JPS61191435A - 車速制御装置 - 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】 １Ｌ１１ ［産業上の利用分野］ 本発明は車両の走行速度を制御する装置であって、特に
、内燃機関とその動力伝達機構とを含む制御対象に関す
る系の動的なモデルくダイナミックモデル〉に基づいて
車両の走行速度を最小の燃料噴射量で定速走行車速に維
持するようにしだ車速制御装置に関する。

［従来の技術］ 周知の如く、自動車など車両を定速走行させるための制
御装置つまりオートドライブ制御装置として、例えば実
公昭５９−３３８７４号公報に示されるように、車両Ｕ
ノ走行速度を車速検出手段により検出し、この検出値と
設定された定速走行車速との偏差をなくすよう、言い換
えれば、走行速度を定速走行車速に保持するよう、内燃
機関のスロットルバルブの開度を制御するフィードバッ
ク制御による定速走行制ｔＩｌ装置がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記のような従来の制御装置において、走行
速度が定速走行車速からズレることがなく、たとえズレ
を生ずる場合であってもそのズレが充分に小さく抑えら
れることが望ましい。また、定速走行時に燃費を出来る
限り小さくすることが望ましい。

本発明は上記のような問題点を解決することを目的とし
、いわゆる現代制御理論を取り入れ、定速走行時に走行
速度を燃費が最小となる吸入空気量で定速走行車速に確
実に保つようにすることを目的としている。

［問題点を解決するための手段１ このような目的を達成するための本発明の構成は、第１
図に示すように、 制御対象Ｍ１の内燃機関の吸気管に配設される燃料噴射
弁Ｍ２、および吸気通路のスロットルバルブＭ３の開度
を調節するスロットルアクチュエータＭ４と、 上記吸気通路の吸入空気流量に応じた吸入空気流量信号
を発生する吸入空気流量検出手段Ｍ５、車両の走行速度
に応じた車速信号を発生する車速検出手段Ｍ６、および
車速制御のためのその伯の検出手段Ｍ７と、 を備え、かつ、内燃機関への燃料噴射量および吸入空気
間を調整する車速制御装置において、車両定速走行モー
ドが指定されると、上記車速信号に基づく定速走行車速
を設定する定速走行車速設定部Ｍ８と、 走行速度を上記定速走行車速に維持できる最小の燃料噴
射量に対応する吸入空気量を、定速走行車速に対応して
予め定めた燃料噴射量・吸入空気量相関パターンに基づ
いて定める目標吸入空気量設定部Ｍ９と、 この目標吸入空気量設定部Ｍ９による目標吸入空気量の
情報、上記定速走行車速設定部Ｍ８による定速走行車速
の情報、および内燃機関と動力伝達機構とを含む制御対
象Ｍ１の制御入出力値をそれぞれ受け、この制御対象Ｍ
１に関する系の動的なモデルに従って予め定められた制
御対象内部状態推定のための演算式および最適フィード
バックゲインに基づいて、燃料噴ｇＡ量およびスロット
ルバルブ開度のそれぞれについてのフィードバック量を
決定し、これら決定されたフィードバック量のそれぞれ
に基づく燃料噴射弁駆動信号およびアクチュエータ駆動
信号をそれぞれ上記燃料噴射弁および上記スロットル７
クチュエータへ出力する付加積分型最適レギュレータＭ
１０と、 を備えたことを要旨とする。

目標吸入空気量設定部Ｍ９は次のように所定の定速走行
車速に対して燃料供給量を最小にする吸入空気量を設定
する。

第２図は所定の定速走行車速に対する吸入空気ｆｉ　Ａ
、　Ｒと燃料供給量ＦＲとの関係を示す定車速線図であ
る。今、吸入空気量がＡｂ、燃料供給量がＦｂの点すで
車両が定速走行しているとすると、ここから吸入空気量
をΔＡＯだけ増加させ、また燃料供給量をΔＦＯだけ減
少させた図面上の点（Ａａ、Ｆａ）、つまり燃料供給ｆ
ｌｔＦＲが最小となる点に対応する運転を行なっても同
じ走行速度を保つことができることがわかる。目標吸入
空気量設定部Ｍ９は所定の定速走行車速ＳＰＤ”に対し
て上述のように燃料供給量ＦＲを最小とする吸入空気量
を目標値として定めるよう構成されるが、一般的には次
に述べる電子制御手段により実現される。

電子制御手段は、通常マイクロプロセッサを用いＲＯＭ
、ＲＡＭ等の周辺素子や入出力回路と共に構成された電
子回路として突環され、予め記憶された処理手順に従っ
て、目標吸入空気量設定部Ｍ９．定速定速型速設定部Ｍ
８によって設定された目標値と制御対象Ｍ１の諸量とを
知って、走行状態が目標に近づくよう、予め車両の動力
源およびこの動力源の動力伝達機構に関する系の動的な
モデルに従って定められた最適フィードバックゲインか
ら定まるフィードバック量により制御するよう構成され
ている。即ち、電子制御手段は目標吸入空気量設定部Ｍ
９によって設定された目標吸入空気量と制御対象Ｍ１の
諸量とから最適なフィードバック量を定める付加積分型
最適レギュレータＭ１０を一部に備えた構成とされてい
る。

こうした付加積分型最適レギュレータの構成の手法は、
例えば古田勝久著［線形システム制御理論」　（昭和５
１年）昭晃堂等に詳しいが、ここで実際の構成の手法に
ついて一通の見通しを与えることにする。尚、以下の説
明においてＦ、Ｘ、Ａ。

Ｅ、Ｃ，ｙ、ｕ、Ｌ、Ｇ、Ｑ、ＩＲ，Ｔ、Ｐはベクトル
量（行列）を示し、Ａ７の如き添字１は行列の転置を、
Ａ−１の如き添字−１は逆行列を、更にＸの如き添字△
はそれが推定値であることを、Ｃの如き記号−は制御対
象の系から変換等により生成された別の系、ここでは状
態観測器（以下、オブザーバと呼ぶ）で扱われている量
であることを、ｙ本の如き記号本は目標値であることを
、各々示している。

制御対象、ここでは内燃ｌｌＩ関およびその動力伝達機
構を主要部とする系の制御において、この制御対象の動
的な振舞は、 Ｘ　（ｋ　）　＝Ａ−Ｘ　＜ｋ−１＞　＋！１３−ｕ　
（ｋ−１）・・・（１） ν（ｋ　）　＝Ｃ−Ｘ　（ｋ　）　　　　　　　・・・
（２）として記述されることが現代制御理論より知られ
ている。ここで式（１）は状態方程式５式（２）は出力
方程式と呼ばれ、Ｘ（ｋ）は制御対象Ｍ１の内部状態を
表わす状態変数量であり、ｕ　（ｋ　）は制御対象Ｍ１
の制御入力を示す各間からなるベクトル、Ｖ　（ｋ　）
は制御対象Ｍ１の制御出力を示す諸量からなるベクトル
である。又、式（１）。

（２）は離散系で記述されており、添字には現時点であ
ることを、ｋ−１は１回前のサンプリング時点であるこ
とを、各々示している。制御対象Ｍ１の内部状態を示す
状態変数ＩＸ　（ｋ　）は、その制御系における未来へ
の影響を予測するために必要十分な系の腰歴に関する情
報を示している。従って、制御対象Ｍ１に関する系の動
的なモデルが明らかになり、式（１）、（２）のベクト
ルＡ、　Ｅｌ。

Ｃを定めることができれば、状態変数ｆｆｔＸ　（ｋ　
）を用いて制御対象Ｍ１を最適に制御できることになる
。尚、サーボ系においては系を拡大する必要が生じるが
、これについては後述する。

ところが、内燃１Ｎ関を含む制御対象Ｍ１のように複雑
な対象についてはその動的なモデルを理論的に正確に求
めることは困難であり、何らかの形で実験的に定めるこ
とが必要となる。これが所謂システム同定と呼ばれ゛る
モデル構築の手法であって、制御対象Ｍ１が所定の動作
をしている場合、その動作状態の近傍では線形の近似が
成立つとして、式（’１）、（２）の状態方程式に則っ
てモデルを構築するのである。従って、制御対象Ｍ１が
内燃機関を含むような場合、その動作に関する動的なモ
デルが非線形となるが、定常的な複数の動作状態に分離
することによって線形な近似を行なうことができ、個々
の動的なモデルを定めることによって広範な動作域まで
拡張することができるのである。

ここで、制御対象が比較的容易に物理的なモデルとして
構築できるのものであれば周波数応答法やスペクトル解
析法といった手法によりシステム同定を行なって、動的
な系のモデル（ここではベクトルＡ、　Ｅｌ、　Ｃ）を
定めることができるが、内燃機関のような多元系の制御
対象は、ある程度近似のよい物理モデルをつくることも
困難であり、この場合には最小２乗法や補助変数法ある
いはオンライン同定法などにより動的なモデルの構築を
行なう。

動的なモデルが定まれば、状態変数ＩＸ（ｋ）と制御出
力ｓ　（ｋ　）及びその目標値ｓ＊（ｋ　）からフィー
ドバック量が定まり制御人力ｕ（ｋ）が理論的に最適に
定められる。通常内燃機関と動力伝達機構を含む系では
内燃機関の運転に直接関与する諸量として、例えば実際
に吸入されている空気量や燃焼の動的挙動、あるいは燃
焼に関与している混合気中の燃料量や内燃機関の出力ト
ルクといった量を状態変数量Ｘ（ｋ）として扱えばよい
のであるが、これらの諸量の大部分は直接観測すること
が極めて困難である。そこで、こうした場合には、電子
制御手段内に状態観測器（オブザーバ）と呼ばれる手段
を構成し、上記系の制御入出力を用いて、系の状態変数
量Ｘ（ｋ）を推定することができる。これが所謂、現代
制御理論におけるオブザーバであり、種々のオブザーバ
とその設計法が知られている。これらは、例えば古田勝
久他著「メカニカルシステム制御」　（昭和５９年）オ
ーム社等に詳解されており、適用される制御対象、ここ
では内燃機関および動力伝達機構を主要部とする系の態
様に合わせて最小次元オブザーバや有限整定オブザーバ
として設計すればよい。

電子制御手段は、観測された状態変数量または上記のオ
ブザーバによって推定された状態変数量Ｘ（ｋ）の他に
、目標吸入空気ｌ設定部Ｍ９によって設定された目標吸
入空気量、定速走行車速設定部Ｍ８によって設定された
定速走行車速と、実際の吸入空気量、走行速度との各々
の偏差を累積した累積値を用いて拡大された系において
、両者と、予め定められた最適フィードバックゲインと
から最適なフィードバック量を定め燃料噴射弁Ｍ２およ
びスロットルアクチュエータＭ４を制御する。累積値は
運転□状態の目標値が制御対象Ｍ１への要求量によって
変化することから必要となる量である。一般にサーボ系
の制御においては目標値と実際の制御値との定常偏差を
消去するような制御が必要となり、これは伝達関数にお
いて１／Ｓ（＆次の積分〉を含む必要があるとされる。

また、既述したようなシステム同定により系の伝達関数
を定め、これから状態方程゛式をたてているような場合
には、対ノイズ安定性の上からもこうした積分量を含む
ことが望ましい。本発明においては立＝１、即ち一次型
の積分を考慮すればよい。従って、上述の状態変数量Ｘ
（ｋ）にこの累積値を加えて系を拡大し、両者と予め定
められた最適なフィードバックゲイン「とにより帰還量
を定めれば、付加積分型最適レギュレータとして、制御
対象Ｍ１への制御入力値が定まる。

次に、最適フィードバックゲインについて説明する。上
記の如く積分量を付加した最適レギュレータでは、評価
関数Ｊ、を最小とするような制御入力の求め方が明らか
にされており、最適フィードバックゲインもリカッチ方
程式の解と状態方程式（１）、出力方程式（２）のＡ、
Ｂ、Ｃマトリックス及び評価関数に用いられる重みパラ
メータ行列とから求められることがわかっている（前掲
園地）。ここで重みパラメータは当初任意に与えられる
ものであって、評価関数Ｊが内燃機関などの挙動を制約
する重みを変更するものである。重みパラメータを任意
に与えて大型コンピュータによるシミュレーションを行
ない、得られた挙動から重みパラメータを所定回変更し
てシミュレーションを繰返し、最適な値を決定しておく
ことができる。その結果最適フィードバックゲイン「も
定められる。

従って、本発明の内燃機関制御装置の電子制御手段は、
予めシステム同定等により決定された内燃機関などの動
的モデルを用いて付加積分型最適レギュレータとして構
成され、その内部におけるオブザーバのパラメータや最
適フィードバックゲインＦなどは、全て、予め内燃機関
および動力伝達機構を用いたシミュレーションにより決
定されているのである。

尚、以上の説明において状態変数ＩＸ（ｋ）は内燃機関
などの内部状態を表わす量として説明したが、これは実
際の物理量に対応した変数量である必要はなく、適当な
次数のベクトル量として設計することができる。

［作用］ 上記構成を有する本発明の車速制御装置は、目標吸入空
気量設定部Ｍ９により、走行速度を定速走行車速に保つ
ことができる最小の燃料供給量に対応する吸入空気量を
定め、この吸入空気量と最小の燃料供給量とにより内燃
機関を運転するようにしたため、最小の燃料供給量で走
行速度を定速走行車速に維持することが期待できる。ま
た制御手段が現代制御理論に基づく構成とされているこ
とから、定速走行時に、走行速度の定速走行車速からの
ズレを小さく抑えることが期待できる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第３図は本発明の実施例の車速制御袋装置における内
燃機関とその周辺装置を表わす要赫概略構成図、第４図
は制御対象を制御する系の制御モデルを示す制御系統図
、第５図、第６図はそれぞれシステム同定の説明に用い
るブロック線図、第７図は電子制御回路において実行さ
れる制御の一例を示す７０−チャート、第８図は燃料消
費を最小とする吸入空気量を求める制御の一例を示すフ
ローチャート、第９図は本実施例の効果を説明するグラ
フである。以下、この順に説明する。

第３図では４気筒４サイクルの内燃機関１のひとつの気
筒を中心に示しているが、吸気系２には上流から図示し
ないエアクリーナ、吸入空気流量ＡＲを測定するエアフ
ロメータ３、吸気１Ｔｈａを検出する吸気温センサ５、
吸入空気量を制御するスロットルバルブ７、サージタン
ク９、電磁式の燃料噴射弁１１等が備えられている。ま
た内燃機関１の排気は排気管１４により図示しない排気
浄化装置、消音器等を介して外部へ排出される。

燃焼室（シリンダ）はピストン１５．吸気弁１７゜排気
弁１９９点火プラグ２１等から構成されているが、これ
らの作動は周知のものなので説明は省略する。

内燃機関１にはこの他に冷却水の温度Ｔｈｗを検出する
冷却水温センサ２９やディストリビュータ２５内に備え
られ、内燃機関１の回転数Ｎに応じた周波数のパルス信
号を出力する回転数センサ３１や、内燃機関１の１回転
（クランク角の７２０°〉に１発のパルス信号を出力す
る気筒判別センサ３３等が備えられている。又、スロッ
トルバルブ７は直流モータを動力源とするスロットルア
クチュエータ３５によってその開度θを制御されている
。尚、第３図中、３７はアクセル３８の踏込ＩＡｃｃを
検出するアクセル開度センサである。

以上の構成を有する内燃機関１とその周辺装置において
、その燃料噴射量ＦＲやスロットルバルブ開度θ等は電
子制御回路４０によって制御されている。電子制御回路
４０はキースイッチ４１を介してバッテリ４３より電力
の供給をうけて作動しているが、周知のマイクロプロセ
ッサ（ＭＰＩＪ）４４、ＲＯＭ４５．ＲＡＭ４６．ｔ＜
ｙ’ｙ７ｙブＲＡＭ４７．入力ポート４つ、出力ポート
５１等から構成され、上記各素子・ボートは相互にバス
５３により接続されている。

電子制御回路４０の入力ポート４９は、内燃機関１の運
転状態を示す信号を各センサより入力する。具体的には
、吸入空気流ｆｆ１ＡＲをエアフロメータ３より、吸気
ｍＴｈａを吸気温センサ５より、車両の走行速度に応じ
た信号を発生する車速センサ５５により、冷却水ｍ　Ｔ
　ｈ　ｗを冷却水温センサ２９より、内燃機関１の回転
数Ｎを回転数センサ３１より、気筒判別信号を気筒判別
センサ３３より、定速走行が指示されたかどうかを判断
するためにセットスイッチ５６より各々入力する入力部
で構成されている。

一方、出力ボート５１は、アクチュエータ３５を介して
スロットルバルブ７０開度θを、燃料噴射弁１１を開・
閉弁して燃料噴射１１ＦＲを、その他、イグナイタ２４
を介して点火時期などを、個々に制御する信号を出力す
る。これら電子制御回路４０のＭＰＵ４４による処理に
ついては、点火時期副部などのための処理を除いて、後
に第６図。

第７図のフローチャートに拠って詳述する。

次に第４図の機能ブロック図に拠って、電子制御回路４
０による処理について説明し、特にシステ１１同定によ
る状態方程式（１）、出力方程式（２）等におけるベク
トルＡ、Ｂ、Ｃの求め方やこれに基づくオブザーバの求
め方、フィードバックゲイン「の求め方について、実際
に即して説明する。尚、第４図は機能をブロックとして
表わした図であって、ハード構成を示すものではない。

又、第４図に示す機能は、実際には第６図のフローチャ
ートに示した一連のプログラムの実行による離散系とし
て実現されるものである。

第４図において、定速走行車速ＳＰＤ”はセットスイッ
チ５６がオンからオフに切り替わった時点の車速であり
、この車速が定速走行車速ＳＰＤ本設定部Ｐ１に記憶さ
れる。一方、目標吸入空気ｆｉＡＲ”は定速走行車速Ｓ
ＰＤ本、実際の検出された走行速度ＳＰＤ、内燃機関１
に噴射された燃料噴射量ＦＲから、模に第８図の説明に
おいて詳述する手法により目標吸入空気量設定部Ｐ２に
より燃料消費量を最小にする値として定められる。

積分器Ｐ３は定速走行車速ｓｐｏ本と実際の走行速度Ｓ
ＰＤとの偏差５ＳＰＤを累積して累積値ＺＳＰＤ　（ｋ
　）を求め、積分器Ｐ４は目標吸入空気量ＡＲ”と実際
の吸入空気量ＡＲとの偏差ＳＡＲを累積して累積値ＺＡ
Ｒ（ｋ　）を求めるものである。

Ｐ５は、吸入空気量ＡＲ，回転数Ｎについて、定常的な
運転状態での各値（ＡＲａ、Ｎａ）からの摂動分を抽出
する摂動分抽圧部を示している。

これは、既述したように、非線形なシステムに対して線
形の近似を行なう為に、制御対象Ｍ１の状態を、個々の
定常的な状態の連続とみなし、個々の定常近傍について
線形な動的モデルを構築して制御対象Ｍ１に関する広範
囲にわたる動的なモデルを構築したことによっている。

従って、制御対象Ｍ１の状態の諸量（ＡＲ，５ＰＤ）を
、一旦、最も近い定常な状態からの摂動分δＡＲ（＝Ａ
Ｒ−ＡＲａ＞、δ５ＰＤ（＝ＳＰＤ−３ＰＤａ）として
吸うのである。前記の積分器Ｐ３．Ｐ４とオブザーバＰ
６とフィードバック量決定部Ｐ７とによって求められる
制御対象Ｍ１への制御入力、即ちスロットル間度θ、燃
料噴射量ＦＲに関する操作量も、摂動分δθ、δＦＲと
して扱われている。

オブザーバＰ６は、制御出力の摂動分δＡＲ。

δＳＰＤと制御入力の摂動分δθ、δ［Ｒとから制御対
象Ｍ１の内部状態を表現する状態変数量Ｘ（ｋ）を推定
して状態変数推定ｆｆ１Ｘ　（ｋ　）を求めるものであ
り、この状態変数推定量鷲（ｋ）と上述の累積値ＺＳＰ
Ｄ　（ｋ　＞、ＺＡＲ（ｋ　）　とに、フィードバック
量決定部Ｐ７において、最適フィードバックゲイン「を
乗算し、操作量（δθ、δＦＲ）を求めるのである。こ
の操作量の組（δθ。

δＦＲ）は摂動分抽圧部Ｐ５によって選ばれた定常的な
状態に対応した制御入力からの摂動分なので、これに基
準設定値加算部Ｐ８によりこの定常的な状態に対応した
基準設定値θａ、ＦＲａを加えて、制御対象Ｍ１に対す
る制御入力の諸量、θ。

ＦＲを定めるのである。

以上、簡単にこの制御系の構成について説明したが、こ
うした制御出力（ＡＲ，５ＰＤ）及び制御入力（θ、Ｆ
Ｒ）を実施例として取上げたのは、これらの諸量が制御
対象Ｍ１の出力に関与する基本的な量であることによっ
ている。従って、本実施例では制御対象Ｍ１を２人力２
出力の多元系としてとらえた。制御対象Ｍ１の出力に関
与する量としては、この他にも、例えば点火時期や排ガ
ス還流量なども考えられ、必要に応じてそれらを加味し
てシステムのモデルをたてればよいが、ここでは、制御
対ＩＭ１の動的なモデルの構築には上記の２人力２出力
のモデルを用い、系の動的な振舞を変化させるものとし
て、他に内燃機関１の冷却水温Ｔ　ｈ　ｗや吸気温Ｔｈ
ａを用いるが、内燃機関１の冷却水’ｆＡ　Ｔ　ｈ　ｗ
等は制御対象Ｍ１の制御系の構成を変えるものではなく
、その動的な振舞の様子を変化させるにすぎない。従っ
て、制御対象Ｍ１の制御系についてこの動的なモデルを
構築する際、状態方程式（１）、出力方程式（２）のベ
クトルＡ、Ｂ、Ｃが内燃機関１の冷却水ｌＴｈｗ等に応
じて定められることになる。

以上、制御対象Ｍ１のハード的な構成と制御対ＩＭ１の
出力の制御を行なうものとして２人力２出力の系を取り
上げた場合の制御系の構成について説明した。そこで、
次に実際のシステム同定による動的モデルの構築、オブ
ザーバＰ６の設計、最適フィードバックゲイン「の与え
方について説明する。

まず制御対象Ｍ１の動的なモデルを構築する。

第５図は２人力２出力の系として定常状態にある制御対
象Ｍ１の系を伝達関数０１（ｚ）〜Ｇ４（２）により書
き表わした図である。尚、２は入出力信号のサンプル値
の２変換を示し、Ｇ１（Ｚ）〜Ｇ４（Ｚ）は適当な次数
をもつものとする。従って、全体の伝達関数行列Ｇ（Ｚ
）は、で表わされる。

本実施例の制御対象Ｍ１のように、その制御系が２人力
２出力の系であり、入出力の諸量に干渉が存在するよう
な場合には、物理的なモデルを定めることが極めて困難
となる。このような場合には、システム同定と呼ばれる
一種のシミュレーションにより伝達関数を求めることが
できる。

システム同定の手法は、例えば相良節夫他著、「システ
ム同定」　（昭和５６年）社団法人計測自動制御学会等
に詳解されているが、ここでは最小２乗法により同定す
る。

制御１対象Ｍ１を所定の状態で運転し、スロットル開度
の変化分δθを零として、燃料供給量の変化分δＦＲと
しての適当な試験信号を加え、その時の入力δＦＲと出
力である走行速度の変化分δＳＰＤのデータをＮ回に亘
ってサンプリングする。

これを入力のデータ系列（Ｕ（ｉ＞）−（δＦＲ１）、
出力のデータ系列（ｙ（ｉ＞）＝（δ５ＰＤ１）　〈但
し、＋−１，２，３，・・・Ｎ）と表わす。

この時、系は１人力１出力とみなすことができ、系の伝
達関数０１（Ｚ）は、 Ｇ１　　（ｚ）＝Ｂ（ｚ’）／Ａ（ｚ−’）・　（３）
即ち、 Ｇ１（ｚ） ＝　（ｂＯ＋ｂ１−ｚ　−１＋−＋ｂｎ　ｚ　−１）　
／＜１　＋ａ１　−ｚ　−１＋ａ２　−ｚ　＋−＋ａｎ
　ｌｚ　）・・・（４） で求められる。尚、ここで、Ｚ−１は単位推移演算子で
あッテ、ｚ−１−ｘ　（ｋ　）　−ｘ　（ｋ−１＞を意
味している。

入出力のデータ系列（ｕ　（ｉ　））、　　（Ｖ（ｉ　
））から式（４）のパラメータａｌ　〜ａｎ　、　ｂｏ
　−ｂｎを定めれば系の伝達関数Ｇｌ（ｚ）が求められ
る。最小２乗法によるシステム同定では、このパラメー
タａｌ　〜ａｎ　、ｂＯ〜ｂｎをＪｏ＝Σ［（Ｖ　（ｋ
　）　＋ａ１−　ｙ　（ｋ−１）　＋−・・＋ａｎ　−
’ｙ　（ｋ−ｎ　）　）　−（ｂｏ　−ｕ　（ｋ　）＋
ｂ１　　・　ｕ（ｋ−１）　　＋・・・＋ｂｎ　−ｕ　
（ｋ−ｎ　）　）　］ ・・・　（５） が最小となるよう定める。本実施例ではｎ＝２として、
各パラメータを求めた。この場合、系のシグナルフロー
線図は第６図のようになり、状態変数量として［ｘｌ　
　（ｋ　）　　ｘ２　　（ｋ　）］”をとって、その状
態・出力方程式は、 ・・・　（６） と表わせられる。従って、１人力１出力の系とみなした
場合のシステムパラメータＡ、Ｂ、Ｃを各々ＡＩ　＝、
　Ｂ１−、０１　′とすれば、Ｂ３１−−［ｂ２　　ｂ
ｌ　ＩＴ ０１　′−［０１］ となる。

本実施例ではＧｌ（ｚ）についてのパラメータとして、 ［ａｌ　　　ａ２　　］　−［−１，９１０，９２３］
［ｂＯｂｌ　　ｂ２］ ＝　［０４，８６ｘｌｏ　　　　４．７３　ｘｌｏ　　
］を得た。同様の手法により、伝達関数Ｇ２（ｚ）ない
しＧ４（ｚ）及び各々についてのシステムパラメータＡ
２　”ないしＡ４−、［８２−ないしＢ４”、Ｃ２”な
いしＣ４−が求められる。そこでこれらのシステムパラ
メータから元の２人力２出力の多元系のシステムパラメ
ータ、即ち状態方程式（１）、出力方程式（２）のベク
トルＡ、Ｂ、Ｃを定めることができる。

こうして本実施例の動的なモデルがシステム同定により
求められたが、この、動的なモデルは、制御対象Ｍ１が
所定の状態で運転されている時、この状態の近傍では線
形の近似が成立つという形で定められる。従って、定常
的な複数の運転状態に関して、上記の手法で伝達関数Ｇ
ｌ（ｚ）ないしＧ４（ｚ）が各々求められ、各々の状態
方程式（１）、出力方程式〈２）におけるベクトルＡ。

１３．０が求められ、その入出力の関係は摂動力δの間
に成立することになる。

次にオブザーバＰ６の設計方法について説明する。オブ
ザーバの設計にはゴビナスの設計法などがあって、古田
勝久・佐野昭共著「基礎システム理論」　（昭和５３年
）コロナ社等々に詳しいが、本実施例では有限整定オブ
ザーバとして設計する。

オブザーバＰ６は制御対象Ｍ１の制御出力の諸量の摂動
力〈δＡＲ，δ５ＰＤ）と制御入力の諸量の摂動力（δ
θ、δＦＲ）とから制御対象Ｍ１の内部の状態変数ｆｆ
１Ｘ　（ｋ　）を推定するものであるが、オブザーバＰ
６によって求められた状態変数推定ｆｆ１Ｘ　（ｋ　）
を、制御対象Ｍ１の制御において、実際の状態変数１１
Ｘ　（ｋ　）として扱うことができるという根拠は次の
点にある。今、オブザーバＰ６の出力Ｘ（ｋ）を次式（
９）のように構成したとする。

＋ｌ［３−ｕ　（ｋ−１）　＋Ｌ−％　（ｋ−１）・・
・（９） 式（９）においてＬは任意に与えられる行列である。式
（１）、（２）、（９）より変形すると、［Ｘ　（ｋ　
）　−Ｘ　（ｋ　）　］ ＝　（Ａ−Ｌ−Ｃ）　　［Ｘ　（ｋ−１＞　−Ｘ　（ｋ
−１）　］・・・（１０） を得る。従って（Ａ−Ｌ−Ｃ）なる行列の固有値が単位
円内にある様に行列りを選択すればに一４ｏ。

△ でＸ（ｋ）→Ｘ（ｋ）となり、制御対象Ｍ１の内部の状
態変数量Ｘ（ｋ）を入力制御ベクトルＵ〈ｋ）、出力制
御ベクトルＶ（ｋ　）の過去からの系列ｕ　（＊）　、
　％　（ｆ：）を用いて正しく推定することができる。

今、最小２乗法によってシステム同定され定められた状
態方程式〈１〉、出力方程式（２）のベクトルＡ、　Ｂ
３．　Ｃはこの系が可観測であることから、正則な行列
丁を用いた新たな状態変数量Ｘ（ｋ）＝Ｔ”・Ｘ（ｋ）
を考えて、次の可観測正準形に相似変換することができ
る。

・・・（１１） Ｖ　（ｋ　）−Ｃｏ　−Ｘ（ｋ　）・（１２）ここでＡ
ｏ＝Ｔ−’・Ａ・Ｔ、ＢＯ−Ｔ−１・Ｂ。

ＣＯ＝Ｃ・工であり、正則なＴを適当に選んで、ＢＯ−
［β１　　β２・・・βｎ　　］　”　　　　−（１４
）ｃｏ−［００・・・１］　　　　　　　　・・・（１
５）とすることができる。そこで、式（１０）のし行列
をＬ−［−α１−α２・・・−αｎｌＴとおいて、式＜
１３＞、（１４）、（１５）より、となり、有限整定オ
ブザーバを設計することができた。ここでＡＯ、ＢＯ、
ＣｏはＡ、Ｂ、Ｃを相似変換をしたものであるが、この
操作によっても状態方程式による制御の正しさは保証さ
れている。

以上、システム同定により求めた状態方程式〈１）等の
ベクトルＡ、Ｂ、ＣよりオブザーバＰ６を設計したが、
以後、このオブザーバの出力を改めてＸ（ｋ）と表わす
ことにする。

次に最適フィードバックゲイン「の求め方について説明
するが、最適フィードバックゲインＦを求める手法は、
例えば［線形システム制御理論Ｊ（前掲書）等に詳しい
ので、ここでは詳解は略して結果のみを示しておく。

制御入力の諸量ｕ（ｋ）と制御出力の諸量り（ｋ）とに
ついて、 δｕ　（ｋ　）　−ｕ　（ｋ　）　−ｕ　（ｋ−１＞・
＝（１７）δす（ｋ）−リ（ｋ　）　−Ｖ　（ｋ−１）
・・・（１８）とし、次の評価関数Ｊを最小にする最適
制御人力ｕ”（ｋ）を求めることが制御対象Ｍ１に関す
る付加積分型最適レギュレータとしての制御問題を解く
ことになる。

Ｊ−Σ［δｙ”（ｋ）・Ｑ・δす（ｋ　）＋δｕＴ　（
ｋ）・Ｒ・δｕ（ｋ）］ ・・・（１９） 尚、ここでＱ、ｌＲは重みパラメータ行列を、ｋは制御
開始時点をＯとするサンプル回数を、各々示しており、
式（１９）右辺はＱ、ｌＲを対角行列とする所謂２次形
式表現である。

この時、最適なフィードバックゲイン「は・・・〈２０
） として求められる。尚、式（２０）におけるＡ。

であり、Ｐはリカツチ方程式 ％式％ の解である。尚、ここで式（１９）の評価関数Ｊの意味
は制御対象Ｍ１に対する制御入力の諸Ｍｕ（ｋ）−［δ
θ　δＦＲ］の動きを制約しつつ、制御出力の諸ｆ’ｓ
　（ｋ　）　、ここでは吸入空気量δＡＲ，走行速度δ
ＳＰＤを含む諸ｍｓ　（ｋ　）の目標値ｙ”（ｋ）から
の偏差を最小にしようと意図したものである。制御入力
の諸量ｕ　（ｋ　）に対する制約の重み付けは、重みパ
ラメータ行列Ｑ、Ｒの値によって変更することができる
。従って、すでに求めておいた制御対象Ｍ１の動的なモ
デル、即ち行列Ａ、Ｂ、Ｃ（ここではＡ、Ｂ、Ｃ）を用
い、任意の重みパラメータ行列Ｇ、ＩＲを選択して式〈
２３）を解いてＰを求め、式（２０）により最適フィー
ドバックゲインＦを求めれば、状態変数量Ｘ（ｋ）は状
態推定ｆｆ１Ｘ　（ｋ　）として式（９）より求められ
るので、 ｔＡ（ｋ）−Ｆ−［Ｘ（ｋ）　　ＺＳＰＤ（ｋ）ＺＡＲ
（ｋ　）］　　・　（２４） により制御対象Ｍ１の制御入力の諸ｍｕ　（ｋ　）を求
めることができる。重みパラメータ行列Ｇ、Ｒを変えて
最適な制御特性が得られるまで以上のシミュレーション
を繰返すことによって、最適フィードバックゲイン「が
求められた。

以上、最小２乗法によるシステム同定により制御対象Ｍ
１の制御系の動的モデルの構築、有限整定オブザーバの
設計、最適フィードバックゲイン「の算出について説明
したが、これらは予め求めておき、電子制御回路４０の
内部ではその結果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７図のフローチャートに拠って電子制
御回路４０が実際に行なう制御について説明する。尚、
以下の説明では現実の処理において扱われている量を添
字（ｋ　）付で、前回に扱われた量を添字（ｋ−１）付
で表わすことにする。

ＭＰＵ４４はセットスイッチ５６により定速走行が指示
された侵、ステップ１００以下の処理を繰返し行なう。

まずステップ１ｏ○では、制御対象Ｍ１の出力状態、即
ち吸入空気流ＭＡＲ（ｋ−１＞、走行速度５ＰＤ（ｋ−
１＞等を各センサより読み込む処理を行なう。

続くステップ１１０では、セットスイッチ５６がオフし
たときＲＡＭ４６に記憶された定速走行車速ＳＰＤ”を
読み出し、ステップ１２０では内燃機関１の目標吸入空
気量ＡＲ”を算出する。目標吸入空気量ＡＲ”は、内燃
機関１の燃料消費量を最小にすべく定められるものであ
って、その算出は第８図に拠って後述する制御により行
なわれる。これらの処理が第４図Ｐ１．Ｐ２の各設定部
に相当する。

ステップ１３０では、この定速走行車速ＳＰＤ＊と実際
に検出された走行速度ＳＰＤ　（ｋ−１＞の偏差を５Ｓ
ＰＤ　（ｋ−１＞を、また、この目標吸入空気ＭＡＲ”
と実際の吸入空気量△Ｒ（ｋ−１）との偏差ＳＡＲ（ｋ
−１＞を、各々求める処理が行なわれる。続くステップ
１４０では、ステップ１３０で求めた各偏差を累積する
処理、即ちＺＳＰＤ　（ｋ　）＝ＺＳＰＤ　（ｋ−１）
＋５ＳＰＤ（ｋ−１）　１．：に］［ｉ値ＺＳＰＤ　（
ｋ　）を、一方ＺＡＲ（ｋ　）　＝ＺＡＲ（ｋ−１）　
＋ＳＡＲ（ｋ−１＞により累積値ＺＡＲ（ｋ　＞を求め
る処理が行なわれる。この処理が第４図の積分器Ｐ３．
Ｐ４に相当する。

続くステップ１５０では、ステップ１００で読み込んだ
制御対象Ｍ１の出力状態から、制御対象Ｍ１の動的モデ
ルを構築した際、線形近似が成立つ範囲として取り上げ
た定常的な状態のうちで最も近い状態（以下、これを定
常点ＡＲａ、５ＰＤａと呼ぶ）を求める処理を行なう。

ステップ１６０では、ステップ１００で読み込んだ制御
対象Ｍ１の出力状態をこの定常点（ＡＲａ、５ＰＤａ）
ｈ−らの摂動分（δＡＲ，δ５ＰＤ）として求める処理
を行なう。この処理が第４図の摂動分抽山部Ｐ５に相当
する。

続くステップ１７０では、内燃機関１の冷却水’ＩＡ　
Ｔ　ｈ　ｗを読み込み、この水’ｆＡ　Ｔ　ｈ　ｗに応
じて内燃機関１の動的モデルが変化することから、予め
冷却水ｍ　Ｔ　ｈ　ｗ毎に用意されたオブザーバ内のパ
ラメータＡＯ，ＢＯ，Ｌ及び最適フィードバックゲイン
Ｆを選択する処理を行なう。

ステップ１８０では、ステップ１７０Ｔ：選択されたＡ
Ｏ，ＥＩＯ，Ｌとステップ１６０で求められた摂動分（
δＡＲ，δＮ）と、前回求められた状態変数推定量Ｘ　
（ｋ−１）　＝　［ｘｌ　　（ｋ−１）　　ｘ２（ｋ−
１）　　・・・ｘ４　　（ｋ−１＞　］”と、前回求め
られた燃料噴射量ＦＲ（ｋ−１）とスロットルバルブ開
度θ（ｋ−１）の摂動分δＦＲ（ｋ−１）　、δθ（ｋ
−１）とから、次式（２５）により新たな状態変数推定
１１Ｘ　（ｋ　）を算出する処理が行なわれる。この処
理が第４図オブザーバＰ６に相当するが、本実施例では
既述した如く、オブザーバＰ６は有限整定オブザーバと
して構成されている。、即ち、△ Ｘ（ｋ） ＋Ｌ・［δＡＲ（ｋ−１）δＳＰＤ　（ｋ−１）　］・
・・（２５〉 の針環が行なわれるのである。

続くステップ１９０では、ステップ１８０で求めた状態
変数推定ｆｆ１Ｘ　（ｋ　）とステップ１４０で求めら
れた累積値ＺＳＰＤ　（ｋ　）、ＺＡＲ（ｋ　）と、予
め用意されステップ１７０で選択された最適フィードバ
ックゲイン、 をベクトル乗算することにより、即ち［δＦＲ（ｋ）　
　δθ（ｋ＞］＝Ｆ−［Ｘ（ｋ）　　ＺＳＰＤ（ｋ）　
　ＺＡＲ（ｋ）］”により操作量の摂動分δＦＲ（ｋ　
）とδθ（ｋ　）とを求める処理が行なわれる。これが
第４図のフィードバック量決定部Ｐ７に相当している。

ステップ２００では、ステップ１９０で求めた操作量の
摂動分δＦＲ（ｋ）、δθ（ｋ　）と定常点における各
操作ＩＦＲａ、θａとを加えて、実際に内燃機関１の燃
料噴射弁１１及びアクチュエータ３５へ出力される操作
量ＦＲ（ｋ）、θ（ｋ　）が求められる。

続くステップ２１０ではサンプリング回数を示す値ｋを
１だけインクリメントする処理を行ない、上記の一連の
処理、ステップ１００ないしステップ２１０を終わる。

以上の制御を周期的に継続して行なうことにより、電子
制御回路４０は制御対象Ｍ１を定速走行車速ＳＰＤ＊と
目標吸入空気量ＡＲ”に制御する付加積分型最適レギュ
レータとして、最適のフィードバックゲインにより制御
を行なうことになる。

次に、ステップ１２０の目標吸入空気量ＡＲ”を求める
ルーチンについて説明する。このルーチンは第８図のフ
ローチャートに図示する如く、次の手順により、同一の
走行速度ＳＰＤ　（ｋ　）を維持しつつ、燃料消費量を
最小にするように目標吸入空気量ＡＲ”を算出する。尚
、以下の説明では、本ルーチンにおける竹回の目標値を
ＡＲ”　（ｋ−１’）で、今回算出された目標値をＡＲ
”　（ｋｌで表わすことがある。

このルーチンはステップ３００より開始され、まず第６
図の処理において定められた定速走行車速ＳＰＤ”　（
ｋ　）が前回の値ＳＰＤ”　（ｋ−１＞と、実際の走行
速度ＳＰＤ　（ｋ　）が定速走行車速ＳＰＤ＊（ｋ　）
と、それぞれ等しいか否かの判断を行なう。それらのい
ずれかひとつでも成立しないような場合には、制御系は
平衡に達していないことから、燃料消費量を最小とする
ような吸入空気量の探索は行なえないとして、処理はス
テップ３１０へ移行し、予め走行速度ＳＰＤから設定さ
れたマツプにより与えられる吸入空気ＭＡＲ（ＳＰＤ）
を目標吸入空気ＩＡＲ＊　（ｋ　）として与える処理を
行ない、ＮＥＸＴへ扱けて、本制御ルーチンを終了する
。即ち、第７図のフローチャートに還って言えば、ステ
ップ１２０において目標吸入空気量△Ｒ”　（ｋ　）を
制御対象Ｍ１が過渡状態にあるとして、マツプより定め
るのである。

一方ステップ３００において、ＳＰＤ”　　（ｋ　）＝
ＳＰＤ本　（ｋ−１）、かつＳＰＤ　（ｋ　）＝ＳＰＤ
＊（ｋ）であれば、制御対象Ｍ１は平衡状態にあるとみ
なし、燃料消費量を最小とする吸入空気間の探索を行な
うために、処理はステップ３２０へ移行する。ステップ
３２０ではフラッグＦｓが１であるか否かの判断を行な
うが燃料消費量の探索が開始される以前はフラッグＦｓ
の値は０に初期セットされているので判断はｒＮＯＪと
なって処理はステップ３３０へ進む。ステップ３３０で
は、走行速度ＳＰＤ　（ｋ　）を最小の燃料消費量で定
速走行車速ＳＰＤ”　（ｋ　）に維持できる吸入空気量
を求める探索を開始するとして、フラッグＦｓを値１に
、探索方向を示す係数りっまり吸入空気量の増加方向ま
たは減少方向を指定する係数りを値１に、本ルーチンの
実行回数を示すカウンタＣ８を値Ｏに、各々設定する処
理を行なう。

続くステップ３４０ではカウンタＣ８の値が０を越えて
いるか否かの判断を行なう。探索開始直後にはカウンタ
Ｃ５＝Ｏなので処理はステップ３５０に移行し、目標吸
入空気ＭＡＲ”　　（ｋ　）を前回の目標１直ＡＲ”　
（ｋ−１）より［）ＸΔ△Ｒだけ増量して定め、続くス
テップ３６０でカウンタＣｓの値を１だけインクリメン
トし、ＮＥＸＴへ扱けて本ルーチンを終了する。

こうして探索が開始された後に、本ルーチンが実行され
るとステップ３２０．ステップ３４０での判断は共にｒ
ＹＥＳＪとなって、処理はステップ３７０へ進み、燃料
噴射ＩＦＲ（ｋ　）に関し、定常点からの摂動分δＦＲ
（ｋ　）が前回の時点でのδＦＲ（ｋ−１）と較べて、
どうなったかを判定する。　δＦＲ（ｋ　）−δＦＲ（
ｋ−１＞の値が所定値−ΔＦ以下であれば燃料噴射量は
更に減少し得るとして、そのまま探索を継続すべく、処
理はステップ３５０ＪＸ下を実行する。このことは丁度
第５図においてｂ点側からａ点側へ近づきつつあること
を示している。

一方、δＦＲ（ｋ　）−δＦＲ（ｋ−１）の値が所定値
ΔＦ以上であれば、燃料噴ｔＪＪｍは増加していること
になるので探索方向を逆転すべく、ステップ３８０にて
探索方向係数りの値を−１に設定し、以下、上述のステ
ップ３５０，３６０の処理を行なう。従って、この探索
により目標吸入空気量ＡＲ本　（ｋ　）は減少され、ス
ロットル開度θは閉方向に向う。第２図に即して言えば
、図中０点側からａ点側へ探索する場合である。

こうして、燃料噴ｆＪＪ１１を減らす方向での探索が行
なわれると、やがて、δＦＲ（ｋ　）−δＦＲ（ｋ−１
＞の値が所定の偏差±Δ゛Ｆ以内となる点が見い出され
る。ここが定速走行時において燃料消！ｆ量を最小とす
る吸入空気量となる点である。そこで、探索は一応終了
したとして、ステップ３９０にてフラッグｌ”ｓを値０
１．：設定し、続くステップ４００では、この時得られ
ていた目標吸入空気量ＡＲ”　（ｋ−１＞を走行速度Ｓ
ＰＤから吸入空気量を定めるマツプの値として入替える
処理を行なう。即°ちＡＲ（Ｎ）＝ＡＲ”　（ｋ−１＞
である。続くステップ４１０では前回定められた目標吸
入空気ＭＡＲ本　（ｋ−１）を今回も用いるとして、Ａ
Ｒ本　（ｋ）の値をこれに更新し、ＮＥＸＴへ抜けて本
ルーチンを終了する。

以上で、−回の探索過程を終了し、その模は冒頭の処理
、ステップ３２０，３３０．３４０より再び探索を継続
するのである。

以上、説明した如く、第７図、第８図に示した制御ルー
チンを繰返し実行することにより、本実施例の車速制御
装置は、車両の走行速度を定速走行車速に制御するのみ
ならず、その燃料消費量を最小にするように働く。この
時、制御対ＩＭ１を制御する系はそのフィードバックゲ
インが最適フィードバックとなる付加積分型最適レギュ
レータとなっており、スロットルバルブ開度θと燃料噴
射ｆｆ１ＦＲとの制御は、従来実現不可能であった素早
い応答性と安定性とにおいて実現されている。

従って、ドライバビリティをすこしも損うことなく、ス
ロットルバルブ７の開度θを変化させて、燃料噴射ｆｆ
１ＦＲを最小にする制御が可能となった。

しかも本実施例では、内燃機関１の冷却水温Ｔｈｗに応
じて動的なモデルが変化する為に、冷却水濡Ｔ　ｈ　ｗ
によってオブザーバのパラメータと最適フィードバック
ゲインを切換えて制御を行なっており、内燃機関１の冷
却水ｍ　Ｔ　ｔＩ　Ｗによらず安定した制御を行なうこ
とができる。

こうした優れた応答性と安定性とが実現できて初めて、
内燃機関１の燃料噴射ｆｆ１ＦＲを最小とするような探
索が可能となった。従来のフィードバック制御によって
アクチュエータ３５を介してスロットルバルブ７を駆動
したとしても、探索を行なうことはできても、応答性・
安定性などの面から現実の使用に耐えるものではないか
らである。

第９図は本実施例による制御を行なった場合の特性を示
し、走行速度ＳＰＤが定速走行車速ＳＰＤ＊に追従して
ゆく様子を表わしている。

以上の実施例では、内燃機関１を燃料噴ｅＪｊＩＦＲと
スロットル開度θを入力とし吸入空気ＭＡＲ。

走行速度ＳＰ［）を出力とする２人力２出力の系として
とらえ、最小２乗法によるシステム同定を用いて動的な
モデルを構築して付加積分型最適レギュレータを構成し
ているが、適用する内燃機関の態様に合わせて、この他
の入出力をも加味し、系の動的なモデルを構築すること
も、本発明の要旨を変更することなく行なう。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の車速制御ｌＩ装置は、目
標吸入空気量を、走行速度を一定とした時の吸入空気量
と燃料供給量との相関に基づいて燃料供給量を最小とす
る吸入空気量に定め、一方、その制御手段を、内燃機関
を含む制御対象の運転に関する系の動的なモデルに従っ
て予め定められた最適フィードバックゲインに基づいて
フイードバッり最を定める付加積分型最適レギュレータ
として構成している。

従って、従来のスロットルアクチュエータ付内燃機関で
は得られなかった高い応答性と安定性とを実現しながら
、車両の走行速度を定速走行車速に制御すると共に、そ
の燃料消費量を最小にすることができるという優れた効
果を奏する。従って、ドライブフィーリングを十分に好
適なものとすることができるばかりか、車両の燃費も大
幅に改善されるなど、制御特性を向上させることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は燃料ｆｉＦＲ
と吸入空気ｆｆ１ＡＲとの関係を示す定走行速度線図、
第３図は本発明一実施例としての内燃機関とその周辺装
置の構成を示す概略構成図、第４図は同じくその制御系
統図、第５図は実施例の系のモデルを同定するのに用い
たブロック線図、第６図は伝達関数を求める為のシグナ
ルフロー線図、第７図は実施例における付加積分型最適
レギュレータとしての制御を示すフローチャート、第８
図は同じくその燃料消費量を最小にする制御ルーチンを
示すフローチャート、第９図は本実施例の特性を表わす
グラフ、である。 １・・・内燃機関 ３・・・エアフロメータ ７・・・スロットルバルブ １１・・・燃料噴射弁 ３１・・・回転数センサ ４０・・・電子制御回路 ４４・・・ＭＰＬＪ ５５・・・車速センサ ５６・・・セットスイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　１　内燃機関の吸気管に配設される燃料噴射弁、およ
   び吸気通路のスロットルバルブの開度を調節するスロッ
   トルアクチュエータと、 上記吸気通路の吸入空気流量に応じた吸入空気流量信号
   を発生する吸入空気流量検出手段、車両の走行速度に応
   じた車速信号を発生する車速検出手段、および車速制御
   のためのその他の検出手段と、 を備え、かつ、内燃機関への燃料噴射量および吸入空気
   量を調整する車速制御装置において、車両定速走行モー
   ドが指定されると、上記車速信号に基づく定速走行車速
   を設定する定速走行車速設定部と、 走行速度を上記定速走行車速に維持できる最小の燃料噴
   射量に対応する吸入空気量を、定速走行車速に対応して
   予め定めた燃料噴射量・吸入空気量相関パターンに基づ
   いて定める目標吸入空気量設定部と、 この目標吸入空気量設定部による目標吸入空気量の情報
   、上記定速走行車速設定部による定速走行車速の情報、
   および内燃機関と動力伝達機構とを含む制御対象の制御
   入出力値をそれぞれ受け、この制御対象に関する系の動
   的なモデルに従つて予め定められた制御対象内部状態推
   定のための演算式および最適フィードバックゲインに基
   づいて、燃料噴射量およびスロットルバルブ開度のそれ
   ぞれについてのフイードバツク量を決定し、これら決定
   されたフィードバック量のそれぞれに基づく燃料噴射弁
   駆動信号およびアクチユエータ駆動信号をそれぞれ上記
   燃料噴射弁および上記スロツトルアクチユエータへ出力
   する付加積分型最適レギュレータと、を備えたことを特
   徴とする車速制御装置。 　２　前記付加積分型最適レギユレータが、前記内燃機
   関の運転に関する系の動的なモデルに基づいて予め設定
   されたパラメータを用いて、前記内燃機関の運転状態と
   運転条件とから該系の動的な内部状態を表わす適当な次
   数の状態変数量を推定する状態観測部と、 前記目標吸入空気量設定部、定速走行車速設定部によつ
   てそれぞれ定められた目標吸入空気量、定速走行車速と
   前記検出された運転状態諸量との各偏差を各々累積する
   累積部と、 前記系の動的なモデルに基づいて予め設定されたフィー
   ドバックゲインと前記推定された状態変数量と前記累積
   値とから、燃料供給量、スロットルバルブ開度の各操作
   量を決定するフィードバック量決定部と、 から構成された特許請求の範囲第１項記載の車速制御装
   置。