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JP2002339784A - Control device for throttle valve drive - Google Patents

Control device for throttle valve drive

Info

Publication number
JP2002339784A
JP2002339784A JP2001146145A JP2001146145A JP2002339784A JP 2002339784 A JP2002339784 A JP 2002339784A JP 2001146145 A JP2001146145 A JP 2001146145A JP 2001146145 A JP2001146145 A JP 2001146145A JP 2002339784 A JP2002339784 A JP 2002339784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
throttle valve
control
value
model parameter
driving device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001146145A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4464010B2 (en
Inventor
Yuji Yasui
裕司 安井
Yoshihisa Iwaki
喜久 岩城
Jun Takahashi
潤 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2001146145A priority Critical patent/JP4464010B2/en
Priority to US10/150,354 priority patent/US6668214B2/en
Publication of JP2002339784A publication Critical patent/JP2002339784A/en
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Publication of JP4464010B2 publication Critical patent/JP4464010B2/en
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御の安定余裕を拡大するこことにより、制
御応答速度を向上させることができるスロットル弁駆動
装置の制御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 状態予測器23は、検出したスロットル
弁開度TH及び適応スライディングモードコントローラ
21の出力であるデューティ比DUTに応じて、スロッ
トル弁駆動装置10が有するむだ時間d経過後のスロッ
トル弁開度THを予測し、予測スロットル弁開度偏差量
PREDTHを算出する。適応スライディングモードコ
ントローラ21は、予測スロットル弁開度偏差量PRE
DTHの応じて、デューティ比DUTを算出する。
(57) [Problem] To provide a control device of a throttle valve drive device capable of improving a control response speed by expanding a control stability margin. SOLUTION: A state predictor 23 opens a throttle valve after a dead time d of a throttle valve driving device 10 according to a detected throttle valve opening TH and a duty ratio DUT output from an adaptive sliding mode controller 21. The degree TH is predicted, and a predicted throttle valve opening deviation amount PREDTH is calculated. The adaptive sliding mode controller 21 calculates the predicted throttle valve opening deviation amount PRE.
A duty ratio DUT is calculated according to DTH.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のスロッ
トル弁と、該スロットル弁を駆動するモータとを備える
スロットル弁駆動装置の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a throttle valve driving device including a throttle valve of an internal combustion engine and a motor for driving the throttle valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】スロットル弁を駆動するモータ、及びス
ロットル弁を付勢するスプリングなどを備えたスロット
ル弁駆動装置を、スロットル弁開度センサにより検出さ
れるスロットル弁開度に応じて、PID(比例、積分、
微分)制御により制御する制御装置が従来より知られて
いる(特開平8−261050号公報)。
2. Description of the Related Art A throttle valve driving device provided with a motor for driving a throttle valve and a spring for biasing the throttle valve is provided with a PID (proportional to digital pressure) according to a throttle valve opening detected by a throttle valve opening sensor. , Integral,
2. Description of the Related Art A control device controlled by differential control has been conventionally known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-261050).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スロッ
トル弁駆動装置は通常むだ時間要素を含んでいるため、
スロットル弁開度センサにより検出されるスロットル弁
開度に応じたPID制御において、制御ゲインを高く設
定すると、制御が不安定化し易い。そのため、制御が不
安定化しない程度に制御ゲインを低く設定する必要があ
り、制御応答速度が低くなるという課題があった。
However, since the throttle valve drive usually includes a dead time element,
In the PID control according to the throttle valve opening detected by the throttle valve opening sensor, if the control gain is set high, the control tends to be unstable. Therefore, it is necessary to set the control gain low enough to prevent the control from becoming unstable, and there is a problem that the control response speed is reduced.

【0004】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、制御の安定余裕を拡大するこことにより、制御応
答速度を向上させることができるスロットル弁駆動装置
の制御装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of this point, and it is an object of the present invention to provide a control device for a throttle valve driving device capable of improving a control response speed by expanding a control stability margin. Aim.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1に記載の発明は、内燃機関のスロットル弁と、
該スロットル弁を駆動する駆動手段とを備えるスロット
ル弁駆動装置を制御し、前記スロットル弁の開度を目標
開度に制御する制御装置において、未来のスロットル弁
開度を予測する予測手段を有し、該予測手段により予測
されるスロットル弁開度に応じて前記スロットル弁駆動
装置を制御することを特徴とする。
According to one aspect of the present invention, a throttle valve for an internal combustion engine is provided.
A control device for controlling a throttle valve driving device including a driving device for driving the throttle valve, and a control device for controlling the opening of the throttle valve to a target opening, wherein a predicting device for predicting a future throttle valve opening is provided. The throttle valve driving device is controlled according to the throttle valve opening predicted by the predicting means.

【0006】この構成によれば、予測手段により予測さ
れる未来のスロットル弁開度に応じてスロットル弁駆動
装置が制御されるので、スロットル弁駆動装置にむだ時
間要素が含まれていても、制御の安定余裕を拡大するこ
とができ、制御ゲインを高めて制御応答速度を向上させ
ることができる。
According to this configuration, the throttle valve driving device is controlled according to the future opening degree of the throttle valve predicted by the predicting means. Therefore, even if the throttle valve driving device includes a dead time element, the control is performed. , And the control response speed can be improved by increasing the control gain.

【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のスロットル弁駆動装置の制御装置において、前記スロ
ットル弁駆動装置は、むだ時間要素を含んでモデル化さ
れ、前記予測手段は、該モデル化により得られる制御対
象モデルに基づいてむだ時間経過後のスロットル弁開度
を予測することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the control device for a throttle valve driving device according to the first aspect, the throttle valve driving device is modeled including a dead time element, and the predicting means includes: The throttle valve opening after the dead time elapses is predicted based on a control target model obtained by modeling.

【0008】この構成によれば、スロットル弁駆動装置
は、むだ時間要素を含んでモデル化され、該モデル化に
より得られる制御対象モデルに基づいてむだ時間経過後
のスロットル弁開度が予測されるので、スロットル弁駆
動装置に存在するむだ時間の補償をより高い精度で行う
ことができる。
[0008] According to this configuration, the throttle valve driving device is modeled including the dead time element, and the throttle valve opening after the dead time elapses is predicted based on the control target model obtained by the modeling. Therefore, compensation for the dead time existing in the throttle valve driving device can be performed with higher accuracy.

【0009】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
のスロットル弁駆動装置の制御装置において、前記制御
対象モデルのモデルパラメータを同定する同定手段を備
え、前記予測手段は、前記同定手段により同定されたモ
デルパラメータを用いて前記スロットル弁開度を予測す
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the control device for a throttle valve driving device according to the second aspect, an identification unit for identifying a model parameter of the model to be controlled is provided, and the prediction unit is provided with the identification unit. The throttle valve opening is predicted using the model parameters identified by

【0010】この構成によれば、同定手段により同定さ
れたモデルパラメータを用いて、スロットル弁開度の予
測が行われるので、スロットル弁駆動装置の動特性が経
時変化した場合や環境条件などによって変化した場合で
も精度のよい予測スロットル弁開度を算出することがで
きる。
According to this configuration, since the throttle valve opening is predicted using the model parameters identified by the identification means, the dynamic characteristics of the throttle valve driving device change with time or change due to environmental conditions and the like. Even in this case, it is possible to calculate an accurate predicted throttle valve opening.

【0011】請求項4に記載の発明は、請求項1から3
のいずれかに記載のスロットル弁駆動装置の制御装置に
おいて、前記予測手段により予測されるスロットル弁開
度に応じて、スライディングモード制御により前記スロ
ットル弁駆動装置を制御するスライディングモードコン
トローラを備えることを特徴とする。
[0011] The invention described in claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
The control device for a throttle valve driving device according to any one of the preceding claims, further comprising a sliding mode controller that controls the throttle valve driving device by sliding mode control according to the throttle valve opening predicted by the prediction means. And

【0012】この構成によれば、ロバスト性の高いスラ
イディングモード制御によりスロットル弁駆動装置が制
御されるので、スロットル弁駆動装置の実際のむだ時間
と、制御対象モデルのむだ時間とのずれによるモデル化
誤差(実際のプラントの特性と、モデル化した制御対象
モデルの特性との差)が生じた場合でも、安定して高い
制御性を維持することができる。
According to this configuration, since the throttle valve driving device is controlled by the sliding mode control having high robustness, modeling is performed by a difference between the actual dead time of the throttle valve driving device and the dead time of the control target model. Even when an error (difference between the characteristics of the actual plant and the characteristics of the modeled control target model) occurs, high controllability can be stably maintained.

【0013】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
のスロットル弁駆動装置の制御装置において、前記制御
対象モデルのモデルパラメータを同定する同定手段を備
え、前記スライディングモードコントローラは、前記同
定手段により同定されたモデルパラメータを用いて前記
スロットル弁駆動装置を制御することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the control device for a throttle valve driving device according to the fourth aspect, there is provided identification means for identifying a model parameter of the model to be controlled, and the sliding mode controller comprises The throttle valve driving device is controlled using the model parameters identified by the means.

【0014】この構成によれば、スライディングモード
コントローラによって、同定手段により同定されたモデ
ルパラメータを用いてスロットル弁駆動装置が制御され
るので、モデル化誤差を小さくすることができ、制御性
を向上させることができる。
According to this configuration, the sliding mode controller controls the throttle valve driving device using the model parameters identified by the identification means, so that a modeling error can be reduced and controllability is improved. be able to.

【0015】請求項6に記載の発明は、請求項4または
5に記載のスロットル弁駆動装置の制御装置において、
前記スライディングモードコントローラによる前記スロ
ットル弁駆動装置への制御入力は、適応則入力を含むこ
とを特徴とする。この構成によれば、スロットル弁駆動
装置への制御入力は適応則入力を含むので、外乱やモデ
ル化誤差があっても、良好な制御性を実現することがで
きる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the control device for a throttle valve driving device according to the fourth or fifth aspect,
The control input to the throttle valve driving device by the sliding mode controller includes an adaptive law input. According to this configuration, since the control input to the throttle valve driving device includes the adaptive law input, good controllability can be realized even if there is a disturbance or a modeling error.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の一実施形態にかかる
スロットル弁制御装置の構成を示す図である。内燃機関
(以下「エンジン」という)1の吸気通路2には、スロ
ットル弁3が設けられている。スロットル弁3には、該
スロットル弁3を閉弁方向に付勢する第1付勢手段とし
てのリターンスプリング4と、該スロットル弁3を開弁
方向に付勢する第2付勢手段としての弾性部材5とが取
り付けられている。またスロットル弁3は、駆動手段と
してのモータ6によりギヤ(図示せず)を介して駆動で
きるように構成されている。モータ6による駆動力がス
ロットル弁3に加えられない状態では、スロットル弁3
の開度THは、リターンスプリング4の付勢力と、弾性
部材5の付勢力とが釣り合うデフォルト開度THDEF
(例えば5度)に保持される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a throttle valve control device according to one embodiment of the present invention. A throttle valve 3 is provided in an intake passage 2 of an internal combustion engine (hereinafter, referred to as “engine”) 1. The throttle valve 3 has a return spring 4 as a first urging means for urging the throttle valve 3 in the valve closing direction, and an elasticity as a second urging means for urging the throttle valve 3 in the valve opening direction. The member 5 is attached. The throttle valve 3 is configured to be driven via a gear (not shown) by a motor 6 as driving means. When the driving force of the motor 6 is not applied to the throttle valve 3, the throttle valve 3
Is the default opening THDEF at which the urging force of the return spring 4 and the urging force of the elastic member 5 are balanced.
(For example, 5 degrees).

【0017】モータ6は、電子制御ユニット(以下「E
CU」という)7に接続されており、その作動がECU
7により制御される。スロットル弁3には、スロットル
弁開度THを検出するスロットル弁開度センサ8が設け
られており、その検出信号は、ECU7に供給される。
The motor 6 includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “E”).
CU ”) and its operation is controlled by the ECU.
7 is controlled. The throttle valve 3 is provided with a throttle valve opening sensor 8 for detecting the throttle valve opening TH, and a detection signal is supplied to the ECU 7.

【0018】またECU7には、エンジン1が搭載され
た車両の運転者の要求出力を検出するアクセルペダルの
踏み込み量ACCを検出するアクセルセンサ9が接続さ
れており、その検出信号がECU7に供給される。EC
U7は、スロットル弁開度センサ8及びアクセルセンサ
9の検出信号が供給される入力回路、入力信号をディジ
タル信号に変換するAD変換回路、各種演算処理を実行
する中央演算ユニット(CPU)、CPUが実行するプ
ログラムやプログラムで参照されるマップやテーブルな
どを格納するメモリ、及びモータ6に駆動電流を供給す
る出力回路を備えている。ECU7は、アクセルペダル
の踏み込み量ACCに応じてスロットル弁3の目標開度
THRを決定し、検出したスロットル弁開度THが目標
開度THRと一致するようにモータ6の制御量DUTを
決定し、制御量DUTに応じた電気信号をモータ6に供
給する。
The ECU 7 is connected to an accelerator sensor 9 for detecting a depression amount ACC of an accelerator pedal for detecting a required output of a driver of a vehicle equipped with the engine 1, and a detection signal is supplied to the ECU 7. You. EC
U7 is an input circuit to which detection signals of the throttle valve opening sensor 8 and the accelerator sensor 9 are supplied, an AD conversion circuit for converting the input signal into a digital signal, a central processing unit (CPU) for executing various arithmetic processes, and a CPU. A memory for storing a program to be executed, a map and a table referred to by the program, and an output circuit for supplying a drive current to the motor 6 are provided. The ECU 7 determines the target opening THR of the throttle valve 3 according to the accelerator pedal depression amount ACC, and determines the control amount DUT of the motor 6 such that the detected throttle valve opening TH matches the target opening THR. , An electric signal corresponding to the control amount DUT is supplied to the motor 6.

【0019】本実施形態では、スロットル弁3、リター
ンスプリング4、弾性部材5及びモータ6からなるスロ
ットル弁駆動装置10を制御対象とし、該制御対象に対
する入力をモータ6に印加する電気信号のデューティ比
DUTとし、制御対象の出力をスロットル弁開度センサ
8により検出されるスロットル弁開度THとする。
In this embodiment, a throttle valve driving device 10 including a throttle valve 3, a return spring 4, an elastic member 5, and a motor 6 is a control target, and a duty ratio of an electric signal for applying an input to the control target to the motor 6 is provided. The output of the control target is a throttle valve opening TH detected by the throttle valve opening sensor 8.

【0020】スロットル弁駆動装置10の応答周波数特
性を実測すると、図2に実線で示すゲイン特性及び位相
特性が得られる。そこで、下記式(1)で定義されるモ
デルを制御対象モデルとして設定した。このモデルの応
答周波数特性は、図2に破線で示すようになり、スロッ
トル弁駆動装置10の特性に近似していることが確認さ
れている。 DTH(k+1)=a1×DTH(k)+a2×DTH(k-1) +b1×DUT(k-d)+c1 (1) ここで、kは離散化された時間を表すパラメータであ
り、DTH(k)は下記式(2)により定義されるスロッ
トル弁開度偏差量である。 DTH(k)=TH(k)−THDEF (2) ここで、THは検出したスロットル弁開度、THDEF
は前記デフォルト開度である。また式(1)のa1,a
2,b1,c1は、制御対象モデルの特性を決めるモデ
ルパラメータであり、dはむだ時間である。
When the response frequency characteristics of the throttle valve driving device 10 are actually measured, gain characteristics and phase characteristics indicated by solid lines in FIG. 2 are obtained. Therefore, a model defined by the following equation (1) was set as a control target model. The response frequency characteristic of this model is shown by a broken line in FIG. 2, and it has been confirmed that the response frequency characteristic is close to the characteristic of the throttle valve driving device 10. DTH (k + 1) = a1.times.DTH (k) + a2.times.DTH (k-1) + b1.times.DUT (kd) + c1 (1) where k is a parameter representing a discretized time, and DTH (k ) Is the throttle valve opening deviation amount defined by the following equation (2). DTH (k) = TH (k) -THDEF (2) where TH is the detected throttle valve opening, THDEF
Is the default opening. Also, a1, a of the formula (1)
2, b1 and c1 are model parameters that determine the characteristics of the control target model, and d is the dead time.

【0021】上記式(1)で定義されるモデルは、適応
制御の適用を容易にするために採用した、離散時間系の
DARXモデル(delayed autoregressive model with
exogeneous input:外部入力を持つ自己回帰モデル)で
ある。式(1)においては、出力の偏差量DTHに関わ
るモデルパラメータa1,a2、入力のデューティ比D
UTに関わるモデルパラメータb1の他に、入出力に関
わらないモデルパラメータc1が設定されている。この
モデルパラメータc1は、デフォルト開度THDEFの
ずれやスロットル弁駆動装置に加わる外乱を示すパラメ
ータである。すなわち、モデルパラメータ同定器によ
り、モデルパラメータa1,a2,a3と同時にモデル
パラメータc1を同定することにより、デフォルト開度
ずれや外乱を同定できるようにしている。
The model defined by the above equation (1) is a DARX model (delayed autoregressive model with a discrete time system) adopted for facilitating the application of adaptive control.
exogeneous input (autoregressive model with external input). In the equation (1), the model parameters a1 and a2 relating to the output deviation amount DTH and the input duty ratio D
In addition to the model parameter b1 related to the UT, a model parameter c1 not related to input / output is set. The model parameter c1 is a parameter indicating a deviation of the default opening THDEF and a disturbance applied to the throttle valve driving device. That is, the model parameter identifier identifies the model parameter c1 at the same time as the model parameters a1, a2, and a3, so that the default opening deviation and disturbance can be identified.

【0022】図3は、ECU7により実現されるスロッ
トル弁制御装置の機能ブロック図であり、この制御装置
は、適応スライディングモードコントローラ21と、モ
デルパラメータ同定器22と、むだ時間dが経過した後
の予測スロットル弁開度偏差量(以下「予測偏差量」と
いう)PREDTH(k)(=DTH(k+d))を算出する状
態予測器23と、アクセルペダル踏み込み量ACCに応
じてスロットル弁3の目標開度THRを設定する目標開
度設定部24とからなる。
FIG. 3 is a functional block diagram of a throttle valve control device realized by the ECU 7. The control device includes an adaptive sliding mode controller 21, a model parameter identifier 22, and a delay time d. A state predictor 23 that calculates a predicted throttle valve opening deviation amount (hereinafter, referred to as a “predicted deviation amount”) PREDTH (k) (= DTH (k + d)), and the throttle valve 3 according to the accelerator pedal depression amount ACC. A target opening degree setting unit 24 for setting the target opening degree THR.

【0023】適応スライディングモードコントローラ2
1は、検出したスロットル弁開度THが目標開度THR
と一致するように、適応スライディングモード制御によ
りデューティ比DUTを算出し、該算出したデューティ
比DUTを出力する。適応スライディングモードコント
ローラ21を用いることにより、スロットル弁開度TH
の目標開度THRへの追従応答特性を、所定のパラメー
タ(VPOLE)を用いて適宜変更することが可能とな
り、その結果スロットル弁3を開弁位置から全閉位置に
移動させる際の衝撃(スロットル全閉ストッパへの衝
突)の回避、及びアクセル操作に対するエンジンレスポ
ンスの可変化が可能となる。また、モデルパラメータの
誤差に対する安定性を確保することが可能となる。
Adaptive sliding mode controller 2
1 indicates that the detected throttle valve opening TH is equal to the target opening THR.
The duty ratio DUT is calculated by the adaptive sliding mode control so as to coincide with the above, and the calculated duty ratio DUT is output. By using the adaptive sliding mode controller 21, the throttle valve opening TH
Can be changed appropriately using a predetermined parameter (VPOLE), and as a result, the impact (throttle) when the throttle valve 3 is moved from the open position to the fully closed position can be changed. This makes it possible to avoid collision with the fully closed stopper) and to vary the engine response to the accelerator operation. In addition, it is possible to ensure stability against errors in model parameters.

【0024】モデルパラメータ同定器22は、修正モデ
ルパラメータベクトルθL(θLT=[a1,a2,b
1,c1])を算出し、適応スライディングモードコン
トローラ21に供給する。より具体的には、モデルパラ
メータ同定器22は、スロットル弁開度TH及びデュー
ティ比DUTに基づいて、モデルパラメータベクトルθ
を算出する。さらに、そのモデルパラメータベクトルθ
に対してリミット処理を行うことにより修正モデルパラ
メータベクトルθLを算出し、該修正モデルパラメータ
ベクトルθLを適応スライディングモードコントローラ
21に供給する。このようにしてスロットル弁開度TH
を目標開度THRに追従させるために最適なモデルパラ
メータa1,a2,b1が得られ、さらに外乱及びデフ
ォルト開度THDEFのずれを示すモデルパラメータc
1が得られる。
The model parameter identifier 22, the corrected model parameter vector θL (θL T = [a1, a2, b
1, c1]) and supplies the calculated value to the adaptive sliding mode controller 21. More specifically, the model parameter identifier 22 calculates the model parameter vector θ based on the throttle valve opening TH and the duty ratio DUT.
Is calculated. Further, the model parameter vector θ
To calculate the modified model parameter vector θL, and supplies the modified model parameter vector θL to the adaptive sliding mode controller 21. Thus, the throttle valve opening TH
Model parameters a1, a2, and b1 are obtained to make the model follow the target opening THR, and further, a model parameter c indicating a disturbance and a deviation of the default opening THDEF.
1 is obtained.

【0025】リアルタイムでモデルパラメータを同定す
るモデルパラメータ同定器22を用いることにより、エ
ンジン運転条件の変化への適応、ハードウエアの特性ば
らつきの補償、電源電圧変動の補償、及びハードウエア
特性の経年変化への適応が可能となる。
By using the model parameter identifier 22 for identifying model parameters in real time, it is possible to adapt to changes in engine operating conditions, compensate for variations in hardware characteristics, compensate for variations in power supply voltage, and aging of hardware characteristics. Adaptation to is possible.

【0026】状態予測器23は、スロットル弁開度TH
及びデューティ比DUTに基づいて、むだ時間d後のス
ロットル弁開度TH(予測値)、より具体的には予測偏
差量PREDTHを算出し、適応スライディングモード
コントローラ21に供給する。予測偏差量PREDTH
を用いることにより、制御対象のむだ時間に対する制御
系のロバスト性を確保し、特にむだ時間が大きいデフォ
ルト開度THDEF近傍での制御性を向上させることが
できる。
The state predictor 23 calculates the throttle valve opening TH
The throttle valve opening TH (predicted value) after the dead time d, more specifically, the predicted deviation amount PREDTH is calculated based on the duty ratio DUT and supplied to the adaptive sliding mode controller 21. Predicted deviation PREDTH
Is used, it is possible to ensure the robustness of the control system with respect to the dead time of the control target, and to improve the controllability especially near the default opening THDEF where the dead time is large.

【0027】次に適応スライディングモードコントロー
ラ21の動作原理を説明する。先ず下記式(3)によ
り、目標値DTHR(k)を目標開度THR(k)とデフォル
ト開度THDEFとの偏差量として定義する。 DTHR(k)=THR(k)−THDEF (3) ここで、スロットル弁開度偏差量DTHと、目標値DT
HRとの偏差e(k)を下記式(4)で定義すると、適応
スライディングモードコントローラの切換関数値σ(k)
は、下記式(5)にように設定される。 e(k)=DTH(k)−DTHR(k) (4) σ(k)=e(k)+VPOLE×e(k-1) (5) =(DTH(k)−DTHR(k))+VPOLE×(DTH
(k-1)−DTHR(k-1)) ここで、VPOLEは、−1より大きく1より小さい値
に設定される切換関数設定パラメータである。
Next, the operation principle of the adaptive sliding mode controller 21 will be described. First, the target value DTHR (k) is defined as a deviation amount between the target opening THR (k) and the default opening THDEF by the following equation (3). DTHR (k) = THR (k) -THDEF (3) Here, the throttle valve opening deviation amount DTH and the target value DT
If the deviation e (k) from HR is defined by the following equation (4), the switching function value σ (k) of the adaptive sliding mode controller
Is set as in the following equation (5). e (k) = DTH (k) −DTHR (k) (4) σ (k) = e (k) + VPOLE × e (k−1) (5) = (DTH (k) −DTHR (k)) + VPOLE × (DTH
(k-1) -DTHR (k-1)) Here, VPOLE is a switching function setting parameter set to a value larger than -1 and smaller than 1.

【0028】縦軸を偏差e(k)とし、横軸を前回偏差e
(k-1)として定義される位相平面上では、σ(k)=0を満
たす偏差e(k)と、前回偏差e(k-1)との組み合わせは、
直線となるので、この直線は一般に切換直線と呼ばれ
る。スライディングモード制御は、この切換直線上の偏
差e(k)の振る舞いに着目した制御であり、切換関数値
σ(k)が0となるように、すなわち偏差e(k)と前回偏差
e(k-1)の組み合わせが位相平面上の切換直線上に載る
ように制御を行い、外乱やモデル化誤差(実際のプラン
トの特性と、モデル化した制御対象モデルの特性との
差)に対してロバストな制御を実現し、スロットル弁開
度偏差量DTHを目標値DTHRに追従させるものであ
る。
The vertical axis is the deviation e (k), and the horizontal axis is the previous deviation e (k).
On the phase plane defined as (k-1), the combination of the deviation e (k) satisfying σ (k) = 0 and the previous deviation e (k-1) is
Since this is a straight line, this straight line is generally called a switching straight line. The sliding mode control focuses on the behavior of the deviation e (k) on the switching straight line, so that the switching function value σ (k) becomes 0, that is, the deviation e (k) and the previous deviation e (k). -1) is controlled so that the combination is on the switching line on the phase plane, and robust against disturbances and modeling errors (differences between the characteristics of the actual plant and the characteristics of the model to be controlled). In this case, the throttle valve opening deviation amount DTH follows the target value DTHR.

【0029】また式(5)の切換関数設定パラメータV
POLEの値を変更することにより、図4に示すよう
に、偏差e(k)の減衰特性、すなわちスロットル弁開度
偏差量DTHの目標値DTHRへの追従特性を変更する
ことができる。具体的には、VPOLE=−1とする
と、全く追従しない特性となり、切換関数設定パラメー
タVPOLEの絶対値を小さくするほど、追従速度を速
めることができる。
The switching function setting parameter V in equation (5)
By changing the value of POLE, it is possible to change the attenuation characteristic of the deviation e (k), that is, the characteristic of the throttle valve opening deviation amount DTH following the target value DTHR, as shown in FIG. Specifically, if VPOLE = -1, the characteristic does not follow at all, and the following speed can be increased as the absolute value of the switching function setting parameter VPOLE decreases.

【0030】スロットル弁制御装置においては、下記要
求A1及びA2が満たされることが求められる。 A1)スロットル弁3を全閉位置に移動させる際にスロ
ットル全閉ストッパへの衝突を回避すること A2)デフォルト開度THDEF近傍における非線形特
性(リターンスプリング4の付勢力と弾性部材5の付勢
力とが釣り合うことに起因する弾性特性の変化、モータ
6とスロットル弁3と間に介装されたギヤのバックラッ
シ、デューティ比DUTの変化してもスロットル弁開度
が変化しない不感帯)に対する制御性を向上させること そのため、スロットル弁の全閉位置近傍では、偏差e
(k)の収束速度を低下させ、またデフォルト開度THD
EFの近傍では、収束速度を高める必要がある。
The throttle valve control device is required to satisfy the following requirements A1 and A2. A1) Avoid collision with the throttle fully closed stopper when moving the throttle valve 3 to the fully closed position. A2) Non-linear characteristics near the default opening THDEF (the biasing force of the return spring 4 and the biasing force of the elastic member 5). The controllability is improved for the change of the elastic characteristic caused by the balance of the motor, the backlash of the gear interposed between the motor 6 and the throttle valve 3, and the dead zone where the throttle valve opening does not change even if the duty ratio DUT changes. Therefore, in the vicinity of the fully closed position of the throttle valve, the deviation e
The convergence speed of (k) is reduced, and the default opening THD
In the vicinity of the EF, it is necessary to increase the convergence speed.

【0031】スライディングモード制御によれば、切換
関数設定パラメータVPOLEを変更することにより、
容易に収束速度を変更できるので、本実施形態では、ス
ロットル弁開度TH及び目標値DTHRの変化量DDT
HR(=DTHR(k)−DTHR(k-1))に応じて、切換
関数設定パラメータVPOLEを設定するようにした。
これにより、上記要求A1及びA2を満たすことができ
る。
According to the sliding mode control, by changing the switching function setting parameter VPOLE,
Since the convergence speed can be easily changed, in this embodiment, the change amount DDT of the throttle valve opening TH and the target value DTHR is set.
The switching function setting parameter VPOLE is set according to HR (= DTHR (k) -DTHR (k-1)).
Thereby, the above requirements A1 and A2 can be satisfied.

【0032】上述したようにスライディングモード制御
では、偏差e(k)と前回偏差e(k-1)の組み合わせ(以下
「偏差状態量」という)を切換直線上に拘束することに
より、偏差e(k)を指定した収束速度で、かつ外乱やモ
デル化誤差に対してロバストに、0に収束させる。した
がって、スライディングモード制御では、如何にして偏
差状態量を切換直線に載せ、そこに拘束するかが重要と
なる。
As described above, in the sliding mode control, the combination of the deviation e (k) and the previous deviation e (k-1) (hereinafter referred to as "deviation state quantity") is constrained on the switching straight line, thereby obtaining the deviation e ( k) is converged to 0 at the designated convergence speed and robustly against disturbances and modeling errors. Therefore, in the sliding mode control, it is important how to put the deviation state quantity on the switching straight line and restrict it there.

【0033】そのような観点から、制御対象への入力
(コントローラの出力)DUT(k)(Usl(k)とも表記
する)は、下記式(6)に示すように、等価制御入力U
eq(k)、到達則入力Urch(k)及び適応則入力Uad
p(k)の和として構成される。 DUT(k)=Usl(k) =Ueq(k)+Urch(k)+Uadp(k) (6)
From such a viewpoint, the input (output of the controller) DUT (k) (also referred to as Usl (k)) to the control object is expressed by the equivalent control input U as shown in the following equation (6).
eq (k), reaching law input Urch (k) and adaptive law input Uad
It is configured as the sum of p (k). DUT (k) = Usl (k) = Ueq (k) + Urch (k) + Uadp (k) (6)

【0034】等価制御入力Ueq(k)は、偏差状態量を
切換直線上に拘束するための入力であり、到達則入力U
rch(k)は、偏差状態量を切換直線上へ載せるための
入力であり、適応則入力Uadp(k)は、モデル化誤差
や外乱の影響を抑制し、偏差状態量を切換直線へ載せる
ための入力である。以下各入力Ueq(k),Urch(k)
及びUadp(k)の算出方法を説明する。
The equivalent control input Ueq (k) is an input for constraining the deviation state quantity on the switching line.
rch (k) is an input for placing the deviation state quantity on the switching straight line, and the adaptive law input Uadp (k) is for suppressing the effects of modeling errors and disturbances and for placing the deviation state quantity on the switching straight line. Is input. Hereinafter, each input Ueq (k), Urch (k)
And a method of calculating Uadp (k) will be described.

【0035】等価制御入力Ueq(k)は、偏差状態量を
切換直線上に拘束するための入力であるから、満たすべ
き条件は下記式(7)で与えられる。 σ(k)=σ(k+1) (7) 式(1)並びに式(4)及び(5)を用いて式(7)を
満たすデューティ比DUT(k)を求めると、下記式
(9)が得られ、これが等価制御入力Ueq(k)とな
る。さらに、到達則入力Urch(k)及び適応則入力U
adp(k)を、それぞれ下記式(10)及び(11)に
より定義する。
Since the equivalent control input Ueq (k) is an input for restricting the deviation state quantity on the switching straight line, the condition to be satisfied is given by the following equation (7). σ (k) = σ (k + 1) (7) When the duty ratio DUT (k) that satisfies Expression (7) is obtained using Expression (1) and Expressions (4) and (5), the following expression (9) is obtained. ), Which is the equivalent control input Ueq (k). Further, the reaching law input Urch (k) and the adaptive law input U
adp (k) is defined by the following equations (10) and (11), respectively.

【数1】 (Equation 1)

【0036】ここで、F及びGは、それぞれ到達則制御
ゲイン及び適応則制御ゲインであり、以下に述べるよう
に設定される。またΔTは、制御周期である。上記式
(9)の演算には、むだ時間d経過後のスロットル弁開
度偏差量DTH(k+d)及び対応する目標値DTHR(k+d+
1)が必要である。そこで、むだ時間d経過後のスロット
ル弁開度偏差量DTH(k+d)として、状態予測器23に
より算出される予測偏差量PREDTH(k)を用い、目
標値DTHR(k+d+1)として、最新の目標値DTHRを
用いることとする。
Here, F and G are a reaching law control gain and an adaptive law control gain, respectively, and are set as described below. ΔT is a control cycle. In the calculation of the above equation (9), the throttle valve opening deviation amount DTH (k + d) after the elapse of the dead time d and the corresponding target value DTHR (k + d +
1) is necessary. Therefore, the target deviation DTHR (k + d + 1) is calculated by using the predicted deviation PREDTH (k) calculated by the state predictor 23 as the throttle valve opening deviation DTH (k + d) after the elapse of the dead time d. , The latest target value DTHR is used.

【0037】次に到達則入力Urch及び適応則入力U
adpにより、偏差状態量が安定に切換直線上に載せら
れるように、到達則制御ゲインF及び適応則制御ゲイン
Gの決定を行う。具体的には外乱V(k)を想定し、外乱
V(k)に対して切換関数値σ(k)が安定であるための条件
を求めることにより、ゲインF及びGの設定条件を求め
る。その結果、ゲインF及びGの組み合わせが、下記式
(12)〜(14)を満たすこと、換言すれば図5にハ
ッチングを付して示す領域内にあることが安定条件とし
て得られた。
Next, the reaching law input Urch and the adaptive law input U
The reaching law control gain F and the adaptive law control gain G are determined by adp such that the deviation state quantity is stably placed on the switching straight line. Specifically, a condition for the switching function value σ (k) to be stable with respect to the disturbance V (k) is obtained by assuming the disturbance V (k), thereby obtaining the setting conditions of the gains F and G. As a result, it was obtained as a stable condition that the combination of the gains F and G satisfies the following expressions (12) to (14), in other words, that the combination is within the region indicated by hatching in FIG.

【0038】 F>0 (12) G>0 (13) F<2−(ΔT/2)G (14) 以上のように、式(9)〜(11)により、等価制御入
力Ueq(k)、到達則入力Urch(k)及び適応則入力U
adp(k)を算出し、それらの入力の総和として、デュ
ーティ比DUT(k)を算出することができる。
F> 0 (12) G> 0 (13) F <2- (ΔT / 2) G (14) As described above, the equivalent control input Ueq (k) is obtained by the equations (9) to (11). , Reaching law input Urch (k) and adaptive law input U
adp (k) is calculated, and the duty ratio DUT (k) can be calculated as the sum of those inputs.

【0039】モデルパラメータ同定器22は、前述した
ように制御対象の入力(DUT(k))及び出力(TH
(k))に基づいて、制御対象モデルのモデルパラメータ
ベクトルを算出する。具体的には、モデルパラメータ同
定器22は、下記式(15)による逐次型同定アルゴリ
ズム(一般化逐次型最小2乗法アルゴリズム)により、
モデルパラメータベクトルθ(k)を算出する。 θ(k)=θ(k-1)+KP(k)ide(k) (15) θ(k)T=[a1’,a2’,b1’,c1’] (16)
As described above, the model parameter identifier 22 inputs (DUT (k)) and outputs (TH
(k)), a model parameter vector of the control target model is calculated. Specifically, the model parameter identifier 22 uses a sequential identification algorithm (generalized sequential least squares algorithm) according to the following equation (15).
Calculate the model parameter vector θ (k). θ (k) = θ (k−1) + KP (k) ide (k) (15) θ (k) T = [a1 ′, a2 ′, b1 ′, c1 ′] (16)

【0040】ここで、a1’,a2’,b1’及びC
1’は、後述するリミット処理を実施する前のモデルパ
ラメータである。またide(k)は、下記式(17)、
(18)及び(19)により定義される同定誤差であ
る。DTHHAT(k)は、最新のモデルパラメータベク
トルθ(k-1)を用いて算出される、スロットル弁開度偏
差量DTH(k)の推定値(以下「推定スロットル弁開度
偏差量」という)である。KP(k)は、下記式(20)
により定義されるゲイン係数ベクトルである。また、式
(20)のP(k)は、下記式(21)により算出される
4次の正方行列である。
Here, a1 ', a2', b1 'and C
1 ′ is a model parameter before performing a limit process described later. Also, ide (k) is given by the following equation (17):
This is the identification error defined by (18) and (19). DTHHAT (k) is an estimated value of the throttle valve opening deviation amount DTH (k) calculated using the latest model parameter vector θ (k-1) (hereinafter, referred to as “estimated throttle valve opening deviation amount”). It is. KP (k) is calculated by the following equation (20).
Is a gain coefficient vector defined by Further, P (k) in Expression (20) is a fourth-order square matrix calculated by Expression (21) below.

【数2】 (Equation 2)

【数3】 (Equation 3)

【0041】式(21)の係数λ1,λ2の設定によ
り、式(15)〜(21)による同定アルゴリズムは、
以下のような4つの同定アルゴリズムのいずれかにな
る。 λ1=1,λ2=0 固定ゲインアルゴリズム λ1=1,λ2=1 最小2乗法アルゴリズム λ1=1,λ2=λ 漸減ゲインアルゴリズム(λは
0,1以外の所定値) λ1=λ,λ2=1 重み付き最小2乗法アルゴリズム
(λは0,1以外の所定値)
By setting the coefficients λ1 and λ2 in the equation (21), the identification algorithm based on the equations (15) to (21)
It will be one of the following four identification algorithms: λ1 = 1, λ2 = 0 Fixed gain algorithm λ1 = 1, λ2 = 1 Least squares algorithm λ1 = 1, λ2 = λ Gradual decreasing gain algorithm (λ is a predetermined value other than 0, 1) λ1 = λ, λ2 = 1 Weight Least-squares algorithm (λ is a predetermined value other than 0 and 1)

【0042】一方本実施形態では、下記B1)、B
2)、B3)の要求を満たすことが求められる。 B1)準静的動特性変化及びハードウエアの特性ばらつ
きに対する適応 「準静的動特性変化」とは、例えば電源電圧の変動やハ
ードウエアの経年劣化といった変化速度の遅い特性変化
を意味する。 B2)動的な動特性変化への適応 具体的には、スロットル弁開度THの変化に対応する動
特性変化への適応を意味する。 B3)モデルパラメータのドリフト防止 モデルパラメータに反映すべきでない制御対象の非線形
特性などに起因する同定誤差の影響によって、モデルパ
ラメータの絶対値が増大するような不具合を防止する。
On the other hand, in the present embodiment, the following B1), B
It is required to satisfy the requirements of 2) and B3). B1) Adaptation to Quasi-Static Dynamic Characteristics Change and Hardware Characteristics Variation “Quasi-static dynamic characteristics change” means a characteristic change with a slow change speed such as a power supply voltage fluctuation or hardware aging. B2) Adaptation to dynamic changes in dynamic characteristics Specifically, it means adaptation to changes in dynamic characteristics corresponding to changes in the throttle valve opening TH. B3) Prevention of Drift of Model Parameter A problem that the absolute value of the model parameter increases due to the influence of the identification error caused by the non-linear characteristic of the controlled object that should not be reflected in the model parameter is prevented.

【0043】先ず上記B1)及びB2)の要求を満たす
ために、係数λ1及びλ2をそれぞれ所定値λ及び
「0」に設定することにより、重み付き最小2乗法アル
ゴリズムを採用する。次にモデルパラメータのドリフト
について説明する。図6に示すように、モデルパラメー
タがある程度収束した後に、スロットル弁の摩擦特性な
どの非線形特性によって生じる残留同定誤差が存在した
り、平均値がゼロでない外乱が定常的に加わるような場
合には、残留同定誤差が蓄積し、モデルパラメータのド
リフトを引き起こす。
First, in order to satisfy the above requirements B1) and B2), a weighted least squares algorithm is adopted by setting the coefficients λ1 and λ2 to predetermined values λ and “0”, respectively. Next, the drift of the model parameters will be described. As shown in FIG. 6, when the model parameters converge to some extent, there is a residual identification error caused by non-linear characteristics such as the friction characteristics of the throttle valve, or when a disturbance having a non-zero average value is constantly applied. , Residual identification errors accumulate, causing model parameter drift.

【0044】このような残留同定誤差は、モデルパラメ
ータの値に反映すべきものではないので、図7(a)に
示すような不感帯関数Fnlを用いて不感帯処理を行
う。具体的には、下記式(23)により、修正同定誤差
idenl(k)を算出し、この修正同定誤差idenl
(k)を用いてモデルパラメータベクトルθ(k)の算出を行
う。すなわち、上記式(15)に代えて下記式(15
a)を用いる。これにより、上記要求B3)を満たすこ
とができる。 idenl(k)=Fnl(ide(k)) (23) θ(k)=θ(k-1)+KP(k)idenl(k) (15a)
Since such a residual identification error should not be reflected in the value of the model parameter, the dead zone processing is performed using a dead zone function Fnl as shown in FIG. Specifically, the corrected identification error idenl (k) is calculated by the following equation (23), and the corrected identification error idenl (k) is calculated.
(k) is used to calculate the model parameter vector θ (k). That is, the following equation (15) is used instead of the above equation (15).
Use a). Thereby, the above requirement B3) can be satisfied. idenl (k) = Fnl (ide (k)) (23) θ (k) = θ (k-1) + KP (k) idenl (k) (15a)

【0045】なお、不感帯関数Fnlは、図7(a)に
示すものに限るものではなく、例えば同図(b)に示す
ような不連続不感帯関数、または同図(c)に示すよう
な不完全不感帯関数を用いてもよい。ただし、不完全不
感帯関数を用いた場合には、ドリフトを完全に防止する
ことはできない。
The dead zone function Fnl is not limited to the one shown in FIG. 7A, but may be, for example, a discontinuous dead zone function as shown in FIG. A complete dead band function may be used. However, when an incomplete dead zone function is used, drift cannot be completely prevented.

【0046】また、残留同定誤差は、スロットル弁開度
THの変動量に応じてその振幅が変化する。そこで、本
実施形態では、図7に示す不感帯の幅を定義する不感帯
幅パラメータEIDNRLMTを、下記式(24)によ
り算出される、目標スロットル弁開度THRの変化量の
二乗平均値DDTHRSQAに応じて設定する(具体的
には、二乗平均値DDTHRSQAが増加するほど、不
感帯幅パラメータEIDNRLMTが増加するように設
定する)ようにしている。これにより、モデルパラメー
タの値に反映させるべき同定誤差を、残留同定誤差とし
て無視してしまうことを防止することができる。式(2
4)のDDTHRは、目標スロットル弁開度THRの変
化量であり、下記式(25)により算出される。
The amplitude of the residual identification error changes in accordance with the variation of the throttle valve opening TH. Therefore, in the present embodiment, the dead zone width parameter EIDNLLMT defining the dead zone width shown in FIG. 7 is changed according to the root mean square value DDTHRSQA of the amount of change in the target throttle valve opening THR calculated by the following equation (24). (Specifically, as the root mean square value DDTHRSQA increases, the dead zone width parameter EIDNRLMT is set to increase). Thus, it is possible to prevent the identification error to be reflected in the value of the model parameter from being ignored as the residual identification error. Equation (2
DDTHR of 4) is a change amount of the target throttle valve opening THR, and is calculated by the following equation (25).

【数4】 (Equation 4)

【0047】ここで、スロットル弁開度偏差量DTHは
目標値DTHRへ適応スライディングモードコントロー
ラ21により制御されているため、同様に式(25)の
目標値DTHRをスロットル弁開度偏差量DTHへ変更
し、スロットル弁開度偏差量DTHの変化量DDTHを
算出し、式(24)のDDTHRをDDTHに代えて得
られる二乗平均値DDTHRSQAにより不感帯幅パラ
メータEIDNRLMTを変更することもできる。
Since the throttle valve opening deviation DTH is controlled by the adaptive sliding mode controller 21 to the target value DTHR, the target value DTHR of the equation (25) is similarly changed to the throttle valve opening deviation DTH. Then, a change amount DDTH of the throttle valve opening deviation amount DTH is calculated, and the dead band parameter EIDNRLMT can be changed by a root mean square value DDTHRSQA obtained by replacing DDTHR in Expression (24) with DDTH.

【0048】また制御系のロバスト性をさらに高めるた
めには、適応スライディングモードコントローラ21を
より安定化させることが有効である。そこで本実施形態
では、前記式(15)により算出されたモデルパラメー
タベクトルθ(k)の各要素a1’,a2’,b1’及び
c1’についてリミット処理を施し、修正モデルパラメ
ータベクトルθL(k)(θL(k)T=[a1,a2,b
1,c1])を算出する。そして、適応スライディング
モードコントローラ21は、修正モデルパラメータベク
トルθL(k)を用いて、スライディングモード制御を実
行する。なおリミット処理の詳細については、フローチ
ャートを参照して後述する。
To further enhance the robustness of the control system, it is effective to further stabilize the adaptive sliding mode controller 21. Therefore, in the present embodiment, a limit process is performed on each of the elements a1 ', a2', b1 ', and c1' of the model parameter vector θ (k) calculated by the equation (15), and the corrected model parameter vector θL (k) (ΘL (k) T = [a1, a2, b
1, c1]). Then, the adaptive sliding mode controller 21 executes the sliding mode control using the modified model parameter vector θL (k). The details of the limit process will be described later with reference to a flowchart.

【0049】次に状態予測器23による予測偏差量PR
EDTHの算出方法を説明する。先ず下記式(26)〜
(29)により、マトリクスA及びBと、ベクトルX
(k)及びU(k)を定義する。
Next, the prediction deviation PR by the state predictor 23
A method of calculating EDTH will be described. First, the following equation (26)
According to (29), the matrices A and B and the vector X
(k) and U (k) are defined.

【数5】 これらのマトリクスA,Bと、ベクトルX(k),U(k)を
用いて、制御対象モデルを定義する前記式(1)を書き
直すと、下記式(30)が得られる。 X(k+1)=AX(k)+BU(k-d) (30)
(Equation 5) Using the matrices A and B and the vectors X (k) and U (k), the above equation (1) defining the control target model is rewritten to obtain the following equation (30). X (k + 1) = AX (k) + BU (kd) (30)

【0050】式(30)からX(k+d)を求めると、下記
式(31)が得られる。
When X (k + d) is obtained from equation (30), the following equation (31) is obtained.

【数6】 ここで、リミット処理前のモデルパラメータa1’,a
2’,b1’及びc1’を用いてマトリクスA’及び
B’を下記式(32)及び(33)により定義すると、
予測ベクトルXHAT(k+d)は、下記式(34)で与え
られる。
(Equation 6) Here, the model parameters a1 ′, a
When matrices A ′ and B ′ are defined by the following equations (32) and (33) using 2 ′, b1 ′ and c1 ′,
The prediction vector XHAT (k + d) is given by the following equation (34).

【数7】 (Equation 7)

【0051】予測ベクトルXHAT(k+d)の第1行の要
素であるDTHHAT(k+d)が、予測偏差量PREDT
H(k)であり、下記式(35)で与えられる。 PREDTH(k)=DTHHAT(k+d) =α1×DTH(k)+α2×DTH(k-1) +β1×DUT(k-1)+β2×DUT(k-2)+…+βd×DUT(k-d) +γ1+γ2+…+γd (35) ここで、α1はマトリクスA’dの1行1列要素、α2
はマトリクスA’dの1行2列要素、βiはマトリクス
A’d-iB’の1行1列要素、γiはマトリクスA’d-i
B’の1行2列要素である。
DTHHAT (k + d), which is an element of the first row of the predicted vector XHAT (k + d), is calculated using the predicted deviation amount PREDT.
H (k), which is given by the following equation (35). PREDTH (k) = DTHHAT (k + d) = α1 × DTH (k) + α2 × DTH (k-1) + β1 × DUT (k-1) + β2 × DUT (k-2) +... + Βd × DUT (kd) + γ1 + γ2 + ... + γd (35) here, α1 is one row and one column element of the matrix a 'd, α2
'One row and two columns elements d, .beta.i the matrix A' is a matrix A di '1 row and first column elements, .gamma.i the matrix A' B di
This is a 1-line, 2-column element of B '.

【0052】式(35)により算出される予測偏差量P
REDTH(k)を、前記式(9)に適用し、さらに目標
値DTHR(k+d+1),DTHR(k+d),及びDTHR(k+d
-1)をそれぞれDTHR(k),DTHR(k-1),及びDT
HR(k-2)に置き換えることにより、下記式(9a)が
得られる。式(9a)により、等価制御入力Ueq(k)
を算出する。
The predicted deviation amount P calculated by the equation (35)
REDTH (k) is applied to the equation (9), and the target values DTHR (k + d + 1), DTHR (k + d), and DTHR (k + d
-1) to DTHR (k), DTHR (k-1), and DTHR, respectively.
By replacing with HR (k-2), the following equation (9a) is obtained. From equation (9a), the equivalent control input Ueq (k)
Is calculated.

【数8】 (Equation 8)

【0053】また、式(35)により算出される予測偏
差量PREDTH(k)を用いて、下記式(36)により
予測切替関数値σpre(k)を定義し、到達則入力Ur
ch(k)及び適応則入力Uadp(k)を、それぞれ下記式
(10a)及び(11a)により算出する。 σpre(k)=(PREDTH(k)−DTHR(k-1)) +VPOLE(PREDTH(k-1)−DTHR(k-2))(36)
Using the predicted deviation amount PREDTH (k) calculated by the equation (35), a prediction switching function value σpre (k) is defined by the following equation (36), and the reaching law input Ur
The ch (k) and the adaptive law input Uadp (k) are calculated by the following equations (10a) and (11a), respectively. σpre (k) = (PREDTH (k) −DTHR (k−1)) + VPOLE (PREDTH (k−1) −DTHR (k−2)) (36)

【数9】 (Equation 9)

【0054】次にモデルパラメータc1’は、前述した
ように、デフォルト開度THDEFのずれ及び外乱を示
すパラメータである。したがって、図8に示すように、
外乱によって変動するが、デフォルト開度ずれは比較的
短い期間内でみればほぼ一定とみなせる。そこで、本実
施形態では、モデルパラメータc1’を統計処理し、そ
の変動の中心値をデフォルト開度ずれthdefadp
として算出し、スロットル弁開度偏差量DTH及び目標
値DTHRの算出に用いることとした。
Next, as described above, the model parameter c1 'is a parameter indicating a deviation of the default opening THDEF and a disturbance. Therefore, as shown in FIG.
Although it fluctuates due to disturbance, the default opening deviation can be regarded as substantially constant within a relatively short period. Therefore, in the present embodiment, the model parameter c1 ′ is statistically processed, and the central value of the variation is set to the default opening deviation thdefadp.
And used for calculating the throttle valve opening deviation amount DTH and the target value DTHR.

【0055】統計処理の手法には、一般に最小2乗法が
知られているが、この最小2乗法による統計処理は、通
常、ある一定期間内のデータ、すなわち同定されたモデ
ルパラメータc1’をすべてメモリに格納しておき、あ
る時点で一括演算を行うことによって実行される。とこ
ろが、この一括演算法では、すべてのデータを格納する
ために膨大な容量のメモリが必要となり、さらに逆行列
演算が必要となって演算量の増大を招く。
As a method of statistical processing, the least square method is generally known. In the statistical processing based on the least square method, data within a certain period, that is, all identified model parameters c1 'are usually stored in a memory. Is executed by performing a batch operation at a certain point in time. However, this batch operation method requires an enormous amount of memory to store all data, and further requires an inverse matrix operation, resulting in an increase in the amount of operation.

【0056】そこで本実施形態では、前記式(15)〜
(21)で示される適応制御の逐次型最小2乗法アルゴ
リズムを、統計処理に応用し、モデルパラメータc1の
最小2乗中心値を、デフォルト開度ずれthdefad
pとして算出するようにしている。
Therefore, in this embodiment, the above equations (15) to (15)
The adaptive least-squares algorithm of adaptive control shown in (21) is applied to statistical processing, and the least square center value of the model parameter c1 is set to the default opening deviation thdefad.
It is calculated as p.

【0057】具体的には、前記式(15)〜(21)の
θ(k)及びθ(k)Tをthdefadpに置換し、ζ(k)及
びζ(k)Tを「1」に置換し、ide(k)をec1(k)に置
換し、KP(k)をKPTH(k)に置換し、P(k)をPTH
(k)に置換し、λ1及びλ2をそれぞれλ1’及びλ
2’に置換することにより、下記式(37)〜(40)
を得る。
Specifically, in formulas (15) to (21), θ (k) and θ (k) T are replaced by thdefadp, and ζ (k) and ζ (k) T are replaced by “1”. And replace ide (k) with ec1 (k), replace KP (k) with KPTH (k), and replace P (k) with PTH
(k), and λ1 and λ2 are respectively λ1 ′ and λ
By substituting 2 ′, the following formulas (37) to (40)
Get.

【数10】 (Equation 10)

【0058】係数λ1’及びλ2’の設定により、前述
した4つのアルゴリズムの何れかを選択可能であるが、
式(39)においては、係数λ1’を0または1以外の
所定値に設定し、係数λ2’を1に設定することによ
り、重み付き最小2乗法を採用した。
By setting the coefficients λ1 ′ and λ2 ′, any one of the above four algorithms can be selected.
In Equation (39), the weighted least squares method is adopted by setting the coefficient λ1 ′ to a predetermined value other than 0 or 1, and setting the coefficient λ2 ′ to 1.

【0059】上記式(37)〜(40)の演算において
は、記憶すべき値はthdefadp(k+1)及びPTH
(k+1)のみであり、また逆行列演算は不要である。した
がって、逐次型最小2乗法アルゴリズムを採用すること
により、一般的な最小2乗法の欠点を克服しつつ、最小
2乗法によるモデルパラメータc1の統計処理を行うこ
とができる。
In the calculations of the above equations (37) to (40), the values to be stored are thdefadp (k + 1) and PTH
Only (k + 1), and no inverse matrix operation is required. Therefore, by employing the recursive least squares algorithm, the statistical processing of the model parameter c1 can be performed by the least squares method while overcoming the drawbacks of the general least squares method.

【0060】統計処理の結果得られるデフォルト開度ず
れthdefadpは、前記式(2)及び(3)に適用
され、式(2)及び(3)に代えて下記式(41)及び
(42)により、スロットル弁開度偏差量DTH(k)及
び目標値DTHR(k)が算出される。 DTH(k)=TH(k)−THDEF+thdefadp (41) DTHR(k)=THR(k)−THDEF+thdefadp (42)
The default opening deviation thdefadp obtained as a result of the statistical processing is applied to the above equations (2) and (3), and is replaced by the following equations (41) and (42) instead of the equations (2) and (3). , The throttle valve opening deviation amount DTH (k) and the target value DTHR (k) are calculated. DTH (k) = TH (k) -THDEF + thdefadp (41) DTHR (k) = THR (k) -THDEF + thdefadp (42)

【0061】式(41)及び(42)を使用することに
より、デフォルト開度THDEFが、ハードウエアの特
性ばらつき、あるいは経時変化により、設計値からずれ
た場合でも、そのずれを補償して正確な制御を行うこと
ができる。
By using equations (41) and (42), even if the default opening THDEF deviates from the design value due to hardware characteristic variations or changes over time, the deviation is compensated for and accurate. Control can be performed.

【0062】次に上述した適応スライディングモードコ
ントローラ21、モデルパラメータ同定器22及び状態
予測器23の機能を実現するための、ECU7のCPU
における演算処理を説明する。
Next, the CPU of the ECU 7 for realizing the functions of the adaptive sliding mode controller 21, the model parameter identifier 22, and the state predictor 23 described above.
The calculation processing in will be described.

【0063】図9は、スロットル弁開度制御の全体フロ
ーチャートであり、この処理は所定時間(例えば2ms
ec)毎にECU7のCPUで実行される。ステップS
11では、図10に示す状態変数設定処理を実行する。
すなわち、式(41)及び(42)の演算を実行し、ス
ロットル弁開度偏差量DTH(k)及び目標値DTHR(k)
を算出する(図10,ステップS21及びS22)。な
お、今回値であることを示す(k)は、省略して示す場合
がある。
FIG. 9 is an overall flowchart of the throttle valve opening control. This processing is performed for a predetermined time (for example, 2 ms
This is executed by the CPU of the ECU 7 every ec). Step S
At 11, the state variable setting process shown in FIG. 10 is executed.
That is, the calculations of the equations (41) and (42) are executed, and the throttle valve opening deviation amount DTH (k) and the target value DTHR (k) are calculated.
Is calculated (FIG. 10, steps S21 and S22). Note that (k) indicating the current value may be omitted.

【0064】ステップS12では、図11に示すモデル
パラメータ同定器の演算、すなわち前記式(15a)に
よるモデルパラメータベクトルθ(k)の算出処理を実行
し、さらにリミット処理を実行して修正モデルパラメー
タベクトルθL(k)を算出する。
In step S12, the calculation of the model parameter identifier shown in FIG. 11, that is, the calculation processing of the model parameter vector θ (k) by the equation (15a) is executed, and the limit processing is further executed to execute the correction model parameter vector. Calculate θL (k).

【0065】続くステップS13では、図21に示す状
態予測器の演算を実行し、予測偏差量PREDTH(k)
を算出する。次いでステップS12で算出した修正モデ
ルパラメータベクトルθL(k)を用いて、図22に示す
制御入力Usl(k)の演算処理を実行する(ステップS
14)。すなわち、等価制御入力Ueq、到達則入力U
rch(k)及び適応則入力Uadp(k)を算出し、それら
の入力の総和として、制御入力Usl(k)(=デューテ
ィ比DUT(k))を算出する。
In the following step S13, the operation of the state predictor shown in FIG. 21 is executed, and the predicted deviation amount PREDTH (k) is calculated.
Is calculated. Next, using the corrected model parameter vector θL (k) calculated in step S12, the arithmetic processing of the control input Usl (k) shown in FIG. 22 is executed (step S12).
14). That is, the equivalent control input Ueq and the reaching law input U
rch (k) and the adaptive law input Uadp (k) are calculated, and the control input Usl (k) (= duty ratio DUT (k)) is calculated as the sum of those inputs.

【0066】続くステップS16では、図29に示すス
ライディングモードコントローラの安定判別処理を実行
する。すなわち、リアプノフ関数の微分値に基づく安定
判別を行い、安定判別フラグFSMCSTABの設定を
行う。この安定判別フラグFSMCSTABは、「1」
に設定されると適応スライディングモードコントローラ
21が不安定となっていることを示す。安定判別フラグ
FSMCSTABが「1」に設定され、適応スライディ
ングモードコントローラ21が不安定となったときは、
切換関数設定パラメータVPOLEを安定化所定値XP
OLESTBに設定する(図24、ステップS231,
S232参照)とともに、等価制御入力Ueqを「0」
とし、到達則入力Urch及び適応則入力Uadpのみ
による制御に切り換えることにより、制御の安定化を図
る(図22、ステップS206,S208参照)。適応
スライディングモードコントローラ21が不安定となっ
たときは、さらに到達則入力Urch及び適応則入力U
adpの算出式を変更する。すなわち、到達則制御ゲイ
ンF及び適応則制御ゲインGの値を、コントローラ21
を安定化させる値に変更するとともに、モデルパラメー
タb1を使用しないで、到達則入力Urch及び適応則
入力Uadpを算出する(図27,28参照)。以上の
ような安定化処理により、適応スライディングモードコ
ントローラ21の不安定状態を早期に終息させ、安定な
状態に戻すことができる。
In the following step S16, a stability determination process of the sliding mode controller shown in FIG. 29 is executed. That is, the stability determination is performed based on the differential value of the Lyapunov function, and the stability determination flag FSMCSTAB is set. This stability determination flag FSMCSTAB is "1".
Indicates that the adaptive sliding mode controller 21 is unstable. When the stability determination flag FSMCSTAB is set to “1” and the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable,
The switching function setting parameter VPOLE is stabilized to a predetermined value XP.
OLESTB (FIG. 24, step S231, step S231).
At the same time, the equivalent control input Ueq is set to “0”.
By switching to control using only the reaching law input Urch and the adaptive law input Uadp, the control is stabilized (see FIG. 22, steps S206 and S208). When the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable, the reaching law input Urch and the adaptive law input U
Change the formula for calculating adp. That is, the values of the reaching law control gain F and the adaptive law control gain G are
Is changed to a value for stabilizing, and the reaching law input Urch and the adaptive law input Uadp are calculated without using the model parameter b1 (see FIGS. 27 and 28). By the above stabilization processing, the unstable state of the adaptive sliding mode controller 21 can be ended early and returned to the stable state.

【0067】ステップS17では、図30に示すthd
efadp算出処理を実行し、デフォルト開度ずれth
defadpを算出する。
In step S17, the thd shown in FIG.
efadp calculation processing is performed, and the default opening deviation th
Calculate defadp.

【0068】図11は、モデルパラメータ同定器22の
演算処理のフローチャートである。ステップS31で
は、式(20)によりゲイン係数ベクトルKP(k)を算
出し、次いで式(18)により推定スロットル弁開度偏
差量DTHHAT(k)を算出する(ステップS32)。
ステップS33では、図12に示すidenl(k)の演
算処理を実行し、ステップS32で算出した推定スロッ
トル弁開度偏差量DTHHAT(k)を、式(17)に適
用して同定誤差ide(k)を算出するとともに、図7
(a)に示す関数を用いた不感帯処理を行い、修正同定
誤差idenlを算出する。
FIG. 11 is a flowchart of the operation of the model parameter identifier 22. In step S31, the gain coefficient vector KP (k) is calculated by equation (20), and then the estimated throttle valve opening deviation amount DTHHAT (k) is calculated by equation (18) (step S32).
In step S33, the computation process of idenl (k) shown in FIG. 12 is executed, and the estimated throttle valve opening deviation amount DTHHAT (k) calculated in step S32 is applied to equation (17) to identify the identification error ide (k). ) And FIG.
A dead zone process is performed using the function shown in (a), and a corrected identification error idenl is calculated.

【0069】続くステップS34では、式(15a)に
より、モデルパラメータベクトルθ(k)を算出し、次い
でモデルパラメータベクトルθ(k)の安定化処理を実行
する(ステップS35)。すなわち各モデルパラメータ
のリミット処理を行って修正モデルパラメータベクトル
θL(k)を算出する。
In the following step S34, the model parameter vector θ (k) is calculated by the equation (15a), and then the stabilization processing of the model parameter vector θ (k) is executed (step S35). That is, a limit process of each model parameter is performed to calculate a corrected model parameter vector θL (k).

【0070】図12は、図11のステップS33で実行
されるidenl(k)演算処理のフローチャートであ
る。ステップS51では、式(17)により同定誤差i
de(k)を算出する。次いで、ステップS53でインク
リメントされるカウンタCNTIDSTの値が、制御対
象のむだ時間dに応じて設定される所定値XCNTID
ST(例えば、むだ時間d=2に対応して、「3」に設
定される)より大きいか否かを判別する(ステップS5
2)。カウンタCNTIDSTの初期値は「0」である
ので、最初はステップS53に進み、カウンタCNTI
DSTを「1」だけインクリメントし、同定誤差ide
(k)を「0」に設定して(ステップS54)、ステップ
S55に進む。モデルパラメータベクトルθ(k)の同定
を開始した直後は、式(17)による演算で正しい同定
誤差が得られないので、ステップS52〜S54によ
り、式(17)による演算結果を用いずに同定誤差id
e(k)を「0」に設定するようにしている。
FIG. 12 is a flowchart of the idenl (k) calculation process executed in step S33 of FIG. In step S51, the identification error i is calculated according to equation (17).
Calculate de (k). Next, the value of the counter CNTIDST that is incremented in step S53 is set to a predetermined value XCNTID set according to the dead time d of the control object.
It is determined whether or not it is larger than ST (for example, set to “3” corresponding to the dead time d = 2) (step S5).
2). Since the initial value of the counter CNTIDST is "0", the process first proceeds to step S53, and the counter CNTIST
DST is incremented by “1” and the identification error ide
(k) is set to "0" (step S54), and the process proceeds to step S55. Immediately after the identification of the model parameter vector θ (k) is started, a correct identification error cannot be obtained by the calculation using Expression (17). id
e (k) is set to “0”.

【0071】ステップS52の答が肯定(YES)とな
ると、直ちにステップS55に進む。ステップS55で
は、同定誤差ide(k)のローパスフィルタ処理を行
う。具体的には、ローパス特性を有する制御対象のモデ
ルパラメータを同定する場合、最小2乗同定アルゴリズ
ムの同定誤差ide(k)に対する同定重みは、図13
(a)に実線L1で示すような周波数特性を有するが、
これをローパスフィルタ処理により、破線L2で示すよ
うに高周波成分を減衰させた特性とする。これは、以下
の理由による。
When the answer to step S52 is affirmative (YES), the process immediately proceeds to step S55. In step S55, a low-pass filter process of the identification error ide (k) is performed. Specifically, when identifying a model parameter of a control target having a low-pass characteristic, the identification weight for the identification error ide (k) of the least squares identification algorithm is as shown in FIG.
(A) has a frequency characteristic as shown by a solid line L1,
This is a characteristic in which high-frequency components are attenuated by low-pass filter processing as shown by a broken line L2. This is for the following reason.

【0072】実際の制御対象及びこれをモデル化した制
御対象モデルの周波数特性は、それぞれ図13(b)に
実線L3及びL4で示すようになる。すなわち、ローパ
ス特性(高周波成分が減衰する特性)を有する制御対象
について、モデルパラメータ同定器22によりモデルパ
ラメータを同定すると、同定されたモデルパラメータは
高周波域阻止特性に大きく影響されたものとなるため、
低周波域での制御対象モデルのゲインが実際の特性より
低くなる。その結果、スライディングモードコントロー
ラ21による制御入力の補正が過補正となる。
The frequency characteristics of the actual control target and the control target model obtained by modeling the control target are indicated by solid lines L3 and L4 in FIG. 13B, respectively. In other words, when the model parameters are identified by the model parameter identifier 22 for the controlled object having low-pass characteristics (characteristics in which high-frequency components are attenuated), the identified model parameters are greatly affected by the high-frequency rejection characteristics.
The gain of the control target model in the low frequency range becomes lower than the actual characteristic. As a result, the correction of the control input by the sliding mode controller 21 becomes overcorrected.

【0073】そこで、ローパスフィルタ処理により同定
アルゴリズムの重みの周波数特性を、図13(a)に破
線L2で示すような特性とすることにより、制御対象モ
デルの周波数特性を、同図(b)に破線L5で示すよう
な特性とし、実際の周波数特性と一致させ、あるいは制
御対象モデルのゲインが実際のゲインよりやや高くなる
ように修正することとした。これにより、コントローラ
21による過補正を防止し、制御系のロバスト性を高め
て制御系をより安定化させることができる。
Therefore, the frequency characteristics of the weight of the identification algorithm are set to the characteristics shown by the broken line L2 in FIG. 13A by the low-pass filter processing, so that the frequency characteristics of the control target model are changed to those shown in FIG. The characteristic is indicated by a broken line L5, and is made to match the actual frequency characteristic, or is corrected so that the gain of the control target model is slightly higher than the actual gain. Thus, overcorrection by the controller 21 can be prevented, the robustness of the control system can be increased, and the control system can be further stabilized.

【0074】なお、ローパスフィルタ処理は、同定誤差
の過去値ide(k-i)(例えばi=1〜10に対応する1
0個の過去値)をリングバッファに記憶し、それらの過
去値に重み係数を乗算して加算することにより実行す
る。さらに、同定誤差ide(k)は、前記式(17)、
(18)及び(19)を用いて算出しているため、スロ
ットル弁開度偏差量DTH(k)と、推定スロットル弁開
度偏差量DTHHAT(k)とに同様のローパスフィルタ
処理を行うこと、あるいは、スロットル弁開度偏差量D
TH(k-1)及びDTH(k-2)と、デューティ比DUT(k
-d-1)とに同様のローパスフィルタ処理を行うことによ
っても同様の効果が得られる。
In the low-pass filter processing, the past value ide (ki) of the identification error (for example, 1 corresponding to i = 1 to 10)
This is performed by storing zero past values in a ring buffer, multiplying those past values by a weighting coefficient, and adding them. Further, the identification error ide (k) is calculated by the equation (17),
(18) and (19), the same low-pass filter processing is performed on the throttle valve opening deviation DTH (k) and the estimated throttle valve opening deviation DTHHAT (k). Alternatively, the throttle valve opening deviation amount D
TH (k-1) and DTH (k-2), and the duty ratio DUT (k
The same effect can be obtained by performing the same low-pass filter processing as in -d-1).

【0075】図12に戻り、続くステップS56では、
図14に示す不感帯処理を実行する。図14のステップ
S61では、前記式(24)において例えばn=5とし
て、目標スロットル弁開度THRの変化量の二乗平均値
DDTHRSQAを算出し、次いで二乗平均値DDTH
RSQAに応じて図15に示すEIDNRLMTテーブ
ルを検索し、不感帯幅パラメータEIDNRLMTを算
出する(ステップS62)。
Returning to FIG. 12, in the following step S56,
The dead zone process shown in FIG. 14 is executed. In step S61 of FIG. 14, the root-mean-square value DDTHRSQA of the amount of change in the target throttle valve opening THR is calculated with, for example, n = 5 in the equation (24), and then the root-mean-square value DDTH is calculated.
The EIDNRLMT table shown in FIG. 15 is searched according to the RSQA to calculate a dead zone width parameter EIDNRLMT (step S62).

【0076】ステップS63では、同定誤差ide(k)
が不感帯幅パラメータEIDNRLMTより大きいか否
かを判別し、ide(k)>EIDNRLMTであるとき
は、下記式(43)により、修正同定誤差idenl
(k)算出する(ステップS67)。 idenl(k)=ide(k)−EIDNRLMT (43)
In step S63, the identification error ide (k)
Is larger than the dead band width parameter EIDNRLMT. When ide (k)> EIDNRLMT, the modified identification error idenl is calculated by the following equation (43).
(k) Calculate (step S67). idlen (k) = ide (k) -EIDNRLMT (43)

【0077】ステップS63の答が否定(NO)である
ときは、さらに同定誤差ide(k)が不感帯幅パラメー
タEIDNRLMTに負号を付した値より小さいか否か
を判別し(ステップS64)、ide(k)<−EIDN
RLMTであるときは、下記式(44)により、修正同
定誤差idenl(k)算出する(ステップS65)。 idenl(k)=ide(k)+EIDNRLMT (44)
If the answer to step S63 is negative (NO), it is further determined whether or not the identification error ide (k) is smaller than a value obtained by adding a minus sign to the dead band width parameter EIDNRLMT (step S64). (k) <-EIDN
If it is RLMT, the modified identification error idenl (k) is calculated by the following equation (44) (step S65). idlen (k) = ide (k) + EIDNRLMT (44)

【0078】また同定誤差ide(k)が±EIDNRL
MTの範囲内にあるときは、修正同定誤差idenl
(k)を「0」とする(ステップS66)。
The identification error ide (k) is ± EIDNRL
When within the range of MT, the modified identification error idenl
(k) is set to "0" (step S66).

【0079】図16は、図11のステップS35で実行
されるθ(k)の安定化処理のフローチャートである。ス
テップS71では、この処理で使用されるフラグFA1
STAB,FA2STAB,FB1LMT及びFC1L
MTをそれぞれ「0」に設定することにより、初期化を
行う。そして、ステップS72では、図17に示すa
1’及びa2’のリミット処理を実行し、ステップS7
3では、図19に示すb1’のリミット処理を実行し、
ステップS74では、図20に示すc1’のリミット処
理を実行する。
FIG. 16 is a flowchart of the stabilization processing of θ (k) executed in step S35 of FIG. In a step S71, a flag FA1 used in this processing is set.
STAB, FA2STAB, FB1LMT and FC1L
Initialization is performed by setting MT to “0”. Then, in step S72, a shown in FIG.
1 ′ and a2 ′ limit processing is executed, and step S7
In 3, the limit processing of b1 'shown in FIG.
In step S74, a limit process of c1 'shown in FIG. 20 is executed.

【0080】図17は、図16のステップS72で実行
されるa1’及びa2’のリミット処理のフローチャー
トである。図18は、図17の処理を説明するための図
であり、図17とともに参照する。図18においては、
リミット処理が必要なモデルパラメータa1’とa2’
の組み合わせが「×」で示され、また安定なモデルパラ
メータa1’及びa2’の組み合わせの範囲がハッチン
グを付した領域(以下「安定領域」という)で示されて
いる。図17の処理は、安定領域外にあるモデルパラメ
ータa1’及びa2’の組み合わせを、安定領域内
(「○」で示す位置)に移動させる処理である。
FIG. 17 is a flowchart of the limit processing of a1 'and a2' executed in step S72 of FIG. FIG. 18 is a diagram for explaining the process of FIG. 17 and is referred to together with FIG. In FIG.
Model parameters a1 'and a2' requiring limit processing
Are indicated by "x", and the range of the stable combination of the model parameters a1 'and a2' is indicated by a hatched area (hereinafter referred to as "stable area"). The process of FIG. 17 is a process of moving the combination of the model parameters a1 ′ and a2 ′ outside the stable region to the inside of the stable region (the position indicated by “○”).

【0081】ステップS81では、モデルパラメータa
2’が、所定a2下限値XIDA2L以上か否かを判別
する。所定a2下限値XIDA2Lは、「−1」より大
きい負の値に設定される。所定a2下限値XIDA2L
は、「−1」に設定しても、安定な修正モデルパラメー
タa1,a2が得られるが、前記式(26)で定義され
る行列Aのn乗が不安定となる(これは、a1’及びa
2’が発散はしないが振動することを意味する)場合が
あるので、「−1」より大きな値に設定される。
In step S81, model parameters a
It is determined whether or not 2 ′ is greater than or equal to a predetermined a2 lower limit value XIDA2L. The predetermined a2 lower limit value XIDA2L is set to a negative value larger than “−1”. Predetermined a2 lower limit value XIDA2L
Can be set to “−1”, stable modified model parameters a1 and a2 can be obtained, but the nth power of the matrix A defined by the equation (26) becomes unstable (this is because a1 ′ And a
2 ′ does not diverge, but vibrates), so that the value is set to a value larger than “−1”.

【0082】ステップS81でa2’<XIDA2Lで
あるときは、修正モデルパラメータa2を、この下限値
XIDA2Lに設定するとともに、a2安定化フラグF
A2STABを「1」に設定する。a2安定化フラグF
A2STABは「1」に設定されると、修正モデルパラ
メータa2を下限値XIDA2Lに設定したことを示
す。図18においては、ステップS81及びS82のリ
ミット処理P1によるモデルパラメータの修正が、「P
1」を付した矢線(矢印を付した線)で示されている。
If it is determined in step S81 that a2 '<XIDA2L, the modified model parameter a2 is set to this lower limit value XIDA2L, and the a2 stabilization flag F2 is set.
Set A2STAB to “1”. a2 stabilization flag F
When A2STAB is set to “1”, it indicates that the modified model parameter a2 has been set to the lower limit XIDA2L. In FIG. 18, the modification of the model parameters by the limit processing P1 in steps S81 and S82 is "P
This is indicated by an arrow line with a “1” (a line with an arrow).

【0083】ステップS81の答が肯定(YES)、す
なわちa2’≧XIDA2Lであるときは、修正モデル
パラメータa2はモデルパラメータa2’に設定される
(ステップS83)。ステップS84及びステップS8
5では、モデルパラメータa1’が、所定a1下限値X
IDA1Lと所定a1上限値XIDA1Hできまる範囲
内にあるか否かを判別する。所定a1下限値XIDA1
Lは、−2以上且つ0より小さい値に設定され、所定a
1上限値XIDA1Hは、例えば2に設定される。
If the answer to step S81 is affirmative (YES), that is, if a2 '≧ XIDA2L, the corrected model parameter a2 is set to the model parameter a2' (step S83). Step S84 and step S8
5, the model parameter a1 ′ is set to a predetermined a1 lower limit value X
It is determined whether or not it is within a range defined by IDA1L and a predetermined a1 upper limit value XIDA1H. Predetermined a1 lower limit value XIDA1
L is set to a value equal to or greater than −2 and smaller than 0,
One upper limit value XIDA1H is set to 2, for example.

【0084】ステップS84及びS85の答がいずれも
肯定(YES)であるとき、すなわちXIDA1L≦a
1’≦XIDA1Hであるときは、修正モデルパラメー
タa1はモデルパラメータa1’に設定される(ステッ
プS88)。一方a1’<XIDA1Lであるときは、
修正モデルパラメータa1を下限値XIDA1Lに設定
するとともに、a1安定化フラグFA1STABを
「1」に設定する(ステップS84,S86)。またa
1’>XIDA1Hであるときは、修正モデルパラメー
タa1を上限値XIDA1Hに設定するとともに、a1
安定化フラグFA1STABを「1」に設定する(ステ
ップS85,S87)。a1安定化フラグFA1STA
Bは、「1」に設定されると、修正モデルパラメータa
1を下限値XIDA1Lまたは上限値XIDA1Hに設
定したことを示す。図18においては、ステップS84
〜S87のリミット処理P2によるモデルパラメータの
修正が、「P2」を付した矢線で示されている。
When the answers of steps S84 and S85 are both affirmative (YES), that is, XIDA1L ≦ a
If 1 ′ ≦ XIDA1H, the modified model parameter a1 is set to the model parameter a1 ′ (step S88). On the other hand, when a1 ′ <XIDA1L,
The modified model parameter a1 is set to the lower limit value XIDA1L, and the a1 stabilization flag FA1STAB is set to "1" (steps S84 and S86). And a
When 1 ′> XIDA1H, the modified model parameter a1 is set to the upper limit value XIDA1H, and a1
The stabilization flag FA1STAB is set to "1" (steps S85 and S87). a1 stabilization flag FA1STA
When B is set to “1”, the modified model parameter a
1 indicates that the lower limit value XIDA1L or the upper limit value XIDA1H has been set. In FIG. 18, step S84
The correction of the model parameters by the limit processing P2 of S87 to S87 is indicated by an arrow with “P2”.

【0085】ステップS90では、修正モデルパラメー
タa1の絶対値と修正モデルパラメータa2の和が、所
定安定判定値XA2STAB以下であるか否かを判別す
る。所定安定判定値XA2STABは、「1」に近く
「1」より小さい値(例えば0.99)に設定される。
In step S90, it is determined whether or not the sum of the absolute value of the corrected model parameter a1 and the corrected model parameter a2 is equal to or smaller than a predetermined stability determination value XA2STAB. The predetermined stability determination value XA2STAB is set to a value close to “1” and smaller than “1” (for example, 0.99).

【0086】図18に示す直線L1及びL2は、下記式
(45)を満たす直線である。 a2+|a1|=XA2STAB (45) したがって、ステップS90は、修正モデルパラメータ
a1及びa2の組み合わせが、図18に示す直線L1及
びL2の線上またはその下側にあるか否かを判別してい
る。ステップS90の答が肯定(YES)であるとき
は、修正モデルパラメータa1及びa2の組み合わせ
は、図18の安定領域内にあるので、直ちに本処理を終
了する。
The straight lines L1 and L2 shown in FIG. 18 are straight lines satisfying the following equation (45). a2 + | a1 | = XA2STAB (45) Accordingly, in step S90, it is determined whether or not the combination of the modified model parameters a1 and a2 is on or below the straight lines L1 and L2 shown in FIG. If the answer to step S90 is affirmative (YES), the combination of the modified model parameters a1 and a2 is within the stable region of FIG.

【0087】一方ステップS90の答が否定(NO)で
あるときは、修正モデルパラメータa1が、所定安定判
定値XA2STABから所定a2下限値XIDA2Lを
減算した値(XIDA2L<0であるので、XA2ST
AB−XIDA2L>XA2STABが成立する)以下
か否かを判別する(ステップS91)。そして修正モデ
ルパラメータa1が(XA2STAB−XIDA2L)
以下であるときは、修正モデルパラメータa2を(XA
2STAB−|a1|)に設定するとともに、a2安定
化フラグFA2STABを「1」に設定する(ステップ
S92)。
On the other hand, if the answer to step S90 is negative (NO), the modified model parameter a1 is a value obtained by subtracting the predetermined a2 lower limit value XIDA2L from the predetermined stability determination value XA2STAB (XDA2L <0, so XA2ST
AB-XIDA2L> XA2STAB holds) or not (step S91). And the corrected model parameter a1 is (XA2STAB-XIDA2L)
If the following, the modified model parameter a2 is set to (XA
2STAB- | a1 |) and the a2 stabilization flag FA2STAB is set to "1" (step S92).

【0088】ステップS91で修正モデルパラメータa
1が(XA2STAB−XIDA2L)より大きいとき
は、修正モデルパラメータa1を(XA2STAB−X
IDA2L)に設定し、修正モデルパラメータa2を所
定a2下限値XIDA2Lに設定するとともに、a1安
定化フラグFA1STAB及びa2安定化フラグFA2
STABをともに「1」に設定する(ステップS9
3)。
At step S91, the modified model parameter a
1 is larger than (XA2STAB-XIDA2L), the modified model parameter a1 is changed to (XA2STAB-X
IDA2L), the corrected model parameter a2 is set to a predetermined a2 lower limit value XIDA2L, and the a1 stabilization flag FA1STAB and the a2 stabilization flag FA2 are set.
STAB are both set to "1" (step S9)
3).

【0089】図18においては、ステップS91及びS
92のリミット処理P3によるモデルパラメータの修正
が、「P3」を付した矢線で示されており、またステッ
プS91及びS93のリミット処理P4によるモデルパ
ラメータの修正が、「P4」を付した矢線で示されてい
る。
In FIG. 18, steps S91 and S91
The correction of model parameters by the limit processing P3 of 92 is indicated by an arrow with “P3”, and the correction of model parameters by the limit processing P4 of steps S91 and S93 is indicated by an arrow with “P4”. Indicated by

【0090】以上のように図17の処理により、モデル
パラメータa1’及びa2’が図18に示す安定領域内
に入るようにリミット処理が実行され、修正モデルパラ
メータa1及びa2が算出される。
As described above, the limit processing is executed by the processing of FIG. 17 so that the model parameters a1 'and a2' fall within the stable region shown in FIG. 18, and the corrected model parameters a1 and a2 are calculated.

【0091】図19は、図16のステップS73で実行
されるb1’のリミット処理のフローチャートである。
ステップS101及びS102では、モデルパラメータ
b1’が、所定b1下限値XIDB1Lと所定b1上限
値XIDB1Hできまる範囲内にあるか否かを判別す
る。所定b1下限値XIDB1Lは、正の所定値(例え
ば0.1)に設定され、所定b1上限値XIDB1H
は、例えば「1」に設定される。
FIG. 19 is a flowchart of the limit process of b1 'executed in step S73 of FIG.
In steps S101 and S102, it is determined whether or not the model parameter b1 'is within a range defined by a predetermined b1 lower limit XIDB1L and a predetermined b1 upper limit XIDB1H. The predetermined b1 lower limit value XIDB1L is set to a positive predetermined value (for example, 0.1), and the predetermined b1 upper limit value XIDB1H is set.
Is set to, for example, “1”.

【0092】ステップS101及びS102の答がいず
れも肯定(YES)であるとき、すなわちXIDB1L
≦b1’≦XIDB1Hであるときは、修正モデルパラ
メータb1はモデルパラメータb1’に設定される(ス
テップS105)。一方b1’<XIDB1Lであると
きは、修正モデルパラメータb1を下限値XIDB1L
に設定するとともに、b1リミットフラグFB1LMT
を「1」に設定する(ステップS101,S104)。
またb1’>XIDB1Hであるときは、修正モデルパ
ラメータb1を上限値XIDB1Hに設定するととも
に、b1リミットフラグFB1LMTを「1」に設定す
る(ステップS102,S103)。b1リミットフラ
グFB1LMTは、「1」に設定されると、修正モデル
パラメータb1を下限値XIDB1Lまたは上限値XI
DB1Hに設定したことを示す。
When the answers in steps S101 and S102 are both affirmative (YES), ie, XIDB1L
If ≦ b1 ′ ≦ XIDB1H, the modified model parameter b1 is set to the model parameter b1 ′ (step S105). On the other hand, when b1 ′ <XIDB1L, the modified model parameter b1 is set to the lower limit value XIDB1L.
And the b1 limit flag FB1LMT
Is set to "1" (steps S101, S104).
If b1 ′> XIDB1H, the correction model parameter b1 is set to the upper limit value XIDB1H, and the b1 limit flag FB1LMT is set to “1” (steps S102 and S103). When the b1 limit flag FB1LMT is set to “1”, the modified model parameter b1 is set to the lower limit value XIDB1L or the upper limit value XI.
DB1H is set.

【0093】図20は、図16のステップS74で実行
されるモデルパラメータc1’のリミット処理のフロー
チャートである。ステップS111及びS112では、
モデルパラメータc1’が、所定c1下限値XIDC1
Lと所定c1上限値XIDC1Hできまる範囲内にある
か否かを判別する。所定c1下限値XIDC1Lは、例
えば−60に設定され、所定c1上限値XIDC1H
は、例えば60に設定される。
FIG. 20 is a flowchart of the model parameter c1 'limit process executed in step S74 of FIG. In steps S111 and S112,
When the model parameter c1 ′ is a predetermined c1 lower limit value XIDC1
It is determined whether or not L and the predetermined c1 upper limit value XIDC1H are within a range. The predetermined c1 lower limit value XIDC1L is set to, for example, -60, and the predetermined c1 upper limit value XIDC1H is set.
Is set to, for example, 60.

【0094】ステップS111及びS112の答がいず
れも肯定(YES)であるとき、すなわちXIDC1L
≦c1’≦XIDC1Hであるときは、修正モデルパラ
メータc1はモデルパラメータc1’に設定される(ス
テップS115)。一方c1’<XIDC1Lであると
きは、修正モデルパラメータc1を下限値XIDC1L
に設定するとともに、c1リミットフラグFC1LMT
を「1」に設定する(ステップS111,S114)。
またc1’>XIDC1Hであるときは、修正モデルパ
ラメータc1を上限値XIDC1Hに設定するととも
に、c1リミットフラグFC1LMTを「1」に設定す
る(ステップS112,S113)。c1リミットフラ
グFC1LMTは、「1」に設定されると、修正モデル
パラメータc1を下限値XIDC1Lまたは上限値XI
DC1Hに設定したことを示す。
When the answers of steps S111 and S112 are both affirmative (YES), that is, XIDC1L
If ≦ c1 ′ ≦ XIDC1H, the modified model parameter c1 is set to the model parameter c1 ′ (step S115). On the other hand, when c1 ′ <XIDC1L, the modified model parameter c1 is set to the lower limit value XIDC1L.
And the c1 limit flag FC1LMT
Is set to "1" (steps S111, S114).
If c1 ′> XIDC1H, the correction model parameter c1 is set to the upper limit value XIDC1H, and the c1 limit flag FC1LMT is set to “1” (steps S112 and S113). When the c1 limit flag FC1LMT is set to “1”, the modified model parameter c1 is set to the lower limit value XIDC1L or the upper limit value XI.
Indicates that DC1H has been set.

【0095】図21は、図9のステップS13で実行さ
れる状態予測器の演算処理のフローチャートである。ス
テップS121では、マトリクス演算を実行して前記式
(35)の行列要素α1,α2,β1〜β2、及びγ1
〜γdを算出する。ステップS122では、式(35)
により、予測偏差量PREDTH(k)を算出する。
FIG. 21 is a flowchart of the operation of the state predictor executed in step S13 of FIG. In step S121, a matrix operation is performed to calculate the matrix elements α1, α2, β1 to β2, and γ1 of the equation (35).
Γγd is calculated. In step S122, equation (35)
To calculate the predicted deviation amount PREDTH (k).

【0096】図22は、図9のステップS14で実行さ
れる、スロットル弁駆動装置10への制御入力Usl
(=DUT)を算出する処理のフローチャートである。
ステップS201では、図23に示す予測切換関数値σ
preの演算処理を実行し、ステップS202では、図
26に示す予測切換関数値σpreの積算値の演算処理
を実行する。ステップS203では、前記式(9)によ
り、等価制御入力Ueqを算出する。ステップS204
では、図27に示す到達則入力Urchの演算処理を実
行し、ステップS205では、図28に示す適応則入力
Uadpの演算処理を実行する。
FIG. 22 shows a control input Usl to the throttle valve driving device 10 executed in step S14 of FIG.
It is a flowchart of a process of calculating (= DUT).
In step S201, the prediction switching function value σ shown in FIG.
The arithmetic processing of pre is performed, and in step S202, the arithmetic processing of the integrated value of the prediction switching function value σpre illustrated in FIG. 26 is executed. In step S203, the equivalent control input Ueq is calculated by the equation (9). Step S204
Then, the arithmetic processing of the reaching law input Urch shown in FIG. 27 is executed, and in step S205, the arithmetic processing of the adaptive law input Uadp shown in FIG. 28 is executed.

【0097】ステップS206では、後述する図29の
処理で設定される安定判別フラグFSMCSTABが
「1」であるか否かを判別する。安定判別フラグFSM
CSTABは、「1」に設定されると、適応スライディ
ングモードコントローラ21が不安定となっていること
を示す。
In step S206, it is determined whether or not a stability determination flag FSMCSTAB set in a process of FIG. 29 described later is "1". Stability determination flag FSM
CSTAB, when set to “1”, indicates that the adaptive sliding mode controller 21 is unstable.

【0098】ステップS206でFSMCSTAB=0
であって適応スライディングモードコントローラ21が
安定であるときは、ステップS203〜S205で算出
された制御入力Ueq,Urch及びUadpを加算す
ることにより、制御入力Uslを算出する(ステップS
207)。
In step S206, FSMCSTAB = 0
When the adaptive sliding mode controller 21 is stable, the control input Usl is calculated by adding the control inputs Ueq, Urch and Uadp calculated in steps S203 to S205 (step S20).
207).

【0099】一方FSMCSTAB=1であって適応ス
ライディングモードコントローラ21が不安定となって
いるときは、到達則入力Urch及び適応則入力Uad
pの和を、制御入力Uslとして算出する。すなわち、
等価制御入力Ueqを、制御入力Uslの算出に使用し
ないようにする。これにより、制御系が不安定化するこ
とを防止することができる。
On the other hand, when FSMCSTAB = 1 and the adaptive sliding mode controller 21 is unstable, the reaching law input Urch and the adaptive law input Uad
The sum of p is calculated as the control input Usl. That is,
The equivalent control input Ueq is not used for calculating the control input Usl. This can prevent the control system from becoming unstable.

【0100】続くステップS209及びS210では、
算出した制御入力Uslが所定上下限値XUSLH及び
XUSLLの範囲内にあるか否かを判別し、制御入力U
slが所定上下限値の範囲内にあるときは、直ちに本処
理を終了する。一方、制御入力Uslが所定下限値XU
SLL以下であるときは、制御入力Uslを所定下限値
XUSLLに設定し(ステップS209,S212)、
制御入力Uslが所定上限値XUSLH以上であるとき
は、制御入力Uslを所定上限値XUSLHに設定する
(ステップS210,S211)。
In the following steps S209 and S210,
It is determined whether or not the calculated control input Usl is within the range of predetermined upper and lower limits XUSLH and XUSLL, and the control input U
When sl is within the range of the predetermined upper and lower limit values, the present process is immediately terminated. On the other hand, when the control input Usl is
If it is not more than SLL, the control input Usl is set to a predetermined lower limit value XUSLL (steps S209 and S212),
When the control input Usl is equal to or larger than the predetermined upper limit XUSLH, the control input Usl is set to the predetermined upper limit XUSLH (steps S210 and S211).

【0101】図23は、図22のステップS201で実
行される予測切換関数値σpreの演算処理のフローチ
ャートである。ステップS221では、図24に示す切
換関数設定パラメータVPOLEの演算処理を実行し、
次いで前記式(36)により、予測切換関数値σpre
(k)の演算を実行する(ステップS222)。
FIG. 23 is a flowchart of the calculation process of the predicted switching function value σpre executed in step S201 of FIG. In step S221, a calculation process of the switching function setting parameter VPOLE shown in FIG.
Next, according to the above equation (36), the prediction switching function value σpre
The calculation of (k) is performed (step S222).

【0102】続くステップS223及びS224では、
算出した予測切換関数値σpre(k)が所定上下限値X
SGMH及びXSGMLの範囲内にあるか否かを判別
し、予測切換関数値σpre(k)が所定上下限値の範囲
内にあるときは、直ちに本処理を終了する。一方、予測
切換関数値σpre(k)が所定下限値XSGML以下で
あるときは、予測切換関数値σpre(k)を所定下限値
XSGMLに設定し(ステップS223,S225)、
予測切換関数値σpre(k)が所定上限値XSGMH以
上であるときは、予測切換関数値σpre(k)を所定上
限値XSGMHに設定する(ステップS224,S22
6)。
In the following steps S223 and S224,
The calculated predicted switching function value σpre (k) is equal to a predetermined upper / lower limit X
It is determined whether or not it is within the range of SGMH and XSGML. If the predicted switching function value σpre (k) is within the range of the predetermined upper and lower limits, the present process is immediately terminated. On the other hand, when the predicted switching function value σpre (k) is equal to or smaller than the predetermined lower limit value XSGML, the predicted switching function value σpre (k) is set to the predetermined lower limit value XSGML (steps S223 and S225).
When the predicted switching function value σpre (k) is equal to or larger than the predetermined upper limit value XSGMH, the predicted switching function value σpre (k) is set to the predetermined upper limit value XSGMH (steps S224 and S22).
6).

【0103】図24は、図23のステップS221で実
行される切換関数設定パラメータVPOLEの演算処理
のフローチャートである。ステップS231では、安定
判別フラグFSMCSTABが「1」であるか否かを判
別し、FSMCSTAB=1であって適応スライディン
グモードコントローラ21が不安定となっているとき
は、切換関数設定パラメータVPOLEを安定化所定値
XPOLESTBに設定する(ステップS232)。安
定化所定値XPOLESTBは、「−1」より大きく
「−1」に非常に近い値(例えば−0.999)に設定
される。
FIG. 24 is a flowchart of a calculation process of the switching function setting parameter VPOLE executed in step S221 of FIG. In step S231, it is determined whether or not the stability determination flag FSMCSTAB is "1". If FSMCSTAB = 1 and the adaptive sliding mode controller 21 is unstable, the switching function setting parameter VPOLE is stabilized. It is set to a predetermined value XPOLESTB (step S232). The stabilization predetermined value XPOLESTB is set to a value larger than “−1” and very close to “−1” (for example, −0.999).

【0104】FSMCSTAB=0であって適応スライ
ディングモードコントローラ21が安定であるときは、
下記式(46)により目標値DTHR(k)の変化量DD
THR(k)を算出する(ステップS233)。 DDTHR(k)=DTHR(k)−DTHR(k-1) (46) ステップS234では、スロットル弁開度偏差量DTH
及びステップS233で算出される目標値の変化量DD
THRに応じてVPOLEマップを検索し、切換関数設
定パラメータVPOLEを算出する。VPOLEマップ
は、図25(a)に示すように、スロットル弁開度偏差
量DTHが0近傍の値をとるとき(スロットル弁開度T
Hがデフォルト開度THDEF近傍の値をとるとき)増
加し、0近傍以外の値ではスロットル弁開度偏差量DT
Hの変化に対してはほぼ一定の値となるように設定され
ている。またVPOLEマップは、同図(b)に実線で
示すように、目標値の変化量DDTHRが増加するほ
ど、VPOLE値が増加するように設定されているが、
スロットル弁開度偏差量DTHが0近傍の値をとるとき
には、同図に破線で示すように目標値の変化量DDTH
Rが0近傍の値をとるときに増加するように設定されて
いる。
When FSMCSTAB = 0 and the adaptive sliding mode controller 21 is stable,
The change amount DD of the target value DTHR (k) is calculated by the following equation (46).
THR (k) is calculated (step S233). DDTHR (k) = DTHR (k) -DTHR (k-1) (46) In step S234, the throttle valve opening deviation amount DTH
And the change amount DD of the target value calculated in step S233
A VPOLE map is searched according to the THR, and a switching function setting parameter VPOLE is calculated. As shown in FIG. 25A, the VPOLE map indicates that the throttle valve opening deviation amount DTH takes a value near 0 (the throttle valve opening T
When H takes a value near the default opening THDEF), the throttle valve opening deviation DT increases at values other than near 0.
The value is set to be substantially constant with respect to the change of H. The VPOLE map is set such that the VPOLE value increases as the target value change amount DDTHR increases, as indicated by the solid line in FIG.
When the throttle valve opening deviation amount DTH takes a value near 0, the target value change amount DDTH is indicated by a broken line in FIG.
It is set to increase when R takes a value near 0.

【0105】すなわち、スロットル弁開度の目標値DT
HRが減少方向の変化が大きいときには、切換関数設定
パラメータVPOLEは比較的小さな値に設定される。
これにより、スロットル弁3がスロットル全閉ストッパ
に衝突することを防止することができる。また、デフォ
ルト開度THDEF近傍においては、切換関数設定パラ
メータVPOLEが比較的大きな値に設定され、デフォ
ルト開度THDEF近傍における制御性を向上させるこ
とができる。
That is, the target value DT of the throttle valve opening degree
When the change of HR in the decreasing direction is large, the switching function setting parameter VPOLE is set to a relatively small value.
Thus, it is possible to prevent the throttle valve 3 from colliding with the throttle fully closed stopper. Further, in the vicinity of the default opening THDEF, the switching function setting parameter VPOLE is set to a relatively large value, and controllability in the vicinity of the default opening THDEF can be improved.

【0106】なお、同図(c)に示すように、スロット
ル弁開度THが全閉開度近傍または全開開度近傍にある
ときは、切換関数設定パラメータVPOLEを減少させ
るように設定してもよい。これにより、スロットル弁開
度THが全閉開度近傍または全開開度近傍にあるとき
は、目標開度THRに対する追従速度が遅くなり、スロ
ットル弁3の全閉ストッパ(全開開度でもストッパとし
て機能する)への衝突防止をより確実にすることができ
る。
As shown in FIG. 11C, when the throttle valve opening TH is in the vicinity of the fully closed position or in the vicinity of the fully opened position, the switching function setting parameter VPOLE is set to be decreased. Good. Thus, when the throttle valve opening TH is near the full-closed opening or near the fully-opened position, the follow-up speed to the target opening THR becomes slow, and the fully-closed stopper of the throttle valve 3 (even at the fully-opened position functions as a stopper). ) Can be more reliably prevented.

【0107】続くステップS235及びS236では、
算出した切換関数設定パラメータVPOLEが所定上下
限値XPOLEH及びXPOLELの範囲内にあるか否
かを判別し、切換関数設定パラメータVPOLEが所定
上下限値の範囲内にあるときは、直ちに本処理を終了す
る。一方、切換関数設定パラメータVPOLEが所定下
限値XPOLEL以下であるときは、切換関数設定パラ
メータVPOLEを所定下限値XPOLELに設定し
(ステップS235,S237)、切換関数設定パラメ
ータVPOLEが所定上限値XPOLEH以上であると
きは、切換関数設定パラメータVPOLEを所定上限値
XPOLEHに設定する(ステップS236,S23
8)。
In the following steps S235 and S236,
It is determined whether or not the calculated switching function setting parameter VPOLE is within the range of the predetermined upper and lower limit values XPOLEH and XPOLEL. I do. On the other hand, when the switching function setting parameter VPOLE is equal to or smaller than the predetermined lower limit XPOLEL, the switching function setting parameter VPOLE is set to the predetermined lower limit XPOLEL (steps S235 and S237). If there is, the switching function setting parameter VPOLE is set to a predetermined upper limit XPOLEH (steps S236 and S23).
8).

【0108】図26は、図22のステップS202で実
行される、予測切換関数値σpreの積算値SUMSI
GMAを算出する処理のフローチャートである。積算値
SUMSIGMAは、後述する図28の処理で適応則入
力Uadpの算出に使用される(前記式(11a)参
照)。
FIG. 26 shows the sum SUMSI of the predicted switching function value σpre executed in step S202 of FIG.
It is a flowchart of a process of calculating GMA. The integrated value SUMSIGMA is used to calculate the adaptive law input Uadp in the processing of FIG. 28 described later (see the above equation (11a)).

【0109】ステップS241では、下記式(47)に
より、積算値SUMSIGMAを算出する。下記式のΔ
Tは、演算の実行周期である。 SUMSIGMA(k)=SUMSIGMA(k-1)+σpre×ΔT (47) 続くステップS242及びS243では、算出した積算
値SUMSIGMAが所定上下限値XSUMSH及びX
SUMSLの範囲内にあるか否かを判別し、積算値SU
MSIGMAが所定上下限値の範囲内にあるときは、直
ちに本処理を終了する。一方、積算値SUMSIGMA
が所定下限値XSUMSL以下であるときは、積算値S
UMSIGMAを所定下限値XSUMSLに設定し(ス
テップS242,S244)、積算値SUMSIGMA
が所定上限値XSUMSH以上であるときは、積算値S
UMSIGMAを所定上限値XSUMSHに設定する
(ステップS243,S245)。
In step S241, an integrated value SUMSIGMA is calculated by the following equation (47). Δ in the following equation
T is the execution cycle of the operation. SUMSIGMA (k) = SUMSIGMA (k-1) + σpre × ΔT (47) In the following steps S242 and S243, the calculated integrated value SUMSIGMA is set to the predetermined upper and lower limit values XSUMSH and X
It is determined whether or not it is within the range of SUMSL, and the integrated value SU is determined.
When MSIGMA is within the range of the predetermined upper and lower limit values, the present process is immediately terminated. On the other hand, the integrated value SUMSIGMA
Is less than or equal to a predetermined lower limit value XSUMSL, the integrated value S
UMSIGMA is set to a predetermined lower limit value XSUMSL (steps S242 and S244), and the integrated value SUMSIGMA is set.
Is greater than or equal to a predetermined upper limit value XSUMSH, the integrated value S
UMSIGMA is set to a predetermined upper limit value XSUMSH (steps S243, S245).

【0110】図27は、図22のステップS204で実
行される到達則入力Urchの演算処理のフローチャー
トである。ステップS261では、安定判別フラグFS
MCSTABが「1」であるか否かを判別する。安定判
別フラグFSMCSTABが「0」であって適応スライ
ディングモードコントローラ21が安定であるときは、
制御ゲインFを所定通常ゲインXKRCHに設定し(ス
テップS262)、下記式(48)(前記式(10a)
と同一の式)により、到達則入力Urchを算出する
(ステップS263)。 Urch=−F×σpre/b1 (48)
FIG. 27 is a flowchart of the calculation process of the reaching law input Urch executed in step S204 of FIG. In step S261, the stability determination flag FS
It is determined whether or not MCSTAB is “1”. When the stability determination flag FSMCSTAB is “0” and the adaptive sliding mode controller 21 is stable,
The control gain F is set to a predetermined normal gain XKRCH (step S262), and the following equation (48) (the above equation (10a)) is used.
The reaching law input Urch is calculated by the same equation as in (Step S263). Urch = −F × σpre / b1 (48)

【0111】一方安定判別フラグFSMCSTABが
「1」であって適応スライディングモードコントローラ
21が不安定となったときは、制御ゲインFを、所定安
定化ゲインXKRCHSTBに設定し(ステップS26
4)、モデルパラメータb1を使わない下記式(49)
により到達則入力Urchを算出する(ステップS26
5)。 Urch=−F×σpre (49)
On the other hand, when the stability determination flag FSMCSTAB is "1" and the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable, the control gain F is set to a predetermined stabilization gain XKRCHSTB (step S26).
4), the following equation (49) without using the model parameter b1
Is used to calculate the reaching law input Urch (Step S26)
5). Urch = −F × σpre (49)

【0112】続くステップS266及びS267では、
算出した到達則入力Urchが所定上下限値XURCH
H及びXURCHLの範囲内にあるか否かを判別し、到
達則入力Urchが所定上下限値の範囲内にあるとき
は、直ちに本処理を終了する。一方、到達則入力Urc
hが所定下限値XURCHL以下であるときは、到達則
入力Urchを所定下限値XURCHLに設定し(ステ
ップS266,S268)、到達則入力Urchが所定
上限値XURCHH以上であるときは、到達則入力Ur
chを所定上限値XURCHHに設定する(ステップS
267,S269)。
In the following steps S266 and S267,
The calculated reaching law input Urch is equal to a predetermined upper / lower limit value XURCH
It is determined whether or not it is within the range of H and XURCHL. If the reaching law input Urch is within the range of the predetermined upper and lower limit values, the process is immediately terminated. On the other hand, reaching rule input Urc
If h is equal to or smaller than the predetermined lower limit value XURCHL, the reaching law input Urch is set to the predetermined lower limit value XURCHL (steps S266 and S268). If the reaching law input Urch is equal to or larger than the predetermined upper limit value XURCHH, the reaching law input Ur is set.
is set to a predetermined upper limit value XURCHH (step S
267, S269).

【0113】このように適応スライディングモードコン
トローラ21が不安定となったときは、制御ゲインFを
所定安定化ゲインXKRCHSTBに設定するととも
に、モデルパラメータb1を使用しないで到達則入力U
rchを算出することにより、適応モデルパラメータコ
ントローラ21を安定な状態に戻すことができる。モデ
ルパラメータ同定器22による同定が不安定となった場
合に、適応スライディングモードコントローラ21が不
安定となるので、不安定となったモデルパラメータb1
を使わないことによって、適応スライディングモードコ
ントローラ21を安定化することができる。
When the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable as described above, the control gain F is set to the predetermined stabilization gain XKRCHSTB, and the reaching law input U is set without using the model parameter b1.
By calculating rch, the adaptive model parameter controller 21 can be returned to a stable state. When the identification by the model parameter identifier 22 becomes unstable, the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable.
, The adaptive sliding mode controller 21 can be stabilized.

【0114】図28は、図22のステップS205で実
行される適応則入力Uadpの演算処理のフローチャー
トである。ステップS271では、安定判別フラグFS
MCSTABが「1」であるか否かを判別する。安定判
別フラグFSMCSTABが「0」であって適応スライ
ディングモードコントローラ21が安定であるときは、
制御ゲインGを所定通常ゲインXKADPに設定し(ス
テップS272)、下記式(50)(前記式(11a)
に対応する式)により、適応則入力Uadpを算出する
(ステップS273)。 Uadp=−G×SUMSIGMA/b1 (50)
FIG. 28 is a flowchart of the adaptive law input Uadp calculation process executed in step S205 of FIG. In step S271, the stability determination flag FS
It is determined whether or not MCSTAB is “1”. When the stability determination flag FSMCSTAB is “0” and the adaptive sliding mode controller 21 is stable,
The control gain G is set to a predetermined normal gain XKADP (step S272), and the following equation (50) (the above equation (11a)) is used.
Then, the adaptive law input Uadp is calculated by the following equation (step S273). Uadp = −G × SUMSIGMA / b1 (50)

【0115】一方安定判別フラグFSMCSTABが
「1」であって適応スライディングモードコントローラ
21が不安定となったときは、制御ゲインGを、所定安
定化ゲインXKADPSTBに設定し(ステップS27
4)、モデルパラメータb1を使わない下記式(51)
により適応則入力Uadpを算出する(ステップS27
5)。 Uadp=−G×SUMSIGMA (51)
On the other hand, when the stability judgment flag FSMCSTAB is "1" and the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable, the control gain G is set to the predetermined stabilization gain XKADPSTB (step S27).
4), the following equation (51) without using the model parameter b1
Is used to calculate the adaptive law input Uadp (step S27)
5). Uadp = −G × SUMSIGMA (51)

【0116】このように適応スライディングモードコン
トローラ21が不安定となったときは、制御ゲインGを
所定安定化ゲインXKADPSTBに設定するととも
に、モデルパラメータb1を使用しないで適応則入力U
adpを算出することにより、適応モデルパラメータコ
ントローラ21を安定な状態に戻すことができる。
As described above, when the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable, the control gain G is set to the predetermined stabilization gain XKADPSTB, and the adaptive law input U is used without using the model parameter b1.
By calculating adp, the adaptive model parameter controller 21 can be returned to a stable state.

【0117】図29は、図9のステップS16で実行さ
れるスライディングモードコントローラの安定判別処理
のフローチャートである。この処理では、リアプノフ関
数の微分項に基づく安定判別を行い、安定判別フラグF
SMCSTABの設定を行う。
FIG. 29 is a flowchart of the stability determination process of the sliding mode controller executed in step S16 of FIG. In this process, stability determination based on the differential term of the Lyapunov function is performed, and the stability determination flag F
Perform the setting of SMCSTAB.

【0118】ステップS281では下記式(52)によ
り、切換関数変化量Dσpreを算出し、次いで下記式
(53)により、安定性判別パラメータSGMSTAB
を算出する(ステップS282)。 Dσpre=σpre(k)−σpre(k-1) (52) SGMSTAB=Dσpre×σpre(k) (53) ステップS283では、安定性判別パラメータSGMS
TABが安定性判定閾値XSGMSTAB以下か否かを
判別し、SGMSTAB>XSGMSTABであるとき
は、コントローラ21が不安定である可能性があると判
定して不安定検知カウンタCNTSMCSTを「1」だ
けインクリメントする(ステップS285)。また、S
GMSTAB≦XSGMSTABであるときは、コント
ローラ21が安定であると判定して不安定検知カウンタ
CNTSMCSTのカウント値をインクリメントするこ
となく保持する(ステップS284)。
In step S281, the switching function change amount Dσpre is calculated by the following equation (52), and then the stability determination parameter SGMSTAB is calculated by the following equation (53).
Is calculated (step S282). Dσpre = σpre (k) −σpre (k−1) (52) SGSTAB = Dσpre × σpre (k) (53) In step S283, the stability determination parameter SGMS
It is determined whether or not TAB is equal to or smaller than a stability determination threshold value XSGMSTAB. If SGMSTAB> XSGMSTAB, it is determined that the controller 21 may be unstable, and the instability detection counter CNTSMCST is incremented by "1". (Step S285). Also, S
If GMSTAB≤XSGMSTAB, the controller 21 determines that the controller 21 is stable, and holds the count value of the instability detection counter CNTSMCST without incrementing it (step S284).

【0119】ステップS286では、不安定検知カウン
タCNTSMCSTの値が所定カウント値XSSTAB
以下か否かを判別する。CNTSMCST≦XSSTA
Bであるときは、コントローラ21は安定していると判
定し、第1判定フラグFSMCSTAB1を「0」に設
定する(ステップS287)。一方CNTSMCST>
XSSTABであるときは、コントローラ21は不安定
となっていると判定し、第1判定フラグFSMCSTA
B1を「1」に設定する(ステップS288)。なお、
不安定検知カウンタCNTSMCSTは、イグニッショ
ンスイッチオン時にそのカウント値が「0」に初期化さ
れる。
In step S286, the value of the instability detection counter CNTSMCST is set to the predetermined count value XSSTAB.
It is determined whether or not: CNTSMCST ≦ XSSTA
If it is B, the controller 21 determines that it is stable, and sets the first determination flag FSMCSTAB1 to "0" (step S287). On the other hand, CNTSMCST>
If it is XSSTAB, it is determined that the controller 21 is unstable, and the first determination flag FSMCSTA
B1 is set to "1" (step S288). In addition,
The count value of the instability detection counter CNTSMCST is initialized to “0” when the ignition switch is turned on.

【0120】続くステップS289では、安定判別期間
カウンタCNTJUDSTを「1」だけデクリメント
し、次いでその安定判別期間カウンタCNTJUDST
の値が「0」であるか否かを判別する(ステップS29
0)。安定判別期間カウンタCNTJUDSTは、イグ
ニッションスイッチオン時に所定判別カウント値XCJ
UDSTに初期化される。したがって、最初はステップ
S290の答は否定(NO)となり、直ちにステップS
295に進む。
In the following step S289, the stability determination period counter CNTJUDST is decremented by "1", and then the stability determination period counter CNTJUDST is decremented.
Is determined whether or not the value of is “0” (step S29)
0). The stability determination period counter CNTJUDST has a predetermined determination count value XCJ when the ignition switch is turned on.
Initialized to UDST. Therefore, initially, the answer to step S290 is negative (NO), and
Proceed to 295.

【0121】その後安定判別期間カウンタCNTJUD
STが「0」となると、ステップS290からステップ
S291に進み、第1判定フラグFSMCSTAB1が
「1」であるか否かを判別する。そして、第1判定フラ
グFSMCSTAB1が「0」であるときは、第2判定
フラグFSMCSTAB2を「0」に設定し(ステップ
S293)、第1判定フラグFSMCSTAB1が
「1」であるときは、第2判定フラグFSMCSTAB
2を「1」に設定する(ステップS292)。
Thereafter, a stability determination period counter CNTJUD
When ST becomes “0”, the process proceeds from step S290 to step S291, and it is determined whether the first determination flag FSMCSTAB1 is “1”. When the first determination flag FSMCSTAB1 is "0", the second determination flag FSMCSTAB2 is set to "0" (step S293), and when the first determination flag FSMCSTAB1 is "1", the second determination flag is set. Flag FSMCSTAB
2 is set to "1" (step S292).

【0122】続くステップS294では、安定判別期間
カウンタCNTJUDSTの値を所定判別カウント値X
CJUDSTに設定するとともに、不安定検知カウンタ
CNTSMCSTの値を「0」に設定し、ステップS2
95に進む。ステップS295では、安定判別フラグF
SMCSTABを、第1判定フラグFSMCSTAB1
と第2判定フラグFSMCSTAB2の論理和に設定す
る。第2判定フラグFSMCSTAB2は、ステップS
286の答が肯定(YES)となり、第1判定フラグF
SMCSTAB1が「0」に設定されても、安定判別期
間カウンタCNTJUDSTの値が「0」となるまで
は、「1」に維持される。したがって、安定判別フラグ
FSMCSTABも、安定判別期間カウンタCNTJU
DSTの値が「0」となるまでは、「1」に維持され
る。
In the following step S294, the value of the stability determination period counter CNTJUDST is set to the predetermined determination count value X.
In addition to setting CJUDST, the value of the instability detection counter CNTSMCST is set to “0”, and step S2
Go to 95. In step S295, the stability determination flag F
SMCSTAB is set to a first determination flag FSMCSTAB1.
And the second determination flag FSMCSTAB2. The second determination flag FSMCSTAB2 is determined in step S
The answer to 286 is affirmative (YES), and the first determination flag F
Even if SMCSTAB1 is set to "0", it is maintained at "1" until the value of the stability determination period counter CNTJUDST becomes "0". Therefore, the stability determination flag FSMCSTAB is also set to the stability determination period counter CNTJU.
Until the value of DST becomes "0", it is maintained at "1".

【0123】図30は、図9のステップS17で実行さ
れるデフォルト開度ずれthdefadpの算出処理の
フローチャートである。ステップS251では、下記式
(54)により、ゲイン係数KPTH(k)を算出する。 KPTH(k)=PTH(k-1)/(1+PTH(k-1)) (54)
FIG. 30 is a flowchart of the default opening deviation thdefadp calculation process executed in step S17 of FIG. In step S251, a gain coefficient KPTH (k) is calculated by the following equation (54). KPTH (k) = PTH (k-1) / (1 + PTH (k-1)) (54)

【0124】ここでPTH(k-1)は、本処理の前回実行
時にステップS253で算出されたゲインパラメータで
ある。ステップS252では、図11に示すモデルパラ
メータ同定器演算処理で算出されるモデルパラメータC
1’及びステップS251で算出したゲイン係数KPT
H(k)を下記式(55)に適用し、デフォルト開度ずれ
thdefadp(k)を算出する。 thdefadp(k)=thdefadp(k-1) +KPTH(k)×(c1’−thdefadp(k-1)) (55)
Here, PTH (k-1) is a gain parameter calculated in step S253 during the previous execution of this process. In step S252, the model parameter C calculated in the model parameter identifier calculation process shown in FIG.
1 ′ and the gain coefficient KPT calculated in step S251
H (k) is applied to the following equation (55) to calculate a default opening deviation thdefadp (k). thdefadp (k) = thdefadp (k−1) + KPTH (k) × (c1′−thdefadp (k−1)) (55)

【0125】ステップS253では、下記式(56)に
よりゲインパラメータPTH(k)を算出する。 PTH(k)=(1−PTH(k-1)/(XDEFADPW+PTH(k-1))) ×PTH(k-1)/XDEFADPW (56) 式(56)は、前記式(39)においてλ1’及びλ
2’を、それぞれ所定値XDEFADPW及び「1」に
設定したものである。
In step S253, a gain parameter PTH (k) is calculated by the following equation (56). PTH (k) = (1−PTH (k−1) / (XDEFADPW + PTH (k−1))) × PTH (k−1) / XDEFADPW (56) The equation (56) is obtained by calculating λ1 ′ in the equation (39). And λ
2 ′ is set to a predetermined value XDEFADPW and “1”, respectively.

【0126】図30の処理により、モデルパラメータc
1’が逐次型重み付き最小2乗法により統計処理され、
デフォルト開度ずれthdefadpが算出される。本
実施形態では、図3のモデルパラメータ同定器22が同
定手段に相当し、同図の状態予測器23が予測手段に相
当する。
By the processing in FIG. 30, the model parameter c
1 ′ is statistically processed by the sequential weighted least squares method,
The default opening deviation thdefadp is calculated. In the present embodiment, the model parameter identifier 22 in FIG. 3 corresponds to an identification unit, and the state predictor 23 in FIG. 3 corresponds to a prediction unit.

【0127】[0127]

【発明の効果】以上詳述したように請求項1に記載の発
明によれば、予測手段により予測される未来のスロット
ル弁開度に応じてスロットル弁駆動装置が制御されるの
で、スロットル弁駆動装置にむだ時間要素が含まれてい
ても、制御の安定余裕を拡大することができ、制御ゲイ
ンを高めて制御応答速度を向上させることができる。
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, the throttle valve driving device is controlled in accordance with the future throttle valve opening predicted by the predicting means. Even if the device includes a dead time element, the stability margin of control can be expanded, and the control gain can be increased to improve the control response speed.

【0128】請求項2に記載の発明によれば、スロット
ル弁駆動装置は、むだ時間要素を含んでモデル化され、
該モデル化により得られる制御対象モデルに基づいてむ
だ時間経過後のスロットル弁開度が予測されるので、ス
ロットル弁駆動装置に存在するむだ時間の補償をより高
い精度で行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, the throttle valve driving device is modeled including a dead time element,
Since the throttle valve opening after the lapse of the dead time is predicted based on the control target model obtained by the modeling, the dead time existing in the throttle valve driving device can be compensated with higher accuracy.

【0129】請求項3に記載の発明によれば、同定手段
により同定されたモデルパラメータを用いて、スロット
ル弁開度の予測が行われるので、スロットル弁駆動装置
の動特性が経時変化した場合や環境条件などによって変
化した場合でも精度のよい予測スロットル弁開度を算出
することができる。
According to the third aspect of the present invention, since the throttle valve opening is predicted using the model parameters identified by the identification means, the dynamic characteristics of the throttle valve driving device may change over time. Even when it changes due to environmental conditions or the like, it is possible to calculate an accurate predicted throttle valve opening.

【0130】請求項4に記載の発明によれば、ロバスト
性の高いスライディングモード制御によりスロットル弁
駆動装置が制御されるので、スロットル弁駆動装置の実
際のむだ時間と、制御対象モデルのむだ時間とのずれに
よるモデル化誤差が生じた場合でも、安定して高い制御
性を維持することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the throttle valve driving device is controlled by the sliding mode control having high robustness, the actual dead time of the throttle valve driving device and the dead time of the model to be controlled are reduced. Even if a modeling error occurs due to the deviation, a high controllability can be stably maintained.

【0131】請求項5に記載の発明によれば、スライデ
ィングモードコントローラによって、同定手段により同
定されたモデルパラメータを用いてスロットル弁駆動装
置が制御されるので、モデル化誤差を小さくすることが
でき、制御性を向上させることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the sliding mode controller controls the throttle valve driving device using the model parameters identified by the identification means, so that a modeling error can be reduced. Controllability can be improved.

【0132】請求項6に記載の発明によれば、スロット
ル弁駆動装置への制御入力は適応則入力を含むので、外
乱やモデル化誤差があっても、良好な制御性を実現する
ことができる。
According to the sixth aspect of the invention, since the control input to the throttle valve driving device includes an adaptive law input, good controllability can be realized even if there is a disturbance or a modeling error. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態にかかる内燃機関のスロッ
トル弁駆動装置と、その制御装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a throttle valve driving device for an internal combustion engine and a control device thereof according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すスロットル弁駆動装置の周波数特性
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a frequency characteristic of the throttle valve driving device shown in FIG.

【図3】図1の電子制御ユニット(ECU)により実現
される機能を示す機能ブロック図である。
FIG. 3 is a functional block diagram showing functions realized by an electronic control unit (ECU) in FIG. 1;

【図4】スライディングモードコントローラの制御特性
と、切換関数設定パラメータ(VPOLE)の値との関
係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between control characteristics of a sliding mode controller and values of a switching function setting parameter (VPOLE).

【図5】スライディングモードコントローラの制御ゲイ
ン(F,G)の設定範囲を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a setting range of a control gain (F, G) of a sliding mode controller.

【図6】モデルパラメータのドリフトを説明するための
図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining drift of model parameters.

【図7】同定誤差を修正する関数を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a function for correcting an identification error.

【図8】スロットル弁のデフォルト開度ずれがモデルパ
ラメータ(c1’)に反映されることを説明するための
図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining that a default opening deviation of a throttle valve is reflected on a model parameter (c1 ′).

【図9】スロットル弁開度制御処理のフローチャートで
ある。
FIG. 9 is a flowchart of a throttle valve opening control process.

【図10】図9の処理において状態変数の設定を行う処
理のフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart of a process for setting a state variable in the process of FIG. 9;

【図11】図9の処理においてモデルパラメータ同定器
の演算を実行する処理のフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart of a process for executing a calculation of a model parameter identifier in the process of FIG. 9;

【図12】図11の処理において同定誤差(ide)の
演算を実行する処理のフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart of a process of executing an operation of an identification error (ide) in the process of FIG. 11;

【図13】同定誤差(ide)のローパスフィルタ処理
を説明するための図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining low-pass filtering of an identification error (ide).

【図14】図12の処理における不感帯処理のフローチ
ャートである。
FIG. 14 is a flowchart of dead zone processing in the processing of FIG. 12;

【図15】図14の処理で使用されるテーブルを示す図
である。
FIG. 15 is a diagram showing a table used in the processing of FIG. 14;

【図16】図11の処理におけるモデルパラメータベク
トル(θ)の安定化処理のフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart of a process of stabilizing a model parameter vector (θ) in the process of FIG. 11;

【図17】図16の処理におけるモデルパラメータ(a
1’,a2’)のリミット処理のフローチャートであ
る。
FIG. 17 shows a model parameter (a) in the processing of FIG.
It is a flowchart of the limit processing of 1 ′, a2 ′).

【図18】図16の処理によるモデルパラメータの値の
変化を説明するための図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining a change in a value of a model parameter due to the processing in FIG. 16;

【図19】図16の処理におけるモデルパラメータ(b
1’)のリミット処理のフローチャートである。
FIG. 19 shows a model parameter (b) in the processing of FIG.
It is a flowchart of the limit process of 1 ').

【図20】図16の処理におけるモデルパラメータ(c
1’)のリミット処理のフローチャートである。
FIG. 20 shows a model parameter (c) in the processing of FIG.
It is a flowchart of the limit process of 1 ').

【図21】図9の処理において状態予測器の演算を実行
する処理のフローチャートである。
FIG. 21 is a flowchart of a process of executing an operation of a state predictor in the process of FIG. 9;

【図22】図9の処理において制御入力(Usl)の演
算を実行する処理のフローチャートである。
FIG. 22 is a flowchart of a process for executing a calculation of a control input (Usl) in the process of FIG. 9;

【図23】図22の処理において予測切換関数値(σp
re)の演算を実行する処理のフローチャートである。
FIG. 23 shows a prediction switching function value (σp
It is a flowchart of the process which performs the calculation of re).

【図24】図23の処理において切換関数設定パラメー
タ(VPOLE)の演算を実行する処理のフローチャー
トである。
FIG. 24 is a flowchart of a process of executing a calculation of a switching function setting parameter (VPOLE) in the process of FIG. 23;

【図25】図24の処理で使用するマップを示す図であ
る。
FIG. 25 is a diagram showing a map used in the processing of FIG. 24;

【図26】図22の処理において予測切換関数値(σp
re)の積算値の演算を実行する処理のフローチャート
である。
FIG. 26 shows a prediction switching function value (σp
It is a flowchart of the process which performs the calculation of the integrated value of re).

【図27】図22の処理において到達則入力(Urc
h)の演算を実行する処理のフローチャートである。
FIG. 27 shows a reaching law input (Urc) in the processing of FIG. 22;
It is a flowchart of the process which performs the calculation of h).

【図28】図22の処理において適応則入力(Uad
p)の演算を実行する処理のフローチャートである。
FIG. 28 shows an adaptive law input (Uad) in the processing of FIG. 22;
It is a flowchart of the process which performs the calculation of p).

【図29】図9の処理においてスライディングモードコ
ントローラの安定判別を実行する処理のフローチャート
である。
FIG. 29 is a flowchart of a process for executing a stability determination of the sliding mode controller in the process of FIG. 9;

【図30】図9の処理においてデフォルト開度ずれ(t
hdefadp)の演算を実行する処理のフローチャー
トである。
30 is a diagram showing a default opening deviation (t
9 is a flowchart of a process for executing the calculation of (hdefadp).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関 3 スロットル弁 7 電子制御ユニット 10 スロットル弁駆動装置 21 適応スライディングモードコントローラ 22 モデルパラメータ同定器(同定手段) 23 状態予測器(予測手段) 24 目標開度設定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 3 Throttle valve 7 Electronic control unit 10 Throttle valve drive 21 Adaptive sliding mode controller 22 Model parameter identifier (identification means) 23 State predictor (prediction means) 24 Target opening setting part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 潤 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G065 CA00 DA05 DA06 DA15 FA06 FA07 FA12 GA41 GA46 HA06 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 KA13 KA15 KA16 3G301 JA11 LA03 LB01 LC03 NA06 NA08 NB02 NB03 NB15 NB18 NC02 ND02 ND05 ND41 ND45 NE17 NE19 NE25 PA11A PA11Z PF03Z  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on front page (72) Inventor Jun Takahashi 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama F-term in Honda R & D Co., Ltd. (Reference) 3G065 CA00 DA05 DA06 DA15 FA06 FA07 FA12 GA41 GA46 HA06 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 KA13 KA15 KA16 3G301 JA11 LA03 LB01 LC03 NA06 NA08 NB02 NB03 NB15 NB18 NC02 ND02 ND05 ND41 ND45 NE17 NE19 NE25 PA11A PA11Z PF03Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関のスロットル弁と、該スロット
ル弁を駆動する駆動手段とを備えるスロットル弁駆動装
置を制御し、前記スロットル弁の開度を目標開度に制御
する制御装置において、 未来のスロットル弁開度を予測する予測手段を有し、該
予測手段により予測されるスロットル弁開度に応じて前
記スロットル弁駆動装置を制御することを特徴とするス
ロットル弁駆動装置の制御装置。
1. A control device for controlling a throttle valve driving device including a throttle valve of an internal combustion engine and driving means for driving the throttle valve to control the opening of the throttle valve to a target opening. A control device for a throttle valve driving device, comprising a predicting means for predicting a throttle valve opening, and controlling the throttle valve driving device according to the throttle valve opening predicted by the predicting means.
【請求項2】 前記スロットル弁駆動装置は、むだ時間
要素を含んでモデル化され、前記予測手段は、該モデル
化により得られる制御対象モデルに基づいてむだ時間経
過後のスロットル弁開度を予測することを特徴とする請
求項1に記載のスロットル弁駆動装置の制御装置。
2. The throttle valve driving device is modeled including a dead time element, and the prediction means predicts a throttle valve opening after a dead time has elapsed based on a control target model obtained by the modeling. The control device for a throttle valve driving device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記制御対象モデルのモデルパラメータ
を同定する同定手段を備え、前記予測手段は、前記同定
手段により同定されたモデルパラメータを用いて前記ス
ロットル弁開度を予測することを特徴とする請求項2に
記載のスロットル弁駆動装置の制御装置。
3. An identification means for identifying a model parameter of the control target model, wherein the prediction means predicts the throttle valve opening using the model parameter identified by the identification means. A control device for a throttle valve driving device according to claim 2.
【請求項4】 前記予測手段により予測されるスロット
ル弁開度に応じて、スライディングモード制御により前
記スロットル弁駆動装置を制御するスライディングモー
ドコントローラを備えることを特徴とする請求項1から
3のいずれかに記載のスロットル弁駆動装置の制御装
置。
4. A sliding mode controller according to claim 1, further comprising a sliding mode controller for controlling said throttle valve driving device by sliding mode control according to a throttle valve opening predicted by said predicting means. 3. The control device for a throttle valve drive device according to claim 1.
【請求項5】 前記制御対象モデルのモデルパラメータ
を同定する同定手段を備え、前記スライディングモード
コントローラは、前記同定手段により同定されたモデル
パラメータを用いて前記スロットル弁駆動装置を制御す
ることを特徴とする請求項4に記載のスロットル弁駆動
装置の制御装置。
5. An identification means for identifying a model parameter of the controlled object model, wherein the sliding mode controller controls the throttle valve driving device using the model parameter identified by the identification means. The control device for a throttle valve driving device according to claim 4.
【請求項6】 前記スライディングモードコントローラ
による前記スロットル弁駆動装置への制御入力は、適応
則入力を含むことを特徴とする請求項4または5に記載
のスロットル弁駆動装置の制御装置。
6. The control device according to claim 4, wherein the control input to the throttle valve driving device by the sliding mode controller includes an adaptive law input.
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