(57)【要約】【課題】プラントの目標出力値が変化したときの該プラントの出力値の追従挙動と、プラントの出力値が変化したときの目標出力値と該出力値との偏差の収束挙動とを独立して設定可能あって、該プラントが有する無駄時間特性に対する安定性を高めた制御装置を提供する。【解決手段】クラッチ機構４の目標回転数ＮＣ＿ｃｍｄと実際の回転数ＮＣとが一致するようにクラッチストロークＰｃｌを決定するコントローラ１ａにおいて、目標回転数ＮＣ＿ｃｍｄにフィルタリング演算を施して、応答遅れを伴って該目標回転数ＮＣ＿ｃｍｄに収束するフィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆを算出する目標値フィルタ１１と、応答指定制御を用いて、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆと状態予測器２０により算出されるクラッチ回転数予測値Ｐｒｅ＿ＮＣが一致するようにクラッチストロークＰｃｌを決定する応答指定制御部１０ａとを備える。【選択図】  図３
2005011036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの出力値と目標出力値とが一致するように、該プラントに対する制御入力値を決定するプラントの制御装置において、
前記目標出力値に所定のフィルタリング演算を施して、応答遅れを伴って前記目標出力値に収束するフィルタリング目標値を算出するフィルタリング手段と、
前記プラントの出力値と前記制御入力値とに基づいて、前記プラントが有する無駄時間が経過した後の前記プラントの出力値を予測した出力予測値を算出する出力予測手段と、
前記フィルタリング目標値と前記出力予測値との偏差の収束挙動を可変的に指定可能な応答指定型制御を用いて、該偏差の収束挙動を規定する切換関数の値に応じた到達則入力を算出し、該到達則入力に基づいて前記プラントに対する制御入力値を決定する制御入力決定手段とを備えたことを特徴とするプラントの制御装置。
【請求項２】
前記制御入力決定手段は、前記フィルタリング目標値と前記出力予測値とに基づいて前記応答指定型制御における等価制御入力を算出し、該等価制御入力に基づいて前記プラントに対する制御入力値を決定することを特徴とする請求項１記載のプラントの制御装置。
【請求項３】
前記制御入力決定手段は、前記切換関数の値に基づいて前記応答指定型制御における適応則入力を算出し、該適応則入力に基づいて前記プラントに対する制御入力値を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプラントの制御装置。
【請求項４】
前記切換関数によって指定される前記フィルタリング目標値と前記出力予測値との偏差の収束速度を、前記フィルタリング演算において指定される前記フィルタリング目標値の前記目標出力値への収束速度よりも速く設定したことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のプラントの制御装置。
【請求項５】
前記プラントのモデル式を設定するモデルパラメータを、前記プラントに対する制御入力値と前記プラントの出力値とに基づいて同定する同定手段を有し、
前記制御入力決定手段は、前記同定手段により同定された前記モデルパラメータを用いて前記プラントに対する制御入力値を決定することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項記載のプラントの制御装置。
【請求項６】
前記プラントの出力値と、該出力値に応じて変化する前記モデルパラメータの基準値との相関関係を示す相関マップのデータを記憶した記憶手段を有し、
前記同定手段は、前記プラントの出力値を前記相関マップに適用して求めた前記基準値を、前記プラントに対する制御入力値と前記プラントの出力値とに基づいて修正することにより、前記モデルパラメータを同定することを特徴とする請求項５記載のプラントの制御装置。
【請求項７】
前記プラントに印加される外乱のレベルを推定する推定手段を有し、
前記制御入力決定手段は、前記推定手段により推定された外乱のレベルを用いて前記等価制御入力を算出することを特徴とする請求項２記載のプラントの制御装置。
【請求項８】
前記プラントは駆動軸からクラッチを介して被駆動軸に動力を伝達する伝達機構であって、該駆動軸側のクラッチ板と該被駆動軸側のクラッチ板とのうちの少なくともいずれか一方を作動させて、該駆動軸側のクラッチ板と該被駆動軸側のクラッチ板間の距離を変更するアクチュエータを備え、
前記プラントの出力は前記被駆動軸の回転数であり、前記プラントに対する制御入力は前記駆動軸側のクラッチ板と前記被駆動軸側のクラッチ板間の距離であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか１項記載のプラントの制御装置。
【請求項９】
前記プラントは吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段を有する内燃機関であって、
前記プラントの出力は前記内燃機関の回転数であり、前記プラントに対する制御入力は前記吸入空気量調節手段に対する操作量であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか１項記載のプラントの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、応答指定型制御を用いて制御対象であるプラントの出力を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
応答指定型制御を用いて制御対象であるプラントの出力を制御する装置として、例えば、エンジンの吸気通路に設けられたスロットル弁の開度をスライディングモード制御を用いて調節するようにしたスロットル弁制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
かかるスロットル弁制御装置によれば、スロットル弁の駆動機構のモデル式におけるモデルパラメータを、同定誤差（モデルパラメータの基準値からのずれ量）で補正することによって、モデル化誤差や外乱の影響を低減して、スロットル弁の駆動機構の操作量を決定することができる。
【０００４】
ところで、プラントの出力値を目標出力値に追従させる場合、該出力値と該目標出力値との偏差が生じる要因として、該目標出力値が変化する場合と外乱等により前記該出力値が変化する場合とがある。そして、出力値の変化による偏差は速やかに収束させると共に、目標出力値の変化による偏差は、プラントの挙動を安定させるためにある程度遅延させて緩やかに収束させたい、という要請がある。
【０００５】
しかし、上記スロットル弁制御装置においては、前記スロットル弁の開度の目標値と実際値との偏差の収束挙動は、スライディングモードにおける切換関数の演算係数で決定される。そのため、目標出力値の変化に対する偏差の収束挙動と、出力値の変化に対する偏差の収束挙動は連動して設定され、これらを独立して設定することができず、上述した要請に対応することができないという不都合がある。
【０００６】
そこで、本願発明者らは、上記不都合を解消するために、プラントの目標出力値に対してフィルタリング処理を施すことにより、プラントの目標出力値が変化したときの該目標出力値に対する出力値の追従挙動と、プラントの出力値が変化したときの目標出力値と出力値との偏差の収束挙動とを、独立して設定可能とした制御装置を先の出願により提案した（特願２００３−１６８７２７）。
【０００７】
しかし、制御対象となるプラントが無駄時間特性を有する場合には、該無駄時間に対する制御装置の安定性や速応性を確保することがさらに要求される。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３１８６０５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記背景鑑みてなされたものであり、プラントの目標出力値が変化したときの該目標出力値に対する出力値の追従挙動と、プラントの出力値が変化したときの目標出力値と出力値との偏差の収束挙動とを、独立して設定可能であって、該プラントが有する無駄時間特性に対する安定性を高めた制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、プラントの出力値と目標出力値とが一致するように、該プラントに対する制御入力値を決定するプラントの制御装置の改良に関する。
【００１１】
そして、前記目標出力値に所定のフィルタリング演算を施して、応答遅れを伴って前記目標出力値に収束するフィルタリング目標値を算出するフィルタリング手段と、前記プラントの出力値と前記制御入力値とに基づいて、前記プラントが有する無駄時間が経過した後の前記プラントの出力値を予測した出力予測値を算出する出力予測手段と、前記フィルタリング目標値と前記出力予測値との偏差の収束挙動を可変的に指定可能な応答指定型制御を用いて、該偏差の収束挙動を規定する切換関数の値に応じた到達則入力を算出し、該到達則入力に基づいて前記プラントに対する制御入力値を決定する制御入力決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる本発明によれば、前記プラント有する無駄時間が経過した後の前記プラントの出力値を予測した前記出力予測値が前記出力予測手段によって算出され、前記制御入力決定手段により、前記出力予測値が前記フィルタリング目標値に追従するように前記プラントに対する制御入力が決定される。そのため、前記プラントが有する無駄時間の影響を抑制して、前記プラントの出力の前記目標出力値に対する追従性と、外乱等により生じる前記プラントの出力値と前記目標出力値との偏差の収束性とを良好に保つことができる。
【００１３】
そして、その上で、前記フィルタリング処理の仕様を変更することによって、目標出力値が変化したときの該目標出力値と前記プラントの出力値との偏差の収束挙動を独立して設定することができる。また、前記切換関数の仕様を変更することによって、外乱により前記プラントの出力値が変化したときの該出力値と前記目標出力値との偏差の収束挙動を独立して設定することができる。
【００１４】
また、前記制御入力決定手段は、前記フィルタリング目標値と前記出力予測値とに基づいて前記応答指定型制御における等価制御入力を算出し、該等価制御入力に基づいて前記プラントに対する制御入力値を決定することを特徴とする。
【００１５】
かかる本発明によれば、前記等価制御入力に基づいて前記プラントに対する制御入力値を決定することにより、前記目標出力値に対する前記プラントの出力の追従挙動の精度を高めることができる。
【００１６】
また、前記制御入力決定手段は、前記切換関数の値に基づいて前記応答指定型制御における適応則入力を算出し、該適応則入力に基づいて前記プラントに対する制御入力値を決定することを特徴とする。
【００１７】
かかる発明によれば、前記等価制御入力と前記適応則入力とに基づいて前記プラントに対する制御入力値を決定することにより、前記プラントのモデル化誤差や前記プラントに対する外乱に起因して生じる前記目標出力値と前記プラントの出力値との偏差の収束性を高めることができる。また、前記到達則入力と前記等価制御入力と前記適応則入力とに基づいて前記プラントに対する制御入力を決定することにより、前記目標出力値の変化に対する前記プラントの出力の追従挙動の精度と、外乱により生じる前記目標出力値と前記プラントの出力値との偏差の収束挙動の精度とを、共に高めることができる。
【００１８】
また、前記切換関数によって指定される前記フィルタリング目標値と前記出力予測値との偏差の収束速度を、前記フィルタリング演算において指定される前記フィルタリング目標値の前記目標出力値への収束速度よりも速く設定したことを特徴とする。
【００１９】
かかる本発明によれば、前記切換関数によって指定される前記目標出力値と前記プラントの出力値との偏差の収束速度が、前記フィルタリング演算において指定される前記フィルタリング目標値の前記目標出力値への収束速度よりも相対的に速く設定される。そのため、前記切換関数による前記目標出力値と前記モデルの出力との偏差の収束速度の指定と、前記フィルタリング演算による前記プラントの出力値の前記目標出力値への収束速度の指定とを、より独立性を保って行うことができる。
【００２０】
また、前記プラントのモデル式を設定するモデルパラメータを、前記プラントに対する制御入力値と前記プラントの出力値とに基づいて同定する同定手段を有し、前記制御入力決定手段は、前記同定手段により同定された前記モデルパラメータを用いて前記プラントに対する制御入力値を決定することを特徴とする。
【００２１】
かかる本発明によれば、前記プラントの動特性が変化した場合や、前記プラントが個体ばらつきを有している場合であっても、前記目標出力値の変化に対する前記プラントの出力値の追従挙動と、外乱により生じる前記目標出力値と前記プラントの出力値との偏差の収束挙動の精度を維持することができる。
【００２２】
また、前記プラントの出力値と、該出力値に応じて変化する前記モデルパラメータの基準値との相関関係を示す相関マップのデータを記憶した記憶手段を有し、前記同定手段は、前記プラントの出力を前記相関マップに適用して求めた前記基準値を、前記プラントに対する制御入力値と前記プラントの出力値とに基づいて修正することにより、前記モデルパラメータを同定することを特徴とする。
【００２３】
かかる本発明によれば、前記プラントの動特性の変化が急である場合であっても前記相関マップにより該変化に応じた前記基準値が求められ、該基準値の修正演算により前記モデルパラメータが同定される。そのため、前記プラントの動特性の急な変化に対しても、前記プラントに対する制御入力値を安定的かつ迅速に決定して、前記目標出力値の変化に対する前記プラントの出力値の追従挙動と、外乱により生じる前記目標出力値と前記プラントの出力値との偏差の収束挙動の精度を維持することができる。
【００２４】
また、前記プラントに印加される外乱のレベルを推定する推定手段を有し、前記制御入力決定手段は、前記推定手段により推定された外乱のレベルを用いて前記等価制御入力を算出することを特徴とする。
【００２５】
かかる本発明によれば、前記プラントに対して外乱が加わる場合に、前記推定手段により推定された該外乱のレベルに応じて前記等価制御入力が算出される。そのため、前記プラントに加わる外乱の影響を速やかに抑制して、外乱に対する安定性を向上させることができる。
【００２６】
また、前記プラントは駆動軸からクラッチを介して被駆動軸に動力を伝達する伝達機構であって、該駆動軸側のクラッチ板と該被駆動軸側のクラッチ板とのうちの少なくともいずれか一方を作動させて、該駆動軸側のクラッチ板と該被駆動軸側のクラッチ板間の距離を変更するアクチュエータを備え、前記プラントの出力値は前記被駆動軸の回転数であり、前記プラントに対する制御入力値は前記駆動軸側のクラッチ板と前記被駆動軸側のクラッチ板間の距離であることを特徴とする。
【００２７】
かかる本発明によれば、前記アクチュエータが有する無駄時間の影響を抑制して、前記駆動軸側のクラッチ板と前記被駆動軸側のクラッチ板間の距離の調節により前記クラッチの滑り率を滑らかに制御することができる。そして、これにより、前記駆動軸から前記被駆動軸への駆動力が振動的になることを抑制し、被駆動軸の目標回転数の変化に対する実際の回転数の収束挙動と、外乱により生じる該被駆動軸の目標回転数と実際の回転数との偏差の収束挙動とを、精度良く制御することができる。
【００２８】
また、前記プラントは吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段を有する内燃機関であって、前記プラントの出力値は前記内燃機関の回転数であり、前記プラントに対する制御入力値は前記吸入空気量調節手段に対する操作量であることを特徴とする。
【００２９】
かかる本発明によれば、前記内燃機関が有数無駄時間の影響を抑制して、前記吸入空気量調節手段により前記内燃機関の空気吸入量を滑らかに調節することができる。そして、これにより、前記内燃機関の目標回転数に対して実際の回転数がオーバーシュートしたり、前記内燃機関の回転数が外乱により大きく変化することを防止して、目標回転数の変化に対する実際の前記内燃機関の回転数の収束挙動と、外乱により生じる前記内燃機関の目標回転数と実際の回転数との偏差の収束挙動とを、精度良く制御することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１〜図１４を参照して説明する。図１は本発明のプラントの制御装置であるコントローラが搭載された車両の構成図、図２は図１に示した伝達機構のモデル化の説明図、図３は図１に示したコントローラの第１の構成例の制御ブロック図、図４はコントローラの作動を説明した時系列グラフ、図５は図１に示したコントローラの第２の構成例の制御ブロック図、図６は基準パラメータを求めるために用意されたマップの説明図、図７は図１に示したコントローラの第３の構成例の制御ブロック図、図８は図１に示したコントローラの第４の構成例の制御ブロック図、図９〜図１３はコントローラの作動フローチャート、図１４は本発明をエンジンの回転数制御に適用したときの説明図である。
【００３１】
図１（ａ）を参照して、本発明のプラントの制御装置であるコントローラ１は、車両２に搭載されて車両２の作動を制御するものであり、エンジン３の駆動力をドライブシャフト５を介して車輪６に伝達するクラッチ機構４の被駆動軸（ドライブシャフト５側の回転軸）の回転数を制御する機能を有している。
【００３２】
そして、コントローラ１は、図１（ｂ）に示したように、車両２におけるエンジン３の駆動力の伝達機構（本発明のプラントに相当する）を、エンジン３の出力（トルク、回転数）がクラッチ機構４を介して車両等価慣性Ｉｖに伝達される系として扱う。この場合、車両等価慣性系の運動方程式は以下の式（１）で表される。
【００３３】
【数１】
2005011036.tif 000003
【００３４】
但し、Ｉｖ：車両等価慣性、ＮＣ：クラッチ回転数、Ｔｃ：クラッチ伝達トルク、Ｔｄ：抵抗トルク。
【００３５】
また、クラッチ機構４のストロークＰｃｌ（クラッチ板７ａと７ｂ間の距離）とエンジントルクＴｅを用いると、以下の式（２），式（３）から、クラッチ伝達トルクＴｃについての以下の式（４）を得ることができる。なお、コントローラ１は、電動モータ等のクラッチアクチュエータ（図示しない）によりクラッチ板４ｂを移動させて、クラッチストロークＰｃｌを変更する。また、クラッチアクチュエータは無駄時間特性を有するため、クラッチ伝達トルクＴｃにクラッチアクチュエータの連続系無駄時間ｄｃの要素を加える。
【００３６】
【数２】
2005011036.tif 000004
【００３７】
但し、Ｋｃｃ”：クラッチのトルク伝達容量係数、Ｔｅ：エンジントルク。
【００３８】
【数３】
2005011036.tif 000005
【００３９】
但し、Ｋｃｃ’（Ｐｃｌ）：トルク伝達容量算出非線形関数、Ｐｃｌ：クラッチストローク。
【００４０】
【数４】
2005011036.tif 000006
【００４１】
但し、ｄｃ：連続系無駄時間。
【００４２】
そして、上記式（４）を上記式（１）に代入して以下の式（５）を得ることができる。
【００４３】
【数５】
2005011036.tif 000007
【００４４】
さらに、抵抗トルクＴｄは、本来、走行抵抗Ｆｄ（図１（ａ）参照）であり、以下の式（６）に示すように、走行抵抗Ｆｄは、車速ＶＰに応じて変化する成分Ｆｄ１と転がり抵抗や勾配に応じて変化する成分Ｆｄ２に分離することができる。
【００４５】
【数６】
2005011036.tif 000008
【００４６】
但し、Ｆｄ：走行抵抗、Ｆｄ１：車速ＶＰに応じた成分、Ｆｄ２：転がり抵抗や勾配に応じた成分。
【００４７】
そして、車速ＶＰとクラッチ回転数ＮＣは、クラッチ機構４と接続された変速機（図示しない）のギヤレシオとタイヤの外径により相互に変換可能であるから、抵抗トルクＴｄも、以下の式（７）に示すように、クラッチ回転数ＮＣに応じて変化する成分Ｔｄ１と転がり抵抗や勾配に応じて変化する成分Ｔｄ２に分離することができる。
【００４８】
【数７】
2005011036.tif 000009
【００４９】
但し、Ｔｄ：抵抗トルク、Ｔｄ１：クラッチ回転数ＮＣに応じた成分、Ｔｄ２：転がり抵抗や勾配に応じた成分、Ｋｄ１：走行抵抗算出非線形係数。
【００５０】
上記式（７）を上記式（５）に代入すると以下の式（８）が得られ、以下の式（８）に以下の式（９）を代入して離散時間化すると以下の式（１０）の形となる。
【００５１】
【数８】
2005011036.tif 000010
【００５２】
【数９】
2005011036.tif 000011
【００５３】
但し、ｄｔ：コントローラ１の制御サイクル。
【００５４】
【数１０】
2005011036.tif 000012
【００５５】
ｋ：制御サイクルの番目、ｄ：離散系無駄時間。
【００５６】
そして、上記式（１０）をクラッチ回転数ＮＣについて整理すると、以下の式（１１）の形となる。
【００５７】
【数１１】
2005011036.tif 000013
【００５８】
但し、ａ１’，ｂ１’，ｃ１’：モデルパラメータ。
【００５９】
上記式（１１）が、図１（ａ）に示した駆動力の伝達系のモデル式となる。なお、上記式（１１）のモデルパラメータａ１’，ｂ１’，ｃ１’は、厳密にはクラッチ回転数ＮＣやクラッチストロークＰｃｌに応じて変化し、また、機械要素の経時変化によっても変化する。そのため、制御サイクル毎にモデルパラメータａ１’，ｂ１’，ｃ１’を修正する必要が生じる場合があり、この場合は後述する同定器により修正処理を行う。
【００６０】
次に、図１（ａ）に示したように、エンジン３の出力をクラッチ機構４を介して駆動輪６に伝達する場合、車両２の発進時や変速機（図示しない）の変速操作に伴うクラッチ機構４の再締結時に、クラッチ機構４のクラッチ板７ａ，７ｂ間に滑りが生じる状態に保つ、所謂半クラッチ状態とする制御が行なわれる。
【００６１】
そして、この半クラッチ状態は、クラッチ機構４を介してエンジン３から駆動輪６に伝達される駆動力を滑らかに増減させるために用いられるものであり、該駆動力の増減はクラッチ機構４の滑り率の変更によって行われる。図２は、クラッチ機構４の目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄが変更されたとき、及び外乱により実際のクラッチ滑り率ＳＲが変化したときのクラッチ滑り率ＳＲの変化を示したグラフであり、図２（ａ）のグラフでは縦軸を回転数に設定し横軸を時間に設定している。また、図２（ｂ）のグラフでは縦軸をクラッチ滑り率に設定し横軸を時間に設定している。
【００６２】
図２（ｂ）においては、時刻ｔ１で目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄがＳＲ１からＳＲ２に変更されている。そして、このように目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄが変更されたときに、クラッチ滑り率ＳＲをＳＲ１からＳＲ２に急激に変更すると、クラッチ機構４にかかる負担が大きくなると共に、振動の発生によりドライバビリティも悪くなる。そのため、図示したように、クラッチ滑り率ＳＲを、ＳＲ１からＳＲ２へと滑らかに漸近させる制御を行なう必要がある（ｔ１〜ｔ２）。
【００６３】
一方、外乱等により、瞬間的にクラッチ滑り率ＳＲが微かに小さくなって、目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄとの偏差が生じたとき（ｔ３）には、該偏差を速やかにゼロに収束させる必要がある。
【００６４】
なお、コントローラ１は、クラッチ滑り率ＳＲをクラッチ回転数ＮＣに置換えて制御するため、図２（ａ）に示したように、目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄに応じてクラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄを変更し（ｔ１）、外乱が生じたときには、クラッチ滑り率ＳＲと目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄとの偏差を解消するように、クラッチストロークＰｃｌを調節してクラッチ回転数ＮＣを変更する。
【００６５】
上述したように、コントローラ１は、▲１▼目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄの変化に対する実際のクラッチ滑り率ＳＲの滑らかな追従性（漸近性）、及び▲２▼外乱によって生じる目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄと実際のクラッチ滑り率ＳＲとの偏差の速やかな収束性、という２つの特性を併せ持つ必要がある。
【００６６】
さらに、コントローラ１は、クラッチアクチュエータが有する無駄時間に対する安定性や速応性を確保する必要もある。そこで、コントローラ１は、図３，図５，図６，図８に示したいずれかの構成を備えることによって、上記▲１▼及び▲２▼の特性を実現すると共に、クラッチアクチュエータが有する無駄時間の影響を抑制している。
【００６７】
先ず、図３に示したコントローラ１の第１の構成について説明する。図３を参照して、コントローラ１ａは、制御対象のプラントであるクラッチ機構４のクラッチ回転数ＮＣが、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄと一致するように、クラッチ機構４のクラッチストロークＰｃｌ（本発明のプラントに対する制御入力値に相当する）を決定する。ここで、クラッチストロークＰｃｌに応じてクラッチ機構４におけるクラッチ板７ａ，７ｂ間の滑り率ＳＲが変化し、エンジン３からクラッチ機構４の被動軸に伝達される駆動力が増減するため、クラッチストロークＰｃｌを変更することによって、クラッチ回転数ＮＣを制御することができる。
【００６８】
コントローラ１ａは、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄにフィルタリング演算を施してフィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆを算出する目標値フィルタ１１（本発明のフィルタリング手段に相当する）と、上記式（１１）のモデル式に基づく応答指定制御を用いてクラッチ機構４に対する制御入力値であるクラッチストローク（Ｐｃｌ）を決定する応答指定制御部１０ａ（本発明の制御入力決定手段に相当する）とを備えている。
【００６９】
そして、応答指定制御部１０ａは、クラッチ回転数ＮＣとクラッチストロークＰｃｌとに基づいてクラッチアクチュエータの無駄時間ｄが経過した後のクラッチ回転数を予測したクラッチ回転数予測値Ｐｒｅ＿ＮＣを算出する状態予測器２０（本発明の出力予測手段に相当する）、等価制御入力Ｕｅｑ＊を算出する等価制御入力部１２、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆとクラッチ回転数予測値Ｐｒｅ＿ＮＣとの偏差Ｅｎｃを算出する減算器１３、切換関数σの値を算出する切換関数値算出部１４、到達則入力Ｕｒｃｈ＊を算出する到達則入力算出部１５、適応則入力Ｕａｄｐ＊を算出する適応則入力算出部１６、及び等価制御入力Ｕｅｑ＊と到達則入力Ｕｒｃｈ＊と適応則入力Ｕａｄｐ＊とを加算してクラッチストロークＰｃｌを算出する加算器１７を備えている。
【００７０】
目標値フィルタ１１は、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄ（本発明のプラントの目標出力値に相当する）に対して、以下の式（１２）によるフィルタリング演算を施してフィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆを算出する。
【００７１】
【数１２】
2005011036.tif 000014
【００７２】
但し、ｋ：制御サイクルの番目、ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆ（ｋ）：ｋ番目の制御サイクルにおけるフィルタリング目標値、ＰＯＬＥ＿Ｆ：目標値フィルタ係数。
【００７３】
上記式（１２）は、１次遅れフィルタであり、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆは、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄが変化したときに、応答遅れを伴って変化後のクラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄに収束する値となる。そして、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄに対するフィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆの応答遅れの程度は、目標値フィルタ係数ＰＯＬＥ＿Ｆの設定値に応じて変化する。なお、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄが一定であるときは、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆはクラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄと等しくなる。
【００７４】
状態予測器２０は、以下の式（１３）〜式（１５）により、クラッチ回転数予測値Ｐｒｅ＿ＮＣを算出する。
【００７５】
【数１３】
2005011036.tif 000015
【００７６】
但し、Ｐｒｅ＿ＮＣ（ｋ）：ｋ番目の制御サイクルにおけるクラッチ回転数予測値。αＮＣ１，βｎｃｊ（ｊ＝１，２，…，ｄ），γｎｃ：以下の式（１４）〜式（１６）による算出要素。
【００７７】
【数１４】
2005011036.tif 000016
【００７８】
但し、ａ１’：上記式（１１）におけるモデルパラメータ、ｄ：クラッチアクチュエータの無駄時間を制御サイクル数で表したもの。
【００７９】
【数１５】
2005011036.tif 000017
【００８０】
但し、ａ１’，ｂ１’：上記（１１）におけるモデルパラメータ、ｊ＝１，２，…，ｄ。
【００８１】
【数１６】
2005011036.tif 000018
【００８２】
但し、ａ１’：上記式（１１）におけるモデルパラメータ。
【００８３】
切換関数値算出部１４は、減算器１３により以下の式（１７）で算出される偏差Ｅｎｃから、以下の式（１８）により、切換関数値σを算出する。
【００８４】
【数１７】
2005011036.tif 000019
【００８５】
【数１８】
2005011036.tif 000020
【００８６】
但し、σ（ｋ）：ｋ番目の制御サイクルにおける切換関数値、ＰＯＬＥ：切換関数設定パラメータ（−１＜ＰＯＬＥ＜０）。
【００８７】
到達則入力算出部１５は、以下の式（１９）により到達則入力Ｕｒｃｈ＊を算出する。到達則入力Ｕｒｃｈ＊は、偏差状態量（Ｅｎｃ（ｋ），Ｅｎｃ（ｋ−１））を、切換関数σを０（σ＝０）とした切換直線に載せるための入力である。
【００８８】
【数１９】
2005011036.tif 000021
【００８９】
但し、Ｕｒｃｈ＊（ｋ）：ｋ番目の制御サイクルにおける到達則入力、Ｋｒｃｈ：フィードバックゲイン。
【００９０】
適応則入力算出部１６は、以下の式（２０）により適応則入力Ｕａｄｐ＊を算出する。適応則入力Ｕａｄｐ＊は、モデル化誤差や外乱を吸収して、偏差状態量（Ｅｎｃ（ｋ），Ｅｎｃ（ｋ−１））を切換直線（σ＝０）に載せるための入力である。
【００９１】
【数２０】
2005011036.tif 000022
【００９２】
但し、Ｕａｄｐ＊（ｋ）：ｋ番目の制御サイクルにおける適応則入力、Ｋａｄｐ：フィードバックゲイン。
【００９３】
等価制御入力算出部１２は、以下の式（２１）により等価制御入力Ｕｅｑ＊を算出する。式（２１）は、σ（ｋ＋１）＝σ（ｋ）とおいて、上記式（１８）及びｃ１’（外乱項）を０とした上記式（１１）を代入したときのクラッチストロークＰｃｌを、等価制御入力Ｕｅｑ＊として算出するものである。等価制御入力Ｕｅｑ＊は、偏差状態量（Ｅｎｃ（ｋ），Ｅｎｃ（ｋ−１））を切換直線（σ（ｋ）＝０）上に拘束するための入力である。
【００９４】
【数２１】
2005011036.tif 000023
【００９５】
そして、加算器１７は、以下の式（２２）によりクラッチ機構４に対する制御入力であるクラッチストロークＰｃｌを算出する。
【００９６】
【数２２】
2005011036.tif 000024
【００９７】
なお、応答指定制御部１０ａは、上記式（１１）の外乱項ｃ１’を０とし、外乱の影響を適応則入力Ｕａｄｐ＊で吸収している。
【００９８】
図４は、コントローラ１ａの作動を示した時系列グラフであり、縦軸がクラッチ回転数（ＮＣ，ＮＣ＿ｃｍｄ）に設定され、横軸が時間（Ｔｉｍｅ）に設定されている。図中に示したように、目標値フィルタ１１により算出されるフィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆは、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄに対して応答遅れを伴うものとなる。
【００９９】
そして、この応答遅れの程度は、上記式（１２）における目標値フィルタ係数ＰＯＬＥ＿Ｆの設定値に応じて変化する。そのため、目標値フィルタ係数ＰＯＬＥ＿Ｆを変更することによって、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄに対する実際のクラッチ回転数ＮＣの収束速度を設定することができる。
【０１００】
また、応答指定制御部１０ａは、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆと実際のクラッチ回転数ＮＣが一致するように、クラッチストロークＰｃｌを決定するが、クラッチ回転数ＮＣを直接用いずに、状態予測器２０により上記式（１３）によって算出された出力予測値Ｐｒｅ＿ＮＣを用いてクラッチストロークＰｃｌを決定する。そして、これにより、クラッチ機構４が有する無駄時間の影響を抑制して、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆに実際のクラッチ回転数ＮＣを安定して追従させることができる。
【０１０１】
また、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆと出力予測値Ｐｒｅ＿ＮＣとの偏差Ｅｎｃの収束挙動は、上記式（１８）における切換関数設定パラメータＰＯＬＥに依存する。
【０１０２】
そのため、図４に示したように、切換関数設定パラメータＰＯＬＥの設定を変えることで、フィルタリング目標値Ｎｃ＿ｃｍｄ＿ｆに対するクラッチ回転数（ＮＣ＿１，ＮＣ＿２，ＮＣ＿３）の収束挙動が変化する。そこで、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆと実際のクラッチ回転数ＮＣとの偏差の収束速度を、フィルタリング演算において指定されるフィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆのクラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄに対する収束速度よりも速く設定する。
【０１０３】
具体的には、以下の式（２３）に示したように、切換関数設定パラメータＰＯＬＥ（フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆと実際のクラッチ回転数ＮＣとの偏差の収束速度を決定する演算係数）の絶対値を、目標フィルタ係数ＰＯＬＥ＿Ｆ（フィルタリング演算において、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆのクラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄへの収束速度を決定する演算係数）の絶対値よりも小さい値に設定する。
【０１０４】
【数２３】
2005011036.tif 000025
【０１０５】
これにより、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃ  ｍｄが変化したときのクラッチ回転数ＮＣの追従速度を、切換関数設定パラメータＰＯＬＥの影響を相対的に減少させて指定することができる。そのため、目標フィルタ係数ＰＯＬＥ＿Ｆの設定により、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄの変化に対するクラッチ回転数ＮＣの追従速度の指定をより正確に行うことができる。
【０１０６】
また、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄが一定であるときは、フィルタリング目標値ＮＣ＿ｃｍｄ＿ｆとクラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄは等しくなる。そして、この状態で外乱が生じて図４のｔ１１に示したようにクラッチ回転数ＮＣが変化した場合、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄとクラッチ回転数予測値Ｐｒｅ＿ＮＣとの偏差（Ｐｒｅ＿ＮＣ−ＮＣ＿ｃｍｄ）の収束挙動は、上記式（１８）における切換関数設定パラメータＰＯＬＥにより設定することができる。
【０１０７】
したがって、図３に示したコントローラ１ａによれば、上記式（１２）における目標フィルタ係数ＰＯＬＥ＿Ｆに設定により、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄが変化したときのクラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄに対する実際のクラッチ回転数（ＮＣ）の追従速度を独立して設定することができる。また、上記式（１８）における切換関数設定パラメータＰＯＬＥの設定により、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄと実際のクラッチ回転数ＮＣとの偏差の収束速度を独立して設定することができる。
【０１０８】
次に、コントローラ１の第２の構成について図５を参照して説明する。なお、図３に示したコントローラ１ａと同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図５に示したコントローラ１ｂは、応答指定制御部１０ｂに適応則算出部を備えていない点、及び同定器３０（本発明の同定手段に相当する）を備えた点が、図３に示したコントローラ１ａと相違する。
【０１０９】
コントローラ１ｂの制御対象であるクラッチ機構４をモデル化した上記式（１１）のモデルパラメータ（ａ１’，ｂ１’，ｃ１’）は、クラッチ回転数ＮＣやクラッチストロークＰｃｌに応じて変化し、また、クラッチ機構４の経時変化等によっても変化する。そのため、応答指定制御部１０ｂに備えられた同定器３０は、モデル化誤差の影響を抑制するために、コントローラ１ｂの制御サイクル毎にモデルパラメータ（ａ１’，ｂ１’，ｃ１’）を修正する処理を実行する。
【０１１０】
また、応答指定制御部１０ｂにおいては、外乱抑制をより短時間で行うために、前記第１の構成の応答指定制御部１０ａにおける適応則入力Ｕａｄｐ＊による外乱抑制をやめ、同定器３０により直接的に外乱成分ｃ１’を同定し、同定したｃ１’を用いて等価制御入力を算出することにより外乱の影響を抑制している。
【０１１１】
同定器３０は、以下の式（２４）〜式（３０）により、上記式（１１）のモデルパラメータ（ａ１’，ｂ１’，ｃ１’）の同定値（ａ１，ｂ１，ｃ１）を算出する。
【０１１２】
先ず、以下の式（２４）で定義したベクトルζと、式（２５）で定義したベクトルθにより、上記式（１１）は、以下の式（２６）の形で表すことができる。
【０１１３】
【数２４】
2005011036.tif 000026
【０１１４】
【数２５】
2005011036.tif 000027
【０１１５】
【数２６】
2005011036.tif 000028
【０１１６】
但し、ＮＣ＿ｈａｔ（ｋ）：ｋ番目の制御サイクルにおけるクラッチ回転数推定値。
【０１１７】
同定器３０は、先ず、上記式（２６）によるクラッチ回転数推定値ＮＣ＿ｈａｔと、実際のクラッチ回転数ＮＣとの偏差ｅ＿ｉｄを、上記式（１１）のモデル化誤差を表すものとして、以下の式（２７）により算出する（以下、偏差ｅ＿ｉｄを同定誤差ｅ＿ｉｄという）。
【０１１８】
【数２７】
2005011036.tif 000029
【０１１９】
但し、ｅ＿ｉｄ（ｋ）：ｋ番目の制御サイクルにおけるクラッチ回転数推定値ＮＣ＿ｈａｔ（ｋ）と実際のクラッチ回転数ＮＣ（ｋ）との偏差。
【０１２０】
そして、同定器３０は、同定偏差ｅ＿ｉｄを最小にするように、以下の式（２８）により、新たな制御サイクルにおけるモデルパラメータ（ａ１（ｋ），ｂ１（ｋ），ｃ１（ｋ））を算出する。すなわち、同定器３０は、前回の制御サイクルにおいて算出したモデルパラメータ（ａ１（ｋ−１），ｂ１（ｋ−１），ｃ１（ｋ−１））を、同定誤差ｅ＿ｉｄに比例させた量だけ変化させて今回の制御サイクルにおける新たなモデルパラメータ（ａ１（ｋ），ｂ１（ｋ），ｃ１（ｋ））を算出する。
【０１２１】
【数２８】
2005011036.tif 000030
【０１２２】
ここで、上記式（２８）における「ＫＰ」は、以下の式（２９）により算出される３次ベクトル（同定誤差ｅ＿ｉｄに応じた変化度合を規定するゲイン係数ベクトル）である。
【０１２３】
【数２９】
2005011036.tif 000031
【０１２４】
また、上記式（２９）における「Ｐ」は、以下の式（３０）の漸化式により算出される３次の正方行列である。
【０１２５】
【数３０】
2005011036.tif 000032
【０１２６】
但し、Ｉ：単位行列、λ１，λ２：同定重みパラメータ。
【０１２７】
ここで、上記式（３０）中の「λ１」、「λ２」の設定の仕方により、固定ゲイン法、漸減ゲイン法、重み付き最小２乗法、最小２乗法、固定トレース法等、各種のアルゴリズムを構成することができる。
【０１２８】
そして、同定器３０により同定されたモデルパラメータ（ａ１，ｂ１，ｃ１）に基づいて、到達則入力算出部１５は以下の式（３１）により到達則入力Ｕｒｃｈを算出し、等価制御入力算出部１２は以下の式（３２）により等価制御入力Ｕｅｑを算出する。
【０１２９】
【数３１】
2005011036.tif 000033
【０１３０】
但し、Ｋｒｃｈ：フィードバックゲイン。
【０１３１】
【数３２】
2005011036.tif 000034
【０１３２】
到達則入力算出部１５により算出された到達則入力Ｕｒｃｈと、等価制御入力算出部１２により算出された等価制御入力Ｕｅｑは、加算器１７で加算されて、以下の式（３３）に示したようにクラッチ機構４に対するクラッチストロークＰｃｌが算出される。
【０１３３】
【数３３】
2005011036.tif 000035
【０１３４】
このように、同定器３０により同定された新たなモデルパラメータ（ａ１，ｂ１，ｃ１）に基づいてクラッチ機構４に対する制御入力であるクラッチストロークＰｃｌを算出することにより、モデル化誤差の影響を抑制して、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄの変化に対するクラッチ回転数ＮＣの追従挙動を指定することができる。また、上記式（３２）により外乱要素ｃ１を用いて等価制御入力Ｕｅｑを算出することによって、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄと実際のクラッチ回転数ＮＣとの偏差の収束時間を、上記第１の構成のコントローラ１ａによる場合よりも短縮することができる。
【０１３５】
なお、本第２の構成例の応答指定制御部１０ｂにおいても、上記第１の構成例の応答指定制御部１０ａと同様に適応則算出部を備えて、同定されたモデルパラメータｂ１に基づく適応則入力を算出し、加算器１７で該適応則入力を加算してクラッチストロークＰｃｌを算出するようにしてもよい。
【０１３６】
次に、コントローラ１の第３の構成について図６を参照して説明する。なお、図５に示したコントローラ１ｂと同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図６に示したコントローラ１ｃは、応答指定制御部１０ｃにパラメータスケジューラ４０を備えた点が、図５に示したコントローラ１ｂと相違する。また、同定器３１における演算処理が、図５に示した同定器３０と相違する。
【０１３７】
パラメータスケジューラ４０は、図７に示したマップを用いて基準パラメータθｂａｓｅ（ａ１ｂａｓｅ，ｂ１ｂａｓｅ，０）（本発明のモデルパラメータの基準値に相当する）を求める。図７（ａ）は、クラッチ回転数ＮＣから基準パラメータａ１ｂａｓｅを求めるためのＮＣ／ａ１ｂａｓｅマップであり、変速機のギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄの大小に応じて３種類（Ｎａ１，Ｎａ  ２，Ｎａ３）の相関データが設定されている。
【０１３８】
また、図７（ｂ）は、クラッチストロークＰｃｌから基準パラメータｂ１ｂａｓｅを求めるためのＰｃｌ／ｂ１ｂａｓｅマップであり、変速機のギヤ選択目標値ＮＧＥＲ＿ｃｍｄの大小に応じて３種類（Ｐｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３）の相関データが設定されている。
【０１３９】
なお、ＮＣ／ａ１ｂａｓｅマップ及びＰｃｌ／ｂ１ｂａｓｅマップのデータＭＡＰ＿ｄａｔは、実験やシミュレーションに基づいて作成され、予めメモリ（図示しない，本発明の記憶手段に相当する）に記憶されている。また、マップではなく、クラッチ回転数ＮＣと基準パラメータａ１ｂａｓｅとの相関関係を表す関係式と、クラッチストロークＰｃｌと基準パラメータｂ１ｂａｓｅとの相関関係を表す関係式を用いて、基準パラメータａ１ｂａｓｅとｂ１ｂａｓｅを求めるようにしてもよい。
【０１４０】
同定器３１は、パラメータスケジューラ４０により求められた基準パラメータａ１ｂａｓｅとｂ１ｂａｓｅを用いて、以下の式（３４）で定義したベクトルθｂａｓｅと、上記式（２９）により算出したＫＰと、上記式（２７）により算出したｅ＿ｉｄとにより、以下の式（３５）からパラメータ補正値ｄθを算出する。
【０１４１】
【数３４】
2005011036.tif 000036
【０１４２】
【数３５】
2005011036.tif 000037
【０１４３】
そして、同定器３１は、以下の式（３６）により、新たなモデルパラメータθＴ（ｋ）＝（ａ１（ｋ），ｂ１（ｋ），ｃ１（ｋ））を算出する。
【０１４４】
【数３６】
2005011036.tif 000038
【０１４５】
このように、パラメータスケジューラ４０によって、クラッチ機構４の動特性（クラッチ回転数ＮＣ，クラッチストロークＰｃｌ）に応じた基準パラメータ（ａ１ｂａｓｅ，ｂ１ｂａｓｅ，０）に基づいて、同定器３１によるモデルパラメータ（ａ１，ｂ１，ｃ１）の同定処理を行うことによって、クラッチ機構４の動特性が急変した場合であっても、その変化に対してコントローラ１ｃを安定的かつ迅速に適合させることができる。
【０１４６】
そして、これにより、クラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄの変化に対する実際のクラッチ回転数ＮＣの追従挙動と、外乱により生じるクラッチ回転目標値ＮＣ＿ｃｍｄとクラッチ回転数ＮＣとの偏差の収束挙動の指定に対する実現精度を向上させることができる。
【０１４７】
なお、本第３の構成例の応答指定制御部１０ｃにおいても、上記第１の構成例の応答指定制御部１０ａと同様に適応則算出部を備えて、同定されたモデルパラメータｂ１に基づく適応則入力を算出し、加算器１７で該適応則入力を加算してクラッチストロークＰｃｌを算出するようにしてもよい。
【０１４８】
次に、コントローラ１の第４の構成について図８を参照して説明する。なお、図６に示したコントローラ１ｃと同様の構成につては同一の符号を付して説明を省略する。図８に示したコントローラ１ｄは、応答指定制御部１０ｄに適応外乱オブザーバ５０を備えた点と同定器を備えていない点が、図６に示したコントローラ１ｃと相違する。また、パラメータスケジューラ４１における処理が、図６に示したパラメータスケジューラ４０と相違する。
【０１４９】
パラメータスケジューラ４１は、クラッチ回転数ＮＣやクラッチストロークＰｃｌ等の作動パラメータと、モデルパラメータ（ａ１ｓｃ，ｂ１ｓｃ）との相関関係を示すマップに、該作動パラメータを適用してマップ検索し、モデルパラメータ（ａ１ｓｃ，ｂ１ｓｃ）を求める。なお、該マップのデータＭＡＰ＿ｄａｔａは、予めメモリ（図示しない）に記憶されている。
【０１５０】
適応外乱オブザーバ５０は、パラメータスケジューラ４１により求められたモデルパラメータのスケジュール値（ａ１ｓｃ，ｂ１ｓｃ）を用いて、以下の式（３７）で定義したベクトルθと、上記式（２４）によるζとにより、以下の式（３８）によりクラッチ回転数推定値（ＮＣ＿ｈａｔ）を算出する。
【０１５１】
【数３７】
2005011036.tif 000039
【０１５２】
但し、ａ１ｓｃ，ｂ１ｓｃ：モデルパラメータのスケジュール値。
【０１５３】
【数３８】
2005011036.tif 000040
【０１５４】
そして、適応外乱オブザーバ５０は、以下の式（３９）により、クラッチ回転数推定値（ＮＣ＿ｈａｔ）と実際のクラッチ回転数（ＮＣ）との偏差（ｅ＿ｄｏｖ）を算出し、該偏差（ｅ＿ｄｏｖ）を以下の式（４０）の漸化式に代入して外乱成分ｃ１の同定値（ｃ１（ｋ））を算出する。
【０１５５】
【数３９】
2005011036.tif 000041
【０１５６】
【数４０】
2005011036.tif 000042
【０１５７】
但し、Ｐｄｏｖ：同定ゲイン係数。
【０１５８】
そして、到達則入力算出部１５は、上記式（３１）のモデルパラメータｂ１（ｋ）を、パラメータスケジューラ４１により求められたモデルパラメータのスケジュール値ｂ１ｓｃ（ｋ）に置き換えた以下の式（４１）により、到達則入力（Ｕｒｃｈ）を算出する。
【０１５９】
【数４１】
2005011036.tif 000043
【０１６０】
また、等価制御入力算出部１２は、上記式（３２）のモデルパラメータａ１（ｋ），ｂ１（ｋ）を、パラメータスケジューラ４１により求められたモデルパラメータのスケジュール値ａ１ｓｃ（ｋ），ｂ１ｓｃ（ｋ）に置き換えた以下の式（４２）に、上記式（４０）で算出された外乱成分ｃ１（ｋ）を代入して、等価制御入力Ｕｅｑを算出する。
【０１６１】
【数４２】
2005011036.tif 000044
【０１６２】
そして、加算器１７により、上記式（３３）によって到達則入力Ｕｒｃｈと等価制御入力Ｕｅｑが加算され、クラッチ機構４に対するクラッチストロークＰｃｌが算出される。
【０１６３】
以上説明したコントローラ１ｄの応答指定制御部１０ｄによれば、適応外乱オブザーバ５０によってモデルパラメータ（ａ１，ｂ１，ｃ１）のうちの外乱成分ｃ１のみを同定することにより、各制御サイクルにおいてクラッチストロークＰｃｌを算出するために必要な演算量を減少させることができる。
【０１６４】
そして、これにより、コントローラ１ｄの制御サイクルを短縮して、クラッチ機構４が有するヒステリシスやバックラッシュ、フリクション等の非線形特性に対する制御性を向上させることができる。なお、パラメータスケジューラ４１を用いずに、固定したモデルパラメータａ１，ｂ１を用いることも可能である。
【０１６５】
また、本第４の構成例の応答指定制御部１０ｄにおいても、上記第１の構成例の応答指定制御部１０ａと同様に適応則算出部を備えて、スケジュール化されたモデルパラメータｂ１ｓｃに基づく適応則入力を算出し、加算器１７で該適応則入力を加算してクラッチストロークＰｃｌを算出するようにしてもよい。
【０１６６】
次に、上記コントローラ１によりクラッチ機構４の作動を制御する際の具体的な例として、上記第３の構成によるコントローラ１ｃを用いた場合の実行手順を図９〜図１３に示したフローチャートに従って説明する。
【０１６７】
図９は、コントローラ１ｃのメインの作動フローチャートであり、コントローラ１ｃは、ＳＴＥＰ１で車両の運転者によりアクセルペダル（図示しない）又はブレーキペダル（図示しない）が操作されたときに、その操作内容に応じて、以下の式（４３）により、車両２の駆動輪６（図１（ａ）参照）に与える駆動力を設定するための駆動力インデックスＵｄｒｖを決定する。
【０１６８】
【数４３】
2005011036.tif 000045
【０１６９】
但し、Ｕｄｒｖ：駆動力インデックス、ＡＰ：アクセルペダル開度、ＢＫ：ブレーキ踏力、Ｋｂｋ：ブレーキ踏力（０〜最大）をアクセルペダル開度（０〜−９０度）に変換する係数。
【０１７０】
そして、コントローラ１ｃは、決定した駆動力インデックスＵｄｒｖに基づいて、ＳＴＥＰ２でクラッチ機構４（図１（ａ）参照）と接続された変速機（図示しない）の変速操作を行うか否かを判断し、変速操作を行うときは、変速先のギヤを設定して変速機の変速操作を行う「変速機制御」を実行する。また、続くＳＴＥＰ３で、コントローラ１ｃは、クラッチ機構４の滑り率を制御する「クラッチ制御」を実行する。
【０１７１】
次に、図１０，図１１に示したフローチャートに従って、コントローラ１ｃによる「変速機制御」の実行手順について説明する。コントローラ１ｃは、先ず、図１０のＳＴＥＰ１０で、車両の運転者により後退要求がなされているか否かを確認する。そして、変速操作がなされていたときは、ＳＴＥＰ２０に分岐してギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄを−１（リバース）とする。
【０１７２】
一方、ＳＴＥＰ１０で後退要求がなされていなかったときには、ＳＴＥＰ１１に進み、コントローラ１ｃは、図示したＵｄｒｖ，ＶＰ／ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄマップに駆動力インデックスＵｄｒｖと車両２の車速ＶＰとを適用して、ギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄを求める。なお、ギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄと選択ギヤとの関係は以下の表（１）の通りである。
【０１７３】
【表１】
2005011036.tif 000046
【０１７４】
続くＳＴＥＰ１２で、コントローラ１ｃは、変速機のギヤ選択位置ＮＧＥＡＲがギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄと一致しているか否かを判断するする。そして、ギヤ選択位置ＮＧＥＡＲがギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄと一致しているときはＳＴＥＰ１５に進み、変速機の変速操作は行わない。
【０１７５】
一方、ＳＴＥＰ１２で変速機のギヤ選択位置ＮＧＥＡＲがギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄと一致していなかったときには、ＳＴＥＰ１３に進んで、コントローラ１０はタイマをスタートし、次のＳＴＥＰ１４で変速機の「変速操作処理」のサブルーチンを実行する。
【０１７６】
ここで、変速機の変速操作は、クラッチ機構４をクラッチＯＦＦ状態として変速機のシフト／セレクト機構を可動状態とする「クラッチＯＦＦ工程」と、クラッチＯＦＦ状態でシフト／セレクト機構により変速機のギヤ選択位置をギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄに対応した位置に変更する「ギヤ位置変更工程」と、該「ギヤ位置変更工程」の終了後にクラッチ２をクラッチＯＮ状態に戻す「クラッチＯＮ工程」という３つの工程により実行される。
【０１７７】
そして、ＳＴＥＰ１３でタイマがスタートした時から各工程が終了するまでのタイミングを把握するために、各工程の完了時間を想定した、クラッチＯＦＦ完了時間ＴＭ＿ＣＬＯＦＦ、ギヤ位置変更完了時間ＴＭ＿ＳＣＨＧ、及びクラッチＯＮ完了時間ＴＭ＿ＣＬＯＮが予め設定されている（ＴＭ＿ＣＬＯＦＦ＜ＴＭ＿ＳＣＨＧ＜ＴＭ＿ＣＬＯＮ）。
【０１７８】
図１１は、図１０のＳＴＥＰ１４で実行される「変速操作処理」のサブルーチンのフローチャートである。コントローラ１ｃは、先ず、ＳＴＥＰ３０でクラッチ機構４のＯＦＦ操作を実行する。そして、次のＳＴＥＰ３１でタイマの計時時間ｔｍ＿ｓｈｉｆｔがクラッチＯＦＦ完了時間ＴＭ＿ＣＬＯＦＦを超えたとき、すなわち、「クラッチＯＦＦ工程」が終了したときに、ＳＴＥＰ３２に進み、コントローラ１はシフト／セレクト機構により変速機のギヤ選択位置をギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄに応じた位置に変更する操作を開始する。
【０１７９】
そして、次のＳＴＥＰ３３でタイマの計時時間ｔｍ＿ｓｈｉｆｔがギヤ位置変更完了時間ＴＭ＿ＳＣＨＧを超えたときに、「ギヤ位置変更工程」が終了したと判断して、ＳＴＥＰ３４に進み、コントローラ１ｃは、クラッチ機構４のＯＮ操作を行う。
【０１８０】
続くＳＴＥＰ３５でタイマの計時時間ｔｍ＿ｓｈｉｆｔがクラッチＯＮ完了時間ＴＭ＿ＣＬＯＮを超えたときに、「クラッチＯＮ工程」が終了したと判断して、コントローラ１ｃは変速操作処理を終了する。
【０１８１】
次に、図１２及び図１３に示したフローチャートに従って、「クラッチ制御」の実行手順について説明する。コントローラ１ｃは、先ず、ＳＴＥＰ８０で、変速機の実際のギヤ選択位置ＮＧＥＡＲがギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄと一致しているか否かを判断する。
【０１８２】
そして、ＳＴＥＰ８０で変速機のギヤ選択位置ＮＧＥＡＲがギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄと一致しているとき、すなわち、変速操作が終了した状態にあるときには、ＳＴＥＰ９０に進み、コントローラ１ｃは、図示したＵｄｒｖ，ＶＰ／ＳＲ＿ｃｍｄマップに、駆動力インデックスＵｄｒｖと実車速ＶＰとを適用して、走行時目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄ＿ｄｒを求める。
【０１８３】
なお、Ｕｄｒｖ，ＶＰ／ＳＲ＿ｃｍ  ｄ＿ｄｒマップのデータは、予めメモリ（図示しない）に記憶されており、クラッチ２の走行時目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄ＿ｄｒが０％（クラッチＯＮ状態、滑り無し）〜１００％（クラッチＯＦＦ状態）の範囲で設定される。
【０１８４】
一方、ＳＴＥＰ８０で変速機の実際のギヤ選択位置ＮＧＥＡＲがギヤ選択目標値ＮＧＥＡＲ＿ｃｍｄと一致していないとき、すなわち、変速操作処理の実行中であるときにはＳＴＥＰ８１に進み、コントローラ１ｃは、タイマの計時時間ｔｍ＿ｓｈｉｆｔがクラッチＯＦＦ完了時間ＴＭ＿ＣＬＯＦＦを超えているか否かを判断する。
【０１８５】
そして、タイマの計時時間ｔｍ＿ｓｈｉｆｔがクラッチＯＦＦ時間ＴＭ＿ＣＬＯＦＦを越えているとき、すなわち、変速操作処理の実行中であるときには、ＳＴＥＰ８２に進んで、コントローラ１ｃは、目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄを１００％（クラッチＯＦＦ状態）とし、続くＳＴＥＰ８３に進む。ＳＴＥＰ８３で、コントローラ１ｃは、目標滑り率（ＳＲ＿ｃｍｄ）に応じたクラッチストローク目標値Ｐｃｌ＿ｃｍｄを算出する。
【０１８６】
一方、ＳＴＥＰ８１でタイマの計時時間ｔｍ＿ｓｈｉｆｔがクラッチＯＦＦ完了時間ＴＭ＿ＣＬＯＦＦを超えていたとき、すなわち、「クラッチＯＦＦ工程」が終了していたときには、ＳＴＥＰ１００に進んで、コントローラ１ｃは、タイマの計時時間ｔｍ＿ｓｈｉｆｔがギヤ位置変更完了時間ＴＭ＿ＳＣＨＧを超えているか否かを判断する。
【０１８７】
そして、タイマの計時時間ｔｍ＿ｓｈｉｆｔがギヤ位置変更完了時間ＴＭ＿ＳＣＨＧを超えていたとき、すなわち、「ギヤ位置変更工程」が完了していたときには、ＳＴＥＰ１１０に分岐して、コントローラ１０は目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄを０％（クラッチＯＮ状態、滑り無し）に設定する。
【０１８８】
一方、ＳＴＥＰ１００でタイマの計時時間ｔｍ＿ｓｈｉｆｔがギヤ位置変更完了時間ＴＭ＿ＳＣＨＧを超えていなかったとき、すなわち、「ギヤ位置変更工程」の実行中であるときには、ＳＴＥＰ８２に進んで、コントローラ１ｃは目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄを１００％（クラッチＯＦＦ状態）とする。
【０１８９】
そして、コントローラ１ｃは、ＳＴＥＰ８３で、目標滑り率ＳＲ＿ｃｍｄ（０〜１００％）が達成されるようにクラッチストロークＰｃｌを制御する「滑り率制御処理」のサブルーチンを実行する。
【０１９０】
図１３は、図１２のＳＴＥＰ８３で実行される「滑り率制御処理」のサブルーチンのフローチャートである。コントローラ１ｃは、先ず、ＳＴＥＰ１２０で以下の式（４４）によりクラッチ回転数目標値ＮＣ＿ｃｍｄを算出する。
【０１９１】
【数４４】
2005011036.tif 000047
【０１９２】
但し、ＮＣ＿ｃｍｄ（ｋ）：ｋ番目の制御サイクルにおけるクラッチ回転数目標値、ＮＥ（ｋ）：ｋ番目に制御サイクルにおけるクラッチ回転数、ＳＲ＿ｃｍｄ：目標滑り率。
【０１９３】
続くＳＴＥＰ１２１〜ＳＴＥＰ１２５は、コントローラ１ｃに備えられた応答指定制御部１０ｃ（図６参照）により実行される処理である。ＳＴＥＰ１２１で、応答指定制御部１０ｃに備えられたパラメータスケジューラ４０は、図示したＮＣ／ａ１ｂａｓｅマップにクラッチ回転数（ＮＣ）を適用して基準パラメータａ１ｂａｓｅ（ｋ）を求め、また、図示したＰｃｌ／ｂ１ｂａｓｅマップにクラッチストロークＰｃｌを適用して基準パラメータｂ１ｂａｓｅ（ｋ）を求める。
【０１９４】
そして、次のＳＴＥＰ１２２でクラッチストロークＰｃｌがクラッチＯＦＦ位置Ｐｃｌ＿ｏｆｆを超えていないとき、すなわちクラッチＯＦＦ状態にないときは、ＳＴＥＰ１２３に進み、同定器３１（図６参照）により上記式（３５）によりモデルパラメータの補正値ｄθが算出される。
【０１９５】
一方、ＳＴＥＰ１２２でクラッチストロークＰｃｌがクラッチＯＦＦ位置Ｐｃｌ＿ｏｆｆを超えているとき、すなわちクラッチＯＦＦ状態であるときには、ＳＴＥＰ１２４に分岐し、同定器３１によるモデルパラメータの補正値ｄθの更新は行われない。そして、これにより、変速操作の実行時にクラッチＯＦＦ状態でのクラッチ回転数（ＮＣ）が、０（目標滑り率１００％に応じた目標クラッチ回転数ＮＣ＿ｃｍｄ）とならないときに、モデルパラメータの補正値ｄθが増大して、上記式（３１）により算出される外乱項ｃ１（ｋ）が肥大化することを防止することができる。
【０１９６】
そして、ＳＴＥＰ１２４で、同定器２１は、上記式（３６）により、モデルパラメータの同定値（ａ１（ｋ），ｂ１（ｋ），ｃ１（ｋ））を算出する。また、続くＳＴＥＰ１２５で、状態予測器２１、等価制御入力算出部１２、減算器１３、切換関数値算出部１４、到達則入力算出部１５、及び加算器１７により、上記式（１３）及び式（３１）〜式（３３）の演算が実行されて、クラッチ機構４に対するクラッチストロークＰｃｌ（ｋ）が決定される。
【０１９７】
なお、本実施の形態では、応答指定制御部１０により、応答指定制御を用いてクラッチストロークＰｃｌを決定したが、応答指定制御としては、スライディングモード制御やバックステッピング制御等を用いることができる。
【０１９８】
また、本実施の形態では、本発明をクラッチ機構４に適用した例を示したが、本発明は他の種類のプラントに対しても適用可能である。図１４は、本発明をエンジン１００（本発明のプラントに相当する）の回転数ＮＥ（本発明のプラントの出力値に相当する）の制御に適用した例を示したものである。
【０１９９】
例えば、車両が走行状態から停止して、エンジン１００をアイドル状態に移行させる際には、図１４（ａ）に示したように、エンジン１００の回転数ＮＥを、アイドル条件外（図中Ａｒ１）からアイドル条件内（図中Ａｒ２）へと、オーバーシュートを生じることなく滑らかにアイドル目標回転数ＮＯＢＪに漸近させることが要求される。
【０２００】
また、エンジン１００がアイドリング状態にあるときに、エアコンやパワーステアリングポンプ等の電気負荷がＯＮ／ＯＦＦされて、例えば、図１４（ａ）のｔ２０に示したように、エンジン回転数ＮＥが低下したときには、エンジン回転数ＮＥを速やかにアイドル目標回転数ＮＯＢＪに復帰させることが要求される。
【０２０１】
すなわち、エンジン回転数ＮＥの制御においても、▲１▼目標回転数の変化に対するエンジン回転数ＮＥの滑らかな追従性、及び▲２▼外乱によりエンジン回転数ＮＥが変化したときの目標回転数とエンジン回転数ＮＥの偏差の速やかな収束性、という２つの応答性の指定を独立して個別に設定できることが要求される。
【０２０２】
また、エンジン１００が無駄時間特性を有しているときには、さらに、▲３▼無駄時間の影響を抑制して、エンジン１００の回転数制御における安定性と速応性を良好に保つこと、が要求される。
【０２０３】
そこで、図１４（ｂ）に示したように、エンジン１００の回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄと一致するように、エンジン１００に対する空気吸入量を調節するスロットル（図示しない）の開度ＴＨを制御するコントローラ１０１に、本発明の構成を備えたものを用いることで、上記▲１▼〜▲３▼の要求を満たす制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラントの制御装置であるコントローラが搭載された車両の構成図。
【図２】図１に示した伝達機構のモデル化の説明図。
【図３】図１に示したコントローラの第１の構成例の制御ブロック図。
【図４】コントローラの作動を説明した時系列グラフ。
【図５】図１に示したコントローラの第２の構成例の制御ブロック図。
【図６】基準パラメータを求めるために用意されたマップの説明図。
【図７】図１に示したコントローラの第３の構成例の制御ブロック図。
【図８】図１に示したコントローラの第４の構成例の制御ブロック図。
【図９】コントローラの作動フローチャート。
【図１０】コントローラの作動フローチャート。
【図１１】コントローラの作動フローチャート。
【図１２】コントローラの作動フローチャート。
【図１３】コントローラの作動フローチャート。
【図１４】本発明をエンジンの回転数制御に適用したときの説明図。
【符号の説明】
１…コントローラ、２…車両、３…エンジン、４…クラッチ機構、５…ドライブシャフト、６…駆動輪、１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）…応答指定制御部、１１…目標値フィルタ、１２…等価制御入力算出部、１４…切換関数値算出部、１５…到達則入力算出部、１６…適応則入力算出部
【図１】
2005011036.tif 000048
【図２】
2005011036.tif 000049
【図３】
2005011036.tif 000050
【図４】
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【図５】
2005011036.tif 000052
【図６】
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【図７】
2005011036.tif 000054
【図８】
2005011036.tif 000055
【図９】
2005011036.tif 000056
【図１０】
2005011036.tif 000057
【図１１】
2005011036.tif 000058
【図１２】
2005011036.tif 000059
【図１３】
2005011036.tif 000060
【図１４】
2005011036.tif 000061