控制系统的评估设备及评估方法、验证设备技术方案

一种评估设备（２２）包括：评估对象模型（３１），根据在控制系统中实现的控制算法来运行，并响应于预定输入条件，输出包括在物理设备（１）中的预定受控装置（８）的操纵变量；状态量推测模型（３２），响应于预定状态量推测条件，推测受到受控装置的运行影响的物理设备的状态量，并输出所推测的状态量，以及模型控制设备（３３），提供输入条件至评估对象模型以便从评估对象模型输出操纵变量。

Control system evaluation apparatus and evaluation method, verification device

An evaluation device (22) includes: the assessment object model (31), according to the control algorithm in the control system to run, and in response to a predetermined input, output included in the physical device (1) in a predetermined controlled device (8) manipulated variables; state variables that model (32). In response to a predetermined state that conditions, state physical equipment that is affected by the operation of the controlled apparatus, state and output hypothesis and model, control equipment (33), to provide input to the evaluation objects evaluation object model from model output control variable.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于评估诸如发动机之类的物理设备的控制系统的设备和方法，以及其中使用的计算机程序。
技术介绍
为了评估汽车发动机的控制系统的性能，提出了这样一种设备，所述设备被配置成将具有在控制系统中实现的控制算法的控制模型和以预定方法模型化实际发动机的发动机模型相结合，将对在发动机模型中设置的运行条件有影响的物理量(例如，进气量)从发动机模型中引入到控制模型中，同时虚拟地使得发动机模型以预定输入条件运行，根据所引入的物理量计算诸如燃料喷射阀之类的受控装置的操纵变量，提供该操纵变量到发动机模型以验证控制算法的控制效率(例如，参看日本专利申请公开(JP-A)No.4-159439)。此外，还存在与本专利技术相关的作为现有技术文档的JP-A No.2003-108697和7-28505。上述的传统设备仅仅改变了发动机模型的输入条件并验证了它的控制效率。然而，就实际车辆来说，在受控装置中存在制造公差(manufacturing tolerances)。因此，实际操纵变量与操纵变量的命令值存在差异，由于这些差异，发动机的运行状态可以发生改变。此外，催化器根据制造公差或者在诸如大气温度、发动机部件等的燃料物理性质之类的各种参数中的差别，对于诸如进气量或者废气净化催化器的净化率之类的为发动机模型所考虑的各种物理量，在实际发动机中也会发生变化，其中所述实际发动机检测或者确定物理量。根据所述传统设备，考虑到上述的操纵变量的差别或物理量的变化，所以不能提供对控制效率的预测。因此，为了精确地评估控制系统，需要控制具有控制系统的实际发动机以验证控制效率。结果导致出现这样的问题，即评估控制系统需要大量的精力，或者开发周期延长。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种评估设备，一种评估方法等以减少关于评估用于控制发动机等的物理设备的控制系统的工作量(effort)。为了解决上述的问题，在本专利技术的一个方面，提供了一种用于物理设备的控制系统的评估设备，包括评估对象模型，根据在控制系统中实现的控制算法来运行，响应于预定输入条件，输出包括在物理设备中的预定受控装置的操纵变量；状态量推测模型，响应于预定状态量推测条件，推测受到受控装置运行的影响的物理设备的状态量，并输出所推测的状态量；以及模型控制设备，所述模型控制设备将输入条件提供至评估对象模型以便从评估对象模型输出操纵变量，并且将误差、提供至评估对象模型的输入条件、从评估对象模型输出的操纵变量，作为状态量推测条件提供到状态量推测模型，所述误差是关于在状态量推测过程中所参照的至少一个参数的误差并且所述误差未被评估对象模型考虑，从而使得从状态量推测模型中输出的状态量反映了误差对与从评估对象模型输出的操纵变量相对应的状态量的影响。根据上述方面的评估设备，所述评估对象模型响应于提供至其的输入条件，输出受控装置的操纵变量。除被提供到评估对象模型的输入条件和从评估对象模型输出的操纵变量之外，还向状态量推测模型提供关于用于推测状态量的参数的误差作为状态量推测条件。作为结果，从状态量推测模型中输出这样的状态量，在所述状态量中误差的影响被添加到与从评估对象模型输出的操纵变量相对应的状态量中。因此，可以考虑到误差的影响而预测控制系统的诸如其鲁棒性之类的能力，因此可以减少关于控制系统的评估的工作量。在本专利技术的评估设备的一个实施方式中，模型控制设备可以提供包括在输入条件中的参数的误差或者从评估对象模型中输出的操纵变量。依据这种实施方式，可以预测在下述情况中的状态量的变化，即在提供到评估对象模型的输入条件中或者在从评估对象模型提供给状态量推测模型的操纵变量中存在误差的情况，并进而可以评估控制系统相对于该误差的鲁棒性等。在本专利技术的评估设备的一个实施方式中，评估对象模型可以推测将由受控装置运行所控制的状态量并将推测结果反映在状态量的控制中，并且状态量推测模型可以推测并输出具有与由评估对象模型推测的状态量相同类型的状态量。依据这种实施方式，当评估对象模型不考虑误差的影响推测状态量并实行反映推测结果的该状态量的控制时，状态量推测模型推测反映误差的状态量。因此，可以识别在两个模型的状态量的推测值之间的差值，借此根据在提供到状态量推测模型的误差和出现在状态量的推测值的差值之间的关系评估控制系统。例如，可以这样执行评估如果在状态量推测值之间的差值很小或者其间没有差值，则可以判断控制算法是适用的。在这些实施方式中，评估对象模型可以将由评估对象模型推测的状态量和由状态量推测模型推测的状态量之间的差值反映在对评估对象模型中的状态量的推测中。依据这种实施方式，可以评估所述评估对象模型是否检测到状态量的推测误差，并可以将检测结果适当地反映在所述的状态量的推测中。在本专利技术的一个实施方式中，评估设备还可以包括分析设备，所述分析设备根据在从状态量推测模型输出的状态量超出允许范围的情况的程度或者频率中的至少一个而对在评估对象模型的状态量的控制上的误差影响进行量化。依据这种实施方式，可以定量且客观地识别状态量超出预定允许范围的情况的程度或者频率以评估所述控制系统。在评估对象模型具有状态量的推测功能的一个实施方式中，所述评估设备还可以包括分析设备，所述分析设备根据在评估对象模型中和在状态量推测模型中分别推测的状态量的差值以量化误差对评估对象模型的状态量的控制的影响。在该实施方式中，可以定量且客观地识别评估对象模型是否可以将关于状态量的推测误差的检测结果适当地反映在状态量的推测中以评估所述控制系统。在该实施方式中，所述分析设备还考虑从状态量推测模型输出的状态量超出预定允许范围的情况的程度或者频率中的至少一个，量化误差对由评估对象模型输入的状态量控制的影响。因此，还可以考虑状态量超出预定允许范围的情况的程度或者频率以评估所述控制系统。在具有分析设备的一个实施方式中，所述评估设备还可以包括分析结果显示设备，所述分析结果显示设备在预定显示设备上显示由分析设备量化的分析结果。依据这种实施方式，可以经由显示器将控制设备的评估结果适当地显示给用户。此外，所述分析结果显示设备在分析结果超过预定允许范围时可以执行预定的高亮度显示。利用这种高亮度显示，用户可以容易地识别控制系统的问题。在根据本专利技术的一个方面的评估设备的优选实施方式中，所述物理设备可以是汽车发动机，所述控制算法对作为将与发动机结合的计算机的发动机控制单元是可实现的，所述输入条件可以包括用于决定发动机的运行条件或者环境条件的参数组，以及所述控制设备可以是可运行用于控制发动机的设备。根据本专利技术的另一方面，本专利技术可以被配置成一种验证设备，用于结合评估目标模型对物理设备的控制系统进行评估，所述评估对象模型根据在控制系统中实现的控制算法来运行，并响应于预定输入条件，输出包括在物理设备中的预定受控装置的操纵变量。为了解决上述问题，这种验证设备包括状态量推测模型，响应于预定状态量推测条件，推测受到受控装置运行的影响的物理设备的状态量，并输出所推测的状态量；以及模型控制设备，所述模型控制设备将输入条件提供至评估对象模型以便从评估对象模型输出操纵变量，并且将误差、提供至评估对象模型的输入条件、从评估对象模型输出的操纵变量，作为状态量推测条件提供到状态量推测模型，所述误差是关于在状态量推测过程中所参照的至少一个参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于物理设备的控制系统的评估设备，包括：评估对象模型，根据在控制系统中实现的控制算法来运行，响应于预定输入条件，输出包括在物理设备中的预定受控装置的操纵变量；状态量推测模型，响应于预定状态量推测条件，推测受到受控装置运行 的影响的物理设备的状态量，并输出所推测的状态量；以及模型控制设备，所述模型控制设备将输入条件提供至评估对象模型以便从评估对象模型输出操纵变量，并且将误差、提供至评估对象模型的输入条件、从评估对象模型输出的操纵变量，作为状态量推测条件 提供到状态量推测模型，所述误差是关于在状态量推测过程中所参照的至少一个参数的误差并且所述误差未被评估对象模型考虑，从而使得：从状态量推测模型中输出的状态量反映了误差对与从评估对象模型输出的操纵变量相对应的状态量的影响。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：福田光一郎，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]