JPH02301805A - ディジタル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被制御対象の制御システムを動的ノステムと
して捕らえて予め動的モデルを構築しおき、この動的モ
デルにより制御入出力量に応じて得られる状態変数量に
基づいて制御入力量を決めるディンタル制御装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のディジタル制御装置としては、例えば特
開昭５９−７７５２号公報に開示されている内燃機関の
アイドル回転数制御装置ように、アイドル回転数を制御
するシステムの動的モデルに基づいて、制御入力量（例
えば吸気量）と制御出力量（例えばアイドル回転数）と
から適当な次数の状態変数量を推定し、この状態変数量
と回転数偏差とから制御入力量を決める装置が提案され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のような装置においては、動的モデルの精度がその
まま制御精度へ反映されてしまう。したがって、高精度
な動的モデルの構築が必要不可欠となる。動的モデルの
精度は次数を」二げることにより向上する。しかし、動
的モデルの次数を上げることは、電子制御装置の負荷を
高めること心こなるという問題点がある。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的とするとごろは高精度でかつ低次数の
動的モデルを構築して、この構築された動的モデルに依
り極めて精度のよい制御か実現し得るディジタル制御装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明は第１図に示すように被制御対象の作動状
態を検出する検出手段と、前記被制御対象の作動を調節
する駆動部制を駆動するアクチュエータと、前記検出手
段により検出された作動状態に応じて前記アクチュエー
タを制御するための制御データを所定周期毎に演算し、
前記制御データに応じた制御信号を出力する制御手段と
をイ１するディジタル制御装置であって、前記制御手段
聞、予め構築された動的モデルに基づいて、前回の演算
タイミングにおいて求めた前記制御データと１１１記検
出手段にて検出された作動状態とに応じて状態変数量を
決定する決定手段と、前記被制御対象が所要の作動状態
となるように前記状態変数量に応じて前記制御信号を出
力する出力手段とを備え、前記動的モデルは、前記制御
信号が前記アクチュエータに入力されてから作動状態が
変化しはじめるまでのむだ時間を離散系で同定した第１
の動的モデルと前記むだ時間以降の部分を離散系で同定
した第２の動的モデルとに基づいて構築されたものであ
るディジタル制御装置をその要旨としている。

または内燃機関の回転数を検出する検出手段と、前記回
転数を調節するアクチュエータと、前記検出手段により
検出された回転数に応じて前記アクチュエータを制御す
るための制御データを所定周期毎に演算し、前記制御デ
ータに応した制御信号を出力する制御手段とを有するデ
ィジタル制御装置であって、前記制御手段は、予め構築
された動的モデルに基づいて、前回の演算タイミングに
おいて求めた前記制御データと前記検出手段にて検−〇
− 出された回転数とに応じて状態変数量を決定する決定手
段と、前記回転数が所望の回転数となるように前記状態
変数量に応じて前記制御信号を出力する出力手段とを備
え、前記動的モデルは、前記制御信号が前記アクチュエ
ータに入力されてから回転数が変化しはじめるまでのむ
だ時間を離散系で同定した第１の動的モデルと前記むだ
時間以降の部分を離散系で同定した第２の動的モデルと
に基づいて構築されたものであるディジタル制御装置を
その要旨としている。

また前記制御装置における前記所定周期は、前記むだ時
間のＮ分の］、（Ｎは任意の整数）であるようにすると
好ましい。

〔作用］ まず、制御信号がアクチュエータに入力されてから作動
状態が変化しはじめるまでのむだ時間に対する第１の動
的モデルとむだ時間以降に対する第２の動的モデルとを
それぞれ同定する。そしてこれら同定した第１および第
２の動的モデルに枯づいて制御システム全体の動的モデ
ルを予め構築しておく。

そして、その予め構築しておいた制御システム全体の動
的モデルに基づいて、決定手段により状態変数量を決定
する。この決定した状態変数量に応じて出力手段により
アクチュエータへ制御信号を出力する。

または、制御信号がアクチュエータに入力されてから回
転数が変化しはじめるまでのむだ時間に対する第１の動
的モデルとむだ時間以降に対する第２の動的モデルとを
それぞれ同定する。そしてこれら同定した第１および第
２の動的モデルに基づいて制御システム全体の動的モデ
ルを予め構築しておく。

そして、この予め構築しておいた制御システム全体の動
的モデルに基づいて、決定手段により状態変数量を決定
する。この決定した状態変数量に応じて出力手段により
アクチュエータへ制御信号を出力する。

また、上述の制御における演算は制御手段により、むだ
時間のＮ分のＩ　　（Ｎは任意の整数）の周期で行なう
。

〔実施例〕

以下に本発明の好適な実施例としてのアイ１′ル回転数
制御装置について説明する。第２図は、以下に説明する
アイドル回転数制御が行なわれるエンジン１０とその周
辺装置を示す概略構成図である。図示するように本実施
例では、エンジン１０の点火時期、燃料噴射量、アイド
ル回転数の各々の制御が、電子制御語ｆｆ２０により行
なわれるか、ここではアイドル回転数の制御を中心に説
明する。

エンジン１０は車両に搭載されており、第２図に示すよ
うに、４気筒４ザイクルの火花点火式のものであって、
その吸入空気は」−流より、エアクリーナ２１．エアフ
ローメータ２２．吸気管２３゜サージタンク２４．吸気
分岐管２５．を介して各気筒に吸入され、−・方燃料は
図示しない燃料タンクより圧送されて吸気分岐管２５に
設げられた燃料噴射弁２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ
から噴射・供給されるよう構成されている。また、エン
ジン１０には、点火回路２７から供給される高電圧の電
気信号を各気筒の点火プラグ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、
２８ｄ、　に分配するディストリビュータ２９、このデ
ィストリビュータ２９内に設けられエンジン１０の回転
数Ｎｅを検出する検出子・段としての回転数センサ３０
、スロットルバルブ３１の開度Ｔ　Ｈを検出するスロワ
［ルセンサ３２、エンジン１０の冷却水温Ｔｈｗを検出
する暖機センサ３３、同しくその吸気温度Ｔａｍを検出
する吸気温センサ３４が備えられている。回転数センサ
３０はエンジン１０のクランク軸と同期して回転するリ
ングギアに対向して設けられるもので、エンジン回転数
に比例してエンジン１０の１回転、即ち７２０’ＣＡに
２４発のパルス信号を出力する。

スロットルセンサ３２はスロットルバルブ３１の開度Ｔ
Ｈに応じたアナログ信号と共に、スロットルバルブ３１
がほぼ全閉であることを検出するアイドルスインチから
のオン−オフ信号も出力する。

一方、エンジン１０の吸気系には、スロットルバルブ３
１を迂回し、エンジン１０のアイドル時における吸入空
気量ＡＲを制御するバイパス通路４０が設けられている
。バイパス通路／ＩＱυ：１、空気導管４２．４３とア
クチュエータとしての空気制御弁（以下、ＩＳＣバルブ
と呼ぶ）４４とから構成されている。このＩＳＣバルブ
４４は、基本的には比例電磁式（リニアソレノイド）制
御弁であり、ハウジング４５の中に移動可能に設定した
プランジャ４６の位置によって、上記空気導管４２と４
３との間の空気通路面積を可変制御するものである。Ｉ
ＳＣバルブ４４は、通常はプランジャ４６が圧縮コイル
はね４７によって」１記空気通路面積が零となる状態に
設定されているか、励磁コイル４８に励磁電流を流すこ
とによって、プランジャ４６が駆動されて空気通路を開
くように構成されている。即ち、励磁コイル４８に対す
る励磁電流を連続的に変化制御するごとによってバイパ
ス空気流量が制御されるものである。ごの場合、励磁コ
イル４８に対する励磁電流は、励磁コイル４８に印加す
るパルス幅のデユーティ比を制御する所謂パルス幅変調
ＰＷＭを行なうことで制御されている。

このＩＳＣバルブ４４は、燃料噴射弁２６ａないし２６
ｄや点火回路２７と同様に電子制御装置２０によって駆
動制御されるもので、」二連したものの他にもダイヤフ
ラム制御式の弁、ステップモータ制御による弁等が適宜
用いられる。

電子制御装置２０は、周知のセントラル・プロセッシン
グ・ユニッ１−（ＣＰＵ）５１、リード・オンリー・メ
モリ（ＲＯＭ）５２、ランダム・アクセス・メモリ　（
ＲＡＭ）５３、バックアツプＲＡＭ５４等を中心に算術
論理演算回路として構成され、上述した各センナからの
入力を行なう入力ボート５６や各アクチュエータへ制御
信号を出力する出力ポート５８等と、ハス５９を介して
相互に接続されている。電子制御装置２０は、人カポ−
＋−５６を介して、吸入空気量ＡＲ１吸気温度Ｔａｍ、
スロントル開度ＴＨ１冷却水温Ｔｈｗおよび回転数Ｎｅ
等を入力し、これらに基づいて燃料噴射量τ、点火時期
１ｇ、Ｉｓｃバルブ開度θ等を算出し、出力ポート５８
を介して燃料噴射弁２６ａないし２６ｄ、点火回路３１
、ＩＳＣバルブ４４の各々に制御信号を出力する。これ
らの制御のうち、アイドル回転数制御について以下に説
明する。

電子制御装置２０ば、アイドル回転数制御を行うために
、予め次の手法で設計されている。

（１）制御対象の同定 制御対象を同定する手順を第３図に示すフローチャート
に基づいて説明する。

まずステップ１０１にて制御対象のステンブ応答を観測
する。ＩＳＣＳＣハルツを所定開度Δθだけ増加させる
ようなデユーティ比信号り、＝Ｄ。

十へＤ（Ｄｏば現在のデユーティ比、ΔＤは＋ＳＣバル
ブ開度を△θだり増加させるデユーティ比）を出力する
。そして、その時の回転数の挙動を測定する。回転数の
挙動は第４図に示されるように、ＩＳＣバルブ開度を所
定開度Δθだけ増加さ・Ｕるデユーティ比Ｄ１の信号が
出力されると、むだ時間■５だ＆ノ遅れて回転数Ｎｅが
増加しはしめる。

−＋　３− 次にステップ１０２にて、モデルの分離を行う。

ステップ］、　０１で測定したむだ時間りに応じて、制
御システムの動的モデルをむだ時間■、の部分とそれ以
降の部分とに分離する。

そしてステップ１０３にて、第１の動的モデルとしての
むだ時間りの部分のモデル同定を行う。

ここで、むだ時間りを連続系でモデル同定した時の伝達
関数Ｇ。、は、 であり、無限次数である。しかし、ザンプリング周期Δ
ｔを △ｔ　＝　Ｌ／Ｎ （Ｎは任意の整数）と設定することにより、むだ時間り
を離散系でモデル同定した時の伝達関数Ｇａ１（Ｚｌは Ｇ　ａ　＋　（Ｚ）　−１／　ｚ　Ｎ となる。本実施例では、Ｌ＝２４０．ｓｅｃでありＮ−
２としてΔｔ＝２４０／２−１２０．Ｓ、、６とする。

つまり Ｇ、、（ｚ）−］　／　ｚ　２・・・　■となる。よっ
て、第１の動的モデルは離散系において第■弐のような
簡弔な伝達関数となる。

次にステップ１０４にて、第２の動的モデルとしてのむ
だ時間り以降の部分のモデル同定を行・う。

ザンプリング同期を前述のΔｔ、とした離散系の動的モ
デルは ｃａ２（Ｚ）＝　（ｂｔｚ＋ｂｚ）　／　（Ｚ２＋−ａ
＋Ｚ−Ｌ（３ｚ）・・　■ という伝達関数で表すことができる。

ここで、伝達関数ｃ　ａ　２　（Ｚ）の定数ａ　＋、　
ａ２．　ｔ）＋、　ｔ）ｚは、最小二乗法等により実験
的に求めることができる。

最後にステップ１０５にて、ステップ１０３およびステ
ップ１０４にてそれぞれ同定された動的モデルに対する
伝達関数Ｇ　、　、　（ｚ）　、　Ｇ、□（Ｚ）に基づ
いて、システム全体の動的モデルの伝達関数Ｇ、（Ｚ）
を構築すると ｃａ（”）＝　０８．（ｚ）Ｘ　ｃａｚ（ｚ）となる。

ここで、Ｇ　ａ（ｚ）　＝　Ｎ　ｅ　（ｚ）、／　ｕ　
（Ｚ）である。ここで、Ｎ　ｅ　（ｚ）は制御出力量で
ある回転数の関数、ｕ　（ｚ）は制御入力量であるパル
ス信号のデユーティ比の関数である。そこで第０式をＮ
　ｅ　（ｚ）に関して整理すると Ｎｅ（Ｚ）＝　　（ａ、ｚ−’＋ａｚｚ−２）ＸＮｅ（
ｚ）＋−（Ｊｚ−３＋ｂ２ｚ−’）Ｘｕ（ｚ）・−■′
となる。ここで、Ｚ″１は時間遅れ演算子を表している
。

よって、推定回転数Ｎｅ（ｉ）は第■′式よりＮｅ（ｉ
）−ａ、・Ｎｅ（ｉ４）＋ａ２−Ｎｅ（＋−２）（−ｂ
　＋・ｕ　（ｉ−３）　十ｂ　ｚ−ｕ　（＋−４）　・
・・　　■という式で推定可能となる。第０式に外部ｄ
を考慮すると、ｔｌｔ定回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）はＮ　ｅ
（ｉ）＝　ａ　、−Ｎ　ｃ　（ｉ−１）　　＋　ａ　２
−Ｎ　ｅ　（ｉ−２）＋ｂ、ｕ（ｉ−３）　＋ｂ２−ｕ
（＋−４）　十ｄ・・・　■ により算出できる。

尚、ここで、ＵはＩＳＣバルブ４４の制御入力用を示す
ものであって、本実施例では励磁コイル４８に印加され
るパルス信号のデユーティ比に相当する。また、ｉは最
初のサンプリング開始からの制御回数を示す変数である
。

（２）状態変数量Ｘ表示の方法 」１式■を状態変数量Ｘ（ｉ）−（Ｘ＋（ｉ）　Ｘｚ（
ｉ）　ｘ、に）Ｘ４（ｉ）　Ｘ５（ｉ））　７を用いて
書き直すと、となる。

（３）付加積分型レギュレータの設計 上記第■、■式についてレギュレータを設計すると、最
適フィードバックゲインに＝　（ＫＩ　　Ｋ２　Ｋ３に
、に５）と状態変数量Ｘ　（ｉ）　＝　（Ｘ　＋　（ｉ
）　　Ｘ　ｚ（ｉ）χ：＋（ｉ）　　Ｘ４（ｉ）　　Ｘ
５（ｉ））”　−（Ｎｅ（ｉ）　　Ｎｅ（ｉ−１）ｕ　
（ｉ−１）　　ｕ　（ｉ−２）　　ｕ　（ｉ−３）　）
とを用いるとｕ（ｉ）＝Ｋ　　・　Ｘ（ｉ）＝に＋　・
Ｎ　　ｅ　　（ｉ）＋Ｋｚ　　Ｎ　ｅ　　（ｉ−１）＋
に３−　ｕ　（ｉ−１）＋Ｋａ・ｕ　（ｉ−２）＋Ｋｓ
−ｕ　（ｉ−３）・・・■ となる。更に、誤差を吸収させるための積分項ｕ、（ｉ
）を加え、 ｕ（ｉ）＝に＋・Ｎｅ（ｉ）＋Ｋｚ−Ｎｅ（ｉ−１）＋
に、、−ｕ　（ｉ−１）＋に、　ｕ　（ｉ−２ｈ　Ｋ、
ｕ　（ｉ−３）＋ｕ＋（ｉ）・・・■ としてＩＳＣバルブ４４の制御入力量＋」（ｉ）を求め
ることができるごとになる。尚、ここで、Ｌｌｌ（ｉ）
　ｉＪ、アイドル時の目標回転数ＮＦと実際の回転数Ｎ
　ｅ　（ｉ）との偏差Ｎ　Ｆ　−Ｎ　ｅ　（ｉ）と積分
定数Ｋａから求まる値であり、 ｕ＋（ｉ）＝ｕ＋（ｉｉ）＋Ｋａ・（ＮＦ−Ｎｅ（ｉ）
）−００として求められる。

第５図は、上述の如く構築したアイドル回転数を制御す
るシステムのブロック線図であって、この第５図では、
制御入力値ｕ（ｉ−１）をｕ　（ｉ）から導くためにＺ
−１変換を用いて表示したが、ごれは過去ｄ′制御入力
値ｕ（ｉ−］）をＲＡＭ！ｌ＋３に記憶しておき、次の
制御の時点て読め出して用いることに相当する。

なお、第５図において一点鎖線でかこまれたブロックＰ
１が回転数を目標回転数Ｎ　Ｆにフィードバック制御し
ている状態において状態変数量Ｘ（ｉ）を定める部分、
ブロックＰ２がトー記積分項ｕ、（ｉ）を求める部分（
累積部）、及びブロックＰ３がブロックＰ１で定められ
た状態変数量Ｘ　（ｉ）　とブ１コックＰ２で求められ
た積分項ｕ、（ｉ）　とから今回の制御値ｕ　（ｉ）を
演算する部分を示している。

（４）最適フィードバックケインＫ及び積分定数Ｋａの
決定 最適フィードバンクケインＫ及び積分定数Ｋａは、例え
ば以下の手法によって決定できる。

（最適サーボ系） 最適フィートハシクケインＫ及び積分定数Ｋａは、評価
関数、 Ｊ−Σ（Ｑ　（Ｎｅ（ｉ）−ＮＦ）　２＋Ｒ（ｕ（ｉ）
−ｕ　（ｉ　−］））　２１　　　・・・・・・　０を
最小とするように決定される。ここで、評価関数Ｊとは
、ＩＳＣバルブ４４の制御値ｕ　（ｉ）の動きを制約し
つつ、制御出力としてのアイドル回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）
の目標回転数ＮＦからの偏差を最小にしようと意図した
ものであり、制御値ｕ　（ｉ）に対する制約の重め付け
は、重みのパラメータＱ、　　Ｒの値によって変更する
ことができる。従って、重みバラメークＱ、　　Ｒの値
を種々換えて最適な制御特性かえられるまでのシュミレ
ーションを繰り返し、最適フィー１−ハソクリーインに
−〔Ｋ、　　Ｋ。

Ｋ３　Ｋ４　Ｋ、）及び積分定数Ｋａを定めればよい。

そして上述の最適フィードバックケインに＝〔ＫＩ　Ｋ
２　Ｋ３　Ｋ４　Ｋ５］及び積分定数Ｋ　ａはモデル定
数ａｌ、ａｚ、ｂ＋、ｌ）ｚに依存している。

そごで、実際のアイドル回転数を制御する系の変動（パ
ラメータ変動）に対するシステムの安定（’４（ロバス
ト性）を保障しようとすると、モデル定数ａｌｔ　ａｚ
＋　ｂｌ、　ｔ）ｚの変動分を見込んで最適フィードバ
ックゲインＫ及び積分定数Ｋａを設計する必要がある。

従ってシュミレーションはモデル定数ａ　ｌ　）　ａ　
２＋　ｂ　Ｉ　）　ｂ　２の現実に生じ得る変動を加味
して行ない、安定性を満足する最適フィードバックケイ
ンＫ及び積分定数Ｋ　ａを定める。変動要因としては、
ＩＳＣバルブ４４のへたりやバイパス通路の目詰まり等
の経時的変化の他、負荷変動等によるものも考えること
ができる。なお、この最適フィードバックケインＫ及び
積分定数Ｋ　ａは例えば小さな負荷変動状態に対応する
ものと大きな負荷変動状態に対応するものとの２種類な
ど事前に複数個備えられていてもよく、負荷変動状態に
応じて切り替えるようにすることも考えられる。

以下、制御対象の同定、状態変数量表示の方法、付加積
分型レギュレータの設計、最適フィードバックゲインの
決定について説明したが、これらは予め決定され求めら
れており、電子制御装置２０の内部ではその結果すなわ
ち、第■、［相］式のみを用いて実際の制御を行なうの
である。

そこで、次に第６図のフローチャートに拠って電子制御
装置２０が実際に行なう処理について説明する。

電子制御装置２０は、電源が投入されると、燃料噴射制
御等の他の制御ルーチンと共に、第６図に示すＩＳＣ制
御ルーチンを実行する。まず、起動直後には所謂初期化
の処理を行なう（ステップ２００）。ここで初期化の処
理とは、例えばサンプリング回数を示す変数ｉを零に、
■ＳＣバルブ４４の制御量の初期値ｕ　（−］、）　、
　　ｕ　（−２）をそれぞれ定数ｕｉ１．ｕｉ２に、目
標回転数Ｎ　Ｆと実際のアイドル回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）
との偏差の累積Ｚ（０）を定数Ｚｉに、ＲＡＭ５３の所
定のエリアにおいて各々セン１〜する処理をいう。

続いて、入カポ−Ｉ〜５６を介して回転数センソ３０よ
り実際のアイドル回転数Ｎ　ｅ　（ｉ）を読み込み（ス
テップ２０１）、ＩＳＣバルブ４４の制御量ｕ　（＋）
を、最適フィーｌバンクケインにと状態変数量Ｘ（ｉ）
とから求める処理を行なう（ステップ２０２）。なお、
イニシャライス処理後の１回目のステップ２０２の処理
では、Ｎｃ（ｉ）−＝Ｎｃ（ｉ−１）として処理を行な
う。こうして求めた制御入力Ｎ（本実施例ではデユーテ
ィ比）ｕ（ｉ）を用いて、ＩＳＣバルブ４４を出カポ−
Ｉ・５８を介して制御しくステップ２０３）、更にこの
制御量＋１（ｉ）を次回の処理に備えて（ｕ　（ｉ−１
）として）ＲＡＭ５３の所定コニリアに記憶・更新する
処理を行なう（ステップ２０４）。

続いて目標回転数Ｎ　Ｆからのアイドル回転数Ｎｅ（ｉ
）の偏差ΔＺ　（ｉ）を求め（ステップ２０５）、ごれ
を累積する処理を行なう（ステップ２０６）。

その後、変数ｉの値を１だけインクリメントしてから（
ステップ２０７）、ステップ２０１へ戻り、上述したス
テップ２０１ないしステップ２０７の処理を繰り返し実
行する。

第７図に実回転数（実線）、むだ時間を考慮して構築さ
れた動的モデルを用いて決定される決定回転数（破線）
、むだ時間を全く考慮せずに同次数で構築された動的モ
デルを用いて決定される決定手段（一点鎖線）の特性図
を示す。第７図を見ても分かるように、むだ時間を考慮
して構築された動的モデルを用いてなるアイドル回転数
制？１１１装置は、むだ時間を全く考慮−Ｕずに同次数
で構築された動的モデルを用いてなるアイドル回転数制
御装置よりも実回転数を極めて精度よく推定できている
。つまり、むだ時間部分とそれ以外の部分とについてそ
れぞれ動的モデルを同定した後、システム全体の動的モ
デルを構築しているため、推定精度が向」ニする。

また、サンプリング周期△ｔを △ｔ＝Ｌ／Ｎ と設定する。ごこて、Ｎは任意の整数である。そごで、
むだ時間部分の動的モテルが連続系では無限次数である
が、前述のザンプリング周ｊｊｌｌΔ１による離散系で
動的モデルを同定すると、Ｃ；、＋（ｚ）　＝　１　／
　ｚ　″ という簡単な動的モデルとなる。したがって電子制御装
置における制御演算に用いられる演算式が簡単なものと
なり、演算負荷を軽減することができる。

以」二のように構成された本実施例のアイドル回転数制
御装置は、エンジン１０のアイドル回転数を制御する系
の内部状態を代表する状態変数量Ｘ（ｉ）をアイドル回
転数を制御する系の過去の入出力Ｎｅ（ｉ）　、　Ｎｅ
（ｉ−１）　、　ｕ（ｉ−１）　、　ｕ（ｉ−２）　。

ｕ（ｉ−３）ならびに目標回転数ＮＦと実際の回転数Ｎ
ｅとの偏差の累積値Ｚ（１）のそのままの値を用いて構
成して、この状態変数値Ｘ　（ｉ）を構成する各個に、
−ヒ記最適フィー１ハックゲインＫを川り合わせた各個
を加算することで、ＩＳＣバルブ４４の制御量ｕ　（ｉ
）を定めることができるので、オブザーバ等を必要とし
ない簡易な構成でもって、極めて精度良くかつ安定にエ
ンジン１０のアイドル回転数を制御することができる。

また他の実施例として、本実施例において構築したシス
テムの動的モデルを、特開昭５９−７７５２号公報に開
示されるようなアイドル回転数制御に用いて行なうこと
もできる。

さらに本実施例では、第３図ステップ１０４により直接
離散系の動的モデルを求めているが、連続系の動的モデ
ルは Ｃｚｓ、−に０ｍ”　／　（Ｓ２＋２Ｔω、Ｓ＋ω、”
　）となる。ここで、回転」−昇量ΔＮｅ、、オーバー
シュートｉｔΔＮｅｚ、オーバーシュート発生時間ｔ　
ｏｖ、　ＩＳＣＳＣパルプ量Δθとするとに一△Ｎｃ、
／Δθ ω、−π／（５石・ＬｏＪ である。

この連続系の伝達関数Ｇ（ｓ）をリーンプリングＩＮＩ
期Δｔで離散化処理をして、離散系の伝達関数Ｇａ２（
ｚ）を求めるようにしてもよい。

また本実施例では被制御対象をアイドル回転数を制御卸
するシステムとしたものについて説明したが、本発明は
制御入力量をアクチュエータ６、二入力後、ある時間（
むだ時間）経過後制御出力量か変化するようなシステム
であれば、どのような制御システムに対しても適応可能
である。

〔発明の効果］ 本発明を構成するにあたって、制御システムに対する動
的モデルを、むだ時間を考慮して、詳しくはむだ時間部
分とそれ以降の部分とに分けて、それぞれについて動的
モデルを離散系で同定している。そして、これら同定し
た動的モデルに基づいて制御システム全体の動的モデル
が予め構築されている。そしてこのようにむだ時間を考
慮して動的モデルを構築することで高精度な動的モデル
を得るごとができる。ぞして本発明では、この予め構築
された動的モデルに基づいて、制御入出力量に応じて状
態変数量を決定し、この状態変数量に基づいて制御入力
量を出力しているので、簡単な構成で（低次数の動的モ
デルを用いて）、高精度の制度が実現できるようになる
という優れた効果がある。

また、本発明を内燃機関のアイドル回転数制御に適用す
るごとにより、低次数の動的モデルを用いて、即ち簡単
な構成で高精度なアイドル回転数制御が実現できるよう
になる。

さらに、動的モデルの同定においてザンブリング周期を
、むだ時間のＮ分のｌ　（Ｎは任意の整数）に設定して
、離散系で動的モデルを同定することにより、むだ時間
部分が低次数の動的モデルに同定できる。したがって制
御装置における制御演算に用いられる演算式が簡単なも
のとなり、演算負荷を軽減することかできるという効果
も生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明を適
用した一実施例を示すエンジンとその周辺装置を示す概
略構成図、第３図は前記実施例において、被制御対象の
同定作動を説明に供するフローチャート、第４図は前記
実施例において、制御信号に対する回転数の特性図、第
５図は前記実施例におけるシステムのブロック線図、第
６図υＪ前記実施例における電子制御装置の作動を説明
に供するフローチャー１・、第７図は前記実施例におい
て実回転数（実線）、むだ時間を分けてモデル同定した
モデルによる推定回転数（破線）、むだ時間を含めてモ
デル同定したモデルによる推定回転数（一点鎖線）の特
性図である。 ３０・・・検出手段、４４・・・アクチェエータ、２０
・・・制御手段。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 （ばか］名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被制御対象の作動状態を検出する検出手段と、前
   記被制御対象の作動を調節する駆動部材を駆動するアク
   チュエータと、 前記検出手段により検出された作動状態に応じて前記ア
   クチュエータを制御するための制御データを所定周期毎
   に演算し、前記制御データに応じた制御信号を出力する
   制御手段とを有するディジタル制御装置であって、 前記制御手段は、 予め構築された動的モデルに基づいて、前回の演算タイ
   ミングにおいて求めた前記制御データと前記検出手段に
   て検出された作動状態とに応じて状態変数量を決定する
   決定手段と、 前記被制御対象が所要の作動状態となるように前記状態
   変数量に応じて前記制御信号を出力する出力手段とを備
   え 前記動的モデルは、前記制御信号が前記アクチュエータ
   に入力されてから作動状態が変化しはじめるまでのむだ
   時間を離散系で同定した第１の動的モデルと前記むだ時
   間以降の部分を離散系で同定した第２の動的モデルとに
   基づいて構築されたものであることを特徴とするディジ
   タル制御装置。
2. （２）内燃機関の回転数を検出する検出手段と、前記回
   転数を調節するアクチュエータと、 前記検出手段により検出された回転数に応じて前記アク
   チュエータを制御するための制御データを所定同期毎に
   演算し、前記制御データに応じた制御信号を出力する制
   御手段とを有するディジタル制御装置であって、 前記制御手段は、 予め構築された動的モデルに基づいて、前回の演算タイ
   ミングにおいて求めた前記制御データと前記検出手段に
   て検出された回転数とに応じて状態変数量を決定する決
   定手段と、 前記回転数が所望の回転数となるように前記状態変数量
   に応じて前記制御信号を出力する出力手段とを備え、 前記動的モデルは、前記制御信号が前記アクチュエータ
   に入力されてから回転数が変化しはじめるまでのむだ時
   間を離散系で同定した第１の動的モデルと前記むだ時間
   以降の部分を離散系で同定した第２の動的モデルとに基
   づいて構築されたものであることを特徴とするディジタ
   ル制御装置。
3. （３）前記制御装置における前記所定周期は、前記むだ
   時間のＮ分の１（Ｎは任意の整数）であることを特徴と
   する請求項１または２記載のディジタル制御装置。