制御装置
【課題】入出力特性が刻々と変化するプラントに対して高い制御性能を維持できる上、一部の制御出力の偏差を見かけ上０とする特定の状況下においても有利な制御入力を再現できるような制御装置を実現する。
【解決手段】第一の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ1z及びそれ以外のものｘ1y、並びに、第二の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ2z及びそれ以外のものｘ2yを含む、各制御出力毎に個別の状態変数を参照して、線形入力及び非線形入力を反復的に演算するスライディングモードコントローラ５１と、第二の制御出力の偏差を０と見なす特定期間にあるときに、前記非線形入力を規定する、当該第二の制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする補正制御部５２とを具備する制御装置５を構成した。
【解決手段】第一の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ1z及びそれ以外のものｘ1y、並びに、第二の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ2z及びそれ以外のものｘ2yを含む、各制御出力毎に個別の状態変数を参照して、線形入力及び非線形入力を反復的に演算するスライディングモードコントローラ５１と、第二の制御出力の偏差を０と見なす特定期間にあるときに、前記非線形入力を規定する、当該第二の制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする補正制御部５２とを具備する制御装置５を構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関またはそれに付帯する装置を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示されている排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システムは、過給機を備えた内燃機関のＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）を制御するものである。ＥＧＲ率と過給圧との間には相互干渉が存在し、一入力一出力のコントローラでＥＧＲ率及び吸気管内圧力（または、吸気量）の両方を同時に制御することは難しい。しかも、内燃機関の運転領域によって応答性が異なる上、過給機にはターボラグ（むだ時間）がある。このような事情から、特許文献１に記載のシステムでは、非線形制御対象に対して有効な制御手法であるスライディングモード制御を採用し、相互作用を考慮した多入力多出力のコントローラを設計してＥＧＲ制御をしている。
【０００３】
コントローラを設計する際には、ノミナルモデルと呼称する特定の状態空間モデルから一つの切換超平面を導き、この超平面に状態を留めることを考える。ノミナルモデルは、例えば、特定の回転数及び燃料噴射量の下で運転している機関の入出力特性を同定することによって得られる。だが、現実の自動車では、運転領域即ちエンジン回転数及び燃料噴射量が刻々と変化する。そして、機関の入出力特性もまた、運転領域に応じて少なからず変動する。
【０００４】
とりわけ、アイドルのような低回転低負荷域や高速巡航のような高回転高負荷域等では、コントローラ設計時に想定した入出力特性モデルと実際のプラントの入出力特性との誤差（摂動）が大きくなる。よって、オフラインで設計した単一のコントローラを全運転領域に適用することは必ずしも妥当でない。
【０００５】
さらには、あらゆる運転領域における制御を完全にスライディングモードコントローラのみに委ねることも最良とは言えない。
【０００６】
例示すると、ＥＧＲシステムを持つ内燃機関では、時としてそのＥＧＲをカット、即ちＥＧＲ通路を閉鎖して排気ガスの還流を停止する必要が生じる。他方、スライディングモードコントローラによる多入力多出力の協調制御では、吸気管内圧力をＥＧＲ率とともにあるべき目標値に追従させようとすると、ＥＧＲバルブが協調して開いてしまう。そのため、ＥＧＲカット条件が成立している状況下であっても、ＥＧＲ通路が常に遮断状態になることは保証されず、排気ガスが漏流するＥＧＲ未カット期間が発生することがあり得た。そこで、ＥＧＲカット条件が成立した暁には、ＥＧＲ率の実測値としてその目標値をスライディングモードコントローラに与え、スライディングモードコントローラ内でＥＧＲ率の偏差を０と見なさせるようにして、ＥＧＲバルブの協調作動による開弁を防止している。
【０００７】
あるいは、アイドル運転時のようなエンジン回転数も要求トルクも低いＮＡ域（負圧域、または無過給域）では、吸気管内圧力はおおよそ大気圧に近い大きさとなる。つまり、可変ターボのノズル開度を幾ら変えても過給機が仕事をしてくれない状態になる。そのような場合に、吸気管内圧力の目標値が実際の吸気管内圧力より少しでも高いと、可変ターボのノズル開度が絞られ、ついには飽和（極小化）してそれ以上ノズル開度が変化しなくなる。そうなれば、アイドル運転時にも重要なＥＧＲ率の制御に支障を来たしてしまう。この問題を回避するため、ＮＡ域においては、吸気管内圧力の実測値としてその目標値をスライディングモードコントローラに与え、スライディングモードコントローラ内で吸気管内圧力の偏差を０と見なさせるようにして、吸気管内圧力の制御を度外視してＥＧＲ率の制御に注力させている。
【０００８】
上述した通り、特定の状況下では、制御対象となる複数の制御出力のうちの一部の制御を停止する処理を行う。だが、この処理が別の問題を招来することもある。
【０００９】
この種のサーボ制御系では、偏差を時間積分（または、積算）したものを参照して制御入力を演算することが多い。制御出力の実測値として目標値をコントローラに与えることとすると、その瞬間から見かけ上の偏差が０となり、偏差の時間積分の増減が止まる。しかしながら、偏差の時間積分値がどのような値に固定されるかは、ＥＧＲカット域やＮＡ域等に遷移する機会毎にまちまちである。それ故に、ＥＧＲカット域やＮＡ域等における、各バルブの開度の再現性が失われてしまう。結果、燃費や燃焼安定性に不利な制御入力が選択されたり（ディーゼルエンジンのＤスロットルバルブの開度を不適当に絞ってしまう等）、エンジン出力がその時々でばらついたり、ＥＧＲカット域またはＮＡ域等からノーマル域に復帰する際の制御追従性の一時的劣化（ひいては、排気ガスの一時的悪化）を招いたりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−０３２４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上に鑑みてなされた本発明は、入出力特性が刻々と変化するプラントに対して高い制御性能を維持できるとともに、一部の制御出力の偏差を見かけ上０とする特定の状況下においても有利な制御入力を再現できるようなスライディングモード制御装置を実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、内燃機関またはこれに付帯する装置に係る第一の制御出力及び第二の制御出力をそれぞれの目標値に追従させるスライディングモード制御を実施するものであって、第一の制御出力に関連する状態変数であり第一の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ1z及びそれ以外のものｘ1y、並びに、第二の制御出力に関連する状態変数であり第二の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ2z及びそれ以外のものｘ2yを含む、各制御出力毎に個別の状態変数を参照して、線形入力及び非線形入力を反復的に演算するスライディングモードコントローラと、第二の制御出力の偏差を０と見なす特定期間にあるときに、前記非線形入力を規定する、当該第二の制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする補正制御部とを具備してなり、前記補正制御部は、前記特定期間への突入時、前記非線形入力を規定する切換ゲイン及び平滑化係数のうち一方または両方を変更するとともに、その変更をした後の非線形入力がその変更をする前の非線形入力と同値となるような状態変数をＳ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０の制約条件の下で逆算して状態変数を書き換えることを特徴とする制御装置を構成した。ここで、Ｓ2zは切換超平面を構成する行列Ｓの成分のうち前記状態変数ｘ2zに乗ずる列ベクトルであり、Ｓ2yは同行列Ｓの成分のうち前記状態変数ｘ2yに乗ずる列ベクトルである。
【００１３】
つまり、スライディングモードコントローラの非線形入力項の要素である切換ゲイン及び／または平滑化係数を適宜変更することを通じて、プラントの入出力特性の変化に追随し、摂動の過大化を防止するようにしたのである。このようなものであれば、低回転低負荷域、高回転高負荷域等においても制御性能が劣化しない。
【００１４】
但し、単純に切換ゲイン及び／または平滑化係数を変更すると、当然のことながら、その変更前と変更後とでスライディングモードコントローラが算出する非線形入力がステップ的に変動する。これにより、操作部たる各バルブの開度が跳躍するように変わってしまうため、制御入出力のハンチングを引き起こしかねない。従って、本発明では、切換ゲイン及び／または平滑化係数を変更する際、スライディングモードコントローラが参照する状態変数ｘz1、ｘy1、ｘz2、ｘy2の書き換えを行い、以て変更前の非線形入力と変更後の非線形入力との乖離の鎮圧を図る。
【００１５】
さらに、一部の制御出力の偏差を見かけ上０とする特定の状況へと遷移した暁には、前記状態変数ｘz1、ｘy1、ｘz2、ｘy2を、当該制御出力に関連する多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０の制約条件の下で逆算する。さすれば、状態変数ｘ2zが制御入力の非線形入力項に与える影響を排除することができる。そして、状態変数ｘ2zの固定値が恒常的に一定とならないことに起因した不都合を緩和ないし解消できる。即ち、ＥＧＲカット域またはＮＡ域等における燃費や燃焼安定性の悪化、エンジン出力のばらつき、ＥＧＲカット域またはＮＡ域等からノーマル域に復帰する際の制御追従性の一時的劣化等を回避することが可能となる。
【００１６】
なお、状態変数ｘ2yは出力方程式を介して制御出力自体と結びついているため、これを書き換えることは必ずしも得策でない。従って、前記補正制御部は、ある制御出力の偏差を０と見なす特定期間において、当該制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについてＳ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０となるようなｘ2zを逆算してｘ2zを書き換えるものとすることが好ましい。
【００１７】
ＥＧＲ装置が付帯した内燃機関を制御する制御系では、前記補正制御部が、ＥＧＲガスの還流を停止するＥＧＲカットを実施するＥＧＲカット域の期間において、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量とその目標値との偏差を０と見なすとともに、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量に係る前記状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする。
【００１８】
並びに、排気ターボ過給機が付帯した内燃機関を制御する制御系では、前記補正制御部が、エンジン回転数及び要求燃料噴射量が低い、または、吸気管内圧力が大気圧に近い値をとるＮＡ域の期間において、吸気管内圧力または吸気量とその目標値との偏差を０と見なすとともに、吸気管内圧力または吸気量に係る前記状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、入出力特性が刻々と変化するプラントに対して高い制御性能を維持できる上、一部の制御出力の偏差を見かけ上０とする特定の状況下においても有利な制御入力を再現できるようなスライディングモード制御装置を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態におけるＥＧＲシステムのハードウェア資源構成図。
【図２】同実施形態の制御装置の構成説明図。
【図３】同実施形態の適応スライディングモードコントローラのブロック線図。
【図４】エンジン回転数及び燃料噴射量等と運転領域の区分、切換ゲインｋ及び平滑化係数ηとの関係を規定するマップを例示する図。
【図５】切換関数σと因数ＪΣとの関係を概念的に例示する図。
【図６】同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示すものは、本発明の適用対象の一であるＥＧＲシステムである。内燃機関２に付帯するこのＥＧＲシステムは、吸排気系３、４における複数の流体圧または流量に関する値を検出するための計測器１１、１２と、それらの値に目標値を設定し、各値を目標値に追従させるべく複数の操作部４５、４２、３３を操作する制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５とを具備してなる。
【００２２】
内燃機関２は、例えば過給機を備えたディーゼルエンジンである。内燃機関２の吸気系３には、可変ターボのコンプレッサ３１を配設するとともに、その下流に吸気冷却用のインタークーラ３２、及び新気量を調節するＤスロットルバルブ３３を設ける。また、新気量を計測する流量計１１、吸気管内圧力を計測する圧力計１２をそれぞれ設置する。
【００２３】
内燃機関２の排気系４には、コンプレッサ３１を駆動するタービン４１を配設し、タービン４１の入口には過給機のＡ／Ｒ比を増減させるためのノズルベーン４２を設ける。タービン４１の下流には、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）（図示せず）を設置する。そして、内燃機関２の燃焼室より排出される排気ガスの一部を吸気系３に還流させるＥＧＲ通路４３を形成する。ＥＧＲ通路４３は、吸気系３におけるスロットルバルブ３３よりも下流に接続する。ＥＧＲ通路４３には、排気冷却用のＥＧＲクーラ４４と、通過する排気ガス（ＥＧＲガス）量を調節する外部ＥＧＲバルブ４５とを設ける。
【００２４】
本実施形態では、ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）と、吸気管内圧力（または、吸気量）とについて各々目標値を設定し、双方の制御量を一括に目標値に向かわせるべく複数の操作部、即ちＥＧＲバルブ４５、可変ターボのノズル４２及びスロットルバルブ３３を操作する制御を実施する。
【００２５】
ＥＧＲバルブ４５、ノズルベーン４２、スロットルバルブ３３は、ＥＣＵ５により統御されてその開度をリニアに変化させる。各操作部４５、４２、３３は、駆動信号のデューティ比を増減させることで開度を変える電気式のバルブや、あるいはバキュームコントロールバルブ等と組み合わされ弁体のリフト量を制御して開度を変える機械式のバルブ等を用いてなる。
【００２６】
ＥＣＵ５は、プロセッサ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリ、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路等を包有するマイクロコンピュータである。ＥＣＵ５は、ＥＧＲ率及び吸気管内圧力を検出するための計測器１１、１２の他、エンジン回転数、アクセルペダルの踏込量、冷却水温、吸気温、外部の気温、大気圧、ＤＰＦの前後差圧（ＤＰＦの上流側排気圧と下流側排気圧との差）等を検出する各種計測器（図示せず）と電気的に接続し、これら計測器から出力される信号を受け取って各値を知得することができる。
【００２７】
因みに、本実施形態では、ＥＧＲ率を直接計測していない。内燃機関２のシリンダに入る空気量は、可変ターボのノズル開度を基に予測することが可能である。その空気量の予測値をｇcylとおき、流量計１１で計測される新気量をｇaとおくと、推定ＥＧＲ率ｅegrについて、ｅegr＝１−ｇa／ｇcylなる関係が成立する。ＥＣＵ５のＲＯＭまたはフラッシュメモリには予め、可変ターボのノズル開度とシリンダに入る空気量との関係を定めたマップデータが記憶されている。ＥＣＵ５は、可変ターボのノズル開度をキーとしてマップを検索し、シリンダに入る空気量の予測値を得、これと新気量とを上記式に代入してＥＧＲ率を算出する。
【００２８】
並びに、ＥＣＵ５は、ＥＧＲバルブ４５、可変ターボのノズル４２、スロットルバルブ３３や、燃料噴射を司るインジェクタ及び燃料ポンプ等（図示せず）と電気的に接続しており、これらを駆動するための信号を入力することができる。
【００２９】
ＥＣＵ５で実行するべきプログラムはＲＯＭまたはフラッシュメモリに予め記憶されており、その実行の際にＲＡＭへ読み込まれ、プロセッサによって解読される。ＥＣＵ５は、プログラムに従い内燃機関２を制御する。例えば、エンジン回転数、アクセルペダルの踏込量、冷却水温等の諸条件に基づき要求される燃料噴射量（いわば、要求されるエンジン負荷）を決定し、その要求噴射量に対応する駆動信号をインジェクタ等に入力して燃料噴射を制御する。その上で、ＥＣＵ５は、プログラムに従い、図２、図３に示すサーボコントローラ５１及び補正制御部５２としての機能を発揮する。
【００３０】
サーボコントローラ５１は、スライディングモードコントローラであって、ＥＧＲ率及び吸気管内圧力のスライディングモード制御を担う。フィードバック制御時、ＥＣＵ５は、各種計測器（図示せず）が出力する信号を受け取ってエンジン回転数、アクセル踏込量、冷却水温、吸気温、外部の気温及び気圧等を知得し、要求噴射量を決定する。続いて、少なくともエンジン回転数及び要求噴射量に基づき、目標ＥＧＲ率及び目標吸気管内圧力を設定する。ＥＣＵ５のＲＯＭまたはフラッシュメモリには予め、エンジン回転数及び要求噴射量に応じて設定するべき各目標値を示すマップデータが記憶されている。ＥＣＵ５は、エンジン回転数及び要求噴射量をキーとしてマップを検索し、ＥＧＲ率及び吸気管内圧力の目標値を得る。さらに、マップを参照して得た目標値を基本値とし、これを冷却水温、吸気温、外部の気温や気圧等に応じて補正して最終的な目標値とする。
【００３１】
そして、ＥＣＵ５は、計測器１１、１２が出力する信号を受け取ってＥＧＲ率及び吸気管内圧力の現在値を知得し、各制御量の現在値と目標値との偏差からＥＧＲバルブ４５の開度、可変ターボのノズル４２の開度及びスロットルバルブ３３の開度を演算して、各々の操作量に対応する駆動信号をそれら操作部４５、４２、３３に入力、開度を操作する。
【００３２】
ＥＧＲ率の適応スライディングモード制御に関して補記する。状態方程式及び出力方程式は、下式（数１）の通りである。
【００３３】
【数１】
本実施形態では、状態量ベクトルＸを出力ベクトルＹから直接知得できる構造とする、換言すれば計測器１１、１２を介して検出可能な値を直接の制御対象とすることにより、状態推定オブザーバを排して推定誤差に伴う制御性能の低下を予防している。出力行列Ｃは既知、本実施形態では単位行列とする。
【００３４】
プラントのモデル化、即ち状態方程式（数１）における係数行列Ａ及び入力行列Ｂの同定にあたっては、各操作部４５、４２、３３に様々な周波数からなるＭ系列信号を入力して開度を操作し、ＥＧＲ率及び吸気管内圧力の値を観測して、その入出力データから行列Ａ、Ｂを同定する。各操作部４５、４２、３３に入力するＭ系列信号は、互いに無相関なものとする。これにより、各値の相互干渉を考慮したモデルを作成することができる。
【００３５】
図３に、本実施形態の適応スライディングモード制御系のブロック線図を示す。スライディングモードコントローラ５１の設計手順には、切換超平面の設計と、状態量を切換超平面に拘束するための非線形切換入力の設計とが含まれる。１形のサーボ系を構成するべく、当初の状態量ベクトルＸに、目標値ベクトルＲと出力ベクトルＹとの偏差の積分値ベクトルＺを付加した新たな状態量ベクトルＸeを定義すると、下式（数２）に示す拡大系の状態方程式を得る。
【００３６】
【数２】
安定余裕を考慮し、切換超平面の設計にはシステムの零点を用いた設計手法を用いる。即ち、上式（数２）の拡大系がスライディングモードを生じているときの等価制御系が安定となるように超平面を設計する。切換関数σを式（数３）で定義すると、状態が超平面に拘束されている場合にσ＝０かつ式（数４）が成立する。
【００３７】
【数３】
【００３８】
【数４】
故に、スライディングモードが生じているときの線形入力（等価制御入力）は、下式（数５）となる。
【００３９】
【数５】
上式（数５）の線形入力を拡大系の状態方程式（数２）に代入すると、下式（数６）の等価制御系となる。
【００４０】
【数６】
この等価制御系が安定になるように超平面を設計することと、目標値Ｒを無視した系に対して設計することとは等価であるので、下式（数７）が成立する。
【００４１】
【数７】
上式（数７）の系に対して安定度εを考慮し、最適制御理論を用いてフィードバックゲインを求め、それを超平面とすると、下式（数８）となる。
【００４２】
【数８】
行列Ｐsは、リカッチ方程式（数９）の正定解である。
【００４３】
【数９】
リカッチ方程式（数９）におけるＱsは制御目的の重み行列で、非負定な対称行列である。ｑ1、ｑ2は偏差の積分Ｚに対する重みであり、制御系の周波数応答の速さの違いにより決定する。ｑ3、ｑ4は出力Ｙに対する重みであり、ゲインの大きさの違いにより決定する。また、リカッチ方程式（数９）におけるＲsは制御入力の重み行列で、正定対称行列である。εは安定余裕係数で、ε≧０となるように指定する。
【００４４】
なお、上記式（数８）、（数９）に替えて、以下に示す離散系の超平面構築式（数１０）及び代数リカッチ方程式（数１１）を用いてもよい。
【００４５】
【数１０】
【００４６】
【数１１】
超平面に拘束するための入力の設計には、最終スライディングモード法を用いる。ここでは、制御入力Ｕを、線形入力Ｕeqと新たな入力即ち非線形入力（非線形制御入力）Ｕnlとの和として、下式（数１２）で表す。
【００４７】
【数１２】
切換関数σを安定させたいので、σについてのリアプノフ関数を下式（数１３）のように選び、これを微分すると式（数１４）となる。
【００４８】
【数１３】
【００４９】
【数１４】
式（数１２）を式（数１４）に代入すると、下式（数１５）となる。
【００５０】
【数１５】
非線形入力Ｕnlを下式（数１６）とすると、リアプノフ関数の微分は式（数１７）となる。
【００５１】
【数１６】
【００５２】
【数１７】
従って、切換ゲインｋを正とすれば、リアプノフ関数の微分値を負とすることができ、スライディングモードの安定性が保証される。このときの制御入力Ｕは、下式（数１８）である。
【００５３】
【数１８】
ηはチャタリング低減のために導入した平滑化係数であって、η＞０である。
【００５４】
スライディングモード制御では、状態量を超平面に拘束するために非線形ゲインを大きくする必要がある。だが、非線形ゲインを大きくすると、制御入力にチャタリングが発生する。そこで、モデルの不確かさを、構造が既知でパラメータが未知な確定部分と、構造が未知だがその上界値が既知な不確定部分とに分ける。状態方程式（数１）に不確かさ（ｆ＋Δｆ）を加え、下式（数１９）で表す。
【００５５】
【数１９】
不確かさの確定部分ｆは、未知パラメータθを同定することで補償される。さすれば、切換ゲインは不確かさの不確定部分Δｆのみにかかることとなり、切換ゲインが不確実成分全体（ｆ＋Δｆ）にかかる場合と比べて制御入力のチャタリングを大幅に低減できる。
【００５６】
制御入力Ｕは、式（数１８）に適応項Ｕadを追加した下式（数２０）となる。
【００５７】
【数２０】
制御入力（数２０）におけるΓ1は、適応ゲイン行列である。関数ｈは、一般には状態量ｘ及び／または未知パラメータθの関数とするが、本実施形態ではｈをｘ及びθに無関係な単純式、定数とすることにより、ｘを速やかに収束させ、θの適応速度を高めるようにしている。特に、ｈ＝１とした場合、推定パラメータを下式（数２１）に則って同定することができる。
【００５８】
【数２１】
本実施形態では、ＥＧＲ率ｙ1及び吸気管内圧力ｙ2を制御出力変数とし、ＥＧＲバルブ４５の開度ｕ1、可変ターボのノズル４２の開度ｕ2及びスロットルバルブ３３の開度ｕ3を制御入力変数とした３入力２出力のフィードバック制御を行う。状態変数の個数（システムの次数）は、当初の系（数１）では出力変数の個数と同じく２、拡大系（数２）では４となる。制御出力及び状態量をこのように特定することで、排気ガスに直接触れる箇所に流量計等の計測器を設置する必要がなくなる。
【００５９】
尤も、本実施形態のような３入力２出力のシステムでは、ｄｅｔ（ＳＢe）＝０が成立し、行列（ＳＢe）は正則とはならない。そこで、逆行列（ＳＢe）-1を、一般化逆行列として算定する。一般化逆行列には、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列（ＳＢe）†を用いる。
【００６０】
ＥＧＲバルブ４５に係る制御入力ｕ1、ノズルベーン４２に係る制御入力ｕ2、Ｄスロットルバルブに係る制御入力ｕ3はそれぞれ、下式（数２２）に示すように、線形入力項と非線形入力項と適応項との和となる。
【００６１】
【数２２】
スライディングモードコントローラ５１が参照する状態量ベクトルＸe＝［ｘe1 ｘe2 ｘe3 ｘe4］Tは、その成分に、制御出力Ｙとその目標値Ｒとの偏差の時間積分ｘe1、ｘe2と、それ以外のものｘe3、ｘe4とを含んでいる。ｘe1及びｘe3は制御出力たるＥＧＲ率ｙ1に係り、ｘe2及びｘe4は制御出力たる吸気管内圧力ｙ2に係り、これら状態変数ｘe1及びｘe3、ｘe2及びｘe4は各制御出力ｙ1、ｙ2毎に個別のものとなっている。また、ｘe3、ｘe4は出力方程式（数１）を介して各制御出力ｙ1、ｙ2とそれぞれ結びついている。
【００６２】
しかして、補正制御部５２は、内燃機関２の現況に応じた制御の切り換えを司る。
【００６３】
＜１．運転領域の区分＞
本実施形態では、内燃機関２の運転領域の区分として、少なくとも下記の四種を想定している。
【００６４】
（ｉ）ＮＡ域（負圧域、無過給域）；アイドル運転のような低負荷領域、即ちエンジン回転数もトルクも低い領域である。ＮＡ域では、吸気管内圧力はおおよそ大気圧に近い大きさとなる。このとき、ノズルベーン４２の開度を幾ら変えても排気ターボ過給機が仕事をしてくれない状態になる。そして、吸気管内圧力の目標値が吸気管内圧力の実測値より少しでも高いと、ノズル開度が絞られ、ついには飽和（極小化）してそれ以上ノズル開度が変化しなくなる。となれば、排気ガス浄化能率の維持に重要なＥＧＲ率の制御に支障を来たしてしまいかねない。
【００６５】
（ii）ＥＧＲカット域；ＥＧＲ通路４３を経由したＥＧＲガスの還流を停止する領域である。高い出力トルクが必要とされる高回転高負荷領域や、燃焼不安定ないし失火のおそれのある高地（大気圧が低い状況）にてある程度以上の負荷運転を行うとき、暖気運転を要するとき等が、ＥＧＲカット域に該当する。
【００６６】
（iii）ＥＧＲカットＮＡ域；やはり、ＥＧＲ通路４３を経由したＥＧＲガスの還流を停止する領域である。ＥＧＲカット域との相異は、ＥＧＲカット域ではノズルベーン４２の開閉操作を通じて吸気管内圧力を増減させ得るのに対し、ＥＧＲカットＮＡ域ではそうではない点にある。例えば、ＤＰＦの再生を行うときや、高地にて低負荷低回転運転を行うとき等が、ＥＧＲカットＮＡ域に該当する。前者においては、（ＤＰＦに捕集しているＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を酸化させて除去する目的で）ポスト噴射等を伴いつつ高温の排気ガスをどんどんＤＰＦに送り込みＤＰＦの温度を高めなければならないので、吸気管内圧力制御の目的でノズルベーン４２の開度を絞りたくない。また、後者においては、燃焼不安定ないし失火を予防するべくＥＧＲをカットするが、元々排気ガス量が少なく排気圧も低いために、ＮＡ域と同様に排気ターボ過給機が仕事をしてくれないという事情がある。
【００６７】
（iv）ノーマル域；上記の何れにも該当せず、内燃機関２の制御をスライディングモードコントローラ５１に完全に委ねてよい領域である。
【００６８】
＜２．運転領域の判定＞
補正制御部５２は、エンジン回転数及び要求燃料噴射量（要求負荷）、冷却水温、大気圧、ＤＰＦの前後差圧等に基づいて、現在の内燃機関２の運転領域区分を判断する。
【００６９】
図４に、エンジン回転数及び燃料噴射量と運転領域との関係を示す。原則として、エンジン回転数及び燃料噴射量がそれぞれ閾値Ｌ1よりも低い低回転低負荷の領域をＮＡ域、エンジン回転数及び燃料噴射量がそれぞれ閾値Ｌ2よりも高い高回転高負荷の領域をＥＧＲカット域とし、それ以外の領域をノーマル域とする。現状の吸気管内圧力と大気圧との差が閾値よりも小さく、両者が大して違わないときに、ＮＡ域にあると判断してもよい。
【００７０】
例外的に、大気圧が閾値よりも低く、自動車が高地に所在していると考えられる状況下では、エンジン回転数及び燃料噴射量がそれぞれ閾値Ｌ3よりも低い低回転低負荷の領域をＥＧＲカットＮＡ域とし、中回転以上または中負荷以上の領域をＥＧＲカット域とする。なお、閾値Ｌ3は、そのときの大気圧や、外気温、冷却水温等の環境条件の値によって上下し得る。
【００７１】
また、ＤＰＦの前後差圧が所定値を超えており、エンジン回転数及び燃料噴射量がそれぞれ閾値Ｌ4よりも低い領域にあるときには、ＤＰＦ再生処理を実行するためのＥＧＲカットＮＡ域とする。並びに、冷却水温が所定値（典型的には、４０℃）を下回っているときには、暖機運転のためにＥＧＲカット域とする。
【００７２】
＜３．各運転領域における制御の補正＞
次いで、補正制御部５２は、現在の運転領域がＮＡ域、ＥＧＲカット域またはＥＧＲカットＮＡ域にあると判断した場合に、それぞれの領域毎に所要の補正を施す。
【００７３】
（ｉ）ＮＡ域にある期間；補正制御部５２は、スライディングモードコントローラ５１に与える目標値Ｒを切り換える。即ち、補正制御部５２は、ＮＡ域用の吸気管内圧力目標値ｐｉｍｔａｒｇを、目標値ｒ2としてスライディングモードコントローラ５１に与える。他方、ＥＧＲ率の目標値ｒ1については、エンジン回転数や燃料噴射量等に基づいて定まる本来の目標値をスライディングモードコントローラ５１に与え、制御出力ｙ1を目標値ｒ1に追従させる制御を継続させる。
【００７４】
そして、補正制御部５２は、同じｐｉｍｔａｒｇを、吸気管内圧力ｙ2及びｘe4（本実施形態では、状態量Ｘ＝出力Ｙとしていることに留意）としてスライディングモードコントローラ５１に与える。つまり、計測器１１、１２を介して検出した吸気管内圧力の実測値を無視する。これにより、ＮＡ域にある期間中、吸気管内圧力の偏差が０と見なされるとともに、状態変数ｘe2の更新が停止する。
【００７５】
また、補正制御部５２は、ノズルベーン４２の開度を、スライディングモードコントローラ５１が算出する制御入力値ｕ2によらない所定値に固定する。
【００７６】
以上に加え、補正制御部５２は、ＮＡ域にある期間中、吸気管内圧力ｙ2に係る状態変数ｘe2及びｘe4についての多項式Ｓ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4を０とする。
【００７７】
スライディングモードコントローラ５１が算出する非線形入力Ｕnlは、下式（数２３）に示す切換関数σに依存する。
【００７８】
【数２３】
Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4はそれぞれ、ｘe1に乗ずる列ベクトル、ｘe2に乗ずる列ベクトル、ｘe3に乗ずる列ベクトル、ｘe4に乗ずる列ベクトルである。既に述べた通り、状態変数ｘe1はＥＧＲ率ｙ1とその目標値ｒ1との偏差の積分であり、状態変数ｘe2は吸気管内圧力ｙ2とその目標値ｒ2との偏差の積分である。並びに、状態変数ｘe3はＥＧＲ率ｙ1そのものであり、状態変数ｘe4は吸気管内圧力ｙ2そのものである。
【００７９】
ＮＡ域では、ノズルベーン４２を開閉操作しても排気ターボが殆ど仕事をしてくれないことから、吸気管内圧力ｙ2の制御を度外視してＥＧＲ率ｙ1の制御に注力した方がよい。つまり、式（数２３）におけるＳ2ｘe2の項及びＳ4ｘe4の項が必要ない。よって、ＮＡ域にある期間中、Ｓ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4＝０となるように状態変数ｘe2、ｘe4を反復継続的に書き換えて、これら状態変数ｘe2、ｘe4が非線形入力Ｕnlに与える影響を除去する。
【００８０】
但し、状態変数ｘe4は線形入力Ｕeqにも影響を及ぼすので、ｘe4を書き換えることは得策でない。翻って、状態変数ｘe2は線形入力Ｕeqに影響を及ぼさない（行列Ａeの定義に留意）。従って、状態変数ｘe2を書き換えることを通じて、Ｓ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4＝０を実現する。そのために必要なｘe2は、下式（数２４）となる。
【００８１】
【数２４】
行列Ｓ2は正方行列ではない。そこで、逆行列Ｓ2-1を、一般化逆行列として算定する。一般化逆行列には、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列Ｓ2†を用いる。
【００８２】
（ii）ＥＧＲカット域にある期間；補正制御部５２は、スライディングモードコントローラ５１に与える目標値Ｒを切り換える。即ち、補正制御部５２は、ＥＧＲカット用のＥＧＲ率目標値ｅｇｒｔａｒｇを、目標値ｒ1としてスライディングモードコントローラ５１に与える。このｅｇｒｔａｒｇは、通常０である。他方、吸気管内圧力の目標値ｒ2については、エンジン回転数や燃料噴射量等に基づいて定まる本来の目標値をスライディングモードコントローラ５１に与え、制御出力ｙ2を目標値ｒ2に追従させる制御を継続させる。
【００８３】
そして、補正制御部５２は、同じｅｇｒｔａｒｇを、ＥＧＲ率ｙ1及びｘe3としてスライディングモードコントローラ５１に与える。つまり、計測器１１、１２を介して検出したＥＧＲ率の実測値を無視する。これにより、ＥＧＲカット域にある期間中、吸気管内圧力の偏差が０と見なされるとともに、状態変数ｘe1の更新が停止する。
【００８４】
また、補正制御部５２は、ＥＧＲバルブ４５及びＤスロットルバルブ３３のそれぞれの開度を、スライディングモードコントローラ５１が演算した制御入力ｕ1、ｕ3によらない値に強制操作する。通常は、ＥＧＲバルブ４５を全閉するとともに、Ｄスロットルバルブ３３を全開または大きく開放した開度値に固定する。
【００８５】
以上に加え、補正制御部５２は、ＥＧＲカット域にある期間中、ＥＧＲ率ｙ1に係る状態変数ｘe1及びｘe3についての多項式Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3を０とする。
【００８６】
ＥＧＲカット中は、ＥＧＲバルブ４５を強制的に全閉してしまうことから、ＥＧＲ率ｙ1の制御を考慮しなくてよい。つまり、上式（数２３）におけるＳ1ｘe1の項及びＳ3ｘe3の項が必要ない。よって、ＥＧＲカット域にある期間中、Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3＝０となるように状態変数ｘe1、ｘe3を反復継続的に書き換えて、これら状態変数ｘe1、ｘe3が非線形入力Ｕnlに与える影響を除去する。
【００８７】
但し、状態変数ｘe3は線形入力Ｕeqにも影響を及ぼすので、ｘe3を書き換えることは得策でない。翻って、状態変数ｘe1は線形入力Ｕeqに影響を及ぼさない。従って、状態変数ｘe1を書き換えることを通じて、Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3＝０を実現する。そのために必要なｘe1は、下式（数２５）となる。
【００８８】
【数２５】
行列Ｓ1は正方行列ではない。そこで、逆行列Ｓ1-1を、一般化逆行列として算定する。一般化逆行列には、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列Ｓ1†を用いる。
【００８９】
（iii）ＥＧＲカットＮＡ域にある期間；補正制御部５２は、ＥＧＲカット用のＥＧＲ率目標値ｅｇｒｔａｒｇを、目標値ｒ1としてスライディングモードコントローラ５１に与える。他方、吸気管内圧力の目標値ｒ2については、ＤＰＦの再生処理を行う場合を除き、エンジン回転数や燃料噴射量等に基づいて定まる本来の目標値をスライディングモードコントローラ５１に与える。ＤＰＦの再生処理を行う場合には、大気圧以下（または、０以下）の所定値を、吸気管内圧力の目標値ｒ2としてスライディングモードコントローラ５１に与える。ＤＰＦの再生期間は、ノズルベーン４２をできる限り大きく開き、かつＤスロットルバルブ３３をできる限り小さく絞っておきたいことによる。
【００９０】
そして、補正制御部５２は、同じｅｇｒｔａｒｇを、ＥＧＲ率ｙ1及びｘe3としてスライディングモードコントローラ５１に与える。
【００９１】
また、補正制御部５２は、ＥＧＲバルブ４５の開度を、スライディングモードコントローラ５１が演算した制御入力ｕ1によらずに全閉する。並びに、ノズルベーン４２の開度を、スライディングモードコントローラ５１が演算した制御入力ｕ2によらない値に強制操作する。例えば、標高の高い場所での低回転低負荷運転ではノズルベーン４２を絞り気味の開度に固定し、ＤＰＦの再生処理ではノズルベーン４２を全開に近い開き気味の開度に固定する。このときのノズルベーン４２の開度を、エンジン回転数及び燃料噴射量の多寡に応じて決定するようにしてもよい。
【００９２】
但し、ＥＧＲカットＮＡ域において、ノズルベーン４２の開度操作をスライディングモードコントローラ５１に委ね続ける、即ちスライディングモードコントローラが演算した制御入力ｕ2をそのままノズルベーン４２に与え続けることを妨げない。
【００９３】
以上に加え、補正制御部５２は、ＥＧＲカットＮＡ域にある期間中、ＥＧＲ率ｙ1に係る状態変数ｘe1及びｘe3についての多項式Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3を０とする。即ち、状態変数ｘe1を、式（数２５）に則って逆算した値に反復的に書き換え続ける。
【００９４】
（iv）ノーマル域にある期間；ノーマル域においては、これらの如き補正をせず、プラントを完全にスライディングモードコントローラ５１の制御下に置く。
【００９５】
＜４．運転領域の遷移時の処理＞
のみならず、補正制御部５２は、運転領域がある領域区分から他の領域区分へと遷移する際に、必要な遷移処理を実行する。この処理は、運転領域の遷移の前後で各バルブ４５、４２、３３の開度がステップ的に大きく変動することを抑止するためのものである。
【００９６】
一例として、ＥＧＲカット域からノーマル域へと遷移する場合を考える。ＥＧＲカット域では、ＥＧＲバルブ４５を強制全閉し、Ｄスロットルバルブ３３を強制全開しているが、ノーマル域では、全てのバルブ４５、４２、３３をスライディングモードコントローラ５１による操作に委ねる。スライディングモードコントローラ５１は、ＥＧＲカット中も各バルブ４５、４２、３３毎の制御入力値ｕ1、ｕ2、ｕ3の演算を反復継続しており、ＥＧＲカットの終了とともにその時点における算出値ｕ1、ｕ2、ｕ3が各バルブ４５、４２、３３に与えられる。このときに、ｕ1が全閉しているＥＧＲバルブ４５の実開度（０％）から乖離していたり、ｕ3が全開しているＤスロットルバルブ３３の実開度（１００％）から乖離していたりすると、ＥＧＲバルブ４５やＤスロットルバルブ３３が急激に操作されて制御入出力のハンチングの引き金となりかねない。
【００９７】
そこで、本実施形態では、運転領域の遷移の前後を通じてコントローラ５１が算出する制御入力Ｕの非線形入力項Ｕnlが極力変動しないよう、運転領域の遷移時に状態変数Ｘeの書き換え処理を行うこととしている。
【００９８】
式（数２３）より、運転領域の遷移直後に実現したい非線形入力Ｕnl’を、下式（数２６）とおく。
【００９９】
【数２６】
上式（数２６）において、ｐＳＢeij（ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）は逆行列（ＳＢe）†の成分であり、ベクトルｐＳＢeiは逆行列（ＳＢe）†のｉ行成分を包括した行ベクトルである。また、ｊσi（ｉ＝１，２，３）は、（−（ＳＢe）†）に乗ずる因数ベクトルＪΣ（数２７）の成分である。
【０１００】
【数２７】
運転領域の遷移直後の因数、切換関数、切換ゲイン及び平滑化係数をそれぞれＪΣn、σn、ｋn及びηnとおくと、式（数２７）より下式（数２８）が成立する。
【０１０１】
【数２８】
切換関数ベクトルσn＝［σn1 σn2 σn3］Tとすると、因数ベクトルＪΣnの各成分ｊσi（ｉ＝１，２，３）について、ｊσi＞０であれば式（数２９）が、ｊσi≦０であれば式（数３０）が成立する。
【０１０２】
【数２９】
【０１０３】
【数３０】
式（数２９）を変形すれば式（数３１）となり、式（数３０）を変形すれば式（数３２）となる。
【０１０４】
【数３１】
【０１０５】
【数３２】
式（数３１）ないし（数３２）により、非線形入力項Ｕnl’を実現する切換関数σnが明らかとなる。この切換関数σnから、状態量Ｘeを逆算することが可能である。但し、本実施形態では、ｘe3はＥＧＲ率そのものであり、ｘe4は吸気管内圧力そのものである。また、状態変数ｘe1及びｘe2は、非線形入力Ｕnlに影響を及ぼすが、線形入力Ｕeqには影響を及ぼさない。それ故、補正制御部５２は、状態変数ｘe3及びｘe4を書き換えることはせず、状態変数ｘe1及びｘe2を書き換えることによって式（数３１）ないし（数３２）に示している切換関数σnを実現する。そのために必要となるｘe1及びｘe2は、式（数２３）から求めることができる。
【０１０６】
なお、運転領域の遷移直後にとるべき非線形入力Ｕnl’は、その遷移前に属していた領域区分に応じて異なる。
【０１０７】
（ｉ）ＮＡ域から他の領域へと遷移する場合；Ｕnl’は、その遷移の発生直前の時点でコントローラ５１が算出した非線形入力項Ｕnl＝［ｕnl1 ｕnl2 ｕnl3］Tに等しくする。
【０１０８】
（ii）ＥＧＲカット域から他の領域へと遷移する場合；ＥＧＲカット域では、ＥＧＲバルブ４５を強制全閉し、Ｄスロットルバルブを強制全開している。よって、Ｕnl’＝［０％ ｕnl2 １００％］Tとする。ｕnl2は、運転領域の遷移の発生直前の時点でコントローラ５１が算出した、ノズルベーン４２の開度に係る非線形入力項である。
【０１０９】
（iii）ＥＧＲカット域から他の領域へと遷移する場合；ＥＧＲカットＮＡ域では、少なくともＥＧＲバルブ４５を強制全閉している。その上で、ノズルベーン４２を強制全開しているのであれば、Ｕnl’＝［０％ １００％ ｕnl3］Tとする。ｕnl3は、運転領域の遷移の発生直前の時点でコントローラ５１が算出した、Ｄスロットルバルブ３３の開度に係る非線形入力項である。ＥＧＲカットＮＡ域において、ノズルベーン４２をＤスロットルバルブ３３とともにコントローラ５１の操作に委ねていたのであれば、Ｕnl’＝［０％ ｕnl2 ｕnl3］Tとする。
【０１１０】
（iv）ノーマル域から他の領域へと遷移する場合；ＮＡ域からの遷移の場合と同様に、Ｕnl’＝［ｕnl1 ｕnl2 ｕnl3］Tとする。
【０１１１】
さらに、切換関数σn、さらには状態変数ｘe1、ｘe2の逆算における制約条件が、遷移先の領域区分に応じて異なる。
【０１１２】
（ｉ）他の領域からＮＡ域へと遷移する場合；ＮＡ域では、ノズルベーン４２をスライディングモードコントローラ５１の演算結果によらずに強制操作する。従って、Ｕnl’の成分のうちのｕnl2’を度外視することができるので、式（数２６）より、因数ＪΣnを下式（数３３）のように求めることができる。
【０１１３】
【数３３】
上式（数３３）の右辺の逆行列［ｐＳＢe1 ｐＳＢe3］T(-1)は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe1 ｐＳＢe3］T†として算定する。式（数３３）に示す因数ＪΣnから、所望の非線形入力Ｕnl’を実現する切換関数σnを得ることができる。
【０１１４】
但し、ＮＡ域においては、状態変数ｘe2は式（数２４）に則って算定される。つまり、ｘe2は既に制約されている。式（数２４）の制約の下、切換関数σnひいては非線形入力Ｕnl’を実現するためには、運転領域が遷移した時点における状態変数ｘe1を下式（数３４）のように定める必要がある。
【０１１５】
【数３４】
既に述べた通り、逆行列Ｓ1-1は、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列Ｓ1†として算定する。
【０１１６】
（ii）他の領域からＥＧＲカット域へと遷移する場合；ＥＧＲカット域では、ＥＧＲバルブ４５及びＤスロットルバルブ３３をスライディングモードコントローラ５１の演算結果によらずに強制操作する。従って、Ｕnl’の成分のうちのｕnl1’及びｕnl3’を度外視することができるので、式（数２６）より、因数ＪΣnを下式（数３５）のように求めることができる。
【０１１７】
【数３５】
上式（数３５）の右辺の逆行列［ｐＳＢe2］-1は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe2］†として算定する。式（数３５）に示す因数ＪΣnから、所望の非線形入力Ｕnl’を実現する切換関数σnを得ることができる。
【０１１８】
但し、ＥＧＲカット域においては、状態変数ｘe1は式（数２５）に則って算定される。つまり、ｘe1は既に制約されている。式（数２５）の制約の下、切換関数σnひいては非線形入力Ｕnl’を実現するためには、運転領域が遷移した時点における状態変数ｘe2を下式（数３６）のように定める必要がある。
【０１１９】
【数３６】
（iii）他の領域からＥＧＲカットＮＡ域へと遷移する場合；ＥＧＲカットＮＡ域では、少なくともＥＧＲバルブ４５をスライディングモードコントローラ５１の演算結果によらずに強制操作する。その上で、ノズルベーン４２をも強制操作しているのであれば、Ｕnl’の成分のうちのｕnl1’及びｕnl2’を度外視することができるので、式（数２６）より、因数ＪΣnを下式（数３７）のように求めることができる。
【０１２０】
【数３７】
上式（数３７）の右辺の逆行列［ｐＳＢe3］-1は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe3］†として算定する。あるいは、ノズルベーン４２を強制操作せずスライディングモードコントローラ５１に委ねるのであれば、Ｕnl’の成分のうちのｕnl1’のみを度外視することができて、因数ＪΣnを下式（数３８）のように求めることができる。
【０１２１】
【数３８】
上式（数３８）の右辺の逆行列［ｐＳＢe2 ｐＳＢe3］T(-1)は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe2 ｐＳＢe3］T†として算定する。式（数３７）または式（数３８）に示す因数ＪΣnから、所望の非線形入力Ｕnl’を実現する切換関数σnを得ることができる。
【０１２２】
但し、ＥＧＲカットＮＡ域においても、ＥＧＲカット域と同じく、状態変数ｘe1は式（数２５）に則って算定される。式（数２５）の制約の下、切換関数σnひいては非線形入力Ｕnl’を実現するためには、運転領域が遷移した時点における状態変数ｘe2を式（数３６）のように定める必要がある。
【０１２３】
（iv）他の領域からノーマル域へと遷移する場合；ノーマル域では、全てのバルブ４５、４２、３３の操作をスライディングモードコントローラ５１に委ねるので、式（数２６）より、因数ＪΣnを下式（数３９）のように求める。
【０１２４】
【数３９】
上式（数３９）の右辺の逆行列［ｐＳＢe1 ｐＳＢe2 ｐＳＢe3］T(-1)は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe1 ｐＳＢe2 ｐＳＢe3］T†として算定する。式（数３９）に示す因数ＪΣnから、所望の非線形入力Ｕnl’を実現する切換関数σnを得ることができる。
【０１２５】
切換関数σnひいては非線形入力Ｕnl’を実現するためには、運転領域が遷移した時点における状態変数ｘe1及びｘe2を、式（数４０）のように定める必要がある。
【０１２６】
【数４０】
行列［Ｓ1 Ｓ2］は正方行列ではない。よって、これを一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［Ｓ1 Ｓ2］†として算定する。
【０１２７】
＜５．切換ゲインｋ、平滑化係数ηの切り換え＞
ところで、スライディングモードコントローラ５１の設計においては、特定の運転領域、即ちあるエンジン回転数及び要求燃料噴射量の下における内燃機関２のノミナルモデル（行列Ａ、Ｂ）を同定し、状態方程式（数２）を得て切換超平面Ｓを導出している。このノミナルモデルと実プラントとの間のモデル化誤差（摂動）は、ノーマル域では比較的小さいが、それ以外の領域では拡大する。この摂動を抑制するためには、ＮＡ域、ＥＧＲカット域、ＥＧＲカットＮＡ域及びノーマル域といった各領域区分毎に、相異なる切換ゲインｋ及び／または平滑化係数ηを設定することが好ましい。
【０１２８】
ＥＣＵ５のＲＯＭまたはフラッシュメモリには予め、図４に示しているような、各領域区分と、切換ゲインｋ及び／または平滑化係数ηとの関係を定めたマップが記憶されている。補正制御部５２は、このマップデータを参照して、式（数２８）に含まれているｋn及び／またはηnを決定する。即ち、内燃機関２またはそれに付帯する装置の現在状況に関する指標値（エンジン回転数及び燃焼噴射量、冷却水温、大気圧、ＤＰＦの前後差圧等）をキーとしてマップを検索し、設定するべきｋn及び／またはηnを知得して、そのｋn及び／またはηnを用いた状態変数ｘe1、ｘe2の逆算を行う。図５に、ＮＡ域からノーマル域に遷移するケースを概念的に例示している。
【０１２９】
図６及び図７に、ＥＣＵ５が実行する処理の手順例を示す。ＥＣＵ５は、エンジン回転数及び要求燃料噴射量、冷却水温、大気圧、ＤＰＦの前後差圧等を参照して、現在の運転領域がＮＡ域／ＥＧＲカット域／ＥＧＲカットＮＡ域／ノーマル域の何れの区分に該当するのかを判定する（ステップＳ１）。そして、現在の運転領域が、その直前の演算処理ループにおける運転領域から遷移したかどうかを判断する（ステップＳ２）。
【０１３０】
運転領域の遷移が発生していない場合において、ノーマル域では（ステップＳ３）、スライディングモード制御の手法に則って制御入力Ｕを算出し（ステップＳ４）、算出した制御入力Ｕをそのまま操作部４５、４２、３３に与えてこれらを操作する（ステップＳ５）。ノーマル域以外の領域では、現在の運転領域の区分に応じて式（数２４）を満たす状態変数ｘe2または式（数２５）を満たす状態変数ｘe1を逆算し（ステップＳ６）、ＥＣＵ５のメモリに記憶保持しているｘe1またはｘe2の書き換えを行う（ステップＳ７）。その上で、スライディングモード制御の手法に則って制御入力Ｕを算出して（ステップＳ８）、操作部４５、４２、３３を操作する（ステップＳ９）。但し、ステップＳ９では、現在の運転領域の区分に応じて、ＥＧＲバルブ４５、ノズルベーン４２またはＤスロットルバルブ３３の何れかを制御入力値ｕ1、ｕ2、ｕ3によらない開度に強制操作する処理が付加される。
【０１３１】
運転領域の遷移が発生した場合においては、エンジン回転数及び要求燃料噴射量等に基づいて設定するべき切換ゲインｋn及び／または平滑化係数ηnを知得し（ステップＳ１０）、ＥＣＵ５のメモリに記憶保持しているｋn及び／またはηnの書き換えを行う（ステップＳ１１）。さらに、遷移前の運転領域の区分に応じて、遷移直後の時点で算出されるべき非線形入力項Ｕnl’を決定する（ステップＳ１２）。しかる後、このＵnl’を実現し、なおかつ現在の運転領域の区分に応じて式（数２４）または式（数２５）を満たすように状態変数ｘe1及びｘe2逆算して（ステップＳ１３）、ＥＣＵ５のメモリに記憶保持しているｘe1及びｘe2の書き換えを行う（ステップＳ１４）。その上で、現在の運転領域の区分がノーマル域であれば（ステップＳ１５）ステップＳ４及びＳ５を実施し、ノーマル域以外であればステップＳ８及びＳ９を実施する。
【０１３２】
ＥＣＵ５は、上記のステップＳ１ないしＳ１５を反復する。
【０１３３】
本実施形態によれば、内燃機関２またはこれに付帯する装置に係る第一の制御出力ｙ1（または、ｙ2）及び第二の制御出力ｙ2（ｙ1）をそれぞれの目標値ｒ1、ｒ2に追従させるスライディングモード制御を実施するものであって、第一の制御出力ｙ1（ｙ2）に関連する状態変数であり第一の制御出力ｙ1（ｙ2）とその目標値ｒ1（ｒ2）との偏差の時間積分ｘe1（ｘe2）及びそれ以外のものｘe3（ｘe4）、並びに、第二の制御出力ｙ2（ｙ1）に関連する状態変数であり第二の制御出力ｙ2（ｙ1）とその目標値ｒ2（ｒ1）との偏差の時間積分ｘe2（ｘe1）及びそれ以外のものｘe4（ｘe3）を含む、各制御出力ｙ1、ｙ2毎に個別の状態変数Ｘeを参照して、線形入力Ｕeq及び非線形入力Ｕnlを反復的に演算するスライディングモードコントローラ５１と、第二の制御出力ｙ2（ｙ1）の偏差を０と見なすＮＡ域（ＥＧＲカット域若しくはＥＧＲカットＮＡ域）の期間にあるときに、前記非線形入力Ｕnlを規定する、当該第二の制御出力ｙ2（ｙ1）に係る状態変数ｘe2及びｘe4（ｘe1及びｘe3）ついての多項式Ｓ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4（Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3）を０とする補正制御部５２とを具備してなり、前記補正制御部５２は、前記期間への突入時、前記非線形入力Ｕnlを規定する切換ゲインｋ及び平滑化係数ηのうち一方または両方を変更するとともに、その変更をした後の非線形入力Ｕnlがその変更をする前の非線形入力Ｕnl’と同値となるような状態変数ＸeをＳ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4＝０（Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3＝０）の制約条件の下で逆算して状態変数Ｘeを書き換える制御装置５を構成したため、切換ゲインｋ及び／または平滑化係数ηの適宜変更を通じてプラントの入出力特性の変化に追随し、摂動の過大化を防止することができる。
【０１３４】
しかも、ＮＡ域におけるｘe2の固定値、またはＥＧＲカット域若しくはＥＧＲカットＮＡ域におけるｘe1の固定値が恒常的に一定とならないことに起因した不都合を緩和ないし解消できる。即ち、ＮＡ域、ＥＧＲカット域、ＥＧＲカットＮＡ域等における燃費や燃焼安定性の悪化、エンジン出力のばらつき、これらの領域からノーマル域に復帰する際の制御追従性の一時的劣化等を回避することが可能となる。
【０１３５】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ＥＧＲ制御における制御入力変数は、ＥＧＲバルブ開度、可変ノズルターボ開度及びスロットルバルブ開度には限定されない。制御出力変数も、ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）及び吸気管内圧力（または、吸気量）には限定されない。新たな入力変数、出力変数を付加して、４入力３出力の３次システムを構築するようなことも可能である。例えば、吸気系に過給機（のコンプレッサ）をバイパスする通路が存在している場合、その通路上に設けられたバルブをも操作することがある。このとき、当該バイパス通路内の圧力または流量等を制御出力変数に含め、当該バイパス通路上のバルブの開度を制御入力変数に含めることができる。
【０１３６】
その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、例えば、過給機及びＥＧＲ装置が付帯した内燃機関のＥＧＲ率を制御するための制御コントローラとして利用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
５…ＥＣＵ（制御装置）
５１…適応スライディングモードコントローラ
５２…補正制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関またはそれに付帯する装置を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示されている排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システムは、過給機を備えた内燃機関のＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）を制御するものである。ＥＧＲ率と過給圧との間には相互干渉が存在し、一入力一出力のコントローラでＥＧＲ率及び吸気管内圧力（または、吸気量）の両方を同時に制御することは難しい。しかも、内燃機関の運転領域によって応答性が異なる上、過給機にはターボラグ（むだ時間）がある。このような事情から、特許文献１に記載のシステムでは、非線形制御対象に対して有効な制御手法であるスライディングモード制御を採用し、相互作用を考慮した多入力多出力のコントローラを設計してＥＧＲ制御をしている。
【０００３】
コントローラを設計する際には、ノミナルモデルと呼称する特定の状態空間モデルから一つの切換超平面を導き、この超平面に状態を留めることを考える。ノミナルモデルは、例えば、特定の回転数及び燃料噴射量の下で運転している機関の入出力特性を同定することによって得られる。だが、現実の自動車では、運転領域即ちエンジン回転数及び燃料噴射量が刻々と変化する。そして、機関の入出力特性もまた、運転領域に応じて少なからず変動する。
【０００４】
とりわけ、アイドルのような低回転低負荷域や高速巡航のような高回転高負荷域等では、コントローラ設計時に想定した入出力特性モデルと実際のプラントの入出力特性との誤差（摂動）が大きくなる。よって、オフラインで設計した単一のコントローラを全運転領域に適用することは必ずしも妥当でない。
【０００５】
さらには、あらゆる運転領域における制御を完全にスライディングモードコントローラのみに委ねることも最良とは言えない。
【０００６】
例示すると、ＥＧＲシステムを持つ内燃機関では、時としてそのＥＧＲをカット、即ちＥＧＲ通路を閉鎖して排気ガスの還流を停止する必要が生じる。他方、スライディングモードコントローラによる多入力多出力の協調制御では、吸気管内圧力をＥＧＲ率とともにあるべき目標値に追従させようとすると、ＥＧＲバルブが協調して開いてしまう。そのため、ＥＧＲカット条件が成立している状況下であっても、ＥＧＲ通路が常に遮断状態になることは保証されず、排気ガスが漏流するＥＧＲ未カット期間が発生することがあり得た。そこで、ＥＧＲカット条件が成立した暁には、ＥＧＲ率の実測値としてその目標値をスライディングモードコントローラに与え、スライディングモードコントローラ内でＥＧＲ率の偏差を０と見なさせるようにして、ＥＧＲバルブの協調作動による開弁を防止している。
【０００７】
あるいは、アイドル運転時のようなエンジン回転数も要求トルクも低いＮＡ域（負圧域、または無過給域）では、吸気管内圧力はおおよそ大気圧に近い大きさとなる。つまり、可変ターボのノズル開度を幾ら変えても過給機が仕事をしてくれない状態になる。そのような場合に、吸気管内圧力の目標値が実際の吸気管内圧力より少しでも高いと、可変ターボのノズル開度が絞られ、ついには飽和（極小化）してそれ以上ノズル開度が変化しなくなる。そうなれば、アイドル運転時にも重要なＥＧＲ率の制御に支障を来たしてしまう。この問題を回避するため、ＮＡ域においては、吸気管内圧力の実測値としてその目標値をスライディングモードコントローラに与え、スライディングモードコントローラ内で吸気管内圧力の偏差を０と見なさせるようにして、吸気管内圧力の制御を度外視してＥＧＲ率の制御に注力させている。
【０００８】
上述した通り、特定の状況下では、制御対象となる複数の制御出力のうちの一部の制御を停止する処理を行う。だが、この処理が別の問題を招来することもある。
【０００９】
この種のサーボ制御系では、偏差を時間積分（または、積算）したものを参照して制御入力を演算することが多い。制御出力の実測値として目標値をコントローラに与えることとすると、その瞬間から見かけ上の偏差が０となり、偏差の時間積分の増減が止まる。しかしながら、偏差の時間積分値がどのような値に固定されるかは、ＥＧＲカット域やＮＡ域等に遷移する機会毎にまちまちである。それ故に、ＥＧＲカット域やＮＡ域等における、各バルブの開度の再現性が失われてしまう。結果、燃費や燃焼安定性に不利な制御入力が選択されたり（ディーゼルエンジンのＤスロットルバルブの開度を不適当に絞ってしまう等）、エンジン出力がその時々でばらついたり、ＥＧＲカット域またはＮＡ域等からノーマル域に復帰する際の制御追従性の一時的劣化（ひいては、排気ガスの一時的悪化）を招いたりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−０３２４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上に鑑みてなされた本発明は、入出力特性が刻々と変化するプラントに対して高い制御性能を維持できるとともに、一部の制御出力の偏差を見かけ上０とする特定の状況下においても有利な制御入力を再現できるようなスライディングモード制御装置を実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、内燃機関またはこれに付帯する装置に係る第一の制御出力及び第二の制御出力をそれぞれの目標値に追従させるスライディングモード制御を実施するものであって、第一の制御出力に関連する状態変数であり第一の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ1z及びそれ以外のものｘ1y、並びに、第二の制御出力に関連する状態変数であり第二の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ2z及びそれ以外のものｘ2yを含む、各制御出力毎に個別の状態変数を参照して、線形入力及び非線形入力を反復的に演算するスライディングモードコントローラと、第二の制御出力の偏差を０と見なす特定期間にあるときに、前記非線形入力を規定する、当該第二の制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする補正制御部とを具備してなり、前記補正制御部は、前記特定期間への突入時、前記非線形入力を規定する切換ゲイン及び平滑化係数のうち一方または両方を変更するとともに、その変更をした後の非線形入力がその変更をする前の非線形入力と同値となるような状態変数をＳ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０の制約条件の下で逆算して状態変数を書き換えることを特徴とする制御装置を構成した。ここで、Ｓ2zは切換超平面を構成する行列Ｓの成分のうち前記状態変数ｘ2zに乗ずる列ベクトルであり、Ｓ2yは同行列Ｓの成分のうち前記状態変数ｘ2yに乗ずる列ベクトルである。
【００１３】
つまり、スライディングモードコントローラの非線形入力項の要素である切換ゲイン及び／または平滑化係数を適宜変更することを通じて、プラントの入出力特性の変化に追随し、摂動の過大化を防止するようにしたのである。このようなものであれば、低回転低負荷域、高回転高負荷域等においても制御性能が劣化しない。
【００１４】
但し、単純に切換ゲイン及び／または平滑化係数を変更すると、当然のことながら、その変更前と変更後とでスライディングモードコントローラが算出する非線形入力がステップ的に変動する。これにより、操作部たる各バルブの開度が跳躍するように変わってしまうため、制御入出力のハンチングを引き起こしかねない。従って、本発明では、切換ゲイン及び／または平滑化係数を変更する際、スライディングモードコントローラが参照する状態変数ｘz1、ｘy1、ｘz2、ｘy2の書き換えを行い、以て変更前の非線形入力と変更後の非線形入力との乖離の鎮圧を図る。
【００１５】
さらに、一部の制御出力の偏差を見かけ上０とする特定の状況へと遷移した暁には、前記状態変数ｘz1、ｘy1、ｘz2、ｘy2を、当該制御出力に関連する多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０の制約条件の下で逆算する。さすれば、状態変数ｘ2zが制御入力の非線形入力項に与える影響を排除することができる。そして、状態変数ｘ2zの固定値が恒常的に一定とならないことに起因した不都合を緩和ないし解消できる。即ち、ＥＧＲカット域またはＮＡ域等における燃費や燃焼安定性の悪化、エンジン出力のばらつき、ＥＧＲカット域またはＮＡ域等からノーマル域に復帰する際の制御追従性の一時的劣化等を回避することが可能となる。
【００１６】
なお、状態変数ｘ2yは出力方程式を介して制御出力自体と結びついているため、これを書き換えることは必ずしも得策でない。従って、前記補正制御部は、ある制御出力の偏差を０と見なす特定期間において、当該制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについてＳ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０となるようなｘ2zを逆算してｘ2zを書き換えるものとすることが好ましい。
【００１７】
ＥＧＲ装置が付帯した内燃機関を制御する制御系では、前記補正制御部が、ＥＧＲガスの還流を停止するＥＧＲカットを実施するＥＧＲカット域の期間において、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量とその目標値との偏差を０と見なすとともに、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量に係る前記状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする。
【００１８】
並びに、排気ターボ過給機が付帯した内燃機関を制御する制御系では、前記補正制御部が、エンジン回転数及び要求燃料噴射量が低い、または、吸気管内圧力が大気圧に近い値をとるＮＡ域の期間において、吸気管内圧力または吸気量とその目標値との偏差を０と見なすとともに、吸気管内圧力または吸気量に係る前記状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、入出力特性が刻々と変化するプラントに対して高い制御性能を維持できる上、一部の制御出力の偏差を見かけ上０とする特定の状況下においても有利な制御入力を再現できるようなスライディングモード制御装置を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態におけるＥＧＲシステムのハードウェア資源構成図。
【図２】同実施形態の制御装置の構成説明図。
【図３】同実施形態の適応スライディングモードコントローラのブロック線図。
【図４】エンジン回転数及び燃料噴射量等と運転領域の区分、切換ゲインｋ及び平滑化係数ηとの関係を規定するマップを例示する図。
【図５】切換関数σと因数ＪΣとの関係を概念的に例示する図。
【図６】同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示すものは、本発明の適用対象の一であるＥＧＲシステムである。内燃機関２に付帯するこのＥＧＲシステムは、吸排気系３、４における複数の流体圧または流量に関する値を検出するための計測器１１、１２と、それらの値に目標値を設定し、各値を目標値に追従させるべく複数の操作部４５、４２、３３を操作する制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５とを具備してなる。
【００２２】
内燃機関２は、例えば過給機を備えたディーゼルエンジンである。内燃機関２の吸気系３には、可変ターボのコンプレッサ３１を配設するとともに、その下流に吸気冷却用のインタークーラ３２、及び新気量を調節するＤスロットルバルブ３３を設ける。また、新気量を計測する流量計１１、吸気管内圧力を計測する圧力計１２をそれぞれ設置する。
【００２３】
内燃機関２の排気系４には、コンプレッサ３１を駆動するタービン４１を配設し、タービン４１の入口には過給機のＡ／Ｒ比を増減させるためのノズルベーン４２を設ける。タービン４１の下流には、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）（図示せず）を設置する。そして、内燃機関２の燃焼室より排出される排気ガスの一部を吸気系３に還流させるＥＧＲ通路４３を形成する。ＥＧＲ通路４３は、吸気系３におけるスロットルバルブ３３よりも下流に接続する。ＥＧＲ通路４３には、排気冷却用のＥＧＲクーラ４４と、通過する排気ガス（ＥＧＲガス）量を調節する外部ＥＧＲバルブ４５とを設ける。
【００２４】
本実施形態では、ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）と、吸気管内圧力（または、吸気量）とについて各々目標値を設定し、双方の制御量を一括に目標値に向かわせるべく複数の操作部、即ちＥＧＲバルブ４５、可変ターボのノズル４２及びスロットルバルブ３３を操作する制御を実施する。
【００２５】
ＥＧＲバルブ４５、ノズルベーン４２、スロットルバルブ３３は、ＥＣＵ５により統御されてその開度をリニアに変化させる。各操作部４５、４２、３３は、駆動信号のデューティ比を増減させることで開度を変える電気式のバルブや、あるいはバキュームコントロールバルブ等と組み合わされ弁体のリフト量を制御して開度を変える機械式のバルブ等を用いてなる。
【００２６】
ＥＣＵ５は、プロセッサ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリ、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路等を包有するマイクロコンピュータである。ＥＣＵ５は、ＥＧＲ率及び吸気管内圧力を検出するための計測器１１、１２の他、エンジン回転数、アクセルペダルの踏込量、冷却水温、吸気温、外部の気温、大気圧、ＤＰＦの前後差圧（ＤＰＦの上流側排気圧と下流側排気圧との差）等を検出する各種計測器（図示せず）と電気的に接続し、これら計測器から出力される信号を受け取って各値を知得することができる。
【００２７】
因みに、本実施形態では、ＥＧＲ率を直接計測していない。内燃機関２のシリンダに入る空気量は、可変ターボのノズル開度を基に予測することが可能である。その空気量の予測値をｇcylとおき、流量計１１で計測される新気量をｇaとおくと、推定ＥＧＲ率ｅegrについて、ｅegr＝１−ｇa／ｇcylなる関係が成立する。ＥＣＵ５のＲＯＭまたはフラッシュメモリには予め、可変ターボのノズル開度とシリンダに入る空気量との関係を定めたマップデータが記憶されている。ＥＣＵ５は、可変ターボのノズル開度をキーとしてマップを検索し、シリンダに入る空気量の予測値を得、これと新気量とを上記式に代入してＥＧＲ率を算出する。
【００２８】
並びに、ＥＣＵ５は、ＥＧＲバルブ４５、可変ターボのノズル４２、スロットルバルブ３３や、燃料噴射を司るインジェクタ及び燃料ポンプ等（図示せず）と電気的に接続しており、これらを駆動するための信号を入力することができる。
【００２９】
ＥＣＵ５で実行するべきプログラムはＲＯＭまたはフラッシュメモリに予め記憶されており、その実行の際にＲＡＭへ読み込まれ、プロセッサによって解読される。ＥＣＵ５は、プログラムに従い内燃機関２を制御する。例えば、エンジン回転数、アクセルペダルの踏込量、冷却水温等の諸条件に基づき要求される燃料噴射量（いわば、要求されるエンジン負荷）を決定し、その要求噴射量に対応する駆動信号をインジェクタ等に入力して燃料噴射を制御する。その上で、ＥＣＵ５は、プログラムに従い、図２、図３に示すサーボコントローラ５１及び補正制御部５２としての機能を発揮する。
【００３０】
サーボコントローラ５１は、スライディングモードコントローラであって、ＥＧＲ率及び吸気管内圧力のスライディングモード制御を担う。フィードバック制御時、ＥＣＵ５は、各種計測器（図示せず）が出力する信号を受け取ってエンジン回転数、アクセル踏込量、冷却水温、吸気温、外部の気温及び気圧等を知得し、要求噴射量を決定する。続いて、少なくともエンジン回転数及び要求噴射量に基づき、目標ＥＧＲ率及び目標吸気管内圧力を設定する。ＥＣＵ５のＲＯＭまたはフラッシュメモリには予め、エンジン回転数及び要求噴射量に応じて設定するべき各目標値を示すマップデータが記憶されている。ＥＣＵ５は、エンジン回転数及び要求噴射量をキーとしてマップを検索し、ＥＧＲ率及び吸気管内圧力の目標値を得る。さらに、マップを参照して得た目標値を基本値とし、これを冷却水温、吸気温、外部の気温や気圧等に応じて補正して最終的な目標値とする。
【００３１】
そして、ＥＣＵ５は、計測器１１、１２が出力する信号を受け取ってＥＧＲ率及び吸気管内圧力の現在値を知得し、各制御量の現在値と目標値との偏差からＥＧＲバルブ４５の開度、可変ターボのノズル４２の開度及びスロットルバルブ３３の開度を演算して、各々の操作量に対応する駆動信号をそれら操作部４５、４２、３３に入力、開度を操作する。
【００３２】
ＥＧＲ率の適応スライディングモード制御に関して補記する。状態方程式及び出力方程式は、下式（数１）の通りである。
【００３３】
【数１】
本実施形態では、状態量ベクトルＸを出力ベクトルＹから直接知得できる構造とする、換言すれば計測器１１、１２を介して検出可能な値を直接の制御対象とすることにより、状態推定オブザーバを排して推定誤差に伴う制御性能の低下を予防している。出力行列Ｃは既知、本実施形態では単位行列とする。
【００３４】
プラントのモデル化、即ち状態方程式（数１）における係数行列Ａ及び入力行列Ｂの同定にあたっては、各操作部４５、４２、３３に様々な周波数からなるＭ系列信号を入力して開度を操作し、ＥＧＲ率及び吸気管内圧力の値を観測して、その入出力データから行列Ａ、Ｂを同定する。各操作部４５、４２、３３に入力するＭ系列信号は、互いに無相関なものとする。これにより、各値の相互干渉を考慮したモデルを作成することができる。
【００３５】
図３に、本実施形態の適応スライディングモード制御系のブロック線図を示す。スライディングモードコントローラ５１の設計手順には、切換超平面の設計と、状態量を切換超平面に拘束するための非線形切換入力の設計とが含まれる。１形のサーボ系を構成するべく、当初の状態量ベクトルＸに、目標値ベクトルＲと出力ベクトルＹとの偏差の積分値ベクトルＺを付加した新たな状態量ベクトルＸeを定義すると、下式（数２）に示す拡大系の状態方程式を得る。
【００３６】
【数２】
安定余裕を考慮し、切換超平面の設計にはシステムの零点を用いた設計手法を用いる。即ち、上式（数２）の拡大系がスライディングモードを生じているときの等価制御系が安定となるように超平面を設計する。切換関数σを式（数３）で定義すると、状態が超平面に拘束されている場合にσ＝０かつ式（数４）が成立する。
【００３７】
【数３】
【００３８】
【数４】
故に、スライディングモードが生じているときの線形入力（等価制御入力）は、下式（数５）となる。
【００３９】
【数５】
上式（数５）の線形入力を拡大系の状態方程式（数２）に代入すると、下式（数６）の等価制御系となる。
【００４０】
【数６】
この等価制御系が安定になるように超平面を設計することと、目標値Ｒを無視した系に対して設計することとは等価であるので、下式（数７）が成立する。
【００４１】
【数７】
上式（数７）の系に対して安定度εを考慮し、最適制御理論を用いてフィードバックゲインを求め、それを超平面とすると、下式（数８）となる。
【００４２】
【数８】
行列Ｐsは、リカッチ方程式（数９）の正定解である。
【００４３】
【数９】
リカッチ方程式（数９）におけるＱsは制御目的の重み行列で、非負定な対称行列である。ｑ1、ｑ2は偏差の積分Ｚに対する重みであり、制御系の周波数応答の速さの違いにより決定する。ｑ3、ｑ4は出力Ｙに対する重みであり、ゲインの大きさの違いにより決定する。また、リカッチ方程式（数９）におけるＲsは制御入力の重み行列で、正定対称行列である。εは安定余裕係数で、ε≧０となるように指定する。
【００４４】
なお、上記式（数８）、（数９）に替えて、以下に示す離散系の超平面構築式（数１０）及び代数リカッチ方程式（数１１）を用いてもよい。
【００４５】
【数１０】
【００４６】
【数１１】
超平面に拘束するための入力の設計には、最終スライディングモード法を用いる。ここでは、制御入力Ｕを、線形入力Ｕeqと新たな入力即ち非線形入力（非線形制御入力）Ｕnlとの和として、下式（数１２）で表す。
【００４７】
【数１２】
切換関数σを安定させたいので、σについてのリアプノフ関数を下式（数１３）のように選び、これを微分すると式（数１４）となる。
【００４８】
【数１３】
【００４９】
【数１４】
式（数１２）を式（数１４）に代入すると、下式（数１５）となる。
【００５０】
【数１５】
非線形入力Ｕnlを下式（数１６）とすると、リアプノフ関数の微分は式（数１７）となる。
【００５１】
【数１６】
【００５２】
【数１７】
従って、切換ゲインｋを正とすれば、リアプノフ関数の微分値を負とすることができ、スライディングモードの安定性が保証される。このときの制御入力Ｕは、下式（数１８）である。
【００５３】
【数１８】
ηはチャタリング低減のために導入した平滑化係数であって、η＞０である。
【００５４】
スライディングモード制御では、状態量を超平面に拘束するために非線形ゲインを大きくする必要がある。だが、非線形ゲインを大きくすると、制御入力にチャタリングが発生する。そこで、モデルの不確かさを、構造が既知でパラメータが未知な確定部分と、構造が未知だがその上界値が既知な不確定部分とに分ける。状態方程式（数１）に不確かさ（ｆ＋Δｆ）を加え、下式（数１９）で表す。
【００５５】
【数１９】
不確かさの確定部分ｆは、未知パラメータθを同定することで補償される。さすれば、切換ゲインは不確かさの不確定部分Δｆのみにかかることとなり、切換ゲインが不確実成分全体（ｆ＋Δｆ）にかかる場合と比べて制御入力のチャタリングを大幅に低減できる。
【００５６】
制御入力Ｕは、式（数１８）に適応項Ｕadを追加した下式（数２０）となる。
【００５７】
【数２０】
制御入力（数２０）におけるΓ1は、適応ゲイン行列である。関数ｈは、一般には状態量ｘ及び／または未知パラメータθの関数とするが、本実施形態ではｈをｘ及びθに無関係な単純式、定数とすることにより、ｘを速やかに収束させ、θの適応速度を高めるようにしている。特に、ｈ＝１とした場合、推定パラメータを下式（数２１）に則って同定することができる。
【００５８】
【数２１】
本実施形態では、ＥＧＲ率ｙ1及び吸気管内圧力ｙ2を制御出力変数とし、ＥＧＲバルブ４５の開度ｕ1、可変ターボのノズル４２の開度ｕ2及びスロットルバルブ３３の開度ｕ3を制御入力変数とした３入力２出力のフィードバック制御を行う。状態変数の個数（システムの次数）は、当初の系（数１）では出力変数の個数と同じく２、拡大系（数２）では４となる。制御出力及び状態量をこのように特定することで、排気ガスに直接触れる箇所に流量計等の計測器を設置する必要がなくなる。
【００５９】
尤も、本実施形態のような３入力２出力のシステムでは、ｄｅｔ（ＳＢe）＝０が成立し、行列（ＳＢe）は正則とはならない。そこで、逆行列（ＳＢe）-1を、一般化逆行列として算定する。一般化逆行列には、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列（ＳＢe）†を用いる。
【００６０】
ＥＧＲバルブ４５に係る制御入力ｕ1、ノズルベーン４２に係る制御入力ｕ2、Ｄスロットルバルブに係る制御入力ｕ3はそれぞれ、下式（数２２）に示すように、線形入力項と非線形入力項と適応項との和となる。
【００６１】
【数２２】
スライディングモードコントローラ５１が参照する状態量ベクトルＸe＝［ｘe1 ｘe2 ｘe3 ｘe4］Tは、その成分に、制御出力Ｙとその目標値Ｒとの偏差の時間積分ｘe1、ｘe2と、それ以外のものｘe3、ｘe4とを含んでいる。ｘe1及びｘe3は制御出力たるＥＧＲ率ｙ1に係り、ｘe2及びｘe4は制御出力たる吸気管内圧力ｙ2に係り、これら状態変数ｘe1及びｘe3、ｘe2及びｘe4は各制御出力ｙ1、ｙ2毎に個別のものとなっている。また、ｘe3、ｘe4は出力方程式（数１）を介して各制御出力ｙ1、ｙ2とそれぞれ結びついている。
【００６２】
しかして、補正制御部５２は、内燃機関２の現況に応じた制御の切り換えを司る。
【００６３】
＜１．運転領域の区分＞
本実施形態では、内燃機関２の運転領域の区分として、少なくとも下記の四種を想定している。
【００６４】
（ｉ）ＮＡ域（負圧域、無過給域）；アイドル運転のような低負荷領域、即ちエンジン回転数もトルクも低い領域である。ＮＡ域では、吸気管内圧力はおおよそ大気圧に近い大きさとなる。このとき、ノズルベーン４２の開度を幾ら変えても排気ターボ過給機が仕事をしてくれない状態になる。そして、吸気管内圧力の目標値が吸気管内圧力の実測値より少しでも高いと、ノズル開度が絞られ、ついには飽和（極小化）してそれ以上ノズル開度が変化しなくなる。となれば、排気ガス浄化能率の維持に重要なＥＧＲ率の制御に支障を来たしてしまいかねない。
【００６５】
（ii）ＥＧＲカット域；ＥＧＲ通路４３を経由したＥＧＲガスの還流を停止する領域である。高い出力トルクが必要とされる高回転高負荷領域や、燃焼不安定ないし失火のおそれのある高地（大気圧が低い状況）にてある程度以上の負荷運転を行うとき、暖気運転を要するとき等が、ＥＧＲカット域に該当する。
【００６６】
（iii）ＥＧＲカットＮＡ域；やはり、ＥＧＲ通路４３を経由したＥＧＲガスの還流を停止する領域である。ＥＧＲカット域との相異は、ＥＧＲカット域ではノズルベーン４２の開閉操作を通じて吸気管内圧力を増減させ得るのに対し、ＥＧＲカットＮＡ域ではそうではない点にある。例えば、ＤＰＦの再生を行うときや、高地にて低負荷低回転運転を行うとき等が、ＥＧＲカットＮＡ域に該当する。前者においては、（ＤＰＦに捕集しているＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を酸化させて除去する目的で）ポスト噴射等を伴いつつ高温の排気ガスをどんどんＤＰＦに送り込みＤＰＦの温度を高めなければならないので、吸気管内圧力制御の目的でノズルベーン４２の開度を絞りたくない。また、後者においては、燃焼不安定ないし失火を予防するべくＥＧＲをカットするが、元々排気ガス量が少なく排気圧も低いために、ＮＡ域と同様に排気ターボ過給機が仕事をしてくれないという事情がある。
【００６７】
（iv）ノーマル域；上記の何れにも該当せず、内燃機関２の制御をスライディングモードコントローラ５１に完全に委ねてよい領域である。
【００６８】
＜２．運転領域の判定＞
補正制御部５２は、エンジン回転数及び要求燃料噴射量（要求負荷）、冷却水温、大気圧、ＤＰＦの前後差圧等に基づいて、現在の内燃機関２の運転領域区分を判断する。
【００６９】
図４に、エンジン回転数及び燃料噴射量と運転領域との関係を示す。原則として、エンジン回転数及び燃料噴射量がそれぞれ閾値Ｌ1よりも低い低回転低負荷の領域をＮＡ域、エンジン回転数及び燃料噴射量がそれぞれ閾値Ｌ2よりも高い高回転高負荷の領域をＥＧＲカット域とし、それ以外の領域をノーマル域とする。現状の吸気管内圧力と大気圧との差が閾値よりも小さく、両者が大して違わないときに、ＮＡ域にあると判断してもよい。
【００７０】
例外的に、大気圧が閾値よりも低く、自動車が高地に所在していると考えられる状況下では、エンジン回転数及び燃料噴射量がそれぞれ閾値Ｌ3よりも低い低回転低負荷の領域をＥＧＲカットＮＡ域とし、中回転以上または中負荷以上の領域をＥＧＲカット域とする。なお、閾値Ｌ3は、そのときの大気圧や、外気温、冷却水温等の環境条件の値によって上下し得る。
【００７１】
また、ＤＰＦの前後差圧が所定値を超えており、エンジン回転数及び燃料噴射量がそれぞれ閾値Ｌ4よりも低い領域にあるときには、ＤＰＦ再生処理を実行するためのＥＧＲカットＮＡ域とする。並びに、冷却水温が所定値（典型的には、４０℃）を下回っているときには、暖機運転のためにＥＧＲカット域とする。
【００７２】
＜３．各運転領域における制御の補正＞
次いで、補正制御部５２は、現在の運転領域がＮＡ域、ＥＧＲカット域またはＥＧＲカットＮＡ域にあると判断した場合に、それぞれの領域毎に所要の補正を施す。
【００７３】
（ｉ）ＮＡ域にある期間；補正制御部５２は、スライディングモードコントローラ５１に与える目標値Ｒを切り換える。即ち、補正制御部５２は、ＮＡ域用の吸気管内圧力目標値ｐｉｍｔａｒｇを、目標値ｒ2としてスライディングモードコントローラ５１に与える。他方、ＥＧＲ率の目標値ｒ1については、エンジン回転数や燃料噴射量等に基づいて定まる本来の目標値をスライディングモードコントローラ５１に与え、制御出力ｙ1を目標値ｒ1に追従させる制御を継続させる。
【００７４】
そして、補正制御部５２は、同じｐｉｍｔａｒｇを、吸気管内圧力ｙ2及びｘe4（本実施形態では、状態量Ｘ＝出力Ｙとしていることに留意）としてスライディングモードコントローラ５１に与える。つまり、計測器１１、１２を介して検出した吸気管内圧力の実測値を無視する。これにより、ＮＡ域にある期間中、吸気管内圧力の偏差が０と見なされるとともに、状態変数ｘe2の更新が停止する。
【００７５】
また、補正制御部５２は、ノズルベーン４２の開度を、スライディングモードコントローラ５１が算出する制御入力値ｕ2によらない所定値に固定する。
【００７６】
以上に加え、補正制御部５２は、ＮＡ域にある期間中、吸気管内圧力ｙ2に係る状態変数ｘe2及びｘe4についての多項式Ｓ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4を０とする。
【００７７】
スライディングモードコントローラ５１が算出する非線形入力Ｕnlは、下式（数２３）に示す切換関数σに依存する。
【００７８】
【数２３】
Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4はそれぞれ、ｘe1に乗ずる列ベクトル、ｘe2に乗ずる列ベクトル、ｘe3に乗ずる列ベクトル、ｘe4に乗ずる列ベクトルである。既に述べた通り、状態変数ｘe1はＥＧＲ率ｙ1とその目標値ｒ1との偏差の積分であり、状態変数ｘe2は吸気管内圧力ｙ2とその目標値ｒ2との偏差の積分である。並びに、状態変数ｘe3はＥＧＲ率ｙ1そのものであり、状態変数ｘe4は吸気管内圧力ｙ2そのものである。
【００７９】
ＮＡ域では、ノズルベーン４２を開閉操作しても排気ターボが殆ど仕事をしてくれないことから、吸気管内圧力ｙ2の制御を度外視してＥＧＲ率ｙ1の制御に注力した方がよい。つまり、式（数２３）におけるＳ2ｘe2の項及びＳ4ｘe4の項が必要ない。よって、ＮＡ域にある期間中、Ｓ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4＝０となるように状態変数ｘe2、ｘe4を反復継続的に書き換えて、これら状態変数ｘe2、ｘe4が非線形入力Ｕnlに与える影響を除去する。
【００８０】
但し、状態変数ｘe4は線形入力Ｕeqにも影響を及ぼすので、ｘe4を書き換えることは得策でない。翻って、状態変数ｘe2は線形入力Ｕeqに影響を及ぼさない（行列Ａeの定義に留意）。従って、状態変数ｘe2を書き換えることを通じて、Ｓ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4＝０を実現する。そのために必要なｘe2は、下式（数２４）となる。
【００８１】
【数２４】
行列Ｓ2は正方行列ではない。そこで、逆行列Ｓ2-1を、一般化逆行列として算定する。一般化逆行列には、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列Ｓ2†を用いる。
【００８２】
（ii）ＥＧＲカット域にある期間；補正制御部５２は、スライディングモードコントローラ５１に与える目標値Ｒを切り換える。即ち、補正制御部５２は、ＥＧＲカット用のＥＧＲ率目標値ｅｇｒｔａｒｇを、目標値ｒ1としてスライディングモードコントローラ５１に与える。このｅｇｒｔａｒｇは、通常０である。他方、吸気管内圧力の目標値ｒ2については、エンジン回転数や燃料噴射量等に基づいて定まる本来の目標値をスライディングモードコントローラ５１に与え、制御出力ｙ2を目標値ｒ2に追従させる制御を継続させる。
【００８３】
そして、補正制御部５２は、同じｅｇｒｔａｒｇを、ＥＧＲ率ｙ1及びｘe3としてスライディングモードコントローラ５１に与える。つまり、計測器１１、１２を介して検出したＥＧＲ率の実測値を無視する。これにより、ＥＧＲカット域にある期間中、吸気管内圧力の偏差が０と見なされるとともに、状態変数ｘe1の更新が停止する。
【００８４】
また、補正制御部５２は、ＥＧＲバルブ４５及びＤスロットルバルブ３３のそれぞれの開度を、スライディングモードコントローラ５１が演算した制御入力ｕ1、ｕ3によらない値に強制操作する。通常は、ＥＧＲバルブ４５を全閉するとともに、Ｄスロットルバルブ３３を全開または大きく開放した開度値に固定する。
【００８５】
以上に加え、補正制御部５２は、ＥＧＲカット域にある期間中、ＥＧＲ率ｙ1に係る状態変数ｘe1及びｘe3についての多項式Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3を０とする。
【００８６】
ＥＧＲカット中は、ＥＧＲバルブ４５を強制的に全閉してしまうことから、ＥＧＲ率ｙ1の制御を考慮しなくてよい。つまり、上式（数２３）におけるＳ1ｘe1の項及びＳ3ｘe3の項が必要ない。よって、ＥＧＲカット域にある期間中、Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3＝０となるように状態変数ｘe1、ｘe3を反復継続的に書き換えて、これら状態変数ｘe1、ｘe3が非線形入力Ｕnlに与える影響を除去する。
【００８７】
但し、状態変数ｘe3は線形入力Ｕeqにも影響を及ぼすので、ｘe3を書き換えることは得策でない。翻って、状態変数ｘe1は線形入力Ｕeqに影響を及ぼさない。従って、状態変数ｘe1を書き換えることを通じて、Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3＝０を実現する。そのために必要なｘe1は、下式（数２５）となる。
【００８８】
【数２５】
行列Ｓ1は正方行列ではない。そこで、逆行列Ｓ1-1を、一般化逆行列として算定する。一般化逆行列には、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列Ｓ1†を用いる。
【００８９】
（iii）ＥＧＲカットＮＡ域にある期間；補正制御部５２は、ＥＧＲカット用のＥＧＲ率目標値ｅｇｒｔａｒｇを、目標値ｒ1としてスライディングモードコントローラ５１に与える。他方、吸気管内圧力の目標値ｒ2については、ＤＰＦの再生処理を行う場合を除き、エンジン回転数や燃料噴射量等に基づいて定まる本来の目標値をスライディングモードコントローラ５１に与える。ＤＰＦの再生処理を行う場合には、大気圧以下（または、０以下）の所定値を、吸気管内圧力の目標値ｒ2としてスライディングモードコントローラ５１に与える。ＤＰＦの再生期間は、ノズルベーン４２をできる限り大きく開き、かつＤスロットルバルブ３３をできる限り小さく絞っておきたいことによる。
【００９０】
そして、補正制御部５２は、同じｅｇｒｔａｒｇを、ＥＧＲ率ｙ1及びｘe3としてスライディングモードコントローラ５１に与える。
【００９１】
また、補正制御部５２は、ＥＧＲバルブ４５の開度を、スライディングモードコントローラ５１が演算した制御入力ｕ1によらずに全閉する。並びに、ノズルベーン４２の開度を、スライディングモードコントローラ５１が演算した制御入力ｕ2によらない値に強制操作する。例えば、標高の高い場所での低回転低負荷運転ではノズルベーン４２を絞り気味の開度に固定し、ＤＰＦの再生処理ではノズルベーン４２を全開に近い開き気味の開度に固定する。このときのノズルベーン４２の開度を、エンジン回転数及び燃料噴射量の多寡に応じて決定するようにしてもよい。
【００９２】
但し、ＥＧＲカットＮＡ域において、ノズルベーン４２の開度操作をスライディングモードコントローラ５１に委ね続ける、即ちスライディングモードコントローラが演算した制御入力ｕ2をそのままノズルベーン４２に与え続けることを妨げない。
【００９３】
以上に加え、補正制御部５２は、ＥＧＲカットＮＡ域にある期間中、ＥＧＲ率ｙ1に係る状態変数ｘe1及びｘe3についての多項式Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3を０とする。即ち、状態変数ｘe1を、式（数２５）に則って逆算した値に反復的に書き換え続ける。
【００９４】
（iv）ノーマル域にある期間；ノーマル域においては、これらの如き補正をせず、プラントを完全にスライディングモードコントローラ５１の制御下に置く。
【００９５】
＜４．運転領域の遷移時の処理＞
のみならず、補正制御部５２は、運転領域がある領域区分から他の領域区分へと遷移する際に、必要な遷移処理を実行する。この処理は、運転領域の遷移の前後で各バルブ４５、４２、３３の開度がステップ的に大きく変動することを抑止するためのものである。
【００９６】
一例として、ＥＧＲカット域からノーマル域へと遷移する場合を考える。ＥＧＲカット域では、ＥＧＲバルブ４５を強制全閉し、Ｄスロットルバルブ３３を強制全開しているが、ノーマル域では、全てのバルブ４５、４２、３３をスライディングモードコントローラ５１による操作に委ねる。スライディングモードコントローラ５１は、ＥＧＲカット中も各バルブ４５、４２、３３毎の制御入力値ｕ1、ｕ2、ｕ3の演算を反復継続しており、ＥＧＲカットの終了とともにその時点における算出値ｕ1、ｕ2、ｕ3が各バルブ４５、４２、３３に与えられる。このときに、ｕ1が全閉しているＥＧＲバルブ４５の実開度（０％）から乖離していたり、ｕ3が全開しているＤスロットルバルブ３３の実開度（１００％）から乖離していたりすると、ＥＧＲバルブ４５やＤスロットルバルブ３３が急激に操作されて制御入出力のハンチングの引き金となりかねない。
【００９７】
そこで、本実施形態では、運転領域の遷移の前後を通じてコントローラ５１が算出する制御入力Ｕの非線形入力項Ｕnlが極力変動しないよう、運転領域の遷移時に状態変数Ｘeの書き換え処理を行うこととしている。
【００９８】
式（数２３）より、運転領域の遷移直後に実現したい非線形入力Ｕnl’を、下式（数２６）とおく。
【００９９】
【数２６】
上式（数２６）において、ｐＳＢeij（ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）は逆行列（ＳＢe）†の成分であり、ベクトルｐＳＢeiは逆行列（ＳＢe）†のｉ行成分を包括した行ベクトルである。また、ｊσi（ｉ＝１，２，３）は、（−（ＳＢe）†）に乗ずる因数ベクトルＪΣ（数２７）の成分である。
【０１００】
【数２７】
運転領域の遷移直後の因数、切換関数、切換ゲイン及び平滑化係数をそれぞれＪΣn、σn、ｋn及びηnとおくと、式（数２７）より下式（数２８）が成立する。
【０１０１】
【数２８】
切換関数ベクトルσn＝［σn1 σn2 σn3］Tとすると、因数ベクトルＪΣnの各成分ｊσi（ｉ＝１，２，３）について、ｊσi＞０であれば式（数２９）が、ｊσi≦０であれば式（数３０）が成立する。
【０１０２】
【数２９】
【０１０３】
【数３０】
式（数２９）を変形すれば式（数３１）となり、式（数３０）を変形すれば式（数３２）となる。
【０１０４】
【数３１】
【０１０５】
【数３２】
式（数３１）ないし（数３２）により、非線形入力項Ｕnl’を実現する切換関数σnが明らかとなる。この切換関数σnから、状態量Ｘeを逆算することが可能である。但し、本実施形態では、ｘe3はＥＧＲ率そのものであり、ｘe4は吸気管内圧力そのものである。また、状態変数ｘe1及びｘe2は、非線形入力Ｕnlに影響を及ぼすが、線形入力Ｕeqには影響を及ぼさない。それ故、補正制御部５２は、状態変数ｘe3及びｘe4を書き換えることはせず、状態変数ｘe1及びｘe2を書き換えることによって式（数３１）ないし（数３２）に示している切換関数σnを実現する。そのために必要となるｘe1及びｘe2は、式（数２３）から求めることができる。
【０１０６】
なお、運転領域の遷移直後にとるべき非線形入力Ｕnl’は、その遷移前に属していた領域区分に応じて異なる。
【０１０７】
（ｉ）ＮＡ域から他の領域へと遷移する場合；Ｕnl’は、その遷移の発生直前の時点でコントローラ５１が算出した非線形入力項Ｕnl＝［ｕnl1 ｕnl2 ｕnl3］Tに等しくする。
【０１０８】
（ii）ＥＧＲカット域から他の領域へと遷移する場合；ＥＧＲカット域では、ＥＧＲバルブ４５を強制全閉し、Ｄスロットルバルブを強制全開している。よって、Ｕnl’＝［０％ ｕnl2 １００％］Tとする。ｕnl2は、運転領域の遷移の発生直前の時点でコントローラ５１が算出した、ノズルベーン４２の開度に係る非線形入力項である。
【０１０９】
（iii）ＥＧＲカット域から他の領域へと遷移する場合；ＥＧＲカットＮＡ域では、少なくともＥＧＲバルブ４５を強制全閉している。その上で、ノズルベーン４２を強制全開しているのであれば、Ｕnl’＝［０％ １００％ ｕnl3］Tとする。ｕnl3は、運転領域の遷移の発生直前の時点でコントローラ５１が算出した、Ｄスロットルバルブ３３の開度に係る非線形入力項である。ＥＧＲカットＮＡ域において、ノズルベーン４２をＤスロットルバルブ３３とともにコントローラ５１の操作に委ねていたのであれば、Ｕnl’＝［０％ ｕnl2 ｕnl3］Tとする。
【０１１０】
（iv）ノーマル域から他の領域へと遷移する場合；ＮＡ域からの遷移の場合と同様に、Ｕnl’＝［ｕnl1 ｕnl2 ｕnl3］Tとする。
【０１１１】
さらに、切換関数σn、さらには状態変数ｘe1、ｘe2の逆算における制約条件が、遷移先の領域区分に応じて異なる。
【０１１２】
（ｉ）他の領域からＮＡ域へと遷移する場合；ＮＡ域では、ノズルベーン４２をスライディングモードコントローラ５１の演算結果によらずに強制操作する。従って、Ｕnl’の成分のうちのｕnl2’を度外視することができるので、式（数２６）より、因数ＪΣnを下式（数３３）のように求めることができる。
【０１１３】
【数３３】
上式（数３３）の右辺の逆行列［ｐＳＢe1 ｐＳＢe3］T(-1)は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe1 ｐＳＢe3］T†として算定する。式（数３３）に示す因数ＪΣnから、所望の非線形入力Ｕnl’を実現する切換関数σnを得ることができる。
【０１１４】
但し、ＮＡ域においては、状態変数ｘe2は式（数２４）に則って算定される。つまり、ｘe2は既に制約されている。式（数２４）の制約の下、切換関数σnひいては非線形入力Ｕnl’を実現するためには、運転領域が遷移した時点における状態変数ｘe1を下式（数３４）のように定める必要がある。
【０１１５】
【数３４】
既に述べた通り、逆行列Ｓ1-1は、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列Ｓ1†として算定する。
【０１１６】
（ii）他の領域からＥＧＲカット域へと遷移する場合；ＥＧＲカット域では、ＥＧＲバルブ４５及びＤスロットルバルブ３３をスライディングモードコントローラ５１の演算結果によらずに強制操作する。従って、Ｕnl’の成分のうちのｕnl1’及びｕnl3’を度外視することができるので、式（数２６）より、因数ＪΣnを下式（数３５）のように求めることができる。
【０１１７】
【数３５】
上式（数３５）の右辺の逆行列［ｐＳＢe2］-1は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe2］†として算定する。式（数３５）に示す因数ＪΣnから、所望の非線形入力Ｕnl’を実現する切換関数σnを得ることができる。
【０１１８】
但し、ＥＧＲカット域においては、状態変数ｘe1は式（数２５）に則って算定される。つまり、ｘe1は既に制約されている。式（数２５）の制約の下、切換関数σnひいては非線形入力Ｕnl’を実現するためには、運転領域が遷移した時点における状態変数ｘe2を下式（数３６）のように定める必要がある。
【０１１９】
【数３６】
（iii）他の領域からＥＧＲカットＮＡ域へと遷移する場合；ＥＧＲカットＮＡ域では、少なくともＥＧＲバルブ４５をスライディングモードコントローラ５１の演算結果によらずに強制操作する。その上で、ノズルベーン４２をも強制操作しているのであれば、Ｕnl’の成分のうちのｕnl1’及びｕnl2’を度外視することができるので、式（数２６）より、因数ＪΣnを下式（数３７）のように求めることができる。
【０１２０】
【数３７】
上式（数３７）の右辺の逆行列［ｐＳＢe3］-1は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe3］†として算定する。あるいは、ノズルベーン４２を強制操作せずスライディングモードコントローラ５１に委ねるのであれば、Ｕnl’の成分のうちのｕnl1’のみを度外視することができて、因数ＪΣnを下式（数３８）のように求めることができる。
【０１２１】
【数３８】
上式（数３８）の右辺の逆行列［ｐＳＢe2 ｐＳＢe3］T(-1)は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe2 ｐＳＢe3］T†として算定する。式（数３７）または式（数３８）に示す因数ＪΣnから、所望の非線形入力Ｕnl’を実現する切換関数σnを得ることができる。
【０１２２】
但し、ＥＧＲカットＮＡ域においても、ＥＧＲカット域と同じく、状態変数ｘe1は式（数２５）に則って算定される。式（数２５）の制約の下、切換関数σnひいては非線形入力Ｕnl’を実現するためには、運転領域が遷移した時点における状態変数ｘe2を式（数３６）のように定める必要がある。
【０１２３】
（iv）他の領域からノーマル域へと遷移する場合；ノーマル域では、全てのバルブ４５、４２、３３の操作をスライディングモードコントローラ５１に委ねるので、式（数２６）より、因数ＪΣnを下式（数３９）のように求める。
【０１２４】
【数３９】
上式（数３９）の右辺の逆行列［ｐＳＢe1 ｐＳＢe2 ｐＳＢe3］T(-1)は、一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［ｐＳＢe1 ｐＳＢe2 ｐＳＢe3］T†として算定する。式（数３９）に示す因数ＪΣnから、所望の非線形入力Ｕnl’を実現する切換関数σnを得ることができる。
【０１２５】
切換関数σnひいては非線形入力Ｕnl’を実現するためには、運転領域が遷移した時点における状態変数ｘe1及びｘe2を、式（数４０）のように定める必要がある。
【０１２６】
【数４０】
行列［Ｓ1 Ｓ2］は正方行列ではない。よって、これを一般化逆行列、例えばムーア・ペンローズ型の逆行列［Ｓ1 Ｓ2］†として算定する。
【０１２７】
＜５．切換ゲインｋ、平滑化係数ηの切り換え＞
ところで、スライディングモードコントローラ５１の設計においては、特定の運転領域、即ちあるエンジン回転数及び要求燃料噴射量の下における内燃機関２のノミナルモデル（行列Ａ、Ｂ）を同定し、状態方程式（数２）を得て切換超平面Ｓを導出している。このノミナルモデルと実プラントとの間のモデル化誤差（摂動）は、ノーマル域では比較的小さいが、それ以外の領域では拡大する。この摂動を抑制するためには、ＮＡ域、ＥＧＲカット域、ＥＧＲカットＮＡ域及びノーマル域といった各領域区分毎に、相異なる切換ゲインｋ及び／または平滑化係数ηを設定することが好ましい。
【０１２８】
ＥＣＵ５のＲＯＭまたはフラッシュメモリには予め、図４に示しているような、各領域区分と、切換ゲインｋ及び／または平滑化係数ηとの関係を定めたマップが記憶されている。補正制御部５２は、このマップデータを参照して、式（数２８）に含まれているｋn及び／またはηnを決定する。即ち、内燃機関２またはそれに付帯する装置の現在状況に関する指標値（エンジン回転数及び燃焼噴射量、冷却水温、大気圧、ＤＰＦの前後差圧等）をキーとしてマップを検索し、設定するべきｋn及び／またはηnを知得して、そのｋn及び／またはηnを用いた状態変数ｘe1、ｘe2の逆算を行う。図５に、ＮＡ域からノーマル域に遷移するケースを概念的に例示している。
【０１２９】
図６及び図７に、ＥＣＵ５が実行する処理の手順例を示す。ＥＣＵ５は、エンジン回転数及び要求燃料噴射量、冷却水温、大気圧、ＤＰＦの前後差圧等を参照して、現在の運転領域がＮＡ域／ＥＧＲカット域／ＥＧＲカットＮＡ域／ノーマル域の何れの区分に該当するのかを判定する（ステップＳ１）。そして、現在の運転領域が、その直前の演算処理ループにおける運転領域から遷移したかどうかを判断する（ステップＳ２）。
【０１３０】
運転領域の遷移が発生していない場合において、ノーマル域では（ステップＳ３）、スライディングモード制御の手法に則って制御入力Ｕを算出し（ステップＳ４）、算出した制御入力Ｕをそのまま操作部４５、４２、３３に与えてこれらを操作する（ステップＳ５）。ノーマル域以外の領域では、現在の運転領域の区分に応じて式（数２４）を満たす状態変数ｘe2または式（数２５）を満たす状態変数ｘe1を逆算し（ステップＳ６）、ＥＣＵ５のメモリに記憶保持しているｘe1またはｘe2の書き換えを行う（ステップＳ７）。その上で、スライディングモード制御の手法に則って制御入力Ｕを算出して（ステップＳ８）、操作部４５、４２、３３を操作する（ステップＳ９）。但し、ステップＳ９では、現在の運転領域の区分に応じて、ＥＧＲバルブ４５、ノズルベーン４２またはＤスロットルバルブ３３の何れかを制御入力値ｕ1、ｕ2、ｕ3によらない開度に強制操作する処理が付加される。
【０１３１】
運転領域の遷移が発生した場合においては、エンジン回転数及び要求燃料噴射量等に基づいて設定するべき切換ゲインｋn及び／または平滑化係数ηnを知得し（ステップＳ１０）、ＥＣＵ５のメモリに記憶保持しているｋn及び／またはηnの書き換えを行う（ステップＳ１１）。さらに、遷移前の運転領域の区分に応じて、遷移直後の時点で算出されるべき非線形入力項Ｕnl’を決定する（ステップＳ１２）。しかる後、このＵnl’を実現し、なおかつ現在の運転領域の区分に応じて式（数２４）または式（数２５）を満たすように状態変数ｘe1及びｘe2逆算して（ステップＳ１３）、ＥＣＵ５のメモリに記憶保持しているｘe1及びｘe2の書き換えを行う（ステップＳ１４）。その上で、現在の運転領域の区分がノーマル域であれば（ステップＳ１５）ステップＳ４及びＳ５を実施し、ノーマル域以外であればステップＳ８及びＳ９を実施する。
【０１３２】
ＥＣＵ５は、上記のステップＳ１ないしＳ１５を反復する。
【０１３３】
本実施形態によれば、内燃機関２またはこれに付帯する装置に係る第一の制御出力ｙ1（または、ｙ2）及び第二の制御出力ｙ2（ｙ1）をそれぞれの目標値ｒ1、ｒ2に追従させるスライディングモード制御を実施するものであって、第一の制御出力ｙ1（ｙ2）に関連する状態変数であり第一の制御出力ｙ1（ｙ2）とその目標値ｒ1（ｒ2）との偏差の時間積分ｘe1（ｘe2）及びそれ以外のものｘe3（ｘe4）、並びに、第二の制御出力ｙ2（ｙ1）に関連する状態変数であり第二の制御出力ｙ2（ｙ1）とその目標値ｒ2（ｒ1）との偏差の時間積分ｘe2（ｘe1）及びそれ以外のものｘe4（ｘe3）を含む、各制御出力ｙ1、ｙ2毎に個別の状態変数Ｘeを参照して、線形入力Ｕeq及び非線形入力Ｕnlを反復的に演算するスライディングモードコントローラ５１と、第二の制御出力ｙ2（ｙ1）の偏差を０と見なすＮＡ域（ＥＧＲカット域若しくはＥＧＲカットＮＡ域）の期間にあるときに、前記非線形入力Ｕnlを規定する、当該第二の制御出力ｙ2（ｙ1）に係る状態変数ｘe2及びｘe4（ｘe1及びｘe3）ついての多項式Ｓ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4（Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3）を０とする補正制御部５２とを具備してなり、前記補正制御部５２は、前記期間への突入時、前記非線形入力Ｕnlを規定する切換ゲインｋ及び平滑化係数ηのうち一方または両方を変更するとともに、その変更をした後の非線形入力Ｕnlがその変更をする前の非線形入力Ｕnl’と同値となるような状態変数ＸeをＳ2ｘe2＋Ｓ4ｘe4＝０（Ｓ1ｘe1＋Ｓ3ｘe3＝０）の制約条件の下で逆算して状態変数Ｘeを書き換える制御装置５を構成したため、切換ゲインｋ及び／または平滑化係数ηの適宜変更を通じてプラントの入出力特性の変化に追随し、摂動の過大化を防止することができる。
【０１３４】
しかも、ＮＡ域におけるｘe2の固定値、またはＥＧＲカット域若しくはＥＧＲカットＮＡ域におけるｘe1の固定値が恒常的に一定とならないことに起因した不都合を緩和ないし解消できる。即ち、ＮＡ域、ＥＧＲカット域、ＥＧＲカットＮＡ域等における燃費や燃焼安定性の悪化、エンジン出力のばらつき、これらの領域からノーマル域に復帰する際の制御追従性の一時的劣化等を回避することが可能となる。
【０１３５】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ＥＧＲ制御における制御入力変数は、ＥＧＲバルブ開度、可変ノズルターボ開度及びスロットルバルブ開度には限定されない。制御出力変数も、ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）及び吸気管内圧力（または、吸気量）には限定されない。新たな入力変数、出力変数を付加して、４入力３出力の３次システムを構築するようなことも可能である。例えば、吸気系に過給機（のコンプレッサ）をバイパスする通路が存在している場合、その通路上に設けられたバルブをも操作することがある。このとき、当該バイパス通路内の圧力または流量等を制御出力変数に含め、当該バイパス通路上のバルブの開度を制御入力変数に含めることができる。
【０１３６】
その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、例えば、過給機及びＥＧＲ装置が付帯した内燃機関のＥＧＲ率を制御するための制御コントローラとして利用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
５…ＥＣＵ（制御装置）
５１…適応スライディングモードコントローラ
５２…補正制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関またはこれに付帯する装置に係る第一の制御出力及び第二の制御出力をそれぞれの目標値に追従させるスライディングモード制御を実施するものであって、
第一の制御出力に関連する状態変数であり第一の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ1z及びそれ以外のものｘ1y、並びに、第二の制御出力に関連する状態変数であり第二の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ2z及びそれ以外のものｘ2yを含む、各制御出力毎に個別の状態変数を参照して、線形入力及び非線形入力を反復的に演算するスライディングモードコントローラと、
第二の制御出力の偏差を０と見なす特定期間にあるときに、前記非線形入力を規定する、当該第二の制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする補正制御部と
を具備してなり、
前記補正制御部は、前記特定期間への突入時、前記非線形入力を規定する切換ゲイン及び平滑化係数のうち一方または両方を変更するとともに、その変更をした後の非線形入力がその変更をする前の非線形入力と同値となるような状態変数をＳ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０の制約条件の下で逆算して状態変数を書き換える
ことを特徴とする制御装置。
但し、Ｓ2zは切換超平面を構成する行列Ｓの成分のうち前記状態変数ｘ2zに乗ずる列ベクトルであり、Ｓ2yは同行列Ｓの成分のうち前記状態変数ｘ2yに乗ずる列ベクトルである
【請求項２】
前記補正制御部は、前記特定期間において、当該第二の制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについてＳ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０となるようなｘ2zを逆算してｘ2zを書き換える請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置が付帯した内燃機関を制御するものであり、
前記第二の制御出力は、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量であり、
前記補正制御部は、ＥＧＲガスの還流を停止するＥＧＲカットを実施する期間において、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量とその目標値との偏差を０と見なすとともに、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量に係る前記状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする請求項１または２記載の制御装置。
【請求項４】
排気ターボ過給機が付帯した内燃機関を制御するものであり、
前記第二の制御出力は、吸気管内圧力または吸気量であり、
前記補正制御部は、エンジン回転数及び要求燃料噴射量が低く吸気管内圧力が大気圧に近い値をとる期間において、吸気管内圧力または吸気量とその目標値との偏差を０と見なすとともに、吸気管内圧力または吸気量に係る前記状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする請求項１または２記載の制御装置。
【請求項１】
内燃機関またはこれに付帯する装置に係る第一の制御出力及び第二の制御出力をそれぞれの目標値に追従させるスライディングモード制御を実施するものであって、
第一の制御出力に関連する状態変数であり第一の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ1z及びそれ以外のものｘ1y、並びに、第二の制御出力に関連する状態変数であり第二の制御出力とその目標値との偏差の時間積分ｘ2z及びそれ以外のものｘ2yを含む、各制御出力毎に個別の状態変数を参照して、線形入力及び非線形入力を反復的に演算するスライディングモードコントローラと、
第二の制御出力の偏差を０と見なす特定期間にあるときに、前記非線形入力を規定する、当該第二の制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする補正制御部と
を具備してなり、
前記補正制御部は、前記特定期間への突入時、前記非線形入力を規定する切換ゲイン及び平滑化係数のうち一方または両方を変更するとともに、その変更をした後の非線形入力がその変更をする前の非線形入力と同値となるような状態変数をＳ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０の制約条件の下で逆算して状態変数を書き換える
ことを特徴とする制御装置。
但し、Ｓ2zは切換超平面を構成する行列Ｓの成分のうち前記状態変数ｘ2zに乗ずる列ベクトルであり、Ｓ2yは同行列Ｓの成分のうち前記状態変数ｘ2yに乗ずる列ベクトルである
【請求項２】
前記補正制御部は、前記特定期間において、当該第二の制御出力に係る状態変数ｘ2z及びｘ2yについてＳ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2y＝０となるようなｘ2zを逆算してｘ2zを書き換える請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置が付帯した内燃機関を制御するものであり、
前記第二の制御出力は、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量であり、
前記補正制御部は、ＥＧＲガスの還流を停止するＥＧＲカットを実施する期間において、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量とその目標値との偏差を０と見なすとともに、ＥＧＲ率またはＥＧＲ量に係る前記状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする請求項１または２記載の制御装置。
【請求項４】
排気ターボ過給機が付帯した内燃機関を制御するものであり、
前記第二の制御出力は、吸気管内圧力または吸気量であり、
前記補正制御部は、エンジン回転数及び要求燃料噴射量が低く吸気管内圧力が大気圧に近い値をとる期間において、吸気管内圧力または吸気量とその目標値との偏差を０と見なすとともに、吸気管内圧力または吸気量に係る前記状態変数ｘ2z及びｘ2yについての多項式Ｓ2zｘ2z＋Ｓ2yｘ2yを０とする請求項１または２記載の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−４３１５２（Ｐ２０１１−４３１５２Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９３６５８（Ｐ２００９−１９３６５８）
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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