(57)【要約】      （修正有）【課題】スライディングモード制御が有する外乱に対する堅牢性を維持しつつ、スライディングモード制御に至る応答性を向上可能な電子制御装置を提供する。【解決手段】電子制御装置１では、スライディングモード制御部１０が、複数の状態量が切換線又は切換平面に対して予め設定された所定領域外にある場合においては、制御入力量１５にフィードフォワード制御入力量４０を加える。【選択図】図１
2014067168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライディングモード制御処理を実行することにより、制御量検出器が検出した制御対象機器の制御量が目標量になるように、前記制御対象機器への操作量を算出して前記制御対象機器に操作量を出力するスライディングモード制御部を備え、
前記スライディングモード制御部は、複数の状態量を変数とする切換関数により切換線又は切換平面を規定すると共に、前記切換線又は前記切換平面に対して予め所定領域を設定して、前記複数の状態量が前記切換線又は前記切換平面において平衡状態に収束するように制御入力を算出して前記制御入力に基づく前記操作量を前記制御対象機器に出力する電子制御装置において、
前記スライディングモード制御部は、前記複数の状態量が前記所定領域外にある場合、前記制御入力量にフィードフォワード制御入力量を加えることを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記フィードフォワード制御入力量の大きさは、前記目標量に応じて予め設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記所定領域は、前記制御量に応じて予め設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記所定領域は、前記制御量に対して規定された特性曲線に対応して規定され、前記特性曲線は、前記複数の状態量が前記所定領域に入る場合と出る場合とで異なった曲線となるようにヒステリシス特性を有することを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置に関し、特に、車両の制御対象に対してスライディングモード制御を実行する電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動二輪車等の車両の内燃機関用の電子制御装置、例えば、電子制御スロットル装置においては、スロットルバルブを駆動することで、その制御に関する制御量を所望の目標値にフィードバック制御することが行われるようになってきている。
【０００３】
かかるフィードバック制御の処理において、例えばＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御を用いることが一般的であるが、そのＰＩＤ制御は、一般に、外乱等に影響に対する制御の安定性を確保することが困難であったり、入力項に係わるゲイン設定が難しい等の傾向が見受けられる。
【０００４】
そこで、車両の内燃機関用の電子制御装置において、切換関数を用いて、その制御に関する制御量を所望の目標値に制御するスライディングモード制御を適用することが提案されてきている。例えば、スライディングモード制御を適用した電子制御スロットル装置においては、スロットルバルブのスロットル開度量（実スロットル開度量）を目標スロットル開度量に収束するように制御するために、スライディングモード制御により制御入力量を生成し、生成された制御入力量に基づいてスロットルバルブのアクチュエータの操作量を制御する構成を有する。
【０００５】
ここで、スライディングモード制御は、制御対象機器の複数の状態量を変数とする切換関数によって規定される切換線又は切換平面上に複数の状態量を到達させ、複数の状態量を切換線又は切換平面上に拘束しつつ切換線又は切換平面上の平衡点（各状態量がそれぞれの目標量に合致する点）に収束させる制御である。かかるスライディングモード制御は、切換線又は切換平面上に複数の状態量を収束させさえすれば、各状態量は、外乱等の影響をほとんど受けることなく、極めて安定的に切換平面上の平衡点に収束するという特性を有している。ところが、スライディングモード制御に移行するまでの時間は、制御量と目標量との偏差の大きさ等の要因によって左右され、スライディングモード制御に至る応答性が低下する可能性も考えられる。
【０００６】
かかる状況下で、特許文献１は、スライディングモード制御を利用したコントローラに関し、切換平面の近傍に所定の領域を設定し、切換関数によって算出される切換関数値が所定の領域内にある場合、スライディングモード制御による制御入力を与え、切換関数値が所定の領域外にある場合には、制御量と目標量との偏差の大きさが無限であると仮定した時のプロセスの動作をする飽和出力による制御入力に切り換える構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１４８３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成によれば、切換関数値が所定の領域外にある場合、スライディングモードによる制御入力を断ってしまう、換言すればフィードバック制御による制御入力を断ってしまうものであると考えられる。このため
、かかる構成によれば、切換関数値が所定の領域外にある場合、制御性が低下してしまい、スライディングモードが本来有している外乱に対する堅牢性を十分に維持できなくなる事態も考えられる。また、かかる構成における飽和出力は制御量の状態によらず最大になるために、切換平面に対して状態量がオーバーシュートする可能性も考えられ、いずれにせよ改良の余地がある。
【０００９】
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、スライディングモード制御が有する外乱に対する堅牢性を維持しつつ、スライディングモード制御に至る応答性を向上可能な電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的を達成するべく、本発明は、第１の局面において、スライディングモード制御処理を実行することにより、制御量検出器が検出した制御対象機器の制御量が目標量になるように、前記制御対象機器への操作量を算出して前記制御対象機器に操作量を出力するスライディングモード制御部を備え、前記スライディングモード制御部は、複数の状態量を変数とする切換関数により切換線又は切換平面を規定すると共に、前記切換線又は前記切換平面に対して予め所定領域を設定して、前記複数の状態量が前記切換線又は前記切換平面において平衡状態に収束するように制御入力を算出して前記制御入力に基づく前記操作量を前記制御対象機器に出力する電子制御装置において、前記スライディングモード制御部は、前記複数の状態量が前記所定領域外にある場合、前記制御入力量にフィードフォワード制御入力量を加える電子制御装置である。
【００１１】
また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記フィードフォワード制御入力量の大きさは、前記目標量に応じて予め設定されていることを第２の局面とする。
【００１２】
また、本発明は、かかる第１又は第２の局面に加えて、前記所定領域は、前記制御量に応じて予め設定されていることを第３の局面とする。
【００１３】
また、本発明は、かかる第３の局面に加えて、前記所定領域は、前記制御量に対して規定された特性曲線に対応して規定され、前記特性曲線は、前記複数の状態量が前記所定領域に入る場合と出る場合とで異なった曲線となるようにヒステリシス特性を有することを第４の局面とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の局面における電子制御装置においては、スライディングモード制御部が、複数の状態量が切換線又は切換平面に対して予め設定された所定領域外にある場合においては、制御入力量にフィードフォワード制御入力量を加えるものであるため、複数の状態量を切換線又は切換平面に対してより迅速に到達させることができ、スライディングモード制御が有する外乱に対する堅牢性を維持しつつ、スライディングモード制御に至る応答性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の第２の局面における電子制御装置においては、フィードフォワード制御入力の大きさが、目標量に応じて予め設定されているので、制御対象機器の状態に適した制御入力量に対応した操作量を、制御対象機器に与えることができる。
【００１６】
また、本発明の第３の局面における電子制御装置においては、所定領域が、制御量に応じて予め設定されているので、フィードフォワード制御入力による介入を適切に実行することができる。
【００１７】
また、本発明の第４の局面における電子制御装置においては、所定領域が、制御量に対
して規定された特性曲線に対応して規定され、特性曲線が、複数の状態量が所定領域に入る場合と出る場合とで異なった曲線となるようにヒステリシス特性を有するものであるため、複数の状態量を切換線に到達し易くすることができると共に、一旦切換線に到達した複数の状態量を切換線に拘束され易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施形態における電子制御装置の構成を示すブロック図であり、併せてスロットルバルブ装置の模式図をも示す。
【図２】図２は、本実施形態における電子制御装置のフィードフォワード制御入力算出部の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施形態における電子制御装置の制御入力切換判断処理に用いられるマップ形式のデータの一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態における電子制御装置によるスライディングモード制御の作用を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電子制御装置につき、詳細に説明する。
【００２０】
〔電子制御装置の構成〕
まず、図１から図３を参照して、本実施形態における電子制御装置の構成につき、詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態における電子制御装置の構成を示すブロック図であり、併せてスロットルバルブ装置の模式図をも示す。図２は、本実施形態における電子制御装置のフィードフォワード制御入力算出部の構成を模式的に示すブロック図である。また、図３は、本実施形態における電子制御装置の制御入力切換判断処理に用いられるマップ形式のデータの一例を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態における電子制御装置１は、図示を省略する車両、典型的には自動二輪車や自動四輪車に搭載され、車両に搭載されたバッテリから供給される電力を利用して動作し、車両の各種構成要素を制御自在な制御装置であり、図示を省略するメモリ等を備えている。また、電子制御装置１は、スライディングモード制御部１０、フィードフォワード制御入力算出部４０、制御入力切換判断部５０、及び切換部６０を備えている。スライディングモード制御部１０は、切換関数算出部１２、制御入力算出部１４、加算器１５、及び操作量処理部１６を備えている。スライディングモード制御部１０、切換関数算出部１２、制御入力算出部１４、加算器１５、操作量処理部１６、フィードフォワード制御入力算出部４０、制御入力切換判断部５０、及び切換部６０はいずれも演算処理装置の機能ブロックとして示す。
【００２３】
電子制御装置１は、制御対象機器、典型的には、図示を省略する自動二輪車や自動四輪車等の車両に搭載された内燃機関に対して空気量を制御する電子制御スロットル装置Ｓに電気的に接続される。電子制御スロットル装置Ｓは、スロットルバルブ２０を駆動してその開度を可変とするアクチュエータである電動モータＭと、スロットルバルブ２０の動作位置である開度を検出するスロットル開度センサ２１と、を備える。スロットルバルブ２０は、内燃機関の燃焼室に連絡する吸気管２２の内部に配設されており、スロットルバルブ２０に接続されたスロットルシャフト２３がスロットルレバー２３ａを介して全開位置ストッパ２４と全閉位置ストッパ２５との間の所定の制御範囲θ内でその軸周りに回動することにより、吸気管２２の内壁面とスロットルバルブ２０との間に形成される空隙を変化させて燃焼室に供給される空気流量を調節自在である。スロットルシャフト２３は、駆
動ギヤ系を構成するギヤＧ１、Ｇ２を介して電動モータＭに接続され、電動モータＭによってこれらは駆動される。また、スロットルレバー２３ａには、スロットルバルブ２０を全閉位置ストッパ２５に向かって回動するように付勢するリターンスプリング２６が配設されている。なお、図１中では、スロットルレバー２３ａが全閉位置ストッパ２５に当接した状態を実線で示し、スロットルレバー２３ａが全開位置ストッパ２４に当接した状態を点線で示す。
【００２４】
また、電子制御装置１は、それが自動二輪車や自動四輪車といった車両に搭載される場合には、典型的には、運転者がアクセル操作量を与える入力機器であるアクセルグリップやアクセルペダルのアクセル開度を電気的に検出し図示を省略する入力量検出器に電気的に接続される。つまり、入力量検出器は、電子制御装置１の図示を省略する目標量算出部に電気的に接続して、かかる目標量算出部は、入力検出器からの入力検出値、典型的には、アクセルグリップやアクセルペダルに印加されたアクセル操作量に応じてスロットルバルブ２０の目標開度量を算出する。
【００２５】
より詳しくは、電子制御装置１において、切換関数算出部１２は、目標開度算出部及びスロットル開度センサ２１からの各々の電気信号を受け、目標開度算出部が算出したスロットルバルブ２０の目標開度量及びスロットル開度センサ２１が検出したスロットルバルブ２０の開度に応じて切換関数σを具体的に規定し、切換関数σの値を算出する。この際、スライディングモード制御において、目標開度算出部により算出されたスロットルバルブ２０の目標開度量は、目標量として取り扱われ、スロットル開度センサ２１によって検出されたスロットルバルブ２０の開度は、制御対象量となる制御量として取り扱われる。ここで、切換関数σは、各々が状態量である制御偏差量ｅ及び制御偏差量ｅの偏差変化速度Δｅ／Δｔ、並びに係数ｇを用いて以下に示す数式（数１）で与えられ、かかる切換関数で規定される切換線上に拘束された偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが、スライディングモード制御における平衡状態を各々示す値であるゼロに収束するようにかかる制御が実行される。なお、切換関数σの数式やそれに関連する演算式は、電子制御装置１内のメモリに予めデータやプログラムとして格納されている。また、数式（数１）は切換線を示すが、状態量の数を増やして切換平面等を示す数式を用いてもかまわない。
【００２６】
【数１】
2014067168.tif 000003
【００２７】
具体的には、数式（数１）において、制御偏差量ｅは、スライディングモード制御の各制御サイクル（時間に関する周期）における目標量と制御量との差、つまり、スライディングモード制御の各制御サイクルにおいて、目標量から制御量を引いて算出される値である。制御偏差量ｅの偏差変化速度Δｅ／Δｔは、スライディングモード制御の各制御サイクルにおいて、制御偏差量ｅを時間微分して算出される値である。また、係数ｇは、切換関数σの傾き、つまり横軸を制御偏差量ｅ及び縦軸を制御偏差量ｅの偏差変化速度Δｅ／Δｔとした直交座標系で切換関数σをその直交座標系の原点を通るように表した切換線の傾きを与える係数である。なお、必要に応じて、制御偏差量ｅの偏差変化速度Δｅ／Δｔに代えて、特定の制御サイクルにおける制御偏差量とその特定の制御サイクルから所定の過去の制御サイクルにおける制御偏差量との差である制御偏差変化量Δｅを状態量として用いてもかまわない。
【００２８】
つまり、切換関数算出部１２は、スライディングモード制御の各制御サイクルにおいて、切換関数σを具体的に規定し、切換関数σの値を算出する。切換関数算出部１２は、算出した切換関数σの値、及びその算出時に算出した状態量である制御偏差量ｅ等を電気信
号として制御入力算出部１４及び制御入力切換判断部５０に各々出力する。
【００２９】
制御入力算出部１４は、目標開度算出部、切換関数算出部１２、及びスロットル開度センサ２１に電気的に接続され、これらからの各々の電気信号を受け、目標開度算出部がアクセルペダルやアクセルグリップの操作量に応じて算出したスロットルバルブ２０の目標開度量である目標量、切換関数算出部１２が算出した切換関数σの値及び制御偏差量ｅ、並びにスロットル開度センサ２１が検出したスロットルバルブ２０の開度である制御量等に応じて制御入力量を算出する。ここで、制御入力量には、等価則入力量、到達則入力量及び非線形則入力量が含まれる。なお、制御入力量には、必要に応じて、減衰則入力量が含まれていてもよい。
【００３０】
具体的には、等価則入力量は、各々が状態量である制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔ（制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔは、制御偏差量ｅ及び偏差変化速度Δｅ／Δｔを各々座標軸とする直交座標系では、制御偏差量ｅの値及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔの値を各座標成分とする点を指す。以下同様。）を切換線上に拘束するための制御入力量の成分である。到達則入力量は、各々が状態量である制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔを切換線に近づけてそれに到達させるための制御入力量の成分である。非線形則入力量は、切換関数σに関するモデル化誤差を抑制するための制御入力量の成分であり、その詳細内容は後述する。なお、減衰則入力量は、例えば、制御量が目標量を過剰に超えてしまうような現象抑制する制御入力量の成分である。
【００３１】
つまり、制御入力算出部１４は、スライディングモード制御の各制御サイクルにおいて、目標開度算出部が算出した目標量、切換関数算出部１２が算出した切換関数σの値及び制御偏差量ｅ、並びにスロットル開度センサ２１が検出した制御量を対応して用いて、等価則入力量、到達則入力量、及び非線形則入力量、並びに該当する場合の減衰則入力量を各々算出し、これらの和を用いて制御入力量を算出する。制御入力算出部１４は、算出した制御入力量を電気信号として加算器１５に出力する。
【００３２】
加算器１５は、制御入力算出部１４及び切換部６０に電気的に接続されており、切換部６０からフィードフォワード制御入力量の入力がある場合、制御入力算出部１４から出力された制御入力量にフィードフォワード制御入力量を加算した制御入力量を電気信号として操作量処理部１６に出力する。一方、切換部６０からフィードフォワード制御入力量の入力がない場合には、加算器１５は、制御入力算出部１４から出力された制御入力量をそのまま電気信号として操作量処理部１６に出力することになる。
【００３３】
操作量処理部１６は、加算器１５に電気的に接続されており、加算器１５からの電気信号を受け、電動モータＭを駆動してスロットル弁２０を動作させるための操作量を算出する。この操作量は、電動モータＭがスロットル弁２０を目標量に対応する目標位置に向かって収束するように動かす移動量であり、制御入力算出部１４が算出した制御入力量又はこの制御入力量にフィードフォワード制御入力量を加算したものに対応する値である。操作量処理部１６は、算出した操作量を電気信号として電動モータＭに出力する。
【００３４】
電動モータＭは、操作量処理部１６に電気的に接続されており、操作量処理部１６からの電気信号を受け、操作量処理部１６が算出した操作量に応じてスロットル弁２０を目標位置に向かって移動させ、対応して、スロットル弁２０は、目標位置に向かって移動される。スロットル開度センサ２１は、電動モータＭによって移動させられたスロットル弁２０の制御量を検出して、検出した制御量を電気信号として切換関数算出部１２、制御入力算出部１４、及び制御入力切換判断部５０に出力する。
【００３５】
フィードフォワード制御入力算出部４０は、目標量算出部に電気的に接続されており、各々が状態量である制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが、切換関数σで規定される切換線の上方領域で切換線までの距離が所定量Ａより離れた所定領域にあるか又は切換線の下方領域で切換線までの距離が所定量Ｂより離れた所定領域内にある場合に、制御入力切換判断部５０及び加算器１５を介して制御入力量に加算されるフィードフォワード制御入力量を算出して、算出したフィードフォワード制御入力量を加算器１５に出力するものである。
【００３６】
詳しくは、図２に示すように、フィードフォワード制御入力算出部４０は、共に図示を省略するメモリ中に格納されたマップ形式のデータである開き駆動マップ４１及び閉じ駆動マップ４２を参照すると共に、これらを切り換える機能ブロックとしての切換部４３を備えている。
【００３７】
開き駆動マップ４１は、スロットル弁２０の目標開度である目標量が開方向に変化する場合において、目標量に対するフィードフォワード制御入力量の変化特性を示すマップ形式のデータである。フィードフォワード制御入力量は、電動モータＭが典型的にはＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御される直流電動モータであるため、図中のフィードフォワード制御入力量は、電動モータＭのデューティ比として示す。そこでは、制御入力量に加算されるべきフィードフォワード制御入力量は、各々が状態量である制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔを切換線に近づけてそれに到達させることが促進できるように、目標量の増加に応じて増加するように設定されている。目標量が開方向に変化する場合のフィードフォワード制御入力量は、かかる制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが切換線を不要に通り過ぎることがないように、目標量が高開度側に変化するにつれて、目標量に対する変化速度を減少させる特性を有することが好ましい。
【００３８】
閉じ駆動マップ４２は、スロットル弁２０の目標開度である目標量が閉方向に変化する場合において、目標量に対するフィードフォワード制御入力量の変化特性を示すマップ形式のデータである。図中のフィードフォワード制御入力量は、開き駆動マップ４１と同様に、電動モータＭのデューティ比として示す。そこでは、制御入力量に加算されるべきフィードフォワード制御入力量は、各々が状態量である制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔを切換線に近づけてそれに到達させることが促進できるように、目標量の増加に応じて増加するように設定されている。目標量が閉方向に変化する場合のフィードフォワード制御入力量は、かかる制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが着実に切換線に到達して拘束されることができるように、目標量が高開度側に変化するにつれて、目標量に対する変化速度を増加させる特性を有することが好ましい。
【００３９】
切換部４３は、目標量における開方向及び閉方向の変化方向に応じて、開き駆動マップ４１に基づくフィードフォワード制御入力量と、閉じ駆動マップ４２に基づくフィードフォワード制御入力量と、を切り換えて切換部６０に出力するものである。
【００４０】
つまり、フィードフォワード制御入力算出部４０は、アクセルペダルやアクセルグリップの操作量に応じて算出された目標量の変化方向に応じてフィードフォワード制御入力量の算出に用いるマップを選択し、選択されたマップを用いて目標量に対応するフィードフォワード制御入力量を算出する。フィードフォワード制御入力算出部４０は、算出したフィードフォワード制御入力量を、切換部４３を介して、電気信号として切換部６０に出力する。
【００４１】
制御入力切換判断部５０は、スロットル開度センサ２１に電気的に接続されており、各々が状態量である制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが、切換関数
σで規定される切換線の上方領域で切換線までの距離が所定量Ａより離れた所定領域にあるか、切換線の上方領域で切換線までの距離が所定量Ａ以内の所定領域にあるか、切換線の下方領域で切換線までの距離が所定量Ｂ以内の所定領域にあるか、又は切換線の下方領域で切換線までの距離が所定量Ｂより離れた所定領域にあるか否か、を判別し、判別結果に応じて切換部６０をオン／オフすることによって、フィードフォワード制御入力算出部４０から出力されるフィードフォワード制御入力量を加算器１５に出力するか否かを切り換えるものである。
【００４２】
詳しくは、制御入力切換判断部５０は、図示を省略するメモリ中に格納された図３に示すマップ形式のデータを参照する。ここで、かかるマップは、スロットルバルブ２０の目標開度量である制御量と所定量Ａとの関係、及び制御量と所定量Ｂとの関係を示し、そこでは、制御量に対する所定量Ａは特性曲線Ｌ１で表される関係を有し、制御量に対する所定量Ｂは特性曲線Ｌ２で表される関係を有している。ここで、特性曲線Ｌ１及び特性曲線Ｌ２共に、制御量が大きいときには一定値であり、そこから制御量が小さくなるにつれて漸減する曲線であることが、制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが、迅速かつ確実に切換線に到達して拘束され得るために好ましい。なお、図３中では、便宜上、所定量Ｂを負の量として示している。
【００４３】
そして、制御入力切換判断部５０は、制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが、制御量に対して、切換線の上方領域で切換線までの距離が所定量Ａより離れた所定領域（図３中ではフィードフォワード制御領域Ｒ２で示す）にあるか、切換線の上方領域で切換線までの距離が所定量Ａ以内の所定領域（図３中ではスライディングモード制御領域Ｒ１で示す）にあるか、切換線の下方領域で切換線までの距離が所定量Ｂ以内の所定領域（図３中ではスライディングモード制御領域Ｒ１で示す）にあるか、又は切換線の下方領域で切換線までの距離が所定量Ｂより離れた所定領域（図３中ではフィードフォワード制御領域Ｒ３で示す）にあるか否か、を判別する。
【００４４】
判別の結果、制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが、制御量に対して、スライディングモード制御領域Ｒ１内ではなく、フィードフォワード制御領域Ｒ２内又はフィードフォワード制御領域Ｒ３内にある場合、制御入力切換判断部５０は、切換部６０をオンすることによって、フィードフォワード制御入力算出部４０によって算出されたフィードフォワード制御入力量が加算器１５に入力されることを許容する。一方、切換関数σの値がスライディングモード制御領域Ｒ１内に入った場合には、制御入力切換判断部５０は、切換部６０をオフすることによって、フィードフォワード制御入力算出部４０によって算出されたフィードフォワード制御入力量が加算器１５に入力されることを禁止する。
【００４５】
また、このような特性曲線Ｌ１及び特性曲線Ｌ２に対して、制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが切換線に接近する場合と制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが切換線から遠ざかる場合とで、特性曲線Ｌ１及び特性曲線Ｌ２の値を異ならせるようなヒステリシス特性を与えてもよい。
【００４６】
詳しくは、図３に示すように、特性曲線Ｌ１よりも高値側に特性曲線Ｌ１’が設定され、特性曲線Ｌ２よりも低値側に特性曲線Ｌ２’が設定されてもよい。かかる場合、制御入力切換判断部５０は、制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔがフィードフォワード制御領域Ｒ２又はフィードフォワード制御領域Ｒ３内からスライディングモード制御領域Ｒ１内に入る場合は特性曲線Ｌ１、Ｌ２に従って判別処理を行い、制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔがスライディングモード制御領域Ｒ１からフィードフォワード制御領域Ｒ２又はフィードフォワード制御領域Ｒ３内に出る場合には特性曲線Ｌ１’、Ｌ２’に従って判別処理を行う。このような処理によれば、制御偏差
量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが切換線に到達し易くなると共に、切換線に到達した制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが切換線に拘束され易くなる。
【００４７】
〔作用〕
次に、図４をも参照して、本実施形態における電子制御装置１の作用について、詳細に説明する。
【００４８】
図４は、本実施形態における電子制御装置によるスライディングモード制御の作用を示す模式図である。なお、図中のｋは、制御サイクルの番号を意味し、自然数である。
【００４９】
本実施形態の電子制御装置１によるスライディングモード制御では、図３で示すように制御量に対して規定される特性曲線Ｌ１及び特性曲線Ｌ２上の値を有する所定量Ａ及び所定量Ｂに対して、図４に示すように、制御偏差量ｅ（ｋ）及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ（ｋ）／Δｔが、切換線σ（ｋ）＝０の上方領域で切換線σ（ｋ）＝０までの距離が所定量Ａより離れた所定領域であるフィードフォワード制御領域Ｒ２内の任意状態Ｐ１にある場合、制御入力切換判断部５０が、切換部６０をオンすることによって制御入力量にフィードフォワード制御入力量を加算する。これにより、スライディングモード制御部１０は、通常のスライディングモード制御に加えてフィードフォワード制御を実行し、制御偏差量ｅ（ｋ）及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ（ｋ）／Δｔを任意状態Ｐ１からスライディングモード制御のみを行うスライディングモード制御領域Ｒ１内の状態Ｐ２に到達させることができる（図４中では、このように到達していく状態を状態Ａで模式的に示す）。
【００５０】
そして、制御偏差量ｅ（ｋ）及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ（ｋ）／Δｔがスライディングモード制御領域Ｒ１内に到達した後は、制御入力切換判断部５０は、切換部６０をオフすることによってフィードフォワード制御入力量の加算を停止する。これにより、スライディングモード制御部１０は、到達則入力量を効かせたスライディングモード制御を実行することによって、制御偏差量ｅ（ｋ）及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ（ｋ）／Δｔを切換線σ（ｋ）＝０上に到達させる（図４中では、このように到達していく状態を状態Ｂで模式的に示す）。そして、引き続き、等価則入力量を効かせたスライディングモード制御を実行することによって、制御偏差量ｅ（ｋ）及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ（ｋ）／Δｔを切換線σ（ｋ）＝０上を滑るようにして移動させ平衡点である原点０に収束させる（図４中では、このように収束していく状態を状態Ｃで模式的に示す）。
【００５１】
また、特性曲線Ｌ１及び特性曲線Ｌ２の値を異ならせるようなヒステリシス特性が与えられた場合には、制御入力切換判断部５０は、更に、制御偏差量ｅ（ｋ）及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ（ｋ）／Δｔがスライディングモード制御領域Ｒ１からフィードフォワード制御領域Ｒ２又はフィードフォワード制御領域Ｒ３へ移動したか否かの判別を、特性曲線Ｌ１及び特性曲線Ｌ２ではなく特性曲線Ｌ１’及び特性曲線Ｌ２’に従って行い得る。特性曲線Ｌ１’は特性曲線Ｌ１よりも切換線σ（ｋ）の上方領域でより外側に設定され、特性曲線Ｌ２’は特性曲線Ｌ２よりも切換線σ（ｋ）の下方領域でより外側に設定されている。よって、制御偏差量ｅ（ｋ）及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ（ｋ）／Δｔがスライディングモード制御領域Ｒ１からフィードフォワード制御領域Ｒ２又はフィードフォワード制御領域Ｒ３内に移動する場合には、制御入力切換判断部５０が、特性曲線Ｌ１’及び特性曲線Ｌ２’に従って判別処理を行うことによって、スライディングモード制御部１０は、到達則入力量を効かせたスライディングモード制御を実行し続けるため、制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔが切換線σ（ｋ）に拘束された状態を長く維持し得ることになる。
【００５２】
本実施形態における電子制御装置１では、複数の状態量が切換線に対して所定領域Ｒ１外にある場合、スライディングモード制御部１０が、制御入力量にフィードフォワード制御入力算出部４０によるフィードフォワード制御入力量を加えるので、スライディングモード制御が有する外乱に対する堅牢性を維持しつつ、スライディングモード制御に至る応答性を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態における電子制御装置１では、フィードフォワード制御入力量は目標量の大きさ及びその変化方向に応じて予め設定されているので、制御対象機器の状態、電子制御スロットル装置Ｓでいえば、低開度領域、中開度領域、高開度領域等の開度領域及びリターンスプリング２６の付勢力等に適した操作量を与えることができる。
【００５４】
また、本実施形態における電子制御装置１では、所定領域Ｒ１は制御量に応じて予め設定されているので、制御対象機器の状態、電子制御スロットル装置Ｓでいえば、低開度領域、中開度領域、高開度領域等の開度領域に適した所定領域Ｒ１を設定して、フィードフォワード制御入力による介入を適切に実行できる。
【００５５】
また、本実施形態における電子制御装置１では、所定領域Ｒ１を規定する特性曲線Ｌ１及び特性曲線Ｌ２にヒステリシス特性を与えることにより、制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔを切換線に到達し易くすることができると共に、一旦切換線に到達した制御偏差量ｅ及びそれに対応する偏差変化速度Δｅ／Δｔを切換線に拘束され易くすることができる。
【００５６】
なお、本発明においては、構成要素の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明においては、スライディングモード制御が有する外乱に対する堅牢性を維持しつつ、スライディングモード制御に至る応答性を向上可能な電子制御装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の車両におけるスライディングモード制御を行う電子制御装置に広範に適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００５８】
１…電子制御装置
１０…スライディングモード制御部
１２…切換関数算出部
１４…制御入力算出部
１５…加算器
１６…操作量処理部
２０…スロットル弁
２１…スロットル開度センサ
２２…吸気管
２３…スロットルシャフト
２３ａ…スロットルレバー
２４…全開位置ストッパ
２５…全閉位置ストッパ
２６…リターンスプリング
４０…フィードフォワード制御入力算出部
４１…開き駆動マップ
４２…閉じ駆動マップ
４３…切換部
５０…制御入力切換判断部
６０  切換部
Ｇ１、Ｇ２…ギヤ
Ｍ…電動モータ
Ｓ…電子制御スロットル装置
θ…制御範囲
【図１】
2014067168.tif 000004
【図２】
2014067168.tif 000005
【図３】
2014067168.tif 000006
【図４】
2014067168.tif 000007