JP5363899B2 - 吸気系制御装置、吸気系制御方法 - Google Patents
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Description
後述の定常値決定部は例えば、計画器12である。
後述のゲイン決定部は例えば、ゲイン行列算出部31である。
後述の第1入力算出部は、減算部22、積分部32、変動値算出部33、加算部23である。
後述の第2関係記憶部は例えば、第2テーブル記憶部15である。
後述の第1対応値決定部は例えば、第1対応値決定部47a,47b,47c,47d,47eである。
後述の第2対応値決定部は例えば、第2対応値決定部16である。
後述の出力変動値算出部は例えば、減算部22である。
後述の入力変動値算出部は例えば、積分部32、変動値算出部33である。
後述の第2入力算出部は例えば、加算部23である。
後述の第2出力ゲインは例えば、Abである。
後述の決定された入力ゲインは例えば、Adである。
後述の第1入力ゲインは例えば、Baである。
後述の第2入力ゲインは例えば、Bbである。
後述の決定された入力ゲインは例えば、Bdである。
後述の特定バルブ開度は例えば、eaである。
後述の第1範囲は例えば、EGRが所定のEGR閾値以上である状態である。
後述の第2範囲は例えば、EGRが所定のEGR閾値より小さい状態である。
(付記1)
エンジンの運転条件を取得する取得部と、
前記エンジンの吸気系で、且つ排気再還流部と可変ノズルターボチャージャと新気流量センサと吸気圧センサとを有する前記吸気系で、且つ前記排気再還流部におけるバルブ開度と可変ノズルターボチャージャにおける可変翼開度とを含む吸気系入力が入力される前記吸気系で、且つ前記新気流量センサにより計測された新気流量と前記吸気圧センサにより計測された吸気圧とを含む吸気系出力が出力される前記吸気系に関し、前記取得された運転条件に基づいて、前記取得された運転条件且つ定常状態の吸気系入力である入力定常値と前記取得された運転条件且つ定常状態の吸気系出力である出力定常値とを決定する定常値決定部と、
前記吸気系の制御のための状態空間モデルで、且つ前記バルブ開度の変動と前記可変翼開度の変動とをモデル入力とする前記状態空間モデルで、且つ前記新気流量の変動と前記吸気圧の変動とをモデル出力とする前記状態空間モデルに関し、前記運転条件と前記バルブ開度と前記状態空間モデル内のゲインとの第1関係に基づいて、前記取得された運転条件と前記バルブ開度から前記ゲインを決定するゲイン決定部と、
前記決定されたゲインを有する前記状態空間モデルを用いて、前記取得された運転条件と前記入力定常値と前記出力定常値と前記吸気系出力とから、吸気系入力を算出する第1入力算出部と、
を備える吸気系制御装置。
(付記2)
前記ゲインは、前記モデル出力へ乗算される出力ゲインと前記モデル入力へ乗算される入力ゲインとを含み、
前記ゲイン決定部は、
前記運転条件と、第1状態におけるバルブ開度である特定バルブ開度と、前記第1状態における出力ゲインである第1出力ゲインと、前記第1状態における入力ゲインである第1入力ゲインと、前記第1状態に比べて前記バルブ開度が小さい第2状態における出力ゲインである第2出力ゲインと、前記第2状態における入力ゲインである第2入力ゲインと、の前記第1関係を記憶する第1関係記憶部と、
前記第1関係に基づいて、前記取得された運転条件に対応する特定バルブ開度と、前記取得された運転条件に対応する第1出力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第2出力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第1入力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第2入力ゲインと、を決定する第1対応値決定部と、
前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとに基づいて、前記出力ゲインを決定する出力ゲイン決定部と、
前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとに基づいて、前記入力ゲインを決定する入力ゲイン決定部と、
を備える、
付記1に記載の吸気系制御装置。
(付記3)
前記運転条件は、第1運転条件量及び第2運転条件量を含み、
前記出力ゲイン及び前記入力ゲインは、それぞれ2行2列の行列である、
付記2に記載の吸気系制御装置。
(付記4)
前記第1運転条件量は、前記エンジンの回転数であり、
前記第2運転条件量は、前記エンジンへの燃料の噴射量である、
付記3に記載の吸気系制御装置。
(付記5)
前記第1状態は、前記新気流量に対する前記バルブ開度の制御と前記吸気圧に対する前記可変翼開度の制御とが互いに独立に行われた場合の、前記バルブ開度及び前記可変翼開度の定常状態であり、
前記第2状態は、前記バルブ開度が最小に固定された場合で、且つ前記吸気圧に対する前記可変翼開度の制御が行われた場合の、前記可変翼開度の定常状態である、
付記2に記載の吸気系制御装置。
(付記6)
前記第1関係記憶部は、複数の運転条件と、前記複数の運転条件の夫々に対応する特定バルブ開度と、前記複数の運転条件の夫々に対応する第1出力ゲインと、前記複数の運転条件の夫々に対応する第2出力ゲインと、前記複数の運転条件の夫々に対応する第1入力ゲインと、前記複数の運転条件の夫々に対応する第2入力ゲインと、を記憶し、
前記出力ゲイン決定部は、前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとを前記記憶部から取得し、前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度とに応じて補間することにより、前記出力ゲインを算出し、
前記入力ゲイン決定部は、前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとを前記記憶部から取得し、前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度とに応じて補間することにより、前記入力ゲインを算出する、
付記5に記載の吸気系制御装置。
(付記7)
前記出力ゲイン決定部は、前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度との比に応じて線形補間することにより、前記出力ゲインを算出し、
前記入力ゲイン決定部は、前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度との比に応じて線形補間することにより、前記入力ゲインを算出する、
付記6に記載の吸気系制御装置。
(付記8)
前記定常値決定部は、
前記運転条件と前記出力定常値と前記入力定常値との第2関係を記憶する第2関係記憶部と、
前記第1関係に基づいて、前記取得された運転条件に対応する出力定常値と、前記取得された運転条件に対応する入力定常値と、を決定する第2対応値決定部と、
を備える、
付記1に記載の吸気系制御装置。
(付記9)
前記第1入力算出部は、
前記出力定常値と前記吸気系出力とに基づいて、吸気系出力の変動である出力変動値を算出する出力変動値算出部と、
前記決定されたゲインを含む状態空間モデルに基づいて、前記出力変動値と前記吸気系出力と前記取得された運転条件から、吸気系入力の変動である入力変動値を算出する入力変動値算出部と、
前記入力定常値と前記入力変動値とに基づいて、吸気系入力を算出する第2入力算出部と、
を備える、
付記1に記載の吸気系制御装置。
(付記10)
前記出力変動値算出部は、前記出力定常値から前記吸気系出力を減算することにより、前記出力変動値を算出し、
前記第2入力算出部は、前記入力定常値と前記入力変動値とを加算することにより、前記吸気系入力を算出する、
付記9に記載の吸気系制御装置。
(付記11)
前記入力変動値算出部は、前記状態空間モデルに基づいて、最適制御とILQ制御とロバスト制御とのいずれか一つを行う、
付記9に記載の吸気系制御装置。
(付記12)
前記第1状態において、第1範囲内の可変翼開度の所定変化量に対するバルブ開度の変化量と、前記第1範囲より低い第2範囲内の可変翼開度の前記所定変化量に対するバルブ開度の変化量とは、互いに符号が異なる、
付記2に記載の吸気系制御装置。
(付記13)
エンジンの運転条件を取得し、
前記エンジンの吸気系で、且つ排気再還流部と可変ノズルターボチャージャと新気流量センサと吸気圧センサとを有する前記吸気系で、且つ前記排気再還流部におけるバルブ開度と可変ノズルターボチャージャにおける可変翼開度とを含む吸気系入力が入力される前記吸気系で、且つ前記新気流量センサにより計測された新気流量と前記吸気圧センサにより計測された吸気圧とを含む吸気系出力が出力される前記吸気系に関し、前記取得された運転条件に基づいて、前記取得された運転条件且つ定常状態の吸気系入力である入力定常値と前記取得された運転条件且つ定常状態の吸気系出力である出力定常値とを決定し、
前記吸気系の制御のための状態空間モデルで、且つ前記バルブ開度の変動と前記可変翼開度の変動とをモデル入力とする前記状態空間モデルで、且つ前記新気流量の変動と前記吸気圧の変動とをモデル出力とする前記状態空間モデルに関し、前記運転条件と前記バルブ開度と前記状態空間モデル内のゲインとの第1関係に基づいて、前記取得された運転条件と前記バルブ開度から前記ゲインを決定し、
前記決定されたゲインを有する前記状態空間モデルを用いて、前記取得された運転条件と前記入力定常値と前記出力定常値と前記吸気系出力とから、吸気系入力を算出する、
ことを備える吸気系制御方法。
(付記14)
前記ゲインは、前記モデル出力へ乗算される出力ゲインと前記モデル入力へ乗算される入力ゲインとを含み、
前記吸気系制御方法は、更に、前記運転条件と、第1状態におけるバルブ開度である特定バルブ開度と、前記第1状態における出力ゲインである第1出力ゲインと、前記第1状態における入力ゲインである第1入力ゲインと、前記第1状態に比べて前記バルブ開度が小さい第2状態における出力ゲインである第2出力ゲインと、前記第2状態における入力ゲインである第2入力ゲインと、の前記第1関係を第1関係記憶部へ記憶させることを備え、
前記ゲインの決定は、
前記第1関係に基づいて、前記取得された運転条件に対応する特定バルブ開度と、前記取得された運転条件に対応する第1出力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第2出力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第1入力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第2入力ゲインと、を決定し、
前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとに基づいて、前記出力ゲインを決定し、
前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとに基づいて、前記入力ゲインを決定する
ことを備える、
付記13に記載の吸気系制御方法。
(付記15)
前記運転条件は、第1運転条件量及び第2運転条件量を含み、
前記出力ゲイン及び前記入力ゲインは、それぞれ2行2列の行列である、
付記14に記載の吸気系制御方法。
(付記16)
前記第1状態は、前記新気流量に対する前記バルブ開度の制御と前記吸気圧に対する前記可変翼開度の制御とが互いに独立に行われた場合の、前記バルブ開度及び前記可変翼開度の定常状態であり、
前記第2状態は、前記バルブ開度が最小に固定された場合で、且つ前記吸気圧に対する前記可変翼開度の制御が行われた場合の、前記可変翼開度の定常状態である、
付記14に記載の吸気系制御方法。
2 VNT
3 吸気圧センサ
4 新気流量センサ
5 EGR
6 排気
7 新気
8 エンジン制御装置
9 運転制御部
10 吸気系
11 吸気系制御装置
11a 吸気系制御装置
12 計画器
13 入力算出部
14 取得部
15 第2テーブル記憶部
16 第2対応値決定部
21 FB制御器
22 減算部
23 加算部
31 ゲイン行列算出部
32 積分部
33 変動値算出部
41 第1テーブル記憶部
45 按分比算出部
46a,46b 補間部
47a,47b,47c,47d,47e 第1対応値決定部
50 制御系設計装置
51 CPU
52 記憶部
53 表示部
54 操作部
55 書き込み部
56 計測部
61a,61b 乗算器
62 遅延器
63 加算器
Claims (7)
- エンジンの運転条件を取得する取得部と、
前記エンジンの吸気系で、且つ排気再還流部と可変ノズルターボチャージャと新気流量センサと吸気圧センサとを有する前記吸気系で、且つ前記排気再還流部におけるバルブ開度と可変ノズルターボチャージャにおける可変翼開度とを含む吸気系入力が入力される前記吸気系で、且つ前記新気流量センサにより計測された新気流量と前記吸気圧センサにより計測された吸気圧とを含む吸気系出力が出力される前記吸気系に関し、前記取得された運転条件に基づいて、前記取得された運転条件且つ定常状態の吸気系入力である入力定常値と前記取得された運転条件且つ定常状態の吸気系出力である出力定常値とを決定する定常値決定部と、
前記吸気系の制御のための状態空間モデルで、且つ前記バルブ開度の変動と前記可変翼開度の変動とをモデル入力とする前記状態空間モデルで、且つ前記新気流量の変動と前記吸気圧の変動とをモデル出力とする前記状態空間モデルに関し、前記運転条件と前記バルブ開度と前記状態空間モデル内のゲインとの第1関係に基づいて、前記取得された運転条件と前記バルブ開度から前記ゲインを決定するゲイン決定部と、
前記決定されたゲインを有する前記状態空間モデルを用いて、前記取得された運転条件と前記入力定常値と前記出力定常値と前記吸気系出力とから、吸気系入力を算出する第1入力算出部とを備え、
前記ゲインは、前記モデル出力へ乗算される出力ゲインと前記モデル入力へ乗算される入力ゲインとを含み、
前記ゲイン決定部は、
前記運転条件と、第1状態におけるバルブ開度である特定バルブ開度と、前記第1状態における出力ゲインである第1出力ゲインと、前記第1状態における入力ゲインである第1入力ゲインと、前記第1状態に比べて前記バルブ開度が小さい第2状態における出力ゲインである第2出力ゲインと、前記第2状態における入力ゲインである第2入力ゲインと、の前記第1関係を記憶する第1関係記憶部と、
前記第1関係に基づいて、前記取得された運転条件に対応する特定バルブ開度と、前記取得された運転条件に対応する第1出力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第2出力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第1入力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第2入力ゲインと、を決定する第1対応値決定部と、
前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとに基づいて、前記出力ゲインを決定する出力ゲイン決定部と、
前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとに基づいて、前記入力ゲインを決定する入力ゲイン決定部とを備え、
前記第1状態は、前記新気流量に対する前記バルブ開度の制御と前記吸気圧に対する前記可変翼開度の制御とが互いに独立に行われた場合の、前記バルブ開度及び前記可変翼開度の定常状態であり、
前記第2状態は、前記バルブ開度が最小に固定された場合で、且つ前記吸気圧に対する前記可変翼開度の制御が行われた場合の、前記可変翼開度の定常状態であり、
前記第1関係記憶部は、複数の運転条件と、前記複数の運転条件の夫々に対応する特定バルブ開度と、前記複数の運転条件の夫々に対応する第1出力ゲインと、前記複数の運転条件の夫々に対応する第2出力ゲインと、前記複数の運転条件の夫々に対応する第1入力ゲインと、前記複数の運転条件の夫々に対応する第2入力ゲインと、を記憶し、
前記出力ゲイン決定部は、前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとを前記第1関係記憶部から取得し、前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度とに応じて補間することにより、前記出力ゲインを算出し、
前記入力ゲイン決定部は、前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとを前記第1関係記憶部から取得し、前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度とに応じて補間することにより、前記入力ゲインを算出する吸気系制御装置。 - 前記運転条件は、第1運転条件量及び第2運転条件量を含み、
前記出力ゲイン及び前記入力ゲインは、それぞれ2行2列の行列である、
請求項1に記載の吸気系制御装置。 - 前記第1運転条件量は、前記エンジンの回転数であり、
前記第2運転条件量は、前記エンジンへの燃料の噴射量である、
請求項2に記載の吸気系制御装置。 - 前記出力ゲイン決定部は、前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度との比に応じて線形補間することにより、前記出力ゲインを算出し、
前記入力ゲイン決定部は、前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度との比に応じて線形補間することにより、前記入力ゲインを算出する、
請求項1に記載の吸気系制御装置。 - 前記定常値決定部は、
前記運転条件と前記出力定常値と前記入力定常値との第2関係を記憶する第2関係記憶部と、
前記第1関係に基づいて、前記取得された運転条件に対応する出力定常値と、前記取得された運転条件に対応する入力定常値と、を決定する第2対応値決定部と、
を備える、
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の吸気系制御装置。 - 前記第1入力算出部は、
前記出力定常値と前記吸気系出力とに基づいて、吸気系出力の変動である出力変動値を算出する出力変動値算出部と、
前記決定されたゲインを含む状態空間モデルに基づいて、前記出力変動値と前記吸気系出力と前記取得された運転条件から、吸気系入力の変動である入力変動値を算出する入力変動値算出部と、
前記入力定常値と前記入力変動値とに基づいて、吸気系入力を算出する第2入力算出部と、
を備える、
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の吸気系制御装置。 - エンジンの運転条件を取得し、
前記エンジンの吸気系で、且つ排気再還流部と可変ノズルターボチャージャと新気流量センサと吸気圧センサとを有する前記吸気系で、且つ前記排気再還流部におけるバルブ開度と可変ノズルターボチャージャにおける可変翼開度とを含む吸気系入力が入力される前記吸気系で、且つ前記新気流量センサにより計測された新気流量と前記吸気圧センサにより計測された吸気圧とを含む吸気系出力が出力される前記吸気系に関し、前記取得された運転条件に基づいて、前記取得された運転条件且つ定常状態の吸気系入力である入力定常値と前記取得された運転条件且つ定常状態の吸気系出力である出力定常値とを決定し、
前記吸気系の制御のための状態空間モデルで、且つ前記バルブ開度の変動と前記可変翼開度の変動とをモデル入力とする前記状態空間モデルで、且つ前記新気流量の変動と前記吸気圧の変動とをモデル出力とする前記状態空間モデルに関し、前記運転条件と前記バルブ開度と前記状態空間モデル内のゲインとの第1関係に基づいて、前記取得された運転条件と前記バルブ開度から前記ゲインを決定し、
前記決定されたゲインを有する前記状態空間モデルを用いて、前記取得された運転条件と前記入力定常値と前記出力定常値と前記吸気系出力とから、吸気系入力を算出することを備え、
前記ゲインは、前記モデル出力へ乗算される出力ゲインと前記モデル入力へ乗算される入力ゲインとを含み、
更に、前記運転条件と、第1状態におけるバルブ開度である特定バルブ開度と、前記第1状態における出力ゲインである第1出力ゲインと、前記第1状態における入力ゲインである第1入力ゲインと、前記第1状態に比べて前記バルブ開度が小さい第2状態における出力ゲインである第2出力ゲインと、前記第2状態における入力ゲインである第2入力ゲインと、の前記第1関係を第1関係記憶部へ記憶させることを備え、
前記ゲインの決定において、
前記第1関係に基づいて、前記取得された運転条件に対応する特定バルブ開度と、前記取得された運転条件に対応する第1出力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第2出力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第1入力ゲインと、前記取得された運転条件に対応する第2入力ゲインと、を決定し、
前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとに基づいて、前記出力ゲインを決定し、
前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとに基づいて、前記入力ゲインを決定し、
前記第1状態は、前記新気流量に対する前記バルブ開度の制御と前記吸気圧に対する前記可変翼開度の制御とが互いに独立に行われた場合の、前記バルブ開度及び前記可変翼開度の定常状態であり、
前記第2状態は、前記バルブ開度が最小に固定された場合で、且つ前記吸気圧に対する前記可変翼開度の制御が行われた場合の、前記可変翼開度の定常状態であり、
前記第1関係記憶部への記憶において、複数の運転条件と、前記複数の運転条件の夫々に対応する特定バルブ開度と、前記複数の運転条件の夫々に対応する第1出力ゲインと、前記複数の運転条件の夫々に対応する第2出力ゲインと、前記複数の運転条件の夫々に対応する第1入力ゲインと、前記複数の運転条件の夫々に対応する第2入力ゲインと、を記憶し、
前記出力ゲインの決定において、前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとを前記第1関係記憶部から取得し、前記決定された第1出力ゲインと前記決定された第2出力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度とに応じて補間することにより、前記出力ゲインを算出し、
前記入力ゲインの決定において、前記決定された特定バルブ開度と前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとを前記第1関係記憶部から取得し、前記決定された第1入力ゲインと前記決定された第2入力ゲインとを、前記バルブ開度と前記決定された特定バルブ開度とに応じて補間することにより、前記入力ゲインを算出する吸気系制御方法。
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