JP4654212B2 - 駆動量制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、制御対象の駆動量（例えば、スロットル弁の開度）をモータの出力により調整する駆動量制御装置に関する。

自動二輪車や自動四輪車におけるエンジンの出力は、スロットルグリップやアクセルペダルを用いて制御することが一般的である。すなわち、エンジンに設けられたスロットル弁の開度を、スロットルグリップの回転量やアクセルペダルの踏み込み量に応じて調整することでエンジンの出力を決定する。

通常、スロットル弁は、モータ及びリターンスプリングに接続され、モータによりスロットル弁が開く方向に付勢され、モータ及びリターンスプリングによりスロットル弁が閉じる方向に付勢されることで開度の調整が行なわれる。

上記のように、スロットル弁は、モータ及びリターンスプリングを介して開度の調整が行なわれることから、スロットルグリップやアクセルペダルの操作に対するスロットル弁の開度調整（及びこれに対応する実際のエンジン出力）に応答遅れやずれが生ずることがある。そして、このような応答遅れやずれに対応する装置も各種提案されている（特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。

特開２００３−２１６２０６号公報 特開昭６１−１０６９３４号公報 特開２００６−３０７７９７号公報

しかしながら、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に開示された各装置は、スロットル弁の開度調整における応答性やずれに関し、改良の余地がある。

モータによるスロットル弁の開度調整には、図１０に示すようなヒステリシス特性がある。すなわち、制御信号のデューティ比ＤＵＴ［％］及びスロットル弁の実開度ＤＴＨ［度］から決まる点が図１０のヒステリシス領域４０内にある場合、モータ１８は開閉動作を行わない。例えば、スロットル弁が初期位置（ＤＴＨ＝０）にある場合、スロットル弁が開方向に動作し始めるのは、電子制御装置（ＥＣＵ）からモータへの制御信号のデューティ比ＤＵＴがｄ１［％］のときである。一方、スロットル弁を閉方向に動作させる場合、スロットル弁が初期位置に戻るのは、デューティ比ＤＵＴがｄ１よりも小さいｄ２［％］の場合である。

同様に、実開度ＤＴＨがｔ１［度］の状態でスロットル弁が保持（停止）されている場合、スロットル弁を開方向に動作させるためには、デューティ比ＤＵＴがｄ３［％］にならなければならない。これに対し、スロットル弁を閉方向に動作させるためには、デューティ比ＤＵＴがｄ３よりも小さいｄ４であればよい。

なお、上記のようなヒステリシス特性を生じる主な要因としては、モータ固有の要因、機械系の摩擦及びリターンスプリングによる付勢が考えられる。モータ固有の要因とは、モータが始動し始める電流値であり、この電流値は、巻線、コア等の位置、形状、材質等の要因によって異なる。機械系の摩擦とは、モータの軸と軸受間の摩擦、及びモータの複数の歯車間の摩擦である。リターンスプリングによる付勢とは、スロットル弁に接続されたリターンスプリングにより、スロットル弁が閉方向に付勢されることである。

また、上記のようなヒステリシス特性は、デューティ比ＤＵＴ［％］を一定に変化させたときに現れるものであり、デューティ比ＤＵＴの変化量が変化しているときには、別のヒステリシス特性が現れる。

上記のようなヒステリシス特性に伴うスロットル弁の開度調整の応答性や、運転手の操作とスロットル弁の開度との間のずれに関し、上述した各特許文献は何ら考慮されていない。

この発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、スロットル弁の開度調整など制御対象の駆動量調整における応答遅れやずれを減少させることができる駆動量制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る駆動量制御装置（１１）は、制御対象（１６）の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）をモータ（１８）の出力により調整するものであって、前記制御対象（１６）の目標駆動量（ＤＴＨＲ）を入力する目標駆動量入力手段（２２）と、前記モータ（１８）の出力を制御する制御信号（Ｓｃ）を、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）に応じた出力特性で前記モータ（１８）に送信する制御手段（２０）と、前記制御手段（２０）の実際の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）を検出し、その検出結果を示す駆動量情報信号（Ｓｏ）を前記制御手段（２０）に送信する駆動量検出手段（２６）と、を備え、前記制御手段（２０）は、前記制御対象（１６）が停止している状態から前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が変化したとき、前記モータ（１８）の動作開始に必要な前記モータ（１８）の出力を算出し、不足分（差異）を補償した前記制御信号（Ｓｃ）を出力することを特徴とする。

前記不足分は、モータ（１８）の動作開始に必要なモータ（１８）の出力よりも、目標駆動量（ＤＴＨＲ）に対応するモータ（１８）の出力が小さい場合に加え、モータ（１８）の動作開始に必要なモータ（１８）の出力よりも、目標駆動量（ＤＴＨＲ）に対応するモータ（１８）の出力が大きい場合も含まれる。また、前記不足分の補償は、前記制御信号（Ｓｃ）の生成に際し、前記モータ（１８）のヒステリシス特性を補償するヒステリシス補償出力（Ｕｄｕｔｇａｐ）を前記制御信号（Ｓｃ）に付加することで行い、前記ヒステリシス補償出力（Ｕｄｕｔｇａｐ）は、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が増加するとき、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が増加するに従って減少する特性を有する係数（ＫＤＵＴＧＡＰＨ）を乗算して算出し、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が減少するとき、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が減少するに従って減少する特性を有する係数（ＫＤＵＴＧＡＰＬ）を乗算して算出してもよい。

この発明によれば、制御対象（１６）が停止している状態から制御対象（１６）の目標駆動量（ＤＴＨＲ）が変化し、制御対象（１６）の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）を変化させる際、モータ（１８）のヒステリシス特性による応答遅れを補償することでモータ（１８）の始動までの遅れを小さくすることができ、その結果、制御対象（１６）の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）の調整における応答遅れを減少させることができる。また、目標駆動量（ＤＴＨＲ）が当初より小さくなる場合、モータ（１８）のヒステリシス特性によりモータ（１８）の出力が過度に大きくなることを避けることが可能となり、その結果、制御対象（１６）の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）の調整におけるずれを減少させることができる。
さらに、前記制御手段（２０）は、前記目標駆動量（ＤＨＴＲ）と前記実際の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）の差（ＥＴＨＬ）又は前記実際の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）の速度変化量（ＤＴＧＤＤＴＨ）が、正の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＨ）又は負の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬ）を超えるとき、前記ヒステリシス補償出力（Ｕｄｕｔｇａｐ）をゼロにしてもよい。

上記構成において、前記制御手段（２０）は、前記モータ（１８）の動作開始に必要な前記モータ（１８）の出力を、前記スロットル弁（１６）の実開度（ＴＨ、ＤＴＨ）に応じて算出することが好ましい。

図１０に示すように、モータ（１８）のヒステリシス特性は、スロットル弁（１６）の実開度（ＴＨ、ＤＴＨ）と相関関係があることがわかっている。このため、モータ（１８）の動作開始に必要なモータ（１８）の出力を、スロットル弁（１６）の実開度（ＴＨ、ＤＴＨ）に応じて算出することで、より高い精度でモータ（１８）のヒステリシス特性に対応することができる。
前記制御手段（２０）は、前記差（ＥＴＨＬ）若しくは前記速度変化量（ＤＴＧＤＤＴＨ）が増加するとき、前記正の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＨ）を相対的に大きく設定し若しくは前記負の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬ）を相対的に小さく設定し、又は、前記差（ＥＴＨＬ）若しくは前記速度変化量（ＤＴＧＤＤＴＨ）が減少するとき、前記正の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＨ）を相対的に小さく設定し若しくは前記負の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬ）を相対的に大きく設定してもよい。

この発明によれば、制御対象が停止している状態から制御対象の目標駆動量が変化し、制御対象の駆動量を変化させる際、モータのヒステリシス特性による応答遅れを補償することでモータの始動までの遅れを小さくすることができ、その結果、制御対象の駆動量調整における応答遅れを減少させることができる。また、目標駆動量が当初より小さくなる場合、モータのヒステリシス特性によりモータの出力が過度に大きくなることを避けることが可能となり、その結果、制御対象の駆動量調整におけるずれを減少させることができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

［１．本実施形態の構成］
図１には、この発明の一実施形態に係るエンジン出力制御装置１１を搭載した車両１０の機能ブロック図が示されている。本実施形態において、車両１０は自動二輪車であり、この車両１０はエンジン１２を有している。このエンジン１２に接続された吸気通路１４内には、エンジン１２内に供給する空気の量を調節するスロットル弁１６が設けられている。スロットル弁１６は、図示しないリターンスプリングに取り付けられ、スロットル弁１６が閉まる方向に付勢されている。また、スロットル弁１６には、図示しないギアを介してモータ１８が接続されており、スロットル弁１６の開度を調整することができる。モータ１８は、電子制御装置（ＥＣＵ）２０により制御される。

スロットル弁１６の開度ＴＨ［度］は、車両１０のハンドル部に設けられたスロットルグリップ２２の回転量ＲＯＴ［度］に応じて決定されるものであり、回転量ＲＯＴは、ワイヤを介してスロットルグリップ２２に接続されたポテンショメータ２４により検出される。ポテンショメータ２４の検出値は、ＥＣＵ２０に送信され、ＥＣＵ２０はこの検出値に応じた制御信号Ｓｃをモータ１８に出力する。モータ１８により調整されるスロットル弁１６の開度ＴＨは、スロットル弁開度センサ２６により検出され、その検出値は、開度情報信号ＳｏとしてＥＣＵ２０に送信される。

本実施形態において、エンジン出力制御装置１１は、ＥＣＵ２０、スロットルグリップ２２、ポテンショメータ２４及びスロットル弁開度センサ２６から構成される。

［２．エンジン出力制御の流れ］
図２には、スロットル弁１６の開度を調整するためのフローチャートが示されている。

ステップＳ１において、エンジン１２を始動させた状態で運転手がスロットルグリップ２２を回転させると、その回転量ＲＯＴ［度］をポテンショメータ２４が検出する。

ステップＳ２において、ＥＣＵ２０は、ポテンショメータ２４の検出値に基づいてスロットル弁１６の目標開度ＤＴＨＲ［度］を判定する。目標開度ＤＴＨＲは、スロットル弁１６のデフォルト開度ＴＨＤＥＦ［度］（例えば、５度）に対する相対的な開度を示す実開度ＤＴＨ［度］の目標値である。実開度ＤＴＨは、スロットル弁１６の絶対的な開度ＴＨ［度］からデフォルト開度ＴＨＤＥＦを引くことで求められる（ＤＴＨ＝ＴＨ−ＴＨＤＥＦ）。

ステップＳ３において、ＥＣＵ２０は、モータ１８に出力する制御信号Ｓｃのデューティ比ＤＵＴ［％］を演算し、ステップＳ４において、ステップＳ３の演算結果に応じたデューティ比ＤＵＴの制御信号Ｓｃをモータ１８に送信する。前記演算結果に応じて制御信号Ｓｃのデューティ比ＤＵＴを変化させることでモータ１８の出力が制御される。すなわち、制御信号Ｓｃには、モータ１８をオンにする信号とオフにする信号の両方が含まれており、一定時間内におけるオンにする信号とオフにする信号の存在比がデューティ比ＤＵＴである。例えば、１ミリ秒間の制御信号Ｓｃに、オンにする信号が０．６ミリ秒、オフにする信号が０．４ミリ秒含まれている場合、デューティ比ＤＵＴは６０％となる。デューティ比ＤＵＴの具体的な演算方法については後述する。

ステップＳ５において、ＥＣＵ２０から制御信号Ｓｃを受信したモータ１８は、デューティ比ＤＵＴに応じた出力によりスロットル弁１６の開度を調整する。これにより、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨに応じた空気がエンジン１２内に供給され、この空気の量に応じた燃料がエンジン１２内に噴射されてエンジン１２の出力が制御される。

ステップＳ１〜Ｓ５の処理は、エンジン１２が停止されるまで繰り返される。

［３．目標開度ＤＴＨＲの判定（ステップＳ２）］
スロットル弁１６の目標開度ＤＴＨＲは、スロットルグリップ２２の回転量ＲＯＴに応じて決定される。例えば、ポテンショメータ２４からのパルス出力に比例して目標開度ＤＴＨＲを決定することができる。或いは、各特許文献に記載の方法で目標開度ＤＴＨＲを決定してもよい。

［４．デューティ比ＤＵＴの演算（ステップＳ３）］
上述したデューティ比ＤＵＴの演算は、特許文献１と同様のスライディングモード制御に基づいて行われる。スライディングモード制御の詳細については、特許文献１に加え、例えば、「スライディングモード制御―非線形ロバスト制御の設計理論―」（野波健蔵、田宏奇著、株式会社コロナ社発行、１９９４年）に詳述されており、ここでは詳述しない。

また、本実施形態において、デューティ比ＤＵＴは、下記の式（１）で定義される。
ＤＵＴ［ｋ］＝Ｕｅｑ［ｋ］＋Ｕｒｃｈ［ｋ］＋Ｕｄａｍｐ［ｋ］＋Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］ …（１）

上記式（１）のうち、Ｕｅｑ［ｋ］は等価制御出力、Ｕｒｃｈ［ｋ］は到達則出力、Ｕｄａｍｐ［ｋ］はダンピング出力、Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］はヒステリシス補正出力である。

（１）定義
上述した等価制御出力Ｕｅｑ［ｋ］、到達則出力Ｕｒｃｈ［ｋ］、ダンピング出力Ｕｄａｍｐ［ｋ］、及びヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］について説明するため、基本的な用語について事前に定義をしておく。

以下において、ａ１、ａ２、ｂ１、ｃ１は、制御対象モデルの特性を決めるモデルパラメータである（特許文献１の段落［００２７］等参照）。

ｅは、実開度ＤＴＨと目標開度ＤＴＨＲの偏差［度］を示すものであり、次の式（２）で定義される（特許文献１の段落［００３５］等参照）。
ｅ［ｋ］＝ＤＴＨ［ｋ］―ＤＴＨＲ［ｋ］ …（２）

ＶＰＯＬＥは、−１より大きく１より小さい値に設定される切換関数設定パラメータである（特許文献１の段落［００３０］、［００３５］、［００３７］、［００３８］等参照）。

σは、切換関数値であり、以下の式（３）で定義される（特許文献１の段落［００３５］等参照）。
σ［ｋ］＝ｅ［ｋ］＋ＶＰＯＬＥ・ｅ［ｋ−１］ …（３）
＝（ＤＴＨ［ｋ］―ＤＴＨＲ［ｋ］）＋ＶＰＯＬＥ・（ＤＴＨ［ｋ］―ＤＴＨＲ［ｋ］）

（２）等価制御出力Ｕｅｑ
等価制御出力Ｕｅｑは、切換関数値σがゼロのときに、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨと目標開度ＤＴＨＲとの偏差ｅをゼロに収束させ、切換直線上に拘束するための出力であり、以下の式（４）で定義される。
Ｕｅｑ［ｋ］＝｛（１−ａ１−ＶＰＯＬＥ）・ＤＴＨ［ｋ］＋（ＶＰＯＬＥ−ａ２）・ＤＴＨ［ｋ−１］＋ＫＤＤＴＨＲ・（ＤＴＨＲ［ｋ］―ＤＴＨＲ［ｋ−１］）²―ｃ１｝・（１／ｂ１） …（４）

ここで、右辺の項「（１−ａ１−ＶＰＯＬＥ）・ＤＴＨ［ｋ］」、「（ＶＰＯＬＥ−ａ２）・ＤＴＨ［ｋ−１］」及び「―ｃ１」並びに右辺の係数「１／ｂ１」は、特許文献１の段落［００７８］の式（８ａ）と同じものであり、その詳細は特許文献１に記載されているため、ここでの説明は省略する。

一方、右辺の項「ＫＤＤＴＨＲ・（ＤＴＨＲ［ｋ］―ＤＴＨＲ［ｋ−１］）²」（以下、項全体をまとめて「デューティ比ＤＵＴへの足し込み量ｘ」又は「足し込み量ｘ」とも称する。）は、本願発明に特徴的な項であり、以下に詳述する。

ここで、係数「ＫＤＤＴＨＲ」は、正の係数（本実施形態では、「１」である。）を示すものである。係数「（ＤＴＨＲ［ｋ］―ＤＴＨＲ［ｋ−１］）²」は、今回の目標開度ＤＴＨＲ［ｋ］と、前回の目標開度ＤＴＨＲ［ｋ−１］の差を二乗したものである。

図３に示すように、足し込み量ｘは、頂点が原点に一致する正の二次関数であるため、原点から離れるにつれて接線の傾きの絶対値が大きくなる。このため、横軸が正の領域では、今回の目標開度ＤＴＨＲ［ｋ］と前回の目標開度ＤＴＨＲ［ｋ−１］の差（すなわち、目標開度ＤＴＨＲの速度変化量ΔＤＴＨＲ［度／秒］）が大きくなるにつれて、等価制御出力Ｕｅｑ［ｋ］に対する増分（デューティ比ＤＵＴへの足し込み量ｘ）が大きくなる。

これにより、車両１０が急加速するときは、足し込み量ｘ（等価制御出力Ｕｅｑ）の増分が大きくなるため、デューティ比ＤＵＴも大きくなる。このため、車両１０の急加速時にモータ１８のトルクが足し込み量ｘの分大きくなるため、モータ１８はスロットル弁１６を急速に開き、エンジン１２の出力を急速に増加させることができる。

図４には、車両１０が加速した際の目標開度ＤＴＨＲ、実開度ＤＴＨ及び等価制御出力Ｕｅｑが示されている。図４中の点ａ、ｂは、図３中の点ａ、ｂに対応する。図３からわかるように、点ｂよりも点ａの方が、目標開度ＤＴＨＲの速度変化量ΔＤＴＨＲは大きい。そして、図４に示すように、点ａに対応する等価制御出力Ｕｅｑの方が、点ｂに対応する等価制御出力Ｕｅｑよりも大きくなっている。この結果、図４では、目標開度ＤＴＨＲと実開度ＤＴＨとの間にほとんど差がなくなっている。

一方、横軸が負の領域では、今回の目標開度ＤＴＨＲ［ｋ］と前回の目標開度ＤＴＨＲ［ｋ−１］の差が大きくなるにつれて、デューティ比ＤＵＴへの足し込み量ｘ（等価制御出力Ｕｅｑ［ｋ］）の増分が大きくなる。このため、車両１０が急減速するときは、デューティ比ＤＵＴの減少が比較的緩やかになる。従って、車両１０の急減速時にかかるモータ１８のマイナスのトルクが足し込み量ｘの分小さくなり、スロットル弁１６が閉じる速度を遅くし、その結果、エンジン１２の出力を緩やかに減少させることができる。

図５には、車両１０が減速した際の目標開度ＤＴＨＲ、実開度ＤＴＨ及び等価制御出力Ｕｅｑが示されている。図５中の点ｃ、ｄは、図３中の点ｃ、ｄに対応する。図３からわかるように、点ｃよりも点ｄの方が、目標開度ＤＴＨＲの速度変化量ΔＤＴＨＲが小さい（点ｄの方が、速度変化量ΔＤＴＨＲの絶対値が大きい）。そして、図５に示すように、点ｄに対応する等価制御出力Ｕｅｑの方が、点ｃに対応する等価制御出力Ｕｅｑよりも大きくなっている。この結果、図５では、目標開度ＤＴＨＲと実開度ＤＴＨとの間にほとんど差がなくなっている。

（３）到達則出力Ｕｒｃｈ
到達則出力Ｕｒｃｈは、切換関数値σをゼロに拘束するための出力であり、以下の式（５）で定義される。
Ｕｒｃｈ［ｋ］＝（−Ｆ／ｂ１）・σ［ｋ］ …（５）

この式（５）は、特許文献１の式（９ａ）と同様のものであり、ここでの詳細な説明は省略する。

（４）ダンピング出力Ｕｄａｍｐ
ダンピング出力Ｕｄａｍｐは、目標開度ＤＴＨＲに対する実開度ＤＴＨのオーバーシュート（行き過ぎ）を防止するための出力であり、以下の式（６）で定義される。
Ｕｄａｍｐ［ｋ］＝―Ｋｄａｍｐ・（σ［ｋ］―σ［ｋ−１］）／ｂ１ …（６）

ここで、Ｋｄａｍｐは、ゲイン特性値であり、以下の式（７）で定義される。
Ｋｄａｍｐ＝Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ１・Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ２ …（７）

上記ゲイン特性値Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ１は、図６に示すように、スロットル弁１６の目標開度ＤＴＨＲが、正の所定値ｓを超えるときに大きくなる正のゲイン特性値である。後述するようにゲイン特性値Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ２が正の値をとるものであり、且つゲイン特性値Ｋｄａｍｐには−１が乗算されているため（式（６）参照）、スロットル弁１６が大きく開くときにゲイン特性値Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ１がプラス方向に大きくなると、その結果、ダンピング出力Ｕｄａｍｐはマイナス方向に大きくなる。このため、ゲイン特性値Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ１を用いることで、車両１０が急加速した際のオーバーシュートを防止することができる。

また、上記ゲイン特性値Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ２は、図７に示すように、切換関数値σが、ゼロ近傍にあるときに小さくなる正のゲイン特性値である。上述のようにゲイン特性値Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ１が正の値をとり、且つゲイン特性値Ｋｄａｍｐには−１が乗算されているため、切換関数値σがゼロより遠い値のときゲイン特性値Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ２が大きくなり、その結果、ダンピング出力Ｕｄａｍｐは値が大きくなる。このため、切換関数値σがゼロより遠い値のとき、すなわち、ロバスト性が小さいとき、ダンピング出力Ｕｄａｍｐの絶対値を大きくし、これにより、切換関数値σを切換直線に近づけてロバスト性を向上させることができる。

本実施形態では、ゲイン特性値Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ１及びゲイン特性値Ｔ＿Ｋｄｕｍｐ２をテーブル化して記憶しておくことで、迅速にゲイン特性値Ｋｄａｍｐを演算することができる。

なお、図８には、目標開度ＤＴＨＲと、上記式（６）に基づくダンピング出力Ｕｄａｍｐを用いた実開度ＤＴＨと、特許文献１の式（２５）及び式（２７）に基づくダンピング出力Ｕｄａｍｐを用いた実開度ＤＴＨとを比較した図が示されている。

図８からわかるように、特許文献１の式（２５）に基づくダンピング出力Ｕｄａｍｐを用いた実開度ＤＴＨは、目標開度ＤＴＨＲに対してオーバーシュートしている。また、特許文献１の式（２７）に基づくダンピング出力Ｕｄａｍｐを用いた実開度ＤＴＨよりも、上記式（６）に基づくダンピング出力Ｕｄａｍｐを用いた実開度ＤＴＨの方が高速な追従を実現している。

（５）ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐ
（ａ）ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐの概要
ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐは、スロットル弁１６の開度調整におけるヒステリシスを考慮した出力であり、以下の式（８）で定義される。
Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］＝｛ＤＵＴＲ（ＤＴＨ［ｋ］）―（Ｕｅｑ［ｋ］＋Ｕｒｃｈ［ｋ］＋Ｕｄａｍｐ［ｋ］）｝・Ｋｄｕｔ／ｂ１ …（８）

ここで、ＤＵＴＲ（ＤＴＨ［ｋ］）は、実開度ＤＴＨ［ｋ］の値に応じてスロットル弁１６を動作させるために必要なデューティ比ＤＵＴの値である。また、Ｋｄｕｔは、係数ＫＤＵＴＧＡＰＨと係数ＫＤＵＴＧＡＰＬとを包含し、これらの係数ＫＤＵＴＧＡＰＨ、ＫＤＵＴＧＡＰＬは、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、目標開度ＤＴＨＲの関数である。

モータ１８によるスロットル弁１６の開度調整には、図１０に示すようにヒステリシス特性がある。すなわち、デューティ比ＤＵＴ及び実開度ＤＴＨから決まる点が図１０のヒステリシス領域４０内にある場合、モータ１８は開度調整を行わない。例えば、スロットル弁１６が初期位置（ＤＴＨ＝０）にある場合、スロットル弁１６が開方向に動作し始めるのは、ＥＣＵ２０からモータ１８への制御信号Ｓｃのデューティ比ＤＵＴがｄ１［％］のときである。一方、スロットル弁１６を閉方向に動作させる場合、スロットル弁１６が初期位置に戻るのは、デューティ比ＤＵＴがｄ１よりも小さいｄ２［％］の場合である。

同様に、実開度ＤＴＨがｔ１［度］の状態でスロットル弁１６が保持（停止）されている場合、スロットル弁１６を開方向に動作させるためには、デューティ比ＤＵＴがｄ３［度］にならなければならない。これに対し、スロットル弁１６を閉方向に動作させるためには、デューティ比ＤＵＴがｄ３よりも小さいｄ４であればよい。

なお、上記のようなヒステリシス特性を生じる主な要因としては、モータ固有の要因、機械系の摩擦及びリターンスプリングによる付勢が考えられる。モータ固有の要因とは、モータが始動し始める電流値であり、この電流値は、巻線、コア等の位置、形状、材質等の要因によって異なる。機械系の摩擦とは、モータの軸と軸受間の摩擦、及びモータの複数の歯車間の摩擦である。リターンスプリングによる付勢とは、スロットル弁に接続されたリターンスプリングにより、スロットル弁が閉方向に付勢されることである。

また、図１０のようなヒステリシス特性は、デューティ比ＤＵＴ［％］を一定に変化させたときに現れるものであり、デューティ比ＤＵＴの変化量が変化しているときには、別のヒステリシス特性が現れる。

（ｂ）ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐの判定
図１１には、ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］を判定するフローチャートが示されている。

ステップＳ１１において、ＥＣＵ２０は、ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐ以外に上記式（１）のデューティ比ＤＵＴを構成する出力、すなわち、等価制御出力Ｕｅｑ、到達則出力Ｕｒｃｈ及びダンピング出力Ｕｄａｍｐの和からなる出力Ｕｓｌｂｆ（Ｕｓｌｂｆ［ｋ］＝Ｕｅｑ［ｋ］＋Ｕｒｃｈ［ｋ］＋Ｕｄａｍｐ［ｋ］）を算出する。

ステップＳ１２において、ＥＣＵ２０は、今回の実開度ＤＴＨ［ｋ］と前回の実開度ＤＴＨ［ｋ−１］の差ＤＴＧＤＤＴＨ［ｋ］（ＤＴＧＤＤＴＨ［ｋ］＝ＤＴＨ［ｋ］―ＤＴＨ［ｋ−１］）を算出する。

ステップＳ１３において、ＥＣＵ２０は、ヒステリシス補正の要否を判定する。

ステップＳ１４において、ＥＣＵ２０は、ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐの具体的な数値を判定する。

（ｃ）スロットル弁１６の位置の判定方法（ステップＳ１３）
上述のように、ステップＳ１３では、ヒステリシス補正の要否を判定する。具体的には、図１２に示すように、ＥＣＵ２０は、目標開度ＤＴＨＲ［ｋ］と実開度ＤＴＨ［ｋ］の差ＥＴＨＬ［ｋ］［度］（ＥＴＨＬ［ｋ］＝ＤＴＨＲ［ｋ］―ＤＴＨ［ｋ］）について５つの領域（領域０〜領域５）を予め設定しておき、今回の差ＥＴＨＬが領域０〜領域５のいずれかにあるかを検出してヒステリシス補正の要否を判定する。

すなわち、差ＥＴＨＬが正の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ以上の場合（この状態を「領域０」と称する。）、運転手は、非常に大きなエンジン出力を求めており、その結果、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨはすぐにヒステリシス領域４０（図１０）から外れると考えられるため、ＥＣＵ２０は、ヒステリシス補正を行わない。なお、ヒステリシスの特性上、前記閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨは、差ＥＴＨＬが増加するときと減少するときとで値を異ならせている。すなわち、差ＥＴＨＬが増加するときは、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨを相対的に大きく設定し、差ＥＴＨＬが減少するときは、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨが相対的に小さく設定する。両者の差は、Ｃ＿ＨＹＳＤＴＧＰＨで示される。

また、差ＥＴＨＬが正の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ未満であり且つ正の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＬ（０＜Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＬ＜Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ）より大きい場合（下記の例外を除き、この状態を「領域１」と称する。）、ＥＣＵ２０は、運転手が緩やかな加速を望んでいるにもかかわらず、ヒステリシスによりエンジン出力が得られない状態にあると判断し、制御信号Ｓｃのデューティ比ＤＵＴを増加させるヒステリシス補正を基本的に行う。但し、このようなヒステリシス補正を行わなくとも、次の制御信号Ｓｃの目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨ［％］が、ステップＳ１１で求めた出力Ｕｓｌｂｆ（Ｕｓｌｂｆ＝Ｕｅｑ＋Ｕｒｃｈ＋Ｕｄａｍｐ）を下回るとき（この場合、「領域０」に属する。）は、ヒステリシス補正を行わない。

差ＥＴＨＬが、前記正の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＬ以下であり、且つ負の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＨ以上である場合（この状態を「領域２」と称する。）、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６の開度が変わっていないと判断して、ヒステリシス補正を行わない。

差ＥＴＨＬが、前記負の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＨ未満であり、且つ負の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ＜Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＨ＜０）より大きい場合（下記の例外を除き、この状態を「領域３」と称する。）、ＥＣＵ２０は、運転手が緩やかな減速を望んでいるにもかかわらず、ヒステリシスによりエンジン出力が大きくなってしまう状態にあると判断して、制御信号Ｓｃのデューティ比ＤＵＴを減少させるヒステリシス補正を行う。但し、このようなヒステリシス補正を行わなくとも、次の目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＬ［％］が、ステップＳ１１で求めた出力Ｕｓｌｂｆ（Ｕｓｌｂｆ＝Ｕｅｑ＋Ｕｒｃｈ＋Ｕｄａｍｐ）より小さくなるとき（この場合、「領域４」に属する。）は、ヒステリシス補正を行わない。

差ＥＴＨＬが、前記負の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ以下の場合（この状態を「領域４」と称する。）、ヒステリシス補正は行わない。なお、ヒステリシスの特性上、前記閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬは、差ＥＴＨＬが増加するときと減少するときとで値を異ならせている。すなわち、差ＥＴＨＬが増加するとき（マイナス方向に変化するとき）は、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬを相対的に小さく（マイナス方向に大きく）設定し、差ＥＴＨＬが減少するとき（プラス方向に変化するとき）は、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬを相対的に大きく（マイナス方向に小さく）設定する。両者の差は、Ｃ＿ＨＹＳＤＴＧＰＬで示される。

図１３には、上述したステップＳ１３の処理（図１２の領域０〜５を判定するための処理）を行うためのフローチャートが示されている。

すなわち、ステップＳ２１において、ＥＣＵ２０は、今回の目標開度ＤＴＨＲ［ｋ］と今回の実開度ＤＴＨ［ｋ］の差ＥＴＨＬ［ｋ］（ＥＴＨＬ［ｋ］＝ＤＴＨＲ［ｋ］―ＤＴＨ［ｋ］）を算出する。

ステップＳ２２において、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６による開方向の移動が意図されているかどうかを判断するための正の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＬ（図１２参照）よりも差ＥＴＨＬ［ｋ］が大きいか否かを判定する。差ＥＴＨＬ［ｋ］が、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＬより大きい場合、ステップＳ２３に進み、差ＥＴＨＬ［ｋ］が、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＬ以下の場合、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２３において、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６が実際に開方向に移動するかどうかを判断するための正の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨよりも差ＥＴＨＬ［ｋ］が小さいか否かを判定する。差ＥＴＨＬ［ｋ］が、正の閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ以上である場合、ステップＳ２４に進み、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６による開方向への移動がヒステリシス補正を要さないほど大きいものである、換言すると、差ＥＴＨＬが図１２の領域０にあり、ヒステリシス補正は不要であると判定する。一方、ステップＳ２３において、差ＥＴＨＬ［ｋ］が、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨより小さい場合、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５において、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６を実際に開方向に移動させるために必要な目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨ［％］を目標開度ＤＴＨＲに応じて判定する。この目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨは、目標開度ＤＴＨＲ毎にメモリ（図示せず）に予め記憶されている。

ステップＳ２６において、ＥＣＵ２０は、目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが、ステップＳ１１で判定した出力Ｕｓｌｂｆ（Ｕｓｌｂｆ＝Ｕｅｑ＋Ｕｒｃｈ＋Ｕｄａｍｐ）よりも大きいか否かを判定する。目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが、出力Ｕｓｌｂｆ以下の場合、ステップＳ２４に進み、ＥＣＵ２０は、目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが、ヒステリシス領域４０外の領域０にあり、ヒステリシス補正は不要であると判定する。目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが、出力Ｕｓｌｂｆより大きい場合、ステップＳ２７に進み、ＥＣＵ２０は、目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが、ヒステリシス領域４０内の領域１にあり、ヒステリシス補正が必要であると判定する。

上述のように、ステップＳ２２において、差ＥＴＨＬ［ｋ］が、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＬ以下の場合、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８において、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６による閉方向への移動がヒステリシス補正を要するか否かを判断するため、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬよりも差ＥＴＨＬ［ｋ］が大きいか否かを判定する。差ＥＴＨＬ［ｋ］が、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ以下の場合、ステップＳ２９に進み、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６による閉方向への移動がヒステリシス補正を要さないほど大きいものである、換言すると、差ＥＴＨＬが図１２の領域４にあり、ヒステリシス補正は不要であると判定する。一方、ステップＳ２８において、差ＥＴＨＬ［ｋ］が、閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬより大きい場合、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０において、ＥＣＵ２０は、差ＥＴＨＬが閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＨ未満であるか否かを判定する。閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＨ未満でない場合、ステップＳ３１に進み、領域２であると判定する。閾値Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＨ未満である場合、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２において、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６を実際に閉方向に移動させるために必要な目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＬ［％］を目標開度ＤＴＨＲに応じて判定する。この目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＬは、目標開度ＤＴＨＲ毎にメモリ（図示せず）に予め記憶されている。

ステップＳ３３において、ＥＣＵ２０は、目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＬが、ステップＳ１１で判定した出力Ｕｓｌｂｆ（Ｕｓｌｂｆ＝Ｕｅｑ＋Ｕｒｃｈ＋Ｕｄａｍｐ）未満であるか否かを判定する。目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＬが、出力Ｕｓｌｂｆ以上である場合、ステップＳ２９に進み、ＥＣＵ２０は、目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＬが、ヒステリシス領域４０外の領域４にあり、ヒステリシス補正は不要であると判定する。目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＬが、出力Ｕｓｌｂｆ未満の場合、ステップＳ３４に進み、ＥＣＵ２０は、目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＬが、ヒステリシス領域４０内の領域３にあり、ヒステリシス補正が必要であると判定する。

（ｄ）ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］の具体的な数値の判定方法（ステップＳ１４）
図１４には、ＥＣＵ２０が、ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］の具体的な数値を判定するためのフローチャートが示されている。

ステップＳ４１において、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６の動作方向を判定する。すなわち、目標開度ＤＴＨの速度変化量ＤＴＧＤＤＲＴＨＲ［度／秒］の正負を検出してスロットル弁１６の動作方向を判定する。或いは、誤差を考慮して、単に速度変化量ＤＴＧＤＤＲＴＨＲの正負を見るのみではなく、正の所定値及び負の所定値を設定し、これらの所定値を越えるか否かによりスロットル弁１６の動作方向を判断してもよい。

ステップＳ４２において、実開度ＤＴＨの速度変化量ＤＴＧＤＤＴＨ［度／秒］が負の閾値Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬ［度／秒］より大きいか否かを判断する。この負の閾値Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬは、スロットル弁１６が閉動作する場合にヒステリシス補正を要するか否かを判定するためのものである。

速度変化量ＤＴＧＤＤＴＨが負の閾値Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬより小さい場合、ステップＳ４３に進み、ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］をゼロとする。速度変化量ＤＴＧＤＤＴＨが負の閾値Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬ以上である場合、ステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４においてもステップＳ４３と同様に、実開度ＤＴＨの速度変化量ＤＴＧＤＤＴＨが正の閾値Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＨより大きいか否かを判断する。速度変化量ＤＴＧＤＤＴＨが正の閾値Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＨより大きい場合、ステップＳ４３に進み、ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］をゼロとする。速度変化量ＤＴＧＤＤＴＨが正の閾値Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＨ以下である場合、ステップＳ４５に進む。

ステップＳ４５において、ＥＣＵ２０は、差ＥＴＨＬが領域１にあるか否かを判定する。差ＥＴＨＬが領域１にある場合、ステップＳ４６に進み、領域１にない場合、ステップＳ４９に進む。

ステップＳ４６において、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６を開く際の目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが、ステップＳ１１で算出した和Ｕｓｌｂｆ（Ｕｓｌｂｆ＝Ｕｅｑ＋Ｕｒｃｈ＋Ｕｄａｍｐ）より大きいか否かを判定する。目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが、和Ｕｓｌｂｆ以下であれば、ステップＳ４３に進み、ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐをゼロにする。目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが和Ｕｓｌｂｆより大きければ、ステップＳ４７に進む。

ステップＳ４７において、ＥＣＵ２０は、予め設定されたテーブルＴ＿ＫＤＵＴＧＡＰＨから係数ＫＤＵＴＧＡＰＨを読み出す。この係数ＫＤＵＴＧＡＰＨは、上述した関数Ｋｄｕｔに包含されるものであり、図９Ａに示す特性を有する。すなわち、係数ＫＤＵＴＧＡＰＨは、スロットル弁１６の目標開度ＤＴＨＲが増加するに従って減少する特性を有する。

ステップＳ４８において、ＥＣＵ２０は、下記の式（９）を用いてヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐを算出する。
Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］＝ＫＤＵＴＧＡＰＨ（ＤＴＨＲ［ｋ］）・（ＤＵＴＴＧＴＨ［ｋ］−ＵＳＬＢＦ［ｋ］） …（９）

ステップＳ４５において、差ＥＴＨＬが領域１でない場合、ステップＳ４９において、差ＥＴＨＬが領域３であるか否かを判定する。差ＥＴＨＬが領域３でない場合、ステップＳ５０において、Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］をゼロに設定する。差ＥＴＨＬが領域３である場合、ステップＳ５１に進む。

ステップＳ５１において、ＥＣＵ２０は、目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＬが、ステップＳ１１で算出した和Ｕｓｌｂｆ（Ｕｓｌｂｆ＝Ｕｅｑ＋Ｕｒｃｈ＋Ｕｄａｍｐ）より小さいか否かを判定する。目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが、和Ｕｓｌｂｆより小さければ、ステップＳ５０に進み、ヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐをゼロにする。目標デューティ比ＤＵＴＴＧＴＨが、和Ｕｓｌｂｆより小さければ、ステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２において、ＥＣＵ２０は、予め設定されたテーブルから係数ＫＤＵＴＧＡＰＬを読み出す。この係数ＫＤＵＴＧＡＰＬは、上述した関数Ｋｄｕｔに包含されるものであり、図９Ｂに示す特性を有する。すなわち、係数ＫＤＵＴＧＡＰＬは、スロットル弁１６の目標開度ＤＴＨＲが減少するに従って減少する特性を有する。なお、図９Ｂでは、横軸の正負が反対になっているので留意されたい。

ステップＳ５３において、ＥＣＵ２０は、下記の式（１０）を用いてヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐを算出する。
Ｕｄｕｔｇａｐ［ｋ］＝ＫＤＵＴＧＡＰＬ（ＤＴＨＲ［ｋ］）・（ＤＵＴＴＧＴＬ［ｋ］−ＵＳＬＢＦ［ｋ］） …（１０）

［５．本実施形態による効果］
上述のように、本実施形態に係るエンジン出力制御装置１１では、ＥＣＵ２０は、スロットル弁１６が停止している状態から目標開度ＤＴＨＲが変化したとき、モータ１８の動作開始に必要なモータ１８の出力を算出し、不足分を補償した制御信号Ｓｃを出力する。

上記実施形態では、スロットル弁１６が停止している状態から目標開度ＤＴＨＲが変化し、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨを変化させる際、モータ１８のヒステリシス特性による応答遅れを補償することでモータ１８の始動までの遅れを小さくすることができ、その結果、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨの調整における応答遅れを減少させることができる。また、目標開度ＤＴＨＲが当初より小さくなる場合、モータ１８のヒステリシス特性によりモータ１８の出力が過度に大きくなることを避けることが可能となり、その結果、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨの調整におけるずれを減少させることができる。

また、ＥＣＵ２００は、モータ１８の動作開始に必要なモータ１８の出力（すなわち、制御信号Ｓｃのデューティ比ＤＵＴへのヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐの付加）を、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨに応じて決定する。

図１０に示すように、モータ１８のヒステリシス特性は、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨと相関関係があることがわかっている。このため、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨに応じてヒステリシス補正出力Ｕｄｕｐｇａｐの値を変化させることで、より高い精度でモータ１８のヒステリシス特性に対応することができる。

さらに、ＥＣＵ２０は、目標開度ＤＴＨＲが実開度ＤＴＨよりも大きいとき、制御信号Ｓｃのデューティ比ＤＵＴに対するヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐを変化させ、目標開度ＤＴＨＲの増加量に応じてモータ１８の出力の増加を抑制し、実開度ＤＴＨが目標開度ＤＴＨＲよりも大きいとき、制御信号Ｓｃのデューティ比ＤＵＴに対するヒステリシス補正出力Ｕｄｕｔｇａｐを変化させ、目標開度ＤＴＨＲの減少量に応じてモータ１８の出力の減少を抑制する。

一般に、スロットル弁１６の目標開度ＤＴＨＲが実開度ＤＴＨよりも大きく且つ目標開度ＤＴＨＲ又は実開度ＤＴＨの増加量が大きいとき、ヒステリシス領域４０を外れると、その後に実開度ＤＴＨが目標開度ＤＴＨＲをオーバーシュートし易い。このため、目標開度ＤＴＨＲ又は実開度ＤＴＨの増加量に応じてモータ１８の出力の増加を抑制することでオーバーシュートが起こる可能性を減少させることができる。

同様に、スロットル弁１６の実開度ＤＴＨが目標開度ＤＴＨＲよりも大きく且つ目標開度ＤＴＨＲ又は実開度ＤＴＨの減少量が大きいとき、ヒステリシス領域４０での加算分により、その後に実開度ＤＴＨが目標開度ＤＴＨＲをオーバーシュートし易い。このため、目標開度ＤＴＨＲ又は実開度ＤＴＨの減少量に応じてモータ１８の出力の減少を抑制することでオーバーシュートが起こる可能性を減少させることができる。

［６．この発明の応用］
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下に示す（１）〜（５）の構成を採ることができる。

（１）車両
上記実施形態では、自動二輪車の車両１０を用いたが、これに限られない。例えば、自動四輪車にも適用可能である。

（２）目標開度入力手段
上記実施形態では、目標開度ＤＴＨＲを入力するものとしてスロットルグリップ２２を用いたが、これに限られない。例えば、アクセルペダルを用いることも可能である。

また、上記実施形態では、スロットルグリップ２２とポテンショメータ２４を別の構成要素として記載したが、一体型のものであってもよい。

（３）制御方法
上記実施形態では、制御方法として、スライディングモード制御を用いたが、これに限られない。例えば、スライディングモード制御以外の非線形型ロバスト制御や、線形型ロバスト制御を用いることができる。

（４）制御信号
上記実施形態では、制御信号Ｓｃのデューティ比ＤＵＴを用いてモータ１８の出力を制御したが、デューティ比ＤＵＴ以外の出力特性を変更してモータ１８の出力を変化させることもできる。例えば、制御信号Ｓｃのパルス数や振幅、周波数を変化させることでモータ１８の出力を変化することも可能である。

（５）スロットル弁の開度
上記実施形態では、スロットル弁１６の実際の開度を示すものとして実開度ＤＴＨ、すなわち、スロットル弁１６のデフォルト開度ＴＨＤＥＦと、スロットル弁１６の絶対的な位置を示す開度ＴＨとの関係を示すもの（ＤＴＨ＝ＴＨ−ＴＨＤＥＦ）を用いたが、開度ＴＨを用いてもよい。

図１は、この発明の一実施形態に係るエンジン出力制御装置を搭載した車両の概略的な構成を示すブロック図である。 図２は、前記エンジン出力制御装置を用いてエンジンの出力制御を行うフローチャートである。 図３は、スロットル弁の目標開度の速度変化量と、制御信号のデューティ比への足し込み量の関係を示す図である。 図４は、車両加速時のスロットル弁の目標開度、実開度、及び等価制御出力の具体的な波形を示す図である。 図５は、車両減速時のスロットル弁の目標開度、実開度、及び等価制御出力の具体的な波形を示す図である。 図６は、スロットル弁の目標開度と出力ゲインとの関係を示す図である。 図７は、切換関数値と出力ゲインとの関係を示す図である。 図８は、スロットル弁の目標開度と、本発明に係るダンピング出力を用いた実開度と、従来技術に基づく実開度の比較例を示す図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、前記本発明に係るダンピング出力を決定する際に用いる係数の特性図である。 図１０は、制御信号のデューティ比とスロットル弁の実開度の関係におけるヒステリシス特性を示すである。 図１１は、本発明に係るヒステリシス補正出力を判定するフローチャートである。 図１２は、ヒステリシス補正の要否に対応する領域を示す図である。 図１３は、前記領域を判定するフローチャートである。 図１４は、前記ヒステリシス補正に用いるヒステリシス補正出力の具体的な数値を判定するフローチャートである。

符号の説明

１０…車両
１１…エンジン出力制御装置（駆動量制御装置）
１２…エンジン １４…吸気通路
１６…スロットル弁（制御対象） １８…モータ
２０…ＥＣＵ（制御手段）
２２…スロットルグリップ（目標駆動量入力手段）
２４…ポテンショメータ
２６…スロットル弁開度センサ（駆動量検出手段）
Ｕｄｕｔｇａｐ…ヒステリシス補正出力
ＤＴＨ…実開度 ＤＴＨＲ…目標開度
ＤＵＴ…デューティ比 Ｓｃ…制御信号
Ｓｏ…開度情報信号（駆動量情報信号）

Claims (4)

1. 制御対象（１６）の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）をモータ（１８）の出力により調整する駆動量制御装置（１１）であって、
   前記制御対象（１６）の目標駆動量（ＤＴＨＲ）を入力する目標駆動量入力手段（２２）と、
   前記モータ（１８）の出力を制御する制御信号（Ｓｃ）を、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）に応じた出力特性で前記モータ（１８）に送信する制御手段（２０）と、
   前記制御対象（１６）の実際の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）を検出し、その検出結果を示す駆動量情報信号（Ｓｏ）を前記制御手段（２０）に送信する駆動量検出手段（２６）と、
   を備え、
   前記制御手段（２０）は、前記制御対象（１６）が停止している状態から前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が変化したとき、前記モータ（１８）の動作開始に必要な前記モータ（１８）の出力を算出し、不足分を補償した前記制御信号（Ｓｃ）を出力し、
   前記不足分の補償は、前記制御信号（Ｓｃ）の生成に際し、前記モータ（１８）のヒステリシス特性を補償するヒステリシス補償出力（Ｕｄｕｔｇａｐ）を前記制御信号（Ｓｃ）に付加することで行い、
   前記ヒステリシス補償出力（Ｕｄｕｔｇａｐ）は、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が増加するとき、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が増加するに従って減少する特性を有する係数（ＫＤＵＴＧＡＰＨ）を乗算して算出し、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が減少するとき、前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）が減少するに従って減少する特性を有する係数（ＫＤＵＴＧＡＰＬ）を乗算して算出し、
   さらに、前記制御手段（２０）は、
   前記目標駆動量（ＤＴＨＲ）と前記実際の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）の差（ＥＴＨＬ）又は前記実際の駆動量（ＴＨ、ＤＴＨ）の速度変化量（ＤＴＧＤＤＴＨ）が、正の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＨ）又は負の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬ）を超えるとき、前記ヒステリシス補償出力（Ｕｄｕｔｇａｐ）をゼロにする
   ことを特徴とする駆動量制御装置（１１）。
2. 請求項１記載の駆動量制御装置（１１）において、
   前記制御対象は、スロットル弁（１６）であり、
   前記駆動量は、前記スロットル弁（１６）の開度（ＴＨ、ＤＴＨ）である
   ことを特徴とする駆動量制御装置（１１）。
3. 請求項１又は２記載の駆動量制御装置（１１）において、
   前記制御手段（２０）は、前記モータ（１８）の動作開始に必要な前記モータ（１８）の出力を、前記スロットル弁（１６）の実開度（ＴＨ、ＤＴＨ）に応じて算出する
   ことを特徴とする駆動量制御装置（１１）。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動量制御装置（１１）において、
   前記制御手段（２０）は、
   前記差（ＥＴＨＬ）若しくは前記速度変化量（ＤＴＧＤＤＴＨ）が増加するとき、前記正の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＨ）を相対的に大きく設定し若しくは前記負の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬ）を相対的に小さく設定し、又は、
   前記差（ＥＴＨＬ）若しくは前記速度変化量（ＤＴＧＤＤＴＨ）が減少するとき、前記正の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＨＨ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＨ）を相対的に小さく設定し若しくは前記負の閾値（Ｃ＿ＤＵＴＧＡＰＬＬ、Ｃ＿ＤＧＴＰＯＵＴＬ）を相対的に大きく設定する
   ことを特徴とする駆動量制御装置（１１）。

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