(57)【要約】【課題】離散系の制御則に則ってスロットル開度を目標開度に制御するスロットル制御装置において、エンジン回転数に応じて制御周期及び制御ゲインを切り換えることなく、スロットル開度を精度よく制御できるようにする。【解決手段】微分項演算部２２、減算部２４、積分項演算部２６、加算部２８及び比例ゲイン乗算部３０からなるスロットル開度の制御系に、補正値演算部３２及び加算部３８を設ける。補正値演算部３２は、前回の出力値と前々回の出力値とに補正ゲインＫＵ１、ＫＵ２を乗じることで補正値を求め、加算部３８は、その補正値を、比例ゲイン乗算部３０から出力される制御量に加算することで制御量を補正し、出力値を決定する。また、補正ゲインＫＵ１、ＫＵ２は、制御システム全体の伝達関数に基づき、制御理論の極配置法により、制御ゲインｃ１、ｄ０、ｄ１、ｂ０、Ｋｐと共に設定する。【選択図】図２
2013122216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記スロットルバルブを開閉するアクチュエータと、
所定の制御周期毎に、前記スロットル開度検出手段にて検出された前記スロットルバルブの実開度をサンプリングし、該サンプリングした実開度と、前記スロットルバルブの目標開度と、予め設定された制御ゲインとに基づき、前記スロットルバルブの実開度を前記目標開度に制御するのに必要な制御量を算出する演算手段と、
前記演算手段にて算出された制御量に基づき前記アクチュエータを駆動する駆動手段と、
を備えたスロットル制御装置において、
前記演算手段にて算出されて前記駆動手段が前記アクチュエータの駆動に用いた制御量を記憶する記憶手段、を備え、
前記演算手段は、前記記憶手段に記憶された過去の制御量と予め設定された補正ゲインとに基づき、前記実開度と前記目標開度と前記制御ゲインとに基づき算出される制御量により生じる制御誤差を補正するための補正値を算出し、該算出した補正値を用いて、前記実開度と前記目標開度と前記制御ゲインとに基づき算出された制御量を補正することにより、前記駆動手段に出力する制御量を決定することを特徴とするスロットル制御装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記記憶手段に記憶された過去複数回分の制御量と、該複数の制御量に対しそれぞれ設定された補正ゲインとに基づき、複数の補正値を求め、該複数の補正値を用いて、前記実開度と前記目標開度と前記制御ゲインとに基づき算出した制御量を補正することにより、前記駆動手段に出力する制御量を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のスロットル制御装置。
【請求項３】
前記制御ゲイン及び前記補正ゲインは、前記制御周期毎に前記制御量を演算する離散系の制御量演算部に、前記過去の制御量に基づき前記補正値を演算する離散系の補正値演算部を加えた制御系全体で、極配置法により設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスロットル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気経路に設けられるスロットルバルブの開度を制御するスロットル制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スロットル制御装置は、スロットルバルブの開度（以下、スロットル開度ともいう）を検出するスロットル開度センサを備え、スロットル開度センサにて検出されたスロットル開度（実開度）を、運転者のアクセル操作量等に基づき設定される目標開度に制御するための制御量を求め、この制御量に従いアクチュエータ（ＤＣモータ等）を駆動することで、スロットルバルブを開閉させる。
【０００３】
また、この制御には、通常、スロットル開度（実開度）と、目標開度と、予め設定された制御ゲイン（比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン等）に基づき、アクチュエータの制御量を算出する、ＰＩＤ制御が利用されている。
【０００４】
ここで、こうしたＰＩＤ制御による制御系は、例えば、図６に示すように、スロットル開度（実開度）の変動分を微分項Ｄにて求めて、目標開度から減算し、その減算結果を積分項Ｉにて積分して、その積分値と減算結果とを加算し、その加算結果に比例ゲインＫｐを乗じることで、アクチュエータ（スロットル駆動モータ）の制御量を導出するように設計できる。
【０００５】
また、図６に示す制御系において、微分項Ｄの伝達関数及び積分項Ｉを含む比例・積分系の伝達関数は、それぞれ、次式（１）、（２）のように記述できる。
【０００６】
【数１】
2013122216.tif 000003
【０００７】
但し、上記（１）、（２）式において、Ｋｐ：比例ゲイン、Ｔｄ：微分定数、Ｗｄ：微分ゲイン、Ｔｉ：積分定数、ｓ：ラプラス演算子、である。
ところで、スロットル制御装置は、通常、マイクロコンピュータを中心に構成されるエンジンＥＣＵ（ＥＣＵ：電子制御ユニット）の一機能として、マイクロコンピュータが実行するデジタル演算処理により実現される。
【０００８】
このため、スロットル制御装置において、スロットルバルブの制御量は、所定の制御周期毎に演算されることになり、その演算を行う制御則（制御モデル）は、図６に示した連続系から、離散系に変換する必要がある。
【０００９】
そして、制御モデルを連続系から離散系にするには、上記（１）、（２）式で記述される伝達関数を、双一次変換式を用いてＺ変換すればよく、そのＺ変換結果は、次式（３）、（４）のようになる（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【数２】
2013122216.tif 000004
【００１１】
但し、上記（３）、（４）式において、ｂ０、ｃ１、ｄ０、ｄ１の各パラメータ（以下、制御ゲインという）は、それぞれ、下記の通りである。なお、Ｔｓ：制御周期（秒）。
ｂ０＝ Ｔｓ／（２Ｔｉ）
ｃ１＝（２Ｔｄ−ＷｄＴｓ）／（ＷｄＴｓ＋２Ｔｄ）
ｄ０＝ Ｗｄ（Ｔｓ＋２Ｔｄ）／（ＷｄＴｓ＋２Ｔｄ）
ｄ１＝ Ｗｄ（Ｔｓ−２Ｔｄ）／（ＷｄＴｓ＋２Ｔｄ）＝１−ｃ１−ｄ０
また、上記（３）、（４）式に基づき、図６に示す連続系の制御モデルを、離散系に書き直すと、図７に示すようになる。
【００１２】
一方、エンジンＥＣＵでは、スロットル制御とは別に、燃料噴射制御や点火時期制御等のエンジン制御が実行される。そして、エンジン制御では、制御量（燃料噴射量や点火時期等）の演算を、エンジンの回転に同期して行う必要があるので、エンジンの高回転時には、エンジンＥＣＵが高負荷演算状態となる。
【００１３】
このため、特許文献１では、離散系の制御モデルに従いスロットルバルブの制御量を演算する制御周期を、エンジン回転数に応じて切り換えるようにしている。
つまり、エンジンＥＣＵが高負荷演算状態となるエンジンの高回転時には、エンジン制御に影響を与えることなくスロットル制御を実行できるように、スロットルバルブの制御周期を長くし、エンジンＥＣＵが低負荷演算状態となるエンジンの低回転時には、スロットルバルブの制御周期を短くする。
【００１４】
また、特許文献１では、エンジン回転数に応じてスロットルバルブの制御周期を変化させるに当たって、制御周期の変更に伴い制御精度が低下することのないよう、上述した制御ゲインｂ０、ｃ１、ｄ０、ｄ１及びＫｐを、制御周期に応じて変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平９−７９０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記特許文献１に記載のように、エンジン回転数に応じてスロットルバルブの制御周期と制御ゲインｂ０、ｃ１、ｄ０、ｄ１、Ｋｐとを切り換えるように構成した場合、エンジン高回転時のエンジンＥＣＵの演算処理負荷を軽減することができ、しかも、制御周期を長くすることによって生じる制御誤差を低減することができる。
【００１７】
しかしながら、スロットル制御装置において、制御周期と制御ゲインとをエンジン回転数に応じて切り換えるようにするには、制御ゲインとなる多数のパラメータを、制御周期毎に用意し、記憶媒体に記憶しておく必要がある。
【００１８】
このため、上記特許文献１に記載のスロットル制御装置では、制御系が複雑になり、その設計に時間がかかるとか、各種制御ゲインを記憶する記憶媒体の容量が増加し、コストアップを招く、という問題があった。
【００１９】
また、離散系の制御では、制御量が１制御周期の間更新されず、その間、制御量は一定になることから、連続系の制御に比べて、制御誤差が生じ易く、制御精度が低下する。
このため、エンジンの低回転時に制御周期を短くしたとしても、連続系の制御と比較すると、スロットル開度の制御誤差が大きくなり、エンジン低回転時でも制御精度を充分確保することができない、という問題もある。
【００２０】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、離散系の制御則に則ってスロットル開度を目標開度に制御するスロットル制御装置において、エンジン回転数に応じて制御周期及び制御ゲインを切り換えることなく、スロットル開度を精度よく制御できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載のスロットル制御装置においては、演算手段が、所定の制御周期毎に、スロットル開度検出手段にて検出されたスロットルバルブの実開度をサンプリングし、そのサンプリングした実開度と、スロットルバルブの目標開度と、予め設定された制御ゲインとに基づき、スロットルバルブの実開度を目標開度に制御するのに必要な制御量を算出する。
【００２２】
すると、駆動手段が、演算手段にて算出された制御量に基づき、アクチュエータを駆動することで、スロットルバルブを開閉させる。この結果、スロットルバルブの実開度は目標開度に制御されることになる。
【００２３】
また、本発明のスロットル制御装置には、演算手段にて算出されて駆動手段がアクチュエータの駆動に用いた制御量を記憶する記憶手段が備えられている。
そして、制御手段は、記憶手段に記憶された過去の制御量と予め設定された補正ゲインとに基づき、制御誤差を補正するための補正値を算出し、その算出した補正値を用いて、実開度と目標開度と制御ゲインとに基づき算出された制御量を補正することにより、駆動手段に出力する制御量を決定する。
【００２４】
この結果、本発明のスロットル制御装置によれば、演算手段による制御量の演算負荷を軽減するために、制御周期（換言すれば、制御系の離散時間）を長くしたとしても、その離散時間によって生じるスロットル開度の制御誤差を、過去の制御量（詳しくは、演算手段から駆動手段への制御量の出力値）を用いて小さくすることができる。
【００２５】
なお、制御量の演算に過去の出力値を用いることで制御誤差を低減できるのは、制御周期で決定される演算間隔の間に生じる制御対象の変化を、過去の出力値から予測し、最新の制御量を最適値に向けて補正できるからである。
【００２６】
よって、本発明のスロットル制御装置によれば、スロットル開度の制御誤差を低減するために、上述した特許文献１に記載のように、エンジン回転数に応じて制御周期や制御ゲインを切り換える必要がない。
【００２７】
つまり、本発明によれば、演算手段による演算負荷を増加させることのない一定の制御周期で、制御ゲイン及び補正ゲインからなる一つの制御則に則って、スロットル開度を精度よく制御することができる。
【００２８】
また、本発明のスロットル制御装置によれば、特許文献１に記載のもののように、制御周期毎に制御ゲインとなる多数のパラメータを用意する必要がなく、またその切り換えのための制御を行う必要がないので、制御系の設計がし易く、しかも、装置構成を簡単にして、コストを低減することもできる。
【００２９】
ここで、演算手段が補正値の算出に用いる制御量としては、駆動手段がアクチュエータの駆動に用いた最新の制御量だけであってもよいが、その最新の制御量一つだけでは、制御誤差を充分低減できないことも考えられる。
【００３０】
このため、請求項２に記載のように、演算手段は、記憶手段に記憶された過去複数回分の制御量と、これら各制御量に対しそれぞれ設定された補正ゲインとに基づき、複数の補正値を求め、その複数の補正値を用いて制御量を補正するようにするとよい。
【００３１】
なお、この場合、演算手段が補正値の算出に用いる制御量の数については、その数を増やすと補正値の演算に要する時間が長くなるので、少ない数で効率よく制御誤差を低減できるように、実験、シミュレーション等で、適宜設定すればよい。
【００３２】
一方、演算手段が補正値を算出するのに用いる補正ゲインは、例えば、既に制御周期と制御ゲインが設定されている制御系を利用してスロットル開度を制御した場合に生じる制御誤差を実験、シミュレーション等で求め、その制御誤差を低減できるように設定するようにしてもよい。しかし、このような設定方法では制御誤差を充分低減できないことが考えられる。
【００３３】
このため、補正ゲインは、請求項３に記載のように、制御周期毎に制御量を演算する離散系の制御量演算部に、過去の制御量に基づき補正値を演算する離散系の補正値演算部を加えた制御系全体で、制御ゲインと共に設定するようにするとよい。
【００３４】
つまり、このようにすれば、制御ゲイン及び補正ゲインは、制御理論の極配置法を利用して、最適値を設定できることから、本発明のスロットル制御装置によれば、スロットル開度を、より高精度で速やかに目標開度に制御することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態のスロットル制御装置全体の構成を表す概略構成図である。
【図２】スロットル制御装置の制御系の構成を表すブロック図である。
【図３】図３に示した制御系の各種制御ゲインを設定するのに用いられる制御モデル全体の構成を表すブロック図である。
【図４】コントローラが制御量を算出する際の手順を表すフローチャートである。
【図５】実施形態のコントローラからの出力及びスロットル開度の変化を、従来装置と比較して表すタイムチャートである。
【図６】従来のスロットル制御を連続系で記述した制御モデルを表すブロック図である。
【図７】図６に示した制御モデルを離散系に変更した制御モデルを表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本実施形態の車両用エンジンのスロットル制御装置の全体構成を表わす概略図である。
【００３７】
図１に示す如く、エンジン２の吸気通路４には、吸気通路４を通ってエンジン２のシリンダ内に吸入される空気量を制御するスロットルバルブ６が設けられている。
そして、このスロットルバルブ６の回転軸には、減速ギヤ等（図示せず）を介して、ＤＣモータからなる駆動モータ８の回転軸が連結されており、スロットルバルブ６は、この駆動モータ８の回転により開閉される。つまり、本実施形態では、スロットルバルブ６のアクチュエータとして、ＤＣモータからなる駆動モータ８が使用される。
【００３８】
また、スロットルバルブ６には、スロットル開度（実開度）を検出するスロットル開度センサ１０が設けられており、このスロットル開度センサ１０からの検出信号は、運転者によるアクセル操作量を検出するアクセルセンサ１２からの検出信号と共に、コントローラ２０に入力される。
【００３９】
なお、アクセルセンサ１２は、運転者により踏込操作されるアクセルペダルに設けられており、その踏込量を、運転者によるアクセル操作量として検出する。
また、コントローラ２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータを中心に構成された構成されたエンジン制御用のＥＣＵ（電子制御装置）であり、スロットル開度センサ１０やアクセルセンサ１２からの検出信号は、エンジン制御用の他のセンサ（図示せず）からの検出信号と共に、Ａ／Ｄ変換回路１４を介して、コントローラ２０内に取り込まれる。
【００４０】
そして、コントローラ２０は、予めＲＯＭ内に記憶されているスロットル開度制御用の制御プログラムに従い、後述のスロットル制御処理を一定時間（つまり、一定の制御周期）毎に実行し、スロットル開度センサ１０にて検出されるスロットル開度（実開度）が、アクセルセンサ１２にて検出されたアクセル操作量や車両運転状態に基づき設定される目標開度となるよう、モータ駆動回路１８を介して駆動モータ８を制御する。
【００４１】
なお、コントローラ２０は、エンジン制御用のＥＣＵであるため、エンジンの運転状態（回転数や吸気圧力等）に基づき燃料噴射量や点火時期等を制御するエンジン制御も実行するが、こうしたエンジン制御は周知技術であり、本発明とは特に関係がないので、説明は省略する。
【００４２】
次に、コントローラ２０において実行されるスロットル制御処理は、図２に示す制御測に則って制御量を演算するよう設定されている。
すなわち、本実施形態のスロットルバルブ６の制御則は、図７に示した従来の離散系の制御則と同様、上記（３）式に従い、スロットル開度センサ１０にて検出されたスロットル開度（実開度：ｙ）から微分項を求める微分項演算部２２と、この微分項演算部２２による演算結果を、スロットルバルブ６の目標開度（ｒ）から減じる減算部２４と、この減算部２４による演算結果から上記（４）式に従い積分項を求める積分項演算部２６と、積分項演算部２６による演算結果と減算部２４による演算結果とを加算する加算部２８と、この加算部２８による演算結果に比例ゲインＫｐを乗じる比例ゲイン乗算部３０と、を備える。
【００４３】
そして、本実施形態では、比例ゲイン乗算部３０による演算結果である制御量を、そのまま駆動モータ８の制御量としてモータ駆動回路１８に出力するのではなく、その制御量を補正し、モータ駆動回路１８への出力値ｕとするようにされている。
【００４４】
つまり、本実施形態のスロットルバルブ６の制御則には、モータ駆動回路１８への出力値ｕの前回値と前々回値とから補正値を演算する補正値演算部３２と、この補正値演算部３２にて算出された補正値と比例ゲイン乗算部３０による演算結果（つまり制御量）とを加算し、制御量を補正する加算部３８とが備えられている。
【００４５】
なお、補正値演算部３２は、出力値ｕの前回値に補正ゲインＫＵ１を乗じることで第１の補正値を算出する乗算部３４と、出力値ｕの前々回値に補正ゲインＫＵ２を乗じることで第２の補正値を算出する乗算部３６とを備え、加算部３８は、これら各乗算部３４、３６にて算出された２つの補正値を、比例ゲイン乗算部３０から出力される制御量に加算することで、出力値ｕとなる最終的な制御量を導出する。
【００４６】
この補正値演算部３２は、微分項演算部２２、減算部２４、積分項演算部２６、加算部２８及び比例ゲイン乗算部３０にて構成される離散系の制御則で生じる制御誤差を補正するためのものである。
【００４７】
このため、上記各乗算部３４、３６の補正ゲインＫＵ１、ＫＵ２としては、微分項演算部２２、積分項演算部２６、比例ゲイン乗算部３０の制御ゲインｃ１、ｄ０、ｄ１、ｂ０、Ｋｐを図７に示した従来のものと同様に設定した状態で、制御誤差を低減するように新たに設定することはできる。
【００４８】
しかし、本実施形態では、図２に示した離散系の制御系全体で、制御周期に伴う演算間隔により生じる制御誤差を防止することのできる、最適な出力値ｕが得られるように、補正ゲインＫＵ１、ＫＵ２と、制御ゲインｃ１、ｄ０、ｄ１、ｂ０、Ｋｐとを、制御理論の極配置法により制御系全体で新たに設定することで、制御測を構築している。
【００４９】
なお、図２及び後述の図３では、図７に示した従来の制御測と異なることを明確にするために、上記各制御ゲインｃ１、ｄ０、ｄ１、ｂ０、Ｋｐに、添え字ｎｅｗを付与している。
【００５０】
次に、図２に示した本実施形態の制御系で用いられる制御ゲインｃ１、ｄ０、ｄ１、ｂ０、Ｋｐ、及び、補正ゲインＫＵ１、ＫＵ２の設定手順について説明する。
まず、これら各パラメータを設定するに当たっては、図３に示すように、図２に示したコントローラ２０内の制御系に、制御対象であるモータ駆動回路１８、駆動モータ８、スロットルバルブ６からなるスロットル駆動モータ系を加えた、制御システム全体のモデルを構築する。
【００５１】
この制御システム全体のモデルにおいて、制御入力である目標開度ｒから制御出力であるスロットル開度ｙｄまでの伝達関数は、（Ｂ3ｚ3 ＋Ｂ2ｚ2 ＋Ｂ1ｚ＋Ｂ0）／（ｚ6 ＋Ａ5ｚ5 ＋Ａ4ｚ4 ＋Ａ3ｚ3 ＋Ａ2ｚ2 ＋Ａ1ｚ＋Ａ0）となる。
【００５２】
従って、特性多項式は、「ｚ6 ＋Ａ5ｚ5 ＋Ａ4ｚ4 ＋Ａ3ｚ3 ＋Ａ2ｚ2 ＋Ａ1ｚ＋Ａ0」となる。
ここで、Ｂ3〜Ｂ0、Ａ5〜Ａ0は、下記の通りである。
【００５３】
また、下記において添え字ｎｅｗは省略している。
Ｂ3 ＝Ｋｐ*(ｂ０＋１)*ｂ１
Ｂ2 ＝Ｋｐ*(((ｂ０−１)−(ｂ０＋１)*ｃ１)*ｂ１＋(１＋ｂ０)*ｂ２)
Ｂ1 ＝Ｋｐ*((−ｂ０＋１)*ｃ１*ｂ１＋((−ｂ０−１)*ｃ１＋(ｂ０−１))*ｂ２)
Ｂ0 ＝Ｋｐ*ｃ１*(−ｂ０＋１)*ｂ２
Ａ5 ＝ａ１−ｃ１−ＫＵ１−１
Ａ4 ＝(−ｃ１−ＫＵ１−１)*ａ１＋ａ２＋(１＋ｃ１)*ＫＵ１−ＫＵ２＋ｃ１
Ａ3 ＝Ｋｐ*ｄ０*(ｂ０＋１)*ｂ１＋(ＫＵ１−ＫＵ２
＋(１＋ＫＵ１)*ｃ１)*ａ１＋(−ｃ１−ＫＵ１−１)*ａ２
−(ＫＵ１−ＫＵ２)*ｃ１＋ＫＵ２
Ａ2 ＝Ｋｐ*(((−ｂ０−１)*ｃ１＋(ｂ０−２*ｄ０＋１))*ｂ１
＋ｄ０*(ｂ０＋１)*ｂ２)＋((−ＫＵ１＋ＫＵ２)*ｃ１＋ＫＵ２)*ａ１
＋(ＫＵ１−ＫＵ２＋(ＫＵ１＋１)*ｃ１)*ａ２−ｃ１*ＫＵ２
Ａ1 ＝Ｋｐ*((−ｂ０＋１)*ｃ１＋(１−ｄ０)*(ｂ０−１))*ｂ１
＋Ｋｐ*((−ｂ０−１)*ｃ１＋(ｂ０＋１−２*ｄ０))*ｂ２
−ＫＵ２*ｃ１＊ａ１＋((−ＫＵ１＋ＫＵ２)*ｃ１＋ＫＵ２)*ａ２
Ａ0 ＝Ｋｐ*((−ｂ０＋１)*ｃ１＋(１−ｄ０)*(ｂ０−１))*ｂ２
−ＫＵ２*ｃ１*ａ２
次に、図３に示すモデルから導出される特性方程式は、上記特性多項式から次式（５）のように記述できる。
【００５４】
ｚ6 ＋ｒ5ｚ5 ＋ｒ4ｚ4 ＋ｒ3ｚ3 ＋ｒ2ｚ2 ＋ｒ1ｚ＋ｒ0 ＝０  …（５）
この特性方程式において、ｒ5 〜ｒ0は、
ｒ5 ＝ａ１−ｃ１−ＫＵ１−１
ｒ4 ＝(−ｃ１−ＫＵ１−１)*ａ１＋ａ２＋(１＋ｃ１)*ＫＵ１−ＫＵ２＋ｃ１
ｒ3 ＝Ｋｐ*ｄ０*(ｂ０＋１)*ｂ１＋(ＫＵ１−ＫＵ２
＋(１＋ＫＵ１)*ｃ１)*ａ１＋(−ｃ１−ＫＵ１−１)*ａ２
＋(−ＫＵ１＋ＫＵ２)*ｃ１＋ＫＵ２
ｒ2 ＝Ｋｐ*(((−ｂ０−１)*ｃ１＋(ｂ０−２*ｄ０＋１))*ｂ１
＋ｄ０*(ｂ０＋１)*ｂ２)＋((−ＫＵ１＋ＫＵ２)*ｃ１＋ＫＵ２)*ａ１
＋(ＫＵ１−ＫＵ２＋(ＫＵ１＋１)*ｃ１)*ａ２−ｃ１*ＫＵ２
ｒ1 ＝Ｋｐ*((−ｂ０＋１)*ｃ１＋(１−ｄ０)*(ｂ０−１))*ｂ１
＋Ｋｐ*((−ｂ０−１)*ｃ１＋(ｂ０＋１−２*ｄ０))*ｂ２
＋ＫＵ２*（−ｃ１）＊ａ１＋((−ＫＵ１＋ＫＵ２)*ｃ１＋ＫＵ２)*ａ２
ｒ0 ＝Ｋｐ*((−ｂ０＋１)*ｃ１＋(１−ｄ０)*(ｂ０−１))*ｂ２
−ＫＵ２*ｃ１*ａ２
であるから、ｒ0 〜ｒ5 が適切な値をとるように未知数ｃ１、ｄ０、ｂ０、Ｋｐ、ＫＵ１、ＫＵ２を設定することで、スロットル開度の制御精度（換言すれば目標開度に対する追従性）を向上させる極配置制御が可能となる。
【００５５】
具体的には、例えば、図３に示す制御対象モデルのパラメータａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２が、ａ１＝−１．８９４８３９３１６８１４３７、ａ２＝０．８９４８３９３１６８１４３７、ｂ１＝０．００１２８５、ｂ２＝０．００１２３９であり、目標極が［０．９  ０．７  ０．７  ０  ０  ０］であり、特性方程式が「ｚ6 −２．３０００ｚ5 ＋１．７５００ｚ4 −０．４４１０ｚ3 ＝０」である場合、未知数−ｃ１，ｄ０，ｂ０，Ｋｐ，ＫＵ１，ＫＵ２を算出すると、
ｄ０  ＝  １６．６７５８０１７６６９８７８６
Ｋｐ  ＝  １８．１４４９２２２５０７０２７０
ｃ１  ＝  −０．５４３８４２６０９９５０６０
ｂ０  ＝  ０．０６３６４５１０８０７８４２
ＫＵ１＝  −０．０５０９９６７０６８６３７７
ＫＵ２＝  −０．６５４５５１４２５７１２８２
となる。
【００５６】
そして、ｄ１は、「ｄ１＝１−ｃ１−ｄ０」であるから、上記手順で、図２の制御系を構成する制御パラメータ（制御ゲイン及び補正ゲイン）を設定できることになる。
次に、上記のように構築される制御系の制御則に則ってスロットルバルブ６の制御量を算出するために、コントローラ２０にて実行されるスロットル制御処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００５７】
このスロットル制御処理は、コントローラ２０において、前記制御則の設計時に設定した一定の制御周期（Ｔｓ）毎に実行される処理である。
そして、スロットル制御処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、スロットル開度センサ１０にて検出されたスロットル開度（実開度）と、制御ゲインｃ１、ｄ０、ｄ１とを用いて微分項を演算し、その演算結果をスロットルバルブ６の目標開度から減じる、微分項演算部２２及び減算部２４としての処理を実行する。
【００５８】
次に、Ｓ１２０では、Ｓ１１０による演算結果と制御ゲインｂ０とを用いて積分項を演算し、その演算結果とＳ１１０による演算結果とを加算する、積分項演算部２６及び加算部２８としての処理を実行する。
【００５９】
そして、続くＳ１３０では、Ｓ１２０による演算結果に、制御ゲインの一つである比例ゲインＫｐを乗じることで、スロットルバルブ６の制御量を算出する、比例ゲイン乗算部３０としての処理を実行する。
【００６０】
次に、Ｓ１４０では、スロットル制御処理を前回実行した際にモータ駆動回路１８への出力値として算出した制御量と、スロットル制御処理を前々回実行した際にモータ駆動回路１８への出力値として算出した制御量とをメモリ（ＲＡＭ等）から読み込む。
【００６１】
そして、続くＳ１５０では、その読み込んだ前回及び前々回の出力値（制御量）と、補正ゲインＫＵ１及びＫＵ２とを、それぞれ乗ずることで、２種類の補正値を算出する、補正値演算部３２としての処理を実行する。
【００６２】
また、続くＳ１６０では、Ｓ１５０にて算出された２種類の補正値を、Ｓ１３０にて算出された制御量に加算することで、モータ駆動回路１８を介して駆動モータ８を駆動するための制御量である出力値を算出する、加算部３８としての処理を実行する。
【００６３】
そして、続くＳ１７０では、次回のスロットル制御処理のために、Ｓ１６０にて算出された出力値をＲＡＭ等のメモリに記憶し、当該スロットル制御処理を一旦終了する。
なお、Ｓ１６０にて算出された出力値（制御量）は、モータ駆動回路１８に出力され、駆動モータ８（延いてはスロットルバルブ６）を駆動するのに用いられる。
【００６４】
また、Ｓ１７０にて、出力値をＲＡＭ等のメモリに記憶する際には、当該スロットル制御処理を前々回実施したときに記憶した出力値を削除することで、メモリに、モータ駆動回路１８に出力された過去２回分の出力値（制御量）が保存されるようにする。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態のスロットル制御装置においては、エンジンＥＣＵにて構成されるコントローラ２０内でスロットル開度を制御するための制御量を演算するに当たって、微分項演算部２２、減算部２４、積分項演算部２６、加算部２８及び比例ゲイン乗算部３０からなる従来と同様の制御則に、補正値演算部３２及び加算部３８を設けることで、従来の離散系の制御装置で演算時間間隔によって生じる制御誤差を補正するようにされている。
【００６６】
このため、本実施形態のスロットル制御装置によれば、コントローラ２０による演算負荷を軽減するために、制御周期を長くしても、スロットル開度の制御誤差を抑えることができる。
【００６７】
従って、コントローラ２０の演算負荷を抑えて、スロットル開度の制御精度を確保するために、従来のように、エンジン回転数に応じて制御周期や制御ゲインを切り換える必要がない。
【００６８】
また、エンジン回転数に応じて制御周期や制御ゲインを切り換える必要がないので、制御系の設計がし易く、しかも、装置構成を簡単にして、コストを低減することもできる。
また、本実施形態のスロットル制御装置によれば、補正値演算部３２を、微分項演算部２２、減算部２４、積分項演算部２６、加算部２８及び比例ゲイン乗算部３０からなる制御量演算部とは別に設計するのではなく、この制御量演算部と補正値演算部３２と制御対象とで構成される制御システム全体で制御パラメータ（制御ゲイン及び補正ゲイン）を設定している。
【００６９】
このため、本実施形態のスロットル制御の制御則を決定する制御ゲイン及び補正ゲインには、制御理論の極配置法を利用して、最適値を設定できることになり、本実施形態によれば、スロットル開度を、より高精度で速やかに目標開度に制御することができるようになる。
【００７０】
例えば、図５は、上記実施形態のスロットル制御装置によるスロットル制御の応答性を確認するため、スロットルバルブ６の目標開度を、０度から１度に変化させたときのコントローラ２０からの出力（駆動モータ８の駆動デューティ）の変化と、スロットル開度（実開度）の変化とをシミュレーションし、そのシミュレーション結果を、図７に示した従来装置によるシミュレーション結果と共に記載したタイムチャートである。
【００７１】
そして、このシミュレーション結果から、本実施形態によれば、従来装置に比べて、目標開度が変化した際、スロットル開度（実開度）を、その目標開度へ、より速やかに且つ安定して収束させることができ、制御の応答性・追従性を改善できることがわかる。
【００７２】
なお、本実施形態においては、スロットル開度センサが、本発明のスロットル開度検出手段に相当し、駆動モータ８が、本発明のアクチュエータに相当し、モータ駆動回路１８が、本発明の駆動手段に相当し、コントローラ２０が、本発明の演算手段及び記憶手段に相当する。
【００７３】
また、コントローラ２０において実行されるスロットル制御処理において、Ｓ１１０〜Ｓ１３０の処理は、本発明（請求項３）の制御量演算部として機能し、Ｓ１４０、Ｓ１５０の処理は、本発明（請求項３）の補正値演算部として機能し、Ｓ１７０の処理は、コントローラ２０に設けられたメモリ（ＲＡＭ等）と共に、本発明の記憶手段として機能する。
【００７４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、制御量の演算部を図７に示した従来の離散系の制御則と同様に構成するものとして説明したが、例えば、制御量の演算部は、スロットル開度（実開度）と目標値との偏差を求め、その偏差と、偏差の積分値と、偏差の微分値とにそれぞれ制御ゲイン（比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン）を乗じ、これらを加算することで制御量を演算するように構成したものであっても、或いは、これを更に変形したものであってもよい。
【００７５】
つまり、制御量の演算部は、フィードバック制御に用いられる制御系であればよく、本発明は、こうした制御系の出力値から補正値を演算して制御量に加算する補正値演算部３２及び加算部３８としての機能を付加することで実現できる。
【００７６】
また、上記実施形態では、補正値演算部３２で補正値を算出するのに使用する過去の制御量（出力値）を、前回と前々回の２つにしたが、この個数については、コントローラ２０における演算処理に影響を与えることのない範囲内にて、更に増加させてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
２…エンジン、４…吸気通路、６…スロットルバルブ、８…駆動モータ、１０…スロットル開度センサ、１２…アクセルセンサ、１４…Ａ／Ｄ変換回路、１８…モータ駆動回路、２０…コントローラ、２２…微分項演算部、２４…減算部、２６…積分項演算部、２８…加算部、３０…比例ゲイン乗算部、３２…補正値演算部、３４，３６…乗算部、３８…加算部。
【図１】
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【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】
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