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JP2003005804A - Plant control equipment - Google Patents

Plant control equipment

Info

Publication number
JP2003005804A
JP2003005804A JP2001184540A JP2001184540A JP2003005804A JP 2003005804 A JP2003005804 A JP 2003005804A JP 2001184540 A JP2001184540 A JP 2001184540A JP 2001184540 A JP2001184540 A JP 2001184540A JP 2003005804 A JP2003005804 A JP 2003005804A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
model parameter
vector
plant
value
throttle valve
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
JP2001184540A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3602811B2 (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
Priority to JP2001184540A priority Critical patent/JP3602811B2/en
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to EP10181301A priority patent/EP2261759B8/en
Priority to KR1020027016490A priority patent/KR100552579B1/en
Priority to BR0205088-9A priority patent/BR0205088A/en
Priority to CA002411520A priority patent/CA2411520C/en
Priority to PCT/JP2002/003895 priority patent/WO2002086630A1/en
Priority to CNB028010086A priority patent/CN1275108C/en
Priority to EP10181400A priority patent/EP2261760B1/en
Priority to EP02720505.3A priority patent/EP1293851B1/en
Priority to BR122012016734-7A priority patent/BR122012016734B1/en
Priority to AT10181437T priority patent/ATE554277T1/en
Priority to EP10181437A priority patent/EP2264302B1/en
Priority to AT10181400T priority patent/ATE538418T1/en
Priority to US10/312,108 priority patent/US7050864B2/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)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御対象のプラントをモデル化した制御対象
モデルのモデルパラメータを同定しつつ、そのモデルパ
ラメータを使用する制御の安定性をより向上させること
ができるプラントの制御装置を提供する。 【解決手段】 モデルパラメータ同定器22aは、モデ
ルパラメータの基準ベクトルθbaseに更新ベクトル
dθを加算する形式でモデルパラメータベクトルθの算
出を行う。同定誤差ideの過去値の影響が減少するよ
うに更新ベクトルdθを修正し、修正後の更新ベクトル
dθを基準ベクトルθbaseに加算して、モデルパラ
メータベクトルθを算出する。さらに、モデルパラメー
タベクトルの要素a1,a2,b1,c1の値を所定リ
ミット範囲内に制限する処理を行う。
(57) [Problem] To provide a plant control device capable of further improving the stability of control using the model parameters while identifying model parameters of a control target model obtained by modeling a plant to be controlled. provide. SOLUTION: A model parameter identifier 22a calculates a model parameter vector θ in a format in which an update vector dθ is added to a reference vector θbase of the model parameter. The update vector dθ is corrected so that the influence of the past value of the identification error ide is reduced, and the corrected update vector dθ is added to the reference vector θbase to calculate the model parameter vector θ. Further, processing is performed to limit the values of the elements a1, a2, b1, and c1 of the model parameter vector to within a predetermined limit range.

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、プラントの制御装
置に関し、特に制御対象であるプラントをモデル化して
得られる制御対象モデルの特性を示すモデルパラメータ
を、リアルタイムで同定しつつ、そのモデルパラメータ
を用いて制御を行うものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plant control device, and in particular, while identifying in real time model parameters showing the characteristics of a controlled object model obtained by modeling a plant to be controlled, The present invention relates to a device that is used for control.

【0002】[0002]

【従来の技術】制御対象であるプラントをモデル化し、
その制御対象モデルのモデルパラメータをパラメータ調
整機構により算出し、このモデルパラメータを用いる適
応制御器により、内燃機関に供給する混合気の空燃比を
目標空燃比にフィードバック制御する空燃比制御装置が
従来より知られている(例えば特開平11−73206
号公報)。
2. Description of the Related Art A plant to be controlled is modeled,
The air-fuel ratio control device that calculates the model parameter of the controlled object model by the parameter adjustment mechanism and feedback-controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine to the target air-fuel ratio by the adaptive controller using this model parameter compared to the conventional one Known (for example, JP-A-11-73206)
Issue).

【0003】この制御装置では、モデルパラメータの初
期値に、モデルパラメータの同定誤差に応じて算出され
る更新成分を加算することにより、モデルパラメータが
算出される。モデルパラメータの更新成分は、同定誤差
の過去値の影響を減少させるように修正され、モデルパ
ラメータが外乱の影響でドリフトし、制御が不安定化す
ることが防止される。
In this control device, the model parameter is calculated by adding the update component calculated according to the identification error of the model parameter to the initial value of the model parameter. The update component of the model parameter is modified so as to reduce the influence of the past value of the identification error, and the model parameter is prevented from drifting due to the influence of disturbance and the control is destabilized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
装置では、外乱の影響によるモデルパラメータのドリフ
トは防止される。しかし、パラメータ調整機構により算
出されたモデルパラメータが、そのまま適応制御器で使
用されるため、適応制御器の安定性を維持する上で改善
の余地があった。
In the device described in the above publication, model parameter drift due to the influence of disturbance is prevented. However, since the model parameter calculated by the parameter adjusting mechanism is used as it is in the adaptive controller, there is room for improvement in maintaining the stability of the adaptive controller.

【0005】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、制御対象のプラントをモデル化した制御対象モデ
ルのモデルパラメータを同定しつつ、そのモデルパラメ
ータを使用する制御の安定性をより向上させることがで
きるプラント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 further improves the stability of control using the model parameter while identifying the model parameter of the controlled object model that models the controlled object plant. It is an object of the present invention to provide a control device for a plant that can be operated.

【0006】[0006]

【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、プラントをモデル化した制御
対象モデルのモデルパラメータベクトルを、前記プラン
トの入力及び出力に基づいて同定する同定手段と、該同
定手段により同定されたモデルパラメータベクトルを用
いて前記プラントを制御する制御手段とを備えたプラン
トの制御装置において、前記同定手段は、前記モデルパ
ラメータベクトルの同定誤差(ide)を算出する同定
誤差算出手段と、該同定誤差に応じて更新ベクトル(d
θ)を算出する更新ベクトル算出手段と、前記同定誤差
の過去値の影響を減少させるように前記更新ベクトルを
修正する更新ベクトル修正手段と、前記モデルパラメー
タの基準ベクトル(θbase、θ(0))に修正され
た更新ベクトルを加算することにより、前記モデルパラ
メータベクトルを算出するモデルパラメータベクトル算
出手段と、前記モデルパラメータベクトル算出手段によ
り算出されるモデルパラメータベクトルの要素(a1,
a2,b1,c1)の値を、所定リミット範囲内に制限
する制限手段とを有することを特徴とする。
To achieve the above object, the invention according to claim 1 identifies a model parameter vector of a controlled object model that models a plant based on the input and output of the plant. In a control device for a plant, comprising: means and a control means for controlling the plant using the model parameter vector identified by the identifying means, the identifying means calculates an identification error (ide) of the model parameter vector. Identifying error calculating means and an update vector (d
θ), update vector calculation means, update vector correction means for correcting the update vector so as to reduce the influence of the past value of the identification error, and reference vector (θbase, θ (0)) of the model parameter. To the model parameter vector calculating means for calculating the model parameter vector by adding the modified update vector to the element (a1, a1) of the model parameter vector calculated by the model parameter vector calculating means.
a2, b1, c1) values are limited within a predetermined limit range.

【0007】この構成によれば、モデルパラメータベク
トルの同定誤差に応じて更新ベクトルが算出され、同定
誤差の過去値の影響を減少させるように更新ベクトルが
修正され、モデルパラメータの基準ベクトルに修正され
た更新ベクトルを加算することにより、モデルパラメー
タベクトルが算出され、さらにモデルパラメータベクト
ルの要素の値が所定リミット範囲内に制限される。した
がって、モデルパラメータのドリフトを防止しつつ、制
御の安定性をより一層向上させることができる。
According to this structure, the update vector is calculated according to the identification error of the model parameter vector, the update vector is modified so as to reduce the influence of the past value of the identification error, and the reference vector of the model parameter is modified. The model parameter vector is calculated by adding the updated vectors, and the values of the elements of the model parameter vector are limited within a predetermined limit range. Therefore, it is possible to further improve the control stability while preventing the drift of the model parameter.

【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のプラントの制御装置において、前記更新ベクトル算出
手段は、固定ゲインアルゴリズムを用いて前記更新ベク
トルの算出を行うことを特徴とする。この構成によれ
ば、固定ゲインアルゴリズムを用いて更新ベクトルが算
出されるので、演算量を低減することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the plant control apparatus according to the first aspect, the update vector calculating means calculates the update vector using a fixed gain algorithm. According to this configuration, since the update vector is calculated using the fixed gain algorithm, the amount of calculation can be reduced.

【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載のプラントの制御装置において、前記更新ベク
トル修正手段は、前記更新ベクトルの少なくとも1つの
要素の過去値に0より大きく1より小さい所定値(DE
LTAi、EPSi)を乗算することにより、前記更新
ベクトルの修正を行うことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the plant control apparatus according to the first or second aspect, the update vector correction means has a past value of at least one element of the update vector greater than 0 and greater than 1. Small predetermined value (DE
It is characterized in that the update vector is corrected by multiplying LTAi, EPSi).

【0010】この構成によれば、更新ベクトルの少なく
とも1つの要素の過去値に0より大きく1より小さい所
定値を乗算することにより、更新ベクトルの修正が行わ
れるので、同定誤差の過去値の影響が減少し、モデルパ
ラメータベクトルのドリフトを防止することができる。
According to this configuration, since the update vector is corrected by multiplying the past value of at least one element of the update vector by a predetermined value larger than 0 and smaller than 1, the influence of the past value of the identification error is affected. Can be reduced and the model parameter vector can be prevented from drifting.

【0011】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
のプラントの制御装置において、前記更新ベクトル修正
手段は、前記更新ベクトルの、前記プラントの入力に関
わる要素(b1の演算に関わる要素)または前記プラン
トの入出力に関わらない要素(c1の演算に関わる要
素)については、前記所定値(DELTAi、EPS
i)を乗算しないことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the plant control apparatus according to the third aspect, the update vector correction means is an element related to the input of the update vector of the update vector (element related to the calculation of b1). ) Or an element that is not related to the input / output of the plant (an element related to the calculation of c1), the predetermined value (DELTAi, EPS).
It is characterized by not multiplying i).

【0012】この構成によれば、更新ベクトルの、プラ
ントの入力に関わる要素またはプラントの入出力に関わ
らない要素については、0より大きく1より小さい所定
値が乗算されないので、更新ベクトルの修正による定常
偏差の発生を防止することができる。
According to this configuration, the elements of the update vector related to the input of the plant or the elements not related to the input / output of the plant are not multiplied by the predetermined value larger than 0 and smaller than 1, so that the steady state is obtained by modifying the update vector. It is possible to prevent the occurrence of deviation.

【0013】請求項5に記載の発明は、請求項3または
4に記載のプラントの制御装置において、前記更新ベク
トル修正手段は、前記基準ベクトル(θ(0))の少な
くとも1つの要素にも前記所定値を乗算することを特徴
とする。この構成によれば、基準ベクトルの少なくとも
1つの要素にも0より大きく1より小さい所定値が乗算
され、モデルパラメータベクトルのドリフトが防止され
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the plant control apparatus according to the third or fourth aspect, the update vector correction means includes at least one element of the reference vector (θ (0)) as well. It is characterized in that it is multiplied by a predetermined value. According to this configuration, at least one element of the reference vector is also multiplied by the predetermined value larger than 0 and smaller than 1, and the drift of the model parameter vector is prevented.

【0014】請求項6に記載の発明は、請求項1から4
の何れかに記載のプラントの制御装置において、前記基
準ベクトルは、前記プラントの動特性変化を示すパラメ
ータ(DTH)に応じて算出されることを特徴とする。
この構成によれば、前記基準ベクトルは、プラントの動
特性変化を示すパラメータに応じて算出されるので、プ
ラントの動特性変化に応じた適切な基準ベクトルが得ら
れる。その結果、特にプラントに非線形要素が含まれる
場合でもモデルパラメータを迅速に収束させることがで
きる。
The invention described in claim 6 is from claim 1 to claim 4.
In the plant control device according to any one of items 1 to 3, the reference vector is calculated according to a parameter (DTH) indicating a change in dynamic characteristics of the plant.
According to this configuration, since the reference vector is calculated according to the parameter indicating the change in the dynamic characteristic of the plant, an appropriate reference vector according to the change in the dynamic characteristic of the plant can be obtained. As a result, the model parameters can be quickly converged even when the plant includes a non-linear element.

【0015】請求項7に記載の発明は、プラントをモデ
ル化した制御対象モデルのモデルパラメータベクトル
を、前記プラントの入力及び出力に基づいて同定する同
定手段と、該同定手段により同定されたモデルパラメー
タベクトルを用いて前記プラントを制御する制御手段と
を備えたプラントの制御装置において、前記同定手段
は、前記モデルパラメータベクトルの同定誤差(id
e)を算出する同定誤差算出手段と、該同定誤差が所定
の範囲内(−EIDNRLMT≦ide≦EIDNRL
MT)にあるときは、前記同定誤差を減少方向に修正す
る同定誤差修正手段と、該同定誤差修正手段により修正
された同定誤差(idenl)を用いて前記モデルパラ
メータベクトルを算出するモデルパラメータベクトル算
出手段と、前記モデルパラメータベクトル算出手段によ
り算出されるモデルパラメータベクトルの要素の値を、
所定リミット範囲内に制限する制限手段とを有すること
を特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, an identifying means for identifying a model parameter vector of a controlled object model modeling the plant based on the input and output of the plant, and the model parameter identified by the identifying means. In a control device for a plant, which comprises a control means for controlling the plant by using a vector, the identification means includes an identification error (id
e) and an identification error calculation means for calculating e), and the identification error is within a predetermined range (−EIDNRLMT ≦ ide ≦ EIDNRL).
MT), an identification error correction means for correcting the identification error in a decreasing direction, and a model parameter vector calculation for calculating the model parameter vector using the identification error (idenl) corrected by the identification error correction means Means and the values of the elements of the model parameter vector calculated by the model parameter vector calculation means,
It has a limiting means for limiting within a predetermined limit range.

【0016】この構成によれば、モデルパラメータの同
定誤差が所定の範囲内にあるときは、同定誤差が減少方
向に修正され、該修正された同定誤差を用いてモデルパ
ラメータベクトルが算出され、さらにモデルパラメータ
ベクトルの要素の値が所定リミット範囲内に制限され
る。したがって、モデルパラメータのドリフトを防止し
つつ、制御の安定性をより一層向上させることができ
る。
According to this configuration, when the identification error of the model parameter is within a predetermined range, the identification error is corrected in a decreasing direction, the model parameter vector is calculated using the corrected identification error, and The value of the element of the model parameter vector is limited within a predetermined limit range. Therefore, it is possible to further improve the control stability while preventing the drift of the model parameter.

【0017】請求項8に記載の発明は、請求項1から7
の何れかに記載のプラントの制御装置において、前記制
限手段は、前記モデルパラメータベクトルの複数の要素
(a1,a2)が所定の関係(図18)を満たすよう
に、前記複数の要素の値を制限することを特徴とする。
The invention described in claim 8 is from claim 1 to claim 7.
In the plant control device according to any one of items 1 to 3, the limiting means sets the values of the plurality of elements so that the plurality of elements (a1, a2) of the model parameter vector satisfy a predetermined relationship (FIG. 18). Characterized by limiting.

【0018】この構成によれば、モデルパラメータベク
トルの複数の要素が所定の関係を満たすように、複数の
要素の値が制限されるので、そのモデルパラメータベク
トルを用いる制御の安定性を向上させることができる。
請求項9に記載の発明は、請求項7に記載のプラントの
制御装置において、前記同定誤差修正手段は、前記同定
誤差(ide)が前記所定範囲内(−EIDNRLMT
≦ide≦EIDNRLMT)にあるときは、前記同定
誤差(ide)を0とすることを特徴とする。
According to this configuration, the values of the plurality of elements of the model parameter vector are limited so that the plurality of elements of the model parameter vector satisfy a predetermined relationship, so that the stability of control using the model parameter vector is improved. You can
According to a ninth aspect of the present invention, in the plant control apparatus according to the seventh aspect, the identification error correction means has the identification error (ide) within the predetermined range (-EIDNRLMT).
When ≦ ide ≦ EIDNRLMT), the identification error (ide) is set to 0.

【0019】この構成によれば、同定誤差が前記所定範
囲内にあるときは、同定誤差が0とされるので、モデル
パラメータの値に反映されるべきでない同定誤差の影響
を無くし、モデルパラメータのドリフト防止効果を高め
ることができる。請求項10に記載の発明は、請求項1
から9の何れかに記載のプラントの制御装置において、
前記プラントは、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有するスロットル弁駆動
装置を含み、前記制御手段は、前記スロットル弁の開度
を目標開度に一致させるように、前記スロットル弁駆動
装置への制御入力を決定するパラメータを算出すること
を特徴とする。
According to this configuration, when the identification error is within the predetermined range, the identification error is set to 0. Therefore, the influence of the identification error, which should not be reflected in the value of the model parameter, is eliminated, and the model parameter The drift prevention effect can be enhanced. The invention described in claim 10 is claim 1
In the control device for the plant according to any one of 1 to 9,
The plant includes a throttle valve drive device having a throttle valve of an internal combustion engine and a drive means for driving the throttle valve, and the control means makes the opening of the throttle valve equal to a target opening. A parameter for determining a control input to the throttle valve driving device is calculated.

【0020】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、スロットル弁開度を目
標開度に一致させる制御が行われるので、スロットル弁
開度の目標開度への制御性を向上させるとともに、スロ
ットル弁開度制御の安定性を向上させることができる。
According to this structure, the throttle valve opening is controlled to match the target opening by using the model parameter identified by the identifying means. Therefore, the controllability of the throttle valve opening to the target opening is controlled. And the stability of throttle valve opening control can be improved.

【0021】[0021]

【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。 (第1の実施形態)図1は本発明の第1の実施形態にか
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T
HDEF(例えば5度)に保持される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a view showing the arrangement of a throttle valve control apparatus according to the first embodiment of the present invention. In an intake passage 2 of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 1,
A throttle valve 3 is provided. The throttle valve 3 includes a return spring 4 as a first urging means for urging the throttle valve 3 in the closing direction, and the throttle valve 3
Member 5 as second urging means for urging the valve in the valve opening direction
And are attached. Further, the throttle valve 3 is configured so that it can be driven by a motor 6 as a driving means via a gear (not shown). When the driving force by the motor 6 is not applied to the throttle valve 3, the opening degree TH of the throttle valve 3 is the default opening degree T in which the urging force of the return spring 4 and the urging force of the elastic member 5 are balanced.
It is held at HDEF (for example, 5 degrees).

【0022】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 is an electronic control unit (hereinafter "E").
CU ”) and its operation is the ECU
Controlled by 7. The throttle valve 3 is provided with a throttle valve opening sensor 8 for detecting the throttle valve opening TH, and the detection signal thereof is supplied to the ECU 7.

【0023】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。
Further, the ECU 7 is connected with 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 thereof is supplied to the ECU 7. It EC
U7 is an input circuit to which the detection signals of the throttle valve opening sensor 8 and the accelerator sensor 9 are supplied, an AD conversion circuit that converts the input signal into a digital signal, a central processing unit (CPU) that executes various calculation processes, and a CPU. It is provided with a memory for storing a program to be executed and maps and tables referred to by the program, and an output circuit for supplying a drive current to the motor 6. 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 so 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.

【0024】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 the present embodiment, the throttle valve driving device 10 including the throttle valve 3, the return spring 4, the elastic member 5 and the motor 6 is the control target, and the duty ratio of the electric signal for applying the input to the control target to the motor 6 is controlled. Let DUT be the output of the controlled object be the throttle valve opening TH detected by the throttle valve opening sensor 8.

【0025】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 characteristic of the throttle valve driving device 10 is actually measured, the gain characteristic and the phase characteristic shown by the solid line in FIG. 2 are obtained. Therefore, the model defined by the following equation (1) is set as the controlled object model. The response frequency characteristic of this model is shown by the broken line in FIG. 2, and it has been confirmed that it is similar to the characteristic of the throttle valve driving device 10. DTH (k + 1) = a1 * DTH (k) + a2 * DTH (k-1) + b1 * DUT (kd) + c1 (1) Here, k is a parameter representing the 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 and a of the formula (1)
2, b1 and c1 are model parameters that determine the characteristics of the controlled object model, and d is the dead time.

【0026】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 discrete time DARX model (delayed autoregressive model with) adopted to facilitate application of adaptive control.
exogeneous input: Autoregressive model with external input). In the equation (1), the model parameters a1 and a2 related to the output deviation amount DTH and the input duty ratio D
In addition to the model parameter b1 related to UT, a model parameter c1 not related to input / output is set. The model parameter c1 is a parameter indicating the deviation of the default opening THDEF and the disturbance applied to the throttle valve drive device. That is, the model parameter identifier identifies the model parameters c1, at the same time as the model parameters a1, a2, a3, so that the default opening deviation and the disturbance can be identified.

【0027】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 the throttle valve control device realized by the ECU 7. This control device has an adaptive sliding mode controller 21, a model parameter identifier 22, and a dead time d after a lapse of time. A state predictor 23 that calculates a predicted throttle valve opening deviation amount (hereinafter referred to as “prediction deviation amount”) PREDTH (k) (= DTH (k + d)) and a throttle valve 3 of the throttle valve 3 according to the accelerator pedal depression amount ACC. The target opening degree setting unit 24 sets the target opening degree THR.

【0028】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 the target opening THR.
In accordance with the adaptive sliding mode control, the duty ratio DUT is calculated, and the calculated duty ratio DUT is output. By using the adaptive sliding mode controller 21, the throttle valve opening TH
It is possible to appropriately change the response characteristic to the target opening THR of using the predetermined parameter (VPOLE), and as a result, the impact (throttle) when moving the throttle valve 3 from the open position to the fully closed position. It is possible to avoid (a collision with the fully closed stopper) and to make the engine response variable to the accelerator operation. In addition, it is possible to ensure the stability against the error of the model parameter.

【0029】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 uses the modified model parameter vector θL (θL T = [a1, a2, b
1, c1]) is calculated and supplied to the adaptive sliding mode controller 21. More specifically, the model parameter identifier 22 determines the model parameter vector θ based on the throttle valve opening TH and the duty ratio DUT.
To calculate. Furthermore, the model parameter vector θ
The modified model parameter vector θL is calculated by performing a limit process on the corrected model parameter vector θL, and the modified model parameter vector θL is supplied to the adaptive sliding mode controller 21. In this way, the throttle valve opening TH
Optimal model parameters a1, a2, b1 for obtaining the target opening degree THR are obtained, and the model parameter c indicating the deviation of the disturbance and the default opening degree THDEF is obtained.
1 is obtained.

【0030】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, adaptation to changes in engine operating conditions, compensation of characteristic variations of hardware, compensation of power supply voltage fluctuations, and secular variation of hardware characteristics. Can be adapted to.

【0031】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 determines the throttle valve opening TH.
Based on the duty ratio DUT, the throttle valve opening TH (predicted value) after the dead time d, more specifically, the predicted deviation amount PREDTH is calculated and supplied to the adaptive sliding mode controller 21. Predicted deviation amount PREDTH
By using, it is possible to secure the robustness of the control system with respect to the dead time of the controlled object, and to improve the controllability especially in the vicinity of the default opening THDEF where the dead time is large.

【0032】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 the 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 the 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.

【0033】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.
On the phase plane defined as (k-1), the combination of the deviation e (k) that satisfies 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 is a control focused 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 it is placed on the switching line on the phase plane, and it is robust against disturbances and modeling errors (difference between actual plant characteristics and modeled controlled model characteristics). Such control is realized, and the throttle valve opening deviation amount DTH is made to follow the target value DTHR.

【0034】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。
Further, the switching function setting parameter V of the equation (5)
By changing the value of POLE, as shown in FIG. 4, it is possible to change the damping characteristic of the deviation e (k), that is, the tracking characteristic of the throttle valve opening deviation amount DTH to the target value DTHR. Specifically, when 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 is decreased.

【0035】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 (biasing force of the return spring 4 and biasing force of the elastic member 5). Controllability with respect to changes in the elastic characteristics due to the balance between, 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
It is necessary to increase the convergence speed in the vicinity of EF.

【0036】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 the present embodiment, the change amount DDT of the throttle valve opening TH and the target value DTHR is changed.
The switching function setting parameter VPOLE is set according to HR (= DTHR (k) -DTHR (k-1)).
As a result, the above requirements A1 and A2 can be satisfied.

【0037】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 deviation e (k) is restrained on the switching straight line by restraining the combination of the deviation e (k) and the previous deviation e (k-1) (hereinafter referred to as "deviation state quantity"). k) is converged to 0 at a specified convergence speed and robustly to disturbance and modeling error. Therefore, in the sliding mode control, it is important how to put the deviation state quantity on the switching straight line and restrain it.

【0038】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 controlled object is represented 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
Constructed as the sum of p (k). DUT (k) = Usl (k) = Ueq (k) + Urch (k) + Uadp (k) (6)

【0039】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 restraining the deviation state quantity on the switching straight line, and the reaching law input U
rch (k) is an input for putting the deviation state quantity on the switching straight line, and the adaptive law input Uadp (k) is for suppressing the influence of modeling error and disturbance and putting the deviation state quantity on the switching straight line. Is input. Below each input Ueq (k), Urch (k)
And a method of calculating Uadp (k) will be described.

【0040】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 restraining 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) satisfying the equation (7) is obtained by using the equation (1) and the equations (4) and (5), the following equation (9) is obtained. ) Is obtained, which becomes the equivalent control input Ueq (k). Furthermore, reaching law input Urch (k) and adaptive law input U
adp (k) is defined by the following equations (10) and (11), respectively.

【数1】 [Equation 1]

【0041】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, which are set as described below. Further, ΔT is a control cycle. The above equation (9) is calculated by calculating the throttle valve opening deviation amount DTH (k + d) after the dead time d and the corresponding target value DTHR (k + d +
1) is required. Therefore, the predicted deviation amount PREDTH (k) calculated by the state predictor 23 is used as the throttle valve opening deviation amount DTH (k + d) after the dead time d has elapsed, and the target value DTHR (k + d + 1) is used. As a result, the latest target value DTHR is used.

【0042】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, reaching law input Urch and adaptive law input U
Adp determines the reaching law control gain F and the adaptive law control gain G so that the deviation state quantity can be stably placed on the switching straight line. Specifically, the disturbance V (k) is assumed, and the conditions for the switching function value σ (k) to be stable with respect to the disturbance V (k) are calculated to obtain the setting conditions for 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 formulas (12) to (14), in other words, is within the region shown by hatching in FIG.

【0043】 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 from the equations (9) to (11). , Reaching law input Urch (k) and adaptive law input U
It is possible to calculate adp (k) and calculate the duty ratio DUT (k) as the sum of these inputs.

【0044】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)
The model parameter identifier 22 receives the input (DUT (k)) and output (TH) of the controlled object as described above.
Based on (k)), the model parameter vector of the controlled object model is calculated. Specifically, the model parameter identifier 22 uses a recursive identification algorithm (generalized recursive least squares algorithm) according to the following equation (15)
The model parameter vector θ (k) is calculated. θ (k) = θ (k−1) + KP (k) ide (k) (15) θ (k) T = [a1 ′, a2 ′, b1 ′, c1 ′] (16)

【0045】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。
Where a1 ', a2', b1 'and C
1'is a model parameter before performing the limit process described later. Also, ide (k) is the following formula (17),
It 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"). Is. KP (k) is the following formula (20).
Is a gain coefficient vector defined by Further, P (k) in the equation (20) is a quartic square matrix calculated by the following equation (21).

【数2】 [Equation 2]

【数3】 [Equation 3]

【0046】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 of the equation (21), the identification algorithm according to the equations (15) to (21) becomes
It is one of the following four identification algorithms. λ1 = 1, λ2 = 0 Fixed gain algorithm λ1 = 1, λ2 = 1 Least square method algorithm λ1 = 1, λ2 = λ Gradual gain algorithm (λ is a predetermined value other than 0 and 1) λ1 = λ, λ2 = 1 Weight With least squares algorithm (λ is a predetermined value other than 0 and 1)

【0047】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 this embodiment, the following B1), B
It is required to meet the requirements 2) and B3). B1) Adaptation to changes in quasi-static dynamic characteristics and variations in characteristics of hardware "Changes in quasi-static characteristics" mean slow-changing characteristic changes such as fluctuations in power supply voltage and aging of hardware. 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) Model Parameter Drift Prevention It is possible to prevent a problem that an absolute value of a model parameter increases due to an influence of an identification error caused by a non-linear characteristic of a controlled object which should not be reflected in the model parameter.

【0048】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 requirements of B1) and B2), the weighted least squares algorithm is adopted by setting the coefficients λ1 and λ2 to predetermined values λ and "0", respectively. Next, the drift of model parameters will be described. As shown in FIG. 6, after the model parameters have converged to some extent, when there is a residual identification error caused by a non-linear characteristic such as the frictional characteristic of the throttle valve, or a disturbance whose average value is not zero is constantly added, , Residual identification error accumulates and causes model parameter drift.

【0049】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 function Fnl as shown in FIG. 7A is used to perform the dead zone processing. Specifically, the corrected identification error idenl (k) is calculated by the following equation (23), and the corrected identification error idenl (k) is calculated.
The model parameter vector θ (k) is calculated using (k). That is, instead of the above equation (15), the following equation (15
a) is used. As a result, the above request B3) can be satisfied. idenl (k) = Fnl (ide (k)) (23) θ (k) = θ (k-1) + KP (k) idenl (k) (15a)

【0050】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. 7 (a), and for example, the discontinuous dead zone function shown in FIG. 7 (b) or the dead zone function shown in FIG. 7 (c). A full dead band function may be used. However, if the incomplete dead zone function is used, the drift cannot be completely prevented.

【0051】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 according to the amount of change in the throttle valve opening TH. Therefore, in the present embodiment, the dead zone width parameter EIDNRLMT that defines the width of the dead zone shown in FIG. 7 is calculated according to the following equation (24) in accordance with the root mean square value DDTHRSQA of the change amounts of the target throttle valve opening THR. It is set (specifically, the dead band width parameter EIDNRLMT is set to increase as the root mean square value DDTHRSQA increases). This makes it possible to prevent the identification error that should be reflected in the value of the model parameter from being ignored as the residual identification error. Formula (2
4) DDTHR is the amount of change in the target throttle valve opening THR and is calculated by the following equation (25).

【数4】 [Equation 4]

【0052】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 amount DTH is controlled by the adaptive sliding mode controller 21 to the target value DTHR, the target value DTHR of the equation (25) is changed to the throttle valve opening deviation amount DTH in the same manner. However, the amount of change DDTH of the throttle valve opening deviation amount DTH may be calculated, and the dead band width parameter EIDNRLMT may be changed by the root mean square value DDTHRSQA obtained by replacing DDTHR in Expression (24) with DDTH.

【0053】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。
In order to further enhance the robustness of the control system, it is effective to make the adaptive sliding mode controller 21 more stable. Therefore, in the present embodiment, limit processing 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 modified model parameter vector θL (k) (ΘL (k) T = [a1, a2, b
1, c1]) is calculated. Then, the adaptive sliding mode controller 21 uses the modified model parameter vector θL (k) to execute the sliding mode control. The details of the limit process will be described later with reference to the flowchart.

【0054】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 amount 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 are
Define (k) and U (k).

【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] By rewriting the above equation (1) that defines the controlled object model using these matrices A and B and the vectors X (k) and U (k), the following equation (30) is obtained. X (k + 1) = AX (k) + BU (kd) (30)

【0055】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 the 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, model parameters a1 ′, a before limit processing
Defining matrices A ′ and B ′ 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]

【0056】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 the element in the first row of the prediction vector XHAT (k + d), is the prediction 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) where α1 is the 1st row and 1st column element of the matrix A ′ d , and 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
It is a 1-row, 2-column element of B '.

【0057】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。
Prediction deviation amount P calculated by equation (35)
REDTH (k) is applied to the equation (9), and further, target values DTHR (k + d + 1), DTHR (k + d), and DTHR (k + d
-1) to DTHR (k), DTHR (k-1), and DT, respectively.
By replacing with HR (k-2), the following formula (9a) is obtained. From the equation (9a), the equivalent control input Ueq (k)
To calculate.

【数8】 [Equation 8]

【0058】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)
Further, using the prediction deviation amount PREDTH (k) calculated by the equation (35), the prediction switching function value σpre (k) is defined by the following equation (36), and the reaching law input Ur
ch (k) and 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]

【0059】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, the model parameter c1 'is a parameter indicating the deviation of the default opening THDEF and the disturbance as described above. Therefore, as shown in FIG.
Although it fluctuates due to disturbance, the default opening deviation can be considered to be almost constant within a relatively short period. Therefore, in the present embodiment, the model parameter c1 ′ is statistically processed, and the center value of the variation is set to the default opening deviation thdefadp.
And is used for calculating the throttle valve opening deviation amount DTH and the target value DTHR.

【0060】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。
The least-squares method is generally known as a statistical processing method. In this statistical processing by the least-squares method, data in a certain fixed period, that is, all of the identified model parameters c1 'are usually stored in a memory. It is executed by executing a batch operation at a certain time. However, in this collective operation method, a huge amount of memory is required to store all data, and further inverse matrix operation is required, resulting in an increase in operation amount.

【0061】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 the present embodiment, the above equations (15)-
The recursive least squares method 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.

【0062】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 the above equations (15) to (21), θ (k) and θ (k) T are replaced with thdefadp, and ζ (k) and ζ (k) T are replaced with “1”. Replace ide (k) with ec1 (k), replace KP (k) with KPTH (k), replace P (k) with PTH.
(k) and replace λ1 and λ2 with λ1 'and λ, respectively.
By replacing with 2 ', the following formulas (37) to (40)
To get

【数10】 [Equation 10]

【0063】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', it is possible to select any of the four algorithms described above.
In Expression (39), the weighted least squares method is adopted by setting the coefficient λ1 ′ to 0 or a predetermined value other than 1 and setting the coefficient λ2 ′ to 1.

【0064】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 calculation 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 adopting the recursive least squares method algorithm, the statistical processing of the model parameter c1 by the least squares method can be performed while overcoming the drawbacks of the general least squares method.

【0065】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 equations (2) and (3), and instead of the equations (2) and (3), the following equations (41) and (42) are used. 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)

【0066】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 the equations (41) and (42), even if the default opening THDEF deviates from the design value due to the characteristic variation of hardware or the change over time, the deviation is compensated and accurate. Control can be performed.

【0067】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.

【0068】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 flow chart of the throttle valve opening control.
The ec) is executed by the CPU of the ECU 7. Step S
At 11, the state variable setting process shown in FIG. 10 is executed.
That is, the calculation of the equations (41) and (42) is executed to calculate the throttle valve opening deviation amount DTH (k) and the target value DTHR (k).
Is calculated (FIG. 10, steps S21 and S22). Note that (k) indicating the current value may be omitted in some cases.

【0069】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 process of the model parameter vector θ (k) according to the equation (15a) is executed, and further the limit process is executed to execute the modified model parameter vector. Calculate θL (k).

【0070】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 calculation of the state predictor shown in FIG. 21 is executed, and the prediction deviation amount PREDTH (k)
To calculate. Next, using the modified 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 S
14). That is, equivalent control input Ueq, reaching law input U
The 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 these inputs.

【0071】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。ステップS17では、図30
に示すthdefadp算出処理を実行し、デフォルト
開度ずれthdefadpを算出する。
In a succeeding step S16, stability determination processing of the sliding mode controller shown in FIG. 29 is executed. That is, 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".
When set to, it 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,
Stabilize switching function setting parameter VPOLE Predetermined value XP
Set to OLE STB (FIG. 24, step S231,
(See S232), and set the equivalent control input Ueq to “0”.
Then, the control is stabilized by switching to the control using only the reaching law input Urch and the adaptive law input Uadp (see FIG. 22, steps S206 and S208). When the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable, further reaching law input Urch and 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 set to the controller 21.
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 stabilization processing as described above, the unstable state of the adaptive sliding mode controller 21 can be terminated early and the stable state can be restored. In step S17, FIG.
The default opening deviation thdefadp is calculated by executing the thdefadp calculation process shown in.

【0072】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 calculation process of the model parameter identifier 22. In step S31, the gain coefficient vector KP (k) is calculated by the expression (20), and then the estimated throttle valve opening deviation amount DTHHAT (k) is calculated by the expression (18) (step S32).
In step S33, the calculation 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 the equation (17) to identify the identification error ide (k ) Is calculated and
The dead zone process using the function shown in (a) is performed to calculate the corrected identification error idenl.

【0073】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, the limit process of each model parameter is performed to calculate the modified model parameter vector θL (k).

【0074】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
Calculate de (k). Next, the value of the counter CNTIDST incremented in step S53 is the predetermined value XCNTID set according to the dead time d of the control target.
It is determined whether or not ST is larger than ST (eg, set to “3” corresponding to 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 CNTI
Increment DST by "1" to identify 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, the correct identification error cannot be obtained by the calculation by the equation (17), so that the steps S52 to S54 are performed without using the calculation result by the equation (17). id
The e (k) is set to "0".

【0075】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。
If the answer to step S52 is affirmative (YES), the process immediately proceeds to step S55. In step S55, low-pass filter processing of the identification error ide (k) is performed. Specifically, when identifying the model parameter of the controlled object having the 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 the solid line L1,
This is a characteristic in which high-frequency components are attenuated as shown by a broken line L2 by low-pass filter processing. This is for the following reason.

【0076】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 controlled object and the controlled object model obtained by modeling this are as shown by solid lines L3 and L4 in FIG. 13 (b), respectively. That is, when a model parameter is identified by the model parameter identifier 22 with respect to a controlled object having a low-pass characteristic (a characteristic in which a high-frequency component is attenuated), the identified model parameter is greatly influenced by the high-frequency blocking characteristic.
The gain of the controlled object 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 overcorrection.

【0077】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 characteristic of the weight of the identification algorithm is set to the characteristic shown by the broken line L2 in FIG. 13A by the low-pass filter processing, and the frequency characteristic of the controlled object model is shown in FIG. The characteristic shown by the broken line L5 is set to match the actual frequency characteristic, or the gain of the controlled object model is corrected to be slightly higher than the actual gain. As a result, overcorrection by the controller 21 can be prevented, the robustness of the control system can be enhanced, and the control system can be made more stable.

【0078】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。
The low-pass filter processing is performed by using the past value of the identification error ide (ki) (for example, 1 corresponding to i = 1 to 10).
0 past values) are stored in the ring buffer, and the past values are multiplied by a weighting factor and added to execute. Further, the identification error ide (k) is calculated by the equation (17),
Since it is calculated using (18) and (19), similar low-pass filter processing is performed on the throttle valve opening deviation amount DTH (k) and the estimated throttle valve opening deviation amount DTHHAT (k). Alternatively, the throttle valve opening deviation amount D
TH (k-1) and DTH (k-2) and duty ratio DUT (k
The same effect can be obtained by performing the same low-pass filter processing on -d-1).

【0079】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 change amount of the target throttle valve opening THR is calculated by setting n = 5 in the equation (24), and the root mean square value DDTH is then calculated.
The EIDNRLMT table shown in FIG. 15 is searched according to the RSQA to calculate the dead zone width parameter EIDNRLMT (step S62).

【0080】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 greater than the dead zone width parameter EIDNRLMT, and if ide (k)> EIDNRLMT, the corrected identification error idenl is calculated by the following equation (43).
(k) Calculate (step S67). idenl (k) = ide (k) -EIDNRLMT (43)

【0081】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) また同定誤差ide(k)が±EIDNRLMT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)。
If the answer to step S63 is negative (NO), it is further determined whether or not the identification error ide (k) is smaller than the dead band width parameter EIDNRLMT minus a value (step S64), and (k) <-EIDN
If it is RLMT, the corrected identification error idenl (k) is calculated by the following equation (44) (step S65). idenl (k) = ide (k) + EIDNRLMT (44) When the identification error ide (k) is within the range of ± EIDNRLMT, the corrected identification error idenl (k) is set to "0" (step S66).

【0082】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 step S71, the flag FA1 used in this process is set.
STAB, FA2STAB, FB1LMT and FC1L
Initialization is performed by setting MT to "0". Then, in step S72, a shown in FIG.
The limit processing of 1'and a2 'is executed, and step S7
In 3, the limit process of b1 ′ shown in FIG. 19 is executed,
In step S74, the limit process of c1 'shown in FIG. 20 is executed.

【0083】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 will be referred to together with FIG. In FIG. 18,
Model parameters a1 'and a2' that require limit processing
Is indicated by "x", and the range of stable combinations of model parameters a1 'and a2' is indicated by hatched areas (hereinafter referred to as "stable areas"). The process of FIG. 17 is a process of moving the combination of the model parameters a1 ′ and a2 ′ outside the stable region to within the stable region (position indicated by “◯”).

【0084】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, the model parameter a
It is determined whether 2'is equal to or larger than the 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
, The stable modified model parameters a1 and a2 are obtained even when set to “−1”, but the n-th power of the matrix A defined by the equation (26) becomes unstable (this is a1 ′). And a
2 ′ does not diverge but means that it oscillates), so it is set to a value larger than “−1”.

【0085】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 a2 '<XIDA2L in step S81, the modified model parameter a2 is set to this lower limit value XIDA2L and the a2 stabilization flag F is set.
Set A2STAB to "1". a2 stabilization flag F
When A2STAB is set to "1", it indicates that the modified model parameter a2 is set to the lower limit value XIDA2L. In FIG. 18, the model parameter correction by the limit process P1 in steps S81 and S82 is
1 ”is attached to the arrow (the line with the arrow).

【0086】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。
When the answer to step S81 is affirmative (YES), that is, when a2'≥XIDA2L, the modified model parameter a2 is set to the model parameter a2 '(step S83). Steps S84 and S8
5, the model parameter a1 ′ is the predetermined a1 lower limit value X
It is determined whether IDA1L and the predetermined upper limit value XIDA1H are within the range. Predetermined a1 lower limit value XIDA1
L is set to a value greater than or equal to −2 and less than 0, and has a predetermined value a
The 1 upper limit value XIDA1H is set to 2, for example.

【0087】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 to 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 corrected 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). Also 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, 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 is set. In FIG. 18, step S84
The correction of the model parameter by the limit process P2 of S87 is shown by the arrow line with "P2".

【0088】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 modified model parameter a1 and the modified model parameter a2 is less than or equal to the 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).

【0089】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 that satisfy the following equation (45). a2 + | a1 | = XA2STAB (45) Therefore, in step S90, it is determined whether or not the combination of the modified model parameters a1 and a2 is on or below the 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 in FIG. 18, so this processing is immediately terminated.

【0090】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, when the answer to step S90 is negative (NO), the modified model parameter a1 is the value obtained by subtracting the predetermined a2 lower limit value XIDA2L from the predetermined stability determination value XA2STAB (XIDA2L <0, so XA2ST
It is determined whether or not AB-XIDA2L> XA2STAB is satisfied (step S91). Then, the modified model parameter a1 is (XA2STAB-XIDA2L)
When it is below, the modified model parameter a2 is set to (XA
2STAB- | a1 |) and the a2 stabilization flag FA2STAB is set to "1" (step S92).

【0091】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)。
In step S91, the modified model parameter a
1 is larger than (XA2STAB-XIDA2L), the modified model parameter a1 is set to (XA2STAB-X
IDA2L), the modified model parameter a2 is set to the predetermined a2 lower limit value XIDA2L, and the a1 stabilization flag FA1STAB and the a2 stabilization flag FA2 are set.
Both STABs are set to "1" (step S9)
3).

【0092】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。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a
1及びa2が算出される。
In FIG. 18, steps S91 and S are performed.
The modification of the model parameter by the limit process P3 of 92 is shown by the arrow line with "P3", and the modification of the model parameter by the limit process P4 of steps S91 and S93 is shown by the arrow line with "P4". Indicated by. As described above, the limit process is executed by the process of FIG. 17 so that the model parameters a1 ′ and a2 ′ fall within the stable region shown in FIG.
1 and a2 are calculated.

【0093】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 flow chart 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 of the predetermined b1 lower limit value XIDB1L and the predetermined b1 upper limit value 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 to, for example, "1".

【0094】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 to steps S101 and S102 are both affirmative (YES), that is, XIDB1L
When ≦ 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.
Set to b1 limit flag FB1LMT
Is set to "1" (steps S101 and S104).
If b1 ′> XIDB1H, the modified 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.
It indicates that it is set to DB1H.

【0095】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,
The model parameter c1 ′ is the predetermined c1 lower limit value XIDC1
It is determined whether or not it is within the range of L and the predetermined c1 upper limit value XIDC1H. The predetermined c1 lower limit value XIDC1L is set to, for example, -60, and the predetermined c1 upper limit value XIDC1H.
Is set to 60, for example.

【0096】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 to steps S111 and S112 are both affirmative (YES), that is, XIDC1L
When ≦ 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.
Set to c1 limit flag FC1LMT
Is set to "1" (steps S111 and S114).
When c1 ′> XIDC1H, the modified 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 it is set to DC1H.

【0097】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 arithmetic processing of the state predictor executed in step S13 of FIG. In step S121, a matrix operation is executed to execute the matrix elements α1, α2, β1 to β2, and γ1 of the equation (35).
Calculate γd. In step S122, equation (35)
The predicted deviation amount PREDTH (k) is calculated by

【0098】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.
9 is a flowchart of a process of calculating (= DUT).
In step S201, the prediction switching function value σ shown in FIG.
The calculation process of pre is executed, and in step S202, the calculation process of the integrated value of the prediction switching function value σpre shown 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.

【0099】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 the stability determination flag FSMCSTAB set in the process of FIG. 29 described later is "1". Stability determination flag FSM
When CSTAB is set to "1", it indicates that the adaptive sliding mode controller 21 is unstable.

【0100】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 S).
207).

【0101】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 are input.
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 makes it possible to prevent the control system from becoming unstable.

【0102】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
If sl is within the range of the predetermined upper and lower limits, this processing is immediately terminated. On the other hand, the control input Usl is the predetermined lower limit value XU.
When it is equal to or lower than SLL, the control input Usl is set to the predetermined lower limit value XUSLL (steps S209 and S212),
When the control input Usl is greater than or equal to the predetermined upper limit value XUSLH, the control input Usl is set to the predetermined upper limit value XUSLH (steps S210, S211).

【0103】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 prediction switching function value σpre executed in step S201 of FIG. In step S221, the arithmetic processing of the switching function setting parameter VPOLE shown in FIG. 24 is executed,
Then, using the above equation (36), the prediction switching function value σpre
The calculation of (k) is executed (step S222).

【0104】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 predictive switching function value σpre (k) is a predetermined upper and lower limit value X.
Whether or not it is within the range of SGMH and XSGML is determined, and when the prediction switching function value σpre (k) is within the range of the predetermined upper and lower limit values, this processing is immediately terminated. On the other hand, when the prediction switching function value σpre (k) is less than or equal to the predetermined lower limit value XSGML, the prediction switching function value σpre (k) is set to the predetermined lower limit value XSGML (steps S223 and S225),
When the prediction switching function value σpre (k) is equal to or larger than the predetermined upper limit value XSGMH, the prediction switching function value σpre (k) is set to the predetermined upper limit value XSGMH (steps S224 and S22).
6).

【0105】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 the 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". When FSMCSTAB = 1 and the adaptive sliding mode controller 21 is unstable, the switching function setting parameter VPOLE is stabilized. The predetermined value XPOLESTB is set (step S232). The stabilization predetermined value XPOLESTB is set to a value larger than "-1" and very close to "-1" (for example, -0.999).

【0106】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
The VPOLE map is searched according to THR, and the switching function setting parameter VPOLE is calculated. As shown in FIG. 25A, the VPOLE map shows that when the throttle valve opening deviation amount DTH takes a value near 0 (the throttle valve opening T
H is set to a value close to the default opening THDEF), and is set to a value other than near 0, the throttle valve opening deviation amount DT
It is set so as to have a substantially constant value with respect to changes in H. Also, the VPOLE map is set such that the VPOLE value increases as the target value change amount DDTHR increases, as shown by the solid line in FIG.
When the throttle valve opening deviation amount DTH takes a value near 0, as shown by the broken line in the figure, the target value change amount DDTH
It is set to increase when R takes a value near 0.

【0107】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
When the change in the decreasing direction of HR is large, the switching function setting parameter VPOLE is set to a relatively small value.
As a result, it is possible to prevent the throttle valve 3 from colliding with the throttle fully closed stopper. Further, the switching function setting parameter VPOLE is set to a relatively large value near the default opening THDEF, and the controllability near the default opening THDEF can be improved.

【0108】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. 10C, when the throttle valve opening TH is near the fully closed opening or near the fully opened opening, the switching function setting parameter VPOLE may be set to be decreased. Good. As a result, when the throttle valve opening TH is in the vicinity of the fully closed opening or in the vicinity of the fully opened opening, the follow-up speed with respect to the target opening THR becomes slow, and the fully closed stopper of the throttle valve 3 (functions as a stopper even at the fully opened opening). Can be more reliably prevented.

【0109】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 predetermined upper and lower limit values XPOLEH and XPOLEL. If the switching function setting parameter VPOLE is within the range of predetermined upper and lower limits, this process is immediately terminated. To do. On the other hand, when the switching function setting parameter VPOLE is equal to or lower than the predetermined lower limit value XPOLEL, the switching function setting parameter VPOLE is set to the predetermined lower limit value XPOLEL (steps S235 and S237), and the switching function setting parameter VPOLE is equal to or higher than the predetermined upper limit value XPOLEH. If there is, the switching function setting parameter VPOLE is set to the predetermined upper limit value XPOLEH (steps S236 and S23).
8).

【0110】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 integrated value SUMSI of the predictive switching function value σpre, which is executed in step S202 of FIG.
It is a flowchart of the process which calculates GMA. The integrated value SUMSIGMA is used to calculate the adaptive law input Uadp in the process of FIG. 28 described later (see the above formula (11a)).

【0111】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, the integrated value SUMSIGMA is calculated by the following equation (47). Δ in the following formula
T is a calculation execution cycle. SUMSIGMA (k) = SUMSIGMA (k-1) + σpre × ΔT (47) In the subsequent steps S242 and S243, the calculated integrated value SUMSIGMA is the predetermined upper and lower limit values XSUMSH and X.
It is determined whether it is within the range of SUMSL, and the integrated value SU
If MSIGMA is within the range of the predetermined upper and lower limits, this process is immediately terminated. On the other hand, the integrated value SUMSIGMA
Is less than or equal to the 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 the predetermined upper limit value XSUMSH, the integrated value S
UMSIGMA is set to a predetermined upper limit value XSUMSH (steps S243, S245).

【0112】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 arithmetic processing of the reaching law input Urch executed in step S204 of FIG. In step S261, the stability determination flag FS
It is determined whether 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 formula (48) (formula (10a) above) is set.
The reaching law input Urch is calculated by the same formula (step S263). Urch = −F × σpre / b1 (48)

【0113】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 the predetermined stabilizing gain XKRCHSTB (step S26).
4), the following equation (49) that does not use the model parameter b1
The reaching law input Urch is calculated by (step S26
5). Urch = −F × σpre (49)

【0114】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 a predetermined upper and lower limit value XURCH
Whether or not it is within the range of H and XURCHL is determined, and when the reaching law input Urch is within the range of the predetermined upper and lower limit values, this processing is immediately terminated. On the other hand, reaching rule input Urc
When h is equal to or lower 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). When the reaching law input Urch is equal to or higher than the predetermined upper limit value XURCHH, the reaching law input Urch is set.
Set ch to a predetermined upper limit value XURCHH (step S
267, S269).

【0115】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 in this way, the control gain F is set to the predetermined stabilizing gain XKRCHSTB and the reaching law input U is obtained without using the model parameter b1.
The adaptive model parameter controller 21 can be returned to a stable state by calculating rch. When the identification by the model parameter identifier 22 becomes unstable, the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable, so the unstable model parameter b1
By not using, the adaptive sliding mode controller 21 can be stabilized.

【0116】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 arithmetic processing of the adaptive law input Uadp executed in step S205 of FIG. In step S271, the stability determination flag FS
It is determined whether 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 formula (50) (formula (11a) above) is set.
The adaptive law input Uadp is calculated by the equation corresponding to (step S273). Uadp = -G × SUMSIGMA / b1 (50)

【0117】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 determination flag FSMCSTAB is "1" and the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable, the control gain G is set to the predetermined stabilizing gain XKADPSTB (step S27).
4), the following equation (51) that does not use the model parameter b1
The adaptive law input Uadp is calculated by (step S27)
5). Uadp = -GxSUMSIGMA (51)

【0118】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。
When the adaptive sliding mode controller 21 becomes unstable in this way, the control gain G is set to the predetermined stabilizing gain XKADPSTB, and the adaptive law input U is set without using the model parameter b1.
The adaptive model parameter controller 21 can be returned to a stable state by calculating adp.

【0119】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 processing, stability determination is performed based on the differential term of the Lyapunov function, and the stability determination flag F
Set up SMCSTAB.

【0120】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 SGMTAB is calculated by the following equation (53).
Is calculated (step S282). Dσpre = σpre (k) −σpre (k−1) (52) SGMSTAB = Dσpre × σpre (k) (53) In step S283, the stability determination parameter SGMS
It is determined whether or not TAB is less than or equal to the stability determination threshold value XSGMSTAB. When 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
When GMTAB ≦ 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).

【0121】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。
At step S286, the value of the instability detection counter CNTSMCST is set to the predetermined count value XSSTAB.
It is determined whether or not the following. CNTSMCST ≦ XSSTA
When 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, the controller 21 determines that it is unstable, and the first determination flag FSMCSTA
B1 is set to "1" (step S288). In addition,
The instability detection counter CNTSMCST has its count value initialized to "0" when the ignition switch is turned on.

【0122】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 a succeeding step S289, the stability determination period counter CNTJUDST is decremented by "1", and then the stability determination period counter CNTJUDST is decremented.
It is determined whether the value of is "0" (step S29).
0). The stability determination period counter CNTJUDST displays a predetermined determination count value XCJ when the ignition switch is turned on.
Initialized to UDST. Therefore, the answer to step S290 is negative (NO) at first, and immediately after step S290.
Proceed to 295.

【0123】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, the stability determination period counter CNTJUD
When ST becomes "0", the process proceeds from step S290 to step S291, and it is determined whether or not the first determination flag FSMCSTAB1 is "1". Then, 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 FSMCSTAB1 is set to "1". Flag FSMCSTAB
2 is set to "1" (step S292).

【0124】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 judgment period counter CNTJUDST is set to the predetermined judgment count value X.
CJUDST is set, and the value of the instability detection counter CNTSMCST is set to "0", and step S2 is performed.
Proceed to 95. In step S295, the stability determination flag F
SMCSTAB is set to the first determination flag FSMCSTAB1.
And the second judgment flag FSMCSTAB2. The second determination flag FSMCSTAB2 is set in step S
The answer of 286 becomes 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 also indicates the stability determination period counter CNTJU.
It is maintained at "1" until the value of DST becomes "0".

【0125】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 flow chart of the calculation processing of the default opening deviation thdefadp executed in step S17 of FIG. In step S251, the gain coefficient KPTH (k) is calculated by the following equation (54). KPTH (k) = PTH (k-1) / (1 + PTH (k-1)) (54)

【0126】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 the gain parameter calculated in step S253 at the previous execution of this processing. In step S252, the model parameter C calculated by the model parameter identifier computing 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 the default opening deviation thdefadp (k). thdefadp (k) = thdefadp (k-1) + KPTH (k) × (c1′-thdefadp (k-1)) (55)

【0127】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, the 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 formula (56) is λ1 ′ in the formula (39). And λ
2'is set to a predetermined value XDEFADPW and "1", respectively.

【0128】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、スロットル弁駆動装置10及びECU7
の一部(モータ6に駆動電流を供給する出力回路)がプ
ラントに相当し、図22の処理が制御手段に相当し、図
11の処理が同定手段に相当し、図12の処理が同定誤
差算出手段に相当し、図14の処理が同定誤差修正手段
に相当し、図11のステップS34がモデルパラメータ
ベクトル算出手段に相当し、図16の処理が制限手段に
相当する。
By the processing of FIG. 30, the model parameter c
1'is statistically processed by the recursive weighted least squares method,
The default opening deviation thdefadp is calculated. In the present embodiment, the throttle valve drive device 10 and the ECU 7
22 corresponds to the plant, the processing of FIG. 22 corresponds to the control means, the processing of FIG. 11 corresponds to the identification means, and the processing of FIG. 12 corresponds to the identification error. 14 corresponds to the identification error correction means, step S34 of FIG. 11 corresponds to the model parameter vector calculation means, and the processing of FIG. 16 corresponds to the limiting means.

【0129】(第2の実施形態)上述した第1の実施形
態では、制御対象モデルをむだ時間dを含む式(1)を
用いて定義し、状態予測器23を用いて、むだ時間d経
過後の予測偏差量PREDTHを算出することにより、
むだ時間を含む制御対象モデルの制御を行っている。そ
のため、状態予測器23に対応した演算をCPUで実行
する必要があり、CPUの演算量が大きくなる。そこ
で、本実施形態では、CPUに加わる演算負荷の軽減を
図るべく、むだ時間dを「0」とした下記式(1a)に
より制御対象モデルを定義し、むだ時間dを「0」とす
ることに起因するモデル化誤差は、適応スライディング
モード制御のロバスト性によって補償している。 DTH(k+1)=a1×DTH(k)+a2×DTH(k-1) +b1×DUT(k)+c1 (1a)
(Second Embodiment) In the first embodiment described above, the controlled object model is defined using the equation (1) including the dead time d, and the dead time d elapses using the state predictor 23. By calculating the subsequent predicted deviation amount PREDTH,
It controls the control target model including dead time. Therefore, it is necessary for the CPU to execute the calculation corresponding to the state predictor 23, and the calculation amount of the CPU becomes large. Therefore, in the present embodiment, in order to reduce the calculation load applied to the CPU, the controlled object model is defined by the following equation (1a) in which the dead time d is “0”, and the dead time d is set to “0”. The modeling error caused by is compensated by the robustness of the adaptive sliding mode control. DTH (k + 1) = a1 × DTH (k) + a2 × DTH (k-1) + b1 × DUT (k) + c1 (1a)

【0130】CPUの演算負荷をさらに軽減するため
に、モデルパラメータの同定アルゴリズムとして、固定
ゲインアルゴリズムを採用している。また、より一層の
制御の安定化を図るべく、モデルパラメータのドリフト
を防止する手法として、不感帯処理に変わる他の手法を
採用している。以下本実施形態を、第1の実施形態と異
なる点を中心として詳細に説明する。以下に述べる点以
外は、第1の実施形態と同一である。
In order to further reduce the computational load on the CPU, a fixed gain algorithm is adopted as the model parameter identification algorithm. Further, in order to further stabilize the control, another method instead of the dead zone processing is adopted as a method for preventing the drift of the model parameter. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail focusing on the points different from the first embodiment. The third embodiment is the same as the first embodiment except for the points described below.

【0131】図31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21a
と、モデルパラメータ同定器22aと、モデルパラメー
タスケジューラ25と、アクセルペダル踏み込み量AC
C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. 31 is a functional block diagram of a throttle valve control device realized by the ECU 7. This control device is an adaptive sliding mode controller 21a.
, Model parameter identifier 22a, model parameter scheduler 25, accelerator pedal depression amount AC
The target opening degree setting unit 24 sets the target opening degree THR of the throttle valve 3 according to C.

【0132】適応スライディングモードコントローラ2
1aには、予測偏差量PREDTHではなく、検出した
スロットル弁開度THが入力され、このスロットル弁開
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が算出さ
れる。
Adaptive sliding mode controller 2
The detected throttle valve opening TH is input to 1a, not the predicted deviation amount PREDTH, and the duty ratio DUT is calculated by the adaptive sliding mode control so that the throttle valve opening TH matches the target opening THR. It

【0133】適応スライディングモードコントローラ2
1aを用いることにより、第1の実施形態で説明した効
果と同様の効果が得られ、また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することができる。した
がって、むだ時間dを「0」とすることに起因するモデ
ル化誤差を補償することができる。
Adaptive sliding mode controller 2
By using 1a, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained, and the robustness of the control system with respect to the dead time of the control target can be ensured. Therefore, the modeling error caused by setting the dead time d to "0" can be compensated.

【0134】モデルパラメータ同定器22aは、第1の
実施形態とは異なる手法で、修正モデルパラメータベク
トルθL(θLT=[a1,a2,b1,c1])を算
出し、適応スライディングモードコントローラ21aに
供給する。より具体的には、モデルパラメータ同定器2
2aは、モデルパラメータスケジューラ25から供給さ
れる基準モデルパラメータベクトルθbaseを、スロ
ットル弁開度TH及びデューティ比DUTに基づいて補
正することにより、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21a
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c1が
得られる。
The model parameter identifier 22a calculates a modified model parameter vector θL (θL T = [a1, a2, b1, c1]) by a method different from that of the first embodiment, and the adaptive sliding mode controller 21a receives it. Supply. More specifically, the model parameter identifier 2
2a calculates the model parameter vector θ by correcting the reference model parameter vector θbase supplied from the model parameter scheduler 25 based on the throttle valve opening TH and the duty ratio DUT. Further, the modified model parameter vector θL is calculated by performing limit processing on the model parameter vector θ, and the modified model parameter vector θL is adapted to the adaptive sliding mode controller 21a.
Supply to. In this way, the optimum model parameters a1, a2, b1 for making the throttle valve opening TH follow the target opening THR are obtained, and further the model parameter c1 showing the disturbance and the deviation of the default opening THDEF is obtained.

【0135】モデルパラメータスケジューラ25は、ス
ロットル弁開度THに基づいて、基準モデルパラメータ
ベクトルθbase(θbaseT=[a1base,
a2base,b1base,c1base])を算出
し、モデルパラメータ同定器22aに供給する。
The model parameter scheduler 25 uses the reference model parameter vector θbase (θbase T = [a1base,
a2base, b1base, c1base]) is calculated and supplied to the model parameter identifier 22a.

【0136】本実施形態では、前記式(1a)により制
御対象モデルを定義しているので、適応スライディング
モードコントローラ21aは、等価制御入力Ueq、到
達則入力Urch及び適応則入力Uadpを、前記式
(9a),(10a),(11a)に代えて、下記式
(9b),(10b),(11b)により算出する。
In this embodiment, since the controlled object model is defined by the equation (1a), the adaptive sliding mode controller 21a calculates the equivalent control input Ueq, the reaching law input Urch, and the adaptive law input Uadp by the equation ( Instead of 9a), (10a), and (11a), the following formulas (9b), (10b), and (11b) are used for calculation.

【数11】 [Equation 11]

【0137】式(9b)〜(11b)は、前記式(9)
〜(11)のむだ時間dを「0」とすることにより得ら
れる。モデルパラメータ同定器22a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
aは、下記式(15)(再掲)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)
Expressions (9b) to (11b) are expressed by the above expression (9).
It is obtained by setting the dead time d of (11) to "0". The model parameter identifier 22a calculates the model parameter vector of the controlled object model based on the input (DUT (k)) and the output (TH (k)) of the controlled object as described above. Specifically, the model parameter identifier 22
For a, the model parameter vector θ (k) is calculated by the following equation (15) (reprinted). θ (k) = θ (k-1) + KP (k) ide (k) (15)

【0138】式(15)の同定誤差ide(k)は、下記
式(17)(再掲)、(18)(再掲)及び(19a)
により定義される。式(19a)は、前記式(19)の
むだ時間dを「0」としたものである。ゲイン係数ベク
トルKP(k)は、下記式(20)(再掲)により定義さ
れ、式(20)の正方行列P(k)は、下記式(21)
(再掲)により算出される
The identification error ide (k) of the equation (15) is calculated by the following equations (17) (repost), (18) (repost) and (19a).
Is defined by Expression (19a) is obtained by setting the dead time d of Expression (19) to “0”. The gain coefficient vector KP (k) is defined by the following equation (20) (reprinted), and the square matrix P (k) of the equation (20) is expressed by the following equation (21).
Calculated by (repost)

【数12】 [Equation 12]

【数13】 [Equation 13]

【0139】本実施形態では、第1の実施形態と同様に
下記要求B1〜B3を満たすことに加えて、さらに下記
要求B4及びB5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
である。 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。 B4)ECUの演算能力とマッチング 具体的には、演算量をより低減させることが求められ
る。 B5)モデルパラメータ(制御性能)の安定化 具体的は、同定されるモデルパラメータのばらつきを極
力抑制することが求められる。
In this embodiment, in addition to satisfying the following requirements B1 to B3 as in the first embodiment, it is required to further satisfy the following requirements B4 and B5. B1) Adaptation to changes in quasi-static dynamic characteristics and variations in characteristics of hardware “Changes in quasi-static dynamic characteristics” are slow-changing characteristic changes such as fluctuations in power supply voltage and aging of hardware. 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) Model Parameter Drift Prevention It is possible to prevent a problem that an absolute value of a model parameter increases due to an influence of an identification error caused by a non-linear characteristic of a controlled object which should not be reflected in the model parameter. B4) Matching with Computation Ability of ECU Specifically, it is required to further reduce the computation amount. B5) Stabilization of model parameters (control performance) Specifically, it is required to suppress variations in identified model parameters as much as possible.

【0140】先ず要求B4を満たすために、係数λ1及
びλ2をそれぞれ1,0に設定することにより、固定ゲ
インアルゴリズムを採用する。これによって、正方行列
P(k)は一定となるため、式(21)の演算を省略する
ことができ、演算量を大幅に低減できる。
First, in order to satisfy the requirement B4, the fixed gain algorithm is adopted by setting the coefficients λ1 and λ2 to 1 and 0, respectively. As a result, the square matrix P (k) becomes constant, so that the calculation of Expression (21) can be omitted, and the calculation amount can be significantly reduced.

【0141】すなわち固定ゲインアルゴリズムを採用す
ると、式(20)は、下記式(20a)のように簡略化
される。式(20a)においてPは、定数を対角要素と
する正方行列である。
That is, when the fixed gain algorithm is adopted, the equation (20) is simplified as the following equation (20a). In the equation (20a), P is a square matrix whose constants are diagonal elements.

【数14】 このように簡略化されたアルゴリズムによれば、演算量
を削減できる。しかし、モデルパラメータベクトルθ
(k)を算出する式(15)は、下記式(15b)のよう
に書き直すことができ、同定誤差ide(k)の積分構造
を有するため、モデルパラメータのドリフトが起き易
い。 θ(k)=θ(0)+KP(1)ide(1)+KP(2)ide(2) +……+KP(k)ide(k) (15b) ここで、θ(0)は、モデルパラメータの初期値を要素と
する初期値ベクトルである。
[Equation 14] According to the algorithm thus simplified, the amount of calculation can be reduced. However, the model parameter vector θ
The equation (15) for calculating (k) can be rewritten as the following equation (15b), and since it has the integral structure of the identification error ide (k), the model parameter drift easily occurs. θ (k) = θ (0) + KP (1) ide (1) + KP (2) ide (2) + ... + KP (k) ide (k) (15b) where θ (0) is a model parameter This is an initial value vector whose elements are the initial values of.

【0142】そこで本実施形態では、このようなモデル
パラメータのドリフトを防止するために、モデルパラメ
ータベクトルθ(k)を上記式(15b)に代えて、下記
式(15c)により、算出するようにした。 θ(k)=θ(0)+DELTAk-1×KP(1)ide(1) +DELTAk-2×KP(2)ide(2)+…… +DELTA×KP(k-1)ide(k-1)+KP(k)ide(k) (15c) ここで、DELTAは下記式で示すように、忘却係数D
ELTAi(i=1〜4)を要素とする忘却係数ベクト
ルである。 DELTA=[DELTA1,DELTA2,DELT
A3,DELTA4]
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent such model parameter drift, the model parameter vector θ (k) is calculated by the following equation (15c) instead of the above equation (15b). did. θ (k) = θ (0) + DELTA k-1 × KP (1) ide (1) + DELTA k-2 × KP (2) ide (2) + …… + DELTA × KP (k-1) ide (k- 1) + KP (k) ide (k) (15c) where DELTA is the forgetting factor D as shown in the following equation.
It is a forgetting coefficient vector whose elements are ELTAi (i = 1 to 4). DELTA = [Delta1, Delta2, Delta
A3, DELTA4]

【0143】忘却係数DELTAiは、0から1の間の
値に設定され(0<DELTAi<1)、過去の同定誤
差の影響を徐々に減少させる機能を有する。ただし、モ
デルパラメータb1の演算に係る係数DELTA3また
はモデルパラメータc1の演算にかかる係数DELTA
4の何れか一方は、「1」として、実質的に忘却係数が
乗算されないようにする。このように、忘却係数ベクト
ルDELTAの要素の一部を「1」とすることにより、
目標値DTHRと、スロットル弁開度偏差量DTHとの
定常偏差が発生することを防止することができる。な
お、係数DELTA3及びDELTA4をともに「1」
とすると、モデルパラメータのドリフト防止効果が不十
分となるので、何れか一方のみを「1」とすることが望
ましい。
The forgetting factor DELTAi is set to a value between 0 and 1 (0 <DELTATAi <1) and has a function of gradually reducing the influence of past identification error. However, the coefficient DELTA3 related to the calculation of the model parameter b1 or the coefficient DELTA related to the calculation of the model parameter c1
Either one of 4 is set to "1" so that the forgetting coefficient is not substantially multiplied. Thus, by setting some of the elements of the forgetting factor vector DELTA to "1",
It is possible to prevent the steady deviation between the target value DTHR and the throttle valve opening deviation amount DTH from occurring. Note that the coefficients DELTA3 and DELTA4 are both "1".
Then, the effect of preventing drift of the model parameter becomes insufficient, so it is desirable to set only one of them to "1".

【0144】式(15c)を漸化式形式に書き直すと、
下記式(15d)(15e)が得られる。前記式(1
5)に代えて下記式(15d)及び(15e)を用いて
モデルパラメータベクトルθ(k)を算出する手法を、以
下δ修正法といい、式(15e)で定義されるdθ(k)
を「更新ベクトル」という。 θ(k)=θ(0)+dθ(k) (15d) dθ(k)=DELTA×dθ(k-1)+KP(k)ide(k) (15e)
Rewriting equation (15c) in recurrence form,
The following formulas (15d) and (15e) are obtained. Equation (1)
The method of calculating the model parameter vector θ (k) using the following equations (15d) and (15e) instead of 5) is hereinafter referred to as the δ correction method, and dθ (k) defined by the equation (15e).
Is called "update vector". θ (k) = θ (0) + dθ (k) (15d) dθ (k) = DELTA × dθ (k-1) + KP (k) ide (k) (15e)

【0145】δ修正法を用いたアルゴリズムによれば、
上記要求B3を満たすドリフト防止効果とともに、上記
要求B5を満たすモデルパラメータの安定化効果も得ら
れる。すなわち、初期値ベクトルθ(0)が常に保存さ
れ、更新ベクトルdθ(k)も忘却係数ベクトルDELT
Aの働きにより、その要素のとりうる値が制限されるの
で、各モデルパラメータを初期値近傍に安定させること
ができる。
According to the algorithm using the δ correction method,
In addition to the drift prevention effect that satisfies the requirement B3, the model parameter stabilizing effect that satisfies the requirement B5 can be obtained. That is, the initial value vector θ (0) is always saved, and the update vector dθ (k) is also the forgetting coefficient vector DELT.
The function of A limits the possible values of the element, so that each model parameter can be stabilized near the initial value.

【0146】さらに実際の制御対象の入出力データに基
づいた同定により更新ベクトルdθ(k)を調整しつつモ
デルパラメータを算出するので、実際の制御対象に適合
したモデルパラメータを算出でき、上記要求B1も満た
される。次に要求B2を満たすべく、本実施形態では上
記式(15d)の初期値ベクトルθ(0)に代えて、基準
モデルパラメータベクトルθbaseを用いる下記式
(15f)により、モデルパラメータベクトルθ(k)を
算出することとした。 θ(k)=θbase+dθ(k) (15f)
Further, since the model parameter is calculated while adjusting the update vector dθ (k) by the identification based on the input / output data of the actual controlled object, the model parameter suitable for the actual controlled object can be calculated, and the above request B1 Is also satisfied. Next, in order to satisfy the requirement B2, in the present embodiment, the model parameter vector θ (k) is calculated by the following equation (15f) using the reference model parameter vector θbase instead of the initial value vector θ (0) of the equation (15d). Was calculated. θ (k) = θbase + dθ (k) (15f)

【0147】基準モデルパラメータベクトルθbase
は、モデルパラメータスケジューラ25によりスロット
ル弁開度偏差量DTH(=TH−THDEF)に応じて
設定されるので、スロットル弁開度THの変化に対応す
る動特性の変化に適応させることができ、上記要求B2
を満たすことができる。
Reference model parameter vector θbase
Is set according to the throttle valve opening deviation amount DTH (= TH-THDEF) by the model parameter scheduler 25, so that it can be adapted to the change in the dynamic characteristic corresponding to the change in the throttle valve opening TH. Request B2
Can meet.

【0148】以上のように本実施形態では、固定ゲイン
アルゴリズムを採用することにより、ECUの演算量の
低減を図り(要求B4)、δ修正法を用いたアルゴリズ
ムを採用することにより、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(要求B1)、モデ
ルパラメータ(制御性能)の安定化(要求B5)、及び
モデルパラメータのドリフト防止(要求B3)を実現
し、モデルパラメータスケジューラ25を採用すること
により、スロットル弁開度THの変化に対応した動特性
変化への適応(要求B2)を実現している。
As described above, in this embodiment, the fixed gain algorithm is adopted to reduce the amount of calculation of the ECU (requirement B4), and the algorithm using the δ correction method is adopted. Adapts to changes in dynamic characteristics and variations in hardware characteristics (requirement B1), stabilizes model parameters (control performance) (requirement B5), and prevents drift of model parameters (requirement B3), and adopts the model parameter scheduler 25. By doing so, the adaptation (requirement B2) to the dynamic characteristic change corresponding to the change of the throttle valve opening TH is realized.

【0149】なお、式(15f)により算出されるモデ
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,b1,c1])を算出する点は、第1の実施形態
と同様である。
The elements a1 ', a2', of the model parameter vector θ (k) calculated by the equation (15f),
Limit processing is performed on b1 ′ and c1 ′, and the modified model parameter vector θL (k) (θL (k) T = [a1,
a2, b1, c1]) is the same as in the first embodiment.

【0150】また、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thdef
adpとして算出し、下記式(41)(42)(再掲)
によりスロットル弁開度偏差量DTH及び目標値DTH
Rを算出する点も、第1の実施形態と同様である。 DTH(k)=TH(k)−THDEF+thdefadp (41) DTHR(k)=THR(k)−THDEF+thdefadp (42)
Further, the model parameter c1 'is statistically processed, and the center value of the variation is used as the default opening deviation thdef.
Calculated as adp, and the following formulas (41) (42) (repost)
The throttle valve opening deviation amount DTH and the target value DTH
The point of calculating R is also the same as in the first embodiment. DTH (k) = TH (k) -THDEF + thdefadp (41) DTHR (k) = THR (k) -THDEF + thdefadp (42)

【0151】次に上述した適応スライディングモードコ
ントローラ21a、モデルパラメータ同定器22a及び
モデルパラメータスケジューラ25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 arithmetic processing in the CPU of the ECU 7 for realizing the functions of the adaptive sliding mode controller 21a, the model parameter identifier 22a and the model parameter scheduler 25 described above will be described.

【0152】図32は、スロットル弁開度制御の全体フ
ローチャートである。この処理は、図9に示すスロット
ル弁開度制御処理のステップS13(状態予測器の演
算)を削除し、ステップS12,S14及びS16を、
それぞれステップS12a,14a及び16aに変更し
たものである。
FIG. 32 is an overall flow chart of throttle valve opening control. In this process, step S13 (calculation of the state predictor) of the throttle valve opening control process shown in FIG. 9 is deleted, and steps S12, S14 and S16 are executed.
These are changed to steps S12a, 14a and 16a, respectively.

【0153】ステップS12aでは、図33に示すモデ
ルパラメータ同定器の演算、すなわち前記式(15f)
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 S12a, the calculation of the model parameter identifier shown in FIG. 33, that is, the above equation (15f)
The calculation process of the model parameter vector θ (k) is executed, and the limit process is further executed to calculate the modified model parameter vector θL (k).

【0154】ステップS14aでは、修正モデルパラメ
ータベクトルθL(k)を用いて、図36に示す制御入力
Usl(k)の演算処理を実行する。すなわち、前記式
(9b)(10b)(11b)により、等価制御入力U
eq、到達則入力Urch(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U
sl(k)(=デューティ比DUT(k))を算出する。
In step S14a, the processing of the control input Usl (k) shown in FIG. 36 is executed using the modified model parameter vector θL (k). That is, the equivalent control input U is calculated by the equations (9b), (10b) and (11b).
eq, reaching law input Urch (k) and adaptive law input Uadp
(k) is calculated, and the control input U is calculated as the sum of those inputs.
sl (k) (= duty ratio DUT (k)) is calculated.

【0155】ステップS16aでは、図41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、予測切換関数値σpreに代えて、切換
関数値σを用いてスライディングモードコントローラの
安定性判別を行い、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」に設定されたときの処理は、第1の実施形態と同
様である。
In step S16a, the stability determination process of the sliding mode controller shown in FIG. 41 is executed. That is, the stability determination of the sliding mode controller is performed by using the switching function value σ instead of the predicted switching function value σpre, and the stability determination flag FSMCSTAB is set. This stability determination flag FSMCSTAB is
The process when set to "1" is the same as that in the first embodiment.

【0156】図33は、モデルパラメータ同定器22a
の演算処理のフローチャートである。この処理は、図1
1に示すモデルパラメータ同定器の演算処理のステップ
S31〜S34をそれぞれ、ステップS31a〜S34
aに変更し、さらにステップS33b及びS33cを追
加したものである。
FIG. 33 shows the model parameter identifier 22a.
3 is a flowchart of the arithmetic processing of FIG. This process is shown in FIG.
Steps S31 to S34 of the calculation process of the model parameter identifier shown in FIG.
It is changed to a, and steps S33b and S33c are added.

【0157】ステップS31aでは、式(20a)によ
りゲイン係数ベクトルKP(k)を算出し、次いで式(1
8)及び(19a)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S32a)。ス
テップS33aでは、図35に示すide(k)の演算処
理を実行し、同定誤差ide(k)を算出する。ステップ
S33bでは、式(15e)により更新ベクトルdθ
(k)を算出し、次いでスロットル弁開度偏差量DTHに
応じて図34に示すθbaseテーブルを検索し、基準
モデルパラメータベクトルθbaseを算出する(ステ
ップS33c)。θbaseテーブルには、基準モデル
パラメータa1base,a2base及びb1bas
eが設定されている。スロットル弁開度偏差量DTHが
「0」近傍の値をとる(スロットル弁開度THが、デフ
ォルト開度THDEF近傍である)とき、基準モデルパ
ラメータa1base及びb1baseは減少し、基準
モデルパラメータa2baseは増加するように設定さ
れている。また、基準モデルパラメータc1base
は、「0」に設定される。
In step S31a, the gain coefficient vector KP (k) is calculated by the equation (20a), and then the equation (1)
The estimated throttle valve opening deviation amount DTHHAT (k) is calculated from 8) and (19a) (step S32a). In step S33a, the calculation processing of ide (k) shown in FIG. 35 is executed to calculate the identification error ide (k). In step S33b, the update vector dθ is calculated by the equation (15e).
(k) is calculated, and then the θbase table shown in FIG. 34 is searched according to the throttle valve opening deviation amount DTH to calculate the reference model parameter vector θbase (step S33c). In the θbase table, reference model parameters a1base, a2base, and b1bas are included.
e is set. When the throttle valve opening deviation amount DTH takes a value near “0” (the throttle valve opening TH is near the default opening THDEF), the reference model parameters a1base and b1base decrease and the reference model parameter a2base increases. Is set to. In addition, the reference model parameter c1base
Is set to "0".

【0158】ステップS34aでは、式(15f)によ
りモデルパラメータベクトルθ(k)を算出し、次いで第
1の実施形態と同様に、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 step S34a, the model parameter vector θ (k) is calculated by the equation (15f), and then the model parameter vector θ is calculated as in the first embodiment.
The stabilization process of (k) is executed (step S35). That is, the limit process of each model parameter is performed to calculate the modified model parameter vector θL (k).

【0159】図35は、図33のステップS33aで実
行されるide(k)演算処理のフローチャートである。
この処理は、図12のide(k)演算処理のステップS
56(不感帯処理)を削除し、ステップS51をステッ
プS51aに変更したものである。すなわち本実施形態
では、δ修正法により、モデルパラメータのドリフトが
防止されるので、不感帯処理は実行しない。
FIG. 35 is a flowchart of the side (k) calculation process executed in step S33a of FIG.
This process is step S of the ide (k) calculation process of FIG.
56 (dead zone process) is deleted and step S51 is changed to step S51a. That is, in the present embodiment, the delta correction method prevents the drift of the model parameter, so the dead zone process is not executed.

【0160】また、ステップS51aでは、推定スロッ
トル弁開度偏差量DTHHAT(k)を式(18)及び
(19a)により算出し、この推定スロットル弁開度偏
差量DTHHAT(k)を用いて同定誤差ide(k)を算出
する。本実施形態では、制御対象モデルのむだ時間dを
「0」としているので、ステップS52の所定値XCN
TIDSTは、例えば「2」に設定される。
Further, in step S51a, the estimated throttle valve opening deviation amount DTHHAT (k) is calculated by the equations (18) and (19a), and the identification error is calculated using the estimated throttle valve opening deviation amount DTHHAT (k). Calculate ide (k). In this embodiment, since the dead time d of the controlled object model is set to "0", the predetermined value XCN of step S52 is set.
TIDST is set to “2”, for example.

【0161】図36は、図32のステップS14aで実
行される、スロットル弁駆動装置10への制御入力Us
l(=DUT)を算出する処理のフローチャートであ
る。この処理は、図22に示すUsl演算処理のステッ
プS201〜S205を、それぞれステップS201a
〜S205aに変更したものである。
FIG. 36 shows the control input Us to the throttle valve drive system 10 executed in step S14a of FIG.
It is a flowchart of the process which calculates 1 (= DUT). In this process, steps S201 to S205 of the Usl calculation process shown in FIG.
Up to S205a.

【0162】ステップS201aでは、図37に示す切
換関数値σの演算処理を実行し、ステップS202aで
は、図38に示す切換関数値σの積算値の演算処理を実
行する。ステップS203aでは、前記式(9b)によ
り、等価制御入力Ueqを算出する。ステップS204
aでは、図39に示す到達則入力Urchの演算処理を
実行し、ステップS205aでは、図40に示す適応則
入力Uadpの演算処理を実行する。
In step S201a, the switching function value σ shown in FIG. 37 is executed, and in step S202a, the integrated value of the switching function value σ shown in FIG. 38 is executed. In step S203a, the equivalent control input Ueq is calculated by the equation (9b). Step S204
In a, the arithmetic processing of the reaching law input Urch shown in FIG. 39 is executed, and in step S205a, the arithmetic processing of the adaptive law input Uadp shown in FIG. 40 is executed.

【0163】図37は、図36のステップS201aで
実行される切換関数値σの演算処理のフローチャートで
ある。この処理は、図23に示す予測切換関数値σpr
eの演算処理のステップS222〜S226を、それぞ
れステップS222a〜226aに変更したものであ
る。
FIG. 37 is a flow chart of the calculation process of the switching function value σ executed in step S201a of FIG. This process is performed by using the prediction switching function value σpr shown in FIG.
Steps S222 to S226 of the arithmetic processing of e are changed to steps S222a to 226a, respectively.

【0164】ステップS222aでは、前記式(5)に
より、切換関数値σ(k)を算出する。続くステップS2
23a〜S226aは、図23のステップS223〜S
226の「σpre」を「σ」に置き換えたものであ
り、切換関数値σ(k)に対して、図23の処理と同様の
リミット処理を行う。
In step S222a, the switching function value σ (k) is calculated by the equation (5). Continuing step S2
23a to S226a correspond to steps S223 to S in FIG.
In this example, “σpre” in 226 is replaced with “σ”, and the same limit processing as the processing in FIG. 23 is performed on the switching function value σ (k).

【0165】図38は、図36のステップS202aで
実行される、切換関数値σの積算値SUMSIGMAa
を算出する処理のフローチャートである。この処理は、
図26に示すσpreの積算値演算処理のステップS2
41〜S245を、それぞれステップS241a〜S2
45aに変更したものである。積算値SUMSIGMA
aは、後述する図40の処理で適応則入力Uadpの算
出に使用される(前記式(11b)参照)。
FIG. 38 shows an integrated value SUMSIGMAa of the switching function value σ executed in step S202a of FIG.
It is a flowchart of the process which calculates. This process
Step S2 of the integrated value calculation process of σpre shown in FIG.
41 to S245 through steps S241a to S2, respectively.
It has been changed to 45a. Integrated value SUMSIGMA
a is used to calculate the adaptive law input Uadp in the process of FIG. 40 described later (see the above equation (11b)).

【0166】ステップS241aでは、下記式(47
a)により、積算値SUMSIGMAaを算出する。S
UMSIGMAa(k)=SUMSIGMAa(k-1)+σ×
ΔT (47a)続くステップS242a〜S245a
では、算出した積算値SUMSIGMAaに対して、図
26の処理と同様のリミット処理を行う。
In step S241a, the following equation (47)
The integrated value SUMSIGMAa is calculated according to a). S
UMSIGMAa (k) = SUMSIGMAa (k-1) + σ ×
ΔT (47a) Subsequent steps S242a to S245a
Then, limit processing similar to the processing of FIG. 26 is performed on the calculated integrated value SUMSIGMAa.

【0167】図39は、図36のステップS204a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。この処理は、図27に示す到達則入力Ur
ch演算処理のステップS263及びS265をそれぞ
れステップS263a及びS265aに変更したもので
ある。
FIG. 39 is a flowchart of the arithmetic processing of the reaching law input Urch executed in step S204a of FIG. This process is performed by the reaching law input Ur shown in FIG.
The steps S263 and S265 of the ch arithmetic processing are changed to steps S263a and S265a, respectively.

【0168】すなわち、本実施形態では、予測切換関数
値σpreではなく、切換関数値σを用いて、適応スラ
イディングモードコントローラ21aが安定してるとき
の到達則入力Urchの算出(ステップS263a)、
及び適応スライディングモードコントローラ21aが不
安定であるときの到達則入力Urchの算出(ステップ
S265a)を実行する。
That is, in the present embodiment, the reaching law input Urch when the adaptive sliding mode controller 21a is stable is calculated by using the switching function value σ instead of the predicted switching function value σpre (step S263a),
And the calculation of the reaching law input Urch when the adaptive sliding mode controller 21a is unstable (step S265a).

【0169】図40は、図36のステップS205a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。この処理は、図28に示す適応則入力Ua
dp演算処理のステップS273及びS275をそれぞ
れステップS273a及びS275aに変更したもので
ある。
FIG. 40 is a flowchart of the arithmetic processing of the adaptive law input Uadp executed in step S205a of FIG. This process corresponds to the adaptive law input Ua shown in FIG.
The steps S273 and S275 of the dp calculation process are changed to steps S273a and S275a, respectively.

【0170】すなわち、本実施形態では、切換関数値σ
の積算値SUMSIGUMAaを用いて、適応スライデ
ィングモードコントローラ21aが安定してるときの適
応則入力Uadpの算出(ステップS273a)、及び
適応スライディングモードコントローラ21aが不安定
であるときの適応則入力Uadpの算出(ステップS2
75a)を実行する。
That is, in the present embodiment, the switching function value σ
Of the adaptive law input Uadp when the adaptive sliding mode controller 21a is stable (step S273a) and the adaptive law input Uadp when the adaptive sliding mode controller 21a is unstable ( Step S2
75a) is executed.

【0171】図41は、図32のステップS16a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。この処理は、図29のス
テップS281及びS281をそれぞれステップS28
1a及びS282aに変更したものである。
FIG. 41 is a flowchart of the stability determination process of the sliding mode controller executed in step S16a of FIG. This process corresponds to steps S281 and S281 of FIG.
1a and S282a.

【0172】ステップS281aでは下記式(52a)
により、切換関数変化量Dσを算出し、ステップS28
2aでは、下記式(53a)により、安定性判別パラメ
ータSGMSTABを算出する。すなわち、予測切換関
数値σpreではなく、切換関数値σに基づいて安定性
判別を行う。 Dσ=σ(k)−σ(k-1) (52a) SGMSTAB=Dσ×σ(k) (53a)
In step S281a, the following equation (52a)
Then, the switching function change amount Dσ is calculated, and step S28
In 2a, the stability determination parameter SGMSTAB is calculated by the following equation (53a). That is, the stability determination is performed based on the switching function value σ instead of the predicted switching function value σpre. Dσ = σ (k) −σ (k−1) (52a) SGMSTAB = Dσ × σ (k) (53a)

【0173】本実施形態では、スロットル弁駆動装置1
0及びECU7の一部(モータ6に駆動電流を供給する
出力回路)がプラントに相当し、図36の処理が制御手
段に相当し、図33の処理が同定手段に相当し、図35
の処理が同定誤差算出手段に相当し、図33のステップ
S33bが更新ベクトル算出手段及び更新ベクトル修正
手段に相当し、図33のステップS34aがモデルパラ
メータベクトル算出手段に相当し、図33のステップS
35が制限手段に相当する。
In this embodiment, the throttle valve drive device 1
0 and a part of the ECU 7 (an output circuit for supplying a drive current to the motor 6) correspond to the plant, the processing of FIG. 36 corresponds to the control means, the processing of FIG. 33 corresponds to the identification means, and the processing of FIG.
33 corresponds to the identification error calculating means, step S33b of FIG. 33 corresponds to the update vector calculating means and update vector correcting means, step S34a of FIG. 33 corresponds to the model parameter vector calculating means, and step S of FIG.
35 corresponds to the limiting means.

【0174】(第3の実施形態)図42は、本発明の第
3の実施形態にかかる制御系の構成を示すブロック図で
ある。この制御系は、制御対象であるプラント101
と、プラントの出力である混合液のpH(ペーハー)を
検出するpHセンサ102と、pHセンサ出力V1OU
Tから第1基準値V1BASEを減算する減算器103
と、制御目標値V1TARGETを生成する目標値生成
部104と、第1操作量U1を決定する操作量決定部1
05と、第1操作量U1と第2基準値V2BASEとを
加算し、第2操作量U2を出力する加算器106とから
なる。
(Third Embodiment) FIG. 42 is a block diagram showing the configuration of a control system according to the third embodiment of the present invention. This control system is a plant 101 to be controlled.
And a pH sensor 102 for detecting the pH (pH) of the mixed liquid, which is the output of the plant, and the pH sensor output V1OU
Subtractor 103 for subtracting the first reference value V1BASE from T
And a target value generator 104 that generates a control target value V1TARGET, and a manipulated variable determiner 1 that determines the first manipulated variable U1.
05, a first manipulated variable U1 and a second reference value V2BASE, and an adder 106 that outputs a second manipulated variable U2.

【0175】減算器103、目標値生成部104、操作
量決定部105及び加算器106は、具体的にはCP
U、メモリ、入出力回路などからなる電子コントロール
ユニットにより構成される。プラント101は、第2操
作量U2に応じてアルカリ液の流量を制御する流量制御
弁111と、流量制御弁111を介して供給されるアル
カリ液と、酸性液とを攪拌する攪拌器112とからな
る。プラント101は、アルカリ液と酸性液とを攪拌す
ることにより、所望のpH値の混合液を出力するもので
ある。
The subtractor 103, the target value generator 104, the manipulated variable determiner 105 and the adder 106 are, specifically, CP.
It is composed of an electronic control unit including a U, a memory, an input / output circuit, and the like. The plant 101 includes a flow rate control valve 111 that controls the flow rate of the alkaline liquid according to the second manipulated variable U2, and an agitator 112 that agitates the alkaline liquid supplied via the flow rate control valve 111 and the acidic liquid. Become. The plant 101 outputs a mixed liquid having a desired pH value by stirring an alkaline liquid and an acidic liquid.

【0176】操作量決定部105は、プラント101を
モデル化した制御対象モデルのモデルパラメータベクト
ルを同定する同定器121と、適応スライディングモー
ドコントローラ122と、予測器123とからなる。同
定器121、適応スライディングモードコントローラ1
22、及び予測器123は、それぞれ第1の実施形態に
おけるモデルパラメータ同定器22、適応スライディン
グモードコントローラ21、及び状態予測器23に対応
し、これらと同様の機能を有する。
The manipulated variable determiner 105 comprises an identifier 121 for identifying a model parameter vector of a controlled object model that models the plant 101, an adaptive sliding mode controller 122, and a predictor 123. Identifier 121, adaptive sliding mode controller 1
22 and the predictor 123 correspond to the model parameter identifier 22, the adaptive sliding mode controller 21, and the state predictor 23 in the first embodiment, respectively, and have the same functions as these.

【0177】以下本実施形態における構成要素及びパラ
メータと、第1の実施形態における構成要素及びパラメ
ータとの対応関係を説明する。pHセンサ101は、ス
ロットル弁開度センサ8に相当し、pHセンサ101の
出力V1OUTは、スロットル弁開度THに相当する。
第1目標値V1BASEは、デフォルト開度THDEF
に相当するものであり、本実施形態では、例えば中性に
対応するpH値とする。したがって、偏差量DV1がス
ロットル弁開度偏差量DTHに相当する。また目標値生
成部104が、目標開度設定部24に相当し、制御目標
値V1TARGETがスロットル弁開度偏差量の目標値
DTHRに相当する。なお、第1の実施形態において
は、減算器103の機能は、モデルパラメータ同定器2
2及び状態予測器23に含まれている。
Correspondence between the components and parameters of this embodiment and the components and parameters of the first embodiment will be described below. The pH sensor 101 corresponds to the throttle valve opening sensor 8, and the output V1OUT of the pH sensor 101 corresponds to the throttle valve opening TH.
The first target value V1BASE is the default opening THDEF
In the present embodiment, for example, the pH value corresponds to neutrality. Therefore, the deviation amount DV1 corresponds to the throttle valve opening deviation amount DTH. Further, the target value generation unit 104 corresponds to the target opening setting unit 24, and the control target value V1TARGET corresponds to the target value DTHR of the throttle valve opening deviation amount. Note that in the first embodiment, the function of the subtractor 103 is that the model parameter identifier 2
2 and the state predictor 23.

【0178】第2基準値V2BASEは、適応スライデ
ィングモードコントローラ122の出力である第1操作
量U1の中心値をバイアスするために加算されるもので
ある。第1の実施形態では加算器106に相当する構成
要素はなく、したがって第2基準値V2BASEは実質
的に「0」とされている(すなわち、U1=U2=Us
lである)。本実施形態では、第2基準値V2BASE
は、例えば流量制御弁111の開度が50%となるよう
な値に設定される。
The second reference value V2BASE is added to bias the central value of the first manipulated variable U1, which is the output of the adaptive sliding mode controller 122. In the first embodiment, there is no component corresponding to the adder 106, and therefore the second reference value V2BASE is substantially “0” (that is, U1 = U2 = Us).
1). In the present embodiment, the second reference value V2BASE
Is set to a value such that the opening of the flow control valve 111 is 50%.

【0179】流量制御弁111は、デューティ比DUT
のパルス信号でオンオフ制御されるスイッチング素子
(ECU7の出力回路に含まれ、図示及び説明を省略し
ている)に相当し、アルカリ液は電源電圧に相当する。
また流量制御弁111の出力流量V2は、モータ6の駆
動電流に相当し、攪拌器112は、モータ6及びスロッ
トル弁3の弁体に相当し、酸性液はスロットル弁3の弁
体に加わる吸気管負圧や、リターンスプリング4及び弾
性部材5の付勢力に相当する。攪拌器112から出力さ
れるの混合液のpH値V1が、実際のスロットル弁開度
に相当する。
The flow control valve 111 has a duty ratio DUT.
Corresponds to a switching element (which is included in the output circuit of the ECU 7 and whose illustration and description are omitted) whose on / off is controlled by the pulse signal of 1. and the alkaline solution corresponds to the power supply voltage.
Further, the output flow rate V2 of the flow rate control valve 111 corresponds to the drive current of the motor 6, the agitator 112 corresponds to the valve body of the motor 6 and the throttle valve 3, and the acidic liquid is the intake air added to the valve body of the throttle valve 3. It corresponds to the tube negative pressure and the biasing force of the return spring 4 and the elastic member 5. The pH value V1 of the mixed liquid output from the stirrer 112 corresponds to the actual opening degree of the throttle valve.

【0180】以上のような対応関係があるので、プラン
ト101を第1の実施形態と同様にモデル化し、同様の
制御手法を適用することができる。すなわち、同定器1
21は、第1操作量U1及び偏差量DV1に基づいて、
第1の実施形態と同様の演算処理により、修正モデルパ
ラメータパラメータベクトルθLを算出し、予測器12
3は、第1操作量U1、偏差量DV1及び修正モデルパ
ラメータベクトルθLに基づいて、第1の実施形態と同
様の演算処理により、予測偏差量PREDV1を算出
し、適応スライディングモードコントローラ122は、
予測偏差量PREDV1及び修正モデルパラメータベク
トルθLに基づいて、第1の実施形態と同様の演算処理
により、予測偏差量PREDV1を制御目標値V1TA
RGETに一致させるように、第1操作量U1を算出す
る。したがって、制御目標値V1TARGETとして、
所望の相対pH値(第1基準値V1BASEとの偏差
量)を設定することにより、プラントの出力V1を所望
のpH値に一致させることができる。本実施形態では、
同定器121が同定手段に相当し、同定誤差算出手段、
同定誤差修正手段、モデルパラメータベクトル算出手段
及び制限手段を含む。
Because of the above correspondence, the plant 101 can be modeled as in the first embodiment and the same control method can be applied. That is, the identifier 1
21 is based on the first operation amount U1 and the deviation amount DV1.
The modified model parameter parameter vector θL is calculated by the same arithmetic processing as that of the first embodiment, and the predictor 12
3 calculates a predicted deviation amount PREDV1 based on the first operation amount U1, the deviation amount DV1, and the modified model parameter vector θL by the same calculation process as in the first embodiment, and the adaptive sliding mode controller 122
Based on the predicted deviation amount PREDV1 and the modified model parameter vector θL, the predicted deviation amount PREDV1 is set to the control target value V1TA by the same calculation processing as that of the first embodiment.
The first manipulated variable U1 is calculated so as to match RGET. Therefore, as the control target value V1TARGET,
By setting a desired relative pH value (deviation amount from the first reference value V1BASE), the plant output V1 can be made to match the desired pH value. In this embodiment,
The identifier 121 corresponds to the identification means, and the identification error calculation means,
It includes identification error correction means, model parameter vector calculation means and restriction means.

【0181】(第3の実施形態の変形例)図43は、図
42に示す構成の変形例を示す図である。この変形例で
は、図42のプラント101ではなく、プラント101
aが制御対象とされる。プラント101aは、プラント
101に、流量制御弁111の出力流量V2を検出する
流量センサ113と、流量センサ出力V2OUTが第2
操作量U2に対応する流量値と一致するように、流量制
御弁111を制御するフィードバック制御器114とを
追加して構成されている。
(Modification of Third Embodiment) FIG. 43 shows a modification of the configuration shown in FIG. In this modification, the plant 101 is not the plant 101 of FIG.
a is a control target. The plant 101a has a flow rate sensor 113 that detects the output flow rate V2 of the flow rate control valve 111 and a flow rate sensor output V2OUT that is the second in the plant 101a.
A feedback controller 114 for controlling the flow rate control valve 111 is added so as to match the flow rate value corresponding to the manipulated variable U2.

【0182】このようにローカルフィードバックループ
を含むプラントに対しても、第3の実施形態と同様のモ
デル化及び同様の制御手法の適用が可能である。なお第
1の実施形態では、モータの駆動回路は公知のものであ
るため、詳細な説明を行っていないが、オンオフ制御さ
れるスイッチング素子の出力電流を検出する電流センサ
を設け、検出電流値IDが、操作量Uslに対応する電
流値IRと一致するようにフィードバック制御を行うよ
うにしてもよく、本変形例は第1の実施形態においてそ
のような回路構成を採用した場合に相当する。
As described above, the same modeling and the same control method as those of the third embodiment can be applied to the plant including the local feedback loop. In the first embodiment, since the motor drive circuit is known, a detailed description will not be given. However, a current sensor for detecting the output current of the switching element controlled to be turned on / off is provided to detect the detected current value ID. However, the feedback control may be performed so as to match the current value IR corresponding to the manipulated variable Usl, and this modification corresponds to the case where such a circuit configuration is adopted in the first embodiment.

【0183】(第4の実施形態)図44は、本発明の第
4の実施形態にかかる制御系の構成を示すブロック図で
ある。この制御系は、図42の操作量決定部105を操
作量決定部105aに代えたものであり、第2の実施形
態として示した制御系に対応する。なお、以下に説明す
る以外は第3の実施形態と同一である。
(Fourth Embodiment) FIG. 44 is a block diagram showing the structure of a control system according to the fourth embodiment of the present invention. This control system replaces the manipulated variable determiner 105 of FIG. 42 with the manipulated variable determiner 105a, and corresponds to the control system shown as the second embodiment. The third embodiment is the same as the third embodiment except for the following description.

【0184】操作量決定部105aは、同定器121a
と、適応スライディングモードコントローラ122a
と、パラメータスケジューラ124とからなる。同定器
121a、適応スライディングモードコントローラ12
2a及びパラメータスケジューラ124は、それぞれ第
2の実施形態におけるモデルパラメータ同定器22a、
適応スライディングモードコントローラ21a及びモデ
ルパラメータスケジューラ25に対応し、これらと同様
の機能を有する。
The manipulated variable determiner 105a includes an identifier 121a.
And an adaptive sliding mode controller 122a
And a parameter scheduler 124. Identifier 121a, adaptive sliding mode controller 12
2a and the parameter scheduler 124 are the model parameter identifiers 22a and 22a in the second embodiment, respectively.
It corresponds to the adaptive sliding mode controller 21a and the model parameter scheduler 25, and has the same functions as these.

【0185】すなわち、パラメータスケジューラ124
は、偏差量DV1に基づいて第2の実施形態と同様の演
算処理により、基準モデルパラメータベクトルθbas
eを算出し、同定器121aは、第1操作量U1、偏差
量DV1及び基準モデルパラメータベクトルθbase
に基づいて第2の実施形態と同様の演算処理により、修
正モデルパラメータベクトルθLを算出し、適応スライ
ディングモードコントローラ122aは、偏差量DV1
及び修正モデルパラメータベクトルθLに基づいて、第
2の実施形態と同様の演算処理により偏差量DV1を制
御目標値V1TARGETに一致させるように、第1操
作量U1を算出する。したがって、制御目標値V1TA
RGETとして、所望の相対pH値(第1基準値V1B
ASEとの偏差量)を設定することにより、プラントの
出力V1を所望のpH値に一致させることができる。
That is, the parameter scheduler 124
Is the reference model parameter vector θbas based on the deviation amount DV1 by the same calculation processing as that of the second embodiment.
Then, the identifier 121a calculates the first manipulated variable U1, the deviation amount DV1, and the reference model parameter vector θbase.
Based on the above, the modified model parameter vector θL is calculated by the same calculation processing as that of the second embodiment, and the adaptive sliding mode controller 122a determines the deviation amount DV1.
Also, based on the modified model parameter vector θL, the first manipulated variable U1 is calculated by the same calculation process as in the second embodiment so that the deviation amount DV1 matches the control target value V1TARGET. Therefore, the control target value V1TA
As RGET, a desired relative pH value (first reference value V1B
By setting the deviation amount from ASE), the plant output V1 can be made to match the desired pH value.

【0186】本実施形態では、同定器121aが同定手
段に相当し、同定誤差算出手段、更新ベクトル算出手
段、更新ベクトル修正手段、モデルパラメータベクトル
算出手段及び制限手段を含む。
In the present embodiment, the identifier 121a corresponds to the identifying means, and includes the identification error calculating means, the update vector calculating means, the update vector correcting means, the model parameter vector calculating means and the limiting means.

【0187】(第4の実施形態の変形例)図45は、図
44に示す構成の変形例を示す図である。この変形例で
は、図44のプラント101ではなく、プラント101
aが制御対象とされる。プラント101aは、図43の
プラント101aと同一である。このようにローカルフ
ィードバックループを含むプラントに対しても、第4の
実施形態と同様のモデル化及び同様の制御手法の適用が
可能である。
(Modification of Fourth Embodiment) FIG. 45 shows a modification of the configuration shown in FIG. In this modification, the plant 101 is not the plant 101 of FIG.
a is a control target. The plant 101a is the same as the plant 101a of FIG. As described above, the modeling and the control method similar to those of the fourth embodiment can be applied to the plant including the local feedback loop.

【0188】(その他の実施形態)モデルパラメータの
同定誤差ide(k)の算出手法として、δ修正法に代え
て、以下に述べるε修正法を採用してもよい。すなわ
ち、前記式(15c)に代えて、下記式(15g)によ
り、モデルパラメータベクトルθ(k)を算出するように
してもよい。 θ(k)=EPSkθ(0) +EPSk-1×KP(1)ide(1) +EPSk-2×KP(2)ide(2)+…… +EPS×KP(k-1)ide(k-1)+KP(k)ide(k) (15g) ここで、EPSは下記式で示すように、忘却係数EPS
i(i=1〜4)を要素とする忘却係数ベクトルであ
る。 EPS=[EPS1,EPS2,EPS3,EPS4]
(Other Embodiments) As a calculation method of the model parameter identification error ide (k), the ε correction method described below may be adopted instead of the δ correction method. That is, the model parameter vector θ (k) may be calculated by the following equation (15g) instead of the equation (15c). θ (k) = EPS k θ (0) + EPS k-1 × KP (1) ide (1) + EPS k-2 × KP (2) ide (2) + …… + EPS × KP (k-1) ide ( k-1) + KP (k) ide (k) (15g) Here, EPS is a forgetting factor EPS as shown by the following equation.
It is a forgetting coefficient vector having i (i = 1 to 4) as an element. EPS = [EPS1, EPS2, EPS3, EPS4]

【0189】忘却係数EPS1,EPS2及びEPS4
は、前記忘却係数DELTAiと同様に、0から1の間
の値に設定され(0<EPSi<1)、過去の同定誤差
の影響を徐々に減少させる機能を有する。
Forgetting factors EPS1, EPS2 and EPS4
Is set to a value between 0 and 1 (0 <EPSi <1) similarly to the forgetting factor DELTAi, and has a function of gradually reducing the influence of past identification error.

【0190】ただしε修正法の場合、モデルパラメータ
b1の演算に係る係数EPS3は、必ず「1」にする必
要がある。これは、以下の理由による。ε修正法の場
合、同定誤差ide(k)が小さくなると、モデルパラメ
ータはすべてゼロ近傍の値となる。ところが、モデルパ
ラメータb1は、式(9b)、(10b)、(11b)
の分母に適用されるため、モデルパラメータb1が
「0」に近づくと、制御対象への入力Uslが発散する
からである。
However, in the case of the ε correction method, the coefficient EPS3 relating to the calculation of the model parameter b1 must be set to “1”. This is for the following reason. In the case of the ε correction method, when the identification error ide (k) becomes small, the model parameters are all values near zero. However, the model parameter b1 is expressed by the equations (9b), (10b), (11b).
Since it is applied to the denominator of, the input Usl to the controlled object diverges when the model parameter b1 approaches “0”.

【0191】式(15g)は、初期値ベクトルθ(0)に
も忘却係数ベクトルEPSが乗算されている点で、式
(15c)と異なる。式(15g)を漸化式形式に書き
直すと、下記式(15h)が得られる。前記式(15)
に代えて下記式(15h)を用いてモデルパラメータベ
クトルθ(k)を算出する手法を、ε修正法と呼ぶ。 θ(k)=EPS×θ(k-1)+KP(k)ide(k) (15h)
Expression (15g) differs from expression (15c) in that the initial value vector θ (0) is also multiplied by the forgetting coefficient vector EPS. Rewriting the formula (15g) in the recurrence form, the following formula (15h) is obtained. Formula (15)
Instead of, the method of calculating the model parameter vector θ (k) using the following equation (15h) is called the ε correction method. θ (k) = EPS × θ (k-1) + KP (k) ide (k) (15h)

【0192】ε修正法によっても、過去の同定誤差ei
dの影響が低減されるので、モデルパラメータのドリフ
トを防止することができる。また第2の実施形態では、
δ修正法によりモデルパラメータのドリフトを防止する
ようにしたが、第1の実施形態と同様に、不感帯処理
(図14)により修正同定誤差idenl(k)を算出
し、これを用いてモデルパラメータベクトルθ(k)を算
出するようにしてもよい。
Even with the ε correction method, the past identification error ei
Since the influence of d is reduced, it is possible to prevent drift of model parameters. In addition, in the second embodiment,
Although the model parameter drift is prevented by the δ correction method, the correction identification error idenl (k) is calculated by the dead zone process (FIG. 14) as in the first embodiment, and this is used to calculate the model parameter vector. It is also possible to calculate θ (k).

【0193】また第1の実施形態において、不感帯処理
に代えてδ修正法またはε修正法を採用してもよい。さ
らに、第1の実施形態においてδ修正法を採用する場合
には、第2の実施形態と同様にモデルパラメータスケジ
ューラを導入し、モデルパラメータスケジューラにより
算出される基準モデルパラメータベクトルθbaseに
更新ベクトルを加算する形式でモデルパラメータベクト
ルθを算出することが望ましい。
In the first embodiment, the δ correction method or the ε correction method may be adopted instead of the dead zone processing. Further, when the δ correction method is adopted in the first embodiment, a model parameter scheduler is introduced as in the second embodiment, and the update vector is added to the reference model parameter vector θbase calculated by the model parameter scheduler. It is desirable to calculate the model parameter vector θ in the following format.

【0194】[0194]

【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、モデルパラメータベクトルの同定誤差に応
じて更新ベクトルが算出され、同定誤差の過去値の影響
を減少させるように更新ベクトルが修正され、モデルパ
ラメータの基準ベクトルに修正された更新ベクトルを加
算することにより、モデルパラメータベクトルが算出さ
れ、さらにモデルパラメータベクトルの要素の値が所定
リミット範囲内に制限される。したがって、モデルパラ
メータのドリフトを防止しつつ、制御の安定性をより一
層向上させることができる。
As described above in detail, according to the invention described in claim 1, the update vector is calculated according to the identification error of the model parameter vector, and the update is performed so as to reduce the influence of the past value of the identification error. The vector is modified, and the modified update vector is added to the reference vector of the model parameter to calculate the model parameter vector, and the value of the element of the model parameter vector is limited within a predetermined limit range. Therefore, it is possible to further improve the control stability while preventing the drift of the model parameter.

【0195】請求項2に記載の発明によれば、固定ゲイ
ンアルゴリズムを用いて更新ベクトルが算出されるの
で、演算量を低減することができる。
According to the invention described in claim 2, since the update vector is calculated using the fixed gain algorithm, the amount of calculation can be reduced.

【0196】請求項3に記載の発明によれば、更新ベク
トルの少なくとも1つの要素の過去値に0より大きく1
より小さい所定値を乗算することにより、更新ベクトル
の修正が行われるので、記同定誤差の過去値の影響が減
少し、モデルパラメータベクトルのドリフトを防止する
ことができる。
According to the third aspect of the invention, the past value of at least one element of the update vector is greater than 0 and 1 or more.
Since the update vector is corrected by multiplying it by a smaller predetermined value, the influence of the past value of the identification error is reduced, and the drift of the model parameter vector can be prevented.

【0197】請求項4に記載の発明によれば、更新ベク
トルの、プラントの入力に関わる要素またはプラントの
入出力に関わらない要素については、0より大きく1よ
り小さい所定値が乗算されないので、更新ベクトルの修
正による定常偏差の発生を防止することができる。
According to the invention as set forth in claim 4, since the update vector is not multiplied by a predetermined value larger than 0 and smaller than 1 with respect to the element related to the input of the plant or the element not related to the input / output of the plant, It is possible to prevent the occurrence of steady deviation due to the correction of the vector.

【0198】請求項5に記載の発明によれば、基準ベク
トルの少なくとも1つの要素にも0より大きく1より小
さい所定値が乗算され、モデルパラメータベクトルのド
リフトが防止される。
According to the fifth aspect of the present invention, at least one element of the reference vector is also multiplied by a predetermined value larger than 0 and smaller than 1 to prevent the model parameter vector from drifting.

【0199】請求項6に記載の発明によれば、前記基準
ベクトルは、プラントの動特性変化を示すパラメータに
応じて算出されるので、プラントの動特性変化に応じた
適切な基準ベクトルが得られる。その結果、特にプラン
トに非線形要素が含まれる場合でもモデルパラメータを
迅速に収束させることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the reference vector is calculated according to the parameter indicating the change in the dynamic characteristics of the plant, so that an appropriate reference vector according to the change in the dynamic characteristics of the plant can be obtained. . As a result, the model parameters can be quickly converged even when the plant includes a non-linear element.

【0200】請求項7に記載の発明によれば、モデルパ
ラメータの同定誤差が所定の範囲内にあるときは、同定
誤差が減少方向に修正され、該修正された同定誤差を用
いてモデルパラメータベクトルが算出され、さらにモデ
ルパラメータベクトルの要素の値が所定リミット範囲内
に制限される。したがって、モデルパラメータのドリフ
トを防止しつつ、制御の安定性をより一層向上させるこ
とができる。
According to the invention described in claim 7, when the identification error of the model parameter is within a predetermined range, the identification error is corrected in a decreasing direction, and the model parameter vector is corrected using the corrected identification error. Is calculated, and the values of the elements of the model parameter vector are further limited within a predetermined limit range. Therefore, it is possible to further improve the control stability while preventing the drift of the model parameter.

【0201】請求項8に記載の発明によれば、モデルパ
ラメータベクトルの複数の要素が所定の関係を満たすよ
うに、複数の要素の値が制限されるので、そのモデルパ
ラメータベクトルを用いる制御の安定性を向上させるこ
とができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the values of the plurality of elements of the model parameter vector are limited so that the plurality of elements of the model parameter vector satisfy a predetermined relationship. It is possible to improve the sex.

【0202】請求項9に記載の発明によれば、同定誤差
が前記所定範囲内にあるときは、同定誤差が0とされる
ので、モデルパラメータの値に反映されるべきでない同
定誤差の影響を無くし、モデルパラメータのドリフト防
止効果を高めることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, when the identification error is within the predetermined range, the identification error is set to 0. Therefore, the influence of the identification error that should not be reflected in the value of the model parameter is reduced. It is possible to improve the effect of preventing the drift of the model parameter by eliminating it.

【0203】請求項10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
トル弁開度を目標開度に一致させる制御が行われるの
で、スロットル弁開度の目標開度への制御性を向上させ
るとともに、スロットル弁開度制御の安定性を向上させ
ることができる。
According to the tenth aspect of the present invention, the model parameter identified by the identifying means is used to control the throttle valve opening to match the target opening, so that the target opening of the throttle valve opening is controlled. The controllability of the throttle valve opening can be improved and the stability of the throttle valve opening control can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 drive system for an internal combustion engine and a control system therefor 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 frequency characteristics 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 the electronic control unit (ECU) of FIG.

【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 a control characteristic of a sliding mode controller and a value 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 control gains (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 the default opening deviation of the throttle valve is reflected in the 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 throttle valve opening control processing.

【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。
10 is a flowchart of a process of setting a state variable in the process of FIG.

【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。
11 is a flowchart of a process of executing a calculation of a model parameter identifier in the process of FIG.

【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。
12 is a flowchart of a process of executing an identification error (ide) operation in the process of FIG.

【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 filter processing 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 a dead zone process in the process of FIG.

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

【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。
16 is a flowchart of a stabilization process of a model parameter vector (θ) in the process of FIG.

【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 is a model parameter (a in the process of FIG.
It is a flowchart of the limit process 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 changes in the values of model parameters by the processing of FIG.

【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 is a model parameter (b in the process 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 is a diagram showing model parameters (c
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。
21 is a flowchart of a process of executing a calculation of a state predictor in the process of FIG.

【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。
22 is a flowchart of a process of executing a control input (Usl) operation 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 is a prediction switching function value (σp in the process of FIG. 22;
5 is a flowchart of a process for executing 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 for executing a calculation of a switching function setting parameter (VPOLE) in the process of FIG.

【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 is a prediction switching function value (σp
5 is a flowchart of a process for executing 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 is a diagram showing a reaching rule input (Urc) in the process of FIG.
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 is a diagram illustrating an adaptive law input (Uad
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 of executing 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 illustrating a default opening deviation (t
6 is a flowchart of a process for executing a calculation of (hdefadp).

【図31】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(第2の実施
形態)。
FIG. 31 is a functional block diagram showing functions realized by the electronic control unit (ECU) of FIG. 1 (second embodiment).

【図32】スロットル弁開度制御処理のフローチャート
である(第2の実施形態)。
FIG. 32 is a flowchart of throttle valve opening control processing (second embodiment).

【図33】図32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. 33 is a flowchart of a process of executing a calculation of a model parameter identifier in the process of FIG. 32.

【図34】図33の処理で使用するテーブルを示す図で
ある。
FIG. 34 is a diagram showing a table used in the processing of FIG. 33.

【図35】図33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. 35 is a flowchart of a process for executing an identification error (ide) operation in the process of FIG. 33.

【図36】図32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. 36 is a flowchart of a process for executing a calculation of a control input (Usl) in the process of FIG. 32.

【図37】図36の処理において切換関数値(σ)の演
算を実行する処理のフローチャートである。
FIG. 37 is a flowchart of a process of executing a calculation of a switching function value (σ) in the process of FIG. 36.

【図38】図36の処理において切換関数値(σ)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. 38 is a flowchart of a process of performing an integrated value of a switching function value (σ) in the process of FIG. 36.

【図39】図36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。
39 is a reaching law input (Urc) in the process of FIG.
It is a flowchart of the process which performs the calculation of h).

【図40】図36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。
40 is a diagram showing an adaptive law input (Uad
It is a flowchart of the process which performs the calculation of p).

【図41】図32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。
41 is a flowchart of a process for executing stability determination of the sliding mode controller in the process of FIG. 32.

【図42】本発明の第3の実施形態に係る制御系の構成
を示すブロック図である。
FIG. 42 is a block diagram showing a configuration of a control system according to a third embodiment of the present invention.

【図43】図42に示す構成の変形例を示すブロック図
である。
43 is a block diagram showing a modified example of the configuration shown in FIG. 42.

【図44】本発明の第4の実施形態に係る制御系の構成
を示すブロック図である。
FIG. 44 is a block diagram showing a configuration of a control system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図45】図44に示す構成の変形例を示すブロック図
である。
45 is a block diagram showing a modified example of the configuration shown in FIG. 44.

【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 21,21a 適応スライディングモードコントローラ
(制御手段) 22,22a モデルパラメータ同定器(同定手段、同
定誤差算出手段、更新ベクトル算出手段、更新ベクトル
修正手段、同定誤差修正手段、モデルパラメータベクト
ル算出手段、制限手段) 24 目標開度設定部 25 モデルパラメータスケジューラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 3 Throttle valve 7 Electronic control unit 10 Throttle valve drive device 21, 21a Adaptive sliding mode controller (control means) 22, 22a Model parameter identifier (identification means, identification error calculation means, update vector calculation means, update vector correction) Means, identification error correcting means, model parameter vector calculating means, limiting means) 24 target opening setting section 25 model parameter scheduler

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // G05B 13/00 G05B 13/00 A (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 CA11 DA05 DA06 DA15 FA12 GA41 GA46 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 KA15 KA16 KA21 3G084 BA05 DA25 EA11 EA12 EB13 EC04 EC06 FA10 3G301 LA03 NA08 NA09 NB02 NC02 ND02 ND05 ND41 ND45 NE17 NE19 NE25 PA11A PA11Z PF03Z 5H004 GA07 GA08 GA10 GA14 GA17 GB02 GB12 HA04 HA13 HB02 HB04 HB07 KA22 KA32 KA45 KA54 KA74 KC12 KC26 KC28 KC43 KC45 LA03 LA13 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // G05B 13/00 G05B 13/00 A (72) Inventor Jun Takahashi 1-chome, Wako-shi, Saitama Prefecture No. 1 F-term within Honda R & D Co., Ltd. (reference) 3G065 CA00 CA11 DA05 DA06 DA15 FA12 GA41 GA46 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 KA15 KA16 KA21 3G084 BA05 DA25 EA11 EA12 EB13 EC04 EC06 FA10 3G301 LA03 NA08 ND02 NB02 NC02 ND02 NB02 NC02 ND02 ND45 NE17 NE19 NE25 PA11A PA11Z PF03Z 5H004 GA07 GA08 GA10 GA14 GA17 GB02 GB12 HA04 HA13 HB02 HB04 HB07 KA22 KA32 KA45 KA54 KA74 KC12 KC26 KC28 KC43 KC45 LA03 LA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラントをモデル化した制御対象モデル
のモデルパラメータベクトルを、前記プラントの入力及
び出力に基づいて同定する同定手段と、該同定手段によ
り同定されたモデルパラメータベクトルを用いて前記プ
ラントを制御する制御手段とを備えたプラントの制御装
置において、 前記同定手段は、前記モデルパラメータベクトルの同定
誤差を算出する同定誤差算出手段と、該同定誤差に応じ
て更新ベクトルを算出する更新ベクトル算出手段と、前
記同定誤差の過去値の影響を減少させるように前記更新
ベクトルを修正する更新ベクトル修正手段と、前記モデ
ルパラメータの基準ベクトルに修正された更新ベクトル
を加算することにより、前記モデルパラメータベクトル
を算出するモデルパラメータベクトル算出手段と、前記
モデルパラメータベクトル算出手段により算出されるモ
デルパラメータベクトルの要素の値を、所定リミット範
囲内に制限する制限手段とを有することを特徴とするプ
ラントの制御装置。
1. An identifying unit for identifying a model parameter vector of a controlled object model that models a plant based on an input and an output of the plant, and a model parameter vector identified by the identifying unit for identifying the plant. In a plant control device including control means for controlling, the identifying means includes an identification error calculating means for calculating an identification error of the model parameter vector, and an update vector calculating means for calculating an update vector according to the identification error. And an update vector correction means for correcting the update vector so as to reduce the influence of the past value of the identification error, and the model parameter vector by adding the corrected update vector to the reference vector of the model parameter. Model parameter vector calculating means for calculating, and the model The value of the element of the model parameter vector calculated by the parameter vector-calculating means, the plant control system and having a limiting means for limiting within a predetermined limit range.
【請求項2】 前記更新ベクトル算出手段は、固定ゲイ
ンアルゴリズムを用いて前記更新ベクトルの算出を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のプラントの制御装
置。
2. The plant control device according to claim 1, wherein the update vector calculation means calculates the update vector using a fixed gain algorithm.
【請求項3】 前記更新ベクトル修正手段は、前記更新
ベクトルの少なくとも1つの要素の過去値に0より大き
く1より小さい所定値を乗算することにより、前記更新
ベクトルの修正を行うことを特徴とする請求項1または
2に記載のプラントの制御装置。
3. The update vector correction means corrects the update vector by multiplying a past value of at least one element of the update vector by a predetermined value larger than 0 and smaller than 1. The control device for the plant according to claim 1.
【請求項4】 前記更新ベクトル修正手段は、前記更新
ベクトルの、前記プラントの入力に関わる要素または前
記プラントの入出力に関わらない要素については、前記
所定値を乗算しないことを特徴とする請求項3に記載の
プラントの制御装置。
4. The update vector correction means does not multiply the predetermined value for an element related to the input of the plant or an element not related to the input / output of the plant of the update vector. 3. The plant control device according to item 3.
【請求項5】 前記更新ベクトル修正手段は、前記基準
ベクトルの少なくとも1つの要素にも前記所定値を乗算
することを特徴とする請求項3または4に記載のプラン
トの制御装置。
5. The plant control device according to claim 3, wherein the update vector correction means multiplies at least one element of the reference vector by the predetermined value.
【請求項6】 前記基準ベクトルは、前記プラントの動
特性変化を示すパラメータに応じて算出されることを特
徴とする請求項1から4の何れかに記載のプラントの制
御装置。
6. The plant control apparatus according to claim 1, wherein the reference vector is calculated according to a parameter indicating a change in dynamic characteristics of the plant.
【請求項7】 プラントをモデル化した制御対象モデル
のモデルパラメータベクトルを、前記プラントの入力及
び出力に基づいて同定する同定手段と、該同定手段によ
り同定されたモデルパラメータベクトルを用いて前記プ
ラントを制御する制御手段とを備えたプラントの制御装
置において、 前記同定手段は、前記モデルパラメータベクトルの同定
誤差を算出する同定誤差算出手段と、該同定誤差が所定
の範囲内にあるときは、前記同定誤差を減少方向に修正
する同定誤差修正手段と、該同定誤差修正手段により修
正された同定誤差を用いて前記モデルパラメータベクト
ルを算出するモデルパラメータベクトル算出手段と、前
記モデルパラメータベクトル算出手段により算出される
モデルパラメータベクトルの要素の値を、所定リミット
範囲内に制限する制限手段とを有することを特徴とする
プラントの制御装置。
7. An identifying unit that identifies a model parameter vector of a controlled object model that models the plant based on an input and an output of the plant, and a model parameter vector identified by the identifying unit to identify the plant. In a control device of a plant provided with a controlling means for controlling, the identifying means is an identifying error calculating means for calculating an identifying error of the model parameter vector, and when the identifying error is within a predetermined range, the identifying Identification error correction means for correcting the error in a decreasing direction, model parameter vector calculation means for calculating the model parameter vector using the identification error corrected by the identification error correction means, and calculation by the model parameter vector calculation means The values of the elements of the model parameter vector The plant control system and having a limiting means for limiting the.
【請求項8】 前記制限手段は、前記モデルパラメータ
ベクトルの複数の要素が所定の関係を満たすように、前
記複数の要素の値を制限することを特徴とする請求項1
から7の何れかに記載のプラントの制御装置。
8. The limiting means limits the values of the plurality of elements so that the plurality of elements of the model parameter vector satisfy a predetermined relationship.
7. The plant control device according to any one of 1 to 7.
【請求項9】 前記同定誤差修正手段は、前記同定誤差
が前記所定範囲内にあるときは、前記同定誤差を0とす
ることを特徴とする請求項7に記載のプラントの制御装
置。
9. The plant control apparatus according to claim 7, wherein the identification error correction means sets the identification error to 0 when the identification error is within the predetermined range.
【請求項10】 前記プラントは、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有する
スロットル弁駆動装置を含み、前記制御手段は、前記ス
ロットル弁の開度を目標開度に一致させるように、前記
スロットル弁駆動装置への制御入力を決定するパラメー
タを算出することを特徴とする請求項1から9の何れか
に記載のプラントの制御装置。
10. The plant includes a throttle valve drive device having a throttle valve of an internal combustion engine and a drive means for driving the throttle valve, and the control means sets the opening degree of the throttle valve to a target opening degree. The plant control device according to any one of claims 1 to 9, wherein a parameter that determines a control input to the throttle valve drive device is calculated so as to match.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1580406A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-28 Honda Motor Co., Ltd. Control system
EP1630629A2 (en) 2004-08-30 2006-03-01 Honda Motor Co., Ltd. Apparatus and method for controlling a plant
US20070168054A1 (en) * 2003-10-03 2007-07-19 Yuji Yasui Device and method for controlling a plant by using an identifier for partially identifying a model parameter
WO2007116590A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Hitachi, Ltd. Operation control method, operation control device and operation control system
JP2009003817A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Toyota Central R&D Labs Inc Parameter identification apparatus and program thereof

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070168054A1 (en) * 2003-10-03 2007-07-19 Yuji Yasui Device and method for controlling a plant by using an identifier for partially identifying a model parameter
US8140174B2 (en) * 2003-10-03 2012-03-20 Honda Motor Co., Ltd. Device and method for controlling a plant by using an identifier for partially identifying a model parameter
EP1580406A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-28 Honda Motor Co., Ltd. Control system
US7318018B2 (en) 2004-03-26 2008-01-08 Honda Motor Co., Ltd. Control system
US7643930B2 (en) 2004-03-26 2010-01-05 Honda Motor Co., Ltd. Control system
EP1630629A2 (en) 2004-08-30 2006-03-01 Honda Motor Co., Ltd. Apparatus and method for controlling a plant
US7386354B2 (en) 2004-08-30 2008-06-10 Honda Motor Co., Ltd. Apparatus and method for controlling a plant
WO2007116590A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Hitachi, Ltd. Operation control method, operation control device and operation control system
US8155763B2 (en) 2006-03-31 2012-04-10 Hitachi, Ltd. Operation control method, operation control device, and operation control system
JP2009003817A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Toyota Central R&D Labs Inc Parameter identification apparatus and program thereof

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