(57)【要約】【課題】フィードフォワード制御アルゴリズムと応答指定型制御アルゴリズムを組み合わせて用いる場合において、制御精度を向上させることができる制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】制御装置１は、ＥＣＵ２を備える。ＥＣＵ２は、目標回転数Ｎｃｍｄ及び式（２１）を用いて、フィードフォワード入力Ｕｆｆを算出し（ステップ８３）、式（５）〜（１０）を用いて、フィードバック入力Ｕｆｂを、これと回転数偏差ＥＮとの関係を定義したモデル式（２５）を用いて導出された等価制御入力Ｕｅｑを含むように算出し（ステップ８１）、２つの入力の和Ｕｆｆ＋Ｕｆｂとして、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを算出し（ステップ８４）、この目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを用いて、エンジン回転数ＮＥが目標回転数Ｎｃｍｄになるように制御する（ステップ６８）。【選択図】図１５
2018173744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象の制御量を検出する制御量検出手段と、
当該制御量の目標となる目標制御量を算出する目標制御量算出手段と、
当該目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力を算出するフィードフォワード入力算出手段と、
前記制御量、前記目標制御量及び所定の応答指定型制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力を算出するフィードバック入力算出手段と、
前記フィードフォワード入力と前記フィードバック入力の和を含むように、前記制御入力を算出する制御入力算出手段と、
当該制御入力を用いて、前記制御量を制御する制御手段と、
を備え、
前記フィードバック入力は、前記制御量及び前記目標制御量の偏差と前記フィードバック入力との関係を定義したモデルを用いて導出された等価制御入力を含むように算出されることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記フィードフォワード入力算出手段は、前記フィードバック入力の絶対値が減少するように、前記フィードフォワード入力を算出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記フィードフォワード入力算出手段は、
前記目標制御量及び前記所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、前記フィードフォワード入力の基本値である基本入力を算出する基本入力算出手段と、
前記フィードバック入力及び所定の制御アルゴリズムを用いて、当該フィードバック入力の絶対値が減少するように、補正値を算出する補正値算出手段と、
当該補正値で前記基本入力を補正することによって、前記フィードフォワード入力を算出する補正手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記目標制御量算出手段は、
前記制御対象の動作状態に応じて、前記目標制御量としての第１目標制御量を算出する第１目標制御量算出手段と、
前記制御入力に対する前記制御量の応答遅れ特性を表すモデル及び当該応答特性遅れを考慮したフィルタの一方を用いて、当該応答遅れ特性を前記第１目標制御量に付与した値である、前記目標制御量としての第２目標制御量を算出する第２目標制御量算出手段と、  を有し、
前記フィードフォワード入力算出手段は、前記目標制御量として、前記第１目標制御量を用い、
前記フィードバック入力算出手段は、前記目標制御量として、前記第２目標制御量を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御量は、吸気絞り弁によって変更される内燃機関の回転数であり、
前記制御入力は、前記吸気絞り弁の開度制御用の値であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御量は、過給機によって変更される内燃機関の過給圧であり、
前記制御入力は、前記過給機の動作制御用の値であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応答指定型制御アルゴリズム及びフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、制御量を目標制御量になるように制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、制御装置として、特許文献１に記載されたものを本出願人は既に提案している。この制御装置は、内燃機関のスロットル弁装置に適用されたものであり、このスロットル弁装置は、吸気通路に設けられたスロットル弁と、スロットル弁に連結され、スロットル弁の開度（以下「スロットル弁開度」という）を変更する電動アクチュエータなどを備えている。
【０００３】
この制御装置の場合、まず、制御対象を、スロットル弁開度ＴＨとスロットル弁のデフォルト開度ＴＨＤＥＦとの偏差である開度偏差ＤＴＨを制御量とし、電動アクチュエータへの電気信号のデューティ比ＤＵＴを制御入力とする系と見なしてモデリングすることにより、制御対象モデルとして、モデル式（１）を導出する。
【０００４】
次いで、このモデル式（１）に基づき、開度偏差ＤＴＨがその目標値ＤＴＨＲになるように、応答指定型制御アルゴリズムを適用することによって、式（４）〜（１０）を導出する。そして、これらの式（４）〜（１０）を用いて、デューティ比ＤＵＴを算出し、これに対応する電気信号を電動アクチュエータに供給することによって、開度偏差ＤＴＨがその目標値ＤＴＨＲになるように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６７６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の制御装置によれば、制御入力としてのデューティ比ＤＵＴを、式（４）〜（１０）に示す応答指定型制御アルゴリズムを用いて算出している関係上、以下に述べる問題が発生するおそれがある。すなわち、応答指定型制御アルゴリズムの場合、式（８）に示すような等価制御入力を含むものが一般的であり、この等価制御入力は、制御量の目標制御量への速応性／追従性を実現する機能と、切換関数の値を維持する機能すなわち制御量の変動を抑制する機能とを備えている。
【０００７】
そのため、むだ時間などの動特性が制御対象モデルと実際の制御対象の間で大きくずれたとき（以下単に「動特性ずれが発生したとき」という）には、制御量の目標制御量への速応性／追従性を実現する機能が発揮されず、制御量の変動を抑制する機能のみが発揮されてしまうことになる。その結果、過渡状態などの目標制御量が大きく変化したときには、制御量の目標制御量に対する速応性／追従性が低下し、制御精度が低下してしまうことになる。
【０００８】
この問題を解消する手法として、応答指定型制御アルゴリズムとフィードフォワード制御アルゴリズムと組み合わせて、制御入力を算出する手法が考えられる。すなわち、制御量が目標制御量になるように、フィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力を算出し、応答指定型制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力を算出するとともに、両者の和を用いて、制御入力を算出することが考えられる。
【０００９】
このように構成した場合、上述した動特性ずれが発生したときでも、フィードフォワード入力における制御量を目標制御量に追従させる機能によって、制御量の目標制御量への速応性／追従性を実現する機能を確保することができる。しかしながら、動特性ずれが発生していない条件下では、フィードバック入力及びフィードフォワード入力の双方が、制御量の目標制御量への速応性／追従性を実現する機能を発揮してしまい、制御量を目標制御量に向かって必要以上に迅速に追従させてしまうことになる。その結果、過補償／過補正が生じ、制御量が目標制御量に対してオーバーシュート／アンダーシュートを生じてしまうことで、制御精度が低下してしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、フィードフォワード制御アルゴリズムと応答指定型制御アルゴリズムを組み合わせて用いる場合において、制御精度を向上させることができる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に係る制御装置１，１Ａは、制御対象の制御量（エンジン回転数ＮＥ、過給圧ＰＢ）を検出する制御量検出手段（クランク角センサ２０、過給圧センサ２７）と、制御量の目標となる目標制御量（目標回転数Ｎｃｍｄ、目標過給圧ＰＢｃｍｄ）を算出する目標制御量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ６４，６５，７１，７２）と、目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズム（式（２１））を用いて、フィードフォワード入力Ｕｆｆ，Ｕｆｆ’を算出するフィードフォワード入力算出手段（ＥＣＵ２、ＦＦ入力算出部５０，１５０、ステップ８３）と、制御量、目標制御量及び所定の応答指定型制御アルゴリズム（式（５）〜（１０））を用いて、フィードバック入力Ｕｆｂ，Ｕｆｂ’を算出するフィードバック入力算出手段（ＥＣＵ２、ＦＢ入力算出部４０，１４０、ステップ８１）と、フィードフォワード入力Ｕｆｆ，Ｕｆｆ’とフィードバック入力Ｕｆｂ，Ｕｆｂ’の和を含むように、制御入力（目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄ、目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄ）を算出する制御入力算出手段（ＥＣＵ２、加算器６０，１６０、ステップ８４）と、制御入力を用いて、制御量を制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ６８）と、を備え、フィードバック入力Ｕｆｂ，Ｕｆｂ’は、制御量及び目標制御量の偏差（回転数偏差ＥＮ、過給圧偏差ＥＰ）とフィードバック入力Ｕｆｂ，Ｕｆｂ’との関係を定義したモデル（式（２５））を用いて導出された等価制御入力Ｕｅｑ，Ｕｅｑ’を含むように算出されることを特徴とする。
【００１２】
この制御装置によれば、目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力が算出され、制御量、目標制御量及び所定の応答指定型制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力が算出され、フィードフォワード入力とフィードバック入力の和を含むように、制御入力が算出されるとともに、制御入力を用いて、制御量が制御される。前述したように、一般的な所定の応答指定型制御アルゴリズムを用いてフィードバック入力を算出した場合、フィードバック入力に含まれる等価制御入力が、動特性ずれが発生していない条件下では、制御量の目標制御量への速応性／追従性を実現する機能と、切換関数の値を維持する機能すなわち制御量の変動を抑制する機能とを発揮することになる。
【００１３】
これに対して、本発明の制御装置の場合、フィードバック入力が、制御量及び目標制御量の偏差とフィードバック入力との関係を定義したモデルを用いて導出された等価制御入力を含むように構成されているので、この等価制御入力は、目標制御量の項を含まない状態となり、制御量の目標制御量への速応性／追従性を実現する機能を発揮することなく、制御量の変動を抑制する機能のみを発揮することになる。それにより、上述した動特性ずれが発生している条件下でも、制御入力に含まれるフィードフォワード入力の機能により、制御量の目標制御量への速応性／追従性を実現できると同時に、制御入力に含まれるフィードバック入力の機能により、制御量の変動を抑制することができる。その結果、過補償／過補正の発生を抑制でき、目標制御量に対する制御量のオーバーシュート／アンダーシュートの発生を抑制できることで、制御精度を向上させることができる（なお、本明細書における「制御量の検出」は、センサなどにより制御量を直接検出することに限らず、制御量を他のパラメータに基づいて推定／算出することを含む）。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の制御装置１，１Ａにおいて、フィードフォワード入力算出手段は、フィードバック入力Ｕｆｂ，Ｕｆｂ’の絶対値が減少するように、フィードフォワード入力Ｕｆｆ，Ｕｆｆ’を算出することを特徴とする。
【００１５】
一般に、フィードフォワード制御アルゴリズムを用いてフィードフォワード入力を算出する手法の場合、経年変化や個体間のばらつきなどに起因して、フィードフォワード入力と制御量との間のゲイン特性が初期特性からずれてしまうおそれがあり、その場合には、制御誤差が増大し、制御精度が低下してしまうことになる。これに対して、この制御装置の場合、制御入力がフィードフォワード入力とフィードバック入力の和を含むように算出される関係上、フィードフォワード入力と制御量との間における上述したゲイン特性のずれが存在しない場合には、フィードバック入力の絶対値が減少することなる。言い換えれば、フィードバック入力の絶対値を減少させるように制御することで、上述したゲイン特性のずれを減少できることになる。
【００１６】
したがって、この制御装置によれば、フィードバック入力の絶対値が減少するように、フィードフォワード入力が算出されるので、フィードフォワード入力と制御量との間のゲイン特性が初期特性から変化したときでも、そのようなゲイン特性の変化を補償するように、フィードフォワード入力を算出することができる。その結果、ゲイン特性の変化に起因する制御誤差の増大を抑制でき、制御精度を向上させることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の制御装置１，１Ａにおいて、フィードフォワード入力算出手段は、目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力Ｕｆｆ，Ｕｆｆ’の基本値である基本入力（値Ｋｆｆ＿ｂｓ・Ｎｃｍｄ、Ｋｆｆ＿ｂｓ’・ＰＢｃｍｄ）を算出する基本入力算出手段（ＥＣＵ２、増幅器５２，１５２、ステップ８３）と、フィードバック入力Ｕｆｂ，Ｕｆｂ’及び所定の制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力Ｕｆｂ，Ｕｆｂ’の絶対値が減少するように、補正値（フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ，Ｋｆｆ＿ａｄｐ’）を算出する補正値算出手段（ＥＣＵ２、ＦＦ適応係数算出部５１，１５１、ステップ８２）と、補正値で基本入力を補正することによって、フィードフォワード入力Ｕｆｆ，Ｕｆｆ’を算出する補正手段（ＥＣＵ２、乗算器５３，１５３、ステップ８３）と、を有することを特徴とする。
【００１８】
この制御装置によれば、目標制御量及び所定のフィードフォワード制御アルゴリズムを用いて、フィードフォワード入力の基本値である基本入力が算出され、フィードバック入力及び所定の制御アルゴリズムを用いて、フィードバック入力の絶対値が減少するように、補正値が算出されるとともに、補正値で基本入力を補正することによって、フィードフォワード入力が算出される。すなわち、基本入力によって、制御量の目標制御量への速応性／追従性を確保しながら、補正値よって、前述したようなゲイン特性の変化を補償できる値として、フィードフォワード入力を算出することができる。その結果、良好な制御精度を確保することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置１，１Ａにおいて、目標制御量算出手段は、制御対象の動作状態（エンジン水温ＴＷ、車軸回転数ＮＶ、エンジン回転数ＮＥ、ドライバ要求トルクＴＲＱ＿Ｄ）に応じて、目標制御量としての第１目標制御量（目標回転数Ｎｃｍｄ、目標過給圧ＰＢｃｍｄ）を算出する第１目標制御量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ６４，７１）と、制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を表すモデル（式（２３））及び応答特性遅れを考慮したフィルタの一方を用いて、応答遅れ特性を第１目標制御量に付与した値である、目標制御量としての第２目標制御量（フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆ、フィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆ）を算出する第２目標制御量算出手段（ＥＣＵ２、フィルタ目標回転数算出部４１、フィルタ目標過給圧算出部１４１、ステップ８０）と、を有し、フィードフォワード入力算出手段は、目標制御量として、第１目標制御量を用い、フィードバック入力算出手段は、目標制御量として、第２目標制御量を用いることを特徴とする。
【００２０】
この制御装置によれば、制御対象の動作状態に応じて算出された第１目標制御量を用いて、フィードフォワード入力が算出され、制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を第１目標制御量に付与した値である第２目標制御量を用いて、フィードバック入力が算出される。したがって、制御対象が制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を備えている場合には、第２目標制御量を、制御入力に対して応答遅れ特性を示す制御量に対して乖離度合いの小さい値として算出することができ、そのような値を用いてフィードバック入力を算出することによって、フィードバック入力における制御量の変動の抑制能力をさらに向上させることができる。その結果、制御精度をより一層、向上させることができる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置１において、制御量は、吸気絞り弁（スロットル弁９ａ）によって変更される内燃機関３の回転数ＮＥであり、制御入力は、吸気絞り弁の開度制御用の値（目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄ）であることを特徴とする。
【００２２】
この制御装置によれば、吸気絞り弁の開度制御用の値を用いて、内燃機関の回転数を制御する場合において、請求項１〜４に係る発明の作用効果を得ることができる。特に、吸気絞り弁の開度制御用の値例えば目標開度などを用いて、内燃機関の回転数を制御した場合、内燃機関の回転数は吸気絞り弁の開度に対して応答遅れ特性を示すのが一般的であるので、請求項４に係る発明のように、フィードバック入力の算出において、制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を第１目標制御量に付与した第２目標制御量を用いたときには、第１目標制御量を用いたときよりも高い制御精度を確保することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置１Ａにおいて、制御量は、過給機１０によって変更される内燃機関３の過給圧ＰＢであり、制御入力は、過給機の動作制御用の値（目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄ）であることを特徴とする。
【００２４】
この制御装置によれば、過給機の動作制御用の値を用いて、内燃機関の過給圧を制御する場合において、請求項１〜４に係る発明の作用効果を得ることができる。特に、過給機の動作制御用の値を用いて、内燃機関の過給圧を制御した場合、内燃機関の過給圧は過給機の動作状態に対して応答遅れ特性を示すのが一般的であるので、請求項４に係る発明のように、フィードバック入力の算出において、制御入力に対する制御量の応答遅れ特性を第１目標制御量に付与した第２目標制御量を用いたときには、第１目標制御量を用いたときよりも高い制御精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制御装置及びこれを適用した車両の構成を模式的に示す図である。
【図２】制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】ＦＢ入力算出部の構成を示すブロック図である。
【図４】ＦＦ入力算出部の構成を示すブロック図である。
【図５】エンジン水温重み関数の算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図６】目標回転数重み関数の算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図７】フィードフォワード適応係数の算出結果を説明するための図である。
【図８】条件判定処理を示すフローチャートである。
【図９】第１移行判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】第２移行判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】クラッチ制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】吸気制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】目標開度算出処理を示すフローチャートである。
【図１４】燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。
【図１５】車両の通常走行中において、コースティング制御処理の実行条件が不成立の状態から成立した状態に変化したときの制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
【図１６】車両のコースティング状態での走行中、コースティング制御処理の実行条件が成立している状態から不成立の状態に変化したときの制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る制御装置及びこれを適用した過給機を備える内燃機関の構成を模式的に示す図である。
【図１８】第２実施形態の制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図１９】第２実施形態のＦＦ入力算出部の構成を示すブロック図である。
【図２０】第２実施形態のＦＢ入力算出部の構成を示すブロック図である。
【図２１】第２実施形態の制御装置による過給圧の制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
【図２２】比較のために、第２実施形態の制御装置においてフィードフォワード適応係数を値１に設定したときの過給圧の制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る制御装置について説明する。図１に示すように、本実施形態の制御装置１は、ＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２は、後述する制御アルゴリズムにより、車両Ｖの動力源である内燃機関（以下「エンジン」という）３の運転状態及びクラッチ４の接続／遮断状態などを制御する。
【００２７】
この車両Ｖの場合、エンジン３のクランクシャフト３ａは、クラッチ４を介して手動変速機６に連結されている。この手動変速機６は、前進１〜６速段及び後進段を備えており、運転者によるシフトレバー及びクラッチペダル（いずれも図示せず）の操作に伴って、変速動作が実行される。
【００２８】
以上の構成により、クラッチ４が接続されておりかつ手動変速機６がインギヤ状態（すなわち変速段による動力伝達が可能な状態）にあるときには、エンジン３の動力は、クラッチ４及び手動変速機６を介して、駆動輪７，７に伝達される。
【００２９】
また、クラッチ４には、クラッチ・アクチュエータ５が設けられている。このクラッチ・アクチュエータ５は、ＥＣＵ２に電気的に接続された電動式アクチュエータであり、ＥＣＵ２からの制御入力信号によって、クラッチ４を接続／遮断する。
【００３０】
すなわち、ＥＣＵ２は、クラッチ・アクチュエータ５を介して、クラッチ４の接続／遮断状態を制御する。なお、以下の説明では、クラッチ４を接続することを「クラッチ４をオンする」といい、クラッチ４を遮断することを「クラッチ４をオフする」という。
【００３１】
また、エンジン３は、ガソリンを燃料とする多気筒内燃機関であり、気筒ごとに設けられた燃料噴射弁３ｂ及び点火プラグ３ｃ（いずれも１つのみ図示）と、スロットル弁機構９などを有している。これらの燃料噴射弁３ｂ及び点火プラグ３ｃはいずれもＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２によって、エンジン３の運転状態に応じて、燃料噴射弁３ｂによる燃料の噴射量及び噴射時期と、点火プラグ３ｃによる混合気の点火時期とが制御される。
【００３２】
さらに、スロットル弁機構９は、スロットル弁９ａ及びこれを開閉駆動するＴＨアクチュエータ９ｂなどを備えている。スロットル弁９ａ（吸気絞り弁）は、吸気通路８の途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりスロットル弁９ａを通過する空気の流量を変化させる。ＴＨアクチュエータ９ｂは、ＥＣＵ２に接続されたモータにギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２によって制御されることにより、スロットル弁９ａの開度を変化させる。それにより、スロットル弁９ａを通過する空気量（以下「吸入空気量」という）が制御される。
【００３３】
一方、ＥＣＵ２には、クランク角センサ２０、アクセル開度センサ２１、水温センサ２２、スロットル弁開度センサ２３、クラッチ開度センサ２４、クラッチ状態センサ２５及び車速センサ２６が電気的に接続されている。
【００３４】
このクランク角センサ２０（制御量検出手段）は、クランクシャフト３ａの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号及びＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば３０゜）ごとに１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。
【００３５】
また、ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン（いずれも図示せず）が吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角ごとに１パルスが出力される。
【００３６】
さらに、アクセル開度センサ２１は、車両Ｖの図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３７】
一方、水温センサ２２は、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３８】
また、スロットル弁開度センサ２３は、スロットル弁９ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３９】
さらに、クラッチ開度センサ２４は、車両Ｖのクラッチペダル（図示せず）の踏み込み操作量（以下「クラッチ開度」という）ＣＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００４０】
一方、クラッチ状態センサ２５は、クラッチ・アクチュエータ５の動作状態を検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このクラッチ状態センサ２５の検出信号に基づき、クラッチ４のオン／オフ状態（すなわち接続／遮断状態）を検出する。
【００４１】
また、車速センサ２６は、車両Ｖの車軸の回転数（以下「車軸回転数」という）ＮＶ及び車両Ｖの速度（以下「車速」という）ＶＰを検出して、それらを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００４２】
さらに、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０〜２６の検出信号などに応じて、後述するように、クラッチ制御処理及び吸気制御処理などの各種の制御処理を実行する。
【００４３】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が目標制御量算出手段、フィードフォワード入力算出手段、フィードバック入力算出手段、制御入力算出手段、制御手段、基本入力算出手段、補正値算出手段、補正手段、第１目標制御量算出手段及び第２目標制御量算出手段に相当する。
【００４４】
次に、図２を参照しながら、本実施形態の制御装置１の機能的な構成について説明する。この制御装置１は、以下に述べる制御アルゴリズムによって、第１移行制御処理、コースティング制御処理及び第２移行制御処理のいずれかの実行中において、エンジン回転数ＮＥを制御するものである。
【００４５】
この場合、コースティング制御処理は、後述するように、エンジン３をアイドル運転状態に保持し、クラッチ４をオフした状態で、車両Ｖを惰性走行させるための制御処理である。また、第１移行制御処理は、後述するように、通常走行制御処理からコースティング制御処理に移行するときに実行され、第２移行制御処理は、コースティング制御から通常走行制御処理に移行するときに実行される。
【００４６】
同図２に示すように、制御装置１は、ＦＢ入力算出部４０、ＦＦ入力算出部５０及び加算器６０を備えており、これらの要素４０〜６０はいずれもＥＣＵ２によって構成されている。また、同図に示すように、本実施形態の制御対象７０は、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを制御入力とし、エンジン回転数ＮＥを制御量とする系に相当する。この目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄは、スロットル弁開度ＴＨの目標値であり、後述するように算出される。
【００４７】
なお、以下の説明において、記号（ｎ）付きの各離散データは、所定の制御周期ΔＴ（例えば１０ｍｓｅｃ）に同期して算出（又はサンプリング）されたデータであることを示しており、記号ｎ（ｎは正の整数）は各離散データの算出サイクルの順番を表している。
【００４８】
例えば、記号ｎは今回の算出タイミングで算出された今回値であることを、記号ｎ−１は前回の算出タイミングで算出された前回値であることをそれぞれ示している。また、以下の説明では、各離散データにおける記号（ｎ）を適宜省略する。さらに、以下に述べる制御アルゴリズムの導出理論及び導出手法については後述する。
【００４９】
まず、ＦＢ入力算出部４０では、エンジン回転数ＮＥ及び目標回転数Ｎｃｍｄを用いて、後述する手法により、フィードバック入力Ｕｆｂが算出される。この目標回転数Ｎｃｍｄは、後述するように、エンジン水温ＴＷ又は車軸回転数ＮＶに応じて算出される。なお、本実施形態では、ＦＢ入力算出部４０がフィードバック入力算出手段に相当し、目標回転数Ｎｃｍｄが目標制御量及び第１目標制御量に相当し、エンジン水温ＴＷ及び車軸回転数ＮＶが制御対象の動作状態に相当する。
【００５０】
また、ＦＦ入力算出部５０（フィードフォワード入力算出手段）では、エンジン水温ＴＷ、目標回転数Ｎｃｍｄ及びフィードバック入力Ｕｆｂを用いて、後述する手法により、フィードフォワード入力Ｕｆｆが算出される。
【００５１】
そして、加算器６０（制御入力算出手段）では、下式（１）により、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄが算出される。
【数１】
2018173744.tif 000003
【００５２】
次に、図３を参照しながら、上述したＦＢ入力算出部４０について説明する。同図に示すように、ＦＢ入力算出部４０は、フィルタ目標回転数算出部４１、減算器４２、ＳＭコントローラ４３及びオンボード同定器４４を備えている。なお、この図３では、遅延要素Ｚ-1の記載は便宜上、省略されており、この点は後述する図４などにおいても同様である。
【００５３】
まず、フィルタ目標回転数算出部４１について説明する。このフィルタ目標回転数算出部４１では、下式（２）〜（４）により、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆが算出される。なお、本実施形態では、フィルタ目標回転数算出部４１が第２目標制御量算出手段に相当し、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆが目標制御量及び第２目標制御量に相当する。
【００５４】
【数２】
2018173744.tif 000004
【００５５】
【数３】
2018173744.tif 000005
【００５６】
【数４】
2018173744.tif 000006
【００５７】
上式（２），（３）のａ１，ａ２，ｂ１は、オンボード同定器４３によって同定されるモデルパラメータである。また、上式（２）〜（３）のＴＨｃｍｄ＿ｆｆは、上式（４）によって算出される目標スロットル弁開度のフィードフォワード値である。上式（４）のＫｆｆ＿ｂｓは、フィードフォワード入力ゲインであり、エンジン回転数ＮＥをスロットル弁開度ＴＨの次元に変換するための変換係数に相当する。このフィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓは、本実施形態の場合、モデルパラメータのオフライン同定値ａ１＃，ａ２＃，ｂ１＃に基づき、Ｋｆｆ＿ｂｓ＝（１−ａ１＃−ａ２＃）／ｂ１＃が成立する一定値に設定されている。
【００５８】
また、上式（２），（３）を参照すると明らかなように、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆは、目標回転数Ｎｃｍｄが後述する第１目標回転数Ｎｃｍｄ１又は第２目標回転数Ｎｃｍｄ２に設定されたとき及びその次の演算タイミングのときには、エンジン回転数の前回値ＮＥ（ｎ−１）及び前々回値ＮＥ（ｎ−２）を用いて算出され、それ以外の演算タイミングでは、フィルタ目標回転数の前回値Ｎｃｍｄ＿ｆ（ｎ−１）及び前々回値Ｎｃｍｄ＿ｆ（ｎ−２）を用いて算出される。これは、以下の理由による。
【００５９】
すなわち、後述する吸気制御処理において、コースティング制御処理の実行条件が成立状態と不成立状態との間で変化し、目標回転数Ｎｃｍｄが第１目標回転数Ｎｃｍｄ１又は第２目標回転数Ｎｃｍｄ２に設定されたタイミングにおいて、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆと実際のエンジン回転数ＮＥとの乖離度合いが大きいと、エンジン回転数ＮＥがフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに対して追従する際の応答遅れが発生してしまうので、それを回避するためである。
【００６０】
これに加えて、コースティング制御処理の実行条件が成立し、目標回転数Ｎｃｍｄが第１目標回転数Ｎｃｍｄ１に設定されたタイミングでは、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆの前回値Ｎｃｍｄ＿ｆ（ｎ−１）及び前々回値Ｎｃｍｄ＿ｆ（ｎ−２）が算出されていないので、これらの値に代えて、エンジン回転数の前回値ＮＥ（ｎ−１）及び前々回値ＮＥ（ｎ−２）を用いる必要があるためである。
【００６１】
また、減算器４２では、下式（５）により、回転数偏差ＥＮが算出される。
【数５】
2018173744.tif 000007
【００６２】
さらに、ＳＭコントローラ４４では、下式（６）〜（１０）に示すスライディングモード制御アルゴリズムを応用した制御アルゴリズムより、フィードバック入力Ｕｆｂが算出される。
【００６３】
【数６】
2018173744.tif 000008
【００６４】
【数７】
2018173744.tif 000009
【００６５】
【数８】
2018173744.tif 000010
【００６６】
【数９】
2018173744.tif 000011
【００６７】
【数１０】
2018173744.tif 000012
【００６８】
上式（６）に示すように、フィードバック入力Ｕｆｂは、等価制御入力Ｕｅｑ、到達則入力Ｕｒｃｈ及び適応則入力Ｕａｄｐの和として算出される。この等価制御入力Ｕｅｑは、上式（７）により算出され、同式（７）のＳは、−１＜Ｓ＜０の関係が成立する値に設定される切換関数設定パラメータである。
【００６９】
また、到達則入力Ｕｒｃｈは、上式（８）により算出される。この式（８）において、Ｈｒｃｈは、所定の到達則ゲインを表しており、σは、上式（１０）のように定義される切換関数である。さらに、適応則入力Ｕａｄｐは、上式（９）により算出され、同式（９）のＨａｄｐは、所定の適応則ゲインを表している。
【００７０】
一方、オンボード同定器４４では、下式（１１）〜（１７）に示す逐次型同定アルゴリズムにより、モデルパラメータａ１，ａ２，ｂ１のベクトルθが算出される。
【００７１】
【数１１】
2018173744.tif 000013
【００７２】
【数１２】
2018173744.tif 000014
【００７３】
【数１３】
2018173744.tif 000015
【００７４】
【数１４】
2018173744.tif 000016
【００７５】
【数１５】
2018173744.tif 000017
【００７６】
【数１６】
2018173744.tif 000018
【００７７】
【数１７】
2018173744.tif 000019
【００７８】
上式（１１）のベクトルθは、その転置行列が式（１２）のように定義され、同式（１１）のｉｄｅは、式（１３）により算出される追従誤差である。同式（１３）のＥＮｈａｔは、回転数偏差ＥＮの推定値であり、式（１４）により算出される。同式（１４）のζは、その転置行列が式（１５）のように定義されるベクトルである。
【００７９】
また、式（１１）のＫＰは、式（１６）により算出されるゲイン係数のベクトルであり、同式（１６）のＰは、式（１７）に示すように定義される３次の正方行列である。同式（１７）のＩは、３次の単位行列を表しており、λ１，λ２は、０＜λ１≦１，０＜λ２≦１が成立するように設定される重み係数をそれぞれ表している。
【００８０】
次に、図４を参照しながら、前述したＦＦ入力算出部５０について説明する。同図に示すように、ＦＦ入力算出部５０は、ＦＦ適応係数算出部５１、増幅器５２及び乗算器５３を備えている。
【００８１】
まず、ＦＦ適応係数算出部５１（補正値算出手段）について説明する。このＦＦ適応係数算出部５１では、下式（１８）〜（２０）により、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ（補正値）が算出される。
【００８２】
【数１８】
2018173744.tif 000020
【００８３】
【数１９】
2018173744.tif 000021
【００８４】
【数２０】
2018173744.tif 000022
【００８５】
上式（１８），（１９）のＷｔ＿ｉ（ｉ＝１〜３）は、エンジン水温重み関数であり、このエンジン水温重み関数Ｗｔｉは、エンジン水温ＴＷに応じて、図５に示すマップを検索することにより算出される。
【００８６】
同図に示すように、３つのエンジン水温重み関数Ｗｔ＿ｉはそれぞれ、エンジン水温ＴＷが変化し得る領域を３つの所定値ＴＷ１〜ＴＷ３（ＴＷ１＜ＴＷ２＜ＴＷ３）で規定した場合において、以下に述べるように設定されている。まず、１番目のエンジン水温重み関数Ｗｔ＿１は、ＴＷ≦ＴＷ１の領域では、その最大値である値１に設定され、ＴＷ１＜ＴＷ＜ＴＷ２の領域では、エンジン水温ＴＷが高いほど、より小さい正の値に設定されているとともに、ＴＷ２≦ＴＷの領域では、値０に設定されている。
【００８７】
また、２番目のエンジン水温重み関数Ｗｔ＿２は、ＴＷ≦ＴＷ１，ＴＷ３≦ＴＷの領域では、値０に設定されており、ＴＷ１＜ＴＷ＜ＴＷ２の領域では、エンジン水温ＴＷが高いほど、より大きい正の値に設定されているとともに、ＴＷ２≦ＴＷ＜ＴＷ３の領域では、ＴＷ＝ＴＷ２のときの値１を最大値として、エンジン水温ＴＷが高いほど、より小さい正の値に設定されている。
【００８８】
さらに、３番目のエンジン水温重み関数Ｗｔ＿３は、ＴＷ≦ＴＷ２の領域では、値０に設定され、ＴＷ３≦ＴＷの領域では、その最大値である値１に設定されているとともに、ＴＷ２＜ＴＷ＜ＴＷ３の領域では、エンジン水温ＴＷが高いほど、より大きい正の値に設定されている。
【００８９】
さらに、１番目および２番目のエンジン水温重み関数Ｗｔ＿１，Ｗｔ＿２は、ＴＷ１＜ＴＷ＜ＴＷ２の領域において互いに重なり合うとともに、両者の和は、各エンジン水温重み関数Ｗｔ＿ｉにおける最大値１と等しくなるように設定されている。これと同様に、２番目および３番目のエンジン水温重み関数Ｗｔ＿２，Ｗｔ＿３は、ＴＷ２＜ＴＷ＜ＴＷ３の領域において互いに重なり合うとともに、両者の和は、各エンジン水温重み関数Ｗｔ＿ｉにおける最大値１と等しくなるように設定されている。
【００９０】
さらに、前述した式（１８），（１９）のＷｎ＿ｊ（ｊ＝１〜３）は、目標回転数重み関数であり、この目標回転数重み関数Ｗｎｊは、目標回転数Ｎｃｍｄに応じて、図６に示すマップを検索することにより算出される。
【００９１】
同図に示すように、３つの目標回転数重み関数Ｗｎ＿ｊはそれぞれ、目標回転数Ｎｃｍｄが変化し得る領域を３つの所定値Ｎｃｍｄ１〜Ｎｃｍｄ３（Ｎｃｍｄ１＜Ｎｃｍｄ２＜Ｎｃｍｄ３）で規定した場合において、以下に述べるように設定されている。まず、１番目の目標回転数重み関数Ｗｎ＿１は、Ｎｃｍｄ≦Ｎｃｍｄ１の領域では、その最大値である値１に設定され、Ｎｃｍｄ１＜Ｎｃｍｄ＜Ｎｃｍｄ２の領域では、目標回転数Ｎｃｍｄが高いほど、より小さい正の値に設定されているとともに、Ｎｃｍｄ２≦Ｎｃｍｄの領域では、値０に設定されている。
【００９２】
また、２番目の目標回転数重み関数Ｗｎ＿２は、Ｎｃｍｄ≦Ｎｃｍｄ１，Ｎｃｍｄ３≦Ｎｃｍｄの領域では、値０に設定されており、Ｎｃｍｄ１＜Ｎｃｍｄ＜Ｎｃｍｄ２の領域では、目標回転数Ｎｃｍｄが高いほど、より大きい正の値に設定されているとともに、Ｎｃｍｄ２≦Ｎｃｍｄ＜Ｎｃｍｄ３の領域では、Ｎｃｍｄ＝Ｎｃｍｄ２のときの値１を最大値として、目標回転数Ｎｃｍｄが高いほど、より小さい正の値に設定されている。
【００９３】
さらに、３番目の目標回転数重み関数Ｗｎ＿３は、Ｎｃｍｄ≦Ｎｃｍｄ２の領域では、値０に設定され、Ｎｃｍｄ３≦Ｎｃｍｄの領域では、その最大値である値１に設定されているとともに、Ｎｃｍｄ２＜Ｎｃｍｄ＜Ｎｃｍｄ３の領域では、目標回転数Ｎｃｍｄが高いほど、より大きい正の値に設定されている。
【００９４】
さらに、１番目および２番目の目標回転数重み関数Ｗｎ＿１，Ｗｎ＿２は、Ｎｃｍｄ１＜Ｎｃｍｄ＜Ｎｃｍｄ２の領域において互いに重なり合うとともに、両者の和は、各目標回転数重み関数Ｗｎ＿ｊにおける最大値１と等しくなるように設定されている。これと同様に、２番目および３番目の目標回転数重み関数Ｗｎ＿２，Ｗｎ＿３は、Ｎｃｍｄ２＜Ｎｃｍｄ＜Ｎｃｍｄ３の領域において互いに重なり合うとともに、両者の和は、各目標回転数重み関数Ｗｎ＿ｊにおける最大値１と等しくなるように設定されている。
【００９５】
また、前述した式（１８）のＫｆｆ＿ａｌ＿ｉｊは、局所適応係数であり、式（１９）によって算出される。この式（１９）において、Ｈｆｆは、所定のフィードフォワード適応ゲインであり、Ｅａｄｐは、式（２０）のように定義される適応誤差である。
【００９６】
この式（１９）に示すように、局所適応係数Ｋｆｆ＿ａｌ＿ｉｊは、４つの値の積Ｈｆｆ・Ｗｔ＿ｉ・Ｗｎ＿ｊ・Ｅａｄｐを積分した積分項として算出される。すなわち、局所適応係数Ｋｆｆ＿ａｌ＿ｉｊは、適応誤差Ｅａｄｐすなわちフィードバック入力Ｕｆｂの絶対値を減少させるように、積分項のみのフィードバック制御アルゴリズムによって算出されることになる。このように局所適応係数Ｋｆｆ＿ａｌ＿ｉｊを算出する理由については後述する。
【００９７】
また、前述したように、エンジン水温重み関数Ｗｔ＿ｉは、エンジン水温ＴＷの領域に対応して設定され、目標回転数重み関数Ｗｎ＿ｊは、目標回転数Ｎｃｍｄの領域に対応して設定されているので、両者の積Ｗｔ＿ｉ・Ｗｎ＿ｊは、エンジン水温ＴＷ及び目標回転数Ｎｃｍｄの組み合わせで規定される平面状の領域に対して３次元的に設定された値となる。したがって、そのような積Ｗｔ＿ｉ・Ｗｎ＿ｊに適応誤差Ｅａｄｐを乗算することによって、局所適応係数Ｋｆｆ＿ａｌ＿ｉｊが算出されるので、適応誤差Ｅａｄｐをエンジン水温ＴＷ及び目標回転数Ｎｃｍｄの組み合わせで規定される平面状の領域に対して３次元的に分配して重み付けした値として、局所適応係数Ｋｆｆ＿ａｌ＿ｉｊが算出されることになる。
【００９８】
さらに、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐは、式（１８）に示すように、そのような局所適応係数Ｋｆｆ＿ａｌ＿ｉｊに、積Ｗｔ＿ｉ・Ｗｎ＿ｊを乗算した値の総和を値１に加算することにより算出されるので、フィードバック入力Ｕｆｂの絶対値を減少させる機能と、その機能をエンジン水温ＴＷと目標回転数Ｎｃｍｄで規定される９つの領域に分配しながら、エンジン水温ＴＷ又は目標回転数Ｎｃｍｄが変化したときでも、連続的に変化する値として算出されることになる。
【００９９】
例えば、前述した式（１８），（１９）において、３つの目標回転数重み関数Ｗｎ＿ｊ（ｊ＝１〜３）を目標回転数Ｎｃｍｄの値にかかわらず、Ｗｎ＿ｊ＝１が成立するように設定した場合、式（１８）の右辺第２項は、局所適応係数とエンジン水温重み関数の積Ｋｆｆ＿ａｌ＿ｉ・Ｗｔ＿ｉ（ｉ＝１〜３）の総和となり、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐの値は、図７に示すようになる。すなわち、エンジン水温ＴＷが変化したときでも、連続的に変化する値として算出されることになる。
【０１００】
これと同様に、例えば、前述した式（１８），（１９）において、３つのエンジン水温重み関数Ｗｔ＿ｉ（ｉ＝１〜３）をエンジン水温ＴＷの値にかかわらず、Ｗｔ＿ｉ＝１が成立するように設定した場合にも、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐの値は、目標回転数Ｎｃｍｄが変化したときでも、連続的に変化する値として算出されることになる。以上の理由により、実際のフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐは、エンジン水温ＴＷ及び目標回転数Ｎｃｍｄの組み合わせが変化したときでも、連続的に変化する値として算出されることになる。
【０１０１】
ＦＦ入力算出部５０において以上のように算出されたフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐは、ＦＦ入力算出部５０から乗算器５３に入力される。
【０１０２】
さらに、目標回転数Ｎｃｍｄは、増幅器５２でフィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓ分増幅されてから乗算器５３に入力される。なお、本実施形態では、増幅器５２が基本入力算出手段に相当し、目標回転数とフィードフォワードゲインの積Ｋｆｆ＿ｂｓ・Ｎｃｍｄが基本入力に相当する。
【０１０３】
そして、乗算器５３（補正手段）では、下式（２１）により、フィードフォワード入力Ｕｆｆが最終的に算出される。
【数２１】
2018173744.tif 000023
【０１０４】
以上のように、フィードフォワード入力Ｕｆｆは、目標回転数Ｎｃｍｄに、フィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓ及びフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐを乗算することによって算出される。この場合、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐは、前述した手法により算出されるので、適応誤差Ｅａｄｐすなわちフィードバック入力Ｕｆｂの絶対値を減少させる機能を有するとともに、その機能をエンジン水温ＴＷ及び目標回転数Ｎｃｍｄの領域ごとに反映させた値として算出されることになる。
【０１０５】
さらに、フィードフォワード入力Ｕｆｆは、そのようなフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐとフィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓとの積を用いて算出されるので、フィードバック入力Ｕｆｂの絶対値を減少させる機能をエンジン水温ＴＷ及び目標回転数Ｎｃｍｄの領域ごとに備えていることになる。この場合、前述したように、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄがフィードフォワード入力Ｕｆｆとフィードバック入力Ｕｆｂの和として算出される関係上、フィードフォワード入力Ｕｆｆとエンジン回転数ＮＥとの間におけるゲイン特性のずれが存在しない場合には、フィードバック入力Ｕｆｂの絶対値が減少することなる。言い換えれば、フィードバック入力Ｕｆｂの絶対値を減少させるように制御すると、フィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓが実際の制御対象のゲインに対してずれを生じている場合でも、そのずれを補正できることになる。この効果を得るために、本実施形態では、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐが、前述した手法によって算出される。
【０１０６】
次に、前述したＦＢ入力算出部４０及びＦＦ入力算出部５０における制御アルゴリズムの導出原理及び導出手法について説明する。まず、エンジン３におけるエンジン回転数ＮＥとエンジントルクの関係を定義した運動方程式と、スロットル弁開度ＴＨとエンジントルクとの関係を定義した伝達関数とに基づき、エンジン回転数ＮＥとスロットル弁開度ＴＨの関係をモデリングすると、下式（２２）に示す２次遅れ離散時間系モデルが導出される。
【０１０７】
【数２２】
2018173744.tif 000024
【０１０８】
この式（２２）において、スロットル弁開度ＴＨを目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄに置き換えると、下式（２３）が得られる。
【数２３】
2018173744.tif 000025
【０１０９】
本実施形態の場合、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆは、この式（２３）に示すような、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄに対するエンジン回転数ＮＥの応答遅れ特性（２次遅れ特性）を、目標回転数Ｎｃｍｄに反映させた値として算出するために、前述した式（２），（３）を用いて算出される。
【０１１０】
また、上式（２３）に基づき、エンジン回転数ＮＥがフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆになるように、スライディングモード制御アルゴリズムを適用して、フィードバック入力Ｕｆｂの算出式を導出した場合、前述した式（６）が導出されるとともに、等価制御入力Ｕｅｑの算出式は、下式（２４）として導出される。
【数２４】
2018173744.tif 000026
【０１１１】
この式（２４）で示す等価制御入力Ｕｅｑの場合、エンジン回転数ＮＥ及びフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆの演算項が含まれているので、エンジン回転数ＮＥをフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに追従させる機能と、切換関数σの値を保持する機能すなわちエンジン回転数ＮＥの変動を抑制する機能とを備えていることになる。この場合、等価制御入力Ｕｅｑの切換関数σの値を保持する機能は、エンジン回転数ＮＥがフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆ付近にある場合には、エンジン回転数ＮＥがフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに対して変動するのを抑制する機能となる。
【０１１２】
一方、フィードフォワード入力Ｕｆｆも、目標回転数ＮｃｍｄにフィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓを乗算して算出される関係上、エンジン回転数ＮＥを目標回転数Ｎｃｍｄに追従させる機能を備えている。この場合、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆは、目標回転数Ｎｃｍｄに対して応答遅れ特性を付与したものであるので、フィードフォワード入力Ｕｆｆ及びフィードバック入力Ｕｆｂの双方が、エンジン回転数ＮＥを目標回転数Ｎｃｍｄに追従させる機能を備えていることになり、その結果、過補正／過補償になる可能性がある。
【０１１３】
これを回避するには、フィードフォワード入力Ｕｆｆ及び等価制御入力Ｕｅｑの一方における、エンジン回転数ＮＥを目標回転数Ｎｃｍｄに追従させる機能を消去する必要がある。この場合、等価制御入力Ｕｅｑは、制御対象モデルと実際の制御対象の間におけるむだ時間などの動特性が大きくずれると、エンジン回転数ＮＥをフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに追従させる機能を発揮せず、エンジン回転数ＮＥの変動を抑制する機能のみを発揮することになるので、フィードフォワード入力Ｕｆｆの方ではなく、等価制御入力Ｕｅｑの方の、エンジン回転数ＮＥをフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに追従させる機能を消去する手法が望ましい。したがって、本実施形態では、等価制御入力Ｕｅｑにおける、エンジン回転数ＮＥをフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに追従させる機能を消去するために、以下に述べる手法により、等価制御入力Ｕｅｑの算出式を導出した。
【０１１４】
まず、制御対象モデルとして下式（２５）を用いる。
【数２５】
2018173744.tif 000027
【０１１５】
この式（２５）は、前述した式（２３）において、エンジン回転数ＮＥを回転数偏差ＥＮに、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄをフィードバック入力Ｕｆｂにそれぞれ置き換えたものであり、このような制御対象モデルを用いたのは以下の理由による。
【０１１６】
まず、例えば、定常状態でＮｃｍｄ＝Ｎｃｍｄ＿ｆが成立していると想定した場合、回転数偏差ＥＮは、エンジン回転数ＮＥに対して動特性（すなわち応答遅れ特性）の変化がなく、基準となる値が異なっているのみなので、上式（２５）の制御対象モデルは、式（２３）の制御対象モデルに対して動特性が変化していないことになる。
【０１１７】
また、エンジン回転数ＮＥが目標回転数Ｎｃｍｄ近傍に保持されている場合、すなわちＮＥ≒Ｎｃｍｄが成立している場合、フィードバック入力Ｕｆｂ≒０が成立し、ＴＨｃｍｄ≒Ｕｆｆが成立することになる関係上、回転数偏差ＥＮは、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄからフィードフォワード入力Ｕｆｆを減算した値であるフィードバック入力Ｕｆｂに対して高い相関性を有することになる。
【０１１８】
以上の理由により、本実施形態では、上式（２５）を制御対象モデルとして用いるとともに、この式（２５）に対して、スライディングモード制御アルゴリズムを適用することによって、前述した等価制御入力Ｕｅｑの算出式（７）を導出した。
【０１１９】
この式（７）の場合、上式（２５）から導出している関係上、目標回転数Ｎｃｍｄ及びフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆの演算項を含んでいないので、エンジン回転数ＮＥを目標回転数Ｎｃｍｄ又はフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに追従させる機能を備えておらず、切換関数σの値を保持する機能、すなわちエンジン回転数ＮＥがフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに対して変動しないような機能のみを備えていることになる。以上の理由により、本実施形態では、前述した式（７）を用いて、等価制御入力Ｕｅｑが算出される。
【０１２０】
次に、図８を参照しながら、本実施形態の条件判定処理について説明する。この条件判定処理は、コースティング制御処理に関連する各種の条件が成立したか否かを判定するものであり、ＥＣＵ２によって、前述した制御周期ΔＴで実行される。
【０１２１】
同図に示すように、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、コースティング制御処理の実行条件が成立したか否かを判別する。具体的には、以下の条件（ｆ１）〜（ｆ９）がいずれも成立しているときには、コースティング制御処理の実行条件が成立したと判別され、それ以外のときには、コースティング制御処理の実行条件が不成立であると判別される。
【０１２２】
（ｆ１）車速ＶＰが所定範囲内にあること。
（ｆ２）エンジン回転数ＮＥが所定範囲内にあること。
（ｆ３）変速段が所定の中高速段にあること。
（ｆ４）運転者によって変速動作が実行されていないこと。
（ｆ５）アクセル開度ＡＰが後述するドライバ要求トルクＴＲＱ＿Ｄ≦０が成立する領域内の値であって、その変動量が小さいこと。
（ｆ６）ブレーキペダルが操作されていないこと。
（ｆ７）クラッチ開度ＣＰが所定値Ｃｐｒｅｆ未満であって、クラッチペダルが操作されていないこと。
（ｆ８）エンジン水温ＴＷが所定範囲内にあること。
（ｆ９）走行路の勾配が所定角度以下であること。
【０１２３】
このステップ１の判別結果がＹＥＳで、コースティング制御処理の実行条件が成立しているときには、それを表すために、ステップ２に進み、コースティング実行条件フラグＦ＿ＣＯＡＳＴを「１」に設定する。
【０１２４】
一方、ステップ１の判別結果がＮＯで、コースティング制御処理の実行条件が不成立であるときには、それを表すために、ステップ３に進み、コースティング実行条件フラグＦ＿ＣＯＡＳＴを「０」に設定する。
【０１２５】
以上のステップ２又は３に続くステップ４で、コースティング実行条件フラグＦ＿ＣＯＡＳＴが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ５に進み、第１移行判定処理を実行する。この第１移行判定処理は、前述した第１移行制御処理の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図９に示すように実行される。
【０１２６】
まず、ステップ２０で、コースティング実行条件フラグの前回値Ｆ＿ＣＯＡＳＴｚが「０」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのとき、すなわち今回の制御タイミングが、コースティング制御処理の実行条件が不成立状態から成立状態に変化したタイミングであるときには、第１移行制御処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ２１に進み、第１移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ１を「１」に設定した後、ステップ２２に進む。
【０１２７】
一方、ステップ２０の判別結果がＮＯで、前回以前の制御タイミングでコースティング制御処理の実行条件が成立していたときにも、ステップ２２に進む。
【０１２８】
以上のステップ２０又は２１に続くステップ２２で、第１移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ１が「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【０１２９】
一方、ステップ２２の判別結果がＹＥＳで、Ｆ＿ＣＨＡＮＧＥ１＝１が成立しているときには、ステップ２３に進み、クラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦが「１」であるか否かを判別する。このクラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦは、クラッチ４がオフ状態にあるか否かを表すものであり、その値は後述するクラッチ制御処理において設定される。
【０１３０】
この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、この判別結果がＹＥＳで、クラッチ４がオフ状態になっているときには、ステップ２４に進み、回転偏差ＤＮをエンジン回転数と目標回転数との偏差の絶対値｜ＮＥ−Ｎｃｍｄ｜に設定する。
【０１３１】
次いで、ステップ２５に進み、回転偏差ＤＮが所定値ＤＮｒｅｆ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＤＮ＞ＤＮｒｅｆのときには、そのまま本処理を終了する。
【０１３２】
一方、ステップ２５の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちＤＮ≦ＤＮｒｅｆが成立しているときには、第１移行制御処理を終了すべきであると判定して、それを表すために、ステップ２６に進み、第１移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ１を「０」に設定した後、本処理を終了する。
【０１３３】
図８に戻り、ステップ５で、第１移行判定処理を以上のように実行した後、条件判定処理を終了する。
【０１３４】
一方、前述したステップ４の判別結果がＮＯで、コースティング制御処理の実行条件が不成立であるときには、ステップ６に進み、クラッチ開度ＣＰが所定値ＣＰｒｅｆ以上であるか否かを判別する。
【０１３５】
この判別結果がＮＯのとき、すなわち運転者によってクラッチペダルが操作されてないときには、ステップ７に進み、第２移行判定処理を実行する。この第２移行判定処理は、前述した第２移行制御処理の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図１０に示すように実行される。
【０１３６】
まず、ステップ３０で、コースティング実行条件フラグの前回値Ｆ＿ＣＯＡＳＴｚが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのとき、すなわち今回の制御タイミングが、コースティング制御処理の実行条件が成立状態から不成立状態に変化したタイミングチャートであるときには、第２移行制御処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ３１に進み、第２移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ２を「１」に設定した後、ステップ３２に進む。
【０１３７】
一方、ステップ３０の判別結果がＮＯで、前回以前の制御タイミングでコースティング制御処理の実行条件が不成立であったときにも、ステップ３２に進む。
【０１３８】
以上のステップ３０又は３１に続くステップ３２で、第２移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ２が「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【０１３９】
一方、ステップ３２の判別結果がＹＥＳで、Ｆ＿ＣＨＡＮＧＥ２＝１が成立しているときには、ステップ３３に進み、回転偏差ＤＮをエンジン回転数と目標回転数との偏差の絶対値｜ＮＥ−Ｎｃｍｄ｜に設定する。
【０１４０】
次いで、ステップ３４に進み、前述したステップ２５と同様に、回転偏差ＤＮが所定値ＤＮｒｅｆ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＤＮ＞ＤＮｒｅｆのときには、そのまま本処理を終了する。
【０１４１】
一方、ステップ３４の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちＤＮ≦ＤＮｒｅｆが成立しているときには、ステップ３５に進み、クラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦが「０」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【０１４２】
一方、ステップ３５の判別結果がＹＥＳで、クラッチ４がオン状態になっているときには、ステップ３６に進み、トルク偏差ＤＴをドライバ要求トルクとエンジン出力トルクとの偏差の絶対値｜ＴＲＱ＿Ｄ−ＴＲＱ＿Ｅ｜に設定する。
【０１４３】
このドライバ要求トルクＴＲＱ＿Ｄは、運転者によって車両Ｖに要求されているトルクであり、後述するように算出される。また、エンジン出力トルクＴＲＱ＿Ｅは、エンジン３が実際に出力しているトルクであり、手動変速機６内の図示しないトルクセンサによって検出される。
【０１４４】
次いで、ステップ３７に進み、トルク偏差ＤＴが所定値ＤＴｒｅｆ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【０１４５】
一方、ステップ３７の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちＴＲＱ＿Ｄ≒ＴＲＱ＿Ｅが成立しているときには、第２移行制御処理を終了すべきであると判定して、それを表すために、ステップ３８に進み、第２移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ２を「０」に設定した後、本処理を終了する。
【０１４６】
図８に戻り、ステップ７で、第２移行判定処理を以上のように実行した後、図８の条件判定処理を終了する。
【０１４７】
一方、前述したステップ６の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち運転者によってクラッチペダルが操作されているときには、通常走行制御処理を実行すべきであると判定して、それを表すために、ステップ８に進み、第１及び第２移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ１，Ｆ＿ＣＨＡＮＧＥ２をいずれも「０」にリセットした後、図８の条件判定処理を終了する。
【０１４８】
次に、図１１を参照しながら、クラッチ制御処理について説明する。このクラッチ制御処理は、クラッチ・アクチュエータ５を介して、クラッチ４のオン／オフ状態を制御するものであり、ＥＣＵ２によって、前述した制御周期ΔＴで実行される。
【０１４９】
同図に示すように、まず、ステップ４０で、前述したコースティング実行条件フラグＦ＿ＣＯＡＳＴが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、コースティング制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ４１に進み、前述した第１移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ１が「１」であるか否かを判別する。
【０１５０】
この判別結果がＹＥＳで、第１移行制御処理を実行すべきであるときには、ステップ４２に進み、前述したクラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、クラッチ４がオフ状態にあるときには、そのまま本処理を終了する。
【０１５１】
一方、ステップ４２の判別結果がＮＯで、クラッチ４がオン状態にあるときには、ステップ４３に進み、クラッチオフ駆動フラグＦ＿ＯＦＦ＿ＤＲＶが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、クラッチ４をオフ状態に駆動すべきであることを表すために、ステップ４４に進み、クラッチオフ駆動フラグＦ＿ＯＦＦ＿ＤＲＶを「１」に設定した後、ステップ４５に進む。
【０１５２】
このように、ステップ４４で、クラッチオフ駆動フラグＦ＿ＯＦＦ＿ＤＲＶが「１」に設定されると、上述したステップ４３の判別結果がＹＥＳとなり、その場合にもステップ４５に進む。
【０１５３】
以上のステップ４３又は４４に続くステップ４５で、クラッチ・アクチュエータ５を制御することにより、クラッチ４をオフ状態になるように駆動する。
【０１５４】
次いで、ステップ４６に進み、前述したクラッチ状態センサ２５の検出信号に基づき、クラッチ４がオフ状態になったか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【０１５５】
一方、ステップ４６の判別結果がＹＥＳで、クラッチ４がオフ状態になったときには、それを表すために、ステップ４７に進み、クラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦを「１」に設定すると同時に、クラッチ・アクチュエータ５によるクラッチ４のオフ状態への駆動を中止すべきであることを表すために、クラッチオフ駆動フラグＦ＿ＯＦＦ＿ＤＲＶを「０」に設定した後、本処理を終了する。
【０１５６】
一方、前述したステップ４０又は４１の判別結果がＮＯのとき、すなわちコースティング制御処理の実行条件が不成立であるとき、又は第１移行判定処理の実行条件が不成立であるときには、ステップ４８に進み、前述した第２移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ２が「１」であるか否かを判別する。
【０１５７】
この判別結果がＹＥＳで、第２移行制御処理を実行すべきであるときには、ステップ４９に進み、前述したステップ２５，３４と同様に、回転偏差ＤＮが所定値ＤＮｒｅｆ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＤＮ＞ＤＮｒｅｆのときには、そのまま本処理を終了する。
【０１５８】
一方、ステップ４９の判別結果がＹＥＳで、ＤＮ≦ＤＮｒｅｆすなわちＮＥ≒Ｎｃｍｄが成立しているときには、ステップ５０に進み、クラッチオン駆動フラグＦ＿ＯＮ＿ＤＲＶが「１」であるか否かを判別する。
【０１５９】
この判別結果がＮＯのときには、クラッチ４をオン状態に駆動すべきであることを表すために、ステップ５１に進み、クラッチオン駆動フラグＦ＿ＯＮ＿ＤＲＶを「１」に設定した後、ステップ５２に進む。
【０１６０】
このように、ステップ５１で、クラッチオン駆動フラグＦ＿ＯＮ＿ＤＲＶが「１」に設定されると、上述したステップ５０の判別結果がＹＥＳとなり、その場合にもステップ５２に進む。
【０１６１】
以上のステップ５０又は５１に続くステップ５２で、クラッチ・アクチュエータ５を制御することにより、クラッチ４をオン状態になるように駆動する。
【０１６２】
次いで、ステップ５３に進み、前述したクラッチ状態センサ２５の検出信号に基づき、クラッチ４がオン状態になったか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【０１６３】
一方、ステップ５３の判別結果がＹＥＳで、クラッチ４がオン状態になったときには、それを表すために、ステップ５４に進み、クラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦを「０」に設定すると同時に、クラッチ・アクチュエータ５によるクラッチ４のオン状態への駆動を中止すべきであることを表すために、クラッチオン駆動フラグＦ＿ＯＮ＿ＤＲＶを「０」に設定した後、本処理を終了する。
【０１６４】
一方、ステップ４８の判別結果がＮＯのときには、通常制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ５５に進み、フラグリセット処理を実行する。この処理では、上述した２つのフラグＦ＿ＯＦＦ＿ＤＲＶ，Ｆ＿ＯＮ＿ＤＲＶが「０」にリセットされる。
【０１６５】
次いで、ステップ５６で、通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、クラッチ開度センサ２４の検出信号に応じて、クラッチ・アクチュエータ５を駆動することにより、クラッチ４のオン／オフ状態が制御される。以上のように、ステップ５６で、通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。
【０１６６】
次に、図１２を参照しながら、吸気制御処理について説明する。この吸気制御処理は、ＴＨアクチュエータ９ｂを介して、スロットル弁開度ＴＨを制御し、それによって、吸入空気量又はエンジン回転数ＮＥを制御するものであり、ＥＣＵ２によって、前述した制御周期ΔＴで実行される。
【０１６７】
同図に示すように、まず、ステップ６０で、前述したコースティング実行条件フラグＦ＿ＣＯＡＳＴが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、コースティング制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ６１に進み、前述した第１移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ１が「１」であるか否かを判別する。
【０１６８】
この判別結果がＹＥＳで、第１移行制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ６２に進み、前述したクラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、クラッチ４がオン状態にあるときには、そのまま本処理を終了する。
【０１６９】
一方、ステップ６２の判別結果がＹＥＳで、クラッチ４がオフ状態にあるときには、ステップ６３に進み、第１算出済みフラグＦ＿ＣＡＬ１が「１」であるか否かを判別する。
【０１７０】
この判別結果がＮＯのときには、第１目標回転数Ｎｃｍｄ１を算出すべきであると判定して、ステップ６４に進み、エンジン水温ＴＷに応じて、図示しないマップを検索することにより、第１目標回転数Ｎｃｍｄ１を算出する。この第１目標回転数Ｎｃｍｄ１は、コースティング制御の実行中において、エンジン回転数ＮＥの目標となる値であり、エンジン３をアイドル運転可能な値に設定されている。
【０１７１】
次いで、ステップ６５に進み、目標回転数Ｎｃｍｄを第１目標回転数Ｎｃｍｄ１に設定する。
【０１７２】
次に、ステップ６６で、第１目標回転数Ｎｃｍｄ１を算出済みであることを表すために、第１算出済みフラグＦ＿ＣＡＬ１を「１」に設定する。
【０１７３】
次いで、ステップ６７に進み、目標開度算出処理を実行する。この目標開度算出処理は、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを算出するものであり、具体的には、図１３に示すように実行される。
【０１７４】
同図に示すように、まず、ステップ８０で、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆを、前述した式（２）〜（４）を用いて算出する。
【０１７５】
次いで、ステップ８１に進み、フィードバック入力Ｕｆｂを、前述した式（５）〜（１０）を用いて算出する。
【０１７６】
次に、ステップ８２で、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐを、前述した式（１８）〜（２０）及び図５，６を用いて算出する。
【０１７７】
ステップ８２に続くステップ８３で、フィードフォワード入力Ｕｆｆを、前述した式（２１）を用いて算出する。
【０１７８】
次いで、ステップ８４に進み、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを、前述した式（１）を用いて算出する。
【０１７９】
次に、ステップ８５で、モデルパラメータのベクトルθを、前述した式（１１）〜（１７）を用いて算出した後、本処理を終了する。
【０１８０】
図１２に戻り、ステップ６７で、目標開度算出処理を以上のように実行した後、ステップ６８に進み、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄに対応する制御入力信号をＴＨアクチュエータ９ｂに供給し、これを駆動する。それにより、スロットル弁開度ＴＨが目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄになるように制御される。その後、本処理を終了する。
【０１８１】
一方、前述したステップ６１の判別結果がＮＯで、第１移行制御処理の実行条件が不成立であるとき、又はステップ６３の判別結果がＹＥＳで、第１目標回転数Ｎｃｍｄ１を算出済みであるときには、上述したように、ステップ６７，６８を実行した後、本処理を終了する。
【０１８２】
一方、前述したステップ６０の判別結果がＮＯで、コースティング制御処理の実行条件が不成立であるときには、ステップ６９に進み、前述した第２移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ２が「１」であるか否かを判別する。
【０１８３】
この判別結果がＹＥＳで、第２移行制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ７０に進み、第２算出済みフラグＦ＿ＣＡＬ２が「１」であるか否かを判別する。
【０１８４】
この判別結果がＮＯのときには、第２目標回転数Ｎｃｍｄ２を算出すべきであると判定して、ステップ７１に進み、車軸回転数ＮＶに応じて、図示しないマップを検索することにより、第２目標回転数Ｎｃｍｄ２を算出する。この第２目標回転数Ｎｃｍｄ２は、コースティング制御処理を中止するときに、エンジン回転数ＮＥの目標となる値である。
【０１８５】
次いで、ステップ７２に進み、目標回転数Ｎｃｍｄを第２目標回転数Ｎｃｍｄ２に設定する。
【０１８６】
次に、ステップ７３で、第２目標回転数Ｎｃｍｄ２を算出済みであることを表すために、第２算出済みフラグＦ＿ＣＡＬ２を「１」に設定する。次いで、前述したように、ステップ６７，６８を実行した後、本処理を終了する。
【０１８７】
一方、前述したステップ７０の判別結果がＹＥＳで、第２目標回転数Ｎｃｍｄ２を算出済みであるときには、ステップ７４に進み、前述したステップ４９と同様に、回転偏差ＤＮが所定値ＤＮｒｅｆ以下であるか否かを判別する。
【０１８８】
この判別結果がＮＯのときには、前述したように、ステップ６７，６８を実行した後、本処理を終了する。
【０１８９】
一方、ステップ７４の判別結果がＹＥＳで、ＤＮ≦ＤＮｒｅｆすなわちＮＥ≒Ｎｃｍｄが成立しているときには、通常制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ７５に進み、フラグリセット処理を実行する。この処理では、上述した２つのフラグＦ＿ＣＡＬ１，Ｆ＿ＣＡＬ２が「０」にリセットされる。
【０１９０】
次いで、ステップ７６で、通常制御処理を実行する。この通常制御処理では、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＰなどに応じて、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを算出し、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄに対応する制御入力信号がＴＨアクチュエータ９ｂに供給される。それにより、スロットル弁開度ＴＨが目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄになるように制御される。以上のように、ステップ７６で、通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。
【０１９１】
一方、前述したステップ６９の判別結果がＮＯのとき、すなわちコースティング制御処理及び第２移行制御処理の実行条件がいずれも不成立であるときには、上述したように、ステップ７５，７６を実行した後、本処理を終了する。
【０１９２】
以上のように、図１２に示す吸気制御処理では、ステップ７５，７６を実行しないとき、すなわち第１移行制御処理、コースティング制御処理及び第２移行制御処理の実行条件が成立しているときには、エンジン回転数ＮＥが目標回転数Ｎｃｍｄになるように目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄが算出され、この目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄになるようにスロットル弁開度ＴＨが制御される。その結果、エンジン回転数ＮＥが目標回転数Ｎｃｍｄになるように制御される。
【０１９３】
一方、ステップ７５，７６を実行するとき、すなわち通常制御処理を実行するときには、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＰなどに応じて、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄが算出され、この目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄになるようにスロットル弁開度ＴＨが制御される。その結果、吸入空気量がエンジン３の運転状態に応じた値になるように制御される。
【０１９４】
次に、図１４を参照しながら、燃料噴射制御処理について説明する。この燃料噴射制御処理は、燃料噴射弁３ｂによる燃料噴射量及び噴射時期を制御するものであり、ＥＣＵ２によってＴＤＣ信号の発生タイミングに同期して実行される。
【０１９５】
同図に示すように、まず、ステップ９０で、前述したコースティング実行条件フラグＦ＿ＣＯＡＳＴが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、コースティング制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ９１に進み、ゼロトルク制御処理を実行する。
【０１９６】
このゼロトルク制御処理では、エンジン出力トルクＴＲＱ＿Ｅが値「０」になるように、燃料噴射量及び噴射時期が制御される。ステップ９１で、ゼロトルク制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。
【０１９７】
一方、ステップ９０の判別結果がＮＯで、コースティング制御処理の実行条件が不成立であるときには、ステップ９２に進み、前述した第２移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ２が「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、第２移行制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ９３に進み、前述したクラッチオン駆動フラグＦ＿ＯＮ＿ＤＲＶが「１」であるか否かを判別する。
【０１９８】
この判別結果がＹＥＳで、クラッチ４のオン駆動を実行中であるときには、ステップ９４に進み、トルク漸近制御処理を実行する。このトルク漸近制御処理では、エンジン出力トルクＴＲＱ＿Ｅがドライバ要求トルクＴＲＱ＿Ｄに漸近するように、燃料噴射量及び噴射時期が制御される。ステップ９４で、トルク漸近制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。
【０１９９】
一方、前述したステップ９３の判別結果がＮＯのときには、ステップ９５に進み、前述したクラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦが「０」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、クラッチ４がオン状態にあるときには、上述したように、ステップ９４で、トルク漸近制御処理を実行した後、本処理を終了する。
【０２００】
一方、ステップ９２又は９５の判別結果がＮＯのとき、すなわち第１及び第２移行制御処理の実行条件が不成立であるとき、又は第２移行制御処理の実行条件が成立していてクラッチ４がオン状態にあるときには、ステップ９６に進み、通常時制御処理を実行する。この通常時制御処理は、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＰなどに応じて、燃料噴射量及び噴射時期が制御される。ステップ９６で、通常制御処理を以上のように実行した後、本処理を終了する。
【０２０１】
次に、図１５，１６を参照しながら、以上のように構成された本実施形態の制御装置１による制御結果について説明する。図１５は、車両Ｖの走行中において、コースティング制御処理の実行条件が不成立状態から成立状態に変化したときの制御結果例を示しており、図１６は、図１５とは逆に、コースティング制御処理の実行条件が成立状態から不成立状態に変化したときの制御結果例を示している。
【０２０２】
まず、図１５に示すように、通常走行制御処理の実行中、時刻ｔ１で、コースティング制御処理の実行条件が成立し、コースティング実行条件フラグＦ＿ＣＯＡＳＴが「１」に設定されると、それと同時に、第１移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ１及びクラッチオフ駆動フラグＦ＿ＯＦＦ＿ＤＲＶが「１」に設定される。それにより、第１移行制御処理が開始され、クラッチ制御処理において、クラッチ４がオン状態からオフ状態になるように駆動されると同時に、それ以降、燃料噴射制御処理において、ゼロトルク制御処理が実行される。
【０２０３】
制御の進行に伴い、時刻ｔ２で、クラッチ４がオフ状態になると、クラッチオフ駆動フラグＦ＿ＯＦＦ＿ＤＲＶが「０」にリセットされ、クラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦが「１」に設定されると同時に、目標回転数Ｎｃｍｄが第１目標回転数Ｎｃｍｄ１に設定される。それ以降、吸気制御処理において、前述した制御アルゴリズムにより、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆ及び目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄが算出されることによって、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆが２次遅れ特性を示しながら目標回転数Ｎｃｍｄに向かって変化するとともに、エンジン回転数ＮＥがフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆと同じ傾向で変化する。
【０２０４】
そして、ＤＮ≦ＤＮｒｅｆすなわちＮＥ≒Ｎｃｍｄが成立したタイミング（時刻ｔ３）で、第１移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ１が「０」にリセットされ、第１移行制御処理が終了する。それ以降、コースティング制御処理が実行され、車両Ｖがコースティング状態で走行することになる。
【０２０５】
一方、図１６に示すように、コースティング制御処理の実行中、すなわち車両Ｖのコースティング状態での走行中において、時刻ｔ１１で、ドライバ要求トルクＴＲＱ＿Ｄ＞０が成立すると、コースティング制御処理の実行条件が不成立となり、コースティング実行条件フラグＦ＿ＣＯＡＳＴが「０」にリセットされると同時に、第２移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ２が「１」に設定される。それにより、第２移行制御処理が実行され、燃料噴射制御処理において、ゼロトルク制御処理が終了すると同時に、吸気制御処理において、目標回転数Ｎｃｍｄが第２目標回転数Ｎｃｍｄ２に設定される。
【０２０６】
それ以降、前述した制御アルゴリズムにより、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆ及び目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄが算出されることによって、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆが２次遅れ特性を示しながら目標回転数Ｎｃｍｄに向かって変化するとともに、エンジン回転数ＮＥがフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆと同じ傾向で変化する。
【０２０７】
そして、ＤＮ≦ＤＮｒｅｆすなわちＮＥ≒Ｎｃｍｄが成立したタイミング（時刻ｔ１２）で、クラッチオン駆動フラグＦ＿ＯＮ＿ＤＲＶが「１」に設定される。それにより、クラッチ制御処理において、クラッチ４がオフ状態からオン状態になるように駆動されると同時に、それ以降、吸気制御処理において、トルク漸近制御処理が実行される。
【０２０８】
制御の進行に伴い、時刻ｔ１３で、クラッチ４がオン状態になると、クラッチオン駆動フラグＦ＿ＯＮ＿ＤＲＶが「０」にリセットされると同時に、クラッチオフ状態フラグＦ＿ＣＬ＿ＯＦＦが「０」にリセットされる。その後、吸気制御処理におけるトルク漸近制御処理の実行に伴い、時刻ｔ１４で、ＤＴ≦ＤＴｒｅｆすなわちＴＲＱ＿Ｅ≒ＴＲＱ＿Ｄが成立すると、第２移行フラグＦ＿ＣＨＡＮＧＥ２が「０」にリセットされる。それ以降、クラッチ制御処理、吸気制御処理及び燃料噴射制御処理において、通常制御処理が実行され、通常走行制御処理が実行されることで、車両Ｖは通常走行状態となる。
【０２０９】
以上の図１５，１６に示す制御結果を参照すると明らかなように、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆの演算開始直後において、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆと実際のエンジン回転数ＮＥとの乖離度合いが大きくなるのを抑制できており、エンジン回転数ＮＥが目標回転数Ｎｃｍｄに対して追従する際の応答遅れの発生を回避できていることが判る。これは、前述したように、目標回転数Ｎｃｍｄが第１目標回転数Ｎｃｍｄ１又は第２目標回転数Ｎｃｍｄ２に設定された直後の２回分の演算タイミングでは、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆが式（３）に代えて式（２）で算出されることによるものである。このような算出手法は、コースティング制御処理のような、目標回転数Ｎｃｍｄがステップ状に頻繁に変化を繰り返す可能性が高い条件下において有効である。
【０２１０】
以上のように、第１実施形態の制御装置１によれば、制御入力としての目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄが、フィードフォワード入力Ｕｆｆとフィードバック入力Ｕｆｂの和として算出される。このフィードフォワード入力Ｕｆｆは、目標回転数Ｎｃｍｄに、フィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓ及びフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐを乗算することによって算出されるので、目標回転数Ｎｃｍｄが変化したときに、エンジン回転数ＮＥをそれに追従させる機能を備えていることになる。
【０２１１】
また、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆが、スロットル弁開度ＴＨに対するエンジン回転数ＮＥの応答遅れ特性を目標回転数Ｎｃｍｄに付与した値として算出され、フィードバック入力Ｕｆｂは、式（５）〜（１０）に示す応答指定型制御アルゴリズムによって、等価制御入力Ｕｅｑ、到達則入力Ｕｒｃｈ及び適応則入力Ｕａｄｐの和として算出されるとともに、等価制御入力Ｕｅｑは、式（２５）のモデルから導出された式（７）を用いて算出される。
【０２１２】
この式（７）の場合、目標回転数Ｎｃｍｄ及びフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆの項を含んでいないので、エンジン回転数ＮＥを目標回転数Ｎｃｍｄ又はフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに追従させる機能を備えておらず、切換関数σの値を保持する機能、すなわちエンジン回転数ＮＥがフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに対して変動するのを抑制する機能のみを備えていることになる。
【０２１３】
したがって、本実施形態の場合、以上の機能を備えたフィードフォワード入力Ｕｆｆとフィードバック入力Ｕｆｂの和として目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄが算出され、これを用いて、エンジン回転数ＮＥが目標回転数Ｎｃｍｄになるように制御されるので、制御対象モデルの動特性ずれが発生していない条件下でも、フィードフォワード入力Ｕｆｆの機能により、エンジン回転数ＮＥの目標回転数Ｎｃｍｄへの速応性／追従性を実現できると同時に、フィードバック入力Ｕｆｂの機能により、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆに対するエンジン回転数ＮＥの変動を抑制することができる。その結果、過補償／過補正の発生を抑制でき、エンジン回転数ＮＥが目標回転数Ｎｃｍｄに対してオーバーシュート／アンダーシュートするのを抑制できることで、コースティング制御中におけるエンジン回転数ＮＥの制御精度を向上させることができる。
【０２１４】
また、フィードフォワード入力Ｕｆｆの算出に用いるフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐは、前述したように、フィードバック入力Ｕｆｂの絶対値を減少させる機能をエンジン水温ＴＷ及び目標回転数Ｎｃｍｄの領域ごとに備えているので、経年変化などに起因して、フィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓが実際の制御対象のゲインに対してずれを生じている場合でも、そのずれを補正しながら、フィードフォワード入力Ｕｆｆを算出することができる。その結果、制御対象のゲイン特性の変化に起因する制御誤差の増大を抑制でき、制御精度を向上させることができる。
【０２１５】
さらに、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆが、スロットル弁開度ＴＨに対するエンジン回転数ＮＥの応答遅れ特性を目標回転数Ｎｃｍｄに付与した値として算出されるので、結果的に、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆはエンジン回転数ＮＥとの離間度合いが小さい値として算出されることになる。したがって、そのようなフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆを用いてフィードバック入力Ｕｆｂを算出することにより、目標回転数Ｎｃｍｄを用いて算出した場合と比べて、高い制御精度を確保することができる。
【０２１６】
なお、第１実施形態は、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを制御入力とし、エンジン回転数ＮＥを制御量とする系を制御対象とした例であるが、これ以外の様々な産業機器を制御対象としてもよい。
【０２１７】
また、第１実施形態は、所定のフィードフォワード制御アルゴリズムとして、式（２１）を用いた例であるが、本発明の所定のフィードフォワード制御アルゴリズムはこれに限らず、フィードフォワード入力を算出できるものであればよい。例えば、目標制御量に応じてマップを検索することにより、フィードフォワード入力を算出する制御アルゴリズムを用いてもよい。
【０２１８】
さらに、第１実施形態は、所定の応答指定型制御アルゴリズムとして、式（５）〜（１０）のスライディングモード制御アルゴリズムを用いた例であるが、その他の応答指定型制御アルゴリズムを用いてもよい。例えば、等価制御入力Ｕｅｑ、到達則入力Ｕｒｃｈ及び適応則入力Ｕａｄｐに加えて、非線形入力Ｕｎｌを含むスライディングモード制御アルゴリズムや、等価制御入力Ｕｅｑと適応則入力Ｕａｄｐのみを含むスライディングモード制御アルゴリズムを用いてもよく、バックステッピング制御アルゴリズムを用いてもよい。
【０２１９】
一方、第１実施形態は、制御入力としての目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを、フィードフォワード入力Ｕｆｆとフィードバック入力Ｕｆｂの和として算出した例であるが、本発明の制御入力はこれに限らず、フィードフォワード入力とフィードバック入力の和を含むように算出されるものであればよい。例えば、フィードフォワード入力とフィードバック入力の和に対して、補正項を加算又は減算したり、補正係数を乗算したりすることによって、制御入力を算出してもよい。
【０２２０】
また、第１実施形態は、補正値として、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐを用いた例であるが、本発明の補正値はこれに限らず、フィードバック入力の絶対値が減少する機能を備えたものであればよい。例えば、補正値を加算項／減算項として算出してもよい。
【０２２１】
さらに、第１実施形態は、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆを用いて、フィードバック入力Ｕｆｂを算出した例であるが、本発明のフィードバック入力はこれに限らず、制御量、目標制御量及び所定の応答指定型制御アルゴリズムを用いて算出されるものであればよい。例えば、制御対象が応答遅れの小さい特性のものである場合や、制御対象の応答遅れ特性を無視しても問題ない場合には、制御量と目標制御量との偏差によって切換関数を構成し、この切換関数を用いた応答指定型制御アルゴリズムによって、フィードバック入力を算出してもよい。
【０２２２】
一方、第１実施形態は、第２目標制御量としてのフィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆをモデル式（２５）から導出した式（２）〜（４）を用いて算出した例であるが、これに代えて、第２目標制御量を、応答遅れ特性を考慮したフィルタアルゴリズムを用いて算出してもよい。
【０２２３】
また、第１実施形態は、コースティング制御処理の実行中、エンジン３のアイドル運転を実行した例であるが、コースティング制御処理の実行中、燃料噴射弁３ｂによる燃料噴射を停止し、エンジン３の運転を停止するように構成してもよい。
【０２２４】
さらに、第１実施形態は、フィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓを一定値に設定した例であるが、フィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓを、エンジン３の運転状態を表すパラメータ（例えばエンジン回転数ＮＥ及びエンジン水温ＴＷ）に応じて、マップ検索により算出してもよい。
【０２２５】
一方、第１実施形態は、モデルパラメータａ１，ａ２，ｂ１の同定アルゴリズムとして、式（１１）〜（１７）に示す逐次型同定アルゴリズムを用いたが、これに代えて、モデルパラメータａ１，ａ２，ｂ１と目標回転数Ｎｃｍｄ（又はエンジン回転数ＮＥ）との関係を定義したモデルパラメータスケジューラを用いて、モデルパラメータａ１，ａ２，ｂ１を算出する手法（例えば、特許第４４２５２５２号公報に記載されている手法）を用いてもよい。また、モデルパラメータスケジューラにより、モデルパラメータの基準値を算出し、これらをオンボード同定アルゴリズムによって修正する手法（例えば、特許第４４２５２５２号公報に記載されている手法）を用いてもよい。
【０２２６】
また、第１実施形態は、エンジン水温重み関数Ｗｔ＿ｉとして、３個のエンジン水温重み関数Ｗｔ＿ｉ（ｉ＝１〜３）を用いた例であるが、４個以上のエンジン水温重み関数Ｗｔ＿ｉ（ｉは４以上の整数）を用いてもよい。さらに、目標回転数重み関数Ｗｎ＿ｊとして、４個以上の目標回転数重み関数Ｗｎ＿ｊ（ｊは４以上の整数）を用いてもよい。
【０２２７】
さらに、第１実施形態は、吸気絞り弁として、スロットル弁９ａを用いた例であるが、本発明の吸気絞り弁はこれに限らず、内燃機関の回転数を変更可能なものであればよい。
【０２２８】
一方、第１実施形態は、吸気絞り弁の開度制御に用いる値として目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを用いた例であるが、吸気絞り弁の開度制御に用いる値はこれに限らず、吸気絞り弁の開度制御に用いられる値であればよい。例えば、吸気絞り弁の開度制御に用いる値として、ＴＨアクチュエータ９ｂに供給される制御入力信号の値を用いてもよい。
【０２２９】
また、第１実施形態は、制御量及び目標制御量の偏差として、回転数偏差ＥＮを用いた例であるが、これに代えて、フィルタ目標回転数とエンジン回転数の偏差Ｎｃｍｄ＿ｆ−ＮＥを用いてもよい。
【０２３０】
次に、図１７を参照しながら、第２実施形態に係る制御装置１Ａについて説明する。この制御装置１Ａは、以下に述べるように、エンジン３の過給圧を制御するものである。なお、以下の説明において、第１実施形態と同一の構成に対しては同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【０２３１】
同図に示すように、エンジン３は、過給機１０を備えている。この過給機１０は、ターボチャージャタイプのものであり、吸気通路８の途中に設けられたコンプレッサ１０ａと、排気通路１１の途中に設けられ、コンプレッサ１０ａと一体に回転するタービン１０ｂと、複数の可変ベーン１０ｃ（２つのみ図示）と、可変ベーン１０ｃを駆動するベーンアクチュエータ１０ｄなどを備えている。
【０２３２】
この過給機１０では、排気通路１１内の排ガスによってタービン１０ｂが回転駆動されると、これと一体のコンプレッサ１０ａも同時に回転することにより、吸気通路８内の空気が加圧される。すなわち、過給動作が実行される。
【０２３３】
また、可変ベーン１０ｃは、過給機１０が発生する過給圧を変化させるためのものであり、ハウジングのタービン１０ｂを収容する部分の壁に回動自在に取り付けられている。可変ベーン１０ｃは、ＥＣＵ２に接続されたベーンアクチュエータ１０ｄに機械的に連結されている。ＥＣＵ２は、ベーンアクチュエータ１０ｄを介して可変ベーン１０ｃの開度を変化させ、タービン１０ｂに吹き付けられる排ガス量を変化させることによって、タービン１０ｂの回転速度すなわちコンプレッサ１０ａの回転速度を変化させ、それにより、過給圧を制御する。
【０２３４】
さらに、ＥＣＵ２には、前述したセンサ２０，２１に加えて、過給圧センサ２７が電気的に接続されている。この過給圧センサ２７は、過給機１０のコンプレッサ１０ａの下流側における吸気通路８内の圧力である過給圧ＰＢを検出して、それ表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。なお、本実施形態では、過給圧センサ２７が制御量検出手段に相当する。
【０２３５】
次に、図１８を参照しながら、本実施形態の制御装置１Ａの機能的な構成について説明する。この制御装置１Ａは、以下に述べる制御アルゴリズムによって、過給圧ＰＢを制御するものであり、ＦＢ入力算出部１４０、ＦＦ入力算出部１５０及び加算器１６０を備えている。これらの要素１４０〜１６０はいずれもＥＣＵ２によって構成されている。
【０２３６】
また、同図１８に示すように、本実施形態の制御対象１７０は、目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄを制御入力とし、過給圧ＰＢを制御量とする系に相当する。この目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄは、可変ベーン１０ｃの開度（以下「ベーン開度」という）ＶＧＴの目標値である。
【０２３７】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が目標制御量算出手段、フィードフォワード入力算出手段、フィードバック入力算出手段、制御入力算出手段、制御手段、基本入力算出手段、補正値算出手段、補正手段、第１目標制御量算出手段及び第２目標制御量算出手段に相当する。
【０２３８】
また、図１８に示す目標過給圧ＰＢｃｍｄは、ＥＣＵ２において、エンジン回転数ＮＥ及びドライバ要求トルクＴＲＱ＿Ｄに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。なお、本実施形態では、目標過給圧ＰＢｃｍｄが目標制御量及び第１目標制御量に相当し、エンジン回転数ＮＥ及びドライバ要求トルクＴＲＱ＿Ｄが制御対象の動作状態に相当する。
【０２３９】
まず、図１９を参照しながら、前述したＦＦ入力算出部１５０について説明する。同図に示すように、このＦＦ入力算出部１５０は、ＦＦ適応係数算出部１５１、増幅器１５２及び乗算器１５３を備えている。
【０２４０】
なお、本実施形態では、ＦＦ入力算出部１５０がフィードフォワード入力算出手段に、ＦＦ適応係数算出部１５１が補正値算出手段に、増幅器１５２が基本入力算出手段に、乗算器１５３が補正手段にそれぞれ相当する。
【０２４１】
まず、ＦＦ適応係数算出部１５１について説明する。このＦＦ適応係数算出部１５１では、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’（補正値）が以下に述べるように算出される。
【０２４２】
具体的には、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’は、前述した式（１８）〜（２０）において、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐをフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’に、局所適応係数Ｋｆｆ＿ａｌ＿ｉｊを局所適応係数Ｋｆｆ＿ａｌ＿ｉｊ’に、エンジン水温重み関数Ｗｔ＿ｉをドライバ要求トルク重み関数Ｗｔ＿ｉ’に、目標回転数重み関数Ｗｎ＿ｊを目標過給圧重み関数Ｗｐ＿ｉ’に、フィードフォワード適応ゲインＨｆｆをフィードフォワード適応ゲインＨｆｆ’に、適応誤差Ｅａｄｐを適応誤差Ｅａｄｐ’に、フィードフォワード入力Ｕｆｆをフィードフォワード入力Ｕｆｆ’にそれぞれ置き換えた式を用いて算出される。
【０２４３】
また、ドライバ要求トルク重み関数Ｗｔ＿ｉ’は、図５の横軸をドライバ要求トルクＴＲＱ＿Ｄに、縦軸をドライバ要求トルク重み関数Ｗｔ＿ｉ’に置き換えたマップを用いて算出され、目標過給圧重み関数Ｗｐ＿ｉ’は、図６の横軸を目標過給圧ＰＢｃｍｄに、縦軸を目標過給圧重み関数Ｗｐ＿ｉ’に置き換えたマップを用いて算出される。
【０２４４】
以上のように算出されたフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’は、ＦＦ入力算出部１５０から乗算器１５３に入力される。
【０２４５】
さらに、目標過給圧ＰＢｃｍｄは、増幅器１５２でフィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓ’分増幅されてから乗算器１５３に入力される。なお、本実施形態では、増幅器１５２が基本入力算出手段に相当し、フィードフォワードゲインと目標過給圧の積Ｋｆｆ＿ｂｓ’・ＰＢｃｍｄが基本入力に相当する。
【０２４６】
そして、乗算器１５３では、フィードフォワード入力Ｕｆｆ’が、３つの値の積Ｋｆｆ＿ａｄｐ’・Ｋｆｆ＿ａｄｐ’・ＰＢｃｍｄとして算出される。
【０２４７】
次に、図２０を参照しながら、前述したＦＢ入力算出部１４０について説明する。同図に示すように、ＦＢ入力算出部１４０は、フィルタ目標過給圧算出部１４１、減算器１４２、ＳＭコントローラ１４３及びオンボード同定器１４４を備えている。
【０２４８】
なお、本実施形態では、ＦＢ入力算出部１４０がフィードバック入力算出手段に相当し、フィルタ目標過給圧算出部１４１が第２目標制御量算出手段に相当する。
【０２４９】
まず、フィルタ目標過給圧算出部１４１では、フィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆ（目標制御量、第２目標制御量）が以下に述べる手法で算出される。すなわち、前述した式（２）〜（４）において、フィルタ目標回転数Ｎｃｍｄ＿ｆをフィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆに、エンジン回転数ＮＥを過給圧ＰＢに、目標スロットル弁開度のフィードフォワード値ＴＨｃｍｄ＿ｆｆを目標ベーン開度のフィードフォワード値ＶＧＴｃｍｄ＿ｆｆに、フィードフォワード入力ゲインＫｆｆ＿ｂｓをフィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓ’にそれぞれ置き換えた式を用いて、フィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆが算出される。
【０２５０】
また、式（３）に代えて式（２）の算出式を用いる条件としては、目標過給圧ＰＢｃｍｄがそれ以前の目標過給圧ＰＢｃｍｄの設定値に対してステップ状に変化したときの最初の２回の演算タイミングのときに設定される。さらに、以上のフィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆの算出式は、前述したモデル式（２３）において、エンジン回転数ＮＥを過給圧ＰＢに、目標スロットル弁開度ＴＨｃｍｄを目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄに、モデルパラメータａ１，ａ２，ｂ１をモデルパラメータａ１’，ａ２’，ｂ１’にそれぞれ置き換えたモデル式から導出される。
【０２５１】
また、減算器１４２では、フィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆから過給圧ＰＢを減算することにより、過給圧偏差ＥＰが算出される。
【０２５２】
さらに、ＳＭコントローラ１４４では、フィードバック入力Ｕｆｂ’が以下に述べる手法で算出される。すなわち、前述した式（６）〜（１０）において、等価制御入力Ｕｅｑを等価制御入力Ｕｅｑ’に、到達則入力Ｕｒｃｈを到達則入力Ｕｒｃｈ’に、適応則入力Ｕａｄｐを適応則入力Ｕａｄｐ’に、モデルパラメータａ１，ａ２，ｂ１をモデルパラメータａ１’，ａ２’，ｂ１’に、回転数偏差ＥＮを過給圧偏差ＥＰに、切換関数設定パラメータＳを切換関数設定パラメータＳ’（−１＜Ｓ’＜０）に、切換関数σを切換関数σ’に、到達則ゲインＨｒｃｈを到達則ゲインＨｒｃｈ’に、適応則ゲインＨａｄｐを適応則ゲインＨａｄｐ’にそれぞれ置き換えた式を用いて、フィードバック入力Ｕｆｂ’が算出される。
【０２５３】
以上のフィードバック入力Ｕｆｂ’の算出式は、前述した式（２５）において、回転数偏差ＥＮを過給圧偏差ＥＰに、フィードバック入力Ｕｆｂをフィードバック入力Ｕｆｂ’に置き換えた式を制御対象モデルとして用いて、前述した原理により導出される。
【０２５４】
一方、オンボード同定器１４４では、モデルパラメータのベクトルθ’が以下に述べる手法で算出される。すなわち、前述した式（１１）〜（１７）の逐次型同定アルゴリズムにおいて、ベクトルθをベクトルθ’に、モデルパラメータａ１，ａ２，ｂ１をモデルパラメータａ１’，ａ２’，ｂ１’に、ゲイン係数のベクトルＫＰをゲイン係数のベクトルＫＰ’に、追従誤差ｉｄｅを追従誤差ｉｄｅ’に、回転数偏差ＥＮを過給圧偏差ＥＰに、回転数偏差の推定値ＥＮｈａｔを過給圧偏差の推定値ＥＰｈａｔに、ベクトルζをベクトルζ’に、正方行列Ｐを正方行列Ｐ’に、重み係数λ１，λ２を、重み係数λ１’，λ２’（０＜λ１’≦１，０＜λ２’≦１）にそれぞれ置き換えたアルゴリズムを用いて、ベクトルθ’が算出される。
【０２５５】
さらに、前述した加算器１６０（制御入力算出手段）では、フィードフォワード入力Ｕｆｆ’とフィードバック入力Ｕｆｂ’の和として、目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄが算出される。
【０２５６】
本実施形態の制御装置１Ａの場合、以上のように目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄが算出されたときには、図示しない過給圧制御処理において、この目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄに対応する制御入力信号がＥＣＵ２からベーンアクチュエータ１０ｄに供給される。それにより、過給圧ＰＢが目標過給圧ＰＢｃｍｄになるように制御される。
【０２５７】
次に、図２１，２２を参照しながら、以上のように構成された第２実施形態の制御装置１Ａによる過給圧制御処理の効果について説明する。図２１は、エンジン３の運転状態が変化し、目標過給圧ＰＢｃｍｄがステップ状に急増したときの、第２実施形態の制御装置１Ａによる過給圧ＰＢの制御結果の一例（以下「本制御例」という）を示している。
【０２５８】
また、図２２は、比較のために、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’＝１に設定した場合、すなわちフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’によるフィードバック入力Ｕｆｂ’の絶対値を減少させる機能を無効化した場合において、目標過給圧ＰＢｃｍｄが図２１と同じ値だけステップ状に急増したときの制御結果の一例（以下「比較制御例」という）を示している。
【０２５９】
まず、図２２の比較制御例の場合、時刻ｔ３１で、目標過給圧ＰＢｃｍｄがステップ状に急増すると、それ以降、フィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆが算出されるものの、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’の機能が無効化されていることで、フィードバック入力Ｕｆｂ’の絶対値が増大している。その結果、時刻ｔ３２以降、過給圧ＰＢが目標過給圧ＰＢｃｍｄに対してオーバーシュートしており、過給圧ＰＢの制御精度が低いことが判る。
【０２６０】
これに対して、図２１の本制御例の場合、時刻ｔ２１で、目標過給圧ＰＢｃｍｄがステップ状に急増した場合でも、フィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’の機能によって、フィードバック入力Ｕｆｂ’の絶対値の増大が比較制御例と比べて抑制されている。その結果、過給圧ＰＢの目標過給圧ＰＢｃｍｄに対するオーバーシュートを回避できており、過給圧ＰＢの制御精度が比較制御例よりも向上していることが判る。
【０２６１】
以上のように、第２実施形態の制御装置１Ａによれば、制御入力としての目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄが、フィードフォワード入力Ｕｆｆ’とフィードバック入力Ｕｆｂ’の和として算出される。このフィードフォワード入力Ｕｆｆ’は、目標過給圧ＰＢｃｍｄに、フィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓ’及びフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’を乗算することによって算出されるので、目標過給圧ＰＢｃｍｄが変化したときに、過給圧ＰＢをそれに追従させる機能を備えていることになる。
【０２６２】
また、フィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆが、ベーン開度ＶＧＴに対する過給圧ＰＢの応答遅れ特性を目標過給圧ＰＢｃｍｄに付与した値として算出され、フィードバック入力Ｕｆｂ’は、等価制御入力Ｕｅｑ’、到達則入力Ｕｒｃｈ’及び適応則入力Ｕａｄｐ’の和として算出される。この等価制御入力Ｕｅｑ’は、前述した第１実施形態の等価制御入力Ｕｅｑと同じ手法によって算出されるので、目標過給圧ＰＢｃｍｄ及びフィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆの項を含んでいないことで、過給圧ＰＢを目標過給圧ＰＢｃｍｄ又はフィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆに追従させる機能を備えておらず、切換関数σ’の値を保持する機能、すなわち過給圧ＰＢがフィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆに対して変動するのを抑制する機能のみを備えていることになる。
【０２６３】
したがって、本実施形態の場合、以上の機能を備えたフィードフォワード入力Ｕｆｆ’とフィードバック入力Ｕｆｂ’の和として目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄが算出され、これを用いて、過給圧ＰＢが目標過給圧ＰＢｃｍｄになるように制御されるので、制御対象モデルの動特性ずれが発生していない条件下でも、フィードフォワード入力Ｕｆｆ’の機能により、過給圧ＰＢの目標過給圧ＰＢｃｍｄへの速応性／追従性を実現できると同時に、フィードバック入力Ｕｆｂ’の機能により、フィルタ目標過給圧ＰＢｃｍｄ＿ｆに対する過給圧ＰＢの変動を抑制することができる。その結果、過補償／過補正の発生を抑制でき、目標過給圧ＰＢｃｍｄに対する過給圧ＰＢのオーバーシュート／アンダーシュートの発生を抑制できることで、コースティング制御中における過給圧ＰＢの制御精度を向上させることができる。
【０２６４】
また、フィードフォワード入力Ｕｆｆ’の算出に用いるフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐ’は、第１実施形態のフィードフォワード適応係数Ｋｆｆ＿ａｄｐと同じ原理の手法で算出されるので、経年変化などに起因して、フィードフォワードゲインＫｆｆ＿ｂｓ’が実際の制御対象のゲインに対してずれを生じている場合でも、そのずれを補正しながら、フィードフォワード入力Ｕｆｆ’を算出することができる。その結果、制御対象のゲイン特性の変化に起因する制御誤差の増大を抑制でき、制御精度を向上させることができる。
【０２６５】
なお、第２実施形態は、過給機として、可変ベーン付きのターボチャージャタイプの過給機１０を用いた例であるが、本発明の過給機はこれに限らず、過給圧を変更可能なものであればよい。例えば、過給機として、ウェイストゲート弁付のターボチャージャタイプのものを用いてもよく、機械式過給機タイプのものや電動式過給機タイプのものを用いてもよい。
【０２６６】
また、第２実施形態は、過給機の動作制御用の値として、目標ベーン開度ＶＧＴｃｍｄを用いた例であるが、本発明の過給機の動作制御用の値はこれに限らず、過給機の動作制御に用いられる値であればよい。例えば、過給機の動作制御用の値として、過給機のベーンアクチュエータ１０ｄに供給される制御入力信号の値を用いてもよい。また、過給機として、ウェイストゲート弁付のターボチャージャタイプのものを用いた場合には、ウェイストゲート弁の開度の目標値や、ウェイストゲート弁に供給される制御入力信号の値を過給機の動作制御用の値として用いればよい。さらに、電動式過給機を用いた場合には、電動機の回転数の目標値や、電動機に供給される制御入力信号の値を過給機の動作制御用の値として用いればよい。
【符号の説明】
【０２６７】
１  制御装置
２  ＥＣＵ（目標制御量算出手段、フィードフォワード入力算出手段、フィードバッ        ク入力算出手段、制御入力算出手段、制御手段、基本入力算出手段、補正値算出        手段、補正手段、第１目標制御量算出手段、第２目標制御量算出手段）
３  内燃機関
９ａ  スロットル弁（吸気絞り弁）
２０  クランク角センサ（制御量検出手段）
４０  ＦＢ入力算出部（フィードバック入力算出手段）
４１  フィルタ目標回転数算出部（第２目標制御量算出手段）
５０  ＦＦ入力算出部（フィードフォワード入力算出手段）
５１  ＦＦ適応係数算出部（補正値算出手段）
５２  増幅器（基本入力算出手段）
５３  乗算器（補正手段）
６０  加算器（制御入力算出手段）
ＮＥ  内燃機関の回転数（制御量）
Ｎｃｍｄ  目標回転数（目標制御量、第１目標制御量）
Ｎｃｍｄ＿ｆ  フィルタ目標回転数（目標制御量、第２目標制御量）
ＥＮ  回転数偏差（制御量及び目標制御量の偏差）
Ｕｆｆ  フィードフォワード入力
Ｋｆｆ＿ｂｓ・Ｎｃｍｄ  フィードフォワードゲインと目標回転数の積（基本入力）
Ｋｆｆ＿ａｄｐ  フィードフォワード適応係数（補正値）
Ｕｆｂ  フィードバック入力
Ｕｅｑ  等価制御入力
ＴＨｃｍｄ  目標スロットル弁開度（制御入力、吸気絞り弁の開度制御用の                        値）
ＴＷ  エンジン水温（制御対象の動作状態）
ＮＶ  車軸回転数（制御対象の動作状態）
１Ａ  制御装置
１０  過給機
２７  過給圧センサ（制御量検出手段）
１４０  ＦＢ入力算出部（フィードバック入力算出手段）
１４１  フィルタ目標過給圧算出部（第２目標制御量算出手段）
１５０  ＦＦ入力算出部（フィードフォワード入力算出手段）
１５１  ＦＦ適応係数算出部（補正値算出手段）
１５２  増幅器（基本入力算出手段）
１５３  乗算器（補正手段）
１６０  加算器（制御入力算出手段）
ＰＢ  過給圧（制御量）
ＰＢｃｍｄ  目標過給圧（目標制御量、第１目標制御量）
ＰＢｃｍｄ＿ｆ  フィルタ目標過給圧（目標制御量、第２目標制御量）
ＮＥ  エンジン回転数（制御対象の動作状態）
ＴＲＱ＿Ｄ  ドライバ要求トルク（制御対象の動作状態）
Ｕｆｆ’  フィードフォワード入力
Ｋｆｆ＿ｂｓ’・ＰＢｃｍｄ  フィードフォワードゲインと目標過給圧の積（基本入力）
Ｋｆｆ＿ａｄｐ’  フィードフォワード適応係数（補正値）
Ｕｆｂ’  フィードバック入力
Ｕｅｑ’  等価制御入力
ＶＧＴｃｍｄ  目標ベーン開度（制御入力、過給機の動作制御用の値）
【図１】
2018173744.tif 000028
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018173744.tif 000034
【図８】
2018173744.tif 000035
【図９】
2018173744.tif 000036
【図１０】
2018173744.tif 000037
【図１１】
2018173744.tif 000038
【図１２】
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【図１３】
2018173744.tif 000040
【図１４】
2018173744.tif 000041
【図１５】
2018173744.tif 000042
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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