mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Fig. 1zeigt ein Motordiagramm mit einem SCR-Katalysator, einem stromaufwärts befindlichen Dreiwege-Katalysator und Abgassensoren.
FIG. 1shows an engine diagram including an SCR catalyst, upstream three-way catalyst, and exhaust sensors.
Fig. 1weist auch eine Steuerung auf, die Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens aus Fig. 2beinhaltet.
FIG. 1also includes a controller which includes instructions to carry out the method illustrated in FIG. 2.
Fig. 3zeigt eine beispielhafte Ausgabe der Abgassensoren während der Ausführung des Verfahrens aus Fig. 2. Mit Bezug auf Fig. 1schließt dieses ein schematisches Diagramm ein, das einen Zylinder eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors 10 zeigt.
Referring now to FIG. 1, it includes a schematic diagram showing one cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine 10.
Der Motor 10 kann mindest teilweise von einem Steuersystem mit einer Steuerung 12 und durch die Eingabe eines Fahrzeugbedieners 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden.
Engine 10may be controlled at least partially by a control system including controller 12and by input from a vehicle operator 132via an input device 130.
In diesem Beispiel weist die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP auf.
In this example, input device 130includes an accelerator pedal and a pedal position sensor 134for generating a proportional pedal position signal PP.
Der Verbrennungszylinder 30 von Motor 10 kann Verbrennungszylinderwände 32 mit dem Kolben 36 darin angeordnet einschließen.
Combustion cylinder 30of engine 10may include combustion cylinder walls 32with piston 36positioned therein.
Der Kolben 36 kann mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird.
Piston 36may be coupled to crankshaft 40so that reciprocating motion of the piston is translated into rotational motion of the crankshaft.
Die Kurbelwelle 40 kann mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs über ein zwischengeschaltetes Getriebesystem gekoppelt sein.
Crankshaft 40may be coupled to at least one drive wheel of a vehicle via an intermediate transmission system.
Ferner kann ein Anlassermotor mit der Kurbelwelle 40 über ein Schwungrad gekoppelt sein, um einen Startvorgang des Motors 10 zu aktivieren.
Further, a starter motor may be coupled to crankshaft 40via a flywheel to enable a starting operation of engine 10.
Der Verbrennungszylinder 30 kann die Einlassluft von dem Einlasskrümmer 44 über den Einlassdurchgang 42 erhalten und die Verbrennungsgase über den Ablasskanal 48 ausstoßen.
Combustion cylinder 30may receive intake air from intake manifold 44via intake passage 42and may exhaust combustion gases via exhaust passage 48.
Der Einlasskrümmer 44 und der Ablasskanal 48 können selektiv über das entsprechende Einlassventil 52 oder Ablassventil 54 mit dem Verbrennungszylinder 30 in Kommunikation stehen.
Intake manifold 44and exhaust passage 48can selectively communicate with combustion cylinder 30via respective intake valve 52and exhaust valve 54.
In einigen Ausführungsformen kann der Verbrennungszylinder 30 zwei oder mehrere Einlassventile und/oder zwei oder mehrere Ablassventile enthalten.
In some embodiments, combustion cylinder 30may include two or more intake valves and/or two or more exhaust valves.
In diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und die Ablassventile 54 durch Nockenbetätigung der entsprechenden Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 gesteuert werden.
In this example, intake valve 52and exhaust valve 54may be controlled by cam actuation via respective cam actuation systems 51and 53.
Die Nockenansteuerungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken aufweisen und ein oder mehrere Systeme mit Nockenprofilschaltung (CPS), variabler Nockenwellensteuerung (VCT), variabler Ventilsteuerung (VVT) und/oder variabler Ventilhubsteuerung (VVL) benutzen, die von der Steuerung 12 zum Variieren des Ventilbetriebs betrieben werden können.
Cam actuation systems 51and 53may each include one or more cams and may utilize one or more of cam profile switching (CPS), variable cam timing (VCT), variable valve timing (VVT) and/or variable valve lift (VVL) systems that may be operated by controller 12to vary valve operation.
Die Position des Einlassventils 52 und Ablassventils 54 kann von den Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden.
The position of intake valve 52and exhaust valve 54may be determined by position sensors 55and 57, respectively.
In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Ablassventil 54 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden.
In alternative embodiments, intake valve 52and/or exhaust valve 54may be controlled by electric valve actuation.
Zum Beispiel kann der Zylinder 30 alternativ ein Einlassventil beinhalten, das über die elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Ablassventil, das über die Nockenbetätigung mit CPS- und/oder VCT-System gesteuert wird.
For example, cylinder 30may alternatively include an intake valve controlled via electric valve actuation and an exhaust valve controlled via cam actuation including CPS and/or VCT systems.
Der Kraftstoffeinspritzer 66 ist direkt mit dem Verbrennungszylinder 30 zum Einspritzen von Kraftstoff direkt dort hinein gekoppelt, je nach der Pulsweite des Signals FPW, das von der Steuerung 12 über den Elektroantrieb 68 erhalten wird.
Fuel injector 66is shown coupled directly to combustion cylinder 30for injecting fuel directly therein in proportion to the pulse width of signal FPW received from controller 12via electronic driver 68.
Auf diese Weise stellt der Kraftstoffeinspritzer 66 die sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 bereit.
In this manner, fuel injector 66provides what is known as direct injection of fuel into combustion cylinder 30.
Der Kraftstoffeinspritzer kann zum Beispiel an der Seite des Verbrennungszylinders oder an der Oberseite des Verbrennungszylinders angebracht sein.
The fuel injector may be mounted on the side of the combustion cylinder or in the top of the combustion cylinder, for example.
Der Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzer 66 über ein Kraftstoffabgabesystem (nicht dargestellt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffzuteiler aufweist.
Fuel may be delivered to fuel injector 66by a fuel delivery system (not shown) including a fuel tank, a fuel pump, and a fuel rail.
In einigen Ausführungsformen kann der Verbrennungszylinder 30 alternativ oder zusätzlich einen Kraftstoffeinspritzer aufweisen, der in dem Einlasskanal 42 in einer Konfiguration angeordnet ist, die das bereitstellt, was gemeinhin als Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in das Saugrohr stromaufwärts des Verbrennungszylinders 30 bekannt ist.
In some embodiments, combustion cylinder 30may alternatively or additionally include a fuel injector arranged in intake passage 42in a configuration that provides what is known as port injection of fuel into the intake port upstream of combustion cylinder 30.
Der Einlasskanal 42 kann ein Lastbewegungsteuerventil (CMCV) 84 und einen CMCV-Teller 82 aufweisen und auch eine Drosselklappe 62 mit einer Drosselscheibe 64 aufweisen.
Intake passage 42may include a charge motion control valve (CMCV) 84and a CMCV plate 82and may also include a throttle 62having a throttle plate 64.
In diesem bestimmten Beispiel kann die Position der Drosselklappe 64 von einer Steuerung 12 mittels eines Signals variiert werden, das einem Elektromotor oder Aktor bereitgestellt wird, die in der Drosselklappe 62 enthalten sind, in einer Konfiguration, die allgemein als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird.
In this particular example, the position of throttle plate 64may be varied by controller 12via a signal provided to an electric motor or actuator included with throttle 62, a configuration that may be referred to as electronic throttle control (ETC).
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Motorsteuergerät.
The present invention relates to a motor control device.
In den letzten Jahren war es bei einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einer NC-Werkzeugmaschine, und einem Roboter, beispielsweise einem Industrieroboter, erwünscht, eine hochpräzise Bahnkurvensteuerung mit einem Betrieb bei hoher Geschwindigkeit und hoher Beschleunigung/Verzögerung zu kombinieren, um die Bearbeitungseffizienz und Produktionseffizienz der Werkzeugmaschine und des Roboters zu steigern.
In recent years, in a machine tool represented by an NC machine tool and a robot represented by an industrial robot, it has been desired to realize highly accurate trajectory control while performing high speed and high acceleration/deceleration driving in order to improve machining efficiency and production efficiency of the machine tool and the robot.
Bei der Werkzeugmaschine und dem Roboter ist es aus dem oben erwähnten Grund erwünscht, einen Antrieb mit hoher Beschleunigung/Verzögerung zu erreichen.
In the machine tool and the robot, it is desired to achieve high acceleration/deceleration driving because of the reason described above.
Jedoch kann allein durch Realisierung eines hohen Ansprechvermögens in einem Positionssteuersystem auf jeder Achse eine Übertragungsfunktion zwischen einem Befehl bezüglich einer Position am Maschinenende auf jeder Achse nicht passend gemacht werden, und die Bahnkurve (Trajektorie) am Maschinenende wird bezüglich eines Befehls bei einer gekrümmten Bahnkurve verzerrt.
However, only by realizing high responsiveness in a position control system on each axis, a transfer function from a command to a position at a machine end on each axis cannot be matched with each other; and the trajectory of the machine end becomes distorted with respect to a command of a curved trajectory.
In Patentliteratur 1 als einem bekannten Beispiel gibt es eine Technik der Verringerung von Vibrationen an einem Werkzeugende während eines Antriebs mit hoher Beschleunigung/Verzögerung, wenn eine Steuerung so gestaltet ist, dass sie mechanische Resonanzen für die Positionssteuerung auf einer einzelnen Achse in Rechnung stellt.
In Patent Literature 1 as a known example, there is a technique of reducing vibrations at a tool end during high acceleration/deceleration driving when designing a controller with taking into consideration of mechanical resonance for positioning control on a single axis.
Weiterhin wird bei Patentliteratur 2 als einem weiteren Beispiel eine Technik offenbart, in der eine Synchronisationsleistung mit Charakteristika der Übertragungsfunktion auf jeder Achse verbessert ist, um im Wesentlichen Identität zu erreichen, indem eine Vorwärts- bzw. Feed-Forward-Regelung ausgeführt wird, nachdem ein Befehlswert durch ein Tiefpassfilter konvertiert wird, dessen Frequenz niedriger eingestellt ist als diejenige eines Servo-Bandes einer Positionssteuerschleife auf jeder Achse, um eine Responseverzögerung bezüglich eines Befehlswertes eines gesteuerten Wertes, wie einer Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung, zu kompensieren.
Further, in Patent Literature 2 as another example, a technique is disclosed in which synchronization performance with characteristics of the transfer function on each axis is improved to be made substantially identical, by executing feed forward control after converting a command value by a high-cut filter, of which frequency is set lower than that of a servo band of a position control loop on any axis in order to compensate a response delay with respect to a command value of a controlled amount such as position, speed, and acceleration.
Patentliteratur 1: Patentliteratur 2: Bei der oben beschriebenen Technik treten jedoch, wenn das Ansprechvermögen einer Maschinen mit niedriger Steifigkeit verbessert wird, um die Maschine mit hoher Beschleunigung/Verzögerung anzutreiben, Übergangs-Änderungen bezüglich des Befehls auf jeder Achsen in Folge von Differenzen der Übertragungsfunktionen auf jeder Achse auf, die aus der niedrigen Steifigkeit des mechanischen Systems herrühren, und zwar auch wenn das Ansprechvermögen auf jeder Achse mit hoher Geschwindigkeit gegeben ist.
H8-23691Patent Literature 2: Japanese Patent Application Laid-open No. 2000-339032 However, according to the techniques described above, if the responsiveness of a machine having low rigidity is improved to drive the machine at high acceleration/deceleration, transitional changes occur with respect to the command on each axis due to differences of the transfer functions on each axis, resulting from the low rigidity of the mechanical system, even if the response on each axis is made at a high speed.
Es tritt daher das Problem auf, dass die Bahnkurven verzerrt werden.
Therefore, a problem that the trajectories become distorted occurs.
Insbesondere wenn eine Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter mit Hin- und Her-Bewegungen auf einer symmetrischen Bahnkurve ausgeführt wird, wird der Einfluss des durch solche Verzerrungen bewirkten Fehlers erheblich, wodurch eine Beschädigung einer Bearbeitungsoberfläche oder ein Absinken der Bearbeitungsgenauigkeit bewirkt wird.
Particularly, when machining is performed by a machine tool or a robot with reciprocating operations on a symmetrical trajectory, the influence of an error caused by such distortions become large, thereby causing damage on a machining surface or a decrease in machining accuracy.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Motorsteuergerät bereitzustellen, welches eine hochpräzise Bahnkurvensteuerung auch bei einem Steuerziel ausführt, das durch ein mechanisches System mit niedriger Steifigkeit konfiguriert ist.
The present invention has been achieved in view of the above problems, and an objective of the present invention is to provide a motor control device that can execute highly accurate trajectory control even on a control target that is configured by a low-rigidity mechanical system.
Um die genannten Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, betrifft die vorliegende Erfindung ein Motorsteuergerät, welches einen mit einer ersten Lastmaschine in einem ersten Steuerziel verbundenen Motor und einen mit einer zweiten Lastmaschine in einem zweiten Steuerziel verbundenen Motor steuert.
To solve the above problems and achieve the object, the present invention relates to a motor control device that controls a first motor coupled to a first load machine in a first control target and that controls a second motor coupled to a second load machine in a second control target.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, ein Motorsteuergerät zu schaffen, das eine hochpräzise Bahnkurvensteuerung auch für ein Steuerziel ausführen kann, das durch ein mechanisches System mit niedriger Steifigkeit konfiguriert ist.
According to the present invention, it is feasible to obtain a motor control device that can execute highly accurate trajectory control even for a control target that is configured by a low-rigidity mechanical system.
Fig. 1ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
FIG. 1is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a first embodiment.
Fig. 2ist ein Blockdiagramm, welches die Beziehung zwischen einer Befehls-Bahnkurve und einer tatsächlichen Bahnkurve, welche durch einen Werkzeugspitzenteil beschrieben wird, bei der Motorsteuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
FIG. 2is a block diagram illustrating the relation between a command trajectory and an actual trajectory drawn by a tool tip part in the motor control device according to the first embodiment.
Fig. 3ist ein Beispiel zu Vergleichszwecken der Motorsteuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, bei der ein Bode-Diagramm der Übertragungsfunktionen auf einer X-Achse und auf einer Y-Achse in einem Zustand gezeigt ist, wo eine X-Achsen-Responsekorrektureinheit und eine Y-Achsen-Responsekorrektureinheit nicht eingesetzt sind.
FIG. 3is an example, for comparative purposes of the motor control device according to the first embodiment, in which is illustrated a Bode diagram of transfer functions on an X axis and on a Y axis in a state where an X-axis response correction unit and a Y-axis response correction unit are not applied.
Fig. 4ist ein Bode-Diagramm von Übertragungsfunktionen auf einer X-Achse und auf einer Y-Achse in einem Zustand, wo die X-Achsen-Responsekorrektureinheit und die Y-Achsen-Responsekorrektureinheit bei der Motorsteuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eingesetzt werden.
FIG. 4is a Bode diagram of transfer functions on an X axis and on a Y axis in a state where the X-axis response correction unit and the Y-axis response correction unit are applied to the motor control device according to the first embodiment.
Fig. 5ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
FIG. 5is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a second embodiment.
Fig. 6ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
FIG. 6is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a third embodiment.
Fig. 5ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereirichtung gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.
FIG. 7is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a fourth embodiment.
Fig. 8ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt.
FIG. 8is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a fifth embodiment.
Fig. 9ist ein Diagramm, welches eine Frequenzresponseanzeigeeinheit darstellt, die bei der Konfiguration der Motorsteuereinrichtung gemäß der fünften Ausführungsform vorgesehen ist.
FIG. 9is a diagram illustrating a frequency-response display unit provided in the configuration of the motor control device according to the fifth embodiment.
Beispielhafte Ausführungsformen einer Motorsteuereinrichtung bzw. eines Motorsteuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.
Exemplary embodiments of a motor control device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
The present invention is not limited to the embodiments.
Fig. 1ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
FIG. 1is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a first embodiment of the present invention.
Bei dem Motorsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine hochpräzise Bahnkurvensteuerung ausgeführt.
In the motor control device according to the present invention, highly accurate trajectory control is executed.
Die Bahnkurvensteuerung wird hier als solche Steuerung ausgeführt, dass eine Bahnkurve eines Werkzeugspitzenteils oder einer Greifeinheit eines Roboters einer Befehls-Kurve folgt, indem dieses gleichzeitig in mehreren, d. h. zwei oder mehr, Achsen bewegt wird.
The trajectory control, here, is to execute control by causing a trajectory of a tool tip part or a griping unit of a robot to follow a curve of a command by moving in multiple axes, i.e., two or more axes, simultaneously.
Als Bahnkurve ist hier eine Linie zu verstehen, die Positionen verbindet, welche in einem Raum liegen und vom Werkzeugspitzenteil eingenommen werden, wenn sich dieses in einer Mehrzahl von bewegbaren Achsen bzw. Bewegungsachsen bewegt.
The trajectory, here, refers to a line connecting positions occupied in a space by the tool tip part configured from a plurality of movable axes as it moves.
In dem Fall, dass die Bewegungsachsen zwei Achsen sind, d. h. eine X-Achse, die eine erste Achse ist, und eine Y-Achse, die eine zweite Achse ist, sind die Befehls-Bahnkurve und die Tatsächliche-Position-Bahnkurve, die vom Werkzeugspitzenteil beschrieben werden, in einer zweidimensionalen Ebene so beschrieben, wie in Fig. 2dargestellt.
In a case where the movable axes are constituted by two axes, i.e., an X axis that is a first axis and a Y axis that is a second axis, the command trajectory and the actual position trajectory drawn by the tool tip part are drawn on a two-dimensional plane as illustrated in FIG. 2.
In Fig. 2ist die Befehls-Bahnkurve mit einer durchgezogenen Linie und die tatsächliche Bahnkurve mit einer gepunkteten Linie bezeichnet.
In FIG. 2, the command trajectory is indicated by a solid line and the actual trajectory is indicated by a dotted line.
Ein Bahnkurvenbefehlserzeuger 1 gibt ein X-Achsen-Positionsbefehlssignal und ein Y-Achsen-Positionsbefehlssignal als Positionsbefehlssignal für die X-Achse bzw. die Y-Achse aus.
A trajectory command generator 1outputs an X-axis position command signal and a Y-axis position command signal as position command signals for the X axis and the Y axis, respectively.
Eine X-Achsen-Responsekorrektureinheit 13 korrigiert das X-Achsen-Positionsbefehlssignal vom Bahnkurvenbefehlserzeuger 1 unter Anwendung eines Responsekorrekturfilters Gxrc(s), und sie gibt den korrigierten X-Achsen-Positionsbefehl an eine X-Achsen-Positionssteuereinheit 11 aus.
An X-axis response correction unit 13corrects the X-axis position command signal from the trajectory command generator 1by using a response correction filter Gxrc(s), and it outputs the corrected X-axis position command to an X-axis position control unit 11.
Eine Y-Achsen-Responsekorrektureinheit 23 korrigiert das Y-Achsen-Positionsbefehlssignal vom Bahnkurvenbefehlserzeuger 1 unter Anwendung eines Responsekorrekturfilters Gyrc(s), und sie gibt den korrigierten Y-Achsen-Positionsbefehl an eine Y-Achsen-Positionssteuereinheit 21 aus.
A Y-axis response correction unit 23corrects the Y-axis position command signal from the trajectory command generator 1by using a response correction filter Gyrc(s), and it outputs the corrected Y-axis position command to a Y-axis position control unit 21.
Charakteristika bzw. Filterparameter der Responsekorrekturfilter Gxrc(s) und Gyrc(s) werden durch eine Responsekorrekturparameterbestimmungseinheit 2 bestimmt, die weiter unten beschrieben wird.
Characteristics of the response correction filters Gxrc(s) and Gyrc(s) are determined by a response-correction-parameter determination unit 2, which is described later.
Ein X-Achsen-Steuerziel 12 ist durch einen X-Achsen-Motor 12a, einen am X-Achsen-Motor 12a angebrachten X-Achsen-Detektor 12c und eine mit dem X-Achsen-Motor 12a verbundene bzw. gekoppelte X-Achsen-Lastmaschine 12b gebildet.
An X-axis control target 12is constituted by an X-axis motor 12a, an X-axis detector 12c attached to the X-axis motor 12a, and an X-axis load machine 12b coupled to the X-axis motor 12a.
Das X-Achsen-Steuerziel 12 wird durch den X-Achsen-Motor 12a angetrieben, der ein Moment entsprechend einem X-Achsen-Momentbefehl T1 erzeugt.
The X-axis control target 12is driven by the X-axis motor 12a, which generates torque corresponding to an X-axis torque command T1.
Ein X-Achsen-Messinstrument 14 ist am X-Achsen-Steuerziel 12 angebracht und misst ein Verschiebungssignal der Position, Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines Maschinenendes der X-Achsen-Lastmaschine 12b, welches dem Werkzeugspitzenteil entspricht.
An X-axis measuring instrument 14is attached to the X-axis control target 12and measures a displacement signal of any of the position, speed, and acceleration of a machine end of the X-axis load machine 12b, which corresponds to the tool tip part.
In den nachfolgenden Beschreibungen wird angenommen, dass das Verschiebungssignal die Beschleunigung ist, und es wird als „X-Achsen-Maschinenenden-Verschiebungssignal a1” bezeichnet.
In the following descriptions, the displacement signal is assumed to be acceleration, and it is described as “X-axis machine-end displacement signal a1”.