JP6026198B2 - Electronic control unit - Google Patents

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Description

本発明は、電子制御装置に関し、特に、車両の制御対象に対してスライディングモード制御を実行する電子制御装置に関する。   The present invention relates to an electronic control device, and more particularly to an electronic control device that executes sliding mode control on a control target of a vehicle.

近年、自動二輪車等の車両の内燃機関用の電子制御装置、例えば、電子制御スロットル装置においては、スロットルバルブを駆動することで、その制御に関する制御量を所望の目標値にフィードバック制御することが行われるようになってきている。   In recent years, in an electronic control device for an internal combustion engine of a vehicle such as a motorcycle, for example, an electronic control throttle device, a control amount related to the control is feedback controlled to a desired target value by driving a throttle valve. It has come to be.

かかるフィードバック制御の処理において、例えばPID(Proportional−Integral−Derivative)制御を用いることが一般的であるが、そのPID制御は、一般に、外乱等に影響に対する制御の安定性を確保することが困難であったり、入力項に係わるゲイン設定が難しい等の傾向が見受けられる。   In such feedback control processing, for example, PID (Proportional-Integral-Derivative) control is generally used. However, it is generally difficult to ensure the stability of the control against the influence of disturbance or the like. There is a tendency that the gain setting related to the input term is difficult.

そこで、車両の内燃機関用の電子制御装置において、切換関数を用いて、その制御に関する制御量を所望の目標値に制御するスライディングモード制御を適用することが提案されてきている。例えば、スライディングモード制御を適用した電子制御スロットル装置においては、スロットルバルブのスロットル開度量(実スロットル開度量)を目標スロットル開度量に収束するように制御するために、スライディングモード制御により制御入力量を生成し、生成された制御入力量に基づいてスロットルバルブのアクチュエータの操作量を制御する構成を有する。   Therefore, it has been proposed to apply a sliding mode control that uses a switching function to control a control amount related to the control to a desired target value in an electronic control device for an internal combustion engine of a vehicle. For example, in an electronically controlled throttle device to which sliding mode control is applied, in order to control the throttle opening amount (actual throttle opening amount) of the throttle valve to converge to the target throttle opening amount, the control input amount is set by sliding mode control. And a control amount of the throttle valve actuator is controlled based on the generated control input amount.

かかる状況下で、特許文献1は、駆動量制御装置に関し、スロットルバルブの開度と目標開度との偏差をゼロに収束させ、状態量を切換平面上に拘束させるための制御入力量である等価則入力量を用いた構成を開示する。詳しくは、かかる構成では、等価則入力量は、スロットルバルブの開度と目標開度の速度変化量の二乗値とに応じた値として算出されている。そして、かかる構成では、このような等価則入力量を適用することにより、スロットルバルブの開度の増加に加えて、目標開度の速度変化量の二乗値に応じて制御入力量が増加されるので、スロットルバルブの目標開度に変化に対する応答性や追従性を向上させることが企図されている。   Under such circumstances, Patent Document 1 relates to a drive amount control device, which is a control input amount for converging a deviation between a throttle valve opening and a target opening to zero and constraining a state quantity on a switching plane. A configuration using an equivalent law input amount is disclosed. Specifically, in such a configuration, the equivalent law input amount is calculated as a value corresponding to the opening degree of the throttle valve and the square value of the speed change amount of the target opening degree. In such a configuration, by applying such an equivalent law input amount, in addition to an increase in the throttle valve opening, the control input amount is increased in accordance with the square value of the speed change amount of the target opening. Therefore, it is intended to improve the responsiveness and followability to changes in the target opening of the throttle valve.

特開2008−255789号公報JP 2008-255789 A

しかしながら、本発明者の検討によれば、電子制御スロットル装置においては、スロットルバルブを全開(機構全開)位置に移動させる際、スロットルレバーが全開位置ストッパに衝突すると、スロットルバルブが急停止又は逆方向に動かされる可能性が考えられる。この際に、スロットルバルブのアクチュエータとして直流電動モータが採用されている場合、スロットルバルブの動きがギヤを介して直流電動モータに伝達され、直流電動モータの内部やその駆動回路に逆起電力が発生し、逆起電力によって直流電動モータの内部やその駆動回路が影響を受ける可能性が考えられる。このような現象は、ギヤ比に応じてより顕在化する場合も考えられる。このため、電子制御スロットル装置においては、スロットルバルブを全開位置に移動させる際、スロットルレバーが全開位置ストッパに衝突することを回避する必要がある。   However, according to the study by the present inventors, in the electronically controlled throttle device, when the throttle valve collides with the fully open position stopper when the throttle valve is moved to the fully open (mechanism fully open) position, the throttle valve stops suddenly or in the reverse direction. There is a possibility of being moved. At this time, if a DC electric motor is used as the actuator for the throttle valve, the movement of the throttle valve is transmitted to the DC electric motor via the gear, and a back electromotive force is generated inside the DC electric motor and its drive circuit. However, there is a possibility that the back electromotive force may affect the inside of the DC electric motor and its drive circuit. Such a phenomenon may be more apparent depending on the gear ratio. For this reason, in the electronically controlled throttle device, when the throttle valve is moved to the fully open position, it is necessary to avoid the throttle lever from colliding with the fully open position stopper.

また、電子制御スロットル装置においては、リターンスプリングの付勢力と直流電動モータの駆動力との均衡によってスロットルバルブの開度を制御し、スロットルバルブを全開位置に移動させる際には、スロットルバルブが全開位置に近づくにつれてリターンスプリングの付勢力に打ち勝つように直流電動モータの駆動力を大きくしていることが一般的であると考えられる。また、スロットルバルブの開度が小さい領域は他の開度領域と比較して動作する頻度が高いために、機構的に摩耗等の経年劣化が生じやすく、フリクションが増加傾向にあるとも考えられる。   In an electronically controlled throttle device, the throttle valve opening is controlled by balancing the biasing force of the return spring and the driving force of the DC electric motor, and when the throttle valve is moved to the fully open position, the throttle valve is fully opened. It is generally considered that the driving force of the DC electric motor is increased so as to overcome the urging force of the return spring as it approaches the position. In addition, since the region where the throttle valve opening is small has a higher frequency of operation than the other opening regions, it is considered that mechanical degradation tends to occur over time, such as wear, and friction tends to increase.

ここで、特許文献1の構成について検討すると、スロットルバルブが全開位置に近づくにつれて等価則入力量が大きくなるので、スロットルレバーが全開位置ストッパに衝突する可能性が考えられる。また、かかる構成では、スロットルバルブの低開度領域では等価則入力量が小さくなるので、目標開度の変化に対する応答性や追従性が低下する可能性も考えられる。   Here, considering the configuration of Patent Document 1, since the equivalent law input amount increases as the throttle valve approaches the fully open position, there is a possibility that the throttle lever may collide with the fully open position stopper. In such a configuration, since the equivalent law input amount is small in the low opening region of the throttle valve, there is a possibility that the responsiveness and followability to the change in the target opening may be reduced.

本発明は、以上の検討を経てなされたもので、スロットルバルブを全開位置に移動させる際にスロットルレバーがストッパに衝突することを抑制可能な電子制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made through the above-described studies, and an object of the present invention is to provide an electronic control device that can prevent the throttle lever from colliding with the stopper when the throttle valve is moved to the fully open position.

以上の目的を達成するべく、本発明は、第1の局面において、スロットルバルブを駆動する電動モータと、前記スロットルバルブを全閉側に向かって回動するように付勢するリターンスプリングと、を備えた電子制御スロットル装置である制御対象機器に対してスライディングモード制御処理を実行することにより、制御量検出器が検出した前記制御対象機器の制御量が所定の制御範囲内で所定の目標量になるように、前記制御対象機器への操作量を算出して前記制御対象機器に前記操作量を出力するスライディングモード制御部を備え、前記スライディングモード制御部は、複数の状態量を変数とする切換関数により切換線又は切換平面を規定して、前記複数の状態量が前記切換線又は前記切換平面において平衡状態に収束するように、前記複数の状態量を前記切換線又は前記切換平面上に拘束するための等価則入力量、前記複数の状態量を前記切換線又は前記切換平面に近づけてそれに到達させるための到達則入力量、及び前記切換関数に関するモデル化誤差を抑制するための非線形則入力量を各々算出すると共にそれらの和として制御入力量を算出して、前記制御入力量に基づく前記操作量を前記制御対象機器に出力する電子制御装置において、前記スライディングモード制御部は、前記制御量に基づいて算出された値にゲインを乗算した値を前記等価則入力量として算出し、前記ゲインは、前記制御範囲内における前記制御量の最大値の側と前記制御量の最小値の側との間の第1の所定領域では第1の一定値を呈する特性に設定されると共に、前記制御範囲内における前記制御量の前記最大値の側の第2の所定領域で、前記制御量が大きくなるに伴って、前記等価則入力量を減少させるように、前記第1の一定値から減少していく特性に設定されている電子制御装置である。 In order to achieve the above object, in the first aspect, the present invention provides an electric motor that drives a throttle valve, and a return spring that urges the throttle valve to rotate toward the fully closed side. by executing the sliding mode control process to the control target device is an electronic control throttle device provided in a predetermined target amount control amount within a predetermined control range of the control target device controlled variable detector detects And a sliding mode control unit that calculates an operation amount to the device to be controlled and outputs the operation amount to the device to be controlled, and the sliding mode control unit performs switching with a plurality of state variables as variables. A switching line or switching plane is defined by a function so that the plurality of state quantities converge to an equilibrium state in the switching line or the switching plane; An equivalent law input amount for constraining a plurality of state quantities on the switching line or the switching plane, a reaching law input quantity for causing the plurality of state quantities to approach the switching line or the switching plane and reach it, and Nonlinear law input amounts for suppressing modeling errors related to the switching function are calculated, and a control input amount is calculated as the sum of them, and the operation amount based on the control input amount is output to the control target device. In the electronic control unit, the sliding mode control unit calculates a value obtained by multiplying a value calculated based on the control amount by a gain as the equivalent law input amount, and the gain is the control amount within the control range. In the first predetermined area between the maximum value side of the control value and the minimum value side of the control amount, a characteristic exhibiting a first constant value is set, and the characteristics within the control range are In the second predetermined region on the maximum value side of the control amount, as the control amount increases, the characteristic value decreases from the first constant value so as to decrease the equivalent law input amount. The electronic control device is set.

また、本発明は、かかる第1の局面に加えて、前記ゲインは、前記第の所定領域で、前記制御量が大きくなるに伴って、前記等価則入力量がその変化速度が漸減されながら減少されて一定値になるように、前記第1の一定値から減少して第2の一定値を呈する特性に設定されていることを第2の局面とする。 According to the present invention, in addition to the first aspect, in the second predetermined region, the gain is gradually reduced in the rate of change of the equivalent law input amount as the control amount increases. The second aspect is that the characteristic is set so as to decrease from the first constant value and exhibit a second constant value so as to be reduced to a constant value .

また、本発明は、かかる第1又は第2の局面に加えて、前記ゲインは、前記制御範囲内における前制御量の前記最小値の側の第の所定領域で、前記制御量が小さくなるに伴って、前記等価則入力量を増加させるように、前記第1の一定値から増加していく特性に設定されていることを第3の局面とする。 The present invention, in addition to such a first or second aspect, wherein the gain is a third predetermined region on the side of the minimum value before Symbol control amount within the control range, the control quantity is small Accordingly, a third aspect is that the characteristic is set to increase from the first constant value so as to increase the equivalent law input amount.

また、本発明は、かかる第3の局面に加えて、前記ゲインは、前記第の所定領域で、前記制御量が小さくなるに伴って、前記等価則入力量がその変化速度が漸減されながら増加されて一定値になるように、前記第1の一定値から増大して第3の一定値を呈する特性に設定されていることを第4の局面とする。 In addition to the third aspect of the present invention, the gain may be obtained by gradually reducing the rate of change of the equivalent law input amount as the control amount decreases in the third predetermined region. The fourth aspect is that the characteristic is set so as to increase from the first constant value and exhibit a third constant value so as to increase to a constant value .

本発明の第1の局面における電子制御装置においては、スライディングモード制御部が、制御量に基づいて算出された値にゲインを乗算した値を等価則入力量として算出し、ゲインが、制御範囲内における制御量の最大値の側と制御量の最小値の側との間の第1の所定領域では第1の一定値を呈する特性に設定されると共に、制御範囲内における制御量の最大値の側の第の所定領域で、制御量が大きくなるに伴って、等価則入力量を減少させるように、第1の一定値から減少していく特性に設定されているため、スロットルバルブを全開位置に移動させる際、全開位置近傍での等価則入力量が減少されるので、スロットルレバーがストッパに衝突することを抑制することができる。 In the electronic control device according to the first aspect of the present invention, the sliding mode control unit calculates a value obtained by multiplying the value calculated based on the control amount by the gain as the equivalent law input amount, and the gain is within the control range. In the first predetermined region between the maximum value side of the control amount and the minimum value side of the control amount, a characteristic exhibiting a first constant value is set, and the maximum value of the control amount within the control range is In the second predetermined region on the side, the throttle valve is fully opened because the characteristic is set to decrease from the first constant value so as to decrease the equivalent law input amount as the control amount increases. When moving to the position, the equivalent law input amount in the vicinity of the fully open position is reduced, so that the throttle lever can be prevented from colliding with the stopper.

また、本発明の第2の局面における電子制御装置においては、ゲインが、第の所定領域で、制御量が大きくなるに伴って、等価則入力量がその変化速度が漸減されながら減少されて一定値になるように、第1の一定値から減少して第2の一定値を呈する特性に設定されているため、スロットルバルブを全開位置に移動させる際、全開位置近傍での等価則入力量がより適確な態様で減少されるので、スロットルレバーがストッパに衝突することをより確実に抑制することができる。 Further, in the electronic control device according to the second aspect of the present invention, the gain is decreased while the rate of change is gradually reduced as the control amount increases in the second predetermined region. Since it is set to a characteristic that decreases from the first constant value and exhibits the second constant value so as to become a constant value , when the throttle valve is moved to the fully open position, an equivalent law input amount in the vicinity of the fully open position Is reduced in a more accurate manner, so that the throttle lever can be more reliably suppressed from colliding with the stopper.

また、本発明の第3の局面における電子制御装置においては、ゲインが、制御範囲内における制御量の最小値の側の第の所定領域で、制御量が小さくなるに伴って、等価則入力量を増加させるように、第1の一定値から増加していく特性に設定されているため、スロットルバルブの低開度領域では等価則入力量が増加されるので、スロットルバルブの目標開度の変化に対する応答性や追従性を向上させることができる。 In the electronic control device according to the third aspect of the present invention, the gain is an equivalent law input as the control amount becomes smaller in the third predetermined region on the side of the minimum value of the control amount within the control range. Since the characteristic is set to increase from the first constant value so as to increase the amount, the equivalent law input amount is increased in the low opening region of the throttle valve. Responsiveness and followability to changes can be improved.

また、本発明の第4の局面における電子制御装置においては、ゲインが、第の所定領域で、制御量が小さくなるに伴って、等価則入力量がその変化速度が漸減されながら増加されて一定値になるように、第1の一定値から増大して第3の一定値を呈する特性に設定されているため、スロットルバルブの低開度領域では等価則入力量がより適確な態様で増加されるので、スロットルバルブの目標開度の変化に対する応答性や追従性をより確実に向上させることができる。 In the electronic control device according to the fourth aspect of the present invention, the gain is increased while the rate of change is gradually decreased as the control amount decreases in the third predetermined region. Since it is set to a characteristic that increases from the first constant value and exhibits the third constant value so as to become a constant value , the equivalent law input amount is more accurate in the low opening region of the throttle valve. Since it is increased, the responsiveness and followability to the change in the target opening of the throttle valve can be improved more reliably.

図1は、本発明の実施形態における電子制御装置の構成を示すブロック図であり、併せてスロットルバルブ装置の模式図をも示す。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic control device according to an embodiment of the present invention, and also shows a schematic diagram of a throttle valve device. 図2は、本実施形態における電子制御装置の等価則入力量算出処理に用いられるゲイン特性を、スロットルバルブの実開度に対して示す図である。FIG. 2 is a diagram showing gain characteristics used in the equivalent law input amount calculation processing of the electronic control unit in the present embodiment with respect to the actual opening of the throttle valve.

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電子制御装置につき、詳細に説明する。   Hereinafter, an electronic control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

〔電子制御装置の構成〕
まず、図1を参照して、本実施形態における電子制御装置の構成につき、詳細に説明する。
[Configuration of electronic control unit]
First, the configuration of the electronic control device in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

図1は、本実施形態における電子制御装置の構成を示すブロック図であり、併せてスロットルバルブ装置の模式図をも示す。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic control device in the present embodiment, and also shows a schematic diagram of a throttle valve device.

図1に示すように、本実施形態における電子制御装置1は、図示を省略する車両、典型的には自動二輪車や自動四輪車に搭載され、車両に搭載されたバッテリから供給される電力を利用して動作し、車両の各種構成要素を制御自在な制御装置であり、図示を省略するメモリ等を備える。また、電子制御装置1は、スライディングモード制御部10を備えている。スライディングモード制御部10は、切換関数算出部12、制御入力算出部14、及び操作量処理部16を備えている。スライディングモード制御部10、切換関数算出部12、制御入力算出部14、及び操作量処理部16はいずれも演算処理装置の機能ブロックとして示す。   As shown in FIG. 1, the electronic control device 1 according to the present embodiment is mounted on a vehicle (not shown), typically a motorcycle or a four-wheeled vehicle, and uses electric power supplied from a battery mounted on the vehicle. It is a control device that operates by using it and can control various components of the vehicle, and includes a memory (not shown). In addition, the electronic control device 1 includes a sliding mode control unit 10. The sliding mode control unit 10 includes a switching function calculation unit 12, a control input calculation unit 14, and an operation amount processing unit 16. The sliding mode control unit 10, the switching function calculation unit 12, the control input calculation unit 14, and the operation amount processing unit 16 are all shown as functional blocks of the arithmetic processing device.

電子制御装置1は、制御対象機器、典型的には、図示を省略する自動二輪車や自動四輪車等の車両に搭載された内燃機関に対して空気量を制御する電子制御スロットル装置Sに電気的に接続される。電子制御スロットル装置Sは、スロットルバルブ20を駆動してその開度を可変とするアクチュエータである電動モータMと、スロットルバルブ20の動作位置である開度を検出するスロットル開度センサ21と、を備える。スロットルバルブ2
0は、内燃機関の燃焼室に連絡する吸気管22の内部に配設されており、スロットルバルブ20に接続されたスロットルシャフト23がスロットルレバー23aを介して全開位置ストッパ24と全閉位置ストッパ25との間の所定の制御範囲θ内でその軸周りに回動することにより、吸気管22の内壁面とスロットルバルブ20との間に形成される空隙を変化させて燃焼室に供給される空気流量を調節自在である。スロットルシャフト23は、ギヤG1、G2を介して電動モータMに接続され、電動モータMによってこれらは駆動される。また、スロットルレバー23aには、スロットルバルブ20を全閉位置ストッパ25に向かって回動するように付勢するリターンスプリング26が配設されている。なお、図1中では、スロットルレバー23aが全閉位置ストッパ25に当接した状態を実線で示し、スロットルレバー23aが全開位置ストッパ24に当接した状態を点線で示す。
The electronic control device 1 is electrically connected to an electronic control throttle device S that controls the amount of air with respect to an internal combustion engine mounted on a control target device, typically a vehicle such as a motorcycle or an automobile not shown. Connected. The electronically controlled throttle device S includes an electric motor M that is an actuator that drives the throttle valve 20 to change its opening, and a throttle opening sensor 21 that detects the opening that is the operating position of the throttle valve 20. Prepare. Throttle valve 2
0 is disposed inside the intake pipe 22 that communicates with the combustion chamber of the internal combustion engine, and the throttle shaft 23 connected to the throttle valve 20 has a fully open position stopper 24 and a fully closed position stopper 25 via a throttle lever 23a. The air supplied to the combustion chamber changes in the gap formed between the inner wall surface of the intake pipe 22 and the throttle valve 20 by rotating around its axis within a predetermined control range θ between The flow rate is adjustable. The throttle shaft 23 is connected to an electric motor M through gears G1 and G2, and these are driven by the electric motor M. The throttle lever 23 a is provided with a return spring 26 that urges the throttle valve 20 to rotate toward the fully closed position stopper 25. In FIG. 1, the state in which the throttle lever 23a is in contact with the fully closed position stopper 25 is indicated by a solid line, and the state in which the throttle lever 23a is in contact with the fully open position stopper 24 is indicated by a dotted line.

また、電子制御装置1は、それが自動二輪車や自動四輪車といった車両に搭載される場合には、典型的には、運転者がアクセル操作量を与える入力機器であるアクセルグリップやアクセルペダルのアクセル開度を電気的に検出し図示を省略する入力量検出器に電気的に接続される。つまり、入力量検出器は、電子制御装置1の図示を省略する目標量算出部に電気的に接続して、かかる目標量算出部は、入力検出器からの入力検出値、典型的には、アクセルグリップやアクセルペダルに印加されたアクセル操作量に応じてスロットルバルブ20の目標開度量を算出する。   In addition, when the electronic control device 1 is mounted on a vehicle such as a motorcycle or a four-wheeled vehicle, typically, an accelerator grip or an accelerator pedal, which is an input device for the driver to give an accelerator operation amount, is used. The accelerator opening is electrically detected and electrically connected to an input amount detector (not shown). That is, the input amount detector is electrically connected to a target amount calculation unit (not shown) of the electronic control device 1, and the target amount calculation unit is configured to detect an input detection value from the input detector, typically, The target opening amount of the throttle valve 20 is calculated according to the accelerator operation amount applied to the accelerator grip or the accelerator pedal.

より詳しくは、電子制御装置1において、切換関数算出部12は、目標開度算出部及びスロットル開度センサ21からの各々の電気信号を受け、目標開度算出部が算出したスロットルバルブ20の目標開度量及びスロットル開度センサ21が検出したスロットルバルブ20の開度に応じて切換関数σを具体的に規定し、切換関数σの値を算出する。この際、スライディングモード制御において、目標開度算出部により算出されたスロットルバルブ20の目標開度量は、目標量として取り扱われ、スロットル開度センサ21によって検出されたスロットルバルブ20の開度は、制御対象量となる制御量として取り扱われる。ここで、切換関数σは、各々が状態量である制御偏差量e及び制御偏差量eの偏差変化速度Δe/Δt、並びに係数gを用いて以下に示す数式(数1)で与えられ、かかる切換関数で規定される切換線上に拘束された偏差量e及びそれに対応する偏差変化速度Δe/Δtが、スライディングモード制御における平衡状態を各々示す値であるゼロに収束するようにかかる制御が実行される。なお、切換関数σの数式やそれに関連する演算式は、電子制御装置1内のメモリに予めデータやプログラムとして格納されている。また、数式(数1)は切換線を示すが、状態量の数を増やして切換平面等を示す数式を用いてもかまわない。   More specifically, in the electronic control unit 1, the switching function calculation unit 12 receives each electrical signal from the target opening calculation unit and the throttle opening sensor 21, and the target of the throttle valve 20 calculated by the target opening calculation unit. The switching function σ is specifically defined according to the opening amount and the opening of the throttle valve 20 detected by the throttle opening sensor 21, and the value of the switching function σ is calculated. At this time, in the sliding mode control, the target opening amount of the throttle valve 20 calculated by the target opening calculation unit is handled as the target amount, and the opening amount of the throttle valve 20 detected by the throttle opening sensor 21 is controlled. It is handled as a control amount that is the target amount. Here, the switching function σ is given by the following equation (Equation 1) using the control deviation amount e and the deviation change speed Δe / Δt of the control deviation amount e, and the coefficient g, each of which is a state quantity. Such control is executed such that the deviation amount e constrained on the switching line defined by the switching function and the corresponding deviation change speed Δe / Δt converge to zero, which is a value indicating the equilibrium state in the sliding mode control. The Note that the mathematical expression of the switching function σ and the arithmetic expression related thereto are stored in advance in the memory in the electronic control device 1 as data or a program. Further, the mathematical formula (Equation 1) indicates a switching line, but a mathematical formula indicating the switching plane or the like by increasing the number of state quantities may be used.

Figure 0006026198
Figure 0006026198

具体的には、数式(数1)において、制御偏差量eは、スライディングモード制御の各制御サイクル(時間に関する周期)における目標量と制御量との差、つまり、スライディングモード制御の各制御サイクルにおいて、目標量から制御量を引いて算出される値である。制御偏差量eの偏差変化速度Δe/Δtは、スライディングモード制御の各制御サイクルにおいて、制御偏差量eを時間微分して算出される値である。また、係数gは、切換関数σの傾き、つまり横軸を制御偏差量e及び縦軸を制御偏差量eの偏差変化速度Δe/Δtとした直交座標系で切換関数σをその直交座標系の原点を通るように表した切換線の傾きを与える係数である。なお、必要に応じて、制御偏差量eの偏差変化速度Δe/Δtに代えて、特定の制御サイクルにおける制御偏差量とその特定の制御サイクルから所定の過去の制御サイクルにおける制御偏差量との差である制御偏差変化量Δeを状態量として用いてもかまわない。   Specifically, in Equation (Equation 1), the control deviation amount e is the difference between the target amount and the control amount in each control cycle (period related to time) of the sliding mode control, that is, in each control cycle of the sliding mode control. The value calculated by subtracting the control amount from the target amount. The deviation change rate Δe / Δt of the control deviation amount e is a value calculated by differentiating the control deviation amount e with respect to time in each control cycle of the sliding mode control. The coefficient g is an inclination of the switching function σ, that is, an orthogonal coordinate system in which the horizontal axis is the control deviation amount e and the vertical axis is the deviation change rate Δe / Δt of the control deviation amount e. It is a coefficient that gives the slope of the switching line that passes through the origin. If necessary, instead of the deviation change rate Δe / Δt of the control deviation amount e, the difference between the control deviation amount in the specific control cycle and the control deviation amount in the predetermined past control cycle from the specific control cycle. The control deviation change amount Δe may be used as the state quantity.

つまり、切換関数算出部12は、スライディングモード制御の各制御サイクルにおいて、切換関数σを具体的に規定し、切換関数σの値を算出する。切換関数算出部12は、算出した切換関数σの値、及びその算出時に算出した状態量である制御偏差量e等を電気信号として制御入力算出部14に各々出力する。   That is, the switching function calculation unit 12 specifically defines the switching function σ in each control cycle of the sliding mode control, and calculates the value of the switching function σ. The switching function calculation unit 12 outputs the calculated value of the switching function σ and the control deviation amount e, which is a state quantity calculated at the time of calculation, to the control input calculation unit 14 as electric signals.

制御入力算出部14は、目標開度算出部、切換関数算出部12、及びスロットル開度センサ21に電気的に接続され、これらからの各々の電気信号を受け、目標開度算出部がアクセルペダルやアクセルグリップの操作量に応じて算出したスロットルバルブ20の目標開度量である目標量、切換関数算出部12が算出した切換関数σの値及び制御偏差量e、並びにスロットル開度センサ21が検出したスロットルバルブ20の開度である制御量等に応じて制御入力量を算出する。ここで、制御入力量には、等価則入力量、到達則入力量及び非線形則入力量が含まれる。なお、制御入力量には、必要に応じて、減衰則入力量が含まれていてもよい。   The control input calculation unit 14 is electrically connected to the target opening calculation unit, the switching function calculation unit 12, and the throttle opening sensor 21, and receives the respective electric signals from these, and the target opening calculation unit is the accelerator pedal. And the target amount that is the target opening amount of the throttle valve 20 calculated according to the operation amount of the accelerator grip, the value of the switching function σ and the control deviation amount e calculated by the switching function calculation unit 12, and the throttle opening sensor 21 detect The control input amount is calculated according to the control amount that is the opening of the throttle valve 20 that has been performed. Here, the control input amount includes an equivalent law input amount, a reaching law input amount, and a nonlinear law input amount. The control input amount may include an attenuation law input amount as necessary.

具体的には、等価則入力量は、各々が状態量である制御偏差量e及びそれに対応する偏差変化速度Δe/Δtを切換線上に拘束するための制御入力量の成分であり、その詳細は後述する。到達則入力量は、各々が状態量である制御偏差量e及びそれに対応する偏差変化速度Δe/Δtを切換線に近づけてそれに到達させるための制御入力量の成分である。非線形則入力量は、切換関数σに関するモデル化誤差を抑制するための制御入力量の成分である。なお、減衰則入力量は、例えば、制御量が目標量を過剰に超えてしまうような現象抑制する制御入力量の成分である。 Specifically, the equivalent law input amount is a component of the control input amount for constraining the control deviation amount e, each of which is a state quantity, and the corresponding deviation change speed Δe / Δt on the switching line. It will be described later. The reaching law input amount is a component of the control input amount for causing the control deviation amount e, each of which is a state quantity, and the corresponding deviation change speed Δe / Δt to approach the switching line and reach it. The nonlinear law input amount is a component of the control input amount for suppressing a modeling error related to the switching function σ. The attenuation law input amount is a component of the control input amount that suppresses, for example, a phenomenon that the control amount exceeds the target amount excessively.

つまり、制御入力算出部14は、スライディングモード制御の各制御サイクルにおいて、目標開度算出部が算出した目標量、切換関数算出部12が算出した切換関数σの値及び制御偏差量e、並びにスロットル開度センサ21が検出した制御量を対応して用いて、等価則入力量、到達則入力量、及び非線形則入力量、並びに該当する場合の減衰則入力量を各々算出し、これらの和を用いて制御入力量を算出する。制御入力算出部14は、算出した制御入力量を電気信号として操作量処理部16に出力する。   That is, the control input calculation unit 14 in each control cycle of the sliding mode control, the target amount calculated by the target opening calculation unit, the value of the switching function σ and the control deviation amount e calculated by the switching function calculation unit 12, and the throttle The control amount detected by the opening sensor 21 is used correspondingly to calculate the equivalent law input amount, the reaching law input amount, the nonlinear law input amount, and the attenuation law input amount where applicable, and the sum of these values. To calculate the control input amount. The control input calculation unit 14 outputs the calculated control input amount to the operation amount processing unit 16 as an electrical signal.

操作量処理部16は、制御入力算出部14に電気的に接続されており、制御入力算出部14からの電気信号を受け、電動モータMを駆動してスロットルバルブ20を動作させるための操作量を算出する。この操作量は、電動モータMがスロットルバルブ20を目標量に対応する目標位置に向かって収束するように動かす移動量であり、制御入力算出部14が算出した制御入力量に対応する値である。操作量処理部16は、算出した操作量を電気信号として電動モータMに出力する。   The operation amount processing unit 16 is electrically connected to the control input calculation unit 14, receives an electric signal from the control input calculation unit 14, and operates the throttle valve 20 by driving the electric motor M. Is calculated. This operation amount is a movement amount by which the electric motor M moves the throttle valve 20 so as to converge toward the target position corresponding to the target amount, and is a value corresponding to the control input amount calculated by the control input calculation unit 14. . The operation amount processing unit 16 outputs the calculated operation amount to the electric motor M as an electric signal.

電動モータMは、操作量処理部16に電気的に接続されており、操作量処理部16からの電気信号を受け、操作量処理部16が算出した操作量に応じてスロットルバルブ20を目標位置に向かって移動させ、対応して、スロットルバルブ20は、目標位置に向かって移動される。スロットル開度センサ21は、電動モータMによって移動させられたスロットルバルブ20の制御量を検出して、検出した制御量を電気信号として切換関数算出部12及び制御入力算出部14に出力する。   The electric motor M is electrically connected to the operation amount processing unit 16, receives an electric signal from the operation amount processing unit 16, and sets the throttle valve 20 to a target position according to the operation amount calculated by the operation amount processing unit 16. Correspondingly, the throttle valve 20 is moved toward the target position. The throttle opening sensor 21 detects the control amount of the throttle valve 20 moved by the electric motor M, and outputs the detected control amount to the switching function calculation unit 12 and the control input calculation unit 14 as an electric signal.

さて、以上のような構成を有する電子制御装置1では、特に、制御入力算出部14が、以下に示す等価則入力量算出処理によって等価則入力量を算出することにより、スロットルバルブ20を全開位置に移動させる際にスロットルレバー23aが全開位置ストッパ24に衝突することを抑制する。以下、図2をも参照して、本実施形態における等価則入力量算出処理について、詳細に説明する。   Now, in the electronic control device 1 having the above-described configuration, in particular, the control input calculation unit 14 calculates the equivalent law input amount by the following equivalent law input amount calculation process, so that the throttle valve 20 is fully opened. The throttle lever 23a is prevented from colliding with the fully open position stopper 24 when being moved to the position. Hereinafter, the equivalent law input amount calculation process in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

〔等価則入力量算出処理〕
図2は、本実施形態における電子制御装置の等価則入力量算出処理に用いられるゲイン特性を、スロットルバルブの実開度に対して示す図である。
[Equivalent law input amount calculation processing]
FIG. 2 is a diagram showing gain characteristics used in the equivalent law input amount calculation processing of the electronic control unit in the present embodiment with respect to the actual opening of the throttle valve.

制御入力算出部14は、スロットル開度センサ21が検出した制御量であるスロットルバルブ20の実開度(以下、実スロットル開度と表記)及びその他のパラメータに基づく等価則入力基本項に対して、実スロットル開度に応じたゲインを乗算することによって等価則入力量UEを算出する。   The control input calculation unit 14 applies an equivalent law input basic term based on an actual opening of the throttle valve 20 (hereinafter referred to as an actual throttle opening) that is a control amount detected by the throttle opening sensor 21 and other parameters. The equivalent law input amount UE is calculated by multiplying the gain according to the actual throttle opening.

具体的には、制御入力算出部14は、以下に示す数式(数2)を用いて等価則入力量UEを算出する。数式(数2)中、MUEは実スロットル開度に応じたゲイン、A1、A2、B1及びC1は各々モデルパラメータ、TH[0]は今回の制御量算出処理における実スロットル開度、TH[1]は前回の制御量算出処理における実スロットル開度、#SGは等価則演算ゲイン、及びΔTHは、前回の処理における実スロットル開度TH[1]から今回の処理における実スロットル開度TH[0]を引いた実スロットル開度の変化量を示す。かかる演算式や各種モデルパラメータ等は、電子制御装置1内のメモリに予めデータやプログラムとして格納されている。   Specifically, the control input calculation unit 14 calculates the equivalent law input amount UE using the following mathematical expression (Formula 2). In Equation (2), MUE is a gain corresponding to the actual throttle opening, A1, A2, B1 and C1 are model parameters, TH [0] is the actual throttle opening in the current control amount calculation process, TH [1 ] Is the actual throttle opening in the previous control amount calculation process, #SG is the equivalence law calculation gain, and ΔTH is the actual throttle opening TH [0] in the current process from the actual throttle opening TH [1] in the previous process. ] Represents the amount of change in the actual throttle opening. Such arithmetic expressions, various model parameters, and the like are stored in advance as data and programs in the memory in the electronic control unit 1.

Figure 0006026198
Figure 0006026198

ここで、図2中に実線L1で示す特性は、実スロットル開度THが制御範囲θの最大値に相当する全閉開度と実スロットル開度THが制御範囲θの最小値に相当する全閉開度との間の全領域において、ゲインMUEが一定値(典型的には1)である。一方で、本実施形態において、制御入力算出部14が、数式(数2)を用いて等価則入力量UEを算出する際に用いるゲインMUEは、図2中に破線L2で示す特性を有する。つまり、かかるゲインMUEは、実スロットル開度THが所定の制御範囲θの最大値に相当する全開開度側の領域であるUE減補正領域R1、UE減補正領域R1に隣接して実スロットル開度THの中開度領域である通常領域R2、及び通常領域R2に隣接して実スロットル開度THが所定の制御範囲θの最小値に相当する全閉開度側の領域であるUE増補正領域R3において、変化する値を有する。また、UE減補正領域R1及びUE増補正領域R3は、各々、所定の制御範囲θの1/8未満の角度範囲に相当して、UE減補正領域R1は実スロットル開度THの全開開度に対する近傍領域である共に、UE増補正領域R3は実スロットル開度THの全閉開度に対する近傍領域である。   Here, the characteristics indicated by the solid line L1 in FIG. 2 indicate that the fully closed opening where the actual throttle opening TH corresponds to the maximum value of the control range θ and the full throttle opening TH corresponding to the minimum value of the control range θ. The gain MUE is a constant value (typically 1) in the entire region between the opening and closing. On the other hand, in the present embodiment, the gain MUE used when the control input calculation unit 14 calculates the equivalent law input amount UE using the mathematical formula (Equation 2) has a characteristic indicated by a broken line L2 in FIG. That is, the gain MUE is determined so that the actual throttle opening TH is adjacent to the UE reduction correction region R1 and the UE reduction correction region R1, which are regions on the fully opened opening side corresponding to the maximum value of the predetermined control range θ. Normal region R2 which is a middle opening region of degree TH, and UE increase correction in which the actual throttle opening TH is a region on the fully closed opening side corresponding to the minimum value of the predetermined control range θ adjacent to the normal region R2 In the region R3, it has a changing value. Further, each of the UE decrease correction region R1 and the UE increase correction region R3 corresponds to an angle range less than 1/8 of the predetermined control range θ, and the UE decrease correction region R1 is a fully opened opening of the actual throttle opening TH. The UE increase correction region R3 is a region near the fully closed opening of the actual throttle opening TH.

詳しくは、制御入力算出部14が、数式(数2)を用いて等価則入力量UEを算出する際に用いるゲインMUEは、図2中に破線L2で示すように、UE減補正領域R1において、通常領域R2における一定値(典型的には1)よりも小さくなるように設定されている。つまり、実スロットル開度が増加されてUE減補正領域R1内に入ると(実スロットル開度TH=開度TH4)、ゲインMUEは、実スロットル開度の増加に応じて変化速度(便宜上V3と呼ぶ)で通常領域R2における一定値1から減少し始める。また、実スロットル開度THが更に増加されて実開度TH4より大きい開度TH5以上になると、ゲインMUEは、実スロットル開度THの増加に応じて変化速度V3より小さい変化速度(便宜上V5と呼ぶ)で減少する。そして、実スロットル開度THが更に増加されて開度TH5より大きい開度TH6以上になると、ゲインMUEは、所定の一定値に固定される。このように、UE減補正領域R1では、実スロットル開度が目標開度に対してオーバーシュートしやすいので、ゲインMUEを速やかに減少させて等価則入力量UEを小さくすることによって、更に、より全開開度側で一定値に固定することによって、実スロットル開度が目標開度に対してオーバーシュートすることを抑制すると共に、スロットルレバー23
aが全開位置ストッパ24に不要に衝突することを回避する。
Specifically, the gain MUE used when the control input calculation unit 14 calculates the equivalent law input amount UE using the mathematical formula (Equation 2) is as follows in the UE reduction correction region R1, as indicated by a broken line L2 in FIG. The normal region R2 is set to be smaller than a certain value (typically 1). That is, when the actual throttle opening is increased and enters the UE decrease correction region R1 (actual throttle opening TH = opening TH4), the gain MUE changes according to the increase in the actual throttle opening (for convenience, V3 and V3). And starts to decrease from the constant value 1 in the normal region R2. Further, when the actual throttle opening TH is further increased to become greater than the opening TH5 that is larger than the actual opening TH4, the gain MUE changes with a change speed smaller than the change speed V3 according to the increase in the actual throttle opening TH (for convenience, V5 and V5). Decrease). When the actual throttle opening TH is further increased and becomes greater than the opening TH6 that is larger than the opening TH5, the gain MUE is fixed to a predetermined constant value. In this way, in the UE decrease correction region R1, the actual throttle opening is likely to overshoot the target opening, so that by further reducing the gain MUE and reducing the equivalent law input amount UE, By fixing to a constant value on the fully open position side, the actual throttle opening is prevented from overshooting the target opening, and the throttle lever 23
It is avoided that a collides with the fully open position stopper 24 unnecessarily.

また、制御入力算出部14が、数式(数2)を用いて等価則入力量UEを算出する際に用いるゲインMUEは、図2中に破線L2で示すように、UE増補正領域R3においては、通常領域R2における一定値(典型的には1)よりも大きくなるように設定されていることが好ましい。つまり、実スロットル開度THが減少されてUE増補正領域R3内に入ると(実スロットル開度TH=開度TH3)、ゲインMUEは実スロットル開度THの減少に応じて変化速度(便宜上V1と呼ぶ)で通常領域R2における一定値から増加し始める。また、実スロットル開度THが更に減少されて開度TH3より小さい開度TH2以下になると、ゲインMUEは実スロットル開度THの減少に応じて所定速度V1より速い所定速度(便宜上V2と呼ぶ)で増加する。そして、実スロットル開度THが更に減少されて開度TH2より小さい開度TH1以下になると、等価則では修正できない非モデル化誤差が大きくなるので、ゲインMUEは所定の一定値に固定される。このように、UE増補正領域R3では、スロットルバルブ20の回動時のフリクションが上昇しやすいので、ゲインMUEを速やかに増加させて等価則入力量UEを大きくすることによって、更に、より全閉開度側で一定値に固定することによって、スロットルバルブ20の目標開度の変化に対する応答性や追従性を向上する。   Further, the gain MUE used when the control input calculation unit 14 calculates the equivalent law input amount UE using the mathematical formula (Equation 2) is as follows in the UE increase correction region R3 as indicated by a broken line L2 in FIG. In addition, it is preferably set to be larger than a certain value (typically 1) in the normal region R2. That is, when the actual throttle opening TH is decreased and enters the UE increase correction region R3 (actual throttle opening TH = opening TH3), the gain MUE changes according to the decrease in the actual throttle opening TH (V1 for convenience). And starts to increase from a constant value in the normal region R2. Further, when the actual throttle opening TH is further decreased to be less than the opening TH2 smaller than the opening TH3, the gain MUE is a predetermined speed faster than the predetermined speed V1 according to the decrease of the actual throttle opening TH (referred to as V2 for convenience). Increase with. When the actual throttle opening TH is further reduced to be less than the opening TH1 that is smaller than the opening TH2, the non-modeling error that cannot be corrected by the equivalent law increases, so the gain MUE is fixed to a predetermined constant value. As described above, in the UE increase correction region R3, the friction during the rotation of the throttle valve 20 is likely to increase. Therefore, by increasing the gain MUE quickly and increasing the equivalent law input amount UE, the fully closed state is further increased. By fixing to a constant value on the opening side, responsiveness and followability to changes in the target opening of the throttle valve 20 are improved.

なお、実スロットル開度THの中開度領域である通常領域R2においては、特に等価則入力基本項を調整する必要もないので、ゲインMUEの値は1に設定される。   In the normal region R2, which is the middle opening region of the actual throttle opening TH, the value of the gain MUE is set to 1 because there is no particular need to adjust the equivalent law input basic term.

以上の説明から明らかなように、本実施形態における電子制御装置1では、制御入力算出部14が、スロットルバルブ20の実開度に基づいて算出された値にゲインMUEを乗算した値を等価則入力量UEとして算出し、スロットルバルブ20の実開度が制御範囲θ内の最大値(全開位置)になる全開角度の近傍領域R1において、等価則入力量UEを減少させるようにゲインMUEを設定する。これにより、スロットルバルブ20を全開位置に移動させる際、全開位置近傍での等価則入力量UEが減少されるので、スロットルレバー23aが全開位置ストッパ24に不要に衝突することを抑制することができる。   As is clear from the above description, in the electronic control device 1 according to the present embodiment, the control input calculation unit 14 sets an equivalent law to a value obtained by multiplying the value calculated based on the actual opening of the throttle valve 20 by the gain MUE. The gain MUE is set so as to reduce the equivalent law input amount UE in the region R1 near the full opening angle where the actual opening of the throttle valve 20 is the maximum value (full opening position) within the control range θ, calculated as the input amount UE. To do. Thus, when the throttle valve 20 is moved to the fully open position, the equivalent law input amount UE near the fully open position is reduced, so that the throttle lever 23a can be prevented from unnecessarily colliding with the fully open position stopper 24. .

また、本実施形態における電子制御装置1では、制御入力算出部14が、スロットルバルブ20の全開角度の近傍領域R1では、等価則入力量UEが、その変化速度が漸減されながら減少されて一定値になるように、ゲインMUEを設定する。これにより、スロットルバルブ20を全開位置に移動させる際、全開位置近傍での等価則入力量UEがより適確な態様で減少されるので、スロットルレバー23aが全開位置ストッパ24に不要に衝突することをより確実に抑制することができる。   Further, in the electronic control apparatus 1 according to the present embodiment, the control input calculation unit 14 determines that the equivalent law input amount UE decreases in a region R1 near the full opening angle of the throttle valve 20 while the rate of change is gradually decreased to a constant value. The gain MUE is set so that Thus, when the throttle valve 20 is moved to the fully open position, the equivalent law input amount UE in the vicinity of the fully open position is reduced in a more accurate manner, so that the throttle lever 23a collides with the fully open position stopper 24 unnecessarily. Can be more reliably suppressed.

また、本実施形態における電子制御装置1では、制御入力算出部14が、スロットルバルブ20の実スロットル開度が制御範囲θ内の最小値(全閉位置)になる全閉角度の近傍領域R3において、等価則入力量UEを増加させるようにゲインMUEを設定する。これにより、スロットルバルブ20の低開度領域R3では等価則入力量UEが増加されるので、スロットルバルブ20の目標開度の変化に対する応答性や追従性を向上させることができる。   Further, in the electronic control apparatus 1 according to the present embodiment, the control input calculating unit 14 is in the region R3 in the vicinity of the fully closed angle where the actual throttle opening of the throttle valve 20 is the minimum value (fully closed position) within the control range θ. The gain MUE is set so as to increase the equivalent law input amount UE. Thereby, since the equivalent law input amount UE is increased in the low opening region R3 of the throttle valve 20, it is possible to improve the responsiveness and followability to the change in the target opening of the throttle valve 20.

また、本実施形態における電子制御装置1では、制御入力算出部14が、スロットルバルブ20の全閉角度の近傍領域R3では、等価則入力量UEが、その変化速度を漸減させながら増加されて一定値になるように、ゲインMUEを設定する。これにより、スロットルバルブ20の低開度領域R3では等価則入力量UEがより適確な態様で増加されるので、スロットルバルブ20の目標開度の変化に対する応答性や追従性をより確実に向上させることができる。   Further, in the electronic control apparatus 1 according to the present embodiment, the control input calculation unit 14 determines that the equivalent law input amount UE is increased while gradually decreasing the rate of change in the vicinity region R3 of the fully closed angle of the throttle valve 20. The gain MUE is set to be a value. As a result, the equivalent law input amount UE is increased in a more appropriate manner in the low opening region R3 of the throttle valve 20, so that the responsiveness and followability to the change in the target opening of the throttle valve 20 are more reliably improved. Can be made.

なお、本発明においては、構成要素の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。   In the present invention, the type, arrangement, number, and the like of the constituent elements are not limited to the above-described embodiment, and the gist of the invention is appropriately substituted such that the constituent elements are appropriately replaced with those having the same operational effects. Of course, it can be changed as appropriate without departing from the scope.

以上のように、本発明においては、スロットルバルブを全開位置に移動させる際にスロットルレバーがストッパに衝突することを抑制可能な電子制御装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の車両におけるスライディングモード制御を行う電子制御装置に広範に適用され得るものと期待される。   As described above, the present invention can provide an electronic control device capable of suppressing the throttle lever from colliding with the stopper when the throttle valve is moved to the fully open position. It is expected to be widely applicable to electronic control devices that perform sliding mode control in vehicles such as motorcycles.

1…電子制御装置
10…スライディングモード制御部
12…切換関数算出部
14…制御入力算出部
16…操作量処理部
20…スロットルバルブ
21…スロットル開度センサ
22…吸気管
23…スロットルシャフト
23a…スロットルレバー
24…全開位置ストッパ
25…全閉位置ストッパ
26…リターンスプリング
G1、G2…ギヤ
M…電動モータ
S…電子制御スロットル装置
θ…制御範囲
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic control apparatus 10 ... Sliding mode control part 12 ... Switching function calculation part 14 ... Control input calculation part 16 ... Operation amount process part 20 ... Throttle valve 21 ... Throttle opening sensor 22 ... Intake pipe 23 ... Throttle shaft 23a ... Throttle Lever 24 ... Fully open position stopper 25 ... Fully closed position stopper 26 ... Return springs G1, G2 ... Gear M ... Electric motor S ... Electronic control throttle device θ ... Control range

Claims (4)

スロットルバルブを駆動する電動モータと、前記スロットルバルブを全閉側に向かって回動するように付勢するリターンスプリングと、を備えた電子制御スロットル装置である制御対象機器に対してスライディングモード制御処理を実行することにより、制御量検出器が検出した前記制御対象機器の制御量が所定の制御範囲内で所定の目標量になるように、前記制御対象機器への操作量を算出して前記制御対象機器に前記操作量を出力するスライディングモード制御部を備え、
前記スライディングモード制御部は、複数の状態量を変数とする切換関数により切換線又は切換平面を規定して、前記複数の状態量が前記切換線又は前記切換平面において平衡状態に収束するように、前記複数の状態量を前記切換線又は前記切換平面上に拘束するための等価則入力量、前記複数の状態量を前記切換線又は前記切換平面に近づけてそれに到達させるための到達則入力量、及び前記切換関数に関するモデル化誤差を抑制するための非線形則入力量を各々算出すると共にそれらの和として制御入力量を算出して、前記制御入力量に基づく前記操作量を前記制御対象機器に出力する電子制御装置において、
前記スライディングモード制御部は、前記制御量に基づいて算出された値にゲインを乗算した値を前記等価則入力量として算出し、前記ゲインは、前記制御範囲内における前記制御量の最大値の側と前記制御量の最小値の側との間の第1の所定領域では第1の一定値を呈する特性に設定されると共に、前記制御範囲内における前記制御量の前記最大値の側の第2の所定領域で、前記制御量が大きくなるに伴って、前記等価則入力量を減少させるように、前記第1の一定値から減少していく特性に設定されていることを特徴とする電子制御装置。
A sliding mode control process for a device to be controlled that is an electronically controlled throttle device comprising an electric motor that drives the throttle valve and a return spring that urges the throttle valve to rotate toward the fully closed side. by the execution, so that the control amount of the control target device controlled variable detector detects reaches a predetermined target amount within a predetermined control range, calculates and the control amount of the operation to the control target device A sliding mode control unit that outputs the operation amount to the target device;
The sliding mode control unit defines a switching line or a switching plane by a switching function having a plurality of state quantities as variables, so that the plurality of state quantities converge on an equilibrium state in the switching line or the switching plane. Equivalent law input amount for constraining the plurality of state quantities on the switching line or the switching plane, reaching law input quantity for causing the plurality of state quantities to approach the switching line or the switching plane and reach it, And calculating a non-linear law input amount for suppressing a modeling error related to the switching function, and calculating a control input amount as a sum of them, and outputting the operation amount based on the control input amount to the control target device In the electronic control device
The sliding mode control unit calculates a value obtained by multiplying a value calculated based on the control amount by a gain as the equivalent law input amount, and the gain is on the side of the maximum value of the control amount within the control range. Is set to a characteristic exhibiting a first constant value in a first predetermined region between the control value and the minimum value side of the control amount, and a second value on the maximum value side of the control amount within the control range. In the predetermined region, the electronic control is set to a characteristic that decreases from the first constant value so as to decrease the equivalent law input amount as the control amount increases. apparatus.
前記ゲインは、前記第の所定領域で、前記制御量が大きくなるに伴って、前記等価則入力量がその変化速度が漸減されながら減少されて一定値になるように、前記第1の一定値から減少して第2の一定値を呈する特性に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 In the second predetermined region, the gain is set to the first constant value so that the equivalent law input amount decreases to a constant value as the change amount gradually decreases as the control amount increases. The electronic control device according to claim 1, wherein the electronic control device is set to a characteristic that decreases from a value and exhibits a second constant value . 前記ゲインは、前記制御範囲内における前制御量の前記最小値の側の第の所定領域で、前記制御量が小さくなるに伴って、前記等価則入力量を増加させるように、前記第1の一定値から増加していく特性に設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子制御装置。 The gain is a third predetermined region on the side of the minimum value before Symbol control amount within the control range, said control amount with the smaller, to increase the equivalent control law input amount, the first The electronic control device according to claim 1, wherein the electronic control device is set to a characteristic that increases from a constant value of 1. 前記ゲインは、前記第の所定領域で、前記制御量が小さくなるに伴って、前記等価則入力量がその変化速度が漸減されながら増加されて一定値になるように、前記第1の一定値から増大して第3の一定値を呈する特性に設定されていることを特徴とする請求項3に記載の電子制御装置。 In the third predetermined region, the gain is set to the first constant value so that the equivalent law input amount is increased while the rate of change is gradually decreased and becomes a constant value as the control amount decreases. The electronic control device according to claim 3, wherein the electronic control device is set to a characteristic that increases from a value and exhibits a third constant value .
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