JP4454111B2

JP4454111B2 - Positioning control device

Info

Publication number: JP4454111B2
Application number: JP2000185658A
Authority: JP
Inventors: 史朗尾神; 嘉規伊藤
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2020-06-21
Also published as: JP2002006957A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物を駆動して第１の位置から移動させ目標位置である第２の位置に位置決めする位置決め制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の位置決め制御装置は、対象物をマイコン制御などによりある位置から別のある位置へ移動させる位置制御をする場合に、安定した移動開始を実現するのを目的として、対象物を微妙に動かし、移動はさせないで、その場で微振動させておき、摺動抵抗とヒステリシスを減らすディザを例えば電流・電圧、動力と成りうる駆動動力にかける場合があった。
【０００３】
この上記ディザをかける手法としては、図１３に示されるように対象物の移動中常時上記ディザをかける第１手法と、図１４に示されるように対象物の移動中のみ上記ディザをカットする第２手法とがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の第１手法においては、対象物が移動中にディザの影響を受ける。すなわちディザ自体が微妙に物を動かす為、図１５に示されるように物を移動させている最中にも若干影響を与える。したがって目標とする位置へ決められた許容精度で収束させる場合に、ディザの影響を考慮しなければならず、その結果移動速度を下げ、ディザによる影響度合を減らし、許容範囲に収束させなければならないため、目標位置への移動時間が延びてしまうという問題があった。
【０００５】
上記従来の第２手法においては、ディザを復活させる事が難しくなる。すなわちディザを復活させるタイミングが早すぎたり、遅すぎたりすると、図１６に示されるように飛び出したり、停滞してしまう可能性があり、更にその復活の状況すなわちディザの方向や時間により影響を受けてしまうという問題があった。
【０００６】
したがって上記従来の第１手法および第２手法においては、同様に影響度合を減らすため、移動速度を下げないといけなくなり、目標への移動時間が延びてしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明者は、対象物を駆動して第１の位置から移動させ目標位置である第２の位置に位置決めする位置決め制御装置において、前記対象物が目標位置である第２の位置の許容範囲内に到達したら駆動方向の動きが表れにくい状態になるようにディザ制御をするという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、対象物の移動速度を下げずに許容範囲に収束させて位置決めすることを可能にするという目的を達成する本発明に到達した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の位置決め制御装置は、
対象物を駆動して第１の位置から移動させ目標位置である第２の位置に位置決めする位置決め制御装置において、
前記対象物が目標位置である第２の位置の許容範囲内に到達したら駆動方向を入れ替えて前記対象物の動きに制動を付与することにより駆動方向の動きが表れにくい状態になるように一定振幅のディザ制御をする
ものである。
【０００９】
本発明（請求項２に記載の第２発明）の位置決め制御装置は、
前記第１発明において、
前記ディザ制御が、短い一定の周期で駆動方向を変更して、駆動方向における摺動抵抗およびヒステリシスを低減する
ものである。
【００１０】
本発明（請求項３に記載の第３発明）の位置決め制御装置は、
前記第２発明において、
前記ディザ制御が、駆動方向の逆方向に駆動を開始して対象物の動きに制動を付与する
ものである。
【００１１】
本発明（請求項４に記載の第４発明）の位置決め制御装置は、
前記第３発明において、
前記ディザ制御が、駆動時の加減速指令の振幅に比べて充分小さい振幅の加減速指令に従う
ものである。
【００１２】
本発明（請求項５に記載の第５発明）の位置決め制御装置は、
前記第４発明において、
前記ディザ制御における加減速指令の振幅および周期を、予め実験的に確認して決定する
ものである。
【００１３】
本発明（請求項６に記載の第６発明）の位置決め制御装置は、
前記第５発明において、
前記第２の位置の許容範囲が、目標位置決め精度範囲によって決定されているものである。
【００１４】
本発明（請求項７に記載の第７発明）の位置決め制御装置は、
前記第６発明において、
前記対象物が、前記第２の位置の許容範囲に到達したことを検出するセンサを備えている
ものである。
【００１５】
本発明（請求項８に記載の第８発明）の位置決め制御装置は、
前記第７発明において、
前記対象物が前記第２の位置の許容範囲に到達したことを検出するセンサから検出信号が出力されたら、ディザ制御信号を出力するコントローラと、該コントローラから出力されるディザ制御信号に基づき前記対象物を駆動制御するアクチュエータとを備えている
ものである。
【００１６】
本発明（請求項９に記載の第９発明）の位置決め制御装置は、
前記第８発明において、
前記アクチュエータが、歯車変速機のシフトレバーの位置を制御するシフトアクチュエータおよびセレクトアクチュエータによって構成されている
ものである。
【００１７】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明の位置決め制御装置は、対象物を駆動して第１の位置から移動させ目標位置である第２の位置に位置決めする位置決め制御装置において、前記対象物が目標位置である第２の位置の許容範囲内に到達したら駆動方向を入れ替えて前記対象物の動きに制動を付与することにより駆動方向の動きが表れにくい状態になるように一定振幅のディザ制御をするので、前記対象物の動きに制動を付与するとともに、前記対象物の移動速度を下げずに許容範囲に収束させて位置決めすることを可能にするという効果を奏する。
【００１８】
上記構成より成る第２発明の位置決め制御装置は、前記第１発明において、前記ディザ制御が、短い一定の周期で駆動方向を変更して、駆動方向における摺動抵抗およびヒステリシスを低減するので、前記対象物の動きを滑らかにして、前記対象物の移動速度を下げずに位置決めすることを可能にするという効果を奏する。
【００１９】
上記構成より成る第３発明の位置決め制御装置は、前記第２発明において、前記ディザ制御が、駆動方向の逆方向に駆動を開始して対象物の動きに制動を付与するので、オーバーシュート無く位置決めすることを可能にするという効果を奏する。
【００２０】
上記構成より成る第４発明の位置決め制御装置は、前記第３発明において、前記ディザ制御が、駆動時の加減速指令の振幅に比べて充分小さい振幅の加減速指令に従うので、微小な急減速を実現して、急変を回避して少しずつ確実に制動を付与するという効果を奏する。
【００２１】
上記構成より成る第５発明の位置決め制御装置は、前記第４発明において、前記ディザ制御における加減速指令の振幅および周期を、予め実験的に確認して決定するので、実験的に確認した最適な振幅および周期の加減速指令に従い前記ディザ制御を行うため、滑らかで確実な制動を付与して、前記対象物の移動速度を下げずに許容範囲に収束させて位置決めすることを可能にするという効果を奏する。
【００２２】
上記構成より成る第６発明の位置決め制御装置は、前記第５発明において、前記第２の位置の許容範囲が、目標位置決め精度範囲によって決定されているので、前記対象物を前記目標位置決め精度範囲に収束させて位置決めすることを可能にするという効果を奏する。
【００２３】
上記構成より成る第７発明の位置決め制御装置は、前記第６発明において、
前記対象物が、前記第２の位置の許容範囲に到達したことを検出するセンサを備えているので、前記センサによって前記対象物が前記第２の位置の許容範囲に到達したことが検出されたら、前記ディザ制御が開始されるため、前記対象物を許容範囲に収束させて確実に位置決めすることを実現するという効果を奏する。
【００２４】
上記構成より成る第８発明の位置決め制御装置は、前記第７発明において、前記対象物が前記第２の位置の許容範囲に到達したことを検出する前記センサから検出信号が出力されたら、前記コントローラがディザ制御信号を出力するとともに、前記アクチュエータが前記コントローラから出力されるディザ制御信号に基づき前記対象物を駆動制御するので、確実な制動を付与して、前記対象物の移動速度を下げずに許容範囲に収束させて位置決めすることを可能にするという効果を奏する。
【００２５】
上記構成より成る第９発明の位置決め制御装置は、前記第８発明において、前記アクチュエータを構成する前記シフトアクチュエータおよび前記セレクトアクチュエータによって、歯車変速機のシフトレバーの位置を制御するので、前記シフトレバーの移動速度を下げずに許容範囲に収束させて位置決めすることを可能にするという効果を奏する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００２７】
（実施形態）
本実施形態の位置決め制御装置は、図１および図２に示されるように対象物を駆動して第１の位置から移動させ目標位置である第２の位置に位置決めする位置決め制御装置において、前記対象物が目標位置である第２の位置の許容範囲内に到達したら駆動方向の逆方向に駆動を開始して対象物の動きに制動を付与するようにディザ制御をするものである。
【００２８】
本実施形態の位置決め制御装置は、図２に示されるように前記対象物Ｏが、前記第１または第２の位置の許容範囲に到達したことを検出するセンサＳと、前記対象物Ｏが前記第１または第２の位置の許容範囲に到達したことを検出するセンサＳから検出信号が出力されたらディザ制御信号を出力するコントローラＣと、該コントローラＣから出力されるディザ制御信号に基づき前記対象物Ｏを駆動制御するアクチュエータＡとから成るものである。
【００２９】
前記ディザ制御が、駆動時の加減速指令の振幅に比べて充分小さい振幅であって、短い周期で駆動方向が変化する加減速指令に基づくもので、駆動方向における摺動抵抗およびヒステリシスを低減するように設定されているものである。
【００３０】
前記ディザ制御における前記加減速指令の振幅および周期は、予め実験的に確認して決定されるものである。
【００３１】
前記第２の位置の許容範囲は、目標位置決め精度の範囲によって決定されているものである。
【００３２】
本実施形態において、図３に示されるように正の駆動力を与えると対象物がプラス方向に動く状態と図４に示されるように負の駆動力を与えると対象物がマイナス方向に動く状態とがある。
【００３３】
上記状態において、図５に示されるように常時プラスとマイナスを入れ替えることにより、対象物を微妙に微振動させて摺動抵抗を下げ動き出しを良くするディザ制御という技法がある。
【００３４】
上記微振動における周期Ｘと振幅Ｙは、実際に対象物の動きを見ながら実験的に確認しながら見つけることになる。
【００３５】
次にある対象物が、微振動している第１の位置から第２の位置である目標位置へ移動させた後に許容範囲内において微振動させる場合における加減速指令と対象物の動きとディザの例について、図６および図７を用いて説明する。
【００３６】
図６（Ａ）および図７（Ａ）に示されるように前記第１の位置において前記対象物がディザの微振動をしており、加速指令に従い前記対象物をかかる第１の位置から第２の位置である目標位置へ移動させた後に、減速指令が出され前記第２の位置への前記対象物の移動速度が減速され、前記対象物が第２の位置である目標位置の許容範囲内に到達したら前記対象物を周期Ｘと振幅Ｙで微妙にディザの微振動をさせ、前記対象物が第２の位置である目標位置の許容範囲内に位置決めするものである。
【００３７】
すなわち図６（Ｂ）および図７（Ｂ）に示されるように前記対象物が微振動している前記第１の位置から目標位置に向かって徐々に位置を変え、該対象物が第２の位置である目標位置の許容範囲内に到達したら前記対象物を周期Ｘと振幅Ｙで微妙にディザの微振動をさせて位置決めするものである。
【００３８】
本実施形態におけるディザの微振動の実施タイミングについて、以下に述べる。本実施形態ポイントは、不定であるディザの影響を明確にすることにより、飛び出し（オーバーシュート）防止や、応答時間短縮を狙うものであり、かかる観点による実施タイミングである。
【００３９】
前記実施タイミングとしては、制御する対象物が目標位置許容範囲である位置決め精度内に入った時や、制御する対象物が位置決め精度内に入ると思われる時すなわちセンサにより速度をモニタすることにより予測された時や、制御する対象物が停止した時等から適宜選択される。
【００４０】
制御する対象物が、図８（Ａ）に示されるように目標位置許容範囲である位置決め精度内に入ってディザを復活させた時の駆動量すなわち駆動電流の指定は、基本的には任意でよく、その制御する対象物の特性や目的に適合するように適用すれば良いが、推奨としては、図９（Ａ）に示されるように前記対象物が目標位置の許容範囲内に到達した時の進行方向とは逆の方向のパルス波形より始まるディザ出力値である。
【００４１】
ディザを復活させた時の駆動時間すなわち駆動電流の時間の指定は、基本的には任意でよく、その制御する対象物の特性や目的に適合するように適用すれは良いが、推奨としては、応答時間を短縮するとともに飛び出し（オーバーシュート）を防止する観点から図９（Ｂ）に示されるようにディザ半周期分（Ｔ／２）が望ましい。
【００４２】
本実施形態の位置決め制御装置は、図１に示されるようにステップ１０１において、第１の位置である現在位置と第２の位置である目標位置との相関に基づき換算して駆動量を算出する。
【００４３】
ステップ１０２において、ストローク動作中かどうか判断される。すなわち移動中かどうかが判断され、移動中の場合はステップ１０３において位置決め精度の範囲すなわち目標位置許容範囲内に到達したかどうかが判断される。
【００４４】
目標位置許容範囲内に到達したと判断される場合は、ステップ１０４において、駆動量と時間と向きが指定されたディザ出力値との和の加減速指令である制御量に基づき駆動される。
【００４５】
ステップ１０２において、移動中でない場合はステップ１０５において、駆動量と時間と向きが指定されたディザ出力値との和の加減速指令である制御量に基づき駆動される。
【００４６】
ステップ１０３において位置決め精度の範囲すなわち目標位置許容範囲内に到達していない場合は、ステップ１０６において駆動量に等しい加減速指令である制御量に基づき駆動される。
【００４７】
本実施形態の位置決め制御装置は、上記従来の第２手法を改良発展させるものであって、移動を終了させディザ制御を復活する際の条件を断定しかつ、その復活方法に工夫を凝らす事により、移動時間を延ばさずに許容範囲に収束させる事を可能にするという効果を奏するものである。
【００４８】
すなわち再び開始され復活する際に進行方向に対し、常にブレーキ成分のディザから時間を固定させ、復活させるものである。この事により、ブレーキ力を強くすると共に、常に安定したブレーキ力が得られるため、上述した従来の第１および第２の手法の様に移動速度を下げずに許容範囲に収束させることを可能にするものである。
【００４９】
【実施例】
以下本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
【００５０】
（実施例）
本実施例の位置決め制御装置は、本発明を自動変速装置に適用したもので、該自動変速装置の概略ハード構成の一例が、図１０に示されている。図１０に示される自動変速装置は、変速機ケース１に収納された歯車変速機構２と、該歯車変速機構２の噛合い歯車の組合せ（伝達状態）を切り換えて変速比を設定するシンクロメッシュ機構３０と、該シンクロメッシュ機構３０を電気式に駆動するセレクトアクチュエータ４０およびシフトアクチュエータ５０、該アクチュエータ４０、５０を制御する制御手段６とから構成されている。
【００５１】
前記制御手段６は、スイッチ、レバー等のマニュアル部材７の信号により前記アクチュエータ４０、５０を駆動するものであり、該アクチュエータ４０、５０を構成する電気モータを制御するＥＣＵ６２等によって構成されている。
【００５２】
検出手段としては、前記アクチュエータ４０および５０の位置検出として、ストロークセンサ４１および５１と、入力シャフト２１の回転数を検出する入力シャフト回転センサ２３と、出力シャフト２２の回転数を検出する出力シャフト回転センサ２４とがあり、それらの検出信号は、前記ＥＣＵ６２に入力されている。
【００５３】
図１０に示される自動操作変速装置は、マニュアルトランスミッション（以下、手動変速機）を想定しており、手動変速機の歯車変速機構２は、例えば入力シャフト２１、カウンタシャフトおよび出力シャフト２２（ドリブンシャフト）上に配列された常時噛合い式歯車列の伝達状態を同期装置３を構成する操作機構としてのシンクロメッシュ機構３０によって切り換えることにより所定の変速比が設定（シフト）される。
【００５４】
車速を検出する前記車速検出手段は、前記コントローラ６を構成する前記ＥＣＵ６２に接続された出力シャフト回転センサ２４によって構成されている。
【００５５】
前記対象物の位置を制御するアクチュエータは、本実施例においては、歯車変速機のシフトレバーの位置を制御するシフトアクチュエータおよびセレクトアクチュエータによって構成されている。
【００５６】
本実施例において、図１１に示されるようにセカンド（２ｎｄ）ギヤからサード（３ｒｄ）ギヤへシフトさせるときを例にとって、以下のステップを得る。
【００５７】
第１のステップにおいて、セカンド（２ｎｄ）のシフト位置からニュートラル（Ｎ）位置である１速および２速のゲート位置へシフト方向（図１１中上方向）に移動させる。
【００５８】
第２のステップにおいて、セレクト方向（図１１中横方向）におけるニュートラル（Ｎ）位置である１速および２速のゲート位置から３速および４速のゲート位置まで移動させる。
【００５９】
第３のステップにおいて、シフト方向（図１１中上方向）におけるニュートラル（Ｎ）位置である３速および４速のゲート位置からサード（３ｒｄ）位置まで移動させる。
【００６０】
上記各ステップにおける動きは、シフト方向およびセレクト方向に関する動きに関する図１２（Ａ）および（Ｂ）から明らかなように各ステップが終了しないと、次ぎのステップに移れないし、手動変速機（ＭＴ）の構成上ニュートラル（Ｎ）位置である１速および２速のゲート位置および３速および４速のゲート位置の各部の切り替え点における位置を、許容範囲内でキープする必要がある。これは他のシフト位置や図１２におけるその他の同期においても同じことが言える。
【００６１】
本実施例においては、各部の切り替え点における位置の位置決め精度が安定するとともに、早い目標位置への到達を可能にし、各ステップ時間を短縮して、早いシフト操作を可能にし、ドライバの意志が早く伝えられ、変速操作のフィーリングが良いという利点を有する。
【００６２】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００６３】
上記実施例においては、一例として本発明を自動変速装置に適用した例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、本発明は、位置制御、速度制御、荷重制御に適用することが可能であり、各項目は、その用途によって異なるが、以下の様に分類できる。すなわち位置制御、速度制御、荷重制御させる対象物自体例えばエレベータ、自動ドア、ベルトコンベアなどである。また位置制御、速度制御、荷重制御させるアクチュエータ等例えばロボット、ＮＣ施盤、チップマウンターなどである。
【００６４】
上記実施形態においては、一例としてはディザ制御波形の制御量をディザ制御波形の時間や量すなわち周期および振幅として説明したが、本発明としてはそれに限定されるものでは無く、前記対象物が目標位置の許容範囲内に到達した時の進行方向とは逆の方向のパルス波形より始まる制動を働かせるディザ出力値であるように前記対象物が目標位置の許容範囲内に到達した時の運動エネルギーを相殺するエネルギーを付与するとともにエネルギーとしては微小なエネルギーに抑制されるものであれば、各種実施形態が採用可能である。
【００６５】
上記実施形態においては、一例としてはディザ波形として矩形の波形を用いる例について説明したが、本発明としてはそれに限定されるものでは無く、図１７に示されるようにディザ波形として正弦状波形、三角状波形およびその他の波形も適宜利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の位置決め制御装置における位置決め制御手順を示すチャート図である。
【図２】本実施形態の位置決め制御装置の概略を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における正の駆動力が付与された場合の駆動力の変化および対象物の位置の変化を示す線図である。
【図４】本実施形態における負の駆動力が付与された場合の駆動力の変化および対象物の位置の変化を示す線図である。
【図５】本実施形態におけるディザ制御時におけるディザ制御波形および対象物の位置の変化を示す線図である。
【図６】本実施形態における対象物をある方向に動かす場合のディザ制御の開始およびディザ制御の加減速波形および対象物の位置の変化を示す線図である。
【図７】本実施形態における対象物を逆の方向に動かす場合のディザ制御の開始およびディザ制御の加減速波形および対象物の位置の変化を示す線図である。
【図８】本実施形態における対象物をある方向に動かす場合のディザ制御の加減速波形および対象物の位置の変化を示す線図である。
【図９】本実施形態における図８におけるディザ制御の加減速波形の方向およひ周期について説明するための線図である。
【図１０】本発明を適用した実施例の自動変速装置の概略を示すブロック図である。
【図１１】本実施例におけるシフトレバーのシフトパターンにおける移動を説明するための説明図である。
【図１２】本実施例におけるシフトレバーのシフト方向およびセレクト方向における動きを説明するための線図である。
【図１３】従来の第１手法の位置決め制御装置における位置決め制御手順を示すチャート図である。
【図１４】従来の第２手法の位置決め制御装置における位置決め制御手順を示すチャート図である。
【図１５】従来の第１手法におけるディザ制御時におけるディザ制御波形および対象物の位置の変化を示す線図である。
【図１６】従来の第２手法におけるディザ制御時におけるディザ制御波形および対象物の位置の変化を示す線図である。
【図１７】本発明のその他の実施形態におけるディザ制御時におけるディザ制御波形および対象物の位置の変化を示す線図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positioning control device that drives an object and moves it from a first position to position it at a second position that is a target position.
[0002]
[Prior art]
The conventional positioning control device moves the object delicately for the purpose of realizing a stable movement start when performing position control to move the object from one position to another by microcomputer control or the like. There is a case where a dither that reduces the sliding resistance and hysteresis is applied to driving power that can be, for example, current, voltage, and power, without being moved and slightly vibrated on the spot.
[0003]
As the method for applying the dither, as shown in FIG. 13, the first method for applying the dither all the time during the movement of the object and the first method for cutting the dither only during the movement of the object as shown in FIG. There were two methods.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the first conventional method, the object is affected by dither while moving. That is, since the dither itself moves the object delicately, as shown in FIG. 15, there is some influence during the movement of the object. Therefore, when converging to the target position with the allowable accuracy determined, the influence of dither must be taken into account, and as a result, the moving speed must be reduced, the degree of influence due to dither must be reduced, and the convergence must be within the allowable range. For this reason, there has been a problem that the movement time to the target position is extended.
[0005]
In the second conventional method, it is difficult to restore the dither. In other words, if the timing for restoring the dither is too early or too late, it may jump out or stagnate as shown in FIG. 16, and it is further affected by the status of the restoration, that is, the direction and time of the dither. There was a problem that.
[0006]
Therefore, in the above-described conventional first method and second method, the degree of influence is similarly reduced, so that there is a problem that the moving speed has to be lowered and the moving time to the target is extended.
[0007]
In view of this, the present inventor, in a positioning control device that drives an object to move it from the first position and positions the object at the second position, which is the target position, allows an allowable range of the second position where the object is the target position. Focusing on the technical idea of the present invention that dither control is performed so that the movement in the driving direction is difficult to appear when it reaches the inside, and further research and development, the allowable range without reducing the moving speed of the object The present invention has been achieved which achieves the object of allowing positioning to converge.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The positioning control device of the present invention (first invention according to claim 1) is:
In a positioning control device that drives an object and moves it from a first position to position it at a second position, which is a target position.
When the object reaches within the allowable range of the second position, which is the target position, the drive direction is changed and braking is applied to the movement of the object so that the movement in the drive direction is less likely to appear. Dither control.
[0009]
The positioning control device of the present invention (the second invention according to claim 2) is:
In the first invention,
In the dither control, the driving direction is changed at a short constant cycle to reduce sliding resistance and hysteresis in the driving direction.
[0010]
The positioning control device of the present invention (the third invention according to claim 3) is:
In the second invention,
The dither control starts driving in the direction opposite to the driving direction and applies braking to the movement of the object.
[0011]
The positioning control device of the present invention (the fourth invention according to claim 4) is:
In the third invention,
The dither control follows an acceleration / deceleration command having an amplitude sufficiently smaller than the amplitude of the acceleration / deceleration command during driving.
[0012]
The positioning control device of the present invention (the fifth invention according to claim 5) is:
In the fourth invention,
The amplitude and period of the acceleration / deceleration command in the dither control is determined by experimental confirmation in advance.
[0013]
The positioning control device of the present invention (the sixth invention according to claim 6) is:
In the fifth invention,
The allowable range of the second position is determined by the target positioning accuracy range.
[0014]
The positioning control device of the present invention (the seventh invention according to claim 7),
In the sixth invention,
A sensor for detecting that the object has reached an allowable range of the second position is provided.
[0015]
The positioning control device of the present invention (the eighth invention according to claim 8) is:
In the seventh invention,
When a detection signal is output from a sensor that detects that the object has reached the allowable range of the second position, a controller that outputs a dither control signal, and the object based on the dither control signal output from the controller And an actuator for driving and controlling the object.
[0016]
The positioning control device of the present invention (the ninth invention according to claim 9) is:
In the eighth invention,
The actuator includes a shift actuator that controls the position of a shift lever of the gear transmission and a select actuator.
[0017]
Operation and effect of the invention
The positioning control device according to the first aspect of the present invention configured as described above is a positioning control device that drives an object and moves it from the first position to the second position, which is the target position. The object is the target position. since the dither control of constant amplitude such that the driving movement is appear unlikely state by applying braking to the movement of the object by replacing the drive direction when it reaches within the permissible range of the second position, the There is an effect that braking is applied to the movement of the target object, and positioning can be performed by converging the target object within an allowable range without lowering the moving speed.
[0018]
In the positioning control device of the second invention configured as described above, in the first invention, the dither control changes the driving direction at a short constant period to reduce sliding resistance and hysteresis in the driving direction. There is an effect that the movement of the object can be smoothed and positioning can be performed without lowering the moving speed of the object.
[0019]
In the positioning control device of the third invention configured as described above, in the second invention, since the dither control starts driving in the direction opposite to the driving direction and applies braking to the movement of the object, positioning without overshooting is performed. It has the effect of making it possible to do.
[0020]
In the positioning control device of the fourth invention configured as described above, in the third invention, the dither control follows an acceleration / deceleration command having an amplitude sufficiently smaller than the amplitude of the acceleration / deceleration command at the time of driving. This is effective in avoiding sudden changes and reliably applying braking little by little.
[0021]
In the positioning control device of the fifth invention configured as described above, in the fourth invention, the amplitude and period of the acceleration / deceleration command in the dither control is determined by experimentally checking in advance. Since the dither control is performed in accordance with the acceleration / deceleration command of the amplitude and period, it is possible to apply smooth and reliable braking so that the object can be converged and positioned within the allowable range without decreasing the moving speed of the object. Play.
[0022]
In the positioning control device of the sixth invention configured as described above, in the fifth invention, since the allowable range of the second position is determined by the target positioning accuracy range, the object is set within the target positioning accuracy range. There is an effect that the positioning can be performed by converging.
[0023]
The positioning control device according to a seventh aspect of the present invention having the above-described configuration,
Since the sensor includes a sensor that detects that the object has reached the allowable range of the second position, when the sensor detects that the object has reached the allowable range of the second position. Since the dither control is started, there is an effect that the object is converged within an allowable range and is reliably positioned.
[0024]
When the detection signal is output from the sensor that detects that the object has reached the allowable range of the second position in the seventh invention, the positioning control device of the eighth invention having the above-described configuration is provided. Outputs a dither control signal, and the actuator controls the drive of the object based on the dither control signal output from the controller. Therefore, it is possible to apply reliable braking without lowering the moving speed of the object. There is an effect that it is possible to perform positioning by converging within an allowable range.
[0025]
In the eighth aspect of the invention, the positioning control device according to the ninth aspect controls the position of the shift lever of the gear transmission by the shift actuator and the select actuator that constitute the actuator. There is an effect that positioning can be performed by converging within an allowable range without lowering the moving speed.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0027]
(Embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the positioning control device of the present embodiment is a positioning control device that drives an object to move it from a first position and positions it at a second position that is a target position. When the object reaches within the allowable range of the second position, which is the target position, the dither control is performed so as to start driving in the direction opposite to the driving direction and apply braking to the movement of the object.
[0028]
As shown in FIG. 2, the positioning control apparatus of the present embodiment includes a sensor S that detects that the object O has reached an allowable range of the first or second position, and the object O The controller C that outputs a dither control signal when a detection signal is output from the sensor S that detects that the allowable range of the first or second position has been reached, and the object based on the dither control signal output from the controller C It comprises an actuator A that drives and controls the object O.
[0029]
The dither control is based on an acceleration / deceleration command whose amplitude is sufficiently smaller than the acceleration / deceleration command at the time of driving and whose driving direction changes in a short cycle, and reduces sliding resistance and hysteresis in the driving direction. It is set as follows.
[0030]
The amplitude and period of the acceleration / deceleration command in the dither control is determined by experimental confirmation in advance.
[0031]
The allowable range of the second position is determined by the range of the target positioning accuracy.
[0032]
In the present embodiment, when a positive driving force is applied as shown in FIG. 3, the object moves in the plus direction, and when a negative driving force is applied as shown in FIG. 4, the object moves in the minus direction. There is.
[0033]
In the above-described state, there is a technique called dither control in which the object is slightly vibrated and the sliding resistance is lowered to improve the movement by constantly switching between plus and minus as shown in FIG.
[0034]
The period X and the amplitude Y in the fine vibration are found while actually confirming experimentally while watching the movement of the object.
[0035]
Next, the acceleration / deceleration command, the movement of the object, and the dithering of the object when the object is slightly vibrated within the allowable range after being moved from the first position where the object is slightly vibrated to the target position which is the second position. An example will be described with reference to FIGS.
[0036]
As shown in FIG. 6A and FIG. 7A, the object is slightly dithered at the first position, and the object is moved from the first position to the second position according to the acceleration command. After the movement to the target position that is the position of the object, a deceleration command is issued, the moving speed of the object to the second position is reduced, and the object is within the allowable range of the target position that is the second position. Is reached, the object is slightly dithered with a period X and an amplitude Y, and the object is positioned within the allowable range of the target position which is the second position.
[0037]
That is, as shown in FIGS. 6B and 7B, the position is gradually changed from the first position where the object is slightly vibrating toward the target position, and the object is moved to the second position. When the object position is within the allowable range of the target position, the object is positioned with a slight dither vibration with a period X and an amplitude Y.
[0038]
The execution timing of dither fine vibration in this embodiment will be described below. The point of this embodiment is to clarify the influence of dither that is indefinite, thereby aiming to prevent pop-out (overshoot) and shorten the response time.
[0039]
The execution timing is predicted when the object to be controlled falls within the positioning accuracy within the target position allowable range, or when the object to be controlled seems to fall within the positioning accuracy, that is, by monitoring the speed with a sensor. It is selected as appropriate from when the object is controlled or when the object to be controlled stops.
[0040]
As shown in FIG. 8A, the drive amount, that is, the drive current when the object to be controlled enters the positioning accuracy within the target position allowable range and the dither is restored, is basically arbitrary. It may be applied so as to suit the characteristics and purpose of the target object to be controlled, but as a recommendation, when the target object reaches within the allowable range of the target position as shown in FIG. This is a dither output value starting from a pulse waveform in a direction opposite to the traveling direction.
[0041]
Designation of the drive time when the dither is restored, that is, the drive current time, is basically arbitrary, and can be applied to suit the characteristics and purpose of the controlled object. From the viewpoint of shortening the response time and preventing jumping out (overshoot), a dither half period (T / 2) is desirable as shown in FIG. 9B.
[0042]
As shown in FIG. 1, the positioning control device according to the present embodiment calculates a drive amount by converting based on the correlation between the current position as the first position and the target position as the second position in step 101. .
[0043]
In step 102, it is determined whether or not a stroke is being performed. That is, it is determined whether or not it is moving. If it is moving, it is determined in step 103 whether or not it has reached the positioning accuracy range, that is, the target position allowable range.
[0044]
If it is determined that the target position is within the allowable range of the target position, in step 104, driving is performed based on a control amount that is an acceleration / deceleration command of the sum of the driving amount, the time, and the dither output value for which the direction is designated.
[0045]
If the vehicle is not moving at step 102, it is driven at step 105 based on a control amount which is an acceleration / deceleration command of the sum of the drive amount and the dither output value for which time and direction are designated.
[0046]
If it is determined in step 103 that the position does not reach the positioning accuracy range, that is, the target position allowable range, the drive is performed in step 106 based on a control amount that is an acceleration / deceleration command equal to the drive amount.
[0047]
The positioning control device of the present embodiment is an improvement and development of the above-described conventional second method. By determining the conditions for ending the movement and restoring the dither control, and devising the restoration method, The effect is that it is possible to converge to an allowable range without extending the travel time.
[0048]
That is, when starting again and reviving, the time is always fixed from the dither of the brake component with respect to the traveling direction and reviving. As a result, the braking force is strengthened and a stable braking force is always obtained, so that it is possible to converge to an allowable range without lowering the moving speed as in the conventional first and second methods described above. To do.
[0049]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0050]
(Example)
The positioning control device of the present embodiment is one in which the present invention is applied to an automatic transmission, and an example of a schematic hardware configuration of the automatic transmission is shown in FIG. The automatic transmission shown in FIG. 10 is a synchromesh mechanism that sets a gear ratio by switching a combination (transmission state) of a gear transmission mechanism 2 housed in a transmission case 1 and a meshing gear of the gear transmission mechanism 2. 30, a select actuator 40 and a shift actuator 50 that electrically drive the synchromesh mechanism 30, and a control means 6 that controls the actuators 40 and 50.
[0051]
The control means 6 drives the actuators 40 and 50 by a signal from a manual member 7 such as a switch or a lever, and is constituted by an ECU 62 or the like that controls an electric motor that constitutes the actuators 40 and 50.
[0052]
As detection means, as the position detection of the actuators 40 and 50, the stroke sensors 41 and 51, the input shaft rotation sensor 23 for detecting the rotation speed of the input shaft 21, and the output shaft rotation for detecting the rotation speed of the output shaft 22 are detected. There are sensors 24, and their detection signals are input to the ECU 62.
[0053]
The automatic operation transmission shown in FIG. 10 is assumed to be a manual transmission (hereinafter referred to as a manual transmission), and the gear transmission mechanism 2 of the manual transmission includes, for example, an input shaft 21, a counter shaft, and an output shaft 22 (driven shaft). ) A predetermined gear ratio is set (shifted) by switching the transmission state of the constantly meshing gear train arranged above by a synchromesh mechanism 30 as an operation mechanism constituting the synchronizer 3.
[0054]
The vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed is constituted by an output shaft rotation sensor 24 connected to the ECU 62 constituting the controller 6.
[0055]
In this embodiment, the actuator that controls the position of the object is constituted by a shift actuator and a select actuator that control the position of the shift lever of the gear transmission.
[0056]
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the following steps are obtained by taking the case of shifting from the second (2nd) gear to the third (3rd) gear as an example.
[0057]
In the first step, the shift position (upward in FIG. 11) is moved from the shift position of the second (2nd) to the first and second speed gate positions which are the neutral (N) position.
[0058]
In the second step, the position is moved from the 1st and 2nd speed gate positions, which are neutral (N) positions in the select direction (lateral direction in FIG. 11), to the 3rd and 4th speed gate positions.
[0059]
In the third step, the third (4th) gate position and the third (4th) gate position, which are neutral (N) positions in the shift direction (upward in FIG. 11), are moved to the third (3rd) position.
[0060]
As is clear from FIGS. 12 (A) and 12 (B) regarding the movement in the shift direction and the select direction, the movement in each of the above steps cannot proceed to the next step, and the manual transmission (MT). It is necessary to keep the position at the switching point of each part of the first and second speed gate positions and the third and fourth speed gate positions, which are neutral (N) positions, within an allowable range. The same applies to other shift positions and other synchronizations in FIG.
[0061]
In this embodiment, the positioning accuracy of the position at the switching point of each part is stabilized, it is possible to reach the target position quickly, each step time is shortened, fast shifting operation is possible, and the driver's will is quick It has the advantage that the feeling of transmission operation is good.
[0062]
The above-described embodiments have been illustrated for the purpose of explanation, and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will recognize from the claims, the detailed description of the invention, and the description of the drawings. Modifications and additions can be made without departing from the technical idea of the present invention.
[0063]
In the above-described embodiments, examples in which the present invention is applied to an automatic transmission have been described as an example. However, the present invention is not limited to them, and the present invention is applied to position control, speed control, and load control. Each item can be classified as follows, although it depends on its use. That is, the object itself to be subjected to position control, speed control, and load control, such as an elevator, an automatic door, and a belt conveyor. Also, actuators for position control, speed control, load control, etc., such as robots, NC lathes, chip mounters, etc.
[0064]
In the above embodiment, as an example, the control amount of the dither control waveform has been described as the time and amount of the dither control waveform, that is, the period and the amplitude. However, the present invention is not limited thereto, and the object is the target position. When the object reaches the allowable range of the target position, the kinetic energy is canceled out so that the output is a dither output value that starts braking with a pulse waveform in the direction opposite to the traveling direction when it reaches the allowable range of the target position. Various embodiments can be adopted as long as the energy is applied and the energy is suppressed to a minute energy.
[0065]
In the above-described embodiment, an example in which a rectangular waveform is used as the dither waveform has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. Shaped waveforms and other waveforms can be used as appropriate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a chart showing a positioning control procedure in a positioning control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a positioning control device of the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a change in driving force and a change in position of an object when a positive driving force is applied in the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a change in driving force and a change in position of an object when a negative driving force is applied in the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing changes in the dither control waveform and the position of an object during dither control in the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing the start of dither control, the acceleration / deceleration waveform of dither control, and the change in position of the object when the object is moved in a certain direction in the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing the start of dither control, the acceleration / deceleration waveform of dither control, and the change in position of the object when the object is moved in the opposite direction in the present embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing changes in the acceleration / deceleration waveform of dither control and the position of the object when the object is moved in a certain direction in the present embodiment.
9 is a diagram for explaining a direction and a cycle of an acceleration / deceleration waveform of dither control in FIG. 8 according to the present embodiment.
FIG. 10 is a block diagram showing an outline of an automatic transmission according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining movement of the shift lever in the shift pattern according to the present embodiment.
FIG. 12 is a diagram for explaining the movement in the shift direction and the select direction of the shift lever in the present embodiment.
FIG. 13 is a chart showing a positioning control procedure in the positioning control device of the conventional first method.
FIG. 14 is a chart showing a positioning control procedure in a positioning control device of a conventional second method.
FIG. 15 is a diagram showing changes in the dither control waveform and the position of an object during dither control in the first conventional technique.
FIG. 16 is a diagram showing changes in the dither control waveform and the position of an object during dither control in the second conventional method.
FIG. 17 is a diagram showing changes in the dither control waveform and the position of an object during dither control according to another embodiment of the present invention.

Claims

In a positioning control device that drives an object and moves it from a first position to position it at a second position, which is a target position.
When the object reaches within the allowable range of the second position, which is the target position, the drive direction is changed and braking is applied to the movement of the object so that the movement in the drive direction is less likely to appear. A positioning control device that performs dither control.

In claim 1,
A positioning control device characterized in that the dither control changes a driving direction at a short constant cycle to reduce sliding resistance and hysteresis in the driving direction.

In claim 2,
The positioning control device, wherein the dither control starts driving in a direction opposite to the driving direction to apply braking to the movement of the object.

In claim 3,
The positioning control device according to claim 1, wherein the dither control follows an acceleration / deceleration command having an amplitude sufficiently smaller than an amplitude of the acceleration / deceleration command during driving.

In claim 4,
A positioning control device characterized in that the amplitude and period of an acceleration / deceleration command in the dither control is determined by experimental confirmation in advance.

In claim 5,
The positioning control device characterized in that the allowable range of the second position is determined by a target positioning accuracy range.

In claim 6,
A positioning control device comprising a sensor for detecting that the object has reached an allowable range of the second position.

In claim 7,
When a detection signal is output from a sensor that detects that the object has reached the allowable range of the second position, a controller that outputs a dither control signal, and the object based on the dither control signal output from the controller A positioning control device comprising an actuator for driving and controlling an object.

In claim 8,
A positioning control device, wherein the actuator is constituted by a shift actuator and a select actuator for controlling a position of a shift lever of a gear transmission.