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JP2012135159A - Control device - Google Patents

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JP2012135159A
JP2012135159A JP2010286847A JP2010286847A JP2012135159A JP 2012135159 A JP2012135159 A JP 2012135159A JP 2010286847 A JP2010286847 A JP 2010286847A JP 2010286847 A JP2010286847 A JP 2010286847A JP 2012135159 A JP2012135159 A JP 2012135159A
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angle
control
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motor
delay time
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宏治 佐藤
Yasuhiro Maeso
康祐 前岨
Kazuya Seto
和也 瀬戸
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Ono Sokki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for controlling an object to be controlled, such as a motor in a system making the motor simulate the operation of an automotive engine, the control device being capable of implementing such control as to compensate for the delay time of a control system with high precision.SOLUTION: The operating speed of an object to be controlled is converted into a first angle, the time corresponding to the delay time of a control system is converted into a second angle in accordance with the operating speed, the first angle and the second angle are added to generate a third angle. The third angle is converted into a command value for controlling a control target element of the object to be controlled as indicated by a command value, and the object to be controlled is controlled based on the command value.

Description

本発明は、例えばモータに自動車のエンジンの動作を模擬させたシステムにおけるモータの制御等、制御対象物の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 control object, such as control of a motor in a system in which a motor simulates the operation of an automobile engine.

従来より、制御対象物に指令値通りの動作を行なわせるために、その制御対象物の動作を計測して計測値を求め、その計測値が指令値と一致するように制御対象物を制御する、いわゆるフィードバック制御が行なわれている。   Conventionally, in order to cause a control object to perform an operation according to a command value, the operation of the control object is measured to obtain a measurement value, and the control object is controlled so that the measurement value matches the command value. So-called feedback control is performed.

このフィードバック制御の場合、指令値の入力タイミングからその指令値が反映された計測値の入力タイミングまでの遅れ時間が制御対象物の動作に影響を与え、正確な制御を行なうことができない場合がある。   In the case of this feedback control, the delay time from the input timing of the command value to the input timing of the measured value reflecting the command value may affect the operation of the controlled object, and accurate control may not be performed. .

これを解消するために、従来より、例えば応答遅れ時間を学習してその応答遅れ時間学習値をディレイ時間として設定する提案や、制御系等による制御遅れを補償する補償回路の提案、フィードフォワードによる遅れ補正を行なう提案がなされている。   In order to solve this, conventionally, for example, a proposal for learning a response delay time and setting the learned value of the response delay time as a delay time, a proposal for a compensation circuit for compensating a control delay by a control system, etc., by feedforward Proposals have been made to compensate for delays.

しかしながら、近年では制御はデジタル的に一定の制御時間間隔ごとに行なわれるため、例えば遅れ時間が0.0123456789secであって制御時間間隔が0.01sec間隔であった場合、遅れ時間0.01secに相当する補償を行なうことになり、0.0023456789sec分の補償誤差が生じる。制御時間間隔が0.001sec間隔であったとしても、遅れ時間0.012secに相当する補償を行なうことになるため、0.0003456789sec相当の誤差が生じる。近年では、極めて高精度な制御を行なうことが要求されることも多い。ところが、無視できるレベルの誤差で遅れ時間を設定できる程度に制御時間間隔を狭めることは、制御装置の動作速度等の関係から困難な場合も多い。   However, in recent years, since control is performed digitally at constant control time intervals, for example, when the delay time is 0.01234456789 sec and the control time interval is 0.01 sec, this corresponds to a delay time of 0.01 sec. Compensation error for 0.00234456789 sec occurs. Even if the control time interval is 0.001 sec, compensation corresponding to a delay time of 0.012 sec is performed, so that an error corresponding to 0.0003456789 sec occurs. In recent years, it is often required to perform extremely high-precision control. However, it is often difficult to narrow the control time interval to such an extent that the delay time can be set with a negligible level of error because of the operation speed of the control device.

特開2006−177246号公報JP 2006-177246 A 特開平9−131070号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-1331070 特開2005−192336号公報JP 2005-192336 A

本発明は、上記事情に鑑み、制御系の遅れ時間を高精度に補償した制御を行なうことが可能な制御装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a control device capable of performing control with high accuracy compensating for a delay time of a control system.

上記目的を達成する本発明の制御装置は、
角度の入力を受けその角度に基づいて、制御対象物の制御対象要素を指令値通りに制御するための指令値を生成する指令部と、
制御対象物の制御対象要素を計測した第1の計測値を生成する第1の計測部と、
指令値と第1の計測値との双方を入力し指令値と第1の計測値とが一致するように制御対象物の動作を制御する制御部と、
制御対象物の動作速度を計測する第2の計測器と、
上記動作速度を第1の角度に変換する第1の角度変換部と、
制御部への指令値の入力タイミングからその指令値が反映された第1の計測値の制御部への入力タイミングまでの遅れ時間に相当する時間を上記動作速度に応じた第2の角度に変換する第2の角度変換部と、
上記第1の角度と上記第2の角度とを加算して第3の角度を生成する加算部とを有し、
上記指令部が、上記第3の角度の入力を受けその第3の角度に基づいて指令値を生成するものであることを特徴とする。
The control device of the present invention that achieves the above object provides:
A command unit that receives an input of an angle and generates a command value for controlling the control target element of the control target according to the command value based on the angle;
A first measurement unit that generates a first measurement value obtained by measuring a control target element of the control target;
A control unit that inputs both the command value and the first measurement value and controls the operation of the controlled object so that the command value and the first measurement value match;
A second measuring instrument for measuring the operating speed of the controlled object;
A first angle converter that converts the operating speed into a first angle;
The time corresponding to the delay time from the input timing of the command value to the control unit to the input timing of the first measurement value reflecting the command value to the control unit is converted into the second angle corresponding to the operating speed. A second angle conversion unit,
An adder that adds the first angle and the second angle to generate a third angle;
The command unit receives the input of the third angle and generates a command value based on the third angle.

ここで、本発明の制御装置は、例えば、制御対象物がモータであり、指令部がモータの出力トルクを制御するためのトルク指令値を生成するものであり、第1の計測部がモータの出力トルクを計測してトルク計測値を生成するものであり、第2の計測部が、モータの回転速度を計測するものであってもよい。   Here, in the control device of the present invention, for example, the control object is a motor, the command unit generates a torque command value for controlling the output torque of the motor, and the first measurement unit is the motor. The torque measurement value is generated by measuring the output torque, and the second measurement unit may measure the rotation speed of the motor.

上記指令部には角度が入力され、その角度に基づいて指令値が生成される。指令値の生成は一定の制御時間間隔で行なわれるシステムであっても、角度自体は十分な桁数の数値で設定できるように、その指令部を構成することは容易である。   An angle is input to the command unit, and a command value is generated based on the angle. Even in a system in which the command value is generated at a constant control time interval, it is easy to configure the command unit so that the angle itself can be set with a sufficient number of digits.

本発明は、動作速度と遅延時間をそれぞれ角度に変換して、互いに加算し、その加算した角度を指令部に入力する構成としたため、指令部からはその遅延時間が正確に反映された指令値を生成することができ、高精度な制御が可能となる。   In the present invention, the operation speed and the delay time are converted into angles, added to each other, and the added angle is input to the command unit. Therefore, the command value accurately reflects the delay time from the command unit. Can be generated, and high-precision control becomes possible.

本発明の一実施形態の制御装置の制御対象であるモータを含む、自動車のシミュレートシステムを示す図である。It is a figure which shows the simulation system of a motor vehicle including the motor which is a control object of the control apparatus of one Embodiment of this invention. 比較例としての制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control apparatus as a comparative example. トルク指令値とトルク計測値の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a torque command value and a torque measurement value. 本発明の一実施形態の制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a control device of one embodiment of the present invention. 図4に1つのブロックで示す遅れ時間・進角変換部の内部構成を示したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a delay time / advance angle conversion unit shown by one block in FIG. 4. 図4に示す制御装置における、トルク指令値とトルク計測値の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a torque command value and a torque measurement value in the control apparatus shown in FIG. 演算周期ごとに直接的に補償しようとした場合の誤差の説明図である。It is explanatory drawing of the error at the time of trying to compensate directly for every calculation period. 演算周期分解能と角度分解能との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between calculation period resolution and angle resolution. シミュレート結果を示した図である。It is the figure which showed the simulation result. 図9の区間Xについて時間軸(横軸)を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the time axis (horizontal axis) about the area X of FIG. 図9の区間Yについて時間軸(横軸)を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the time axis (horizontal axis) about the area Y of FIG.

以下、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図1は、本発明の一実施形態の制御装置の制御対象であるモータを含む、自動車のシミュレートシステムを示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle simulation system including a motor that is a control target of a control device according to an embodiment of the present invention.

この図1には、自動車のエンジン模擬用のモータ10が示されている。このモータ10は、本発明の一実施形態の制御装置(後述する)が制御対象としているモータである。このモータ10の出力軸には、自動車のトランスミッション20が接続されている。また、このモータ10の出力軸には、その出力軸のトルクと回転速度を計測する計測器50が備えられている。さらに、このシステム1には、左右の車輪模擬用の2台のモータ30,40が接続されている。   FIG. 1 shows a motor 10 for simulating an automobile engine. The motor 10 is a motor that is controlled by a control device (described later) according to an embodiment of the present invention. An automobile transmission 20 is connected to the output shaft of the motor 10. The output shaft of the motor 10 is provided with a measuring instrument 50 that measures the torque and rotational speed of the output shaft. Further, the system 1 is connected with two motors 30 and 40 for simulating the left and right wheels.

2台のモータ30,40からは、様々な道路条件、例えば平坦なアスファルト面、登り坂等における車輪の負荷が模擬される。また、モータ10はエンジン模擬用であって、実物のエンジンによるトルク変動を伴う出力と同等の出力が生成される。   From the two motors 30 and 40, various road conditions such as a flat asphalt surface and an uphill slope are simulated. Further, the motor 10 is for engine simulation, and an output equivalent to an output accompanied with a torque fluctuation by a real engine is generated.

ここでは、エンジン模擬用のモータ10を制御する制御装置について説明する。   Here, a control device for controlling the engine simulation motor 10 will be described.

尚、モータ30,40の制御は公知の従来通りのものを用いることとし、ここでは、それらのモータ30,40の制御についての説明は割愛する。   The motors 30 and 40 are controlled in the same manner as in the prior art, and a description of the control of the motors 30 and 40 is omitted here.

以下では、図1に示すシステム1のモータ10の制御を担う制御装置に関し、先ずは比較例の制御装置を説明し、その後、本発明の一実施形態としての制御装置を説明する。   In the following, regarding the control device responsible for controlling the motor 10 of the system 1 shown in FIG. 1, a control device of a comparative example will be described first, and then a control device as one embodiment of the present invention will be described.

図2は、比較例としての制御装置を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a control device as a comparative example.

この制御装置100Aには、モータ制御器110が備えられている。このモータ制御器110から出力された制御信号はインバータ60に入力され、インバータ60はその制御信号に応じてモータ10を駆動する。モータ10の出力軸はトランスミッション20に連結されており、その出力軸のトルクと回転速度を計測する計測器50が備えられている。その計測器50で計測されたトルク計測値は、モータ制御器110にフィードバックされる。   The control device 100A includes a motor controller 110. The control signal output from the motor controller 110 is input to the inverter 60, and the inverter 60 drives the motor 10 according to the control signal. An output shaft of the motor 10 is connected to the transmission 20, and a measuring instrument 50 for measuring the torque and rotational speed of the output shaft is provided. The torque measurement value measured by the measuring instrument 50 is fed back to the motor controller 110.

また、計測器50で計測されたモータ10の回転速度はクランク角度演算器120に入力されて、その回転速度[r/min]が、時間積算によりクランク角度[deg]に変換される。このクランク角度は、エンジンモデル130に入力される。このエンジンモデル130は、入力されたクランク角度に基づいてトルク指令値を生成する演算器である。このエンジンモデル130で生成されたトルク指令値はモータ制御器110に入力される。モータ制御器110はエンジンモデル130で生成されたトルク指令値と計測器50で計測されたトルク計測値の入力を受け、トルク計測値がトルク指令値と一致するように制御するための制御信号が生成される。この制御信号は、上述の通り、インバータ60に入力され、インバータ60は、モータ10をその制御信号に応じて駆動する。   The rotational speed of the motor 10 measured by the measuring instrument 50 is input to the crank angle calculator 120, and the rotational speed [r / min] is converted into a crank angle [deg] by time integration. This crank angle is input to the engine model 130. The engine model 130 is a calculator that generates a torque command value based on the input crank angle. The torque command value generated by the engine model 130 is input to the motor controller 110. The motor controller 110 receives an input of the torque command value generated by the engine model 130 and the torque measurement value measured by the measuring device 50, and receives a control signal for controlling the torque measurement value so as to coincide with the torque command value. Generated. This control signal is input to the inverter 60 as described above, and the inverter 60 drives the motor 10 according to the control signal.

図3は、トルク指令値とトルク計測値の一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a torque command value and a torque measurement value.

ここでは、4サイクルエンジンの動作を模擬しており、クランク角度0[deg]〜720[deg]の中でトルクが大きく4回上下動している。   Here, the operation of a four-cycle engine is simulated, and the torque moves up and down four times within a crank angle of 0 [deg] to 720 [deg].

この図3では、トルク計測値は、トルク指令値に比べ遅れている。この遅れは、モータ制御器110にトルク指令値が入力されてから、そのモータ制御器110に、そのトルク指令値が反映されたトルク計測値が入力されるまでの間の時間遅れである。すなわち、この場合、トランスミッション20には、モータ10から意図したタイミングよりも遅れたタイミングでトルクが伝達されることになり、その分シミュレートに誤差を生じ高精度なシミュレートが行なわれない。   In FIG. 3, the measured torque value is delayed compared to the torque command value. This delay is a time delay from when the torque command value is input to the motor controller 110 to when the measured torque value reflecting the torque command value is input to the motor controller 110. That is, in this case, torque is transmitted to the transmission 20 at a timing delayed from the intended timing from the motor 10, and an error is caused in the simulation, and high-precision simulation is not performed.

以下に説明する実施形態の制御装置は、エンジンモデル130から、トルク指令値を、この遅れ時間相当分だけ早いタイミングでモータ制御器110に供給することにある。この実施形態の制御装置では、その遅れ時間相当分の時間を角度に変換し、その角度分だけ補正したクランク角度を算出して補正後のクランク角度をエンジンモデル130に入力する構成とし、この構成により、制御装置の演算周期の分解能に左右されない正確な補償を実現している。   The control device according to the embodiment described below is to supply a torque command value from the engine model 130 to the motor controller 110 at an earlier timing by an amount corresponding to the delay time. In the control device of this embodiment, a time corresponding to the delay time is converted into an angle, a crank angle corrected by the angle is calculated, and the corrected crank angle is input to the engine model 130. Thus, accurate compensation independent of the resolution of the calculation cycle of the control device is realized.

図4は、本発明の一実施形態の制御装置のブロック図である。この図4に示す制御装置100Bは、図2に示す比較例の制御装置100Aと同一の構成要素に、さらに遅れ時間・進角変換部140と加算器150が追加されている。この遅れ時間・進角変換部140は、本発明にいう第2の角度変換部の一例に相当する。また、加算器150は、本発明にいう加算部の一例に相当する。さらに、モータ制御器110、クランク角度演算器120、およびエンジンモデル130は、本発明にいう、それぞれ、制御部、第1の角度変換部、および指令部の各一例に相当する。また、計測器50は、本発明にいう第1の計測器の一例と第2の計測器の一例との双方に相当する。   FIG. 4 is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention. In the control device 100B shown in FIG. 4, a delay time / advance conversion unit 140 and an adder 150 are further added to the same components as the control device 100A of the comparative example shown in FIG. The delay time / advance angle conversion unit 140 corresponds to an example of a second angle conversion unit according to the present invention. Further, the adder 150 corresponds to an example of an adding unit referred to in the present invention. Furthermore, the motor controller 110, the crank angle calculator 120, and the engine model 130 correspond to examples of the control unit, the first angle conversion unit, and the command unit, respectively, according to the present invention. The measuring instrument 50 corresponds to both an example of the first measuring instrument and an example of the second measuring instrument according to the present invention.

図5は、図4に1つのブロックで示す遅れ時間・進角変換部の内部構成を示したブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the delay time / advance angle conversion unit shown by one block in FIG.

この遅れ時間・進角変換部140には、計測器50で計測された回転速度[r/min]が入力され、また、上述の遅れ時間に相当する時間[s]が設定されている。   The delay time / advance angle conversion unit 140 receives the rotational speed [r / min] measured by the measuring instrument 50 and is set with a time [s] corresponding to the above-described delay time.

この遅れ時間・進角変換部140では、入力されてきた回転速度[r/min]に(2π/60)が乗算されて角速度[rad/s]が求められ、この角速度[rad/s]に遅れ時間に相当する時間[s]が乗算され、さらに(360/2π)が乗算されて、遅れ時間を角度に変換した補正値[deg]が生成される。図4にも示す加算器150では、この補正値[deg]が、クランク角度演算器120により算出されたクランク角度[deg]に加算されることにより、クランク角度[deg]がその補正値[deg]だけ進められたクランク角度に補正される。この補正後のクランク角度[deg]は、図4に示すエンジンモデル130に入力される。したがって、エンジンモデル130からは、本来のタイミングよりもその補正値[deg]分だけ進んだ、進角済みのトルク指令値が出力される。   In the delay time / advance conversion unit 140, the input rotational speed [r / min] is multiplied by (2π / 60) to obtain the angular speed [rad / s], and the angular speed [rad / s] is obtained. The time [s] corresponding to the delay time is multiplied, and (360 / 2π) is further multiplied to generate a correction value [deg] obtained by converting the delay time into an angle. In the adder 150 also illustrated in FIG. 4, the correction value [deg] is added to the crank angle [deg] calculated by the crank angle calculator 120, so that the crank angle [deg] becomes the correction value [deg]. ] Is corrected to the advanced crank angle. The corrected crank angle [deg] is input to the engine model 130 shown in FIG. Accordingly, the engine model 130 outputs an advanced torque command value that is advanced by the correction value [deg] from the original timing.

図6は、図4に示す制御装置における、トルク指令値とトルク計測値の一例を示す図である。   6 is a diagram illustrating an example of a torque command value and a torque measurement value in the control device illustrated in FIG.

この図6には、上から順に、本来のタイミングのトルク指令値と、トルク計測値と、進角済みのトルク指令値が示されている。進角済みのトルク指令値は、本来のタイミングのトルク指令値に対し上述の補正値[deg]だけ進んでいる。したがってトルク計測値は本来のタイミングのトルク指令値とほとんど誤差なしに一致している。   In FIG. 6, the torque command value at the original timing, the measured torque value, and the advanced torque command value are shown in order from the top. The advanced torque command value is advanced by the correction value [deg] described above with respect to the torque command value at the original timing. Therefore, the torque measurement value matches the torque command value at the original timing with almost no error.

図4に示す制御装置100Bの場合、遅れ時間に相当する時間を一度設定しておくだけで、その時間が、演算周期ごとにその時点の回転速度に応じた角度補正値[deg]に変換され、その角度補正値[deg]によりクランク角度[deg]が補正される。このように、本実施形態の制御装置100Bによれば、遅れ時間が容易に補償される。   In the case of the control device 100B shown in FIG. 4, the time corresponding to the delay time is set once, and the time is converted into an angle correction value [deg] corresponding to the rotational speed at that time for each calculation cycle. The crank angle [deg] is corrected by the angle correction value [deg]. Thus, according to the control device 100B of the present embodiment, the delay time is easily compensated.

また、以下に説明するように、本実施形態の場合、極めて高精度な補正が行なわれる。   Further, as will be described below, in the case of the present embodiment, correction with extremely high accuracy is performed.

図7は、演算周期ごとに直接的に補償しようとした場合の誤差の説明図である。また、図8は、演算周期分解能と角度分解能との関係を示した図である。   FIG. 7 is an explanatory diagram of an error when attempting to compensate directly for each calculation cycle. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the calculation period resolution and the angular resolution.

ここでは、回転速度=1000[r/min]の場合について例示する。   Here, a case where the rotational speed is 1000 [r / min] is illustrated.

この図7のNo.1〜No.5のいずれも、回転速度=1000[r/min]であって、かつ遅れ時間=0.0123456789[s]であるとする。これらの回転速度=1000[r/min]と遅れ時間=0.0123456789[s]とから、その遅れ時間をその回転速度に応じた角度[deg]に変換すると、「遅れ時間による設定したい角度=74.0740734[deg]となる。No.1〜No.5における制御周期を、それぞれ0.01[s]、0.001[s]、…、0.000001[s]とすると、その制御周期[s]に応じた固定演算周期で設定した遅れ時間は、それぞれ、0.01[s]、0.012[s]、…、0.012345[s]となり、またそれらの各固定演算周期で設定した遅れ時間[s]を角度[deg]に変換すると、それぞれ、60[deg]、72[deg]、…、74.07[deg]となる。すなわち、制御周期=0.01[s]の場合、遅れ時間=0.0123456789[s]をそのまま設定することはできず、遅れ時間=0.01[s]の設定となる。あるいは角度[deg]で設定する場合、その遅れ時間=0.01[s]に対応した角度=60[deg]となる。すなわち、遅れ時間=0.0123456789[s]に対応する設定したい角度は、74.0750734[deg]であるにもかかわらず、固定演算周期=0.01[s]に対応する角度は60[deg]となり、間に誤差(74.0750734[deg]−60[deg]=14.0750734[deg])が生じる。角度の制御目標精度を0.05[deg]とすると、制御周期は、No.4の0.00001[s]程度にする必要がある。制御周期=0.00001[s]であれば、誤差は、74.0740734−74.04=0.034[deg]となり、制御目標精度0.05[deg]未満となる。このように極めて短かい制御周期で動作する制御装置を構成するのは難しく、実現できたとしても高価となるおそれがある。   In FIG. 1-No. In all cases, it is assumed that the rotational speed is 1000 [r / min] and the delay time is 0.01234456789 [s]. From these rotational speed = 1000 [r / min] and delay time = 0.01234456789 [s], when the delay time is converted into an angle [deg] corresponding to the rotational speed, “angle to be set by delay time = 74.074034 [deg] If the control periods in No. 1 to No. 5 are 0.01 [s], 0.001 [s],. The delay times set in the fixed calculation cycle corresponding to [s] are 0.01 [s], 0.012 [s],..., 0.012345 [s], respectively, and in each of these fixed calculation cycles. When the set delay time [s] is converted into an angle [deg], they are 60 [deg], 72 [deg],..., 74.07 [deg], that is, control cycle = 0.01 [s]. of In this case, the delay time = 0.01234456789 [s] cannot be set as it is, and the delay time = 0.01 [s], or when the angle [deg] is set, the delay time = 0. The angle corresponding to 01 [s] = 60 [deg] In other words, although the angle to be set corresponding to the delay time = 0.01234456789 [s] is 74.0750734 [deg], the fixed calculation is performed. The angle corresponding to the period = 0.01 [s] is 60 [deg], and an error (74.0750734 [deg] −60 [deg] = 14.0750734 [deg]) occurs in the meantime. Is 0.05 [deg], the control cycle needs to be about 0.00001 [s] of No. 4. If control cycle = 0.00001 [s] The error is 74.074034-74.04 = 0.034 [deg], and the control target accuracy is less than 0.05 [deg], and thus a control device that operates in a very short control cycle is configured. Even if it is difficult, it may be expensive.

これに対し、図4に示す制御装置100Bを、例えばdouble型=64ビットで演算を行なう装置として構成すると、15桁の小数まで設定することができ、設定したい角度=74.0740734[deg]を、十分な余裕を持って全桁設定可能であり、制御周期が例えば0.01[s]であってもその0.01[s]ごとに極めて正確な補正角度を得て、極めて正確な補正後のクランク角度[deg]を生成し、高精度な制御を行なうことができる。   On the other hand, if the control device 100B shown in FIG. 4 is configured as a device that performs an operation with double type = 64 bits, for example, it is possible to set a decimal value of 15 digits, and an angle to be set = 74.0740734 [deg] All digits can be set with a sufficient margin, and even if the control cycle is 0.01 [s], for example, an extremely accurate correction angle is obtained every 0.01 [s], and extremely accurate correction is performed. The subsequent crank angle [deg] can be generated and highly accurate control can be performed.

図9は、シミュレート結果を示した図である。   FIG. 9 is a diagram showing simulation results.

ここには、上から順に、クランク角度、本来のタイミングのトルク指令値、トルク計測値、進角済みのトルク指令値について、エンジンが停止した状態からエンジンを始動し、アイドル回転速度を維持するまでの間の、各時間波形が示されている。   Here, in order from the top, the crank angle, the torque command value at the original timing, the torque measurement value, and the advanced torque command value are started until the engine is stopped and the idle rotation speed is maintained. Each time waveform during is shown.

また、図10,図11は、図9の、それぞれ区間X、区間Yについて時間軸(横軸)を拡大して示した図である。   10 and 11 are diagrams in which the time axis (horizontal axis) is enlarged for each of the sections X and Y in FIG.

区間Xと区間Yとでは回転速度が少し異なっており、そのため、波形の周期(クランク角度0[deg]〜720[deg]の間の時間長)が異なっている。   The rotation speed is slightly different between the section X and the section Y, and therefore the waveform cycle (time length between the crank angles 0 [deg] to 720 [deg]) is different.

本実施形態の場合、このように波形の周期(クランク角度0[deg]〜720[deg]の間の時間長)が異なっていても、進角済みのトルク指令値は、常に遅れ時間分に相当する角度だけ正確に進んだトルク指令値となっており、したがって、トルク計測値は、回転速度の変動があっても、本来のタイミングのトルク指令値と常に位相も一致した同一の波形が得られる。   In the case of this embodiment, even if the waveform period (time length between crank angles 0 [deg] to 720 [deg]) is different in this way, the advanced torque command value is always equal to the delay time. The torque command value is advanced accurately by the corresponding angle. Therefore, the torque measurement value has the same waveform that always matches the phase of the torque command value at the original timing even if the rotational speed fluctuates. It is done.

尚、上述の実施形態の場合、図5に示すように、遅れ時間に相当する時間[s]は固定値として設定されているが、制御対象物や制御対象要素によっては、条件によって遅れ時間が変化するものもある。その場合は、遅れ時間に相当する時間の、条件ごとのマップを作成しておいて、その時間を条件に応じて変更する構成としてもよい。   In the case of the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, the time [s] corresponding to the delay time is set as a fixed value. However, depending on the control object and the control target element, the delay time may vary depending on conditions. Some change. In that case, a map may be created for each condition corresponding to the delay time, and the time may be changed according to the condition.

また、上述の実施形態は、トルク指令値を与えモータ10にエンジントルクを模擬させる例であるが、本発明は、これに限られるものではなく、回転系であるか往復移動する並進系であるかを問わず、様々な制御対象物を制御する制御装置に適用可能である。   Moreover, although the above-mentioned embodiment is an example which gives a torque command value and makes the motor 10 simulate engine torque, this invention is not limited to this, It is a rotation system or a translation system which reciprocates. Regardless of this, the present invention can be applied to a control device that controls various control objects.

1 システム
10,30,40 モータ
20 トランスミッション
50 計測器
60 インバータ
100A,100B 制御装置
110 モータ制御器
120 クランク角度演算器
130 エンジンモデル
140 遅れ時間・進角変換部
150 加算器
1 System 10, 30, 40 Motor 20 Transmission 50 Measuring Instrument 60 Inverter 100A, 100B Controller 110 Motor Controller 120 Crank Angle Calculator 130 Engine Model 140 Delay Time / Advance Conversion Unit 150 Adder

Claims (2)

角度の入力を受け該角度に基づいて、制御対象物の制御対象要素を指令値通りに制御するための該指令値を生成する指令部と、
前記制御対象物の制御対象要素を計測した第1の計測値を生成する第1の計測部と、
前記指令値と前記第1の計測値との双方を入力し該指令値と該第1の計測値とが一致するように前記制御対象物の動作を制御する制御部と、
前記制御対象物の動作速度を計測する第2の計測器と、
前記動作速度を第1の角度に変換する第1の角度変換部と、
前記制御部への前記指令値の入力タイミングから該指令値が反映された前記第1の計測値の該制御部への入力タイミングまでの遅れ時間に相当する時間を前記動作速度に応じた第2の角度に変換する第2の角度変換部と、
前記第1の角度と前記第2の角度とを加算して第3の角度を生成する加算部とを有し、
前記指令部が、前記第3の角度の入力を受け該第3の角度に基づいて前記指令値を生成するものであることを特徴とする制御装置。
A command unit that receives an input of an angle and generates the command value for controlling the control target element of the control target according to the command value based on the angle;
A first measurement unit that generates a first measurement value obtained by measuring a control target element of the control target;
A control unit that inputs both the command value and the first measurement value, and controls the operation of the control object so that the command value and the first measurement value match;
A second measuring instrument for measuring the operating speed of the controlled object;
A first angle converter that converts the operating speed into a first angle;
A time corresponding to a delay time from the input timing of the command value to the control unit to the input timing of the first measurement value reflecting the command value to the control unit is determined according to the second operation speed. A second angle conversion unit for converting to an angle of
An adder that adds the first angle and the second angle to generate a third angle;
The control device, wherein the command unit receives the input of the third angle and generates the command value based on the third angle.
前記制御対象物がモータであり、
前記指令部が前記モータの出力トルクを制御するためのトルク指令値を生成するものであり、
前記第1の計測部が前記モータの出力トルクを計測してトルク計測値を生成するものであり、
前記第2の計測部が、前記モータの回転速度を計測するものであることを特徴とする請求項1記載の制御装置。
The control object is a motor;
The command unit generates a torque command value for controlling the output torque of the motor;
The first measurement unit measures the output torque of the motor and generates a torque measurement value;
The control apparatus according to claim 1, wherein the second measurement unit measures a rotation speed of the motor.
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