(57)【要約】【課題】ΔΣ変調アルゴリズムを用いた制御装置において、制御対象を停止する判断がなされた際に制御対象を確実に停止させることが可能な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置であって、制御対象ＯＪを停止するか否かを判断する制御停止判断部６を備え、制御停止判断部は、制御対象を停止する判断をした場合には、ΔΣ変調部４に入力される制御入力及び制御対象に入力される操作量を各々ゼロ値に設定する構成を備えるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象の制御量が目標値に収束するように制御入力を算出する制御入力算出部と、
ΔΣ変調アルゴリズムを用いて前記制御入力算出部によって算出された制御入力に応じた前記制御対象の操作量を算出し、算出された操作量を制御対象に入力するΔΣ変調部と、
を備えた制御装置において、
更に、前記制御対象を停止するか否かを判断する制御停止判断部を備え、
前記制御停止判断部は、前記制御対象を停止する判断をした場合には、前記ΔΣ変調部に入力される制御入力及び前記制御対象に入力される操作量を各々ゼロ値に設定することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御停止判断部は、前記制御対象を停止する判断をした場合には、前記ΔΣ変調部内の量子化器に入力される入力の値をゼロ値に設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御停止判断部は、前記制御対象を停止する判断をした場合には、前記ΔΣ変調部内の積分器に入力される入力の値をゼロ値に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置に関し、特に、ΔΣ変調アルゴリズムに制御入力を入力することによって制御対象の操作量を算出し、算出された操作量を制御対象に入力する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動二輪車等の車両のエンジン出力制御装置では、フィードバック制御を用いて制御対象の制御量が目標量になるように制御対象に操作量を与えることによって、運転者の要求に応じたエンジンの出力制御が行われている。
【０００３】
かかる状況下で、特許文献１は、制御量と目標量との偏差に基づく制御入力をΔΣ変調アルゴリズムに入力することによって制御対象の操作量を算出し、算出された操作量を制御対象に入力するフィードバック制御装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０８２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、本発明者の検討によれば、特許文献１におけるフィードバック制御では、制御対象の動作を停止する場合には、ΔΣ変調アルゴリズムへの制御入力の入力を停止する、つまり、ΔΣ変調アルゴリズムに入力される制御入力の値をゼロ値に設定することが一般的である。
【０００６】
ところが、特許文献１の図４（段落０１３５から段落０１３７）に記載されているように、かかるΔΣ変調アルゴリズムでは、制御入力である参照信号ｒ（ｋ）をゼロ値に設定しても、過去の操作量であるＤＳＭ信号ｕ（ｋ−１）がアルゴリズム内に残っているために、過去の操作量との偏差σ（ｋ）が生成される。この結果、ＤＳＭ信号ｕ（ｋ）が操作量として制御対象に入力されて、出力信号ｙ（ｋ）が制御量として出力されることになる。
【０００７】
このため、特許文献１におけるフィードバック制御では、ΔΣ変調アルゴリズムへの制御入力の入力を停止しても、数制御サイクルの間は、操作量が制御対象に入力されてしまい、制御対象の動作が停止しないことも考えられて、改良の余地がある。
【０００８】
更に、本発明者の検討によれば、かかる事態に対処するために、トランジスタ等の回路要素を利用してΔΣ変調アルゴリズムから出力される操作量を機械的に切断する方法が考えられる。しかしながら、かかる方法を用いた場合には、制御対象が動作停止状態から稼働状態に復帰する際には、ΔΣ変調アルゴリズムに過去の演算周期の操作量が残っているために、制御対象が所望の動作をしないことも考えられて、改良の余地がある。
【０００９】
よって、現状では、ΔΣ変調アルゴリズムを用いた制御装置において、制御対象の動作を停止する判断がなされた際に制御対象を確実に停止させることができる制御装置を実現する必要性は高いと考えられる。
【００１０】
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、ΔΣ変調アルゴリズムを用いた制御
装置において、制御対象を停止する判断がなされた際に制御対象を確実に停止させることが可能な制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の目的を達成するべく、本発明は、制御対象の制御量が目標値に収束するように制御入力を算出する制御入力算出部と、ΔΣ変調アルゴリズムを用いて前記制御入力算出部によって算出された制御入力に応じた前記制御対象の操作量を算出し、算出された操作量を制御対象に入力するΔΣ変調部と、を備えた制御装置において、更に、前記制御対象を停止するか否かを判断する制御停止判断部を備え、前記制御停止判断部は、前記制御対象を停止する判断をした場合には、前記ΔΣ変調部に入力される制御入力及び前記制御対象に入力される操作量を各々ゼロ値に設定することを第１の局面とする。
【００１２】
また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記制御停止判断部は、前記制御対象を停止する判断をした場合には、前記ΔΣ変調部内の量子化器に入力される入力の値をゼロ値に設定することを第２の局面とする。
【００１３】
また、本発明は、かかる第１又は第２の局面に加えて、前記制御停止判断部は、前記制御対象を停止する判断をした場合には、前記ΔΣ変調部内の積分器に入力される入力の値をゼロ値に設定することを第３の局面とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の局面における制御装置によれば、制御対象を停止するか否かを判断する制御停止判断部が備えられ、制御停止判断部が、制御対象を停止する判断をした場合には、ΔΣ変調部に入力される制御入力及び制御対象に入力される操作量を各々ゼロ値に設定するものであるので、制御対象を停止する判断がなされた際に制御対象を確実に停止させることができる。
【００１５】
また、本発明の第２の局面における制御装置によれば、制御停止判断部が、制御対象を停止する判断をした場合には、ΔΣ変調部内の量子化器に入力される入力の値をゼロ値に設定することにより、ΔΣ変調アルゴリズムにおいて過去の演算周期に関連する操作量の影響が排除され、制御対象が動作停止状態から稼働状態に復帰する際には、所望の制御出力を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の第３の局面における制御装置によれば、制御停止判断部が、制御対象を停止する判断をした場合には、ΔΣ変調部内の積分器に入力される入力の値をゼロ値に設定することにより、ΔΣ変調アルゴリズムにおいて過去の演算周期に関連する操作量の影響が排除され、制御対象が動作停止状態から稼働状態に復帰する際には、所望の制御出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態における制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における制御装置につき、詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態における制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態における制御装置１は、図示を省略する車両、典型的に
は自動二輪車に搭載され、フィードバック制御を用いて制御対象ＯＪの制御量ｙ（ｚ）が目標量Ｔｒｇ（ｚ）になるように制御対象ＯＪに対し操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ）を与えるものである。制御対象ＯＪとしては、運転者による入力に電子制御を介入させてエンジン出力を制御するＤＢＷ（Ｄｒｉｖｅ  Ｂｙ  Ｗｉｒｅ）におけるモータやその他の補機における電磁アクチュエータ等を例示できる。
【００２１】
具体的には、制御装置１は、制御入力算出部２と、切換部３と、ΔΣ変調部４と、切換部５と、制御停止判断部６と、を主な構成要素として備え、その他に必要なメモリ等も備える。図中では、制御入力算出部２、ΔΣ変調部４、及び制御停止判断部６は、機能ブロックとして示され、切換部３及び５は、スイッチとして示されているが、制御入力算出部２、ΔΣ変調部４、及び制御停止判断部６は、個別の又は集積化された電子回路等であってもよく、切換部３及び５は、機能ブロックであってもよい。また、例えば、制御装置１が車両に搭載されたＤＢＷ等に適用される場合に構成の簡便性からいえば、これらは、典型的には車両に搭載され図示を省略するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｕｎｉｔ）の演算処理装置が実行する制御プログラムに対応した機能ブロックであることが好ましい。
【００２２】
制御入力算出部２は、制御対象ＯＪの制御量ｙ（ｚ）が目標量Ｔｒｇ（ｚ）に収束するように制御入力ＭＤｉｎ（ｚ）を算出し、算出された制御入力ＭＤｉｎ（ｚ）を切換部３に出力するものである。
【００２３】
切換部３は、制御停止判断部６からの制御信号に従って、制御入力算出部２から入力された制御入力ＭＤｉｎ（ｚ）の値と、典型的には制御装置１の制御プログラムの実行上で設定されるゼロ値と、を切り換えて、ΔΣ変調部４に入力される入力値を切り換えるものである。つまり、切換部３は、制御停止判断部６からの制御信号に従って、制御入力算出部２から入力された制御入力ＭＤｉｎ（ｚ）又はゼロ値をΔΣ変調部４に出力するものである。
【００２４】
ΔΣ変調部４は、所定のΔΣ変調アルゴリズムを用いて、切換部３を介して入力された制御入力ＭＤｉｎ（ｚ）又はゼロ値に応じた制御対象ＯＪの操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ）を算出し、算出された操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ）を制御対象ＯＪに出力するものである。ここで、ΔΣ変調部４は、微分器４１、切換部４２、積分器４３、切換部４４、及び量子化器４５を備えている。
【００２５】
具体的には、微分器４１は、遅延演算子４１ａ及び差分器４１ｂを有し、切換部３から入力された制御入力ＭＤｉｎ（ｚ）又はゼロ値と、遅延演算子４１ａによって１演算周期分だけ遅延された制御対象ＯＪの操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ＾−１）と、の差分値ｄＭＤｉｎ（ｚ）（＝ＭＤｉｎ（ｚ）−ＭＤｏｕｔ（ｚ＾−１））を差分器４１ｂで算出し、算出された差分値ｄＭＤｉｎ（ｚ）を切換部４２に出力するものである。ここで、制御対象ＯＪの操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ＾−１）は、操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ）の瞬間値をサンプルホールドして１演算周期分だけ遅延した操作量のことである。
【００２６】
切換部４２は、制御停止判断部６からの制御信号に従って、微分器４１から入力された差分値ｄＭＤｉｎ（ｚ）と、典型的には制御装置１の制御プログラム上でその実行上設定されるゼロ値と、を切り換えて、積分器４３に入力される入力値を切り換えるものである。つまり、切換部４２は、制御停止判断部６からの制御信号に従って、微分器４１から入力された差分値ｄＭＤｉｎ（ｚ）又はゼロ値を積分器４３に出力するものである。
【００２７】
積分器４３は、遅延演算子４３ａ及び加算器４３ｂを有し、切換部４２から入力された差分値ｄＭＤｉｎ（ｚ）又はゼロ値と、遅延演算子４３ａによって１演算周期分だけ遅延
された積分値ｄＭＤｏｕｔ（ｚ＾−１）と、の和（＝ｄＭＤｉｎ（ｚ）＋ｄＭＤｏｕｔ（ｚ＾−１））を加算器４３ｂで算出し、算出された和を積分値ｄＭＤｏｕｔ（ｚ）として切換部４４に出力するものである。ここで、積分値ｄＭＤｏｕｔ（ｚ＾−１）は、積分値ｄＭＤｏｕｔ（ｚ）の瞬間値をサンプルホールドして１演算周期分だけ遅延した積分値のことである。
【００２８】
切換部４４は、制御停止判断部６からの制御信号に従って、積分器４３から入力された積分値ｄＭＤｏｕｔ（ｚ）と、典型的には制御装置１の制御プログラム上でその実行上設定されるゼロ値と、を切り換えて、量子化器４５に入力される入力値を切り換えるものである。つまり、切換部４４は、制御停止判断部６からの制御信号に従って、積分器４３から入力された積分値ｄＭＤｏｕｔ（ｚ）又はゼロ値を、量子化器４５に出力するものである。
【００２９】
量子化器４５は、切換部４４を介して入力された積分値ｄＭＤｏｕｔ（ｚ）又はゼロ値を量子化することによって制御対象ＯＪの操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ）を生成し、生成された操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ）を切換部５に出力するものである。ここで得られる操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ）の展開式は、１演算周期分だけ遅延された制御対象ＯＪの操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ＾−１）を使用する微分器４１の演算上の特性や、１演算周期分だけ遅延された積分値ｄＭＤｏｕｔ（ｚ＾−１）を使用する積分器４３の演算上の特性により、１演算周期分だけ遅延された制御対象ＯＪの操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ＾−１）の項や２演算周期分だけ遅延された制御対象ＯＪの操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ＾−２）の項等の過去の演算周期に関する項を含む。
【００３０】
切換部５は、制御停止判断部６からの制御信号に従って、量子化器４５から入力された操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ）と、典型的には制御装置１の制御プログラム上でその実行上設定されるゼロ値と、を切り換えて、制御対象ＯＪに入力される入力値を切り換えるものである。つまり、切換部５は、制御停止判断部６からの制御信号に従って、量子化器４５から入力された操作量ＭＤｏｕｔ（ｚ）又はゼロ値を、制御対象ＯＪに出力するものである。
【００３１】
制御停止判断部６は、制御対象ＯＪの動作を停止するか否かを判断するものである。制御対象ＯＪの動作を停止する場面としては、故障を検知した場合やエンジンが停止している場合等を例示できる。制御停止判断部６は、かかる場合に制御対象ＯＪの動作を停止する判断をした場合には、切換部３と切換部５とを制御することによって、ΔΣ変調部４に出力されてそれに入力される制御入力と制御対象ＯＪに出力されてそれに入力される操作量とを各々ゼロ値に設定する。このような処理によれば、制御対象ＯＪの動作を停止する判断がなされた際に、ΔΣ変調部４にゼロ値を入力すると共に、制御対象ＯＪにもゼロ値を入力して、それにゼロ値以外の操作量が入力されることを抑制できるので、制御対象ＯＪの動作を停止する判断がなされた際に制御対象ＯＪの動作を確実に停止できる。
【００３２】
また、制御停止判断部６は、制御対象ＯＪの動作を停止する判断をした場合には、切換部４４を制御することによって、ΔΣ変調部４の最下流にある量子化器４５に出力されてそれに入力される入力をゼロ値に設定することが好ましい。このような処理によれば、制御対象ＯＪの動作を停止した後に再びその動作に復帰させる際に、ΔΣ変調アルゴリズムに過去の演算周期に関する操作量の項が残っているために制御対象ＯＪが所望の動作をしなくなることを抑制し、所望の制御出力を得ることができる。
【００３３】
また、制御停止判断部６は、制御対象ＯＪの動作を停止する判断をした場合には、切換部４２を制御することによって、ΔΣ変調部４内の積分器４３に出力されて入力される入力をゼロ値に設定することが好ましい。このような処理によれば、制御対象ＯＪの動作を停止した後に再びその動作に復帰させる際に、ΔΣ変調アルゴリズムに過去の演算周期に
関する操作量の項が残っているために制御対象ＯＪが所望の動作をしなくなることを抑制し、所望の制御出力を得ることができる。
【００３４】
また、本発明においては、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明においては、ΔΣ変調アルゴリズムを用いた制御装置において、制御対象を停止する判断がなされた際に制御対象を確実に停止させることが可能な制御装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の車両のＤＢＷ用の制御装置やその他の補機用の制御装置に広範に適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００３６】
ＯＪ…制御対象
１…制御装置
２…制御入力算出部
３、５、４２、４４…切換部
４…ΔΣ変調部
６…制御停止判断部
４１…微分器
４１ａ、４３ａ…遅延演算子
４１ｂ…差分器
４３…積分器
４３ｂ…加算器
４５…量子化器
【図１】
2014010802.tif 000003