、予め外部から、伝達関数や制御定数等をROM21及びRAM23に格納しておき、開度センサ14から入力されるスロットルバルブ12の実開度の信号と、ECU側から入力されるスロットルバルブ12の要求開度の信号と、に基づいてスロットルバルブ12の開度調整を行う直流モータ13を操作するための駆動信号を演算算出し、直流モータ13を直接駆動する駆動回路26に駆動信号を出力する演算処理装置を構成する。
上述したように、本電子制御装置11のフィードバック制御は、上述したPID制御を含む制御関数式を伝達関数で表現することが広く行われている。伝達関数とは、全ての初期値を零とおいたときの制御系の出力と入力とのラプラス変換の比で表わされ、一般に、出力信号のラプラス変換をY(s)とし、入力信号のラプラス変換をU(s)とした場合、伝達関数G(s)は、Y(s)/U(s)と表される。本発明で使用する伝達関数では、時間領域の関数をラプラス変換、さらには、これをZ変換することにより離散信号の関数に変換するようにしている。そして、このような伝達関数は、制御系の特性や安定性を解析するのに好都合であることから、現在の各種の電子装置の制御において広く用いられている。
(i)今回操作量を前回操作量の増加から減少させる場合は、所定の負値
(ii)今回記操作量を前回操作量の減少から増加させる場合は、所定の正値
(iii)今回操作量を前回操作量から継続して増加又は減少させる場合は、ゼロ
(iv)今回操作量を所定の時間以上一定値を維持させた後に増加させる場合は、所定の正値
(v)今回操作量を所定の時間以上一定値を維持された後に減少させる場合は、前記所定の負値
(vi)今回操作量を減少させた後にそれを維持する場合は、前記所定の正値
(vii)今回操作量を増加させた後にそれを維持する場合は、前記所定の負値
このように、本発明に係る電子制御装置及び制御方法は、設定された所定の伝達関数に基づいて制御対象の実測値と目標値との偏差から前記制御対象が前記目標値になるように積分動作制御を行うものであって、制御対象の目標値を順次入力してその目標値と実測値との偏差を求め、当該偏差に基づいて前記制御対象に係る駆動装置を駆動する操作量を演算し、当該演算された操作量に、上記の論理演算に基づいて得られる所定のヒステリシス補償値を加えて積分して前記駆動信号を演算出力するのである。
図8に示すグラフにおいて、横軸には本電子制御装置11の駆動信号制御手段がスロットルバルブ駆動装置(図1に示す直流モータ13)側へ出力する操作量を、縦軸にはスロットルバルブの開度を、それぞれ示す。
12:スロットルバルブ
13:直流モータ
14:開度センサ
21:ROM
22:CPU
23:RAM
24:入力インターフェース
25:出力インターフェース
26:駆動回路
31:制御手段(駆動信号制御手段11の構成要素)
32:補償手段(駆動信号制御手段11の構成要素)
33:前回補償値記憶手段(駆動信号制御手段11の構成要素)
34:駆動信号生成手段(駆動信号制御手段11の構成要素)
Claims (12)
- 制御対象の目標値を順次入力し、設定された所定の伝達関数に基づいて当該制御対象の実測値と前記目標値との偏差から前記制御対象が前記目標値になるように積分動作によるフィードバック制御を行う電子制御装置において、
前記制御対象の目標値と実測値との偏差に基づいて前記制御対象に係る駆動装置を駆動する操作量を演算出力する駆動信号制御手段と、
前記駆動信号に基づいて前記駆動装置を駆動する駆動回路と、を備え、
前記駆動信号制御手段は、積分器を備え、該積分器には、前記制御対象の目標値と実測値との偏差から演算された操作量と、所定のヒステリシス補償値と、前記積分器からフィードバックされた出力信号とが入力され、これらの入力値が積分演算されることを特徴とする電子制御装置。 - 前記ヒステリシス補償値は、前記目標値に対する前記操作量の変化に応じて、所定の異なる値を取ることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 前記ヒステリシス補償値は、
(i)前記操作量を増加から減少させる場合は、所定の負値を取り、
(ii)前記操作量を減少から増加させる場合は、所定の正値を取り、
(iii)前記操作量を継続して増加又は減少させる場合は、ゼロを取る、
ことを特徴とする請求項2に記載の電子制御装置。 - 前記ヒステリシス補償値は、
(iv)前記操作量を所定の時間以上一定値を維持させた後に増加させる場合は、前記所定の正値を取り、
(v)前記操作量を所定の時間以上一定値を維持された後に減少させる場合は、前記所定の負値を取る、
ことを特徴とする請求項3に記載の電子制御装置。 - 前記ヒステリシス補償値は、
(vi)前記操作量を減少させた後に当該操作量を維持する場合は、前記所定の正値を取り、
(vii)前記操作量を増加させた後に当該操作量を維持する場合は、前記所定の負値を取る、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の電子制御装置。 - 前記制御対象は、内燃機関に必要な空気量を供給するためのスロットルバルブの開度であり、
前記駆動装置は、前記スロットルバルブの開度を調整する駆動モータであることを特徴とする請求項1乃至5の何れかの項に記載の電子制御装置。 - 設定された所定の伝達関数に基づいて制御対象の実測値と目標値との偏差から前記制御対象が前記目標値になるように積分動作制御を行うフィードバック制御方法であって、
(a)前記制御対象の目標値を順次入力するステップと、
(b)前記制御対象の目標値と実測値との偏差を求めるステップと、
(c) 前記偏差から演算された操作量と、所定のヒステリシス補償値とを積分器に入力するステップと、
(d) 前記積分器の出力をフィードバックし、前記操作量と前記ヒステリシス補償値と合わせて積分演算して駆動装置を駆動する駆動信号を演算するステップと、
の各ステップを有することを特徴とする電子装置の制御方法。 - 前記ヒステリシス補償値は、前記目標値に対する前記操作量の変化に応じて、所定の異なる値を取ることを特徴とする請求項7に記載のフィードバック制御方法。
- 前記ヒステリシス補償値は、
(i)前記操作量を増加から減少させる場合は、所定の負値を取り、
(ii)前記操作量を減少から増加させる場合は、所定の正値を取り、
(iii)前記操作量を継続して増加又は減少させる場合は、ゼロを取る、
ことを特徴とする請求項8に記載のフィードバック制御方法。 - 前記ヒステリシス補償値は、
(iv)前記操作量を所定の時間以上一定値を維持させた後に増加させる場合は、前記所定の正値を取り、
(v)前記操作量を所定の時間以上一定値を維持された後に減少させる場合は、前記所定の負値を取る、
ことを特徴とする請求項9に記載のフィードバック制御方法。 - 前記ヒステリシス補償値は、
(vi)前記操作量を減少させた後に当該操作量を維持する場合は、前記所定の正値を取り、
(vii)前記操作量を増加させた後に当該操作量を維持する場合は、前記所定の負値を取る、
ことを特徴とする請求項9又は10に記載のフィードバック制御方法。 - 前記制御対象は、内燃機関に必要な空気量を供給するためのスロットルバルブの開度であり、
前記駆動装置は、前記スロットルバルブの開度を調整する駆動モータであることを特徴とする請求項7乃至11の何れかの項に記載のフィードバック制御方法。
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