JP6579975B2

JP6579975B2 - Engine model creation method and engine model creation system

Info

Publication number: JP6579975B2
Application number: JP2016022450A
Authority: JP
Inventors: 道夫村瀬; 志強翁; 祐一郎三瓶
Original assignee: Ono Sokki Co Ltd
Current assignee: Ono Sokki Co Ltd
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2019-09-25
Anticipated expiration: 2036-02-09
Also published as: JP2017142105A

Description

本発明は、エンジンの様々な運転条件と排気ガス中のＮＯｘや燃費などとの関係を表わすエンジンモデルを作成するエンジンモデル作成方法およびエンジンモデル作成システムに関する。 The present invention relates to an engine model creation method and an engine model creation system for creating an engine model that represents the relationship between various operating conditions of an engine and NOx in exhaust gas, fuel consumption, and the like.

近年の自動車の普及と環境科学の進歩に伴い、燃費や排ガスの規制が厳しく強化されてきている。このため、精密なエンジンモデルを作成し、エンジンの様々な運転条件下での排気ガス中のＮＯｘや燃費などを高精度にシミュレーションすることが求められている。 With the spread of automobiles and the advancement of environmental science in recent years, regulations on fuel consumption and exhaust gas have been strictly tightened. For this reason, it is required to create a precise engine model and to accurately simulate NOx, fuel consumption, and the like in exhaust gas under various engine operating conditions.

ここで、エンジンモデルの作成にあたっては、エンジンにダイナモを連結した実験システム上で実験を行ない、その実験結果に基づいてエンジンモデルを作成することが従来より行なわれている（特許文献１参照）。 Here, when an engine model is created, an experiment is performed on an experimental system in which a dynamo is connected to an engine, and an engine model is created based on the experimental result (see Patent Document 1).

エンジンモデルを作成して、自動車に搭載されたエンジンの制御パラメータをその作成されたエンジンパラメータに基づいて調整することで、エンジンの回転速度やトルクを所要の値に保ちながら排気ガス中のＮＯｘの低減や燃費の向上を図る努力がなされている。 By creating an engine model and adjusting the control parameters of the engine mounted on the vehicle based on the created engine parameters, the NOx in the exhaust gas is maintained while maintaining the engine speed and torque at the required values. Efforts are being made to reduce fuel consumption and improve fuel efficiency.

従来は、エンジンの回転速度とトルクとからなる２次元平面上の各点での定常運転によるエンジンモデルが作成され、活用されている。しかしながら、この定常運転によるエンジンモデルの場合、エンジンの回転速度やトルクが変化しつつある過渡運転時、例えば運転開始時などについては、十分には最適化されたエンジンモデルになっていない。すなわち、エンジンモデルから予測されるＮＯｘの値や燃費等のエンジン特性値が、エンジンを実際に自動車に搭載して運転して実測したときのエンジン特性値に高精度に近似しているとは言い難く、それらの間の誤差が十分に小さいとは言い難い。 Conventionally, an engine model based on steady operation at each point on a two-dimensional plane composed of engine rotation speed and torque has been created and utilized. However, in the case of the engine model based on the steady operation, the engine model is not sufficiently optimized at the time of transient operation where the rotational speed and torque of the engine are changing, for example, at the start of operation. That is, it can be said that the NOx value predicted from the engine model and the engine characteristic values such as fuel consumption closely approximate the engine characteristic values when the engine is actually mounted on an automobile and actually measured. It is difficult to say that the error between them is sufficiently small.

この誤差が生じる大きな原因の１つは、過渡運転時の排気酸素濃度、およびその排気酸素濃度から算出される吸気酸素濃度がエンジンモデルに正しく組み込まれていないことにある。すなわち、定常運転によるエンジンモデルの場合、排気酸素濃度は、エンジンの現在の回転速度やトルクによって定まるのに対し、過渡運転の場合、排気酸素濃度は、エンジンの現在の回転速度やトルクだけでは定まらず、現在に至るまでの回転速度やトルクの変化の影響が時間的に遅れて現在の排気酸素濃度に反映される。 One major cause of this error is that the exhaust oxygen concentration during transient operation and the intake oxygen concentration calculated from the exhaust oxygen concentration are not correctly incorporated into the engine model. That is, in the case of an engine model with steady operation, the exhaust oxygen concentration is determined by the current rotational speed and torque of the engine, whereas in transient operation, the exhaust oxygen concentration is not determined only by the current rotational speed and torque of the engine. Instead, the influence of changes in rotational speed and torque up to the present is reflected in the current exhaust oxygen concentration with a time delay.

エンジンの吸気酸素濃度や排気酸素濃度はＮＯｘやＰＭ等の排出に強く関連している。例えば吸気酸素濃度が高くなると火炎温度が上がり、ＮＯｘが増大することが知られている。したがって、正確なシミュレーションを行なうためには、過渡運転時を含む様々な運転条件下での排気酸素濃度や吸気酸素濃度をエンジンモデルに高精度に組み入れることが必要である。 Engine intake oxygen concentration and exhaust oxygen concentration are strongly related to NOx and PM emissions. For example, it is known that as the intake oxygen concentration increases, the flame temperature rises and NOx increases. Therefore, in order to perform an accurate simulation, it is necessary to incorporate the exhaust oxygen concentration and the intake oxygen concentration under various operating conditions including during transient operation with high accuracy into the engine model.

ここで、特許文献２には、吸気酸素濃度に応じて燃料噴射時期を切り替えることでＮＯｘやＰＭの抑制を実現する技術が提案されている。 Here, Patent Document 2 proposes a technique for realizing suppression of NOx and PM by switching the fuel injection timing according to the intake oxygen concentration.

また、特許文献３には、触媒の状態も考慮して噴射形態を吸気酸素濃度の変化に応じて制御することでＮＯｘやＰＭの抑制を実現する技術が提案されている。 Patent Document 3 proposes a technique that realizes the suppression of NOx and PM by controlling the injection mode according to the change in the intake oxygen concentration in consideration of the state of the catalyst.

しかしながら、これら引用文献２，３に提案された技術は、吸気酸素濃度や排気酸素濃度を高精度に測定あるいは算出した後の制御方法に関する技術であって、吸気酸素濃度や排気酸素濃度の高精度の算出方法を示したものではない。 However, the techniques proposed in the cited references 2 and 3 are techniques related to a control method after measuring or calculating the intake oxygen concentration and the exhaust oxygen concentration with high accuracy, and the high accuracy of the intake oxygen concentration and the exhaust oxygen concentration. It does not show how to calculate.

なお、後述の実施形態における説明のために、非特許文献１を挙げておく。 Note that Non-Patent Document 1 is cited for the purpose of describing the embodiments described later.

特開２００９−２１０４２６号公報JP 2009-210426 A 特開２００９−１２１３８９号公報JP 2009-121389 A 特開２０１０−２３６４６０号公報JP 2010-236460 A

ｈｔｔｐ：／／ｉｓｍｒｅｐｏ．ｉｓｍ．ａｃ．ｊｐ／ｄｓｐａｃｅ／ｂｉｔｓｔｒｅａｍ／１０７８７／８３６／１／ｏｐｅｎｈｏｕｓｅ２０１１−ａ１５ｓｏｍｅｙａ.ｐｄｆhttp: // ismrepo. ism. ac. jp / dspace / bitstream / 10107/8836/1 / openhouse2011-a15someya.pdf

本発明は、上記事情に鑑み、過渡運転時の排気酸素濃度および吸気酸素濃度が高精度に推測されたエンジンモデルを作成するエンジンモデル作成方法およびエンジンモデル作成システムを提供することを目的とする。 In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to provide an engine model creation method and an engine model creation system for creating an engine model in which the exhaust oxygen concentration and the intake oxygen concentration during transient operation are estimated with high accuracy.

上記目的を達成する本発明のエンジンモデル作成方法は、
ディーゼルエンジンの回転速度とトルクとを変数とする二次元平面上の離散的な複数の点それぞれにおける定常運転時の排気酸素濃度を取得する第１ステップと、
ディーゼルエンジンの回転速度とトルクを変数とする二次元平面上の複数の点を繋ぐ経路に沿うように運転条件を時間的に変化させた過渡運転を行なうようにエンジンの運転条件を制御して、その過渡運転時の、時間的に変化する第１の排気酸素濃度曲線を含むエンジン特性値を測定する第２ステップと、
ディーゼルエンジンの回転速度を、上記経路に沿って、過渡運転時の時間的な変化に合わせて繋いだ回転速度曲線、並びに、エンジン特性値から算出される排気酸素濃度およびＥＧＲ率のそれぞれを過渡運転時に測定されたエンジン特性値の時間的な変化に従って時間的に変化させた第２の排気酸素濃度曲線およびＥＧＲ率曲線のうちの、第２の排気酸素濃度曲線を、回転速度およびＥＧＲ率をパラメータとして含む複数のパラメータで記述される時定数を持つ１次遅れ系に入力し、その時定数のパラメータのうちの回転速度およびＥＧＲ率に上記の回転速度曲線およびＥＧＲ率曲線をそれぞれ代入するとともに、その１次遅れ系の出力として、第１の排気酸素濃度曲線からの誤差が最小となる第３の排気酸素濃度曲線が得られるように、それら複数のパラメータのうちの回転速度およびＥＧＲ率を除くパラメータの値を算出する第３ステップと、
エンジン制御パラメータからなる説明変数とエンジン特性値からなる目的変数との関係を、第３ステップで算出した、時間的に変化する時定数を持つ１次遅れの排気酸素濃度を含んで記述したエンジンモデルを作成する第４ステップとを有することを特徴とする。 An engine model creation method of the present invention that achieves the above-mentioned object is as follows.
A first step of acquiring exhaust oxygen concentration during steady operation at each of a plurality of discrete points on a two-dimensional plane having a rotational speed and torque of a diesel engine as variables;
The engine operating conditions are controlled so as to perform a transient operation in which the operating conditions are temporally changed along a path connecting a plurality of points on a two-dimensional plane with the rotational speed and torque of the diesel engine as variables. A second step of measuring an engine characteristic value including a first time-varying exhaust oxygen concentration curve during the transient operation;
The rotational speed curve that connects the rotational speed of the diesel engine along the above path according to the temporal change during transient operation, and the exhaust oxygen concentration and EGR rate calculated from the engine characteristic values are each transiently operated. Of the second exhaust oxygen concentration curve and the EGR rate curve that are temporally changed according to the temporal change of the engine characteristic value that is sometimes measured, the second exhaust oxygen concentration curve is the parameter for the rotational speed and the EGR rate. Are input to a first-order lag system having a time constant described by a plurality of parameters including, and the rotation speed curve and the EGR rate curve are substituted for the rotation speed and the EGR rate, respectively, of the time constant parameters. As the output of the first-order lag system, a third exhaust oxygen concentration curve that minimizes the error from the first exhaust oxygen concentration curve is obtained. A third step of calculating the value of the parameters except the rotational speed and the EGR rate of the Luo plurality of parameters,
An engine model in which the relationship between the explanatory variable consisting of the engine control parameter and the objective variable consisting of the engine characteristic value is described including the exhaust gas concentration of the first-order lag having a time constant that varies with time, calculated in the third step. And a fourth step of generating

本発明のエンジンモデル作成方法は、定常運転時の排気酸素濃度から作成した第２の排気酸素濃度曲線が過渡運転時の実測値からなる第１の排気酸素濃度曲線に一致するように、１次遅れ系の時定数を定めたものである。しかもその時定数は、回転速度およびＥＧＲ率に応じて変化する時定数である。 The engine model creation method of the present invention is such that the second exhaust oxygen concentration curve created from the exhaust oxygen concentration during steady operation matches the first exhaust oxygen concentration curve consisting of the actual measurement values during transient operation. It defines the time constant of the delay system. Moreover, the time constant is a time constant that changes according to the rotation speed and the EGR rate.

本発明のエンジンモデル作成方法では、このように、回転速度およびＥＧＲ率に応じて変化する時定数を持つ１次遅れ系の出力として、実測値からなる第１の排気酸素濃度曲線からの誤差の小さい第３の排気酸素濃度曲線を算出することで、過渡運転時の排気酸素濃度を高精度に組み入れたエンジンモデルが作成される。 In the engine model creation method of the present invention, as described above, the error from the first exhaust oxygen concentration curve consisting of the actually measured values is output as the output of the first-order lag system having a time constant that changes according to the rotational speed and the EGR rate. By calculating a small third exhaust oxygen concentration curve, an engine model incorporating the exhaust oxygen concentration at the time of transient operation with high accuracy is created.

なお、本発明のエンジンモデル作成方法によれば、排気酸素濃度が高精度に求められるため、この排気酸素濃度から算出される吸気酸素濃度についても高精度に求められることになる。 According to the engine model creation method of the present invention, since the exhaust oxygen concentration is obtained with high accuracy, the intake oxygen concentration calculated from the exhaust oxygen concentration is also obtained with high accuracy.

ここで、本発明のエンジンモデル作成方法において、上記第２ステップが、上記二次元平面上の、回転速度一定の複数の点を繋ぐ経路に沿うように運転条件を時間的に変化させた過渡運転を行なうようにエンジンの運転条件を制御して、その過渡運転時の、時間的に変化する第１の排気酸素濃度曲線を含むエンジン特性値を測定するステップであることが好ましい。 Here, in the engine model creation method of the present invention, the second step is a transient operation in which the operation condition is temporally changed along a path connecting a plurality of points having a constant rotation speed on the two-dimensional plane. Preferably, the engine operating condition is controlled so that the engine characteristic value including the first exhaust oxygen concentration curve that changes with time during the transient operation is measured.

回転速度一定の経路を設定すると、第３の排気酸素濃度曲線を算出する際の演算処理が容易となる。 If a path with a constant rotation speed is set, the calculation process for calculating the third exhaust oxygen concentration curve is facilitated.

また、本発明のエンジンモデル作成方法において、上記時定数が、 In the engine model creation method of the present invention, the time constant is

で表される、切片と係数と回転速度とＥＧＲ率とをパラメータとする時定数であることが好ましい。

It is preferable that the time constant has parameters such as an intercept, a coefficient, a rotation speed, and an EGR rate.

あるいは、本発明のエンジンモデル作成方法において、上記時定数が、 Alternatively, in the engine model creation method of the present invention, the time constant is

で表される、切片と係数と回転速度とＥＧＲ率とをパラメータとする時定数であることも好ましい態様である。

It is also a preferable aspect that is a time constant expressed by the following equation, with an intercept, a coefficient, a rotation speed, and an EGR rate as parameters.

さらには、本発明のエンジンモデル作成方法において、上記時定数が、 Furthermore, in the engine model creation method of the present invention, the time constant is

後述するように、これら式のいずれによっても、第２の排気酸素濃度曲線に高精度に一致した第３の排気酸素濃度曲線が算出される。 As will be described later, a third exhaust oxygen concentration curve that matches the second exhaust oxygen concentration curve with high accuracy is calculated by any of these equations.

また、本発明のエンジンモデル作成方法において、上記第２ステップが、エンジンモデル作成対象のエンジンにダイナモを連結した実験システム上で、排気酸素濃度曲線の測定を行なうステップであることが好ましい。 In the engine model creation method of the present invention, the second step is preferably a step of measuring an exhaust oxygen concentration curve on an experimental system in which a dynamo is connected to an engine model creation target engine.

自動車に搭載された状態のエンジンについて上記の調整および測定を行なうのは極めて大変な作業であり、実験システム上で行なうことが好ましい。 It is extremely difficult to perform the above adjustment and measurement on an engine mounted on an automobile, and it is preferable to perform it on an experimental system.

また、上記目的を達成する本発明のエンジンモデル作成システムは、
エンジン制御パラメータの調整により、エンジンモデル作成対象のディーゼルエンジンの運転を制御する、ディーゼルエンジンに連結されるダイナモを含むエンジン制御装置、
ディーゼルエンジン運転時の、ディーゼルエンジンの、排気酸素濃度およびＥＧＲ率を含む特性を測定するエンジン特性測定装置、および、
ディーゼルエンジンの回転速度とトルクとを変数とする二次元平面上の離散的な複数の点それぞれにおける定常運転時の排気酸素濃度を取得する第１ステップと、
上記エンジン制御装置に、ディーゼルエンジンの回転速度とトルクを変数とする二次元平面上の複数の点を繋ぐ経路に沿うように運転条件を時間的に変化させた過渡運転を行なうようにエンジンの制御パラメータを調整させて、上記エンジン特性測定装置に、過渡運転時の、時間的に変化する第１の排気酸素濃度曲線を含むエンジン特性値を測定させる第２ステップと、
ディーゼルエンジンの回転速度を、上記経路に沿って、過渡運転時の時間的な変化に合わせて繋いだ回転速度曲線、並びに、エンジン特性値から算出される排気酸素濃度およびＥＧＲ率のそれぞれを過渡運転時に測定されたエンジン特性値の時間的な変化に従って時間的に変化させた第２の排気酸素濃度曲線およびＥＧＲ率曲線のうちの、第２の排気酸素濃度曲線を、回転速度およびＥＧＲ率をパラメータとして含む複数のパラメータで記述される時定数を持つ１次遅れ系に入力し、その時定数のパラメータのうちの回転速度およびＥＧＲ率に上記の回転速度曲線およびＥＧＲ率曲線をそれぞれ代入するとともに、その１次遅れ系の出力として、第１の排気酸素濃度曲線からの誤差が最小となる第３の排気酸素濃度曲線が得られるように、それら複数のパラメータのうちの回転速度およびＥＧＲ率を除くパラメータの値を算出する第３ステップと、
エンジン制御パラメータからなる説明変数とエンジン特性値からなる目的変数との関係を、前記第３ステップで算出した、時間的に変化する時定数を持つ１次遅れの排気酸素濃度を含んで記述したエンジンモデルを作成する第４ステップとを有するエンジンモデル作成方法を実行するエンジンモデル作成装置とを備えたことを特徴とする。 Moreover, the engine model creation system of the present invention that achieves the above-described object is
An engine control device including a dynamo connected to the diesel engine, which controls the operation of the diesel engine for which the engine model is created by adjusting the engine control parameters;
An engine characteristic measuring device for measuring characteristics including exhaust oxygen concentration and EGR rate of a diesel engine during operation of the diesel engine; and
A first step of acquiring exhaust oxygen concentration during steady operation at each of a plurality of discrete points on a two-dimensional plane having a rotational speed and torque of a diesel engine as variables;
The engine control unit controls the engine so that the operation condition is changed temporally along a path connecting a plurality of points on a two-dimensional plane with the rotational speed and torque of the diesel engine as variables. A second step of adjusting the parameters and causing the engine characteristic measurement device to measure an engine characteristic value including a first time-varying exhaust oxygen concentration curve during transient operation;
The rotational speed curve that connects the rotational speed of the diesel engine along the above path according to the temporal change during transient operation, and the exhaust oxygen concentration and EGR rate calculated from the engine characteristic values are each transiently operated. Of the second exhaust oxygen concentration curve and the EGR rate curve that are temporally changed according to the temporal change of the engine characteristic value that is sometimes measured, the second exhaust oxygen concentration curve is the parameter for the rotational speed and the EGR rate. Are input to a first-order lag system having a time constant described by a plurality of parameters including, and the rotation speed curve and the EGR rate curve are substituted for the rotation speed and the EGR rate, respectively, of the time constant parameters. As the output of the first-order lag system, a third exhaust oxygen concentration curve that minimizes the error from the first exhaust oxygen concentration curve is obtained. A third step of calculating the value of the parameters except the rotational speed and the EGR rate of the Luo plurality of parameters,
An engine in which the relationship between an explanatory variable consisting of an engine control parameter and an objective variable consisting of an engine characteristic value is described including the exhaust gas concentration of a first-order lag having a time constant that varies with time, calculated in the third step. And an engine model creation device that executes an engine model creation method having a fourth step of creating a model.

上記の本発明によれば、過渡運転時の排気酸素濃度や吸気酸素濃度が高精度に推測されたエンジンモデルが作成され、排気ガス中のＮＯｘの量や燃費等のエンジン特性値が高精度に推測される。 According to the present invention described above, an engine model in which the exhaust oxygen concentration and the intake oxygen concentration during transient operation are estimated with high accuracy is created, and the engine characteristic values such as the amount of NOx in the exhaust gas and the fuel consumption are highly accurate. Guessed.

本発明の一実施形態としてのエンジンモデル作成システムの構成図である。1 is a configuration diagram of an engine model creation system as an embodiment of the present invention. ディーゼルエンジンにおける吸気および排気の流れを示した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of intake and exhaust in a diesel engine. 第１ステップにおける実験のイメージを示した図である。It is the figure which showed the image of the experiment in a 1st step. 第２ステップにおける運転条件の変化のさせ方を示した図である。It is the figure which showed how to make the operating condition change in a 2nd step. 比較例としての排気酸素濃度曲線の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the exhaust gas oxygen concentration curve as a comparative example. 「切片」と「係数」を変数とする二次元空間を示した模式図である。It is a schematic diagram showing a two-dimensional space with “intercept” and “coefficient” as variables. 排気酸素濃度曲線を示した図である。It is the figure which showed the exhaust gas oxygen concentration curve. 排気に含まれるＮＯｘの変化曲線を示した図である。It is the figure which showed the change curve of NOx contained in exhaust_gas | exhaustion.

以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.

図１は、本発明の一実施形態としてのエンジンモデル作成システムの構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an engine model creation system as an embodiment of the present invention.

ここに示すエンジンモデル作成システム１は、エンジンモデル作成対象のエンジン１０に連結されたダイナモ２０を備えている。また、このエンジンモデル作成システム１は、制御・計測用パソコン３０、スロットルアクチュエータ４０、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）５０、排ガス分析計６０、およびダイナモ制御盤７０を備えている。また、ここには、エンジン１０の排気管１１内を流れる排ガスの排気温度を測定する温度センサ８１や、排ガスの流量を測定する流量センサ８２や、エンジン１０の回転軸１２のトルクを測定するトルクセンサ８３や、回転軸の回転速度を測定する回転速度センサ８４などの様々なセンサが備えられている。 The engine model creation system 1 shown here includes a dynamo 20 connected to an engine 10 that is an engine model creation target. The engine model creation system 1 includes a control / measurement personal computer 30, a throttle actuator 40, an ECU (engine control unit) 50, an exhaust gas analyzer 60, and a dynamo control panel 70. Further, here, a temperature sensor 81 for measuring the exhaust gas temperature of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe 11 of the engine 10, a flow sensor 82 for measuring the flow rate of the exhaust gas, and a torque for measuring the torque of the rotating shaft 12 of the engine 10. Various sensors such as a sensor 83 and a rotation speed sensor 84 for measuring the rotation speed of the rotation shaft are provided.

制御・計測用パソコン３０は、例えば、スロットルアクチュエータ４０を介してのエンジン１０のスロットル（不図示）の開度の制御によるトルク制御、ダイナモ制御盤７０を介してのダイナモ２０の制御によるエンジン１０の回転軸１２の回転速度制御、ＥＣＵ５０を介しての噴射進角の制御等を行なう。また、この制御・計測用パソコン３０では、エンジン１０の回連速度、トルク、排気温度、排気流量等のデータの収集が行なわれる。排ガス分析計６０では、排気管１１内を流れる排ガスの成分分析が行なわれ、制御・計測用パソコン３０には、その分析結果も収集される。さらに、この制御・計測用パソコン３０には、ＥＣＵ５０による、例えばＥＧＲ率などのエンジン１０の制御パラメータの値も収集される。さらに、この制御・計測用パソコン３０は、燃料の供給、排ガスの処理等を行なう様々な環境設備９０の制御も行なう。 For example, the control / measurement personal computer 30 controls the torque of the engine 10 by controlling the opening of the throttle (not shown) of the engine 10 via the throttle actuator 40, or by controlling the dynamo 20 via the dynamo control panel 70. Control of the rotational speed of the rotary shaft 12, control of the injection advance angle through the ECU 50, and the like are performed. Further, the control / measurement personal computer 30 collects data such as the revolving speed, torque, exhaust temperature, and exhaust flow rate of the engine 10. The exhaust gas analyzer 60 performs component analysis of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 11 and the control / measurement personal computer 30 also collects the analysis results. Further, the control / measurement personal computer 30 also collects values of control parameters of the engine 10 such as an EGR rate by the ECU 50. Further, the control / measurement personal computer 30 also controls various environmental facilities 90 for supplying fuel, treating exhaust gas, and the like.

この図１に示すエンジンモデル作成システム１において、ダイナモ２０、スロットルアクチュエータ４０、ＥＣＵ５０、およびダイナモ制御盤７０や、制御・計測用パソコン３０のそれらを制御する機能の組合せが、本発明にいうエンジン制御装置の一例に相当する。 In the engine model creation system 1 shown in FIG. 1, the combination of functions for controlling the dynamo 20, the throttle actuator 40, the ECU 50, the dynamo control panel 70, and the control / measurement personal computer 30 is the engine control according to the present invention. It corresponds to an example of a device.

また、この図１に示すエンジンモデル作成システム１のうちの、エンジン１０の回転速度やトルクなどを測定する各種センサと、排ガス分析計６０と、制御・計測用パソコン３０のデータ収集機能との組合せが、本発明にいうエンジン特性測定装置の一例に相当する。 Further, in the engine model creation system 1 shown in FIG. 1, a combination of various sensors for measuring the rotational speed and torque of the engine 10, an exhaust gas analyzer 60, and a data collection function of the control / measurement personal computer 30. This corresponds to an example of the engine characteristic measuring apparatus according to the present invention.

また、この図１に示すエンジンモデル作成システム１の制御・計測用パソコン３０は、収集した各種データに基づいてエンジンモデルが作成する機能を有している。制御・計測用パソコン３０の、エンジンモデル作成機能は、本発明にいうエンジンモデル作成装置の一例に相当する。 Further, the control / measurement personal computer 30 of the engine model creation system 1 shown in FIG. 1 has a function of creating an engine model based on the collected various data. The engine model creation function of the control / measurement personal computer 30 corresponds to an example of an engine model creation device according to the present invention.

図２は、ディーゼルエンジンにおける吸気および排気の流れを示した模式図である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the flow of intake and exhaust in a diesel engine.

大気がコンプレッサを経て吸気として取り込まれる。ただし、この吸気は、ディーゼルエンジンに取り込まれる前に、そのディーゼルエンジンからの排気がＥＧＲ率分だけ吸気に混入し、ディーゼルエンジンには、排気が混入した空気が取り込まれる。ディーゼルエンジンに取り込まれた吸気中の酸素は、燃料噴射量に応じて燃焼に使用されて、ディーゼルエンジンから排気される。この排気はＥＧＲ率分だけ再び吸気側に回り込み、残りの排気はコンプレッサ作動用のタービンを動かして大気中に排気される。 The atmosphere is taken in as intake air through the compressor. However, before the intake air is taken into the diesel engine, the exhaust from the diesel engine is mixed into the intake air by an amount corresponding to the EGR rate, and the air in which the exhaust gas is mixed is taken into the diesel engine. The oxygen in the intake air taken into the diesel engine is used for combustion in accordance with the fuel injection amount and exhausted from the diesel engine. This exhaust gas recirculates again to the intake side by the EGR rate, and the remaining exhaust gas is exhausted into the atmosphere by moving the turbine for operating the compressor.

したがって、ディーゼルエンジンへの吸気の組成やディーゼルエンジンからの排気の組成は、排気が吸気側に回り込むため、そのディーゼルエンジンのこれまでの運転の履歴が反映されたものとなり、過渡運転と定常運転とでは振る舞いが異なる。 Therefore, the composition of the intake air to the diesel engine and the composition of the exhaust gas from the diesel engine reflect the history of operation of the diesel engine so far, because the exhaust gas flows to the intake side. Then the behavior is different.

そこで、本実施形態における、図１に示すエンジンモデル作成システム１では、以下に説明する第１ステップから第４ステップにより、過渡運転を考慮した高精度なエンジンモデルを作成する。 Therefore, in the engine model creation system 1 shown in FIG. 1 according to the present embodiment, a highly accurate engine model considering transient operation is created from the first step to the fourth step described below.

第１ステップでは、エンジンの回転速度とトルクとを変数とする二次元平面上の離散的な複数の点それぞれにおける定常運転時の排気酸素濃度を取得する。この第１ステップでは、図１に示したエンジンモデル作成システム１を使ってエンジン１０を実際に動かして、排気酸素濃度を、排ガス分析計６０から取得してもよく、あるいは、定常運転におけるデータを基にして作成したエンジンモデルが既に存在するときは、そのエンジンモデルを用いたシミュレーションにより排気酸素濃度を算出してもよい。ここでは、図１に示すエンジンモデル作成システム１を使って実測する場面について説明する。 In the first step, the exhaust oxygen concentration at the time of steady operation is acquired at each of a plurality of discrete points on a two-dimensional plane having the engine speed and torque as variables. In this first step, the engine 10 may be actually moved using the engine model creation system 1 shown in FIG. 1, and the exhaust oxygen concentration may be acquired from the exhaust gas analyzer 60, or the data in steady operation may be obtained. When an engine model created based on the engine model already exists, the exhaust oxygen concentration may be calculated by simulation using the engine model. Here, the scene measured using the engine model creation system 1 shown in FIG. 1 will be described.

図３は、第１ステップにおける実験のイメージを示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing an image of an experiment in the first step.

ここには、エンジンの回転速度とトルクとを変数とする二次元平面が示されている。この二次元平面上に示された○印は、その１つ１つが１つの測定点を表わしている。すなわち、ここでは、回転速度とトルクが１つの○印に対応する各値に固定された状態となるようにエンジンを動かし、初期の計測値は無視して安定した後半部の計測値の平均値を求める。これを、○印の各測定点１つ１つについて実行する。これにより、エンジンの回転速度とトルクとからなる二次元平面上の複数の点それぞれの定常運転（エンジンの回転速度やトルクが変化せずに一定のままの運転）における排気酸素濃度が求められる。 Here, a two-dimensional plane with the engine speed and torque as variables is shown. Each of the ◯ marks shown on this two-dimensional plane represents one measurement point. That is, here, the engine is operated so that the rotational speed and torque are fixed to each value corresponding to one circle, and the initial measured value is ignored and the average value of the stable measured values in the latter half is ignored. Ask for. This is executed for each measurement point marked with a circle. As a result, the exhaust oxygen concentration in the steady operation (operation in which the engine rotation speed and torque remain constant without changing the engine rotation speed and torque) is obtained for each of a plurality of points on the two-dimensional plane composed of the engine rotation speed and torque.

第２ステップでは、エンジンの回転速度とトルクを変数とする二次元平面上の複数の点を繋ぐ経路に沿うように運転条件を時間的に変化させた過渡運転を行なうようにエンジンの運転条件を制御して、その過渡運転時の、時間的に変化する排気酸素濃度曲線を含むエンジン特性値を測定する。ここでの測定により得られる排気酸素濃度曲線は、本発明にいう第１の排気酸素濃度曲線の一例に相当する。 In the second step, the engine operating conditions are set so as to perform a transient operation in which the operating conditions are temporally changed along a path connecting a plurality of points on a two-dimensional plane with the engine speed and torque as variables. The engine characteristic value including the exhaust gas oxygen concentration curve that changes with time during the transient operation is measured. The exhaust oxygen concentration curve obtained by the measurement here corresponds to an example of the first exhaust oxygen concentration curve according to the present invention.

図４は、第２ステップにおける運転条件の変化のさせ方を示した図である。 FIG. 4 is a diagram showing how the operating conditions are changed in the second step.

図４（Ａ）は、二次元平面上の経路を示している。ここでは、一例として、エンジン回転速度は各経路ごとに一定とし、各経路内ではトルクが上昇して下降するように経路を設定している。各経路ごとのエンジンの回転速度は、例えば、１０００ｒ／ｍｉｎ、２０００ｒ／ｍｉｎ、３０００ｒ／ｍｉｎである。 FIG. 4A shows a path on a two-dimensional plane. Here, as an example, the engine rotation speed is constant for each route, and the route is set so that the torque rises and falls within each route. The engine rotation speed for each path is, for example, 1000 r / min, 2000 r / min, 3000 r / min.

また、図４（Ｂ）は、トルクの変化曲線を示している。ここでは、ある低いトルクから出発し、途中で直線的にトルクを上昇させ、一定時間高いトルクを保ち、その後直線的にトルクを下降させ、一定時間低いトルクを保つように、トルクを変化させる。 FIG. 4B shows a torque change curve. Here, the torque is changed so as to start from a certain low torque, increase the torque linearly on the way, keep the high torque for a certain time, and then decrease the torque linearly, and keep the low torque for a certain time.

ここでは、このような複数な経路それぞれに沿うように運転条件を制御することで過渡運転を行ない、その過渡運転時の排気酸素濃度曲線を含むエンジン特性値を測定する。 Here, transient operation is performed by controlling the operation conditions along each of such a plurality of paths, and an engine characteristic value including an exhaust oxygen concentration curve at the time of the transient operation is measured.

次に、第３ステップについて説明する。 Next, the third step will be described.

この第３ステップでは、回転速度曲線と、排気酸素濃度曲線と、ＥＧＲ率曲線が用いられる。これらのうち、回転速度曲線は、ディーゼルエンジンの回転速度を、上記の第２ステップで採用した経路に沿って、第２ステップにおける過渡運転時の時間的な変化に合わせて繋いだ曲線である。また、排気酸素濃度およびＥＧＲ率は、いずれも、エンジン特性値から算出される値であり、この第３ステップでは、それら排気酸素濃度およびＥＧＲ率のそれぞれを、第２ステップにおける過渡運転時に測定されたエンジン特性値の時間的な変化に従って変化させた排気酸素濃度曲線およびＥＧＲ率曲線が用いられる。ここで算出される排気酸素濃度曲線は、第２ステップでの測定により得られた第１の排気酸素濃度曲線と区別するために、ここでは、第２の排気酸素濃度曲線と称する。 In the third step, a rotation speed curve, an exhaust oxygen concentration curve, and an EGR rate curve are used. Among these, the rotational speed curve is a curve obtained by connecting the rotational speed of the diesel engine in accordance with the temporal change during the transient operation in the second step along the route adopted in the second step. Further, both the exhaust oxygen concentration and the EGR rate are values calculated from the engine characteristic values. In this third step, each of the exhaust oxygen concentration and the EGR rate is measured during the transient operation in the second step. An exhaust oxygen concentration curve and an EGR rate curve that are changed according to changes in engine characteristic values over time are used. The exhaust oxygen concentration curve calculated here is referred to as a second exhaust oxygen concentration curve here in order to distinguish it from the first exhaust oxygen concentration curve obtained by the measurement in the second step.

ここで、排気酸素濃度を算出するにあたっては、下記の式（１）、（２）に従って排気酸素流量_Weo2および排気流量Ｗ_eを計算する。 Here, when calculating the exhaust oxygen concentration, the following equation (1), calculates the exhaust oxygen flow _Weo2 and the exhaust flow rate W _e according (2).

そして、排気酸素濃度Ｃ_gwo2は、それらの式（１）、（２）に従って算出された排気酸素流量_Weo2および排気流量Ｗ_eを使って、下記の式（３）に従って算出される。

Then, the exhaust oxygen concentration C _Gwo2 are those formula (1), with the exhaust oxygen flow _Weo2 and exhaust flow rate W _e is calculated according to (2), is calculated according to equation (3) below.

ただし、

However,

である。

It is.

また、ＥＧＲ率は、下記の式（４）によって算出することができる。 Further, the EGR rate can be calculated by the following equation (4).

あるいは、ＥＧＲ率を、下記の式（５）に従って算出してもよい。

Alternatively, the EGR rate may be calculated according to the following equation (5).

によって算出してもよい。

You may calculate by.

ちなみに、吸気酸素濃度は、ＥＧＲ率と排気酸素濃度を用いて、以下の式（６）、（７）に従って算出される。 Incidentally, the intake oxygen concentration is calculated according to the following equations (6) and (7) using the EGR rate and the exhaust oxygen concentration.

ここでは先ず、ＥＧＲ流量Ｗ_EGRが、 Here, first, the EGR flow rate W _EGR is

に従って計算され、その計算されたＥＧＲ流量Ｗ_EGRを用いて、吸気酸素濃度Ｃ_iwo2が、

Using the calculated EGR flow rate W _EGR , the intake oxygen concentration C _iwo2 is

に従って計算される。

Calculated according to

この第３ステップでは、さらに、上記の計算により求めた第２の排気酸素濃度曲線を１次遅れ系に入力し、その１次遅れ系の出力としての排気酸素濃度曲線を生成する。この１次遅れ系は、回転速度とＥＧＲ率をパラメータとして含む複数のパラメータで記述される時定数を持つ１次遅れ系である。この１次遅れ系の具体例については、後述する。ここでは、時定数のパラメータである回転速度およびＥＧＲ率に回転速度曲線およびＥＧＲ率曲線を代入するとともに、この１次遅れ系の出力としての排気酸素濃度曲線が第２ステップでの測定により得られた排気酸素濃度曲線（第１の排気酸素濃度曲線）からの誤差が最小となるように回転速度およびＥＧＲ率以外のパラメータの値を定めた時定数が採用される。 In the third step, the second exhaust oxygen concentration curve obtained by the above calculation is further input to the primary delay system, and an exhaust oxygen concentration curve is generated as an output of the primary delay system. This first-order lag system is a first-order lag system having a time constant described by a plurality of parameters including a rotation speed and an EGR rate as parameters. A specific example of this first-order lag system will be described later. Here, the rotational speed curve and the EGR rate curve are substituted into the rotational speed and EGR rate, which are parameters of the time constant, and the exhaust oxygen concentration curve as the output of the first-order lag system is obtained by the measurement in the second step. Further, a time constant is used in which values of parameters other than the rotational speed and the EGR rate are determined so that an error from the exhaust oxygen concentration curve (first exhaust oxygen concentration curve) is minimized.

すなわち、ここで採用される時定数は、先ずは、上記のようにして求められたＥＧＲ率を繋げることで生成されたＥＧＲ率曲線に応じて時間的に変化する時定数である。また、この時定数を決定づけるパラメータの１つとして回転速度が含まれている。したがって、過渡運転の経路として回転速度が変化するような経路を採用したときは、この時定数は、その経路に沿って回転速度を繋げることで生成された回転速度曲線に応じても時間的に変化することになる。ただし、ここでは、図４（Ａ）に示すように、回転速度は各経路ごとに一定であるため、ここでは回転速度は各経路ごとの定数となる。 That is, the time constant employed here is a time constant that changes with time in accordance with the EGR rate curve generated by connecting the EGR rates obtained as described above. In addition, the rotational speed is included as one of the parameters that determine the time constant. Therefore, when a path whose rotational speed changes is adopted as a path for transient operation, this time constant is also temporally dependent on the rotational speed curve generated by connecting the rotational speed along the path. Will change. However, here, as shown in FIG. 4A, the rotation speed is constant for each path, and therefore the rotation speed is a constant for each path.

また、この時定数を決定づける回転速度およびＥＧＲ率を除く他のパラメータについては、時間的には変化しない固定値が採用される。ただし、その固定値は、この１次遅れ系の出力としての排気酸素濃度曲線が第２ステップでの測定により得られた排気酸素濃度曲線（第１の排気酸素濃度曲線）からの誤差が最小となるように決定した固定値である。このようにして、この１次遅れ系からは、上記の回転速度やＥＧＲ率に応じて変化しつつ、それらを除くパラメータについては、上記の誤差が最小となるように定めた時定数を用いて、定常状態の排気酸素濃度を繋ぐことにより生成された排気酸素濃度曲線（第２の排気酸素濃度曲線）が１次遅れを生じた排気酸素濃度曲線が生成される。上記の誤差が最小となるように定めた時定数を用いたときの、この１次遅れ系の出力としての排気酸素濃度曲線は、本発明にいう第３の排気酸素濃度曲線の一例に相当する。 Also, fixed values that do not change with time are adopted for the other parameters excluding the rotational speed and the EGR rate that determine the time constant. However, the fixed value is such that the error from the exhaust oxygen concentration curve (first exhaust oxygen concentration curve) obtained by the measurement in the second step of the exhaust oxygen concentration curve as the output of the first-order lag system is minimized. It is a fixed value determined to be. In this way, from the first-order lag system, the time constant determined so as to minimize the above error is used for the parameters other than those changing in accordance with the rotational speed and the EGR rate. Then, an exhaust oxygen concentration curve in which the exhaust oxygen concentration curve (second exhaust oxygen concentration curve) generated by connecting the exhaust oxygen concentrations in the steady state has a primary delay is generated. The exhaust oxygen concentration curve as the output of the first-order lag system when using a time constant determined to minimize the above error corresponds to an example of a third exhaust oxygen concentration curve according to the present invention. .

次の第４ステップでは、エンジン制御パラメータからなる説明変数と、排気ガス成分および成分量や燃費等を含むエンジン特性値からなる目的変数との関係を、上記の第３ステップで算出された、時間的に変化する時定数を持つ１次遅れの排気酸素濃度を含んで記述したエンジンモデルが作成される。この第４ステップで作成されるエンジンモデルは、エンジンの過渡運転時の排気酸素濃度や、この排気酸素濃度から算出される吸気酸素濃度が高精度に再現された、高精度のエンジンモデルであり、実測値に一層近づいたエンジン特性値が算出されるモデルとなる。 In the next fourth step, the relationship between the explanatory variable composed of the engine control parameter and the objective variable composed of the engine characteristic value including the exhaust gas component, the component amount, the fuel consumption, etc. is calculated by the time calculated in the third step. An engine model is created that includes a first-order lag exhaust oxygen concentration with a time constant that varies with time. The engine model created in the fourth step is a highly accurate engine model in which the exhaust oxygen concentration during transient operation of the engine and the intake oxygen concentration calculated from the exhaust oxygen concentration are accurately reproduced. This is a model in which an engine characteristic value closer to the actual measurement value is calculated.

次に、第３ステップの説明に戻り、時定数の求め方の具体例について説明する。 Next, returning to the description of the third step, a specific example of how to obtain the time constant will be described.

図５は、比較例としての排気酸素濃度曲線の一例を示した図である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of an exhaust oxygen concentration curve as a comparative example.

ここで、図５（Ａ），（Ｂ）のいずれにおいても、横軸は時間［ｓ］、縦軸は排気酸素濃度である。 Here, in both FIGS. 5A and 5B, the horizontal axis represents time [s], and the vertical axis represents the exhaust oxygen concentration.

また、図５（Ａ）はＥＧＲ全閉（ＥＧＲ率ゼロ％）時の排気酸素濃度を表わしていおり、図５（Ｂ）はＥＧＲ使用時の排気酸素濃度を表わしている。ここで、ＥＧＲ使用時のＥＧＲ率は、制御・計測用コンピュータ３０（図１参照）では制御されずにＥＣＵ５０（図１参照）によって制御されており、制御・計測用コンピュータ３０は、ＥＣＵ５０からＥＧＲ率の情報を受取る仕組みとなっている。このＥＧＲ率は時間的に変化する値である。 FIG. 5A shows the exhaust oxygen concentration when the EGR is fully closed (EGR rate is 0%), and FIG. 5B shows the exhaust oxygen concentration when the EGR is used. Here, the EGR rate when using the EGR is not controlled by the control / measurement computer 30 (see FIG. 1) but is controlled by the ECU 50 (see FIG. 1), and the control / measurement computer 30 receives the EGR from the ECU 50. It is a mechanism for receiving rate information. This EGR rate is a value that changes over time.

また、図５（Ａ），（Ｂ）のいずれにおいても、実線は実測値を表わしている。一方、破線は、図３を参照して説明したような定常運転で得られたデータに基づいて算出した計算値である。実線で示す実測値と破線で示す計算値とではオフセットがかかっているため、この図５における縦軸方向のずれは意味がなく、ここでは横軸（時間軸）方向へのずれに着目する。 In both FIGS. 5A and 5B, the solid line represents the actual measurement value. On the other hand, a broken line is a calculated value calculated based on data obtained by steady operation as described with reference to FIG. Since the actual measurement value indicated by the solid line and the calculated value indicated by the broken line are offset, the deviation in the vertical axis direction in FIG. 5 is meaningless. Here, attention is paid to the deviation in the horizontal axis (time axis) direction.

ＥＧＲ全閉時の場合、図２に示す「ＥＧＲ」が閉じているため、ディーゼルエンジンからの排気が吸気側に回り込むことはない。すなわち、ＥＧＲ全閉時の場合、大気から取り込んだ空気がそのままディーゼルエンジンへの吸気となり、ディーゼルエンジンからの排気がそのまま大気中に排気される。 In the case of EGR fully closed, since “EGR” shown in FIG. 2 is closed, the exhaust from the diesel engine does not enter the intake side. That is, when the EGR is fully closed, the air taken in from the atmosphere is directly taken into the diesel engine, and the exhaust from the diesel engine is directly discharged into the atmosphere.

このため、ＥＧＲ全閉時は、図５（Ａ）に示すように、実測値に対し時間軸方向に僅かにずれただけのほぼ一致した波形の計算値が得られている。 For this reason, when the EGR is fully closed, as shown in FIG. 5A, calculated values of substantially matched waveforms are obtained that are slightly shifted in the time axis direction with respect to the actually measured values.

これに対し、ＥＧＲ使用時は、ディーゼルエンジンからの排気がその時点のＥＧＲ率分だけ吸気側に回り込む。すなわち、一部分が排気と吸気との間を循環する。このため、ＥＧＲ使用時は、図５（Ｂ）に示すように、計測値は、実測値と比べＥＧＲ全閉時（図５（Ａ））よりも大きく、時間的にずれている。また、波形の形もＥＧＲ全閉時と比べ実測値とは異なっている。ＥＧＲ使用時の波形の時間的なずれは、後述する通り、ＥＧＲ率とエンジンの回転速度とに依存している。 On the other hand, when using the EGR, the exhaust from the diesel engine wraps around the intake side by the EGR rate at that time. That is, a part circulates between exhaust and intake. Therefore, when the EGR is used, as shown in FIG. 5B, the measured value is larger than the actually measured value than when the EGR is fully closed (FIG. 5A), and is shifted in time. Further, the waveform shape is different from the actually measured value as compared with the EGR fully closed state. The time lag of the waveform when using EGR depends on the EGR rate and the rotational speed of the engine, as will be described later.

このように、定常運転時のデータから作成したエンジンモデルの場合、ＥＧＲ率が時間的に変化するような過渡運転時における排気酸素濃度は高精度には再現されない。本実施形態では、具体的には以下のようにして、実測値からの誤差を低減させた排気酸素濃度曲線（第３の排気酸素濃度曲線）を生成している。 Thus, in the case of an engine model created from data during steady operation, the exhaust oxygen concentration during transient operation in which the EGR rate changes with time is not accurately reproduced. In the present embodiment, specifically, an exhaust oxygen concentration curve (third exhaust oxygen concentration curve) in which an error from an actually measured value is reduced is generated as follows.

ここで、ＥＧＲ率と排気酸素濃度とを関連づける式を導出する。 Here, an equation that correlates the EGR rate and the exhaust oxygen concentration is derived.

新気酸素濃度をａ、
ディーゼルエンジンでの燃焼によって消費される酸素濃度をｂ、
ＥＧＲ率をｒ、
とする。ディーゼルエンジンが停止した状態から運転を開始したと考え、ｎ回目の燃焼前の酸素濃度をｘ_n、ｎ回目の燃焼後の酸素濃度をｙ_nと定義し、 The fresh air oxygen concentration is a,
The oxygen concentration consumed by combustion in a diesel engine is b,
EGR rate is r,
And Considering that the operation was started from a state where the diesel engine was stopped, the oxygen concentration before the _nth combustion was defined as x _n, and the oxygen concentration after the nth combustion was defined as yn,

帰納法により、

By induction

下記の式（８）を利用して、定常運転における燃焼後の酸素濃度を
ｙ∞
とすると、

Using equation (8) below, the oxygen concentration after combustion in steady operation is expressed as y∞
Then,

となり、燃焼後の酸素濃度の漸化式（９）が得られる。

Thus, the recurrence formula (9) of the oxygen concentration after combustion is obtained.

入力ｕ，出力ｙ、時定数Ｔの伝達関数は下式で表わされる。

The transfer function of input u, output y, and time constant T is expressed by the following equation.

ここで、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
時間領域の表現に直すと、

Here, s is a differential operator of Laplace transform.
In terms of time domain,

標本化周期をΔＴとして、後退差分で近似計算する場合、

When the sampling period is ΔT and approximate calculation is performed using a backward difference,

ｙ_nをステップ入力

step input a y _n

に対する１次遅れ応答ｙの標本としてとらえ、式（９）と比較すると、

As a sample of the first-order lag response y with respect to Eq. (9),

同様に前進差分の場合、

Similarly, in the case of forward difference,

中心差分の場合、

For center difference,

漸化式（９）を拡張し、

Extend the recurrence formula (9),

式（１４）を式（１３）のｙ_n+1に代入してから、漸化式と比較する。

After substituting equation (14) into y _{n + 1} in equation (13), it is compared with the recurrence equation.

ここで、標本化周期ΔＴはエンジンの回転速度に反比例するので、

Here, since the sampling period ΔT is inversely proportional to the rotational speed of the engine,

となる。ただし、αは定数である。

It becomes. Where α is a constant.

また、ＲＧＲ率ｒを％に変換して Also, convert the RGR rate r to%

とする。
すると、上記の後退差分で導いた式（１１）は、

And
Then, the equation (11) derived from the backward difference is

となる。

It becomes.

また、上記の前進差分で導いた式（１２）は、 Also, the equation (12) derived from the forward difference is

となる。

It becomes.

さらに、上記の中心差分で導いた式（１５）は、 Furthermore, the equation (15) derived from the central difference is

となる。

It becomes.

さらに、回転速度によらないセンサ等の時定数も考慮して、 In addition, considering the time constant of the sensor etc. that does not depend on the rotational speed,

とすると、上記の式（１６），（１７），（１８）はそれぞれ、

Then, the above equations (16), (17), (18)

となる。

It becomes.

すなわち、これら式（１９），（２０），（２１）のいずれの場合も、「時定数」は、「切片」と「係数」と「回転速度」と「ＥＧＲ率」との４つのパラメータで決定されることになる。 That is, in any of these equations (19), (20), and (21), the “time constant” is four parameters of “intercept”, “coefficient”, “rotational speed”, and “EGR rate”. Will be decided.

時定数を算出するにあたり、これら式（１９），（２０），（２１）のいずれの式を用いてもよいが、例えば、一例として式（２０）を用いる。 In calculating the time constant, any of these equations (19), (20), and (21) may be used. For example, equation (20) is used as an example.

また、「回転速度」は、図４に示す各経路ごとに一定値であり、ここでは、その一定値を代入する。ただし、回転速度が時間的に変化する経路を辿る過渡運転を行なったときは、その過渡運転の経路に沿って時間的に変化する回転速度が代入される。 Further, the “rotation speed” is a constant value for each route shown in FIG. 4, and the constant value is substituted here. However, when a transient operation that follows a path in which the rotational speed changes with time is performed, the rotational speed that changes with time along the path of the transient operation is substituted.

さらに、「ＥＧＲ率」および「回転速度」以外のパラメータである「切片」と「係数」は、以下のようにして決定される。 Further, “intercept” and “coefficient” which are parameters other than “EGR rate” and “rotational speed” are determined as follows.

図６は、「切片」と「係数」を変数とする二次元空間を示した模式図である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing a two-dimensional space having “intercept” and “coefficient” as variables.

「Ｅ」の文字が記入された○印で示す座標点Ｅ（係数＝９．２５、切片＝０）は、第２ステップでの測定で得られた排気酸素濃度曲線（第１の排気酸素濃度曲線）からの誤差が最小となる排気酸素濃度曲線が得られる「切片」と「係数」からなる座標点Ｅである。ただし、この座標点Ｅの「切片」と「係数」は今から算出するのであって、算出前においては、この座標点Ｅの位置は不明である。 A coordinate point E (coefficient = 9.25, intercept = 0) indicated by a circle marked with the letter “E” is an exhaust oxygen concentration curve (first exhaust oxygen concentration) obtained by the measurement in the second step. This is a coordinate point E consisting of “intercept” and “coefficient” from which an exhaust oxygen concentration curve that minimizes an error from the curve) is obtained. However, the “intercept” and “coefficient” of the coordinate point E are calculated from now, and the position of the coordinate point E is unknown before the calculation.

ここでは、この座標点Ｅの位置は未だ不明ではあるが、この座標点Ｅが含まれていることが確実な、４つの座標点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで囲まれた領域を設定する。ここに示した例では、座標点Ａは、「切片」＝０、「係数」＝０、座標点Ｂは、「切片」＝１、「係数」＝０、座標点Ｃは、「切片」＝１、「係数」＝２０、座標点Ｄは、「切片」＝０、「係数」＝２０である。 Here, although the position of the coordinate point E is not yet known, an area surrounded by the four coordinate points A, B, C, and D that is surely included is set. In the example shown here, the coordinate point A is “intercept” = 0, “coefficient” = 0, the coordinate point B is “intercept” = 1, “coefficient” = 0, and the coordinate point C is “intercept” = 1, “coefficient” = 20, coordinate point D is “intercept” = 0, “coefficient” = 20.

図７は、排気酸素濃度曲線を示した図である。図７（Ａ）〜（Ｅ）は、図６に示す各座標点Ａ〜Ｅのそれぞれに対応している。また、図７（Ａ）〜（Ｅ）のそれぞれにおいて、横軸は時間［ｓ］、縦軸は排気酸素濃度である。さらに、図７（Ａ）〜（Ｅ）のそれぞれにおいて、上段側の実線グラフと破線のグラフは、ＥＧＲ全閉時の排気酸素濃度、下段側の実線グラフと破線のグラフはＥＧＲ使用時の排気酸素濃度である。さらに、これら図７（Ａ）〜（Ｅ）における実線のグラフは、上述の第２ステップでの測定で得られた実測値としての排気酸素濃度曲線（第１の排気酸素濃度曲線）である。この実線で示す排気酸素濃度曲線は、図４（Ａ）に示すように、エンジンの回転速度をある一定値に固定し、トルクを図４（Ｂ）に示すように時間的に変化させたときの排気酸素濃度である。この実線で示す排気酸素濃度曲線は、図７（Ａ）〜（Ｅ）のいずれにおいても同一である。一方、これら図７（Ａ）〜（Ｅ）における破線のグラフは、式（２０）で示される時定数を持つ１次遅れ系の出力としての排気酸素濃度曲線である。式（（２０）で示す時定数には、「切片」、「係数」、「回転速度」および「ＥＧＲ率」という４つのパラメータが含まれている。これら４つのパラメータのうちの「ＥＧＲ率」は、時間的には変化するものの、図７（Ａ）〜（Ｅ）のいずれにおいても共通の値を持つパラメータである。また、「回転速度」は経路によって固定値あるいは時間的に変化する値をとるが、この「回転速度」も図７（Ａ）〜（Ｅ）のいずれにおいても共通の値を持つパラメータである。残りの２つのパラメータである「切片」と「係数」は、図６に示す２次元平面上の座標点によって異なっている。 FIG. 7 is a diagram showing an exhaust oxygen concentration curve. 7A to 7E correspond to the respective coordinate points A to E shown in FIG. 7A to 7E, the horizontal axis represents time [s] and the vertical axis represents the exhaust oxygen concentration. Further, in each of FIGS. 7A to 7E, the upper solid line graph and the broken line graph indicate the exhaust oxygen concentration when the EGR is fully closed, and the lower solid line graph and the broken line indicate the exhaust gas when using the EGR. The oxygen concentration. Further, the solid line graphs in FIGS. 7A to 7E are exhaust oxygen concentration curves (first exhaust oxygen concentration curves) as actual measurement values obtained by the measurement in the second step described above. The exhaust oxygen concentration curve shown by the solid line is obtained when the engine speed is fixed to a certain value as shown in FIG. 4A and the torque is changed with time as shown in FIG. 4B. Exhaust oxygen concentration. The exhaust oxygen concentration curve shown by this solid line is the same in any of FIGS. 7 (A) to (E). On the other hand, the broken line graphs in FIGS. 7A to 7E are exhaust oxygen concentration curves as outputs of a first-order lag system having a time constant represented by the equation (20). The time constant represented by the equation (20) includes four parameters of “intercept”, “coefficient”, “rotational speed”, and “EGR rate”. Of these four parameters, “EGR rate” 7 is a parameter having a common value in any of Figures 7A to 7E, although it changes in time, and "rotational speed" is a fixed value or a value that changes in time depending on the route. However, this “rotational speed” is also a parameter having a common value in any of FIGS 7 A. The remaining two parameters “intercept” and “coefficient” are shown in FIG. It differs depending on the coordinate points on the two-dimensional plane shown in FIG.

ここで、図７（Ａ）は、図６の座標点Ａに対応するグラフである。すなわち、図７（Ａ））に示す破線のグラフは、「切片」＝０、かつ「係数」＝０のときの排気酸素濃度曲線である。式（２０）から分かる通り、式（２０）に「切片」＝０、かつ「係数」＝０を代入すると、「時定数」＝０となる。「時定数」＝０の場合、式（１０）から分かる通り、ｙ（ｓ）＝ｕ（ｓ）となる。つまり、図７（Ａ）に示す破線のグラフは、１次遅れ系の入力としての排気酸素濃度曲線と同一である。この１次遅れ系への入力としての排気酸素濃度曲線は、前述の第１ステップで取得した定常状態の排気酸素濃度を、図４に示す運転条件（トルク）の時間的な変化に沿うように繋いだものである。この入力としての排気酸素濃度曲線は、前述の通り、本発明にいう第２の排気酸素濃度曲線の一例に相当する。 Here, FIG. 7A is a graph corresponding to the coordinate point A in FIG. That is, the broken line graph shown in FIG. 7A is an exhaust oxygen concentration curve when “intercept” = 0 and “coefficient” = 0. As can be seen from equation (20), when “intercept” = 0 and “coefficient” = 0 are substituted into equation (20), “time constant” = 0. When “time constant” = 0, as can be seen from the equation (10), y (s) = u (s). That is, the broken line graph shown in FIG. 7A is the same as the exhaust oxygen concentration curve as the input of the first-order lag system. The exhaust oxygen concentration curve as the input to the first-order lag system is such that the steady-state exhaust oxygen concentration obtained in the first step described above follows the temporal change of the operating condition (torque) shown in FIG. It is connected. The exhaust oxygen concentration curve as the input corresponds to an example of the second exhaust oxygen concentration curve according to the present invention as described above.

１次遅れ系の出力としての排気酸素濃度曲線は、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、図６の二次元平面上の座標点によってその形状が異なる。 As shown in FIGS. 7A to 7E, the shape of the exhaust oxygen concentration curve as the output of the first-order lag system differs depending on the coordinate points on the two-dimensional plane of FIG.

この１次遅れ系の出力としての排気酸素濃度曲線は、入力としての排気酸素濃度曲線から、下記の式（２２）の演算によって算出される。 The exhaust oxygen concentration curve as the output of the first-order lag system is calculated from the exhaust oxygen concentration curve as the input by the following equation (22).

ここで、ｋは、時間軸上のサンプリング点を表わしており、ｘ_k，ｙ_k，Ｔ_kは、サンプリング点ｋにおける、それぞれ１次遅れ系への入力としての排気酸素濃度、その１次遅れ系からの出力としての排気酸素濃度、およびサンプリング点ｋにおける時定数である。ｘ_k-1，ｙ_k-1，Ｔ_k-1は、サンプリング点ｋよりも１つ前のサンプリングｋ−１における各値である。また、ΔＴは、サンプリング間隔（サンプリング点ｋ−１とｋとの間の時間間隔）を表わしている。図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す破線の各グラフは、この式（２２）の演算式に従って算出した排気酸素濃度曲線である。

Here, k represents a sampling point on the time axis, and x _k , y _k , and T _k are exhaust oxygen concentrations as inputs to the first-order lag system at the sampling point k, respectively, and the first-order lag. Exhaust oxygen concentration as output from the system, and time constant at sampling point k. x _k−1 , y _k−1 , and T _k−1 are the values in the sampling k−1 immediately before the sampling point k. ΔT represents a sampling interval (time interval between sampling points k−1 and k). Each of the broken line graphs shown in FIGS. 7A to 7E is an exhaust oxygen concentration curve calculated according to the arithmetic expression of the expression (22).

ここでは、設定した４隅の座標点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで囲まれた領域内における、座標点Ｅ、すなわち、実測値としての排気酸素濃度曲線からの誤差が最小となる「切片」および「係数」が探索される。 Here, in the region surrounded by the set four corner coordinate points A, B, C, and D, the “intercept” that minimizes the error from the coordinate point E, that is, the exhaust oxygen concentration curve as an actual measurement value, and “Coefficient” is searched.

ここでは、実測値としての排気酸素濃度曲線（実線）からの誤差の大きさは、決定係数Ｒ²によって評価している。 Here, the magnitude of the error from the exhaust oxygen concentration curve as a measured value (solid line) are assessed by determination coefficient R ^2.

座標点Ｅを求めるための探索は、特定の手法に限定されるものではないが、例えば、座標点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで囲まれた領域を複数の小領域に分けて各小領域内の代表点について誤差の大きさを評価して誤差の小さい小領域を見つけ、今度はその小領域をさらに複数の小領域に分けて誤差の小さい小領域を見つけるという探索手法を採用してもよい。あるいは、前掲の非特許文献１に記載されている「実数値遺伝アルゴリズム」を採用して座標点Ｅを探索してもよい。あるいは、最も単純には、座標点Ａ〜Ｄで囲まれた領域内の各点について誤差を評価することで、誤差が最小となる座標点Ｅを捜してもよい。 The search for obtaining the coordinate point E is not limited to a specific method. For example, the area surrounded by the coordinate points A, B, C, and D is divided into a plurality of small areas, and each small area is divided into a plurality of small areas. A search method may be employed in which a small region with a small error is found by evaluating the magnitude of the error for the representative points of this point, and this small region is further divided into a plurality of small regions to find a small region with a small error. . Alternatively, the “real-value genetic algorithm” described in the aforementioned Non-Patent Document 1 may be employed to search for the coordinate point E. Or, most simply, the coordinate point E that minimizes the error may be found by evaluating the error for each point in the region surrounded by the coordinate points A to D.

このようにして、図７（Ｅ）に示すように、誤差が最小となる「切片」および「係数」を見つけ、それらのパラメータに従って時間的に変化する時定数を持つ１次遅れ系の排気酸素濃度、およびその排気酸素濃度から算出される吸気酸素濃度を含んで記述したエンジンモデルが作成される。 In this way, as shown in FIG. 7E, the “intercept” and “coefficient” that minimize the error are found, and the exhaust gas oxygen of the first-order lag system having a time constant that changes with time according to these parameters. The engine model described including the concentration and the intake oxygen concentration calculated from the exhaust oxygen concentration is created.

図８は、排気に含まれるＮＯｘの変化曲線を示した図である。この図８の横軸は時間［ｓ］、縦軸はＮＯｘの量である。ここでは、法定のＪＥ０５の運転パターンに則して運転条件を時間的に変化させている。 FIG. 8 is a diagram showing a change curve of NOx contained in the exhaust gas. In FIG. 8, the horizontal axis represents time [s], and the vertical axis represents the amount of NOx. Here, the operating conditions are temporally changed in accordance with the legal JE05 operation pattern.

図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、実測値、定常運転のデータから作成したエンジンモデル（定常モデル）を使った算出値、および過渡運転時のデータを使って上記の方法により作成したエンジンモデル（過渡モデル）を使った算出値である。 FIGS. 8A, 8B, and 8C show the above-described method using measured values, calculated values using an engine model (steady model) created from steady operation data, and transient operation data, respectively. This is a calculated value using the engine model (transient model) created by.

また、この図８における、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に跨る一点鎖線の囲いは、アイドリング開始時、すなわち、ある回転速度でアクセルを離し、回転速度が低下してきてアイドリングに入ったタイミングのデータである。ここでは、アイドリングに入った後、もう１度アクセルを踏んでから離し、再びアイドリングに入るように、２度繰り返している。ここでの実験等で使ったディーゼルエンジンは、アイドリング開始時に図８（Ａ）に示すようにＮＯｘの量が増加する傾向にあったが、（Ｂ）の定常モデルでは、そのＮＯｘの増加がうまく再現できていない。これに対し、図８（Ｃ）の過渡モデルの場合、吸気酸素濃度が高い状態で燃料噴射を開始していることがシミュレーションに組み込まれ、ＮＯｘが増加する現象が再現されていることが分かる。 Further, in FIG. 8, the one-dot chain line that extends across (A), (B), and (C) starts idling, that is, the accelerator is released at a certain rotational speed, and the rotational speed decreases to enter idling. Timing data. Here, after entering idling, it is repeated twice so that the accelerator is stepped on again and then released and then idling again. In the diesel engine used in the experiment and the like, the amount of NOx tended to increase as shown in FIG. 8A at the start of idling. However, in the steady model shown in FIG. It has not been reproduced. On the other hand, in the transient model of FIG. 8C, it can be seen that the fact that fuel injection is started in a state where the intake oxygen concentration is high is incorporated in the simulation, and the phenomenon that NOx increases is reproduced.

なお、本実施形態では、過渡運転にあたり、図４に示すように、回転速度を一定に保ちつつトルクを時間的に変化させているが、それとは逆に、トルクを一定に保ちつつ回転速度を時間的に変化させてもよく、あるいは回転速度とトルクとの双方を変化させる運転条件を採用してもよい。 In the present embodiment, during the transient operation, as shown in FIG. 4, the torque is changed with time while keeping the rotation speed constant. On the contrary, the rotation speed is kept constant while keeping the torque constant. You may change temporally, or you may employ | adopt the driving | running condition which changes both a rotational speed and a torque.

１エンジンモデル作成システム
１０エンジン
１１排気管
１２回転軸
２０ダイナモ
３０制御・計測用パソコン
４０スロットルアクチュエータ
５０ＥＣＵ
６０排ガス分析計
７０ダイナモ制御盤
８１温度センサ
８２流量センサ
８３トルクセンサ
８４回転速度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine model creation system 10 Engine 11 Exhaust pipe 12 Rotating shaft 20 Dynamo 30 Control / measurement personal computer 40 Throttle actuator 50 ECU
60 exhaust gas analyzer 70 dynamo control panel 81 temperature sensor 82 flow sensor 83 torque sensor 84 rotational speed sensor

Claims

ディーゼルエンジンの回転速度とトルクを変数とする二次元平面上の離散的な複数の点それぞれにおける定常運転時の排気酸素濃度を取得する第１ステップと、
ディーゼルエンジンの回転速度とトルクを変数とする二次元平面上の複数の点を繋ぐ経路に沿うように運転条件を時間的に変化させた過渡運転を行なうようにエンジンの運転条件を制御して、該過渡運転時の、時間的に変化する第１の排気酸素濃度曲線を含むエンジン特性値を測定する第２ステップと、
ディーゼルエンジンの回転速度を、前記経路に沿って、前記過渡運転時の時間的な変化に合わせて繋いだ回転速度曲線、並びに、エンジン特性値から算出される排気酸素濃度およびＥＧＲ率のそれぞれを前記過渡運転時に測定されたエンジン特性値の時間的な変化に従って時間的に変化させた第２の排気酸素濃度曲線およびＥＧＲ率曲線のうちの、該第２の排気酸素濃度曲線を、回転速度およびＥＧＲ率をパラメータとして含む複数のパラメータで記述される時定数を持つ１次遅れ系に入力し、該時定数のパラメータのうちの回転速度およびＥＧＲ率に前記回転速度曲線および前記ＥＧＲ率曲線をそれぞれ代入するとともに、該１次遅れ系の出力として、前記第１の排気酸素濃度曲線からの誤差が最小となる第３の排気酸素濃度曲線が得られるように、該複数のパラメータのうちの回転速度およびＥＧＲ率を除くパラメータの値を算出する第３ステップと、
エンジン制御パラメータからなる説明変数とエンジン特性値からなる目的変数との関係を、前記第３ステップで算出した、時間的に変化する時定数を持つ１次遅れの排気酸素濃度を含んで記述したエンジンモデルを作成する第４ステップとを有することを特徴とするエンジンモデル作成方法。 A first step of acquiring exhaust oxygen concentration during steady operation at each of a plurality of discrete points on a two-dimensional plane having the rotational speed and torque of the diesel engine as variables;
The engine operating conditions are controlled so as to perform a transient operation in which the operating conditions are temporally changed along a path connecting a plurality of points on a two-dimensional plane with the rotational speed and torque of the diesel engine as variables. A second step of measuring an engine characteristic value including a first time-varying exhaust oxygen concentration curve during the transient operation;
The rotational speed curve connecting the rotational speed of the diesel engine along the path in accordance with the temporal change during the transient operation, and the exhaust oxygen concentration and the EGR rate calculated from the engine characteristic values are respectively described above. Of the second exhaust oxygen concentration curve and the EGR rate curve that are temporally changed in accordance with the temporal change of the engine characteristic value measured during the transient operation, the second exhaust oxygen concentration curve is represented by the rotational speed and the EGR. This is input to a first-order lag system having a time constant described by a plurality of parameters including a rate as a parameter, and the rotation speed curve and the EGR rate curve are respectively substituted for the rotation speed and the EGR rate among the parameters of the time constant. In addition, as the output of the first-order lag system, a third exhaust oxygen concentration curve that minimizes the error from the first exhaust oxygen concentration curve is obtained. As a third step of calculating the value of the parameters except the rotational speed and the EGR rate of the plurality of parameters,
An engine in which the relationship between an explanatory variable consisting of an engine control parameter and an objective variable consisting of an engine characteristic value is described including the exhaust gas concentration of a first-order lag having a time constant that varies with time, calculated in the third step. And a fourth step of creating a model.

前記第２ステップが、前記二次元平面上の、回転速度一定の複数の点を繋ぐ経路に沿うように運転条件を時間的に変化させた過渡運転を行なうようにエンジンの運転条件を制御して、該過渡運転時の、時間的に変化する第１の排気酸素濃度曲線を含むエンジン特性値を測定するステップであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンモデル作成方法。 The second step is to control the engine operating conditions so as to perform a transient operation in which the operating conditions are temporally changed along a path connecting a plurality of points having a constant rotational speed on the two-dimensional plane. The engine model creation method according to claim 1, wherein the engine characteristic value including the first exhaust oxygen concentration curve that changes with time during the transient operation is measured.

前記時定数が、

で表される、切片と係数と回転速度とＥＧＲ率とをパラメータとする時定数であることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンモデル作成方法。 The time constant is

The engine model creation method according to claim 1, wherein the time constant is a time constant having parameters such as an intercept, a coefficient, a rotation speed, and an EGR rate.

前記時定数が、

前記時定数が、

前記第２ステップが、エンジンモデル作成対象のエンジンにダイナモを連結した実験システム上で、前記第１の排気酸素濃度曲線の測定を行なうステップであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載のエンジンモデル作成方法。 6. The method according to claim 1, wherein the second step is a step of measuring the first exhaust oxygen concentration curve on an experimental system in which a dynamo is connected to an engine for which an engine model is to be created. The engine model creation method according to any one of the above items.

エンジン制御パラメータの調整により、エンジンモデル作成対象のディーゼルエンジンの運転を制御する、該ディーゼルエンジンに連結されるダイナモを含むエンジン制御装置、
前記ディーゼルエンジン運転時の、該ディーゼルエンジンの、排気酸素濃度およびＥＧＲ率を含む特性を測定するエンジン特性測定装置、および、
ディーゼルエンジンの回転速度とトルクを変数とする二次元平面上の離散的な複数の点それぞれにおける定常運転時の排気酸素濃度を取得する第１ステップと、
前記エンジン制御装置に、ディーゼルエンジンの回転速度とトルクを変数とする二次元平面上の複数の点を繋ぐ経路に沿うように運転条件を時間的に変化させた過渡運転を行なうようにエンジンの制御パラメータを調整させて、前記エンジン特性測定装置に、該過渡運転時の、時間的に変化する第１の排気酸素濃度曲線を含むエンジン特性値を測定させる第２ステップと、
ディーゼルエンジンの回転速度を、前記経路に沿って、前記過渡運転時の時間的な変化に合わせて繋いだ回転速度曲線、並びに、エンジン特性値から算出される排気酸素濃度およびＥＧＲ率のそれぞれを前記過渡運転時に測定されたエンジン特性値の時間的な変化に従って時間的に変化させた第２の排気酸素濃度曲線およびＥＧＲ率曲線のうちの、該第２の排気酸素濃度曲線を、回転速度およびＥＧＲ率をパラメータとして含む複数のパラメータで記述される時定数を持つ１次遅れ系に入力し、該時定数のパラメータのうちの回転速度およびＥＧＲ率に前記回転速度曲線および前記ＥＧＲ率曲線をそれぞれ代入するとともに、該１次遅れ系の出力として、前記第１の排気酸素濃度曲線からの誤差が最小となる第３の排気酸素濃度曲線が得られるように、該複数のパラメータのうちの回転速度およびＥＧＲ率を除くパラメータの値を算出する第３ステップと、
エンジン制御パラメータからなる説明変数とエンジン特性値からなる目的変数との関係を、前記第３ステップで算出した、時間的に変化する時定数を持つ１次遅れの排気酸素濃度を含んで記述したエンジンモデルを作成する第４ステップとを有するエンジンモデル作成方法を実行するエンジンモデル作成装置とを備えたことを特徴とするエンジンモデル作成システム。 An engine control device including a dynamo connected to the diesel engine, which controls the operation of the diesel engine for which the engine model is created by adjusting the engine control parameter;
An engine characteristic measuring device for measuring characteristics of the diesel engine including exhaust oxygen concentration and EGR rate during operation of the diesel engine; and
A first step of acquiring exhaust oxygen concentration during steady operation at each of a plurality of discrete points on a two-dimensional plane having the rotational speed and torque of the diesel engine as variables;
The engine control unit controls the engine so as to perform transient operation in which operation conditions are temporally changed so as to follow a path connecting a plurality of points on a two-dimensional plane with the rotational speed and torque of the diesel engine as variables. A second step of adjusting a parameter and causing the engine characteristic measuring device to measure an engine characteristic value including a first time-varying exhaust oxygen concentration curve during the transient operation;
The rotational speed curve connecting the rotational speed of the diesel engine along the path in accordance with the temporal change during the transient operation, and the exhaust oxygen concentration and the EGR rate calculated from the engine characteristic values are respectively described above. Of the second exhaust oxygen concentration curve and the EGR rate curve that are temporally changed in accordance with the temporal change of the engine characteristic value measured during the transient operation, the second exhaust oxygen concentration curve is represented by the rotational speed and the EGR. This is input to a first-order lag system having a time constant described by a plurality of parameters including a rate as a parameter, and the rotation speed curve and the EGR rate curve are respectively substituted for the rotation speed and the EGR rate among the parameters of the time constant. In addition, as the output of the first-order lag system, a third exhaust oxygen concentration curve that minimizes the error from the first exhaust oxygen concentration curve is obtained. As a third step of calculating the value of the parameters except the rotational speed and the EGR rate of the plurality of parameters,
An engine in which the relationship between an explanatory variable consisting of an engine control parameter and an objective variable consisting of an engine characteristic value is described including the exhaust gas concentration of a first-order lag having a time constant that varies with time, calculated in the third step. An engine model creation system comprising: an engine model creation device that executes an engine model creation method including a fourth step of creating a model.