DE60319613T2

DE60319613T2 - Steuerungssystem für eine Anlage

Info

Publication number: DE60319613T2
Application number: DE60319613T
Authority: DE
Inventors: Yuji Wako-shi Yasui; Yoshihisa Wako-shi Iwaki; Eiji Wako-shi Hashimoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: DE60319613D1; JP2003216206A; TW591354B; US20030139826A1; CN1244850C; EP1331531B1; JP2005267632A; EP1331531A3; EP1331531A2; CN1434358A; US7231265B2; TW200304588A; JP4223489B2; JP3686377B2; JP2005228352A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Regelungssystem für eine Anlage, und insbesondere ein Regelungssystem für eine Anlage mit einem Regler zum Regeln einer Anlage mittels eines Regelobjektmodells, das durch Modellbildung der Anlage erhalten wird.
Es ist ein Gleitmodusregler bekannt geworden, um eine Anlage gemäß einer Gleitmodusregelung mittels eines Regelmodellobjekts zu regeln, das durch Modellbildung der Anlage erhalten wird (z. B. JP-A-2000-110363 , äquivalent zu EP-0 990 783 A2 ). Eine Regelperiode dieses Gleitmodusreglers wird auf einen Wert gesetzt, der identisch zur Abtastperiode der Eingabe und einer Ausgabe der Anlage ist, um das Regelobjektmodell zu definieren.
Gemäß dieser Gleitmodusregelung ist es möglich, eine Dämpfcharakteristik einer Regelabweichung zwischen einem Regelungssollwert und einer Ausgabe einer zu regelnden Anlage zu spezifizieren. Eine solche Regelung wird als Antwort-spezifizierende Regelung bezeichnet. Abgesehen von der Gleitmodusregelung ist auch eine rückschreitende Regelung als Antwort-spezifizierende Regelung bekannt.
Wenn eine zu regelnde Anlage eine nicht lineare Störung, wie etwa Reibung, hat, dann ist es notwendig, die Regelperiode des Reglers zu verkürzen, um die Regelbarkeit der Anlage zu verbessern. Insbesondere macht es die Bewegung eines beweglichen geregelten Elements mit einer kürzeren Regelperiode möglich, Bewegungsdiskontinuitäten aufgrund der statischen Reibung zu eliminieren. Zusätzlich wird eine Zeitperiode, die erforderlich ist, damit sich die Eingabe in einer Änderung des Sollwerts widerspiegelt, d. h. die Totzeit der Anlagenregelung, länger, wenn die Regelperiode länger wird. Daher ist es wirkungsvoll, die Regelungsperiode auch zu dem Zweck zu reduzieren, die Leistungsfähigkeit der Anlagenausgabe, dem Sollwert zu folgen, zu verbessern.
Wenn jedoch die Regelungsperiode des Reglers auf einen kleineren Wert gesetzt wird, um die Regelbarkeit zu verbessern, und die Abtastperiode zum Definieren eines Regelobjektmodells der Anlage auf einen Wert gesetzt wird, der gleich der Regelungsperiode ist, können die unten beschriebenen Probleme auftreten.
Wenn eine Änderungsrate der Anlagenausgabe im Vergleich zur Regelungsperiode niedrig ist (d. h. die Anlagenausgabe ändert sich in einer Regelungsperiode wenig), dann werden Modellparameter, die die Charakteristiken des Regelobjektmodells repräsentieren, gemäß Daten identifiziert, die mit einer relativ kurzen Periode abgetastet werden, im Vergleich zur Änderungsrate der Anlagenausgabe. Daher ist ein Änderungsbetrag in den abgetasteten Daten (eine Differenz zwischen zwei benachbarten abgetasteten Daten) gering, und die Modellparameter, die gemäß den abgetasteten Daten identifiziert werden, sind nicht in der Lage, die dynamischen Charakteristiken der Anlage akkurat zu repräsentieren.
Gemäß der Antwort-spezifizierenden Regelung, wie etwa der oben beschriebenen Gleitmodusregelung, wird eine Rückkopplungseingabe basierend auf einer Funktion bestimmt, die eine Dämpfcharakteristik der Regelabweichung spezifiziert. Wenn Daten verwendet werden, die mit Intervallen einer kurzen Periode abgetastet werden, dann wird ein Änderungsbetrag in der Regelungsabweichung (die Differenz zwischen der Regelungsabweichung, die aus den abgetasteten Daten im vorangehenden Zyklus berechnet ist, und einer Regelungsabweichung, die aus abgetasteten Daten im gegenwärtigen Zyklus berechnet ist) klein. Dementsprechend wird ein durch die obige Funktion errechneter Wert nahezu null, was die Empfindlichkeit des Rückkopplungsprozesses niedriger macht. Im Ergebnis kann in einigen Fällen die spezifizierte Antwort nicht erreicht werden.
Die EP 0 908 801 A2 offenbart ein Regelungssystem und ein Regelungsverfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9, und regelt ein Luft/Kraftstoffverhältnis mittels eines Regelobjektmodells, das durch Modellbildung des Abgassystems einer Brennkraftmaschine erhalten wird, mit einem zeitdiskreten System.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Regelungssystem oder -verfahren für eine Anlage anzugeben, das in der Lage ist, die Charakteristiken eines Regelobjektmodells an Charakteristiken einer Anlage, welche ein echtes geregeltes Objekt ist, akkurat anzunähern und die Regelbarkeit mittels einer kurzen Regelungsperiode zu verbessern.
Zur Lösung der obigen Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Regelungssystem für eine Anlage vor. Das Regelungssystem enthält einen Antwort-spezifizierenden Regler (21) zum Regeln der Anlage (10) basierend auf einem Regelobjektmodell, das durch Modellbildung der Anlage (10) erhalten ist; wobei das Regelobjektmodell unter Verwendung einer Eingabe (DUT) und einer Ausgabe (DTH) der Anlage (10), die mit Intervallen einer ersten Periode (ΔT2) abgetastet werden, erstellt wird; wobei der Regler (21) einen Regelungsprozess der Anlage (10) mit Intervallen einer Regelungsperiode (ΔT1) ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Periode (ΔT2) länger ist als die Regelungsperiode (ΔT1) des Antwort-spezifizierenden Reglers (21), und dass die erste Periode (ΔT2) entsprechend einer Arbeitsfrequenz der Anlage (10) gesetzt ist.
Mit dieser Konfiguration wird die Anlage basierend auf dem Regelobjektmodell geregelt, das unter Verwendung der Eingabe und der Ausgabe der Anlage erstellt ist, welche mit Intervallen der ersten Periode abgetastet werden, die länger ist als die Regelperiode des Reglers. Wenn daher der Regelungsprozess mit Intervallen einer zweiten Regelungsperiode ausgeführt wird, die kürzer ist als eine Periode, die dem Arbeitsfrequenzbereich der Anlage entspricht, um die Totzeit zu verkürzen und dynamische Charakteristiken zu kompensieren, wie etwa die Reibungscharakteristiken, können die dynamischen Charakteristiken des Regelobjektmodells an die tatsächlichen dynamischen Charakteristiken der Anlage genau angenähert werden. Im Ergebnis wird die Regelbarkeit der Anlage verbessert.
Bevorzugt führt der Regler eine Rückkopplungsregelung zur Berechnung der Eingabe (DUT) der Anlage durch, um zu bewirken, dass die Ausgabe (DTH) der Anlage mit einem Sollwert (DTHR) übereinstimmt. Der Regler ist in der Lage, eine Dämpfcharakteristik einer Abweichung (e) zwischen der Ausgabe (DTH) der Anlage und dem Sollwert (DTHR) zu spezifizieren.
Da mit dieser Konfiguration die Dämpfcharakteristik der Abweichung (Regelungsabweichung) zwischen der Ausgabe der Anlage und dem Sollwert bei der Rückkopplungsregelung der Anlage spezifiziert werden kann, ist es möglich, eine optimale Regelungsantwortcharakteristik entsprechend den Arbeitszuständen der Anlage zu erreichen. Da ferner die dynamischen Charakteristiken des Regelobjektmodells an die tatsächlichen dynamischen Charakteristiken der Anlage in deren Arbeitsfrequenzbereich akkurat angenähert werden, kann die spezifizierte Regelungs-Antwortcharakteristik (die Dämpfcharakteristik der Regelungsabweichung) mit hoher Genauigkeit realisiert werden.
Bevorzugt wird ein Gleitmodusregler (21) als der obige Regler verwendet.
Da mit dieser Konfiguration die Anlage mit der Gleitmodusregelung geregelt wird, kann eine gute Regelbarkeit erhalten werden auch bei Vorhandensein einer Störung, einem Modellbildungsfehler (einer Differenz zwischen den Charakteristiken des Regelobjektmodells und den tatsächlichen Charakteristiken der Anlage) und einer Totzeit.
Bevorzugt berechnet der Gleitmodusregler (21) einen Wert (σ) einer Umschaltfunktion, die als lineare Funktion der Abweichung (e) zwischen der Ausgabe (DTH) der Anlage und dem Sollwert (DHTR) definiert ist, und ein Abtastzeitintervall der Abweichung (e), das zur Berechnung des Werts (σ) der Umschaltfunktion verwendet wird, länger ist als die Regelungsperiode (ΔT1) des Antwort-spezifizierenden Reglers (21).
Mit dieser Konfiguration wird der Umschaltfunktionswert mittels der Regelungsabweichung berechnet, deren Abtastzeitintervall länger ist als die Regelungsperiode des Reglers. Dies bedeutet, dass das Abtastzeitintervall der Abweichung, das bei der Berechnung des Umschaltfunktionswerts verwendet wird, für die akkurate Regelung ausreichend sein kann. Selbst wenn daher eine Änderungsrate der Ausgabe der Anlage niedrig ist im Vergleich zur Regelungsperiode des Reglers, wird ein Änderungsbetrag im Umschaltfunktionswert ausreichend größer als Rauschsignal, was in einer guten Leistungsfähigkeit resultiert, die Störung und den Modellbildungsfehler zu unterdrücken.
Bevorzugt ist das Abtastzeitintervall (k0) der Abweichung (e), das zur Berechnung des Werts (σ) der Umschaltfunktion verwendet wird, gleich der ersten Periode (ΔT2).
Mit dieser Konfiguration ist das Abtastzeitintervall der Abweichung, das bei der Berechnung des Umschaltfunktionswerts verwendet wird, gleich der ersten Periode, die zum Definieren des Regelobjektmodells benutzt wird. Demzufolge wird der Umschaltfunktionswert berechnet, der für den Arbeitsfrequenzbereich geeignet ist, indem die Charakteristiken des Regelmodellobjekts an die tatsächlichen Charakteristiken der Anlage genau angenähert werden. Im Ergebnis wird es möglich, die Leistungsfähigkeit, Störung und Modellbildungsfehler zu unterdrücken, weiter zu verbessern.
Bevorzugt enthält das Regelungssystem ferner ein Identifizierungsmittel (22) zum Identifizieren zumindest eines Modellparameters (θ) des Regelobjektmodells. Der Antwort-spezifizierende Regler (21) berechnet die Eingabe (DUT) der Anlage unter Verwendung des zumindest einen von dem Identifizierungsmittel (22) identifizierten Modellparameters (θ), und das Identifizierungsmittel (22) den zumindest einen Modellparameter (θ) mit Intervallen der ersten Periode (ΔT2) identifiziert, die länger ist als die Regelungsperiode (ΔT1) des Antwort-spezifizierenden Reglers (21).
Mit dieser Konfiguration wird der Modellparameter oder werden die Modellparameter des Regelobjektmodells mit Intervallen der zweiten Periode identifiziert, die länger ist als die Regelungsperiode des Reglers. Dementsprechend kann der Modellparameter oder können die Modellparameter mit Intervallen einer Periode identifiziert werden, die der tatsächlichen Antwortgeschwindigkeit der Anlage entspricht, und es kann eine Identifikationsgenauigkeit des Modellparameters oder der Modellparameter verbessert werden. Ferner kann die Rechenbelastung eines Prozessors zum Identifizieren des Modellparameters oder der Modellparameter reduziert werden.
Bevorzugt führt das Identifizierungsmittel (22) einen gleitenden Mittelwertbildungsprozess des zumindest einen identifizierten Modellparameters aus, und der Regler verwendet den zumindest einen identifizierten gleitend aufgemittelten Modellparameter.
Mit dieser Konfiguration wird der identifizierte Modellparameter oder werden die identifizierten Modellparameter dem gleitenden Mittelwertbildungsprozess unterzogen, und der gleitend aufgemittelte Modellparameter oder die gleitend aufgemittelten Modellparameter wird oder werden in dem Regler verwendet. Wenn die Rechenperiode des Modellparameters oder der Modellparameter länger ist als die Regelungsperiode des Reglers, dann beeinträchtigt die Regelungsperiode des Modellparameters oder der Modellparameter die Regeleingabe der Anlage nachteilig, was möglicherweise in einer Resonanz des Regelungssystems resuliert. Durch Verwendung des gleitend aufgemittelten Modellparameters oder der gleitend aufgemittelten Modellparameter kann dieser nachteilige Effekt verhindert werden.
Insbesondere enthält die Anlage ein Drosselventil (3) einer Brennkraftmaschine (1) und eine Drosselventilbetätigungsvorrichtung (10) mit einem Aktuatormittel (6) zum Betätigen des Drosselventils (3), und der Regler (21) berechnet einen Parameter (DUT) zur Bestimmung einer Regeleingabe zur Anwendung auf die Drosselventilbetätigungsvorrichtung (10), um zu bewirken, dass eine Öffnung (TH) des Drosselventils (3) mit einer Sollöffnung (THR) übereinstimmt.
Mit dieser Konfiguration wird die Öffnung des Drosselventils so geregelt, dass sie mit einer Sollöffnung übereinstimmt, basierend auf dem Regelobjektmodell, das unter Verwendung der Eingabe und der Ausgabe der Anlage erstellt wird, welche mit Intervallen der ersten Periode abgetastet werden, die länger ist als die Regelungsperiode des Reglers. Da der Arbeitsfrequenzbereich der Drosselventilöffnung, die eine Ausgabe der Drosselventilbetätigungsvorrichtung ist, relativ niedrig ist, können die dynamischen Charakteristiken des Regelmodellobjekts an die dynamischen Charakteristiken der Drosselventilbetätigungsvorrichtung genau angenähert werden, indem die Abtastperiode, die zum Definieren des Regelobjektmodells benutzt wird, länger gemacht wird als die Regelungsperiode. Im Ergebnis kann die Regelbarkeit der Drosselventilöffnung verbessert werden.
Zur Lösung der obigen Aufgabe wird auch ein Regelungsverfahren für eine Anlage unter Verwendung eines Antwort-spezifizierenden Reglers angegeben, welches die Schritte umfasst:

a) Modellbilden der Anlage (10) unter Verwendung einer Eingabe (DUT) und einer Ausgabe (DTH) der Anlage, die mit Intervallen einer ersten Periode (ΔT2) abgetastet werden, um ein Regelobjektmodell der Anlage (10) zu erhalten; und
b) Ausführen eines Antwort-spezifizierenden Regelungsprozesses der Anlage (10) basierend auf dem Regelobjektmodell mit Intervallen einer Regelungsperiode (ΔT1), dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsperiode (ΔT1) kürzer als die erste Periode (ΔT2) ist, wobei die erste Periode (ΔT2) gemäß einer Arbeitsfrequenz der Anlage (10) gesetzt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Drosselventilbetätigungsvorrichtung und ein Regelungssystem für die Drosselventilbetätigungsvorrichtung zeigt, gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das Funktionen zeigt, die von einer in 1 gezeigten elektronischen Steuerungseinheit (ECU) realisiert werden;
3 ist ein Diagramm, das Regelungscharakteristiken eines Gleitmodusreglers gemäß einem Wert eines Schaltfunktionssetzparameters (VPOLE) zeigt;
4 ist ein Diagramm, das einen Bereich zum Setzen von Regelungsverstärkungsfaktoren (F, G) des Gleitmodusreglers zeigt;
5A und 5B sind Diagramme, die eine Drift eines Modellparameters darstellen;
6A und 6B sind Diagramme, die einen Prozess der Tiefpassfilterung an einem Identifizierungsfehler (ide) darstellen;
7 ist ein Diagramm, das Frequenzkomponenten einer Ausgabe eines geregelten Objekts darstellt;
8 ist ein Diagramm, das einen Abtastprozess unter Verwendung eines Kurzabtastverfahrens darstellt, im Vergleich zu einer Änderungsrate einer Ausgabe des geregelten Objekts;
9 ist ein Diagramm, das die Art und Weise darstellt, mit der eine Abtastfrequenz gesetzt wird;
10A und 10B sind Diagramme, die Dämpfcharakteristiken einer Regelabweichung (e(k) zeigen;
11 ist ein Diagramm, das einen Wellenverlauf zeigt, der aufzeigt, wie sich eine Drosselventilöffnungsabweichung (DTH) verändert;
12 ist ein Diagramm, das Wellenverläufe zeigt, die aufzeigen, wie sich ein Schaltfunktionswert (σ) verändert, wobei die Wellenverläufe dem in 11 gezeigten Wellenverlauf entsprechen;
13A, 13B und 13C sind Diagramme, die ein Verfahren zum Setzen von Regelungsverstärkungsfaktoren (F, G) des Gleitmodusreglers darstellen;
14A und 14B sind Zeitdiagramme, die ein Problem darstellen, welche auftritt, wenn sich die Regelungsverstärkungsfaktoren (F, G) abrupt ändern;
15A bis 15C sind Zeitdiagramme, die einen Fall darstellen, in dem eine zweite Periode (ΔT2) als Regelungsperiode verwendet wird;
16A bis 16D sind Zeitdiagramme, die einen Fall darstellen, in dem Modellparameter mit Intervallen einer zweiten Periode (ΔT2) berechnet werden und eine Regelungsperiode auf eine erste Periode (ΔT1) gesetzt wird;
17 ist ein Zeitdiagramm, das die gleitende Mittelwertberechnung von Modellparametern darstellt;
18 ist ein Zeitdiagramm, das die Art und Weise darstellt, in der eine Dauerabweichung durch eine Adaptivvorschrifteingabe (Uadp) konvergiert wird;
19A und 19B sind Zeitdiagramme, die eine nicht lineare Eingabe (Unl) darstellen;
20 ist ein Diagramm, das eine Tabelle zur Berechnung eines nicht linearen EingabeVerstärkungsfaktors (Knl) zeigt;
21 ist ein Zeitdiagramm, das eine Änderung in einem Dithersignalwert (Fwave) darstellt;
22 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Frequenz (Fwave) einer Zwangsschwingungseingabe und einer Resonanzfrequenz (fr) eines geregelten Objekts zeigt;
23A bis 23C sind Zeitdiagramme, die eine Reduktion eines Identifizierungsfehlers (ide) zeigen, der durch eine Zwangsschwingungseingabe (Uwave) erzeugt wird;
24A und 24B sind Zeitdiagramme, die Überschießen des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags (DTH) und von dessen Verbesserung darstellen;
25A und 25B sind Diagramme, die Tabellen zum Setzen eines Basiswerts (Kdampbs) und eines Korrekturkoeffizienten (Kkdamp) eines Dämpfregelungsverstärkungsfaktors zeigen;
26A und 26B sind Diagramme, die einen Begrenzungsprozess von Modellparametern (a1'', a2'') darstellen;
27 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Setzen von Referenzmodellparametern (a1base, a2base, b1base) darstellt;
28A bis 28C sind Zeitdiagramme, die ein Problem mit einem herkömmlichen Verfahren zum Setzen eines Referenzmodellparameters (b1base) darstellen;
29A bis 29C sind Zeitdiagramme, die ein Verfahren zum Setzen eines Referenzmodellparameters (b1base) gemäß einer ersten Ausführung darstellen;
30 ist ein Flussdiagramm, das einen Drosselventilöffnungsregelungsprozess zeigt;
31 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Setzen einer Zustandsvariablen zeigt, der im in 30 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
32 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Identifizieren von Modellparametern zeigt, der im in 30 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
33 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung eines Identifizierungsfehlers (ide) zeigt, der im in 32 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
34 ist ein Flussdiagramm, das einen ersten Begrenzungsprozess zeigt, der im in 30 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
35 ist ein Flussdiagramm, das einen Begrenzungsprozess von Modellparametern (a1'', a2'') zeigt, der im in 34 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
36 ist ein Diagramm, das den in 35 gezeigten Prozess darstellt;
37 ist ein Flussdiagramm, das einen Begrenzungsprozess eines Modellparameters (b1'') zeigt, der im in 34 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
38 ist ein Flussdiagramm, das einen Begrenzungsprozess eines Modellparameters (c1'') zeigt, der im in 34 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
39 ist ein Flussdiagramm, das einen zweiten Begrenzungsprozess zeigt, der im in 30 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
40 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Regeleingabe (Usl) zeigt, der im in 30 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
41 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung eines Schaltfunktionswerts (a) zeigt, der im in 40 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
42 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung eines Schaltfunktionssetzparameters (VPOLE), der im in 41 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
43 ist ein Diagramm, das eine Tabelle zeigt, die im in 42 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
44 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Reachingvorschrifteingabe (Urch) zeigt, der im in 40 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
45 ist ein Flussdiagramm, dass einen Prozess zur Berechnung einer Adaptivvorschrifteingabe (Uadp) zeigt, der im in 40 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
46 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer nicht linearen Eingabe (Unl) zeigt, der im in 40 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
47 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Zwangsschwingungseingabe (Uwave) zeigt, der im in 40 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
48 ist ein Diagramm, das eine Tabelle zeigt, die im in 47 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
49 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Dämpfeingabe (Udamp) zeigt, der im in 40 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
50 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Bestimmung der Stabilität des Gleitmodusreglers zeigt, der im in 30 gezeigten Prozess ausgeführt wird;
51 ist ein schematisches Diagramm einer hydraulischen Stellvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
52 ist ein Blockdiagramm eines Regelungssystems, das die in 51 gezeigte hydraulische Stellvorrichtung enthält.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Die bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden in Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführung
1 zeigt schematisch eine Konfiguration eines Drosselventilregelungssystems gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Eine Brennkraftmaschine (nachfolgend als "Maschine" bezeichnet) 1 hat einen Ansaugkanal 2, in dem ein Drosselventil 3 angeordnet ist. Das Drosselventil 3 ist mit einer Rückstellfeder 4 als erstem Erregungsmittel zum Vorspannen des Drosselventils 3 in Schließrichtung sowie einem elastischen Element 5 als zweitem Erregungsmittel zum Vorspannen des Drosselventils 3 in Öffnungsrichtung versehen. Das Drosselventil 3 kann durch einen Motor 6 als Aktivierungsmittel durch Zahnräder (nicht gezeigt) aktiviert werden. Wenn die Betätigungskraft von dem Motor 6 nicht auf das Drosselventil 3 einwirkt, wird eine Öffnung TH des Drosselventils 3 auf einer Standardöffnung THDEF (z. B. 5 Grad) gehalten, wo die Vorspannkraft der Rückstellfeder 4 und die Vorspannkraft des elastischen Elements 5 im Gleichgewicht stehen.
Der Motor 6 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (nachfolgend als "ECU" bezeichnet) 7 verbunden. Der Betrieb des Motors 6 wird durch die ECU 7 gesteuert/geregelt. Dem Drosselventil 3 ist ein Drosselventilöffnungssensor 8 zugeordnet, um die Drosselventilöffnung TH zu erfassen. Ein von dem Drosselventilöffnungssensor 8 erfasstes Signal wird der ECU 7 zugeführt.
Ferner ist die ECU 7 mit einem Gaspedalsensor 9 zum Erfassen eines Druckbetrags ACC eines Gaspedals versehen, um eine vom Fahrer des Fahrzeugs, an dem die Maschine 1 angebracht ist, zu erfassen. Ein von dem Gaspedalsensor 9 erfasstes Signal wird der ECU 7 zugeführt.
Die ECU 7 hat eine Eingabeschaltung, einen A/D-Wandler, eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), eine Speicherschaltung und eine Ausgabeschaltung. Die Eingabeschaltung enthält die von dem Drosselventilöffnungssensor 8 und dem Gaspedalsensor 9 erfassten Signale. Der A/D-Wandler wandelt die Eingangssignale in digitale Signale um. Die CPU führt verschiedene Prozessoperationen aus. Die Speicherschaltung hat ein ROM (Festwertspeicher) zum Speichern der von der CPU ausgeführten Prozesse und von Kennfeldern und Tabellen, auf sich die Prozesse beziehen, sowie ein RAM zum Speichern von Ergebnissen der Prozessausführung durch die CPU. Die Ausgabeschaltung führt dem Motor 6 einen Erregungsstrom zu. Die ECU 7 bestimmt eine Sollöffnung THR des Drosselventils 3 gemäß dem Druckbetrag ACC des Gaspedals, bestimmt eine Regelgröße DUT für den Motor 6, um zu bewirken, dass die erfasste Drosselventilöffnung TH mit der Sollöffnung THR übereinstimmt, und führt dem Motor 6 ein elektrisches Signal entsprechend der Regelgröße DUT zu.
In der vorliegenden Ausführung ist eine Drosselventilbetätigungsvorrichtung 10, die das Drosselventil 3, die Rückstellfeder 4, das elastische Element 5 und den Motor 6 enthält, ein geregeltes Objekt. Eine dem geregelten Objekt zuzuführende Eingabe ist ein Tastverhältnis DUT des an den Motor 6 angelegten elektrischen Signals. Eine Ausgabe von dem geregelten Objekt ist die Drosselventilöffnung TH, die von dem Drosselventilöffnungssensor 8 erfasst wird.
Ein Modell, das durch die unten gezeigte Gleichung (1) definiert ist, wird als Regelobjektmodell entsprechend der Frequenzantwortcharakteristiken der Drosselventilbetätigungsvorrichtung 10 gesetzt. Es ist bestätigt worden, dass die Frequenzantwortcharakteristiken des Modells den Charakteristiken der Drosselventilbetätigungsvorrichtung 10 angenähert werden können. DTH(k + 1) = a1 × DTH(k) + a2 × DTH(k – 1) + b1 × DUT(k – d) + c1 (1) wobei k ein Parameter ist, der eine diskrete Abtastzeit oder diskrete Steuerzeit präsentiert, die mit einer ersten Periode ΔT1 digitalisiert ist, und DTH(k) ist ein Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag, der durch die unten gezeigte Gleichung (2) definiert ist. DTH(k) = TH(k) – THDEF (2)wobei TH eine erfasste Drosselventilöffnung und THDEF eine Standardöffnung ist.
In der Gleichung (1) sind a1, a2, b1 und c1 Modellparameter, welche die Charakteristiken des Regelobjektmodells bestimmen, und d ist eine Totzeit. Die Totzeit d ist eine Verzögerung zwischen der Eingabe und Ausgabe des Regelobjektmodells. Um den Rechenaufwand zu reduzieren, ist es wirkungsvoll, ein Regelobjektmodell durch die unten gezeigte Gleichung (1a) zu definieren, wo die Totzeit d auf "0" gesetzt ist. Ein Modellbildungsfehler (eine Differenz zwischen den Charakteristiken des Regelobjektmodells und den Charakteristiken eines tatsächlichen geregelten Objekts (Anlage)), welche durch das Einstellen der Totzeit d auf "0" hervorgerufen wird, wird durch die Verwendung eines robusten Gleitmodusreglers kompensiert. "Robustheit" eines Regelsystems bedeutet, dass die Regelungsleistung oder Regelungsstabilität des Regelungssystems auch dann nicht leicht verschlechtert wird, wenn sich die Charakteristiken des geregelten Objekts oder Störungen stark ändern, im Vergleich zu einem normalen Zustand. DTH(k + 1) = a1 × DTH(k) + a2 × DTH(k – 1) + b1 × DUT(k) + c1 (1a)
In der Gleichung (1a) wird der Modellparameter c1, der für die Eingabe und Ausgabe des geregelten Objekts nicht relevant ist, zusätzlich zu den Modellparametern a1 und a2 verwendet, die für die Abweichung DTH relevant sind, welche die Ausgabe des geregelten Objekts ist, und dem Modellparameter b1, der für das eingegebene Tastverhältnis DUT relevant ist, das die Eingabe des geregelten Objekts ist. Der Modellparameter c1 ist ein Parameter, der einen Abweichungsbetrag der Standardöffnung THDEF und der auf die Drosselventilbetätigungsvorrichtung 10 einwirkenden Störung repräsentiert. In anderen Worten, der Standardöffnungsabweichungsbetrag und die Störung können identifiziert werden, indem der Modellparameter c1 gleichzeitig mit den Modellparametern a1, a2 und b1 durch einen nachfolgend beschriebenen Modellparameteridentifizierer identifiziert wird.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm des Drosselventilregelungssystems, das durch die ECU 7 realisiert wird. Das Drosselventilregelungssystem enthält einen adaptiven Gleitmodusregler 21, einen Modellparameteridentifizierer 22, einen Modellparameterplaner 25, eine Sollöffnungssetzeinheit 24 zum Setzen einer Sollöffnung THR für das Drosselventil 3 gemäß dem Gaspedaldruckbetrag ACC, sowie Subtrahierer 26 und 27.
Der adaptive Gleitmodusregler 21 berechnet ein Tastverhältnis DUT gemäß einer adaptiven Gleitmodusregelung, um zu bewirken, dass die erfasste Drosselventilöffnung TH mit der Sollöffnung THR übereinstimmt, und gibt das berechnete Tastverhältnis DUT aus.
Durch die Verwendung des adaptiven Gleitmodusreglers 21 ist es möglich, die Antwortcharakteristiken der Drosselventilöffnung TH auf den Sollwert THR zu verändern (zu spezifizieren), unter Verwendung eines spezifischen Parameters (eines später zu beschreibenden Schaltfunktionssetzparameters VPOLE). Im Ergebnis kann eine optimale Antwortcharakteristik gemäß der Drosselventilöffnung TH spezifiziert werden. Zum Beispiel ist es möglich, Stöße zu vermeiden, wenn sich das Drosselventil 3 von einer offenen Stellung zur vollständig geschlossenen Stellung bewegt, d. h. während das Drosselventil 3 mit einem Anschlag zum Stoppen des Drosselventils 3 in der vollständig geschlossenen Stellung kollidiert. Auch ist es möglich, zu bewirken, dass die Maschinenantwort der Betätigung der Gaspedalvariablen entspricht. Ferner macht es die Gleitmodusregelung möglich, eine gute Stabilität gegenüber Fehlern der Modellparameter zu erhalten.
Der Modellparameteridentifizierer 22 berechnet einen korrigierten Modellparametervektor θL (θL^T = [a1, a2, b1, c1]), und führt den berechneten korrigierten Modellparametervektor θL dem adaptiven Gleitmodusregler 21 zu. Insbesondere berechnet der Modellparameteridentifizierer 22 einen Modellparametervektor θ basierend auf der Drosselventilöffnung TH und dem Tastverhältnis DUT. Der Modellparameteridentifizierer 22 führt dann einen ersten Begrenzungsprozess, einen Oversampling- und gleitenden Mittelwertbildungsprozess sowie einen zweiten Begrenzungsprozess des Modellparametervektors θ aus, um einen korrigierten Modellparametervektor θL zu berechnen. Der korrigierte Modellparametervektor θL wird dem adaptiven Gleitmodusregler 21 zugeführt. Auf diese Weise erhält man die Modellparameter a1, a2 und b1, die optimal sind, damit die Drosselventilöffnung TH der Sollöffnung THR folgt, und man erhält auch den Modellparameter c1, der die Störung und einen Abweichungsbetrag der Standardöffnung THDEF anzeigt. Der erste Begrenzungsprozess, der Oversampling und gleitende Mittelwertbildungsprozess und der zweite Begrenzungsprozess werden später beschrieben.
Durch Verwendung des Modellparameteridentifizierers 22 zum Identifizieren der Modellparameter auf Echtzeitbasis ist eine Anpassung an Änderungen in den Maschinenbetriebszuständen, Kompensation von Varianten der Hardwarecharakteristiken, Kompensation von Fluktuationen der Stromversorgungsspannung und Anpassung an alterungsabhängige Änderungen von Hardwarecharakteristiken möglich.
Der Modellparameterplaner 25 berechnet einen Referenzmodellparametervektor θbase (θbase^T = [a1base, a2base, b1base, c1base]) gemäß einem Sollwert DTHR, der als Abweichungsbetrag zwischen einer Sollöffnung THR(k) und der Standardöffnung THDEF durch die folgende Gleichung (3) definiert ist, wobei der berechnete Referenzmodellparametervektor θbase dem Modellparameteridentifizierer 22 zugeführt wird. DTHR(k) = THR(k) – THDEF (3)
Der Subtrahierer 26 berechnet einen Abweichungsbetrag zwischen der Standardöffnung THDEF und der Drosselventilöffnung TH als Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH, und der Subtrahierer 27 berechnet einen Abweichungsbetrag zwischen der Standardöffnung THDEF und der Sollöffnung THR als den Sollwert DTHR (siehe Gleichungen (2) und (3)).
Umriss des adaptiven Gleitmodusreglers
Nachfolgend werden Prinzipien des Betriebs des adaptiven Gleitmodusreglers 21 beschrieben.
Wenn eine Abweichung e(k) zwischen dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH und dem Sollwert DTHR durch die folgende Gleichung (4) definiert wird, dann wird ein Schaltfunktionswert σ(k) des adaptiven Gleitmodusreglers durch die folgende Gleichung (5) gesetzt. e(k) = DTH(k) – DTHR(k) (4) σ(k) = e(k) + VPOLE × e(k – 1) = (DTH(k) – DTHR(k)) + VPOLE × (DTH(k – 1) – DTHR(k – 1)) (5)wobei VPOLE ein Schaltfunktionssetzparameter ist, der auf einen Wert von größer als "–1" und kleiner als "1" gesetzt ist.
Auf einer Phasenebene, die durch eine eine Abweichung e(k) repräsentierende vertikale Achse und eine eine vorangehende Abweichung e(k – 1) repräsentierende horizontale Achse definiert ist, repräsentiert ein Paar der Abweichung e(k) und der vorangehenden Abweichung e(k – 1) der Gleichung von "σ(k) = 0" genügt, eine gerade Linie. Die gerade Linie wird allgemein als gerade Schaltlinie bezeichnet. Eine Gleitmodusregelung ist eine Regelung, die das Verhalten der Abweichung e(k) auf der geraden Schaltlinie berücksichtigt.
Die Gleitmodusregelung wird derart ausgeführt, dass der Schaltfunktionswert σ(k) zu "0" wird, d. h. das Paar der Abweichung e(k) und der vorangehenden Abweichung e(k – 1) auf der geraden Schaltlinie auf der Phasenebene vorhanden ist, um hierdurch eine robuste Regelung gegen Störung und Modellbildungsfehler zu erhalten. Im Ergebnis wird der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH mit guter Robustheit geregelt, um dem Sollwert DHTR zu folgen.
Wie in 3 gezeigt, ist es durch Verändern des Werts des Schaltfunktionssetzparameters VPOLE in Gleichung (5) möglich, eine Dämpfcharakteristik der Abweichung e(k) zu verändern, d. h. die Nachfolgecharakteristik des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH, dem Sollwert DTHR zu folgen. Insbesondere, wenn VPOLE gleich "–1" ist, dann ist der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH vollständig außer Stande, dem Sollwert DHTR zu folgen. Wenn der Absolutwert des Schaltfunktionssetzparameters VPOLE reduziert wird, nimmt die Geschwindigkeit, mit der der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH dem Sollwert DTHR folgt, zu. Da der Gleitmodusregler in der Lage ist, die Dämpfcharakteristik der Abweichung e(k) als gewünschte Charakteristik zu spezifizieren, wird der Gleitmodusregler als Antwort-spezifizierender Regler bezeichnet.
Gemäß dieser Gleitmodusregelung kann die Konvergenzgeschwindigkeit leicht verändert werden, indem man den Schaltfunktionssetzparameter VPOLE ändert. Daher wird in der vorliegenden Ausführung der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE gemäß dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH gesetzt, um eine Antwortcharakteristik zu erhalten, die für den Betriebszustand des Drosselventils 3 geeignet ist.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der Gleitmodusregelung die Abweichung e(k) bei einer bestimmten Geschwindigkeit robust gegenüber Störung und Modellbildungsfehler auf "0" konvergiert, indem das Paar der Abweichung e(k) und der vorangehenden Abweichung e(k – 1) auf die gerade Schaltlinie gezwungen wird (das Paar von e(k) und e(k – 1) wird als "Abweichungszustandsgröße" bezeichnet). Daher ist es bei der Gleitmodusregelung wichtig, wie man die Abweichungszustandsgröße auf die gerade Schaltlinie setzt und die Abweichungszustandsgröße auf die gerade Schaltlinie zwingt.
Vom obigen Standpunkt her wird eine Eingabe DUT(k) (auch als Uls(k) bezeichnet) zu dem geregelten Objekt (einer Ausgabe des Reglers) grundlegend als Summe einer äquivalenten Regeleingabe Ueq(k), einer Reachingvorschrifteingabe Urch(k) und einer Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k) durch die folgende Gleichung (6) errechnet. DUT(k) = Usl(k) = Ueq(k) + Urch(k) + Uadp(k) (6)
Die äquivalente Regeleingabe Ueq(k) ist eine Eingabe, um die Abweichungszustandsgröße auf die gerade Schaltlinie zu zwingen. Die Reachingvorschrifteingabe Urch(k) ist eine Ausgabe, um die Abweichungszustandsgröße auf die gerade Schaltlinie zu setzen. Die Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k) ist eine Eingabe, um die Abweichungszustandsgröße auf die gerade Schaltlinie zu setzen, während der Modellbildungsfehler und der Effekt der Störung reduziert werden. Nachfolgend werden Methoden zur Berechnung dieser Eingabe Ueq(k), Urch(k) und Uadp(k) beschrieben.
Da die äquivalente Regeleingabe Ueq(k) eine Eingabe ist, um die Abweichungszustandsgröße auf die gerade Schaltlinie zu zwingen, wird eine zu erfüllende Bedingung durch die folgende Gleichung (7) angegeben. σ(k) = σ(k + 1) (7)
Mittels der Gleichungen (1), (4) und (5) wird das Tastverhältnis DUT(k), das der Gleichung (7) genügt, durch die unten gezeigte Gleichung (8) bestimmt. Das mit der Gleichung (8) berechnete Tastverhältnis DUT(k) respräsentiert die äquivalente Regeleingabe Ueq(k). Die Reachingvorschrifteingabe Urch(k) und die Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k) werden durch die jeweiligen Gleichungen (9) und (10) definiert, die unten gezeigt sind.
wobei F und G jeweils einen Reachingvorschriftregelungsverstärkungsfaktor und einen Adaptivvorschriftregelungsverstärkungsfaktor repräsentieren, die wie unten beschrieben gesetzt werden, und ΔT1 eine Regelperiode respräsentiert. Die Regelperiode ist die erste Periode ΔT1, die gleich einer Abtastperiode ist, die zum Definieren des Regelobjektmodells benutzt wird.
Dann werden der Reachingvorschriftregelungsverstärkungsfaktor F und der Adaptivvorschriftregelungsverstärkungsfaktor G derart bestimmt, dass durch die Reachingvorschrifteingabe Urch und die Adaptivvorschrifteingabe Uadp die Abweichungszustandsgröße stabil auf die gerade Schaltlinie gesetzt werden kann.
Insbesondere wird eine Störung V(k) angenommen, und es wird eine Stabilitätsbedingung, um den Schaltfunktionswert σ(k) gegenüber der Störung V(k) stabil zu halten, bestimmt, um eine Bedingung zu setzen der Verstärkungsfaktoren F und G zu erhalten. Im Ergebnis hat man als die Stabilitätsbedingung erhalten, dass die Kombination der Verstärkungsfaktoren F und G den folgenden Gleichungen (11) bis (13) genügt, in anderen Worten, die Kombination der Verstärkungsfaktoren F und G in einem in 4 gezeigten schraffierten Bereich angeordnet sein sollte. F > 0 (11) G > 0 (12) F < 2 – (ΔT1/2)G (13)
Wie oben beschrieben, werden die äquivalente Regeleingabe Ueq(k), die Reachingvorschrifteingabe Urch(k) und die Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k) aus den Gleichungen (8) bis (10) errechnet, und das Tastverhältnis DUT(k) wird als Summe dieser Eingaben errechnet.
Umriss des Modellparameteridentifizierers
Nachfolgend werden Prinzipien des Betriebs des Modellparameteridentifizierers 22 beschrieben.
Der Modellparameteridentifizierer 22 berechnet einen Modellparametervektor des Regelobjektmodells basierend auf der Eingabe (DUT(k)) und der Ausgabe (TH(k)) des geregelten Objekts, wie. oben beschrieben. Insbesondere berechnet der Modellparameteridentifizierer 22 einen Modellparametervektor θ(k) gemäß einem sequenziellen Identifizierungsalgorithmus (generalisierter sequenzieller Algorithmus der Methode der kleinsten Quadrate), der durch die folgende Gleichung (14) repräsentiert wird. θ(k) = θ(k – 1) + KP(k)ide(k) (14) θ(k)T = [a1'', a2'', b1'', c1''] (15)wobei a1'', a2'', b1'' und c1'' Modellparameter repräsentieren, bevor ein später beschriebener erster Begrenzungsprozess ausgeführt wird, ide(k) einen Identifizierungsfehler repräsentiert, der durch die unten gezeigten Gleichungen (16), (17) und (18) definiert ist, wobei DTHHAT(k) einen geschätzten Wert des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH(k) repräsentiert (nachfolgend als "geschätzter Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag" bezeichnet), der mittels des letzten Modellparametervektors θ(k – 1) berechnet wird, und KP(k) einen Verstärkungskoeffizientenvektor repräsentiert, der durch die unten gezeigte Gleichung (19) definiert ist. In der Gleichung (19) respräsentiert P(k) eine quartäre Quadratmatrix, die durch die unten gezeigte Gleichung (20) berechnet wird. ide(k) = DTH(k) – DTHHAT(k) (16) DTHHAT(k) = θ(k – 1)Tζ(k) (17) ζ(k)T = [DTH(k – 1), DTH(k – 2), DUT(k – 1), 1] (18)
(E ist eine Einheitsmatrix)

Gemäß dem Einsetzen der Koeffizienten λ1 und λ2 in die Gleichung (20) wird der Identifikationsalgorithmus von den Gleichungen (14) bis (20) zu einem der folgenden vier Identifikationsalgorithmen:

λ1 = 1, λ2 = 0	Algorithmus mit fester Verstärkung
λ1 = 1, λ2 = 1	Algorithmus der Methode der kleinsten Quadrate
λ1 = 1, λ2 = λ	Algorithmus mit degressiver Verstärkung (λ ist ein gegebener Wert anders als 0 oder 1)
λ1 = λ, λ2 = 1	Algorithmus der gewichteten Methode der kleinsten Quadrate (λ1 ist ein gegebener Wert anders als 0 oder 1)

Wenn der Algorithmus mit fester Verstärkung benutzt wird, um den Rechenaufwand zu reduzieren, dann wird die Gleichung (19) zur folgenden Gleichung (19a) vereinfacht, wobei P eine quadratische Matrix repräsentiert, mit Konstanten als Diagonalelementen.
Es gibt Situationen, wo sich Modellparameter, die aus den Gleichungen (14) bis (18), (19a) berechnet werden, von Sollwerten allmählich verschieben. Insbesondere wenn, wie in den 5A und 5B gezeigt, ein restlicher Identifikationsfehler, der durch nicht lineare Charakteristiken, wie etwa Reibungscharakteristiken des Drosselventils, hervorgerufen wird, vorhanden ist, nachdem die Modellparameter auf ein gewisses Ausmaß konvergiert worden sind, oder wenn eine Störung, deren Mittelwert nicht null ist, dauerhaft anliegt, dann werden die restlichen Identifikationsfehler akkumuliert, was zu einer Drift im Modellparameter führt. Um eine solche Drift der Modellparameter zu verhindern, wird der Modellparametervektor θ(k) durch die folgende Gleichung (14a) berechnet statt durch Gleichung (14). θ(k) = θ(0) + DELTAk-1 × KP(1)ide(1) + DELTAk-2 × KP(2)ide(2) + ... + DELTA × KP(k – 1)ide(k – 1) + KP(k)ide(k) (14a)wobei DELTA eine Vergessene-Koeffizient-Matrix repräsentiert, worin der Vergessen-Koeffizient δi(i = 1 bis 3) und "1" diagonale Elemente sind, und alle anderen Elemente "0" sind, wie durch die folgende Gleichung (21) gezeigt.
Der Vergessen-Koeffizient δi wird auf einen Wert zwischen "0" und "1" gesetzt (0 < δi < 1), und hat eine Funktion darin, den Effekt vergangener Identifikationsfehler allmählich zu reduzieren. In Gleichung (21) wird der Koeffizient, der für die Berechnung des Modellparameters c1'' relevant ist, auf "1" gesetzt, wobei der Effekt der vergangenen Werte gehalten wird. Indem man eines der diagonalen Elemente der Vergessen-Koeffzient-Matrix DELTA, d. h. der Koeffizient, der für die Berechnung des Modellparameters c1'' relevant ist, auf "1" setzt, wird es möglich, eine Dauerabweichung zwischen dem Sollwert DTHR und dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH zu verhindern. Es wird verhindert, dass die Modellparameterdrift, indem andere Elemente δ1, δ2 und δ3 der Vergessen-Koeffizient-Matrix DELTA auf einen Wert gesetzt werden, der größer als "0" und kleiner als "1" ist.
Wenn man die Gleichung (14a) in eine rekursive Form umschreibt, erhält man die folgenden Gleichungen (14b) und (14c). Ein Prozess zur Berechnung des Modellparametervektors θ(k) mittels der Gleichungen (14b) und (14c) anstelle der Gleichung (14) wird nachfolgend als "δ-Korrekturmethode" bezeichnet, und das durch die Gleichung (14c) definierte dθ(k) wird als "Aktualisierungsvektor" bezeichnet. θ(k) = θ(0) + dθ(k) (14b) dθ(k) = DELTA·dθ(k – 1) + KP(k)ide(k) (14c)
Gemäß einem Algorithmus, der die δ-Korrekturmethode verwendet, kann man, zusätzlich zu dem Driftverhinderungseffekt, einen Modellparameter-Stabilisierungseffekt erhalten. Insbesondere wird ein Anfangsvektor θ(0) allzeit beibehalten, und Werte, die die Elemente des Aktualisierungsvektors dθ(k) einnehmen können, werden durch den Effekt der Vergessen-Koeffizient-Matrix DELTA begrenzt. Daher können die Modellparameter in der Nähe ihrer Anfangswerte stabilisiert werden.
Da ferner die Modellparameter berechnet werden, während der Aktualisierungsvektor dθ(k) gemäß dem Identifikationsprozess basierend auf den Eingangs- und Ausgangsdaten des tatsächlichen geregelten Objekts eingestellt wird, ist es möglich, die Modellparameter so zu berechnen, dass sie zum tatsächlichen geregelten Objekt passen.
Es ist bevorzugt, den Modellparametervektor θ(k) aus der folgenden Gleichung (14d) zu errechnen, die anstelle des Anfangsvektors θ(0) in der Gleichung (14b) einen Referenzmodellparametervektor θbase verwendet. θ(k) = θbase + dθ(k) (14d)
Der Referenzmodellparametervektor θbase wird von dem Modellparameterplaner 25 entsprechend dem Sollwert DTHR gesetzt. Demzufolge kann der Referenzmodellparametervektor θbase an Änderungen in den dynamischen Charakteristiken, welche Änderungen in der Drosselventilöffnung TH entsprechen, angepasst werden.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführung der Identifikationsfehler ide(k) einer Tiefpassfilterung unterzogen. Insbesondere, wenn die Modellparameter eines geregelten Objekts identifiziert, das Tiefpasscharakteristiken hat, hat das Identifikationsgewicht des Identifikationsalgorithmus für den Identifikationsfehler ide(k) Frequenzcharakteristiken, wie sie in 6A mit der durchgehenden Linie L1 angegeben sind. Durch die Tiefpassfilterung des Identifikationsfehlers ide(k) werden die Frequenzcharakteristiken, wie sie mit der durchgehenden Linie L1. angegeben sind, zu den Frequenzcharakteristiken, wie sie mit der unterbrochenen Linie 12 angegeben sind, verändert, wobei die hochfrequenten Komponenten gedämpft werden. Der Grund für die Ausführung der Tiefpassfilterung wird nachfolgend beschrieben.
Die Frequenzcharakteristiken des tatsächlichen geregelten Objekts, das Tiefpasscharakteristiken hat, und des Regelobjektmodells davon haben Frequenzcharakteristiken, die jeweils durch die durchgehende Linien L3 und L4 in 6B repräsentiert sind. Insbesondere, wenn Modellparameter durch den Modellparameteridentifizierer 22 in Bezug auf das geregelte Objekt identifiziert werden, das Tiefpasscharakteristiken hat (Charakteristiken, um hochfrequente Komponenten zu dämpfen), werden die identifizierten Modellparameter durch die Hochfrequenz-Sperrcharakteristiken stark beeinflusst, sodass im niederfrequenten Bereich der Verstärkungsfaktor des Regelobjektmodells niedriger wird als die tatsächlichen Charakteristiken. Im Ergebnis korrigiert der Gleitmodusregler 21 die Regeleingabe zu stark.
Indem man die Frequenzcharakteristiken der Gewichtung des Identifikationsalgorithmus für die Charakteristiken, die durch die unterbrochene Linie 12 in 6A angegeben sind, gemäß der Tiefpassfilterung verändert, werdendie Frequenzcharakteristiken des geregelten Objekts auf Frequenzcharakteristiken verändert, die in 6B mit der unterbrochenen Linie 15 angegeben sind. Im Ergebnis werden die Frequenzcharakteristiken des Regelobjektmodells mit den tatsächlichen Frequenzcharakteristiken in Übereinstimmung gebracht, oder der Niederfrequenzverstärkungsfaktor des Regelobjektmodells wird auf einen Pegel korrigiert, der etwas höher ist die tatsächliche Verstärkung. Dementsprechend lässt sich verhindern, dass die Regeleingabe durch den Gleitmodusregler 21 zu stark korrigiert wird, um hierdurch die Robustheit des Regelungssystems zu verbessern und ferner das Regelungssystem zu stabilisieren.
Die Tiefpassfilterung wird ausgeführt, indem vergangene Werte ide(k – 1) des Identifikationsfehlers (z. B. 10 vergangene Werte für i = 1 bis 10) in einem Ringpuffer gespeichert werden, die vergangenen Werte mit Wichtungskoeffizienten multipliziert werden und die Produkte der vergangenen Werte und der Wichtungskoeffizienten addiert werden.
Da der Identifikationsfehler ide(k) aus. den Gleichungen (16), (17) und (18) berechnet wird, kann man den gleichen Effekt wie oben beschrieben erhalten, indem man die gleiche Tiefpassfilterung an dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH(k) und dem geschätzten Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTHHAT(k) ausführt, oder indem die gleiche Tiefpassfilterung an den Drosselventilöffnungsabweichungsbeträgen DTH(k – 1), DTH(k – 2) und dem Tastverhältnis DUT(k – 1) ausführt.
Wenn man den Identifikationsfehler, der der Tiefpassfilterung unterzogen worden ist, mit idef(k) bezeichnet, dann wird der Aktualisierungsvektor dθ(k) aus der folgenden Gleichung (14e) berechnet, statt der Gleichung (14c). dθ(k) = DELTA × dθ(k – 1) + KP(k)idef(k) (14e)
Überblick der Abtastperiode
Es ist von den Erfindern der vorliegenden Erfindung bestätigt worden, dass dann, wenn die erste Periode ΔT1, die der Abtastperiode entspricht, und die Regelperiode des Regelobjektmodells auf einige wenige Millisekunden gesetzt wird (z. B. 2 Millisekunden), dann die Leistung der Störungsunterdrückung ungenügend wird, und die Anpassungsleistung an Veränderungen und zeitabhängige Änderungen der Hardwarecharakteristiken ungenügend wird. Diese Probleme werden nachfolgend im Detail beschrieben.
1) Ungenügende Leistung der Störungsunterdrückung
Die äquivalente Regeleingabe Ueq, die aus der Gleichung (8) berechnet wird, wird vorwärts koppelnd eingegeben, um zu bewirken, dass der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH dem Sollwert DTHR folgt. Daher ist es die Reachingvorschrifteingabe Urch(k) und die Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k), die aus den Gleichungen (9) und (10) berechnet wurden, welche dazu beiträgt, den Effekt der Störungen zu unterdrücken (z. B. Änderungen in der Reibungskraft, die auf ein Element einwirkt, das den Ventilkörper des Drosselventils 3 trägt, oder Änderungen in dem Druck, der auf den Ventilkörper ausgeübt wird, d. h. dem Druck, der aufgrund der Differenz zwischen dem auf beide Seiten des Ventilkörpers wirkenden Drücken auf den Ventilkörper einwirkt). Die Reachingvorschrifteingabe Urch(k) und die Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k) werden auf der Basis des Schaltfunktionswerts σ berechnet.
Wenn mann die erste Periode ΔT1 auf einen Wert von etwa einigen Millisekunden setzt, werden der gegenwärtige Wert e(k) und der vorangehende Wert e(k – 1) der Regelungsabweichung im Wesentlichen zueinander gleich, wenn eine Änderungsrate des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH oder des Sollwerts DTHR gering ist. Wenn daher der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE in der Gleichung (5) auf einen Wert nahe "–1" gesetzt wird, dann wird der Schaltfunktionswert σ(k) im Wesentlichen "0". Im Ergebnis werden die Reachingvorschrifteingabe Urch(k) und die Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k), die aus den Gleichungen (9) und (10) berechnet wurden, im Wesentlichen zu "0", was in einer starken Abnahme der Störungsunterdrückungsleistung des adaptive Gleitmodusreglers resultiert. D. h., wenn ein Regelobjektmodell mittels einer kurzen Abtastperiode definiert wird im Vergleich zur Änderungsrate (Änderungsperiode) der Ausgabe des Regelobjektmodells, dann wird die Störungsunterdrückungsleistung eines adaptiven Gleitmodusreglers, der auf der Basis des Regelobjektmodells gestaltet ist, stark reduziert.
2) Ungenügende Leistung in der Anpassung an Veränderungen und Alterung der Hardwarecharakteristiken
Anpassungen an Änderungen und Alterung der Hardwarecharakteristiken erfolgt durch sequenzielle Identifizierung von Modellparametern mit dem Modellparameteridentifizierer 22.
Wenn die erste Periode ΔT1 auf einen Wert von etwa einigen Millisekunden gesetzt wird, dann ist die Abtastfrequenz einige hundert Hz (etwa 500 Hz), und die Nyquistfrequenz fnyq ist eine Hälfte der Abtasffrequenz. Ein Großteil der Frequenzkomponenten des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH und des Sollwerts DTHR, die die Ausgabe von der Drosselventilbetätigungsvorrichtung 10 sind, liegen in einem Frequenzbereich, der wesentlich niedriger ist als die Nyquistfrequenz fnyq, wie in 7 gezeigt (Frequenzbereich unterhalb 5 Hz). In 7 bezeichnet Φth ein Leistungsspektrum. Wenn daher ein Parameter, der sich mit einer niedrigen Rate verändert, mit Intervallen einer relativ kurzen Periode abgetastet wird, wie in 8 gezeigt, dann ein Änderungsbetrag in dem Parameter nicht beobachtet werden. D. h. der gegenwärtige Wert DTH(k) und der vorangehende Wert DTH(k – 1) des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags sind zueinander im Wesentlichen gleich.
Wenn man Modellparameter mittels der so erfassten Daten identifiziert, wird eine Summe der identifizierten Modellparameter a1'' und a2'' im Wesentlichen zu "1", und jeder der Modellparameter b1'' und c1'' wird zu "0". Somit geben die identifizierten Modellparameter die dynamischen Charakteristiken des geregelten Objekts nicht genau wieder.
Wenn, wie oben beschrieben, die Modellparameter basierend auf Daten identifiziert werden, die mit Intervallen einer relativ kurzen Abtastperiode abgetastet werden, im Vergleich zur Änderungsrate (Änderungsperiode) der Ausgabe des Regelobjektmodells, dann wird die Genauigkeit der identifizierten Modellparameter stark verringert und die Leistung der Anpassung an Änderungen und Alterung der Charakteristiken des geregelten Objekts wird ungenügend.
Wenn die Abtastperiode zu lang ist, dann wird die Nyquistfrequenz fnyq scheinbar zu niedrig, was in einer reduzierten Regelbarkeit resultiert. Jedoch hat sich insofern bestätigt, dass aufgrund der relativ kurzen Abtastperiode kein Problem auftritt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben klar gemacht, dass die Regelbarkeit wegen der kurzen Abtastperiode reduziert wird, wenn eine Regelung ausgeführt wird, die die Zustandsänderung des geregelten Objekts berücksichtigt.
Gemäß der vorliegenden Ausführung wird das obige Problem gelöst, indem die Abtastperiode des geregelten Objekts entsprechend dem Arbeitsfrequenzbereich des geregelten Objekts länger gemacht wird. Andererseits ist es empirsch bekannt, dass die Regelbarkeit gegenüber nicht linearen Störungen, wie etwa Reibung, zunimmt, wenn die Regelperiode verkürzt wird. Dementsprechend wird die erste Periode ΔT1, die auf etwa einige Millisekunden gesetzt ist, als Regelperiode des adaptiven Gleitmodusreglers verwendet, und die Abtastperiode, die zum Definieren des Regelobjektmodells verwendet wird, wird auf eine zweite Periode ΔT2 gesetzt, die länger ist als die erste Periode ΔT1.
Wenn z. B. eine Obergrenz-Sperrfrequenz des Arbeitsfrequenzbereichs des geregelten Objekts 1 Hz ist, dann ist die minimale Abtastfrequenz, um Bewegungen des geregelten Objekts zu beobachten, gemäß dem Abtasttheorem 2 Hz. Es ist experimentell bestätigt worden, dass die höchste Abtastfrequenz zum genauen Identifizieren von Modellparametern eines Modells, das Bewegungen des geregelten Objekts repräsentiert, etwa 20 Hz ist. Daher sollte die Abtastperiode, die zum Definieren des Regelobjektmodells verwendet wird, bevorzugt auf eine Periode gesetzt werden, die einer Frequenz entspricht, die das 3-fache bis 30-fache der Obergrenz-Sperrfrequenz des Arbeitsfrequenzbereichs des geregelten Objekts ist.
Wenn die Nyquistfrequenz, entsprechen der ersten Periode ΔT1 und der zweiten Periode ΔT2, jeweils fnyq1 und fnyq2 sind, dann ist ihre Beziehung so wie in 9 gezeigt. in 9 repräsentiert fsmp2 eine Abtastfrequenz, die einer zweiten Periode ΔT2 entspricht.
Wenn die Abtastfrequenz auf einen Wert gesetzt wird, der kürzer ist als eine Periode, die einer Frequenz entspricht, die das 30-fache der Obergrenz-Sperrfrequenz ist, dann tritt das oben beschriebene Problem auf. Wenn die Abtastfrequenz auf einen Wert gesetzt wird, die länger ist als eine Periode, die einer Frequenz entspricht, die das 3-fache der Obergrenz-Sperrfrequenz ist, dann wird die Nyquistfrequenz für den Arbeitsfrequenzbereich des geregelten Objekts zu niedrig, was in einer reduzierten Regelbarkeit resultiert.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführung die Periode der Identifizierungsoperation des Modellparameteridentifizierers auf eine Periode gesetzt, die gleich der zweiten Periode ΔT2 ist.
Wenn eine diskrete Abtastzeit oder diskrete Steuerzeit, die mit der zweiten Periode ΔT2 digitalisiert ist, mit "n" bezeichnet wird, dann wird die oben beschriebene Gleichung (1a) zum Definieren des Regelobjektmodells in die unten gezeigte Gleichung (1b) umgeschrieben. Ähnlich werden die oben beschriebenen Gleichungen (3), (4) und (5) in die unten gezeigten Gleichungen (3a), (4a) und (5a) umgeschrieben. Das Regelobjektmodell, das durch die Gleichung (1b) definiert ist, wird nachfolgend als "ΔT2-Modell" bezeichnet, und das Regelobjektmodell, das durch die Gleichung (1a) definiert ist, als "ΔT1-Modell". DTH(n + 1) = a1 × DTH(n) + a2 × DTH(n – 1) + b1 × DUT(n) + c1 (1b) DTHR(n) = THR(n) – THDEF (3a) e(n) = DTH(n) – DTHR(n) (4a) σ(n) = e(n) + VPOLE × e(n – 1) = (DTH(n) – DTHR(n)) + VPOLE × (DTH(n – 1) – DTHR(n – 1)) (5a)
Der Effekt, den die Verlängerung der Abtastperiode auf den Schaltfunktionswert σ hat, wird nachfolgend beschrieben. Damit die Dämpfcharakteristik der Abweichung e(k) in dem ΔT1-Modell und die Dämpfcharakteristik der Abweichung e(n) in dem ΔT2-Modell auf den Graph, deren horizontale Achsen die Zeit repräsentieren, wie in den 10A und 10B gezeigt, zueinander identisch gemacht werden, kann der Wert des Schaltfunktionssetzparameters VPOLE wie folgt gesetzt werden, wenn die zweite Periode ΔT2 auf einen Wert gesetzt wird, die das 5-fache der ersten Periode ΔT1 ist. VPOLE des ΔT1-Modells = –0,9 VPOLE des ΔT2-Modells = –0,59
Wenn der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE so gesetzt wird und der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH durch eine niederfrequente Sinuswellenstörung in Schwingung versetzt wird, wie in 11 gezeigt, dann ändern sich die Schaltfunktionswerte σ der zwei obigen Modelle so, wie in 12 gezeigt. Schaltfunktionen, die so gesetzt werden, dass die Dämpfcharakteristiken der Abweichung e identisch werden, haben in Bezug auf die gleiche Störung unterschiedliche Werte. Insbesondere wird der Schaltfunktionswert σ(n) des ΔT2-Modells größer gemacht als der Schaltfunktionswert σ(k) des ΔT1-Modells. Es ist somit bestätigt worden, dass die Empfindlichkeit des Schaltfunktionswerts σ auf eine Störung zunimmt, indem man die Abtastfrequenz verringert. Demzufolge kann die Leistung bei der Störungsunterdrückung verbessert werden, indem der Schaltfunktionswert σ(n), der störungsempfindlich ist, vergrößert wird.
Umgestaltung des adaptiven Gleitmodusreglers basierend auf dem ΔT2-Modell.
Der adaptive Gleitmodusregler wird basierend auf dem ΔT2-Modell umgestaltet. Die Ausgabe des adaptiven Gleitmodusreglers wird durch die folgende Gleichung (6a) ausgedrückt. DUT(n) = Usl(n) = Ueq(n) + Urch(n) + Uadp(n) (6a)
Eine äquivalente Regeleingabe Ueq(n) erhält man, indem man in der Gleichung (8) das "k" durch "n" ersetzt. Da es tatsächlich schwierig ist, einen künftigen Wert DTHR(n + 1) des Sollwerts zu erhalten, wird die äquivalente Regeleingabe Ueq(n) mit der folgenden Gleichung (8a) berechnet, aus der der Term, der sich auf den Sollwert DTHR bezieht, entfernt wurde. Es hat sich experimentell bestätigt, dass der Regler unstabil werden könnte, wenn nur der Term des künftigen Werts DTHR(n + 1) entfernt wird und der gegenwärtige Sollwert DTHR(n) und der vorangehende Sollwert DHTR(n – 1) verbleiben. Daher werden auch der gegenwärtige Sollwert DTHR(n) und der vorangehende Sollwert DTHR(n – 1) aus der Gleichung (8a) entfernt.
Die Reachingvorschrifteingabe Urch(n) und die Adaptiworschrifteingabe Uadp(n) werden jeweils aus den unten gezeigten Gleichungen (9a) und (10a) berechnet.
Die Verstärkungsfaktoren F und G der Reachingvorschrifteingabe Urch(n) und der Adaptivvorschrifteingabe Uadp(n) sollten bevorzugt gemäß dem Schaltfunktionswert σ(n) gesetzt werden, wie in 13A gezeigt. Indem man die Verstärkungsfaktoren F und G so setzt, wie in 13A gezeigt, nehmen die Verstärkungsfaktoren F und G ab, wenn der Absolutwert des Schaltfunktionswerts σ(n) zunimmt. Dementsprechend wird verhindert, dass der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH in bezug auf den Sollwert DTHR überschießt, auch wenn sich der Sollwert DTHR abrupt ändert.
Anstatt die Verstärkungsfaktoren F und G so zu setzen, wie in 13A gezeigt, können die Verstärkungsfaktoren F und G auch gemäß der Abweichung e(n) oder dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH(n) gesetzt werden, wie in 13B oder 13C gezeigt. Wenn die Verstärkungsfaktoren F und G gemäß der Abweichung e(n) gesetzt werden, wie in 13B gezeigt, dann nehmen die Verstärkungsfaktoren F und G ab, wenn der Absolutwert der Abweichung e(n) zunimmt. Dementsprechend wird verhindert, dass der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH in Bezug auf den Sollwert DHTR überschießt, auch wenn sich der Sollwert DTHR abrupt ändert.
Wenn die Verstärkungsfaktoren F und G gemäß dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH(n) gesetzt werden, wie in 13C gezeigt, dann kann die Regelbarkeit verbessert werden, wenn der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH(n) in der Nähe von "0" liegt, d. h. wenn die Drosselventilöffnung TH in der Nähe der Standardöffnung THDEF liegt.
Die Verstärkungsfaktoren F und G, die variabel gemacht werden, führen zum folgenden Problem: Wenn sich die Verstärkungsfaktoren F oder G aufgrund einer stufenweisen Änderung in einem Parameter, der den Verstärkungsfaktor F oder G bestimmt, stufenweise ändert, wie in 14B gezeigt, ändert sich die Reachingvorschrifteingabe Urch oder die Adaptivvorschrifteingabe Uadp abrupt, wie in 14A mit der unterbrochenen Linie angegeben, was zu einer abrupten Änderung in der Drosselventilöffnung TH führen kann. Daher können die Reachingvorschrifteingabe Urch und die Adaptivvorschrifteingabe Uadp jeweils aus den Gleichungen (9b) und (10b) berechnet werden, anstelle der Gleichungen (9a) und (10a). Die so berechnete Reachingvorschrifteingabe Urch und Adaptivvorschrifteingabe Uadp ändern sich allmählich, wie mit der durchgehenden Linie in 14A gezeigt, selbst wenn sich die Verstärkungsfaktoren F und G abrupt ändern. Urch(n) = Urch(n – 1) – (F/b1)(σ(n) – σ(n – 1)) (9b) Uadp(n) = Uadp(n – 1) – (GΔT2/b1) × σ(n) (10b)
Übersicht der Rechenperiode
Wenn die zweite Periode ΔT2 Abtastperiode für das Regelobjektmodell benutzt wird, dann wird, wie in den 15A bis 15C gezeigt, die Regelungsperiode gewöhnlich auch auf die zweite Periode ΔT2 gesetzt, die länger ist als die erste Periode ΔT1. Die längere Regelperiode verursacht jedoch die folgenden Probleme:

1) Man erhält eine bessere Regelbarkeit durch baldestmögliche Erfassung und Korrektur eines Fehlers der Ausgabe in Bezug auf den Sollwert, wenn der Fehler durch eine nicht lineare Störung erzeugt wird, wie etwa Reibung des Betätigungsmechanismus des Drosselventils. Wenn die Abtastperiode länger gemacht wird, dann wird die Erfassung des Fehlers verzögert, was in einer geringen Regelbarkeit resultiert.
2) Wenn man die Regelperiode länger macht, wird die Dauer der Eingabe des Sollwerts in den Regler länger. Daher wird auch die Totzeit länger, mit der die Ausgabe einer Änderung im Sollwert folgt. Änderungen im Sollwert mit hoher Frequenz (hoher Geschwindigkeit) können sich an der Ausgabe nicht widerspiegeln.

Daher werden in der vorliegenden Ausführung der adaptive Gleitmodusregler 21, der Modellparameteridentifizierer 22 und der Modellparameterplaner 25 basierend auf einem Modell aufgebaut, das mittels der zweiten Periode ΔT2 als Abtastperiode definiert ist. Der adaptive Gleitmodusregler 21 berechnet eine Regeleingabe mit Intervallen der ersten Periode ΔT1, der Modellparameteridentifizierer 22 identifiziert einen Modellparametervektor θ mit Intervallen der zweiten Periode ΔT2, und der Modellparameterplaner 25 berechnet einen Referenzmodellparametervektor θbase mit Intervallen der zweiten Periode ΔT2.
Die 16A bis 16D sind Zeitdiagramme, die die Berechnungszeiten der Parameter veranschaulichen, wie oben beschrieben, wenn die zweite Periode ΔT2 auf einen Wert gesetzt wird, der das 5-fache der ersten Periode ΔT1 beträgt (ΔT2 = 5ΔT1). In den 16A bis 16D wird ein Modellparametervektor θ(n – 1) basierend auf Drosselventilöffnungsabweichungsbeträgen DTH zur Zeit (n – 1) (= Zeit (k – 5)) und der Zeit (n – 2) (= Zeit (k – 10)), einer Regeleingabe DUT zur Zeit (n – 1) und einem Sollwert DTHR zur Zeit (n – 1) berechnet, unter Verwendung eines Referenzmodellparametervektors θbase(n – 1) zur Zeit (n – 1). Eine Regeleingabe DUT(k – 5) wird unter Verwendung von Sollwerten DHTR(k – 5) und DTHR(k – 10), Drosselventilöffnungsabweichungsbeträgen DTH(k – 5) und DTH(k – 10) sowie dem Modellparametervektor θ(n – 1) berechnet. Eine Regeleingabe DUT(k – 4) wird unter Verwendung von Sollwerten DTHR(k – 4) und DTHR(k – 9), Drosselventilöffnungsabweichungsbeträgen DTH(k – 4) und DTH(k – 9) und dem Modellparametervektor θ(n – 1) berechnet. Eine Regeleingabe DUT(k – 3) wird unter Verwendung von Sollwerten DTHR(k – 3) und DTHR(k – 8), Drosselventilöffnungsabweichungsbeträgen DTH(k – 3) und DTH(k – 8) sowie dem Modellparametervektor θ(n – 1) berechnet.
Wenn man die obigen Rechenzeiten verwendet, wird die Dauer der Aktualisierung von Modellparametern, die zur Berechnung der Regeleingabe DUT verwendet werden, länger als die Dauer der Aktualisierung der Regeleingabe DUT durch den Regler 21. Im Ergebnis beeinflusst die Dauer der Aktualisierung von Modellparametern die Regeleingabe DUT, was möglicherweise eine Resonanz in dem Regelungssystem hervorrufen kann.
Daher wird in der vorliegenden Ausführung diese Resonanz in dem Regelungssystem verhindert, indem Modellparameter abgetastet (oversampled) werden, welche identifizierte Intervalle der zweiten Periode ΔT2 sind, mit Intervallen der ersten Periode ΔT1, die die Regelungsperiode ist, Speichern der abgetasteten Daten in einem Ringpuffer und Verwenden von Werten, die durch Einwirkung eines gleitenden Mittelwertbildungsprozesses auf die in dem Ringpuffer gespeicherten Daten erhalten werden, als Modellparameter für die Regelung.
17 ist ein Zeitdiagramm, das die obige Rechensequenz veranschaulicht. 17 zeigt, ähnlich den 16A bis 16D, einen Fall, wo ΔT2 gleich 5ΔT1 ist. Im dargestellten Beispiel werden die letzten neuen oversampleten Daten aufgemittelt. Insbesondere werden Modellparameter, die durch Aufmittelung von drei Modellparametervektoren θ(n – 2), fünf Modellparametervektoren θ(n – 1) und einem Modellparametervektor θ(n) erhalten werden, bei einer Berechnung benutzt, die von dem Gleitmodusregler zur Zeit k verwendet werden. Zu einer anderen Zeit, z. B. zur Zeit (k – 3), werden Modellparameter, die durch Aufmittlung eines Modellparametervektors θ(n – 3), von fünf Modellparametervektoren θ(n – 3), und drei Modellparametervektoren θ(n – 1) erhalten werden, bei der vom Gleitmodusregler ausgeführten Berechnung benutzt.
Ein in 17 gezeigter Modellparametervektor θ' repräsentiert einen Modellparametervektor, der einem ersten Begrenzungsprozess und einem Oversampling und gleitenden Mittelwertbildungsprozess unterzogen worden ist, die später beschrieben werden.
Details des adaptiven Gleitmodusreglers
Nachfolgend werden Details des adaptiven Gleitmodusreglers 21 beschrieben. Das Regelobjektmodell ist ein Modell, das mittels der zweiten Periode ΔT2 definiert ist. Als Rechenperiode des adaptiven Gleitmodusreglers 21 wird anstelle der zweiten Periode ΔT2 die erste Periode ΔT1 verwendet, wie oben beschrieben. Dementsprechend wird statt der Zeit "n" die Zeit "k" als diskrete Zeit benutzt.
In der vorliegenden Ausführung wird eine Regeleingabe DUT(k) anstatt aus der Gleichung (6a) aus der Gleichung (6b) berechnet, um die Reaktion auf geringe Änderungen im Sollwert DTHR zu verbessern und das Überschießen des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH in Bezug auf den Sollwert DTHR zu reduzieren. In der Gleichung (6b) wird die Regeleingabe DUT(k) mittels einer nicht linearen Eingabe Unl(k), einer zwangsweise schwingenden Eingabe Uwave(k) und einer Dämpfeingabe Udamp(k) berechnet, zusätzlich zur äquivalenten Regeleingabe Ueq(k), der Reachingvorschrifteingabe Urch(k) und der Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k). DUT(k) = Usl(k) = Ueq(k) + Urch(k) + Uadp(k) + Unl(k) + Uwave(k) + Udamp(k) (6b) in der Gleichung (6b) werden die äquivalente Regeleingabe Ueq(k), die Reachingvorschrifteingabe Urch(k) und die Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k) aus den folgenden Gleichungen (8b), (9) und (10c) berechnet, und der Schaltfunktionswert σ(k) wird aus der folgenden Gleichung 5(b) errechnet.
(k) = e(k) + VPOLE × e(k – k0) = DTH(k) – DTHR(k) + VPOLE × (DTH(k – k0) – DTHR(k – k0)) (5b)
In den Gleichungen (5b) und (8b) repräsentiert k0 einen Parameter, der einem Abtastzeitintervall der Abweichung e(k) entspricht, die bei der Berechnung des Schaltfunktionswerts σ involviert ist. In der vorliegenden Ausführung wird der Parameter k0 auf (ΔT2/ΔT1) gesetzt (z. B. "5") entsprechend der zweiten Periode ΔT2. Indem man das Abtastzeitintervall der Abweichung e(k), die bei der Berechnung des Schaltfunktionswerts σ involviert ist, auf die zweite Periode ΔT2 setzt, wird es möglich, einen Schaltfunktionswert zu errechnen, der für einen Frequenzbereich geeignet ist, in dem die Charakteristiken des Regelobjektmodells und die Charakteristiken der Anlage im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Im Ergebnis können die Leistung bei der Störungsunterdrückung und dem Modellbildungsfehler weiter verbessert werden.
Da die Abtastperiode für die Modellbildung auf die zweite Periode ΔT2 gesetzt ist und die Regelperiode auf die erste Periode ΔT1 gesetzt ist, unterscheiden sich die Gleichungen (5b), (8b) und (10c) von den oben beschriebenen Gleichungen (5), (8a) und (10b).
Die nicht lineare Eingabe Unl ist eine Eingabe zum Unterdrücken eines nicht linearen Modellbildungsfehlers aufgrund von Spiel von Ganguntersetzungszahnrädern zum Betätigen des Ventilkörpers des Drosselventils 3, und Setzen der Abweichungszustandsgröße auf die gerade Schaltlinie. Die Zwangsschwingungseingabe Uwave ist eine Eingabe zum Unterdrücken von nicht linearen Charakteristiken aufgrund von Reibung des Betätigungsmechanismus des Drosselventils 3. Die Dämpfeingabe Udamp ist eine Eingabe, um zu verhindern, dass der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH in Bezug auf den Sollwert DTHR überschießt.
Nachfolgend wird zuerst die nicht lineare Eingabe Unl beschrieben.
In einer Drosselventilbetätigungsvorrichtung des Typs, der einen Ventilkörper durch Ganguntersetzungszahnräder betätigt, wird eine Dauerabweichung aufgrund von Spiel der Ganguntersetzungszahnräder, wie in 18 gezeigt, erzeugt, wenn sich der Sollwert DTHR nur leicht ändert, und es ist eine bestimmte Zeitdauer erforderlich, um die Dauerabweichung zu beseitigen. Insbesondere wird eine solche Tendenz nach einer Richtungsänderung des Sollwerts DTHR größer, und wird der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH umgekehrt.
Gemäß einem Regler mittels der Gleichung (6a), die die nicht lineare Eingabe Unl nicht enthält, wird die obige Dauerabweichung durch die Adaptivvorschrifteingabe Uadp und den Modellparameter c1 auf "0" konvergiert, welche in der Gleichung (8) enthalten sind, um die äquivalente Regeleingabe Ueq zu berechnen. Da jedoch die Konvergenzrate der Dauerabweichung gering ist, erhält man keine ausreichende Regelbarkeit. 18 die Art und Weise, in der sich die Adaptivvorschrifteingabe Uadp ändert und die Dauerabweichung auf "0" konvergiert wird. Gemäß dem Regelungsprozess mittels der Gleichung (6a) kann die Dauerabweichung auf "0" reduziert werden, indem zumindest eine der Adaptivvorschrifteingabe Uadp und des Modellparameters c1 verwendet wird.
In der vorliegenden Ausführung wird eine nicht lineare Eingabe Unl(k), die aus der folgenden Gleichung (22) errechnet wird, benutzt, um das obige Problem zu lösen. Unl(k) = –Knl × sgn(σ (k))/b1 (22)wobei sgn(σ(k)) eine Vorzeichenfunktion repräsentiert, deren Wert gleich "1" ist, wenn σ(k) einen positiven Wert hat, und gleich "–1" ist, wenn σ(k) einen negativen Wert hat. Knl ist ein nicht linearer Eingangsverstärkungsfaktor.
Wenn die nicht lineare Eingabe Unl(k) benutzt wird, ist die Reaktion auf den Sollwert DTHR, der sich ein wenig ändert, so wie in 19A gezeigt, und die nicht lineare Eingabe Unl(k) ändert sich so, wie in 19B gezeigt. D. h. es wird verhindert, dass die Konvergenz der Dauerabweichung verzögert wird, wie in 18 gezeigt.
Jedoch wird, wie sich aus den 19A und 19B versteht, ein durch die Addition der nicht linearen Eingabe Unl ein Chatter-Phänomen hervorgerufen. Dieses Chatter-Phänomen, das von dem Gleitmodusregler manchmal hervorgerufen wird, wird nicht hervorgerufen, wenn man die Gleichung (6a) benutzt. In der vorliegenden Ausführung wird durch die Verwendung der Adaptivvorschrifteingabe Uadp und des Modellparameters c1 und durch Verwendung der erzwungenen Vibrationseingabe Uwave, ein Modellbildungsfehler, der durch die nicht lineare Eingabe Unl zu kompensieren ist, minimiert, und daher wird die Amplitude der nicht linearen Eingabe Unl, d. h. die Chatter-Amplitude, minimiert.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführung der nicht lineare Eingabeverstärkungsfaktor Knl gemäß dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH gesetzt, wie in 20 gezeigt. Wenn der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH nahezu "0" ist, d. h. wenn die Drosselventilöffnung TH in der nähe der Standardöffnung THDEF liegt, wird eine Dauerabweichung unterdrückt, indem der nicht lineare Eingangsverstärkungsfaktor Knl erhöht wird.
Nachfolgend wird die Zwangsschwingungseingabe Uwave beschrieben.
In einem geregelten Objekt, wie etwa der Drosselventilbetätigungsvorrichtung 10, kann die Regelbarkeit in Bezug auf winzige Änderungen des Sollwerts durch die Reibungscharakteristiken von Gleitelementen zum Betätigen des Ventilkörpers des Drosselventils 3 geringer werden.
Um die Reibungscharakteristiken zu kompensieren, gibt es eine bekannte Methode, zu der Regeleingabe mit Intervallen einer vorbestimmten Periode eine Dithereingabe zu addieren. In der vorliegenden Ausführung wird die Zwangsschwingungseingabe Uwave als die Dithereingabe aus der folgenden Gleichung (23) errechnet. Uwave(k) = Kwave × Fwave(k) × |ide(n)|/b1 (23)wobei Kwave ein Dithereingabebasisverstärkungsfaktor ist, Fwave(k) ein Dithersignalwert ist und ide(n) ein Identifikationsfehler von Modellparametern ist.
Als Dithersignal zum Erhalt des Dithersignalwerts Fwave wird eine Serie von Basiswellenverläufen verwendet, wie in 21 gezeigt, und deren Wiederholfrequenz wird auf eine Frequenz gesetzt, die nicht in der Nähe der Resonanzfrequenz des geregelten Objekts liegt, wie in 22 gezeigt, um eine Resonanz des Regelungssystems zu vermeiden. In 22 repräsentiert fr die Resonanzfrequenz des Regelungssystems, und fwave repräsentiert die Frequenz des Dithersignals.
In einem Frequenzbereich unterhalb der Resonanzfrequenz fr zeigt die nicht lineare Eingabe Unl den gleichen Effekt wie die Zwangsschwingungseingabe Uwave. Daher wird die Dithersignalfrequenz fwave auf eine Frequenz gesetzt, die höher ist als die Resonanzfrequenz fr. Insbesondere wird die Dithersignalfrequenz fwave auf eine Frequenz innerhalb eines Sperrfrequenzbands (außerhalb eines Durchlassfrequenzbands) des geregelten Objekts gesetzt, das eine Tiefpasscharakteristik hat (eine Charakteristik, die hochfrequente Komponenten dämpft).
Die Zwangsschwingungseingabe Uwave kann, ähnlich der nicht linearen Eingabe Unl, eine Ursache des Chatterns werden. Daher sollte eine Amplitude der Zwangsschwingungseingabe Uwave gemäß den Reibungscharakteristiken des geregelten Objekts gesetzt werden. Jedoch können sich die Reibungscharakteristiken der Drosselventilbetätigungsvorrichtung in Abhängigkeit von den Charakteristik-Schwankungen und Alterung von Hardwareanordnungen verändern, sowie dem auf den Ventilkörper wirkenden Druck. Daher ist es nicht geeignet, die Zwangsschwingungseingabe Uwave gemäß der Drosselventilöffnung (dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag) zu setzen, ähnlich der nicht linearen Eingabe Unl.
Gemäß der vorliegenden Ausführung wird die Amplitude der Zwangsschwingungseingabe Uwave gemäß dem Absolutwert des Identifikationsfehlers ide gesetzt, wie durch die Gleichung (23) angegeben, im Hinblick auf die Tatsache, dass, weil das Regelobjektmodell ein lineares Modell ist, die nicht linearen Charakteristiken, wie etwa Reibungscharakteristiken, sich in den Modellparametern nicht widerspiegeln, aber als der Identifikationsfehler ide erscheinen. Auf diese Weise wird es möglich, die Amplitude entsprechend Änderungen in den Reibungscharakteristiken zu setzen.
Die 23A bis 23C sind Zeitdiagramme, die einen Effekt der Zwangsschwingungseingabe (Uwave) veranschaulichen. Zu der Zeit, wo ein Bereich zu starker Reibung beginnt (t1), und zu der Zeit, wo der Bereich zu starker Reibung endet (t2), nimmt der Identifikationsfehler ide zu, und daher nimmt die Zwangsschwingungseingabe Uwave zu. Dementsprechend wird verhindert, dass ein Regelfehler des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH zunimmt.
Nachfolgend wird die Dämpfeingabe Udamp beschrieben.
Beim Regeln der Drosselventilbetätigungsvorrichtung ist es wichtig, eine Kollision mit einem Anschlag zu vermeiden, wenn sich der Ventilkörper des Drosselventils zur Vollständig-geschlossen-Stellung bewegt. Auch ist es wichtig, zu verhindern, dass die Maschinenantriebskraft über einen Pegel hinaus zunimmt, der größer ist als die Anforderung des Fahrers. Die Gleitmodusregelung hat allgemein ein Hochgeschwindigkeit-Reaktionscharakteristik, hat aber häufig eine Tendenz, ein Überschießen in Bezug auf den Sollwert hervorzurufen.
Daher wird in der vorliegenden Ausführung die Dämpfeingabe Udamp als Regeleingabe zum Unterdrücken des Überschießens benutzt.
Es wird daran gedacht, dass die Dämpfeingabe Udamp zum Unterdrücken des Überschießens durch die folgenden drei Gleichungen definiert werden könnte. Udamp1(k) = –Kdamp1(e(k) – e(k – 1))/b1 (24) Udamp2(k) = –Kdamp2(σ(k) – σ(k – 1))/b1 (25) Udamp3(k) = –Kdamp3(DTH(k) – DTH(k – 1))/b1 (26)wobei Kdamp1, Kdamp2 und Kdamp3 Dämpfsteuerungsverstärkungsfaktoren repräsentieren.
Die Änderungsraten der Abweichung e(k) und des Schaltfunktionswerts σ(k) in den Gleichungen (24) und (25) werden hoch, entweder wenn die Änderungsrate des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH hoch ist, oder wenn die Änderungsrate des Sollwerts DTHR hoch ist. Daher nimmt der Absolutwert der Dämpfeingabe Udamp in beiden Fällen zu. Die Dämpfeingabe Udamp hat eine Funktion, andere Regeleingaben zu unterdrücken, um den Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH auf den Sollwert DTHR zu konvergieren. Wenn daher die Dämpfeingabe Udamp1 oder Udamp2, die durch die Gleichung (24) oder (25) definiert ist, benutzt wird, dann werden die Regeleingaben zum Verfolgen des Sollwerts DTHR unterdrückt, wenn sich der Sollwert DTHR stark ändert. Im Ergebnis wird die Reaktionsgeschwindigkeit langsamer.
Andererseits nimmt ein Absolutwert der Dämpfeingabe Udamp3, die durch Gleichung (26) definiert ist, zu, um andere Regeleingaben zu unterdrücken, nur dann, wenn die Änderungsrate der Drosselventilöffnung zunimmt. In anderen Worten, die Dämpfeingabe Udamp3 unterdrückt andere Regeleingaben nicht, wenn sich der Sollwert DTHR stark verändert. Daher ist die Dämpfeingabe Udamp3 in der Lage, sowohl ein Unterdrücken von Überschießen als auch eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit zu erreichen, was durch die Dämpfeingabe Udamp1 oder Udamp2, die durch die Gleichung (24) oder (25) definiert sind, nicht erreicht werden kann.
Dementsprechend wird in der vorliegenden Ausführung die Dämpfeingabe Udamp aus der folgenden Gleichung (27) errechnet. Udamp = – Kdamp(DTH(k) – DTH(k – 1))/b1 (27)
Die 24A und 24B sind Zeitdiagramme, die einen Überschieß-Unterdrückungseffekt der Dämpfeingabe Udamp veranschaulichen, und zeigen die Reaktionscharakteristiken des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH, wenn sich der Sollwert DTHR stufenweise ändert, wie mit den unterbrochenen Linien angegeben. Das in 24A gezeigte Überschießen wird durch die Dämpfeingabe Udamp unterdrückt, wie in 24B gezeigt.
Da die Gleichung (27) den Modellparameter b1 enthält, kann ein Überschießen auch dann geeignet unterdrückt werden, wenn sich die dynamischen Charakteristiken der Drosselventilbetätigungsvorrichtung 10 geändert haben.
In Bezug auf den Dämpfregelungsfaktor Kdamp in der Gleichung (27) kann die Regelbarkeit weiter verbessert werden, indem man den Dämpfregelungsfaktor Kdamp gemäß dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH und dem Sollwert DTHR verändert. Daher wird in der vorliegenden Ausführung ein Basiswert Kdampbs gemäß dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH gesetzt, wie in 25A gezeigt, und ein Korrekturkoeffizient Kkdamp wird gemäß einem gleitenden Mittelwert DDTHRAV von Änderungsbeträgen im Sollwert DTHR errechnet, wie in 25B gezeigt. Ferner wird der Dämpfregelungsfaktor Kdamp aus der unten gezeigten Gleichung (28) errechnet. Da der Basiswert Kdampbs auf einen kleinen Wert gesetzt wird, wenn die Drosselventilöffnung TH in der Nähe der Standardöffnung ist (DTH ≒ 0), wird der Dämpfeffekt verringert, und man erhält eine hohe Ansprechgeschwindigkeit. Wenn der gleitende Mittelwert DDTHRAV gleich oder größer als ein vorbestimmter positiver Wert ist, dann wird der Korrekturkoeffizient Kkdamp auf einen Wert größer als "1" gesetzt. Dies ist so, weil ein Überschießen leicht auftritt, wenn die Drosselventilöffnung TH zunimmt. Kdamp = Kdampbs × Kkdamp (28)
Der gleitende Mittelwert DDTHRAV wird durch die folgende Gleichung (29) berechnet:
wobei iAV eine Zahl darstellt, die z. B. auf "50" gesetzt wird.
Details des Modellparameteridentifizierers
Da der Identifizierungsprozess durch den Modellparameteridentifizierer mit Intervallen der zweiten Periode ΔT2 ausgeführt wird, werden nachfolgend Gleichungen angegeben, die man erhält, indem man das "k" in den Gleichungen, die in der Beschreibung des Umrisses des Modellparameteridentifizierers gezeigt sind, in "n" ändert. LF() in der nachfolgenden Gleichung (30) repräsentiertdie Tiefpassfilterung des Identifikationsfehlers in der Form einer Funktion. θ(n) = θbase + dθ(n) (14f) dθ(n) = DELTA·dθ(n – 1) + KP(n)idef(n) (14g) KP(n) = Pζ(n)/(1 + ζT(n)Pζ(n)) (19b) idef(n) = LF(ide(n)) (30) ide(n) = DTH(n) – DTHHAT(n) (16a) DTHHAT(n) = θ(n – 1)Tζ(n) (17a) θ(n)T = [a1''(n), a2''(n), b1''(n), c1''(n)] (15a) ζ(n)T = [DTH(n – 1), DTH(n – 2), DUT(n – 1), 1] (18a)
Die Elemente a1'', a2'', b1'' und c1'' des durch die Gleichung (14f) berechneten Modellparametervektors θ(n) werden einem nachfolgend beschriebenen Begrenzungsprozess unterzogen, um die Robustheit des Regelungssystems zu verbessern.
26A und 26B sind Diagramme, die einen Begrenzungsprozess der Modellparameter a1'' und a2'' veranschaulichen. Die 26A und 26B zeigen eine Ebene, die durch die horizontale Achse des Modellparameters a1'' und die vertikale Achse des Modellparameters a2'' definiert ist. Wenn die Modellparameter a1'' und a2'' außerhalb eines stabilen Bereichs liegen, der als schraffierter Bereich angegeben ist, dann wird ein Begrenzungsprozess durchgeführt, um diese auf Werte zu verändern, die einem Außenrand des stabilen Bereichs entsprechen.
Wenn der Modellparameter b1'' aus einem Bereich zwischen einem Obergrenzwert XIDB1H und einem Untergrenzwert XIDB1L herausfällt, dann wird ein Begrenzungsprozess durchgeführt, um den Modellparameter b1'' auf den Obergrenzwert XIDB1H oder den Untergrenzwert XIDB1L zu ändern. Wenn der Modellparameter c1'' aus einem Bereich zwischen einem Obergrenzwert XIDC1H und einem Untergrenzwert XIDC1L herausfällt, dann wird ein Begrenzungsprozess durchgeführt, um den Modellparameter c1'' auf den Obergrenzwert XIDC1H oder den Untergrenzwert XIDC1L zu ändern.
Ein Satz der obigen Begrenzungsprozesse (erster Begrenzungsprozess) wird durch die unten gezeigte Gleichung (31) ausgedrückt. θ*(n) repräsentiert den begrenzten Modellparametervektor, dessen Elemente durch die unten gezeigte Gleichung (32) ausgedrückt werden. θ*(n) = LMT(θ(n)) (31) θ*(n)T = [a1*(n), a2*(n), b1*(n), c1*(n)] (32)
In einem Regelungssystem, das von den Erfindern der vorliegenden Erfindung früher vorgeschlagen wurde, enthält der vorangehende Aktualisierungsvektor dθ(n – 1), der zur Berechnung des Aktualisierungsvektors dθ(n) aus der Gleichung (14g) verwendet wird, und der vorangehende Modellparametervektor dθ(n – 1), der zur Berechnung des geschätzten Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTHHAT(k) verwendet wird, Modellparameter, die dem Begrenzungsprozess nicht unterzogen werden. In der vorliegenden Ausführung wird ein durch die unten gezeigte Gleichung (33) berechneter Vektor als vorangehender Aktualisierungsvektor dθ(n – 1) verwendet, und ein begrenzter Modellparametervektor θ*(n – 1) wird als vorangehender Modellparametervektor verwendet, der dazu benutzt wird, den geschätzten Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTHHAT(k) zu errechnen, wie durch die folgende Gleichung (17b) gezeigt. dθ(n – 1) = θ*(n – 1) – θbase(n – 1) (33) DTHHAT(n) = θ*(n – 1)Tζ(n) (17b)
Nachfolgend werden die Gründe für den obigen Prozess beschrieben.
Wenn ein Punkt, der Koordinaten entspricht, die durch die Modellparameter a1'' und a2'' bestimmt sind (nachfolgend als "Modellparameterkoordinaten" bezeichnet) auf einem in 26B gezeigten Punkt PA1 liegt, dann wird ein Begrenzungsprozess ausgeführt, um einen Punkt, der den Modellparameterkoordinaten entspricht, zu einem Punkt PAL, der am Außenrand des stabilen Bereichs angeordnet ist, zu bewegen. Wenn sich der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH ändert und sich ein Punkt, der den Modellparameterkoordinaten entspricht, auf die die Modellparameter a1'' und a2'' zu konvergieren sind, zu einem Punkt PA2 ändert, dann wird die Bewegung von dem Punkt PA1 zum Punkt PA2 langsamer als die Bewegung vom Punkt PAL zum Punkt PA2. D. h., wenn der von dem adaptiven Gleitmodusregler 21 ausgeführte Regelungsprozess an die dynamischen Charakteristiken des geregelten Objekts angepasst ist, wird eine Totzeit erzeugt, was die Regelbarkei verschlechtern könnte.
Daher wird in der vorliegenden Ausführung ein begrenzter Modellparametervektor θ*(n – 1) an die Gleichungen (33) und (17b) angelegt, um den gegenwärtigen Modellparametervektor θ(n) zu errechnen.
Ein Modellparametervektor θ*(k), der zur Zeit k durch Oversamplen des Modellparametervektors θ*(n) nach dem ersten Begrenzungsprozess zur Zeit k erhalten wird, wird durch die folgende Gleichung (32a) ausgedrückt. θ*(k)T = [a1*(k), a2*(k), b1*(k), c1*(k)] (32a)
Wenn ein Modellparametervektor θ'(k), der durch gleitende Mittelwertbildung des oversampleten Modellparametervektors θ*(k) erhalten wird, durch die folgende Gleichung (32b) ausgedrückt wird, dann werden die Elemente a1'(k), a2'(k), b1'(k) und c1'(k) des Modellparametervektors θ'(k) durch die folgenden Gleichungen (34) bis (37) errechnet. θ'(k)T = [a1'(k), a2'(k), b1'(k), c1'(k)] (32b)
wobei (m + 1) die Anzahl der Daten repräsentiert, die der gleitenden Mittelwertbildung unterzogen werden, und "m" z. B. auf "4" gesetzt wird.
Dann wird, wie mit der unten beschriebenen Gleichung (38) gezeigt, der Modellparametervektor θ'(k) einem Begrenzungsprozess (zweiten Begrenzungsprozess) unterzogen, der dem obigen Begrenzungsprozess ähnlich ist, um hierdurch einen korrigierten Modellparametervektor θL(k) zu errechnen, der durch die unten gezeigte Gleichung (39) ausgedrückt wird, weil sich der Modellparameter a1' und/oder der Modellparameter a2' ändern könnte, sodass sich ein Punkt, der den Modellparametern a1' und a2' entspricht, aus dem stabilen Bereich heraus bewegt, wie in den 26A und 26B gezeigt, aufgrund der gleitenden Mittelwertberechnungen. Die Modellparameter b1' und c1' werden aktuell nicht begrenzt, weil sie sich durch die gleitenden Mittelwertberechnungen nicht aus dem begrenzten Bereich hinaus verändern. θL(k) = LMT(θ'(k)) (38) θL(k)T = [a1, a2, b1, c1] (39)
Details des Modellparameterplaners
Die Referenzmodellparameter a1base, a2base, b1base und c1base werden durch den Modellparameterplaner 25 gesetzt. Die Referenzmodellparameter a1base und a2base werden gemäß dem Sollwert DTHR gesetzt, wie in 27 gezeigt. Durch das Setzen der Referenzmodellparameter a1base und a2base gemäß dem Sollwert DTHR kann man eine höhere Regelbarkeit, insbesondere raschere Reaktion erhalten, im Vergleich zu dem Fall, wo die Referenzmodellparameter a1base und a2base gemäß dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH gesetzt werden.
Der Referenzmodellparameter c1base wird immer auf "0" gesetzt, weil der Referenzmodellparameter c1base nicht vom Betriebszustand der Drosselventilbetätigungsvorrichtung abhängig ist (dem Sollwert DTHR oder dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH). Der Referenzmodellparameter b1base, der für die Regeleingabe DUT relevant ist, wird immer auf den unteren Grenzwert XIDB1L des Modellparameters b1 gesetzt, unabhängig vom Betriebszustand der Drosselventilbetätigungsvorrichtung.
Aus dem folgenden Grund wird der Referenzmodellparameter b1base immer auf den unteren Grenzwert XIDB1L gesetzt.
Wie in 28B gezeigt, wird in dem Fall, wo der vom adaptiven Gleitmodusregler 21 benutzte Modellparameter b1 vor der Zeit tS durch eine b1-Komponente db1 (siehe 28C) des Aktualisierungsvektors dθ korrigiert wird und der Modellparameter b1 kleiner als der Referenzmodellparameter b1base ist, dann, wenn sich der Sollwert DTHR zur Zeit tS stufenweise von DTHR1 zu DTHR2 ändert, wie in 28 gezeigt, angenommen, dass der Sollwert DTHR gleich dem Wert DTHR2 ist und ein von dem Modellparameter b1 zu nehmender Wert bis ist, wie in 28B gezeigt.
Da in diesem Beispiel mehrere Schritte erforderlich sind, damit der Modellparameter 22 den Referenzmodellparameter b1base korrigiert, sind auch mehrere Schritte für die Aktualisierungskomponente db1 erforderlich, die den Referenzmodellparameter b1base vor der Zeit tS in einer negativen Richtung korrigiert hat, um nach der Zeit tS zu einem geeigneten Wert zu werden. Daher nimmt während der Dauer dieser mehreren Schritte der Modellparameter b1 einen Wert ein, der viel kleiner ist als ein gewünschter Wert bis. Im Ergebnis berechnet der adaptive Gleitmodusregler 21 eine Regeleingabe DUT, die eine Überkorrektur durchführt, und es könnte ein Überschießen des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH hervorgerufen werden, wie in 28A gezeigt.
Daher wird in der vorliegenden Ausführung der Referenzmodellparameter b1base immer auf den unteren Grenzwert XDB1L gesetzt, um die Nachteile zu vermeiden, wie in den 28A bis 28C gezeigt. Indem der Referenzmodellparameter b1base auf den unteren Grenzwert XDB1L gesetzt wird, nimmt die aktualisierte Komponente db1 immer einen positiven Wert ein, wie in 29C gezeigt. Auch bei Vorhandensein z. B. einer Identifikationsverzögerung wird daher verhindert, dass der Modellparameter b1 einen Wert einnimmt, der viel kleiner ist als der gewünschte Wert bis (siehe 29B), und es wird verhindert, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 aufgrund der Identifikationsverzögerung eine Überkorrektur ausführt. Im Ergebnis kann, wie in 29A gezeigt, das Überschießen des Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH unterdrückt werden.
Von der CPU der ECU 7 ausgeführte Prozesse
Nachfolgend werden Prozesse beschrieben, die von der CPU der ECU 7 ausgeführt werden, um die obigen Funktionen des Reglers 21, des Modellparameteridentifizierers 22 und des Modellparameterplaners 25 zu realisieren.
30 ist ein Flussdiagramm, das einen Drosselventilöffnungsregelungsprozess zeigt, der von der CPU der CPU 7 mit Intervallen einer vorbestimmten Periode, z. B. 2 msec, ausgeführt wird.
In Schritt S11 wird ein in 31 gezeigter Prozess zum Setzen einer Zustandsvariablen ausgeführt. Insbesondere werden in den Schritten S31 und S32 in 31 Berechnungen der Gleichungen (2) und (3) ausgeführt, um den Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH(k) und den Sollwert DTHR(k) zu bestimmen. Das Symbol (k) oder (n) repräsentiert einen gegenwärtigen Wert, und kann gelegentlich weggelassen werden.
In Schritt S12 wird bestimmt, ob der Wert eines Zählers IDCOUNT gleich "0" ist oder nicht. Da der Zähler IDCOUNT anfänglich auf "0" gesetzt ist, geht der Prozess von Schritt S12 zu Schritt S14 weiter, worin in Prozess zum Identifizieren eines Modellparameters ausgeführt wird, d. h. es wird ein Prozess zur Berechnung eines Modellparametervektors θ(n) ausgeführt. Wird in Schritt S15 ein in 34 gezeigter erster Begrenzungsprozess ausgeführt, um einen Modellparametervektor θ*(n) zu berechnen. Insbesondere wird der Begrenzungsprozess des Modellparametervektors θ(n) ausgeführt, um den Modellparametervektor θ*(n) zu errechnen. Elemente a1*(n), a2*(n), b1*(n) und c1*(n) des berechneten Modellparametervektors θ*(n) werden in einem Ringpuffer für den Oversamplingprozess abgespeichert. Insbesondere wird eine vorbestimmte Anzahl N jedes der Elemente, d. h. der Elemente von θ*(k), θ*(k + 1) ... θ*(k + n – 1), in dem Ringpuffer gespeichert. Die vorbestimmte Anzahl N repräsentiert ein Verhältnis der zweiten Periode ΔT2 zur ersten Periode ΔT1 (ΔT2/ΔT1) und wird z. B. auf "5" gesetzt.
In Schritt S16 wird der Zähler IDCOUNT auf die vorbestimmte Zahl N gesetzt. Daher wird bei der nächsten Ausführung des Prozesses die Antwort auf Schritt S12 negativ (NEIN), und der Wert des Zählers IDCOUNT wird in Schritt S13 um "1" dekrementiert. Danach geht der Prozess zu Schritt S17 weiter. Daher werden die Schritte von S14 bis S16 alle N Male einmal ausgeführt.
In Schritt S17 wird ein Modellparametervektor θ'(k) durch gleitende Mittelwertbildung des begrenzten Modellparametervektors θ*(n) errechnet. Insbesondere wird der im Ringpuffer gespeicherte Modellparameter auf die Gleichungen (34) bis (37) angewendet, um Modellparameter a1'(k), a2'(k), b1'(k) und c1'(k) zu errechnen.
In Schritt S18 wird ein in 39 gezeigter zweiter Begrenzungsprozess ausgeführt. Insbesondere wird der Begrenzungsprozess der in Schritt S17 berechneten Modellparameter a1'(k) und a2'(k) ausgeführt, um einen korrigierten Modellparametervektor θL(k) zu berechnen. Die Modellparameter b1'(k) und c1'(k) werden direkt auf jeweilige Elemente b1(k) und c1(k) des korrigierten Modellparametervektors θL(k) angewendet.
In Schritt S19 wird ein in 40 gezeigter Prozess zur Berechnung einer Regeleingabe Usl(k) ausgeführt. Insbesondere werden eine äquivalente Regeleingabe Ueq(k), eine Reachingvorschrifteingabe Urch(k), eine Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k), eine nicht lineare Eingabe Unl(k), eine Zwangsschwingungseingabe Uwave und eine Dämpfeingabe Udamp(k) berechnet und die berechneten Eingaben werden zu einer Regeleingabe Usl(k) (= Tastverhältnis DUT(k)) aufsummiert.
In Schritt S20 wird ein in 50 gezeigter Prozess zur Stabilitätsbestimmung des Gleitmodusreglers ausgeführt. Insbesondere wird die Stabilität des Gleitmodusreglers basierend auf dem Differenzial einer Lyapunov-Funktion bestimmt, und es wird ein Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB gesetzt. Das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB wird abgefragt, wenn die Berechnung der Regeleingabe Usl(k) ausgeführt wird.
32 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zum Identifizieren von Modellparametern in Schritt S14 zeigt, der in 30 gezeigt ist.
In Schritt S41 wird der Verstärkungskoeffizientenvektor KP(n) aus der Gleichung (19b) errechnet. Dann wird in Schritt S42 der geschätzte Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTHHAT(n) aus der Gleichung (17b) errechnet.
In Schritt S43 wird ein in 33 gezeigter Prozess zur Berechnung von ide(n) ausgeführt, um den Identifikationsfehler ide(n) zu berechnen. In Schritt S44 wird der Aktualisierungsvektor dθ(n) aus den Gleichungen (14g), (33) errechnet. In Schritt S45 wird eine in 27 gezeigte θbase-Tabelle gemäß dem Sollwert DTHR abgefragt, um den Referenzmodellparametervektor θbase zu berechnen. In der θbase-Tabelle werden Werte der Referenzmodellparameter a1base und a2base aktuell gesetzt. Der Referenzmodellparameter b1base wird auf den Minimalwert XIDB1L des Modellparameters b1 gesetzt. Der Referenzmodellparameter c1base wird auf "0" gesetzt.
In Schritt S46 wird der Modellparametervektor θ(n) aus der Gleichung (14f) errechnet. Danach endet der in 32 gezeigte Prozess.
32 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung eines Identifikationsfehlers ide(n) in Schritt S43 zeigt, der in 32 gezeigt ist.
In Schritt S51 wird der Identifikationsfehler ide(n) aus der Gleichung (16a) errechnet. Dann wird bestimmt, ob der Wert des Zählers CNTIDST, der in Schritt S53 inkrementiert wird, größer als ein vorbestimmter Wert XCNTIDST ist, der gemäß der Totzeit d des geregelten Objekts gesetzt wird (Schritt S52). XCNTIDST wird auf "2" gesetzt, da in der vorliegenden Ausführung die Totzeit d angenähert "0" ist. Da der Zähler CNTIDST einen Anfangwert von "0" hat, geht der Prozess zuerst zu Schritt S53 weiter, worin der Zähler CNTIDST um "1" inkrementiert wird. Als Nächstes wird in Schritt S54 der Identifikationsfehler ide(n) auf "0" gesetzt, und der Prozess geht zu Schritt S55 weiter. Unmittelbar nach Beginn der Identifikation des Modellparametervektors θ(n) wird durch die Berechnung der Gleichung (16a) kein korrekter Identifikationsfehler erhalten. Daher wird durch die Schritte S52 bis S54 der Identifikationsfehler ide(n) auf "0" gesetzt, ohne das berechnete Ergebnis der Gleichung (16a) zu verwenden.
Wenn die Antwort auf Schritt S32 positiv ist (JA), geht der Prozess sofort zu Schritt S55 weiter.
In Schritt S55 wird der Identifikationsfehler ide(n) einem Tiefpassfilterungsprozess unterzogen. Insbesondere wird ein Prozess zur Korrektur der Frequenzcharakteristiken des geregelten Objekts, wie oben in Bezug auf die 6A und 6B beschrieben, ausgeführt.
34 ist ein Flussdiagramm, das den ersten Begrenzungsprozess zeigt, der im in 30 gezeigten Schritt S15 ausgeführt wird.
In Schritt S71 werden Flags FA1STAB, FA2STAB, FB1LMT und FC1LMT, die in diesem Prozess verwendet werden, initialisiert, indem jedes Flag auf "0" gesetzt wird. In Schritt S72 wird der in 35 gezeigte Begrenzungsprozess der Modellparameter a1'' und a2'' ausgeführt. In Schritt S73 wird der in 37 gezeigte Begrenzungsprozess des Modellparameters b1'' ausgeführt. In Schritt S74 wird der in 38 gezeigte Begrenzungsprozess des Modellparameters c1'' ausgeführt.
35 ist ein Flussdiagramm, das den Begrenzungsprozess der Modellparameter a1'' und a2'' zeigt, der im in 34 gezeigten Schritt S72 ausgeführt wird. 36 ist ein Diagramm, das den in 35 gezeigten Prozess veranschaulicht, und bezieht sich auf 35.
In 36 sind Kombinationen der Modellparameter a1'' und a2'', die begrenzt werden müssen, mit den Symbolen "X" bezeichnet, und der Bereich von Kombinationen der Modellparameter a1'' und a2'', die stabil sind, ist mit einem schraffierten Bereich bezeichnet (nachfolgend als "stabiler Bereich" bezeichnet). Der in 35 gezeigte Prozess ist ein Prozess zum Bewegen der Kombinationen der Modellparameter a1'' und a2'', die außerhalb des stabilen Bereichs liegen, in den stabilen Bereich an Positionen, die mit den Symbolen "O" bezeichnet sind.
In Schritt S81 wird bestimmt, ob der Modellparameter a2'' größer oder gleich einem vorbestimmten a2-Untergrenzwert XIDA2L ist oder nicht. Der vorbestimmte a2-Untergrenzwert XIDA2L wird auf einen negativen Wert gesetzt, der größer als "–1" ist. Stabile Modellparameter a1* und a2* erhält man, wenn man den vorbestimmten a2-Untergrenzwert XIDA2L auf "–1" setzt. Jedoch wird der vorbestimmte a2-Untergrenzwert XIDA2L auf einen negativen Wert größer als "–1" gesetzt, weil die Matrix A, die durch die Gleichung (14) auf die "n"-te Potenz definiert ist, gelegentlich unstabil werden könnte (was bedeutet, dass die Modellparameter a1'' und a2'' nicht divergieren, sondern oszillieren).
Wenn in Schritt S81 a2'' kleiner als XIDA2L ist, wird in Schritt S82 der Modellparameter a2* auf den unteren Grenzwert XIDA2L gesetzt und wird ein a2-Stabilisierungsflag FA2STAB auf "1" gesetzt. Wenn das a2-Stabilisierungsflag FA2STAB auf "1" gesetzt ist, zeigt dies an, dass der Modellparameter a2* auf den unteren Grenzwert XIDA2L gesetzt ist. In 36 ist die Korrektur des Modellparameters in einem Begrenzungsprozess P1 der Schritte S81 und S82 durch die Pfeillinien mit "P1" bezeichnet.
Wenn die Antwort auf Schritt S81 positiv ist (JA), d. h. wenn a2'' größer als oder gleich XIDA2L ist, dann wird in Schritt S83 der Modellparameter a2'* auf den Modellparameter a2'' gesetzt.
In den Schritten S84 und S85 wird bestimmt, ob der Modellparameter a1'' in einem Bereich liegt oder nicht, der durch einen vorbestimmten a1-Untergrenzwert XIDA1L und einen vorbestimmten a1-Obergrenzwert XIDA1H definiert ist. Der vorbestimmte a1-Untergrenzwert XIDA1L wird auf einen Wert gesetzt, der gleich oder größer als "–2" und kleiner als "0", und der vorbestimmte 1a-Obergrenzwert XIDA1H wird z. B. auf 2 gesetzt.
Wenn die Antworten auf die Schritte S84 und S85 positiv sind (JA), d. h. wenn a1'' größer als oder gleich XIDA1L ist und kleiner als oder gleich XIDA1H, dann wird in Schritt S88 der Modellparameter a1* auf den Modellparameter a1'' gesetzt.
Wenn in Schritt S84 a1'' kleiner als XIDA1L ist, dann wird in Schritt S86 der Modellparameter a1* auf den unteren Grenzwert XIDA1L gesetzt und wird ein a1*-Stabilisierungsflag FA1STAB auf "1" gesetzt. Wenn in Schritt S85 a1'' größer als XIDA1H ist, dann wird in Schritt S87 der Modellparameter a1 auf den oberen Grenzwert XIDA1H gesetzt und wird das a1-Stabilisierungsflag FA1STAB auf "1" gesetzt. Wenn das a1-Stabilisierungsflag FA1STAB auf "1" gesetzt ist, so zeigt dies an, dass der Modellparameter a1* auf den unteren Grenzwert XIDA1L oder den oberen Grenzwert XIDA1H gesetzt ist. In 36 ist die Korrektur der Modellparameter in einem Begrenzungsprozess P2 der Schritte S84 bis S87 durch die Pfeillinien mit "P2" bezeichnet.
In Schritt S90 wird bestimmt, ob die Summe des Absolutwerts des Modellparameters a1* und des Modellparameters a2* gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Stabilitätsbestimmungswert XA2STAB ist oder nicht. Der vorbestimmte Stabilitätsbestimmungswert XA2STAB wird auf einen Wert in der Nähe von "1" gesetzt, aber kleiner als "1" (z. B. 0,99'').
Die in 37 gezeigten geraden Linien L1 und L2 genügen der folgenden Gleichung (41). a2* + |a1*| = XA2STAB (41)
Daher wird in Schritt S90 bestimmt, ob die Kombination der Modellparameter a1* und a2* an einer Position auf oder unter den geraden Linien L1 und L2 liegt oder nicht, wie in 36 gezeigt. Wenn die Antwort auf Schritt S90 positiv ist (JA), dann endet der Begrenzungsprozess sofort, da die Kombination der Modellparameter a1* und a2* im in 36 gezeigten stabilen Bereich liegt.
Wenn die Antwort auf Schritt S90 negativ ist (NEIN), dann wird bestimmt, ob der Modellparameter a1* kleiner als ein Wert ist oder nicht, den man in Schritt S91 durch Subtrahieren des vorbestimmten a2-Untergrenzwerts XIDA2L von dem vorbestimmten Stabilitätsbestimmungswert XA2STAB erhält (da XIDA2L kleiner als "0" ist, ist (XA2STAB – XIDA2L) größer als XA2STAB). Wenn der Modellparameter a2* gleich oder kleiner als (XA2STAB – XIDA2L) ist, dann wird in Schritt S92 der Modellparameter a2* auf (XA2STAB – |a1*|) gesetzt und wird das a2-Stabilisierungsflag FA2STAB auf "1" gesetzt.
Wenn in Schritt S91 der Modellparameter a1* größer als (XA2STAB – XIDA2L) ist, dann wird in Schritt S93 der Modellparameter a1* auf (XA2STAB – XIDA2L) gesetzt. Ferner wird in Schritt S93 der Modellparameter a2* auf den vorbestimmten a2'-Untergrenzwert XIDA2L gestzt und werden das a1-Stabilisierungsflag FA1STAB und das a2-Stabilisierungsflag FA2STAB auf "1" gesetzt.
In 36 ist die Korrektur der Modellparameter in einem Begrenzungsprozess P3 der Schritte S91 und S92 durch die weißen Pfeile mit "P3" bezeichnet, und die Korrektur der Modellparameter in einem Begrenzungsprozess P4 der Schritte S91 und S93 ist durch die weißen Linien mit "P4" bezeichnet.
Wie oben beschrieben, wird der in 35 gezeigte Begrenzungsprozess ausgeführt, um die Modellparameter a1'' und a2'' in den in 36 gezeigten stabilen Bereich zu bringen, um hierdurch die Modellparameter 1a* und a2* zu berechnen.
37 ist ein Flussdiagramm, das einen Begrenzungsprozess der Modellparameter b1'' zeigt, der im in 34 gezeigten Schritt S73 ausgeführt. wird.
In den in 37 gezeigten Schritten S101 und S102 wird bestimmt, ob der Modellparameter b1'' in einem Bereich liegt oder nicht, der durch einen vorbestimmten b1-Untergrenzwert XIDB1L und einen vorbestimmten b1-Obergrenzwert XIDB1H definiert ist. Z. B. wird der vorbestimmte b1-Untergrenzwert XIDB1L auf einen vorbestimmten positiven Wert (z. B. "0,1") gesetzt, und der vorbestimmte b1-Obergrenzwert XIDB1H wird auf "1" gesetzt.
Wenn die Antwort auf die Schritte S101 und S102 positiv ist (JA), d. h. wenn b1'' größer als oder gleich XIDB1L ist und kleiner als oder gleich XIDB1H ist, dann wird in Schritt S105 der Modellparameter b1* auf den Modellparameter b1'' gesetzt.
Wenn in Schritt S101 b1'' kleiner als XIDB1L ist, dann wird in Schritt S104 der Modellparameter b1* auf den Untergrenzwert XIDB1L gesetzt und wird ein b1-Begrenzungsflag FB1LMT auf "1" gesetzt. Wenn in Schritt S102 b1'' größer als XIDB1H ist, dann wird in Schritt S103 der Modellparameter b1* auf den Obergrenzwert XIDB1H gesetzt und wird das b1-Begrenzungsflag FB1LMT auf "1" gesetzt. Wenn das b1-Begrenzungsflag FB1LMT auf "1" gesetzt ist, zeigt dies an, dass der Modellparameter b1* auf den Untergrenzwert XIDB1L oder den Obergrenzwert XIDB1H gesetzt ist.
38 ist ein Flussdiagramm, das einen Begrenzungsprozess des Modellparameters c1'' zeigt, der im in 34 gezeigten Schritt S74 ausgeführt wird.
In den in 38 gezeigten Schritten S111 und S112 wird bestimmt, ob der Modellparameter c1'' in einem Bereich liegt oder nicht, der durch einen vorbestimmten c1-Untergrenzwert XIDC1L und einen vorbestimmten c1-Obergrenzwert XIDC1H definiert ist. Z. B. ist der vorbestimmte c1- Untergrenzwert XIDC1L auf "–60" gesetzt und ist der vorbestimmte c1-Obergrenzwert XIDC1H auf "60" gesetzt.
Wenn die Antwort auf die Schritte S111 und S112 positiv ist (JA), d. h. wenn c1'' größer als oder gleich XIDC1L ist und kleiner als oder gleich XIDC1H ist, dann wird in Schritt S115 der Modellparameter c1* auf den Modellparameter c1'' gesetzt.
Wenn in Schritt S111 c1'' kleiner als XIDC1L ist, dann wird in Schritt S114 der Modellparameter c1* auf den Untergrenzwert XIDC1L gesetzt und wird ein c1-Begrenzungsflag FC1LMT auf "1" gesetzt. Wenn in Schritt S112 c1'' größer als XIDC1H ist, dann wird in Schritt S113 der Modellparameter c1* auf den Obergrenzwert XIDC1H gesetzt und wird das c1-Begrenzungsflag FC1LMT auf "1" gesetzt. Wenn das c1-Begrenzungsflag FC1LMT auf "1" gesetzt ist, so zeigt dies an, dass der korrigierte Modellparameter c1 auf den Untergrenzwert XIDC1L oder den Obergrenzwert XIDC1H gesetzt ist.
39 ist ein Flussdiagramm, das den zweiten Begrenzungsprozess zeigt, der im in 30 gezeigten Schritt S18 ausgeführt wird. Der zweite Begrenzungsprozess ist im Wesentlichen der gleiche wie der in 35 gezeigte erste Begrenzungsprozess, außer dass die Modellparameter a1'' und a2'' in dem in 35 gezeigten Begrenzungsprozess jeweils durch die Modellparameter a1' und a2' ersetzt sind, und die Modellparameter a1* und a2* im in 35 gezeigten Begrenzungsprozess jeweils durch die Modellparameter a1'' und a2'' ersetzt sind. Insbesondere werden die gleitend aufgemittelten Modellparameter a1' und a2' einem Begrenzungsprozess der Schritte S121 bis S133 unterzogen, der ähnlich dem in 35 gezeigten Begrenzungsprozess ist, um hierdurch korrigierte Modellparameter a1 und a2 zu berechnen.
40 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Regeleingabe Usl zeigt, der im in 30 gezeigten Schritt S19 ausgeführt wird.
Im in 41 gezeigten Schritt S201 wird ein Prozess zur Berechnung eines Schaltfunktionswerts σ ausgeführt. In Schritt S202 wird aus der Gleichung (8b) eine äquivalente Regeleingabe Ueq errechnet. In Schritt S203 wird ein in 44 gezeigter Prozess zur Berechnung einer Reachingvorschrifteingabe Urch ausgeführt. In Schritt S204 wird ein in 45 gezeigter Prozess zur Berechnung einer Adaptivvorschrifteingabe Uadp ausgeführt. In Schritt S205 wird ein in 46 gezeigter Prozess zur Berechnung einer nicht linearen Eingabe Unl ausgeführt. In Schritt S206 wird ein in 47 gezeigter Prozess zur Berechnung einer Zwangsschwingungseingabe Uwave ausgeführt. In Schritt S207 wird ein in 49 gezeigter Prozess zur Berechnung einer Dämpfeingabe Udamp ausgeführt.
In Schritt S208 wird bestimmt, ob das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB, das im in 50 gezeigten Prozess gesetzt ist, "1" ist oder nicht. Wenn das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB auf "1" gesetzt ist, so zeigt dies an, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 unstabil ist.
Wenn in Schritt S208 FSMCSTAB gleich "0" ist, was anzeigt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 unstabil ist, dann werden die in den Schritten S202 bis S207 errechneten Regeleingaben Ueq, Urch, Uadp, Unl, Uwave und Udamp addiert, um hierdurch in Schritt S209 die Regeleingabe Usl zu berechnen.
Wenn in Schritt S208 FSMCSTAB gleich "1" Ist, was anzeigt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 unstabil ist, dann wird die Summe der Reachingvorschrifteingabe Urch und der Adaptiworschrifteingabe Uadp als Regeleingabe Usl berechnet. In anderen Worten, die äquivalente Regeleingabe Ueq, die nicht lineare Regeleingabe Unl, die Zwangsschwingungseingabe Uwave und Dämpfeingabe Udamp werden für die Berechnung der Regeleingabe Usl nicht benutzt, was verhindert, dass das Regelungssystem unstabil wird.
In den Schritten S211 und S212 wird bestimmt, ob die berechnete Regeleingabe Usl in einem Bereich liegt oder nicht, der durch einen vorbestimmten Obergrenzwert XUSLH und einen vorbestimmten Untergrenzwert XUSLL definiert ist. Wenn die Regeleingabe Usl in diesem Bereich liegt, dann endet der in 40 gezeigte Prozess sofort. Wenn in Schritt S211 die Regeleingabe Usl gleich oder kleiner als der vorbestimmte Untergrenzwert XUSLL ist, dann wird die Regeleingabe Usl in Schritt S214 auf den vorbestimmten Untergrenzwert XUSLL gesetzt. Wenn in Schritt S212 die Regeleingabe Usl gleich oder größer als der vorbestimmte Obergrenzwert XUSLH ist, dann wird in Schritt S213 die Regeleingabe Usl auf den vorbestimmten Obergrenzwert XUSLH gesetzt.
41 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung des Schaltfunktionswerts σ zeigt, der im in 40 gezeigten Schritt S201 ausgeführt wird.
In Schritt S221 wird ein in 42 gezeigter VPOLE-Berechnungsprozess ausgeführt, um den Schaltfunktionssetzparameter VPOLE zu berechnen. Dann wird in Schritt S222 der Schaltfunktionswert σ(k) aus der Gleichung (5b) errechnet.
In den Schritten S223 und S224 wird bestimmt, ob der berechnete Schaltfunktionswert σ(k) in einem Bereich liegt oder nicht, der durch einen vorbestimmten Obergrenzwert XSGMH und einen vorbestimmten Untergrenzwert XSGML definiert ist. Wenn der berechnete Schaltfunktionswert σ(k) in diesem Bereich liegt, dann endet der in 41 gezeigte Prozess sofort. Wenn in Schritt S223 der berechnete Schaltfunktionswert σ(k) gleich oder kleiner als der vorbestimmte Untergrenzwert XSGML ist, dann wird in Schritt S225 der berechnete Schaltfunktionswert σ(k) auf den vorbestimmten Untergrenzwert XSGML gesetzt. Wenn in Schritt S224 der berechnete Schaltfunktionswert σ(k) gleich oder größer als der vorbestimmte Obergrenzwert XSGMH ist, dann wird in Schritt S226 der berechnete Schaltfunktionswert σ(k) auf den vorbestimmten Obergrenzwert XSGMH gesetzt.
42 ist ein Flussdiagramm, das den VPOLE-Berechnungsprozess zeigt, der im in 41 gezeigten Schritt S221 ausgeführt wird.
Im in 42 gezeigten Schritt S231 wird bestimmt, ob das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB gleich "1" ist oder nicht. Wenn in Schritt S231 FSMCSTAB gleich "1" ist, was anzeigt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 unstabil ist, dann wird in Schritt S232 der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE auf einen vorbestimmten Stabilisierungswert XPOLESTB gesetzt. Der vorebstimmte Stabilisierungswert XPOLESTB ist auf einen Wert größer als "–1" gesetzt, jedoch sehr nahe an "–1" (z. B. "–0,999").
Wenn FSMCSTAB gleich "0" ist, was anzeigt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 stabil ist, dann wird in Schritt S234 eine in 43 gezeigte VPOLE-Tabelle gemäß dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH abgefragt, um einen Schaltfunktionssetzparameter VPOLE zu errechnen. Die VPOLE-Tabelle ist so gesetzt, dass der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE zunimmt, wenn der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH einen Wert in der Nähe von "0" einnimmt, d. h. dann, wenn die Drosselventilöffnung TH einen Wert in der Nähe der Standardöffnung THDEF einnimmt, und der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE ist im Wesentlichen konstant, unabhängig von Änderungen in dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag, wenn der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH einen Wert einnimmt, der nicht in der Nähe von "0" liegt. Wenn daher die Drosselventilöffnung TH in der Nähe der Standardöffnung THDEF liegt, wird der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE auf einen relativ großen Wert gesetzt, was die Regelbarkei in der Nähe der Standardöffnung THDEF verbessert.
In den Schritten S235 und S236 wird bestimmt, ob der berechnete Schaltfunktionssetzparameter VPOLE in einem Bereich liegt oder nicht, der durch einen vorbestimmten Obergrenzwert XPOLEH und einen vorbestimmten Untergrenzwert XPOLEL definiert ist. Wenn der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE in diesem Bereich liegt, dann endet der in 42 gezeigte Prozess sofort. Wenn in Schritt S236 der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE gleich oder kleiner als der vorbestimmte Untergrenzwert XPOLEL ist, dann wird in Schritt S238 der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE auf den vorbestimmten Untergrenzwert XPOLEL gesetzt. Wenn in Schritt S235 der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE gleich oder größer als der vorbestimmte Obergrenzwert XPOLEH ist, dann wird in Schritt S237 der Schaltfunktionssetzparameter VPOLE auf den vorbestimmten Obergrenzwert XPOLEH gesetzt.
44 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung der Reachingvorschrifteingabe Urch zeigt, der im in 40 gezeigten Schritt S203 ausgeführt wird.
Im in 44 gezeigten Schritt S261 wird bestimmt, ob das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB gleich "1" ist oder nicht. Wenn das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB "0" ist, was anzeigt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 stabil ist, dann wird der Regelungsverstärkungsfaktor F gemäß dem Schaltfunktionswert σ gesetzt, wie in 13A gezeigt (Schritt S2262).
Die Reachingvorschrifteingabe Urch wird in Schritt S263 gemäß der folgenden Gleichung (42) berechnet, die die gleiche ist wie Gleichung (9). Urch = –F × σ/b1 (42)
Wenn das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB gleich "1" ist, was anzeigt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 unstabil ist, dann wird in Schritt S264 der Regelungsverstärkungsfaktor F auf einen vorbestimmten Stabilisierungsverstärkungsfaktor XKRCHSTB gesetzt, und wird in Schritt S265 die Reachingvorschrifteingabe Urch gemäß der folgenden Gleichung (43) berechnet, die den Modellparameter b1 nicht enthält. Urch = –F × σ (43)
In den Schritten S266 und S267 wird bestimmt, ob die berechnete Reachingvorschrifteingabe Urch in einem Bereich liegt oder nicht, der durch einen vorbestimmten Obergrenzwert XURCHH und einen vorbestimmten Untergrenzwert XURCHL definiert ist. Wenn die Reachingvorschrifteingabe Urch in diesem Bereich liegt, dann wird der in 44 gezeigte Prozess sofort beendet. Wenn in Schritt S266 die Reachingvorschrifteingabe Urch gleich oder kleiner als der vorbestimmte Untergrenzwert XURCHL ist, dann wird in Schritt S268 die Reachingvorschrifteingabe Urch auf den vorbestimmten Untergrenzwert XURCHL gesetzt. Wenn in Schritt S267 die Reachingvorschrifteingabe Urch gleich oder größer als der vorbestimmte Obergrenzwert XURCHH ist, dann wird in Schritt S269 die Reachingvorschrifteingabe Urch auf den vorbestimmten Obergrenzwert XURCHH gesetzt.
Wenn, wie oben beschrieben, der adaptive Gleitmodusregler 21 unstabil wird, wird der Regelungsverstärkungsfaktor F auf den vorbestimmten Stabilisierungsregelungsfaktor XKRCHSTB gesetzt, und die Reachingvorschrifteingabe Urch wird berechnet, ohne den Modellparameter b1 zu benutzen, der den adaptiven Gleitmodusregler 21 zu dessen stabilen Zustand zurückbringt. Wenn der vom Modellparameteridentifizierer 22 ausgeführte Identifikationsprozess unstabil wird, wird der adaptive Gleitmodusregler 21 unstabil. Daher kann durch Verwendung der Gleichung (43), die den Modellparameter b1 nicht enthält, der unstabil geworden ist, der adaptive Gleitmodusregler 21 stabilisiert werden.
45 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Adaptivvorschrifteingabe Uadp zeigt, der im in 40 gezeigten Schritt S204 ausgeführt wird.
In Schritt S271 wird bestimmt, ob der Schaltfunktionswert σ gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Untergrenzwert –XSGMSL ist oder nicht. Wenn σ kleiner als oder gleich –XSGMSL ist, dann wird in Schritt S272 ein Schaltfunktionssetzparameter SGMS auf den vorbestimmten Untergrenzwert –XSGMSL gesetzt. Wenn σ größer als –XSGMSL, wird in Schritt S273 bestimmt, ob der Schaltfunktionswert σ gleich oder größer als ein vorbestimmter Obergrenzwert XSGMSL ist oder nicht. Wenn σ größer als oder gleich XSGMSL ist, dann wird in Schritt S274 der Schaltunktionsparameter SGMS auf den vorbestimmten Obergrenzwert XSGMSL gesetzt. Wenn der Schaltfunktionswert σ zwischen den vorbestimmten Untergrenzwert –XSGMSL und den vorbestimmten Obergrenzwert XSGMSL fällt, dann wird in Schritt S275 der Schaltfunktionsparameter SGMS auf den Schaltfunktionswert σ gesetzt.
Der bei der Berechnung der Adaptivvorschrifteingabe Uadp verwendete Schaltfunktionswert σ wird in den Schritten S271 bis S275 begrenzt. Der Schaltfunktionsparameter SGMS ist ein Parameter, der dem begrenzten Schaltfunktionswert σ entspricht. Der Begrenzungsprozess macht es möglich, zu verhindern, dass der Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH in Bezug auf den Sollwert DTHR überschießt, wenn sich der Sollwert DTHR abrupt ändert.
In Schritt S276 wird bestimmt, ob das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB gleich "1" ist oder nicht. Wenn FSMCSTAB gleich "0" ist, was anzeigt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 stabil ist, dann wird der Regelungsverstärkungsfaktor G gemäß dem Schaltfunktionswert σ gesetzt, wie in 13A in Schritt S279 gezeigt.
Dann werden der Schaltfunktionsparameter SGMS und der Regelungsverstärkungsfaktor G auf die unten gezeigte Gleichung (44) angewendet, um in Schritt S280 eine Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k) zu berechnen. Die Gleichung (44) ist ähnlich der Gleichung (10c), außer dass der Schaltfunktionswert σ in der Gleichung (10c) durch den Schaltfunktionsparameter SGMS ersetzt ist. Uadp(k) = Uadp(k – 1) – G × SGMS × ΔT1/b1 (44)
Wenn in Schritt S276 FSMCSTAB gleich "1" ist, was anzeigt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 unstabil ist, dann wird in Schritt S277 der Regelungsverstärkungsfaktor G auf einen vorbestimmten stabilisierten Faktor SKADPSTB gesetzt, und wird in Schritt S278 eine Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k) aus der Gleichung (45) errechnet. Die Gleichung (45) ist eine Gleichung, die man erhält, indem man den Modellparameter P1 aus der Gleitung (44) entfernt. Uadp(k) = Uadp(k – 1) – G × SGMS × ΔT1 (45)
In den Schritten S281 und S282 wird bestimmt, ob die berechnete Adaptivvorschrifteingabe Uadp in einem Bereich liegt oder nicht, der durch einen vorbestimmten Obergrenzwert XUADPLH und einen vorbestimmten Untergrenzwert XUADPL definiert ist. Wenn die Adaptivvorschrifteingabe Uadp in diesem Bereich liegt, dann wird der in 45 gezeigte Prozess sofort beendet. Wenn in Schritt S282 die Adaptivvorschrifteingabe Uadp gleich oder kleiner als der vorbestimmte Untergrenzwert XUADPL ist, dann wird in Schritt S284 die Adaptivvorschrifteingabe Uadp auf den vorbestimmten Untergrenzwert XUADPL gesetzt. Wenn in Schritt S281 die Adaptivvorschrifteingabe Uadp gleich oder größer als der vorbestimmte Obergrenzwert XUADPH ist, dann wird in Schritt S283 die Adaptivvorschrifteingabe Uadp auf den vorbestimmten Obergrenzwert XUADPH gesetzt.
46 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer nicht linearen Eingabe Unl zeigt, der im in 40 gezeigten Schritt S205 ausgeführt wird.
In Schritt S301 wird ein nicht linearer Eingangs-Verstärkungsfaktor Knl gemäß dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH berechnet (siehe 20). In Schritt S302 wird bestimmt, ob der Schaltfunktionswert σ gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Untergrenzwert –XNLTH ist oder nicht. Wenn σ größer als –XNLTH ist, dann wird in Schritt S304 bestimmt, ob der Schaltfunktionswert σ gleich oder größer als ein vorbestimmter Obergrenzwert XNLTH ist. Wenn der Schaltfunktionswert σ zwischen den vorbestimmten Obergrenzwert XNLTH und den vorbestimmten Untergrenzwert –XNLTH fällt, dann wird der Schaltfunktionswert σ auf einen nicht linearen Eingangsparameter SNL gesetzt (Schritt S306).
Wenn der Schaltfunktionswert σ gleich oder kleiner als der vorbestimmte Untergrenzwert –XNLTH ist, dann wird in Schritt S303 der nicht lineare Eingangsparameter SNL auf "–1" gesetzt. Wenn der Schaltunktionswert σ gleich oder größer als der vorbestimmte Obergrenzwert XNLTH ist, dann wird in Schritt S305 der nichtlineare Eingangsparameter SNL auf "1" gesetzt.
In Schritt S307 wird eine nicht lineare Eingabe Unl(k) gemäß der folgenden Gleichung (46) berechnet. Unl(k) = –Kn1 × SNL/b1 (46)
Im in 46 gezeigten Prozess wird anstelle der Vorzeichenfunktion sgn(σ(k)) in der Gleichung (22) der nicht lineare Eingangsparameter SNL verwendet, und wird der Schaltfunktionswert σ direkt in einem vorbestimmten Bereich angewendet, wo der Absolutwert der Schaltfunktion σ klein ist. Dies macht es möglich, das Chattern aufgrund der nicht linearen Eingabe Unl zu unterdrücken.
47 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Zwangsschwingungseingabe Uwave zeigt, der im in 40 gezeigten Schritt S206 ausgeführt wird.
In Schritt S311 wird ein Zeitparameter twave(k) aus der folgenden Gleichung (47) errechnet. twave(k) = twave(k – 1) + XTWAVEINC (47) wobei XTWAVEINC eine abgelaufene Zeitdauer repräsentiert, die auf die Ausführungsperiode dieses Prozesses gesetzt wird.
In Schritt S312 wird bestimmt, ob der Zeitparameter twave(k) gleich oder größer als eine vorbestimmte Periode TPERIOD (z. B. 1 Sekunde) ist oder nicht. Wenn twave(k) kleiner als TPERIOD ist, dann geht der Prozess zu Schritt S314 weiter. Wenn twave(k) größer als oder gleich TPERIOD ist, dann wird in Schritt S313 der Zeitparameter twave(k) auf "0" rückgesetzt. Danach geht der Prozess zu Schritt S314 weiter.
In Schritt S314 wird eine in 48 gezeigte Fwave-Tabelle gemäß dem Zeitparameter twave(k) abgefragt, um einen Dithersignalwert Fwave zu berechnen. Der in 48 gezeigte Wellenverlauf unterscheidet sich ein wenig von dem in 21 gezeigten Wellenverlauf. Die Fwave-Tabelle kann gemäß dem in 21 gezeigten Wellenverlauf gesetzt werden.
In Schritt S315 werden der Dithereingabebasisverstärkungsfaktor Kwave und der Identifikationsfehler ide(k) auf die folgende Gleichung (48) angewendet, um einen Dithereingabeverstärkungsfaktor KWID zu berechnen (siehe Gleichung (23)). KWID = Kwave × |ide(k)| (48)
In Schritt S316 wird bestimmt, ob der Dithereingabeverstärkungsfaktor KWID kleiner als ein vorbestimmter Obergrenzwert XKWIDL ist oder nicht. Wenn KWID kleiner als XKWIDL ist, geht der Prozess zu Schritt S320 weiter. Wenn der Dithereingabeverstärkungsfaktor KWID gleich oder größer als der vorbestimmte Obergrenzwert XKWIDL ist, dann wird in Schritt S318 der Dithereingabeverstärkungsfaktor KWID auf den vorbestimmten Obergrenzwert XKWIDL gesetzt.
In Schritt S320 wird eine Zwangsschwingungseingabe Uwave(k) gemäß der folgenden Gleichung (49) berechnet, die im Wesentlichen die gleiche ist wie die Gleichung (23). Uwave(k) = KWID × Fwave/b1 (49)
49 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Dämpfeingabe Udamp zeigt, der im in 40 gezeigten Schritt S207 ausgeführt wird.
In Schritt S331 wird ein gleitender Mittelwert DTHRAV eines Änderungsbetrags im Sollwert DTHR gemäß der oben beschriebenen Gleichung (29) berechnet. In Schritt S332 wird ein Basiswert Kdampbs eines Dämpfregelungsverstärkungsfaktors gemäß dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrags DTH berechnet (siehe 25A). In Schritt S333 wird ein Korrekturkoeffizient Kkdamp eines Dämpfregelungsfaktors gemäß dem gleitenden Mittelwert DDTHRAV in Schritt S333 berechnet (siehe 25B).
In Schritt S334 wird ein Dämpfsteuerungsverstärkungsfaktor Kdamp brechnet, in dem der Basiswert Kdampbs mit dem Korrekturkoeffizienten Kkdamp multipliziert wird. Dann wird eine Dämpfeingabe Udamp(k) gemäß der folgenden Gleichung (27) berechnet (nochmals gezeigt). Udamp(k) = –Kdamp × (DTH(k) – DTH(k – 1))/b1 (27)
50 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Stabilitätsbestimmung des Gleitmodusreglers zeigt, der im in 30 gezeigten Schritt S20 ausgeführt wird. In diesem Prozess wird die Stabilität basierend auf dem Differenzial einer Lyapunov-Funktion bestimmt, und das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB wird gemäß dem Ergebnis der Stabilitätsbestimmung gesetzt.
In Schritt S351 wird ein Schaltfunktionsänderungsbetrag Dσ in Gleichung (50) berechnet. In Schritt S352 wird ein Stabilitätsbestimmungsparameter SGMSTAB aus der folgenden Gleichung (51) berechnet. Dσ = σ(k) – σ(k – k0) (50) SGMSTAB = Dσ × σ(k) (51)
In Schritt S353 wird bestimmt, ob der Stabilitätsbestimmungsparameter SGMSTAB gleich oder kleiner als ein Stabilitätsbestimmungsschwellenwert XSGMSTAB ist oder nicht. Wenn SMGSTAB größer als XSGMSTAB ist, dann wird in Schritt S355 bestimmt, dass der adaptive Gleitmodusregler 51 möglicherweise unstabil sein könnte, und ein Unstabilitätserfassungszähler CNTSMCST wird um "1" inkrementiert. Wenn SGMSTAB kleiner als oder gleich XSGMSTAB ist, dann wird der adaptive Gleitmodusregler 21 als stabil bestimmt, und in Schritt S354 wird der Zählwert des Unstabilitätserfassungszählers CNTSMCST nicht inkrementiert, sondern beibehalten.
In Schritt S356 wird bestimmt, ob der Wert des Unstabilitätserfassungszählers CNTSMCST gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Zählwert XSSTAB ist oder nicht. Wenn CNTSMCST kleiner als oder gleich XSSTAB ist, dann wird bestimmt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 stabil ist, und in Schritt S357 wird ein erstes Bestimmungsflag FSMCSTAB1 auf "0" gesetzt. Wenn CNTSMCST größer als XSSTAB ist, dann wird bestimmt, dass der adaptive Gleitmodusregler 21 unstabil ist, und in Schritt S358 wird das erste Bestimmungsflag FSMCSTAB1 auf "1" gesetzt. Der Wert des Unstabilitätserfassungszählers CNTSMCST wird auf "0" initialisiert, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird.
In Schritt S359 wird ein Stabilitätsbestimmungsdauerzähler CNTJUDST um "1" dekrementiert. Dann wird in Schritt S360 bestimmt, ob der Wert des Stabilitätsbestimmungsdauerzählers CNTJUDST "0" ist oder nicht. Der Wert des Stabilitätsbestimmungsdauerzählers CNTJUDST wird auf einen vorbestimmten Bestimmungszähler XCJUDST initialisiert, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird. Zu Anfang ist daher die Antwort auf Schritt S360 negativ (NEIN), und der Prozess geht sofort zu Schritt S365.
Wenn der Wert des Stabilitätsbestimmungsdauerzählers CNTJUDST anschließend "0" wird, dann geht der Prozess von Schritt S360 zu Schritt S361, wo bestimmt wird, ob das erste Bestimmungsflag FSMCSTAB1 gleich "1" ist oder nicht. Wenn das erste Bestimmungsflag FSMCSTAB1 "0" ist, dann wird in Schritt S363 ein zweites Bestimmungsflag FSMCSTAB2 auf "0" gesetzt. Wenn das erste Bestimmungsflag FSMCSTAB1 gleich "1" ist, dann wird in Schritt S362 das zweite Bestimmungsflag FSMCSTAB2 auf "1" gesetzt.
In Schritt S364 wird der Wert des Stabilitätsbestimmungsdauerzählers CNTJUDST auf den vorbestimmten Bestimmungszählwert XCJUDST gesetzt, und der Unstabilitätserfassungszähler CNTSMCST wird auf "0" gesetzt, danach geht der Prozess zu Schritt S365.
In Schritt S365 wird das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB auf die logische Summe des ersten Bestimmungsflags FSMCSTAB1 und des zweiten Bestimmungsflags FSMCSTAB2 gesetzt. Das zweite Bestimmungsflag FSMCSTAB2 wird auf "1" gehalten, bis der Wert des Stabilitätsbestimmungsdauerzählers CNTJUDST zu "0" wird, auch wenn die Antwort auf Schritt S356 positiv wird (JA), und das erste Bestimmungsflag FSMCSTAB1 auf "0" gesetzt ist. Daher wird das Stabilitätsbestimmungsflag FSMCSTAB auch auf "1" gehalten, bis der Wert des Stabilitätsbestimmungsdauerzählers CNTJUDST zu "0" wird.
In der vorliegenden Ausführung entsprechen die Drosselventilbetätigungsvorrichtung 10 und ein Teil der ECU 7, d. h. die Ausgabeschaltung zum Zuführen eines Erregungsstroms zum Motor 6, einer Anlage, und die ECU 7 stellt einen Gleitmodusregler, ein Identifizierungsmittel sowie ein Dämpfeingabeberechnungsmittel dar. Insbesondere entspricht der in 30 gezeigte Schritt S19, d. h. in der 40 gezeigte Prozess, dem Gleitmodusregler. Die in 30 gezeigten Schritte S12 bis S18 entsprechen dem Identifizierungsmittel. Der in 49 gezeigte Prozess entspricht dem. Dämpfeingabeberechnungsmittel.
Zweite Ausführung
51 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer hydraulischen Stellvorrichtung und von deren Regelungssystem zeigt, das ein Regelungssystem für eine Anlage gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist. Eine solche hydraulische Stellvorrichtung kann für einen stufenlos verstellbaren Ventilsteuermechanismus zum stufenlosen Ändern der Ventilsteuerzeit der Einlass- und Auslassventile verwendet werden. Der stufenlos verstellbare Ventilsteuermechanismus ändert die Drehphasen der Nocken zum Antrieb der Einlass- und Auslassventile, um die Öffungs/Schließzeit der Einlass- und Auslassventile zu verschieben, was den Ladegrad des Motors verbessert und den Pumpverlust des Motors reduziert.
Die hydraulische Stellvorrichtung enthält einen Kolben 64, einen Hydraulikzylinder 61, in den ein Kolben 64 eingesetzt ist, ein elektrisch angetriebenes Schieberventil 67, eine Hydraulikpumpe 65, eine Öldruckzufuhrleitung 66 zum Zuführen von Öldruck von der Hydraulikpumpe 65 zu dem elektrisch angetriebenen Schieberventil 67, einen ersten Ölkanal zum Zuführen eines ersten Öldrucks P1 zu einer ersten Öldruckkammer 62 des Hydraulikzylinders 61, einen zweiten Ölkanal 69 zum Zuführen eines zweiten Öldrucks P2 zu einer zweiten Öldruckkammer 63 des Hydraulikzylinders 61 sowie eine Öldruckablassleitung 70 zum Rückführen des von dem elektrisch angetriebenen Schieberventil 67 abgegebenen Hydrauliköls zu einer Ölwanne (nicht gezeigt).
Ein Potenziometer 71 ist vorgesehen, um eine Position PACT des Kolbens 64 zu erfassen, und ein die erfasste Position PACT anzeigendes Signal wird einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 72 zugeführt.
Eine Sollposition PCMD wird in die ECU 72 eingegeben. Die ECU 72 berechnet eine Regelgröße DUT, sodass die erfasste Position PACT mit der Sollposition PCMD übereinstimmt, und führt ein der Steuergröße DUT entsprechendes elektrisches Signal dem elektrisch angetriebenen Schieberventil 67 zu.
Das elektrisch angetriebene Schieberventil 67 bewegt die Position eines Ventilelements (nicht gezeigt) entsprechend der Regelungsgröße DUT und gibt den ersten und zweiten Öldruck P1 und P2 gemäß der Position des Ventilelements aus. Wenn die Druckdifferenz DP (= P1 – P2) zwischen den ersten und zweiten Öldrücken P1 und P2 einen positiven Wert hat, bewegt sich der Kolben 64 bei Betrachtung in 51 nach rechts. Wenn die Druckdifferenz DP einen negativen Wert hat, bewegt sich der Kolben 64 bei Betrachtung in 51 nach links. In dem Zustand, wo die erfasste Position PACT mit der Sollposition PCMD übereinstimmt, wird die Druckdifferenz DP auf "0" gehalten.
52 ist ein Blockdiagramm, das ein Regelungssystem zum Regeln der in 51 gezeigten hydraulischen Stellvorrichtung mit einem adaptiven Gleitmodusregler zeigt.
Das Regelungssystem 80 enthält einen Identifizierer 81, einen adaptiven Gleitmodusregler 82, einen Planer 83 sowie Subtrahierer 85, 86. Das Regelungssystem 80 wird durch Prozesse realisiert, die von einer in der ECU 72 enthaltenen CPU ausgeführt werden.
Der Subtrahierer 85 subtrahiert einen Referenzwert PBASE von der erfassten Position PACT, um einen Erfasste-Position-Abweichungsbetrag DPACT zu berechnen. Der Subtrahierer 86 subtrahiert den Referenzwert PBASE von der Sollposition PCMD, um einen Sollwert DPCMd zu berechnen. Der Referenzwert PBASE ist vorab auf einen Optimalwert gesetzt, der auf den Betriebscharakteristiken der hydraulischen Stellvorrichtung beruht.
Die erfasste Position PACT und der Erfasste-Position-Abweichungsbetrag DPACT in der vorliegenden Ausführung entsprechen jeweils der Drosselöffnung TH und dem Drosselventilöffnungsabweichungsbetrag DTH in der ersten Ausführung. Die Sollposition PCMD und der Sollwert DPCMD in der vorliegenden Ausführung entsprechen jeweils der Sollöffnung THR und dem Sollwert DTHR in der ersten Ausführung.
Der Planer 83 berechnet, ähnlich dem Modellparameterplaner 25 in der ersten Ausführung, einen Referenzmodellparametervektor θbase gemäß dem Sollwert DPCMD und führt den Referenzmodellparametervektor θbase dem Identifizierer 81 zu.
Der Identifizierer 81 berechnet, ähnlich dem Modellparameteridentifizierer 22 in der ersten Ausführung, einen korrigierten Modellparametervektor θL(k) gemäß der Regelgröße DUT als Regeleingabe und den Erfasste-Position-Abweichungsbetrag DPACT als Regelausgabe. Insbesondere berechnet der Identifizierer 81 einen Identifikationsfehler ide(n) aus den unten gezeigten Gleichungen (52) und (53). Ein Eingabe/Ausgabeparametervektor ζ(n) wird aus der unten gezeigten Gleichung (54) definiert. ide(n) = DPACT(n)(k) – DPACTHAT(n) (52) DPACTHAT(n) = θ*(n – 1)Tζ(n) (53) ζT(n) = [DPACT(n – 1), DPACT(n – 2), DUT(n – 1), 1] (54)
Der Identifikationsfehler ide(n) wird auf die Gleichung (30) angewendet, und die Gleichungen (14f), (14g), (19b) und (33) werden zur Berechnung eines Modellparametervektors θ(n) verwendet. Der berechnete Modellparametervektor θ(n) wird einem ersten Begrenzungsprozess unterzogen, der ähnlich dem ersten Begrenzungsprozess in der ersten Ausführung ist, um einen Modellparametervektor θ*(n) zu berechnen. Der Modellparametervektor θ*(n) wird oversampled und gleitend aufgemittelt, um einen Modellparametervektor θ'(k) zu berechnen. Der Modellparametervektor θ'(k) wird einem zweiten Begrenzungsprozess unterzogen, der dem zweiten Begrenzungsprozess in der ersten Ausführung ähnlich ist, um einen korrigierten Modellparametervektor θL(k) zu berechnen.
Der adaptive Gleitmodusregler 82 wendet, ähnlich dem adaptiven Gleitmodusregler 21 in der ersten Ausführung, den Erfasste-Position-Abweichungsbetrag DPACT auf die unten gezeigte Gleichung (55) an, um eine äquivalente Regeleingabe Ueq(k) zu berechnen. Der adaptive Gleitmodusregler 82 berechnet einen Schaltfunktionswert σ(k) aus der unten gezeigten Gleichung (56), und wendet den Schaltfunktionswert σ(k) auf die oben beschriebenen Gleichungen (9) und (10c) an, um eine Reachingvorschrifteingabe Urch(k) und eine Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k) zu berechnen. Ein Schaltfunktionssetzparameter VPOLE und Regelungsverstärkungsfaktoren F und G werden auf Werte gesetzt, die für das geregelte Objekt der vorliegenden Ausführung, d. h. die hydraulische Stellvorrichtung, geeignet sind. Ueq(k) = (1/b1){(1 – a1 – VPOLE)DPACT(k) + (VPOLE – a2)DPACT(k – k0) – c1} (55) σ(k) = (DPACT(k) – DPCMD(k)) + VPOLE(DPACT(k – k0) – DPCMD(k – k0)) (56)
Der adaptive Gleitmodusregler 82 wendet den aus der Gleichung (56) berechneten Schaltfunktionswert σ(k) auf die obige Gleichung (22) an, um eine nicht lineare Eingabe Unl(k) zu berechnen. Ein nicht linearer Eingangsverstärkungsfaktor Knl wird auf einen Wert gesetzt, der für das geregelte Objekt in der vorliegenden Ausführung geeignet ist.
Der adaptive Gleitmodusregler 82 wendet den aus der Gleichung 52 berechneten Identifikationsfehler ide(n) auf die oben beschriebene Gleichung (23) an, um eine Zwangsschwingungseingabe Uwave zu berechnen. Ein Dithereingabebasisverstärkungsfaktor Kwave und ein Dithersignalwert Fwave werden auf Werte gestezt, die für das geregelte Objekt in der vorliegenden Ausführung geeignet sind.
Der adaptive Gleitmodusregler 82 berechnet eine Dämpfeingabe Udamp(k) aus der unten gezeigten Gleichung (57). Ein Dämpfregelungverstärkungsfaktor Kdamp wird auf einen Wert gesetzt, der für das geregelte Objekt in der vorliegenden Ausführung geeignet ist. Udamp(k) = – Kdamp × (DACT(k) – DACT(k – 1))/b1 (57)
Der adaptive Gleitmodusregler 82 addiert die äquivalente Regeleingabe Ueq(k), die Reachingvorschrifteingabe Urch(k), die Adaptivvorschrifteingabe Uadp(k), die nicht lineare Eingabe Unl(k), die Zwangsschwingungseingabe Uwave(k) und die Dämpfeingabe Udamp(k), um hierdurch eine Regeleingabe Usl (= DUT) zu berechnen.
Da das Regelungssystem 80 einen Regelungsprozess durchführt, in dem die Regelausgabe TH und die Sollöffnung THR in der ersten Ausführung jeweils durch die Regelausgabe PACT und Sollposition PCMD ersetzt sind, wird die Regelausgabe PACT so geregelt, dass er der Sollposition PCMD mit guter Robustheit folgt, ähnlich der ersten Ausführung.
Gemäß der vorliegenden Ausführung entspricht in der beanspruchten Erfindung die in 52 gezeigte hydraulische Stellvorrichtung einer Anlage, und die ECU 72 stellt einen Gleitmodusregler, ein Identifizierungsmittel sowie ein Dämpfeingabeberechnungsmittel dar.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungen beschränkt, sondern es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. Während z. B. in der zweiten Ausführung die hydraulische Stellvorrichtung gezeigt ist, kann der Regelungsprozess, der von dem Regelungssystem 80 in der zweiten Ausführung ausgeführt wird, auch auf eine pneumatische Stellvorrichtung angewendet werden, die anstelle von Hydraulikdruck pneumatischen Druck verwendet.
Der Antwort-spezifizierende Regler, der eine Rückkopplungsregelung durchführt, damit eine Ausgabe eines geregelten Objekts mit einem Sollwert übereinstimmt, und der die Dämpfcharakteristik einer Regelabweichung des Rückkopplungsregelungsprozesses spezifiziert, ist nicht auf einen adaptiven Gleitmodusregler beschränkt. Als Antwort-spezifizierender Regler kann auch ein Regler verwendet werden, der eine rückschreitende Regelung ausführt, welche ähnliche Regelungsergebnisse wie jene der Gleitmodusregelung realisiert.
In den obigen Ausführungen wird die Periode der Berechnung zum Identifizieren von Modellparametern auf eine Periode gesetzt, die gleich der zweiten Periode ΔT2 ist. Jedoch braucht die Periode zur Berechnung der Identifikationsmodellparameter nicht notwendigerweise auf die gleiche Periode wie die zweite Periode ΔT2 gesetzt werden, sondern kann auch auf eine Periode zwischen der ersten Periode ΔT1 und der zweiten Periode ΔT2 gesetzt werden, oder eine solche Periode, die länger ist als die zweite Periode ΔT2.
In den obigen Ausführungen wird ein Parameter k0, der das Abtastzeitintervall für die Abweichung e(k) anzeigt, die bei der Berechnung des Schaltfunktionswerts σ involviert ist, auf ΔT2/ΔT1 gesetzt, was eine diskrete Zeit ist, die der zweiten Periode ΔT2 entspricht. Alternativ kann der Parameter k0 auch auf eine andere ganze Zahl gesetzt werden, die größer ist als "1".
Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert werden, ohne von den wesentlichen Charakteristiken davon abzuweichen. Die gegenwärtig offenbarten Ausführungen sollen daher in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht einschränkend betrachtet werden, wobei der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche angegeben ist, anstatt durch die vorstehende Beschreibung.
Es wird ein Regelungssystem für eine Anlage offenbart. Das Regelungssystem enthält einen Regler, der die Anlage basierend auf einem Regelobjektmodell regelt, welches durch Modellbildung der Anlage erhalten wird. Das Regelobjektmodell wird mittels einer Eingabe und einer Ausgabe der Anlage erstellt, welche mit Intervallen einer Periode abgetastet werden, die länger ist als eine Regelungsperiode des Reglers. Der Regler führt einen Regelungsprozess der Anlage mit Intervallen der Regelungsperiode aus.

Claims

Regelungssystem für eine Anlage, enthaltend einen Antwort-spezifizierenden Regler (21) zum Regeln der Anlage (10) basierend auf einem Regelobjektmodell, das durch Modellbildung der Anlage (10) erhalten ist; wobei das Regelobjektmodell unter Verwendung einer Eingabe (DUT) und einer Ausgabe (DTH) der Anlage (10), die mit Intervallen einer ersten Periode (ΔT2) abgetastet werden, erstellt wird; wobei der Regler (21) einen Regelungsprozess der Anlage (10) mit Intervallen einer Regelungsperiode (ΔT1) ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Periode (ΔT2) länger ist als die Regelungsperiode (ΔT1) des Antwort-spezifizierenden Reglers (21), und dass die erste Periode (ΔT2) entsprechend einer Arbeitsfrequenz der Anlage (10) gesetzt ist.
Regelungssystem nach Anspruch 1, worin der Antwort-spezifizierende Regler (21) eine Rückkopplungsregelung zur Berechnung der Eingabe (DUT) der Anlage (10) durchführt, um zu bewirken, dass die Ausgabe (DTH) der Anlage (10) mit einem Sollwert (DTHR) übereinstimmt, wobei der Antwort-spezifizierende Regler (11) in der Lage ist, eine Dämpfcharakteristik einer Abweichung (e) zwischen der Ausgabe (DTH) der Anlage (10) und dem Sollwert (DTHR) zu spezifizieren.
Regelungssystem nach Anspruch 2, worin der Antwort-spezifizierende Regler (21) ein Gleitmodusregler ist.
Regelungssystem nach Anspruch 3, worin der Gleitmodusregler (21) einen Wert (σ) einer Umschaltfunktion berechnet, die als lineare Funktion der Abweichung (e) zwischen der Ausgabe (DTH) der Anlage (1) und dem Sollwert (DHTR) definiert ist, und ein Abtastzeitintervall der Abweichung (e), das zur Berechnung des Werts (σ) der Umschaltfunktion verwendet wird, länger ist als die Regelungsperiode (ΔT1) des Antwort-spezifizierenden Reglers (21).
Regelungssystem nach Anspruch 4, worin das Abtastzeitintervall (k0) der Abweichung (e), das zur Berechnung des Werts (σ) der Umschaltfunktion verwendet wird, gleich der ersten Periode (ΔT2) ist.
Regelungssystem nach Anspruch 1, das ferner ein Identifizierungsmittel (22) zum Identifizieren zumindest eines Modellparameters (θ) des Regelobjektmodells enthält, worin der Antwort-spezifizierende Regler (21) die Eingabe (DUT) der Anlage (10) unter Verwendung des zumindest einen von dem Identifizierungsmittel (22) identifizierten Modellparameters (θ) berechnet, und das Identifizierungsmittel (22) den zumindest einen Modellparameter (θ) mit Intervallen der ersten Periode (ΔT2) identifiziert, die länger ist als die Regelungsperiode (ΔT1) des Antwort-spezifizierenden Reglers (21).
Regelungssystem nach Anspruch 6, worin das Identifizierungsmittel (22) einen gleitenden Mittelwertbildungsprozess des zumindest einen identifizierten Modellparameters (θ) ausführt und der Antwort-spezifizierende Regler (21) den zumindest einen identifizierten gleitend aufgemittelten Modellparameter verwendet.
Regelungssystem nach Anspruch 1, worin die Anlage (10) ein Drosselventil (3) einer Brennkraftmaschine (1) und eine Drosselventilbetätigungsvorrichtung (10) mit einem Aktuatormittel (6) zum Betätigen des Drosselventils (3) enthält, und der Antwort-spezifizierende Regler (21) einen Parameter (DUT) zur Bestimmung einer Regeleingabe zur Anwendung auf die Drosselventilbetätigungsvorrichtung (10) berechnet, um zu bewirken, dass eine Öffnung (TH) des Drosselventils (3) mit einer Sollöffnung (DTHR) übereinstimmt.
Regelungsverfahren für eine Anlage unter Verwendung eines Antwort-spezifizierenden Reglers, welches die Schritte umfasst: a) Modellbilden der Anlage (10) unter Verwendung einer Eingabe (DUT) und einer Ausgabe (DTH) der Anlage, die mit Intervallen einer ersten Periode (ΔT2) abgetastet werden, um ein Regelobjektmodell der Anlage (10) zu erhalten; und b) Ausführen eines Antwort-spezifizierenden Regelungsprozesses der Anlage (10) basierend auf dem Regelobjektmodell mit Intervallen einer Regelungsperiode (ΔT1), dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsperiode (ΔT1) kürzer als die erste Periode (ΔT2) ist, wobei die erste Periode (ΔT2) gemäß einer Arbeitsfrequenz der Anlage (10) gesetzt wird.
Regelungsverfahren nach Anspruch 9, worin eine Antwort-spezifizierende Rückkopplungsregelung zur Berechnung der Eingabe (DUT) der Anlage (10) durchgeführt wird, um zu bewirken, dass die Ausgabe (DTH) der Anlage (10) mit einem Sollwert (DTHR) übereinstimmt, und eine Dämpfcharakteristik einer Abweichung (e) zwischen der Ausgabe (DTH) der Anlage (10) und dem Sollwert (DTHR) spezifiziert werden kann.
Regelungsverfahren nach Anspruch 10, worin die Antwort-spezifizierende Rückkopplungsregelung eine Gleitmodusregelung ist.
Regelungsverfahren nach Anspruch 11, worin ein Wert (σ) einer Umschaltfunktion, die als lineare Funktion der Abweichung (e) zwischen der Ausgabe (DTH) der Anlage (10) und dem Sollwert (DTHR) definiert ist, berechnet wird, und ein Abtastzeitintervall der Abweichung (e), das zur Berechnung des Werts (σ) der Umschaltfunktion verwendet wird, länger als die Regelungsperiode (ΔT1) ist.
Regelungsverfahren nach Anspruch 12, worin das Abtastzeitintervall (k0) der Abweichung (e), die zur Berechnung des Werts (σ) der Umschaltfunktion verwendet wird, gleich der ersten Periode (ΔT2) ist.
Regelungsverfahren nach Anspruch 9, das ferner den Schritt umfasst, zumindest einen Modellparameter (θ) des Regelobjektmodells zu identifizieren, worin die Eingabe (DUT) der Anlage (10) unter Verwendung des zumindest einen identifizierten Modellparameters (θ) berechnet wird, und der zumindest eine Modellparameter (θ) mit Intervallen der ersten Periode (ΔT2) identifiziert wird, die länger ist als die Regelungsperiode (ΔT1) der Antwort-spezifizierenden Regelung.
Regelungsverfahren nach Anspruch 14, worin ein gleitender Mittelwertbildungsprozess des zumindest einen identifizierten Modellparameters (θ) ausgeführt wird, und der zumindest eine gleitend aufgemittelte Modellparameter bei der Antwort-spezifizierenden Regelung der Anlage (10) verwendet wird.
Regelungsverfahren nach Anspruch 9, worin die Anlage (10) ein Drosselventil (3) einer Brennkraftmaschine (1) und eine Drosselventilbetätigungsvorrichtung (10) mit einem Aktuator (6) zum Betätigen des Drosselventils (3) enthält, und ein Parameter (DUT) zur Bestimmung einer Regelungseingabe zur Anwendung auf die Drosselventilbetätigungsvorrichtung (10) berechnet wird, um zu bewirken, dass eine Öffnung (TH) des Drosselventils (3) mit einer Sollöffnung (DTHR) übereinstimmt.