CN1573172B - 设备的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种设备的控制装置，控制器(10)具有：干扰预测器(11)，基于对应于离合器行程(Pcl)预测的释放弹簧(4)的抵抗力和补偿弹簧(7)的辅助力，计算出干扰预测值(Dest)；适应干扰观测器(12)，从干扰预测值(Dest)、马达外加电压(Vin)及离合器行程(Pcl)，计算出干扰推定值(cl)；以及滑动模态控制器(13)，基于离合器行程(Pcl)、干扰预测值(Dest)、及干扰推定值(cl)，通过利用滑动模态控制而决定马达外加电压(Vin)，从而通过使离合器行程(Pcl)跟踪离合器行程目标值的控制，来决定马达外加电压(Vin)。因此，该设备的控制装置，针对急剧变化的干扰而提高补偿能力。

Description

设备的控制装置

技术领域

本发明涉及一种对于以使用响应指定式控制为控制对象的设备(plant)的输出进行控制的装置。 

背景技术

作为对以使用响应指定式控制为控制对象的设备的输出进行控制的装置，例如，公开有使用滑动模态控制而对设置在发动机的进气通路上的节流阀的开闭度进行调节的节流阀控制装置(例如，参照日本特开2002-318605号公报)。 

根据该节流阀控制装置，通过利用同定误差(偏离于模型参数的基准值的偏离量)而对节流阀的驱动机构的模式中的模型参数进行补正，可以降低模型化误差和干扰的影响，并能决定节流阀的驱动机构的操作量。 

然而，在如此地利用同定误差来补正模型参数的情况下，对于变化缓慢的干扰虽然可以得到较高的补偿能力，但是对于急剧变化的干扰却得不到充分的补偿能力。 

发明内容

本发明是为解决上述问题而完成的，目的在于提供一种针对急剧变化的干扰而提高补偿能力的设备的控制装置，并是对以下构成的设备的控制装置的改良，即该设备的控制装置具有控制机构，该控制机构使用可以对设备的输出值与目标输出值间的偏差的收敛行为进行可变的指定的响应指定式控制，来决定针对于该设备的控制输入，以使得该设备的输出值与目标输出值相一致。 

而且，本发明的特征在于，具有：输入所述设备的实际输出值，对应 于该实际输出值，对将作用到所述设备上的干扰的水准予以预测而得到的干扰预测值进行求解的干扰预测机构；干扰推定机构，其基于所述干扰预测值、所述设备的输出值以及针对于所述设备的控制输入，求得对应于所述干扰预测值的误差而变化的干扰推定值，其中，所述干扰预测值的误差是针对作用到所述设备上的实际干扰的水准的误差，所述控制机构基于规定所述偏差的收敛行为的线性函数、所述干扰预测值及所述干扰推定值，来决定针对于所述设备的控制输入。 

根据本发明，通过基于所述线性函数的值与所述干扰预测值而来决定针对于所述设备的控制输入，可以预先反映干扰所产生的影响，从而可以前馈性地决定该控制输入。由此，即使产生急剧性的干扰，也可以对该干扰进行补偿，并依据由所述线性函数所规定的收敛行为，而使所述设备的输出值跟踪所述目标输出值。 

另外，根据本发明，在对应于通过所述干扰预测机构而求得的所述干扰预测值的干扰的水准、与实际产生的干扰的水准相背离时，通过利用所述干扰推定机构而求得的所述干扰推定值，对该背离份进行补偿，并依据通过所述线性函数所规定的收敛行为，而使所述设备的实际输出值跟踪所述目标输出值。 

另外，本发明的特征在于，具有：对反映所述设备的输出值与作用到该设备上的干扰的水准之间的相关关系的相关图表的数据进行预先存储的存储机构；所述干扰预测机构将、把所述设备的实际输出值使用在所述相关图表中而得到的干扰的水准作为所述干扰预测值。 

根据本发明，所述干扰预测机构使用所述相关图表，可以容易地求得对应于所述设备的输出值的所述干扰预测值，即使是在对应于所述设备的输出值，干扰反生急剧变化的情况下，也可以良好地确保控制性。 

另外，本发明的特征在于，在规定的每一控制周期，对在此次以前的控制周期中的所述设备的输出和针对于所述设备的控制输入及干扰进行输入，基于将下一次的控制周期中的所述设备的输出值进行计算出的模式，并使用将所述线性函数设定为零时的所述模式中的控制输入的值，来决定针对于所述设备的控制输入。 

根据本发明，通过使用所述模式，可以容易地进行用于实现所述控制机构所使用的响应指定式控制的数据处理。另外，由于没有使用所述设备的输入输出的微分值，因此，可以将干扰所引起的高频杂波对控制性所产生的影响降低到最小化，由此，特别是，可以更加正确地进行由所述响应指定式控制所控制的所述设备的输出值的响应指定。 

另外，本发明的特征在于，所述设备为：对从驱动轴向被驱动轴的动力的传送和断开进行转换的离合器机构，并具有：摩擦相卡合的驱动轴侧的离合器板与被驱动轴侧的离合器板当中的至少任意一方进行驱动的驱动机构，以及对应于该驱动机构的动作而产生针对于该驱动机构的抵抗力或辅助力的弹性部件；所述目标输出为：所述驱动轴侧的离合器板与所述被驱动轴侧的离合器板之间的距离；所述控制输入为：针对所述驱动机构的操作量；所述干扰预测机构将对应于所述驱动轴侧的离合器板与所述被驱动轴侧的离合器板之间的距离而变化的所述弹性部件的输出水准、作为所述干扰预测值进行求解。 

根据本发明，虽然所述弹性部件的输出对应于所输驱动轴侧的离合器板与所述被驱动轴侧的离合器板之间的距离而发生变化，但是，通过所述干扰预测机构，可以将对应于该距离的所述弹性部件的输出作为所述干扰预测值进行求解。而且，通过所述控制机构，基于该干扰预测值而决定针对于所述驱动机构的操作量。由此，可以对所述弹性部件的急剧的输出变化进行补偿，从而可以使所述驱动轴侧的离合器板与所述被驱动轴侧的离合器板之间的距离良好地跟踪目标输出值。 

另外，所述设备为发动机；所述目标输出为该发动机的转数；所述控制输入为针对于对供给该发动机的燃烧供给量进行调节的调节装置的操作量；所述干扰预测机构将对应于所述发动机的转数而变化的所述调节装置的开闭度、作为所述干扰预测值进行求解。 

根据本发明，为了对对应于所述发动机的转数而变化的摩擦等予以补偿，虽然所述调节装置的开闭度发生变化，但是，通过所述干扰预测机构，可以将对应于所述发动机的转数的所述调节装置的开闭度作为所述干扰预测值进行求解。而且，通过所述控制机构，基于所述干扰预测值而决定针对于所述调节装置的操作量。由此，可以对伴随所述发动机的目标转数变化的所述调节装置的开闭度的急剧的变化进行补偿，从而可以使所述发动机的转数良好地跟踪目标值。 

另外，所述设备为发动机的凸轮相位可变机构；所述目标输出为该凸轮相位可变机构的凸轮相角；所述控制输入为：针对于该凸轮相位可变机构进行驱动的驱动机构的操作量；所述干扰预测机构将对应于所述凸轮相角而变化的所述驱动机构的操作量、作为所述干扰预测值进行求解。 

根据本发明，为了对对应于所述凸轮相角而变化的摩擦等、以及具有由弹簧构成的凸轮的返回机构的场合时的该弹簧的反作用力予以补偿，虽然所述驱动机构的输出发生变化，但是，通过所述干扰预测机构，可以将对应于所述凸轮相角的所述驱动机构的操作量作为所述干扰预测值进行求解。而且，通过所述控制机构，基于所述干扰预测值而决定针对于所述驱动机构的操作量。由此，可以对伴随所述凸轮相角变化的所述驱动机构的操作量的急剧的变化进行补偿，从而可以使所述凸轮相角良好地跟踪目标值。 

附图说明

图1表示离合器机构的结构图以及离合器机构所具有的弹性部件的动作形态的示意图。 

图2表示图1所示的离合器机构的控制器的控制方框图。 

图3表示控制器具备有适应干扰观测器时的模拟结果的曲线图。 

图4表示图2所示的控制器的动作流程图。 

图5表示图2所示的控制器的动作流程图。 

图6表示图2所示的控制器的动作流程图。 

图7表示图2所示的控制器的动作流程图。 

图8表示图2所示的控制器的动作流程图。 

图9表示本发明适用于发动机的转数控制上的构成的示意图。 

图10表示本发明适用于发动机的凸轮相位可变机构上的构成的示意 图。 

图11表示本发明适用于发动机的凸轮相位可变机构上的构成的示意图。 

具体实施方式

参照图1至图12，说明本发明的实施方式。 

图1表示离合器机构的结构图以及离合器机构所具有的弹性部件的动作形态的示意图，图2表示图1所示的离合器机构的控制器的控制方框图，图3表示控制器具备有适应干扰观测器时的模拟结果的曲线图，图4～图8表示图2所示的控制器的动作流程图，图9表示本发明适用于发动机的转数控制上的构成的示意图，图10～图11表示本发明适用于发动机的凸轮相位可变机构上的构成的示意图。 

参照图1(a)，离合器机构1(相当于本发明的设备)设置在车辆上，是通过使离合器2的离合器板3a及离合器板3b之间进行摩擦卡合/开放，而对从由驱动源(发动机、电动机等)所驱动的驱动轴(未图示)向变速器等所具有的被驱动轴(未图示)的动力的传送和断开进行转换的装置。 

在离合器板3a上设置有释放弹簧4(相当于本发明的弹性部件)，离合器板3a与离合器板3b通过释放弹簧4的弹力而进行摩擦卡合(离合器ON状态)。另外，离合器板3a，借助于液压缸5与马达6(相当于本发明的驱动机构)连接，通过使马达6向图中箭头方向旋转，而使得离合器板3a呈现为抵抗释放弹簧4的弹力离开离合器板3b的状态(离合器OFF状态)。 

安装在马达6上的补偿弹簧7(相当于本发明的弹性部件)，在呈水平状态时(与液压汽缸的动作方向为同一方向之时)，在驱使马达6旋转的方向上不施加力，但是，当从水平方向产生倾斜时，则通过拉伸力而将力施加在驱使马达6旋转的方向上，以辅助马达6的旋转。由此，虽然驱使马达6旋转，使离合器呈ON状态，但所需要的马达6的输出则变小，从而可以实现降低马达6的消耗电力，以及由马达6的小型化所带来的离合器机构1的轻量化。 

接着，图1(b)是表示离合器板3a的行程(Pcl，参照图1(a)，以下称离合器行程)与释放弹簧4的抵抗力(Fcl)之间关系的曲线图，横轴设定为离合器行程(Pcl)，纵轴设定为释放弹簧4的抵抗力(Fcl)。图1(c)是表示离合器板3a的行程(Pcl)与补偿弹簧7的辅助力(Fast)之间关系的曲线图，横轴设定为离合器行程(Pcl)，纵轴设定为补偿弹簧7的辅助力(Fast)。 

如图1(b)及图1(c)所示，离合器行程(Pcl)与释放弹簧4的抵抗力(Fcl)及补偿弹簧7的辅助力(Fast)之间关系是非线性的。由此，对应于离合器行程(Pcl)的变化，会产生有释放弹簧4的抵抗力(Fcl)及补偿弹簧7的辅助力Fast急剧变化的情况。 

另外，由于常年累月的变化等，离合器行程(Pcl)与释放弹簧4的抵抗力(Fcl)及补偿弹簧7的辅助力(Fast)之间关系有时会发生变化。因此，控制离合器机构1的动作的控制器10具有：用于即使在产生这些变化的情况下，也使离合器行程(Pcl)稳定地跟踪目标离合器行程的构成。以下，对控制器10的构成与动作进行说明。 

参照图2，控制器10基于离合器行程(Pcl)，相当于本发明的设备的实际输出)，来决定外加到马达6上的电压(Vin，相当于本发明的控制输入)。 

而且，控制器10具有：干扰预测器11(相当于本发明的干扰预测机构)，该干扰预测器11基于离合器行程(Pcl)，对将释放弹簧4的抵抗力(Fcl)及补偿弹簧7的辅助力(Fast)作为干扰予以预测而得到的干扰预测值(Dest)进行计算；适应干扰观测器12(相当于本发明的干扰推定机构)，该适应干扰观测器12对将因为释放弹簧4及补偿弹簧7的常年累月的变化或者个别原因所引起的特性的偏差的影响等予以补偿的干扰推定值(cl)进行进行计算；以及，滑动模态控制器13，该滑动模态控制器13基于由干扰预测器11计算出的干扰预测值(Dest)、由适应干扰观测器12计算出的干扰推定值(cl)、及离合器行程(Pcl)，使用滑动模态控制(相当于本发明的响应指定式控制)，对马达外加电压(Vin)进行决定。 

控制器10对马达6的动作进行控制，以使得实际的离合器行程(Pcl) 与通过将在后边说明的‘变速器控制’所设定的离合器行程目标值(Pcl_cmd)相一致。 

另外，控制器10是通过将离合器机构1予以模型化的下式(1)的模式，进行处理，使用基于该模式的滑动模态控制，在规定的每一控制周期对施加给马达6的外加电压(Vin)进行决定及输出。 

【式1】 

Pcl(k+1)＝a1·Pcl(k)+a2·Pcl(k-1)+b1·Vin(k)+cl’(k)---------(1) 

其中，Pcl(k)：第k项的控制周期中的离合器行程，Vin(k)：第k项的控制周期中的马达外加电压，a1、a2、a3：模型参数，cl’(k)：第k项的控制周期中的干扰。 

控制器10所具有的滑动模态控制器13通过由以下步骤导出的式(6)，对马达外加电压[Vin(k)]进行决定。 

首先，如下式(2)所示，用[Ecl(k)]表示实际的离合器行程[Pcl(k)]与离合器行程目标值[Pcl_cmd(k)]间的偏差，用下式(3)表示对滑动模态的该偏差的收敛行为进行限制的转换函数(σ(k)，相当于本发明的线性函数)。 

【式2】 

Ecl(k)＝Pcl(k)-Pcl_cmd(k)--------------(2) 

其中，Ecl(k)：第k项的控制周期中的离合器行程的偏差，Pcl(k)：第k项的控制周期中的实际的离合器行程，Pcl_cmd(k)：第k项的控制周期中的离合器行程目标值。 

【式3】 

σ(k)＝Ecl(k)-POLE·Ecl(k-1)------------(3) 

其中，POLE：转换函数设定参数(-1＜POLE＜0)。 

而且，将上式(3)的转换函数置换成σ(k+1)＝σ(k)，并将上式(1)及(2)代入，可得下式(4)的等效控制输入[Ueq(k)]。另外， 在等效控制输入[Ueq(k)]的计算时，关于离合器行程目标值[Pcl_cmd(k+1)、Pcl_cmd(k)、Pcl_cmd(k-1)]的项，由于必须有将来值的[Pcl_cmd(k+1)]，故而全部消去。 

【式4】 

$\mathrm{Ueq}\left(k\right)=\frac{1}{b1}\{(1-a1-\mathrm{POLE})\·\mathrm{Pcl}\left(k\right)+(\mathrm{POLE}-a2)\·\mathrm{Pcl}(k-1)-{\mathrm{cl}}^{\′}\left(k\right)\}---\left(4\right)$

其中，Ueq(k)：第k项的控制周期中的等效控制输入。 

而且，使用由作为到达则输入[Urch(k)]的下式(5)而计算出的结果，可以得到计算出马达外加电压[Vin]的下式(6)。 

【式5】 

$\mathrm{Urch}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Krch}}{b1}\·\mathrm{\σ}\left(k\right)---\left(5\right)$

其中，Urch(k)：第k项的控制周期中的到达则输入，Krch：反馈增益。 

【式6】 

Vin＝Ueq(k)+Urch(k)--------------------(6) 

在此，虽然可以通过观测器而将上式(4)中的干扰项cl’(k)进行依次推定求得，但是，如图1(a)所示，在驱使马达6动作，控制离合器行程(Pcl)时，释放弹簧4抵抗力与补偿弹簧7的辅助力是作为干扰而作用的。 

而且，如图1(b)及图1(c)所示，释放弹簧4的抵抗力(Fcl)与补偿弹簧7的辅助力(Fast)相对于离合器行程(Pcl)的变化，发生非线性的急剧变化。由此，在通过观测器来推定干扰项cl’(k)的场合下，针对于释放弹簧4抵抗力(Fcl)与补偿弹簧7的辅助力(Fast)的急剧变化，补偿能力将不够充分。 

因此，控制器10将、以离合器行程(Pcl)与对应该离合器行程(Pcl)的释放弹簧4的抵抗力的预测值(Fclest)来反映如图1(b)所示的离合 器行程(Pcl)与释放弹簧4的抵抗力(Fcl)之间对应关系的Pcl/Fclest图表(相当于本发明的相关图表)的数据预先存储于存储器(未图示)中。 

另外，控制器10将、以离合器行程(Pcl)与对应该离合器行程(Pcl)的补偿弹簧7的辅助力的预测值(Fastest)来反映如图1(c)所示的离合器行程(Pcl)与补偿弹簧7的辅助力(Fast)之间对应关系的Pcl/Fastest图表(相当于本发明的相关图表)的数据预先存储于存储器中。 

而且，控制器10所具有的干扰预测器11，将离合器行程(Pcl)使用到Pcl/Fclest图表中、取得释放弹簧4的抵抗力的预测值(Fclest)，而且还将离合器行程(Pcl)使用到Pcl/Fastest图表中、取得补偿弹簧7的辅助力的预测值(Fastest)，从而通过下式(7)计算出干扰预测值(Dest)。 

【式7】 

Dest(k)＝Fastest(k)-Fclest(k)----------------(7) 

其中，Dest(k)：第k项的控制周期中的干扰预测值。 

通过将由上式(7)计算出的干扰预测值Dest(k)作为上式(4)中的干扰项cl’(k)，则可以对释放弹簧4的抵抗力与补偿弹簧7的辅助力进行前馈性地预测，并通过上式(6)来决定马达外加电压(Vin)。而且，由此，可以提高针对释放弹簧4的抵抗力与补偿弹簧7的辅助力急剧发生变化的补偿能力。 

控制器10所具有的适应干扰观测器12通过以下的式(8)～式(12)计算出干扰推定值[cl(k)]。 

【式8】 

ξ^T(k)＝[Pcl(k-1)Pcl(k-2)Vin(k-1)1 Dest(k)]---------(8) 

其中，Dest(k)：第k项的控制周期中的干扰预测值。 

【式9】 

θ^T(k)[a1 a2 b1 cl(k)1]--------------(9) 

其中，cl(k)：第k项的控制周期中的干扰推定值。 

【式10】 

Pcl_hat(k)＝θ^T(k-1)·ξ(k)------------------(10) 

【式11】 

e_dov(k)＝Pcl(k)-Pcl_hat(k)--------------(11) 

【式12】 

$\mathrm{cl}\left(k\right)=\mathrm{cl}(k-1)+\frac{\mathrm{Pdov}}{1+\mathrm{Pdov}}\·e\_\mathrm{dov}\left(k\right)---\left(12\right)$

其中，Pdov：同定增益。 

而且，滑动模态控制器13通过以干扰预测值[Dest(k)]与干扰推定值[cl(k)]置换上式(5)中的干扰项[cl’(k)]而得到的下式(13)，对等效控制输入[Ueq(k)]进行计算，并将等效控制输入[Ueq(k)]代入上式(6)，计算马达外加电压[Vin(k)]。 

【式13】 

$\mathrm{Ueq}\left(k\right)=\frac{1}{b1}\{(1-a1-\mathrm{POLE})\·\mathrm{Pcl}\left(k\right)+(\mathrm{POLE}-a2)\·\mathrm{Pcl}(k-1)-\mathrm{cl}\left(k\right)-\mathrm{Desk}\left(k\right)\}---\left(13\right)$

这样，通过使用干扰预测值[Dest(k)]以及干扰推定值[cl(k)]来计算出等效控制输入[Ueq(k)]，即使是在实际所产生的释放弹簧4的抵抗力与补偿弹簧7的辅助力背离通过上述图表检索而得到的水准的场合、或者因其它原因而产生干扰的场合时，也可以抑制这些影响，使离合器行程(Pcl)良好地跟踪目标离合器行程(Pcl_cmd)。 

如图3(a)及图3(b)是表示模拟控制器10的动作的结果的曲线图，横轴设定为时间(time)。另外，图3(a)的曲线图的纵轴设定为释放弹簧4的抵抗力与补偿弹簧7的辅助力，图中a表示干扰预测值(Dest)，b表示由释放弹簧4的抵抗力与补偿弹簧7的辅助力所产生的实际的干扰水准(Fast-Fcl)，c表示干扰推定值(cl)。 

另外，图3(b)的纵轴设定为离合器行程(Pcl)，图中d表示离合器行程目标值Pcl_cmd，e表示实际的离合器行程(Pcl)。 

在此，虽然在图3(a)中的t₀～t₁之间，干扰预测值(Dest)与实际的干扰水准(Fast-Fcl)相一致，干扰推定值(cl)为0，但是，在t1，实际的干扰水准(Fast-Fcl)相对于干扰预测值(Dest)而言减少。由此，在t₁以后，通过适应干扰观测器12，将干扰推定值(cl)设定在负的方向上，以使得对干扰预测值(Dest)与实际的干扰水准(Fast-Fcl)间的差值进行补偿，由此，抑制了实行多余的前馈。 

而且，通过如此地由适应干扰观测器12设定干扰推定值(cl)，即使是在干扰预测值(Dest)与实际的干扰水准(Fast-Fcl)之间产生背离的场合下，如图3(b)所示，也将不产生振动，可以使实际的离合器行程(Pcl)良好地对离合器行程目标值(Pcl_cmd)进行跟踪。 

下面，参照图4～图8，对控制器10的具体动作进行说明。图4是控制器10的主要的动作流程图。当车辆的驾驶者操作加速踏板(未图示)或刹车踏板(未图示)时，控制器10在STEP1，对应其操作内容，通过下式(14)，对用于设定施加给车辆的驱动力的驱动力指标(Udrv)进行决定。 

【式14】 

其中，Udrv：驱动力指标，AP：加速踏板开闭度，BK：刹车采踏力，Kbk：将刹车采踏力(0～最大)转换成加速踏板开闭度(0～-90°)的系数。 

而且，控制器10基于所决定的驱动力指标(Udrv)，在STEP2，对是否进行了连接于离合器机构1的变速器(未图示)的变速操作予以判断，当进行变速操作时，实行设定变速的挡位、进行变速器的变速操作的‘变速器控制’。 

控制器10在接着的STEP3，实行控制离合器2的滑动率的‘离合器控制’。而且，在其后的STEP4，控制器10使用干扰预测值(Dest)及干扰推定值(cl)，计算出马达外加电压(Vin)，并实行将该马达外加电压(Vin) 输出至马达6的‘离合器驱动控制’。 

下面，按照图5、6所示的流程图，对由控制器10进行的‘变速器控制’的实行过程予以说明。控制器10，首先，在图5中的STEP10，对车辆驾驶者是否要求了后退进行确认。而且，当被驾驶者进行了变速操作时，分支到STEP20，并将挡选择目标值(NGEAR_cmd)设为-1(反转)。 

另一方面，在STEP10，当未要求后退时，进入STEP11，控制器10将驱动力指标(Udrv)与车辆的实际车速(VP)使用到图示的Udrv、VP/NGEAR_cmd图表中，设定挡选择目标值(NGEAR_cmd)。另外，挡选择目标值(NGEAR_cmd)与挡选择位置之间的关系如下表(1)所示。 

【表1】 

(1)挡选择目标值(NGEAR_cmd)/挡选择位置、的对应表 

NGEAR_cmd	-1	1	2	3	4	5	0
								挡选择位置	反转	1st	2st	3st	4st	5st	空挡

在接着的STEP12，控制器10对变速器的实际的挡选择位置(NGEAR)与挡选择目标值(NGEAR_cmd)是否一致进行判断。而且，当挡选择位置(NGEAR)与挡选择目标值(NGEAR_cmd)一致时，进入STEP15，而不进行变速器的变速操作。 

另一方面，在STEP12当挡选择位置(NGEAR)与挡选择目标值(NGEAR_cmd)不一致时，进入STEP13，控制器10启动计时器，在接着的STEP14，开始进行变速器的变速操作。 

在此，变速操作通过以下3步过程来实行，即，‘离合器OFF过程’：将离合器2换成离合器OFF状态，使变速器的变换/选择机构呈可动状态；‘挡位置变更过程’：在离合器OFF状态，通过变换/选择机构(未图示)而将变速器的挡选择位置变换成挡选择目标值(NGEAR_cmd)；以及，‘离合器ON过程’：在该挡位置变换处理结束后，将离合器2返回离合器ON状态。 

而且，为了把握从在STEP13开始计时到各过程结束的时间，而预先 设定离合OFF结束时间(TM_CLOFF)、挡位置变更结束时间(TM_SCHG)、以及离合器ON结束时间(TM_CON)(TM_CLOFF＜TM_SCHG＜TM_CON)。 

图6所示的流程图是表示开始进入‘离合器OFF过程’之后的、通过控制器10而实行的变速器的变速操作的实行过程。控制器10，首先，在STEP30，对变速器的实际的挡选择位置(NGEAR)是否与挡选择目标值(NGEAR_cmd)一致进行判断。当挡选择位置(NGEAR)与挡选择目标值(NGEAR_cmd)一致时，即，当处于变速操作结束状态时，分支到STEP40，控制器10对计时器的计时值(tm_shift)进行清零，在接着的STEP41将变速器的变换/选择机构(未图示)维持在当前位置。 

另一方面，在STEP30，当变速器的实际的挡选择位置(NGEAR)与挡选择目标值(NGEAR_cmd)不一致时，即，当处于变速器的变速操作正在实行中时，进入STER31。 

在STEP31，控制器10对计时器的计时时间(tm_shift)是否超过了离合器OFF结束时间(TM_CLOFF)进行判断。而且，当计时器的计时时间(tm_shift)未超过离合器OFF结束时间(TM_CLOFF)时，即，在‘离合器OFF过程’没有结束时，进入STEP32，控制器10将变速器的变换/选择机构维持在当前位置。 

另一方面，在STEP31，当计时器的计时时间(tm_shift)超过离合器OFF结束时间(TM_CLOFF)时，即，当‘离合器OFF处理’结束时，进入STEP50，控制器10对计时器的计时时间(tm_shift)是否超过了挡位置变更结束时间(TM_SCHG)进行判断。 

而且，在STEP50，当计时器的计时时间(tm_shift)未超过挡位置变更结束时间(TM_SCHG)时，即，当是‘挡位置变更过程’正在实行中时，进入STEP51，控制器10使由变换/选择机构所施行的变速器的挡选择位置的变换处理继续进行。 

另一方面，在STEP50，当计时器的计时时间(tm_shift)超过挡位置变更结束时间(TM_SCHG)时，即，当‘挡位置变更过程’结束时，进入STEP60，控制器10对计时器的计时时间(tm_shift)是否超过了离合 器ON结束时间(TM_CLON)进行判断。 

而且，在STEP60，当计时器的计时时间(tm_shift)未超过离合器ON结束时间(TM_CLON)时，即，当是‘离合器ON过程’正在实行中时，进入STEP61，控制器10将变换/选择机构维持在当前位置。 

另一方面，在STEP60，当计时器的计时时间(tm_shift)超过离合器ON结束时间(TM_CLON)时，在‘离合器ON过程’结束时，进入STEP70，控制器10将变换/选择机构维持在当前位置，进入STEP33。 

下面，按照图7所示的流程图，对‘离合器控制’的实行过程予以说明。控制器10，首先，在STEP80，对变速器的实际的挡选择位置(NGEAR)与挡选择目标值(NGEAR_cmd)是否一致进行判断。 

而且，在STEP80，当变速器的挡选择位置(NGEAR)与挡选择目标值(NGEAR_cmd)一致时，即，当处于变速操作结束状态时，进入STEP90，控制器10将驱动力指标(Udrv)与实际车速(VP)使用到图示的Udrv、VP/SR_cmd_dr图表中，解出行驶时目标滑动率(SR_cmd_dr)。 

另外，Udrv、VP/SR_cmd_dr图表的数据预先被存储在存储器(未图示)中，离合器2的行驶时目标滑动率(SR_cmd_dr)被设定在0％(离合器ON状态，无滑动)～100％(离合器OFF状态)的范围。 

另一方面，在STEP80，当变速器的实际的挡选择位置(NGEAR)与挡选择目标值(NGEAR_cmd)不一致时，即，当是变速操作的正在实行中时，进入STEP81，控制器10对计时器的计时时间(tm_shift)是否超过了离合器OFF结束时间(TM_CLOFF)进行判断。 

而且，当计时器的计时时间(tm_shift)未超过离合器OFF结束时间(TM_CLOFF)时，即，当是变速操作的正在实行中时，进入STEP82，控制器10将目标滑动率(SR_cmd)设为100％(离合器OFF状态)，进入接着的STEP83。在STEP83，控制器10计算出对应于目标滑动率(SR_cmd)的离合器行程目标值(Pcl_cmd)。 

另一方面，在STEP81，当计时器的计时时间(tm_shift)超过离合器OFF结束时间(TM_CLOFF)时，即，当‘离合器OFF过程’结束时，进入STEP100，控制器10对计时器的计时时间(tm_shift)是否超过了挡 位置变更结束时间(TM_SCHG)进行判断。 

而且，当计时器的计时时间(tm_shift)超过挡位置变更结束时间(TM_SCHG)时，即，当‘挡位置变更过程’结束时，分支到STEP110，控制器10将目标滑动率(SR_cmd)设为0％(离合器ON状态，无滑动)。 

另一方面，在STEP100，当计时器的计时时间(tm_shift)未超过挡位置变更结束时间(TM_SCHG)时，即，当是‘挡位置变更过程’的正在实行中时，进入STEP82，控制器10将目标滑动率(SR_cmd)设为100％(离合器OFF状态)。 

通过以上所说明的‘离合器控制’，控制器10对车辆行驶中的离合器2的滑动率(0％～100％)和变速操作中的离合器滑动率(0％或100％)进行控制。 

下面，按照图8所示的流程图，对‘离合器驱动控制’的实行过程予以说明。控制器10对马达6的动作进行控制，以使得实际的离合器行程Pcl与通过‘变速器控制’而设定的离合器行程目标值(Pcl_cmd)相一致。 

控制器10所具有的干扰预测器11，在图8中的STEP120，将离合器行程(Pcl)使用到图示的Pcl/Fclest图表中以取得释放弹簧4的抵抗力的预测值(Fclest)，而且同时还将离合器行程(Pcl)使用到Pcl/Fastest图表中以取得补偿弹簧7的辅助力的预测值(Fastest)，从而在STEP121通过上式(7)计算出干扰预测值[Dest(k)]。 

另外，在其后的STEP122，控制器10所具有的适应干扰观测器12，通过上式(12)计算出干扰推定值[cl(k)]。 

而且，在接着的STEP123，控制器10所具有的滑动模态控制器13，通过上式(13)计算出等效控制输入[Ueq(k)]，通过上式(5)计算出到达则输入[Urch(k)]，通过上式(6)计算出马达外加电压(Vin)。 

另外，在本实施方式中，虽然通过设有适应干扰观测器12，而对由干扰预测器11计算出的干扰预测值(Dest)与实际产生的干扰的水准之间的误差进行补偿，但是，在不设有适应干扰观测器12的场合下，也可以得到本发明的效果。 

另外，在本实施方式中，虽然通过滑动模态控制器53，并使用滑动模态控制来决定马达外加电压(Vin)，但是，也可以使用反向步进控制等的其它种的响应指定式控制。

另外，在本实施方式中，虽然例举了将本发明适用在离合器机构上的例子，但是，本发明也可以适用在其它种类的设备上。图9所例举的是将本发明适用在发动机60(相当于本发明的设备)的转数(NE，相当于本发明的设备的输出值)的控制上的例子。例如，在进行变速器(未图示)的变速处理时，虽然实行使变速器的主轴的转数与发动机的60的转数NE相同步的旋转同步处理，但是，在那时必须在短时间内使发动机60的转数(NE)收敛到目标转数。 

而且，可以预先知道在将发动机60的转数(NE)维持于规定转数时，与所要求的进气量相对应的调节装置的开闭度的大致的值。因此，对于该旋转同步处理，应用图9所示的控制器50的构成，通过干扰预测器51，并根据将与发动机转数(NE)相对应的调节装置开闭度予以预先存储的发动机转数NE/调节装置开闭度(TH)的相应数据，作为干扰预测值(Dest)进行求解，另外，通过适应干扰观测器52，计算出干扰推定值(cl)。 

而且，通过滑动模态控制器53，基于发动机转数(NE)、干扰预测值(Dest)、及干扰推定值(cl)，来决定调节装置开闭度(TH，相当于本发明的控制输入)，这样即使是在发动机转数(NE)发生急剧变化的场合下，也可以使发动机转数(NE)高精度地跟踪目标转数。 

另外，本发明也可以适用在图10所示的发动机的凸轮相位可变机构70(相当于本发明发明的设备)上。凸轮相位可变机构70包括：连结于凸轮71的圆盘72、借助于返回弹簧75而与圆盘72连接的链轮73、以及对圆盘72施加制动力的电磁制动器74(相当于本发明发明的驱动机构)。 

电磁制动器74是对应输入电压，制动力发生变化的，通过改变链轮73旋转时的电磁制动器74的输入电压，可以使由返回弹簧75产生的反作用力与电磁制动器74的制动力相平衡的位置反生变化，来控制凸轮71的相角。 

这种场合，电磁制动器74的输入电压与凸轮71的相角之间的关系发生非线性的变化。因此，对于凸轮71的相角的控制，应用图11所示的控 制器80的构成，通过干扰预测器81，并根据将与凸轮71的相角(CAIN，相当于本发明的设备的输出值)相对应的输入电压予以预先存储的凸轮相角(CAIN)/输入电压(Vvtc)的相应数据，作为干扰预测值(Dest)进行求解，另外，通过适应干扰观测器82，计算出干扰推定值(cl)。 

而且，通过滑动模态控制器83，基于相角(CAIN)、干扰预测值(Dest)、及干扰推定值(cl)，计算出电磁制动器74的输入电压(Vvtc，相当于本发明的控制输入)，这样即使是在相角(CAIN)发生急剧变化的场合下，也可以使相角(CAIN)高精度地跟踪目标转数。 

Claims (6)

1.一种设备的控制装置，具有控制机构，该控制机构使用可以对设备的输出值与目标输出值间的偏差的收敛行为进行可变的指定的响应指定式控制，来决定针对于该设备的控制输入，以使得该设备的输出值与目标输出值相一致，其特征在于，

还具有：干扰预测机构，其输入所述设备的实际输出值，对应于该实际输出值，求得将作用到所述设备上的干扰的水准予以预测而得到的干扰预测值；

干扰推定机构，其基于所述干扰预测值、所述设备的输出值以及针对于所述设备的控制输入，求得对应于所述干扰预测值的误差而变化的干扰推定值，其中，所述干扰预测值的误差是针对作用到所述设备上的实际干扰的水准的误差，

所述控制机构基于规定所述偏差的收敛行为的线性函数、所述干扰预测值及所述干扰推定值，来决定针对于所述设备的控制输入。

2.根据权利要求第1项所述的设备的控制装置，其特征在于，具有：对反映所述设备的输出值与作用到该设备上的干扰的水准之间的相关关系的相关图表的数据进行预先存储的存储机构；所述干扰预测机构将干扰的水准作为所述干扰预测值，其中，所述干扰的水准是把所述设备的实际输出值使用在所述相关图表中而得到的。

3.根据权利要求第1项所述的设备的控制装置，其特征在于，所述控制机构，在规定的每一控制周期，对在此次以前的控制周期中的所述设备的输出和针对于所述设备的控制输入及干扰进行输入，基于计算出下一次的控制周期中的所述设备的输出的模式，并使用将所述线性函数设定为零时的所述模式中的控制输入的值，来决定针对于所述设备的控制输入。

4.根据权利要求第1项～第3项中的任何一项所述的设备的控制装置，其特征在于，

所述设备为对从驱动轴向被驱动轴的动力的传送和断开进行转换的离合器机构，其具有：使摩擦卡合的驱动轴侧的离合器板与被驱动轴侧的离合器板中的至少任意一方动作的驱动机构，以及对应于该驱动机构的动作而产生针对于该驱动机构的抵抗力或辅助力的弹性部件；

所述目标输出为所述驱动轴侧的离合器板与所述被驱动轴侧的离合器板之间的距离；

所述控制输入为针对于所述驱动机构的操作量；

所述干扰预测机构将对应于所述驱动轴侧的离合器板与所述被驱动轴侧的离合器板之间的距离而变化的所述弹性部件的输出水准、作为所述干扰预测值进行求出。

5.根据权利要求第1项～第3项中的任何一项所述的设备的控制装置，其特征在于，

所述设备为发动机；

所述目标输出为该发动机的转数；

所述控制输入为针对于调节对该发动机的燃烧供给量的调节装置的操作量；

所述干扰预测机构将对应于所述发动机的转数而变化的所述调节装置的开闭度、作为所述干扰预测值进行求出。

6.根据权利要求第1项～第3项中的任何一项所述的设备的控制装置，其特征在于，

所述设备为发动机的凸轮相位可变机构；

所述目标输出为该凸轮相位可变机构的凸轮相角；

所述控制输入为针对于驱动该凸轮相位可变机构的驱动机构的操作量；

所述干扰预测机构将对应于所述凸轮相角而变化的所述驱动机构的操作量、作为所述干扰预测值进行求出。

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