JP2008151051A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過渡時の応答性を確保しつつ燃費、排気ガス浄化をも満足させる。
【解決手段】実際のエンジンの吸気通路２に、上流側から下流側へ順次、エアフローセンサ３、スロットル弁４、排気ターボ式過給機５、インタークーラ５、電動式過給機８、吸気圧力センサ９が配設される。エンジン制御系として、吸気状態について影響を与える実際の機器類の特性と同一の特性を有するように設定された仮想機器類を複数種組み合わせて構成された同定モデルＤＭが設定される。同定モデルＤＭは、例えばエンジン回転数とアクセル開度とをパラメータとして、実際のエンジンの吸気状態が目標吸気状態となるように前記仮想機器類に対する制御値を決定して、この制御値を実際の機器類に対して出力する、制御値として、電動式過給機８の駆動電流が含まれる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、排気ターボ式過給機と電動式過給機とによって過給を行うエンジンの制御装置に関するものである。

エンジン、例えば自動車用エンジンでは、排気エネルギを利用して過給を行う排気ターボ式過給機を備えたものが多く存在する。そして、最近増加する傾向にあるコモンレール式ディーゼルエンジンにあっては、排気ターボ式過給機によって過給を行うことが極く一般的となっている。

排気ターボ式過給機にあっては、加速時において良好な過給応答性を得にくいということから、吸気通路のうち排気ターボ式過給機の下流側において、モータにより駆動される電動式過給機を配設して、加速時等の過給応答性が要求されるときに電動式過給機を作動させることが提案されている（特許文献１参照）。

また、特許文献２には、コンピュータを利用して、実際のエンジンを模したエンジンモデルを設定して、エンジンモデルから得られるモデル値と実際のエンジンの作動特性値とに基づいて、実際のエンジンの故障を診断することが提案されている。
特開２００４−１０８１５２号公報 特表平６−５０４３４８号公報

特許文献１に記載のように、排気ターボ式過給機と電動式過給機とを備えたエンジンにおいては、電動式過給機によって過給応答性を高めることは、加速要求時特に急加速要求時において十分なトルクをすみやかに得て、加速要求を十分に満たすという点では好ましいものとなる。

一方、最近のエンジンでは、燃費向上や排気ガス浄化の要求が厳しくなっており、加速時においても、燃費や排気ガス浄化の点を十分に考慮したものにする必要性が高まっている。つまり、特許文献１に記載のように、過渡時となる加速時に、単に電動式過給機による過給を行うだけの制御では、加速要求つまり制御の応答性を満足させることは可能であっても、燃費の悪化や排気ガス中の有害成分増大をきたすことになり、この点においてなんらかの対策が望まれることになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなさたもので、その目的は、過渡時の応答性を十分に満足させつつ、燃費や排気ガス浄化の点でも十分に満足できるようにしたエンジンの制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
実際のエンジンの吸気通路に、上流側から下流側へ順次、エアフローセンサ、スロットル弁、排気ターボ式過給機、インタークーラ、電動式過給機、吸気圧力センサが配設されたエンジンの制御装置であって、
実際のエンジンに対する制御を行う制御系として、実際のエンジンに供給される吸気状態と同一の吸気状態が得られるように、実際のエンジンの吸気状態について影響を与える実際の機器類の特性と同一の特性を有するように設定された仮想機器類を複数種組み合わせて構成された同定モデルが設定され、
前記同定モデルは、あらかじめ設定された所定の入力パラメータに基づいて、実際のエンジンの吸気状態が目標吸気状態となるように前記仮想機器類に対する制御値を決定して、該決定された制御値を実際の機器類に対して出力するように設定され、
前記制御値として、少なくとも前記電動式過給機の駆動電流が含まれるように設定されている、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、過渡時における制御の応答性、例えば急加速時の加速要求を十分に満足させることができる。すなわち、同定モデルによって、所定の入力パラメータに基づいて、実際の機器類に対応した複数の仮想機器類の制御値が決定されて、この決定された制御値が実際の機器類に出力されるので、例えば従来一般に行われているフィードバック制御の場合に比して、応答性の点で極めて優れたものとなる。特に、電動式過給機の駆動電流が同定モデルによる制御値として決定、出力されるので、過給応答性の点でも優れたものとなる。そして、制御値は、実際のエンジンと同一の特性を有することになる同定モデルによって目標吸気状態となるように決定されるので、実際の吸気状態が目標吸気状態から大きくずれてしまう事態の発生も防止されて、燃費や排気ガス浄化の点をも十分に満足させることができる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記同定モデルが、前記所定の入力パラメータに加えて、前記エアフローメータで検出される吸入空気量、前記インタークーラの出口温度、前記吸気圧力センサで検出された吸気圧力をパラメータとして、前記スロットル弁の開度と前記電動式過給機の駆動電流とを前記制御値として決定する、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、実際のエンジンにおける吸気の供給状態に影響を与える吸入空気の量と温度と圧力とをもパラメータとして制御値として決定するので、目標吸気状態とするための制御値をより精度よく決定することができる。

、
実際のエンジンが、排気ガスを吸気通路に還流するＥＧＲ通路を備えると共に、ＥＧＲ率を変更するためのＥＧＲ弁を備えており、
前記同定モデルは、前記ＥＧＲ弁の開度を前記制御値として決定する、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、実際のエンジンの吸気状態に大きな影響を与えるＥＧＲ弁の開度を制御値として含ませることにより、実際のエンジンにおける実際の吸気状態を、より一層精度よく目標吸気状態に近づけることができる。

前記目標吸気状態が、目標酸素濃度とされている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、目標吸気状態を、燃費や排気ガス浄化の点で好ましい設定とすることができる。

前記目標吸気状態が、定常時および緩加速時には目標酸素濃度とされ、急加速時には目標充填量とされる、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、定常時および緩加速時においては燃費および排気ガス浄化を優先させた制御としつつ、急加速時には加速要求を優先させた制御とすることができる。

前記排気ターボ式過給機が、過給能力が変更可能な可変式とされ、
前記制御値として、前記排気ターボ式過給機における過給能力変更用の制御値が含まれるように設定されている、
ようにしてある（請求項６対応）。この場合、可変式の排気ターボ式過給機とされた場合に、実際のエンジンの吸気状態を目標吸気状態にすることができる。

急加速時において、前記目標吸気状態が目標充填量とされ、
実際の充填量が前記目標充填量よりも小さいときに、実際の充填量が目標充填量に近づくように前記電動式過給機の駆動電流が増大補正されるように設定され、
前記増大補正前後の前記駆動電流の偏差が所定値以上のときに、前記排気ターボ式過給機が異常であると判定して警報を行う異常判定手段を備えている、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、排気ターボ式過給機がなんらかの原因で過給圧不足となったときに、この不足分を過給圧を電動式過給機で補うことができる。また、電動式過給機の駆動電流に基づいて、排気ターボ式過給機の異常、例えば軸受の焼き付き等による抵抗増大を容易に判定することができ、しかも異常と判定されたときには警報を行うことにより、運転者は排気ターボ式過給機が異常をあることをすみやかに認識することができる。

前記電動式過給機は、急加速時のみ駆動電流が供給されて過給を行うように設定され、
前記異常判定手段によって異常判定されたときは、急加速時以外のときでも、前記排気ターボ式過給機による過給圧不足分を前記電動式過給機による過給で補うように、該電動式過給機による過給が行われる、
ようにしてある（請求項８対応）。この場合、過給圧が大きく不足して走行性能が大きく悪化してしまう事態を防止あるいは低減する上で好ましいものとなる。

前記制御値を出力したときに前記目標吸気状態が得られなかったときに、前記同定モデルを修正する修正手段を備えている、ようにしてある（請求項９対応）。この場合、実際のエンジンの経年変化等に対応して、同定モデルを常に実際のエンジンに対応したものに設定しておくことができる。

実際のエンジンが、コモンレール式のディーゼルエンジンとされ、
前記所定の入力パラメータが、エンジン回転とアクセル開度とされている、
ようにしてある（請求項１０対応）。この場合、実際のエンジンを、燃費や排気ガス浄化の上で好ましいコモンレール式のディーゼルエンジンとしつつ、制御値を決定するために用いられる所定のパラメータとして、エンジンの運転状態を示す代表的なパラメータを用いたものとすることができる。

本発明によれば、過渡時の応答性を十分に満足させつつ、燃費や排気ガス浄化の点でも十分に満足させることができる。

図１において、１はエンジン（エンジン本体）で、実施形態では、自動車用とされたコモンレール式の直噴ディーゼルエンジンとされている。エンジン１の吸気通路２には、その上流側から下流側へ順次、エアフローセンサ３，電磁式のスロットル弁４，排気ターボ式過給機５のコンプレッサホイール５ａ、インタークーラ６，温度センサ７、電動式過給機８のコンプレッサホイール８ａ、圧力センサ９が配設されている。上記コンプレッサホイール８ａは、モータ８ｂによって駆動されて、過給を行うようになっている。

吸気通路２は、コンプレッサホイール８ａをバイパスするバイパス通路１０を有して、このバイパス通路１０には、逆止弁１１が配設されている。逆止弁１１は、電動式過給機８による過給を実行するときにのみ全閉とされ、その他の運転領域では全開とされる。

エンジン１の排気通路１５には、排気ターボ式過給機５のタービンホイール５ｂが配設されている。このタービンホイール５ｂは、回転軸５ｃを介して前記コンプレッサホイール５ａに連結され、排気エネルギを受けてタービンホイール５ｂが回転駆動されることによってコンプレッサホイール５ａが回転駆動されて、過給を行うようになっている。排気ターボ式過給機５は、実施形態では、アクチュエータ５ｄによって可変駆動される可変ベーン式とされて、過給能力が変更可能となっている。

排気通路１５には、タービンホイール５ｂの下流側において、パティキュレート等のディーゼルエンジン特有の排気物を捕集するトラップ（ＤＰＦフィルタ）１６が配設されている。トラップ１６は、補足した異物が大量となったときに、異物を燃焼させる機能を有するものとなっている。排気通路１５には、トラップ１６の上流側と下流側とにそれぞれ圧力センサ１７、１８が配設されて、排圧およびトラップ１６前後での差圧が検出できるようになっている。

排気ガスは、第１ＥＧＲ通路２１によって、吸気通路２へ排気ガスが還流可能とされている。すなわち、排気通路１５のうちトラップ１６下流側と、吸気通路２のうちスロットル弁４とコンプレッサホイール５ａとの間が、第１ＥＧＲ通路２１によって接続されている。この第１ＥＧＲ通路２１には、ＥＧＲクーラ２２と電磁式の第１ＥＧＲ弁２３とが接続されて、第１ＥＧＲ弁２３の開度を調整することによって、第１ＥＧＲ通路２１からの排気ガス還流量が変更される。なお、この第１ＥＧＲ通路２１からの排気ガス還流は、エンジン冷却水温度が所定温度以上となった高温時のみ実行されるようになっている。

排気ガスは、第２ＥＧＲ通路３１によって、吸気通路２へ排気ガスが還流可能とされている。すなわち、排気通路１５のうちタービンホイール５ｂ上流側と、吸気通路２のうちコンプレッサホイール８ａ下流側とが、第２ＥＧＲ通路３１によって接続されている。この第２ＥＧＲ通路３１には、電磁式の第２ＥＧＲ弁３２が接続されて、第２ＥＧＲ弁３２の開度を調整することによって、第２ＥＧＲ通路３１からの排気ガス還流量が変更される。なお、この第２ＥＧＲ通路３１からの排気ガス還流は、エンジン冷却水温度が前記所定温度未満となる低温時のみ実行されるようになっている。

図２は、排気ターボ式過給機３の異常判定を行うための制御系統を示すもので、図中Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）である。このコントローラＵには、前述した各種センサ３，７、９、１７，１８からの信号が入力されると共に、電動式過給機８（のモータ８ｂ）の駆動電流が入力され、さらに、アクセル開度センサ４１で検出されたアクセル開度、エンジン回転数センサ４２で検出されたエンジン回転数が入力される。

コントローラＵは、前述した各種機器類４，５ｄ、１１、８ｂ、２３，３２へ出力する他、排気ターボ式過給機５に異常が生じたときに警報を行うブザー、ランプ等からなる警報器４３へ出力されるようになっている（運転者への異常報知）。

図３，図４は、コントローラＵによって、エンジン１（実際のエンジン）に供給される吸気状態の目標値の設定例を示すものである。図３は、急加速時以外のときの目標吸気状態となるもので、実施形態では、エンジン回転数とアクセル開度とをパラメータとして目標酸素濃度として設定されて、燃費および排気ガス浄化を優先した設定とされている。また、図４は、急加速時における吸気状態の目標値を示すもので、実施形態では、エンジン回転数とアクセル開度とをパラメータとして目標充填量として設定されて、加速要求を優先した設定とされている。なお、電動式過給機８は、基本的に急加速時にのみ一時的に駆動電流が供給されて一時的に過給を行うものである（排気ターボ式過給機５による過給応答性が追従するまでの一時的な駆動）。ただし、排気ターボ式過給機５による過給圧が不足する場合や、排気ターボ式過給機５に異常が生じて十分な過給圧が得られないときは、補助的に電動式過給機８が駆動されて過給圧不足を補うようにしてある。

図５は、コントローラＵに構成された制御系を示すもので、実際のエンジン１に対応して実際のエンジン１と同一の特性となるように設定された同定モデルＤＭとして設定されている。すなわち、同定モデルＤＭは、エンジン１の吸気状態（燃焼室へ供給される直前の吸気状態）を目標吸気状態とするために必要な各種機器類の実際の制御値を決定するためのもので、このために、吸気状態に影響を与える実際の各種機器類と同一の特性とされた複数の仮想機器類が設定されている。実施形態では、この仮想機器類として、実際の機器類の符合に「Ｘ」の符合を追加して示してある。具体的には、仮想機器類として、エアフローセンサ３に対応した仮想エアフローセンサ３Ｘ、スロットル弁４に対応した仮想スロットル弁４Ｘ、排気ターボ式過給機５のアクチュエータ５ｄに対応した仮想アクチュエータ５ｄＸ、温度センサ７に対応した仮想温度センサ７Ｘ（仮想インタークーラ６にも相当）、電動式過給機８のモータ５ｂに対応した仮想モータ８ｂＸ、吸気圧力センサ９に対応した仮想圧力センサ９Ｘ、エンジン１に対応した仮想エンジン（の燃焼モデル）１Ｘ、圧力センサ１７，１８に対応した仮想圧力センサ１７Ｘ、１８Ｘ（トラップつまりＤＰＦフィルタに相当）、第１ＥＧＲ弁２３に対応した仮想第１ＥＧＲ弁２３Ｘ、第２ＥＧＲ弁３２に対応した仮想第２ＥＧＲ弁３２Ｘである。

図５の同定モデルＤＭにおいて決定される制御値は、仮想機器類４Ｘでのスロットル開度、仮想機器類５ｄＸでの可変ベーンの開度、仮想機器類８ｂＸでの駆動電流、仮想機器類２３Ｘでの第１ＥＧＲ弁開度、仮想機器類３２Ｘでの第２ＥＧＲ弁開度である。この決定された制御値は、対応する実際の機器類の出力されることになる。上記制御量決定のための所定パラメータとして、アクセル開度センサ４１で検出されたアクセル開度と、エンジン回転数センサ４２で検出されたエンジン回転数とが基本的に用いられる他、仮想機器類３Ｘで得られる吸入空気量、仮想機器類７Ｘで得られるインタークーラ出口温度、仮想機器類９Ｘで得られる吸気圧力、仮想機器類１Ｘで得られる燃焼状態、仮想機器類１７Ｘ、１８Ｘで得られる排気圧力が、上記所定パラメータに加えて用いられる。図５から既に明かなように、同定モデルＤＭは、吸気が、吸気通路２の入口から流入され、燃焼されて排気ガスとなるまでの一連の流れが、実際のエンジン１の場合と同様に構成されて、実際のエンジン１の特性と全く同じ特性を有するものとなっている。このような同定モデルＤＭは、図１に示す系統でもってエンジン１を実際に運転して、このときに得られた実際のデータに基づいて、例えば「マトラボ」という形式でもって作成されている。

同定モデルＤＭにおいて、目標吸気状態として、目標酸素濃度（あるいは目標充填量）が与えられたとき、この目標酸素濃度（あるいは目標充填量）とするのに必要な各種制御値を決定して、この決定された各制御値が、対応する実際の機器類に出力されることになる。すなわち、スロットル弁４の開度、可変ベーンの開度、電動式過給機５の駆動電流、各ＥＧＲ弁２３，３２の開度が、同定モデルＤＭによるシュミレーションにより一気に決定されて、対応する実際の機器類に対してこの制御値が一気に出力されることになる。同定モデルＤＭは、実際にエンジン１を運転して得られたデータに基づいて制御値を決定するように作成されているので、決定された制御値を実際の機器類に出力することにより、目標酸素濃度（目標充填量）に精度よく一気に収束されることになる。

次に、同定モデルＤＭが構成されたコントローラＵによる制御例について、図６，図７のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＳはステップを示す。まず、図６のＳ１において、各種センサ等からの信号が入力された後、Ｓ２において、急加速時であるか否かが判別される。このＳ２の判別でＹＥＳのときは、Ｓ３において、図４に示すマップに基づいて目標充填量が決定される。次いで、Ｓ４において、図４に示す同定モデルＤＭによって、目標充填量とするために必要なスロットル弁４の開度、可変ベーンの開度、電動式過給機５の駆動電流、各ＥＧＲ弁２３，３２の開度が決定される。このＳ５においては、電動式過給機８を駆動するための駆動電流が決定され（０よりも大きい電流値）、これに伴って逆止弁１１が全閉とされる制御値が決定される。そして、決定された各制御値が、対応する実際の機器類に出力される（逆止弁１１は全閉とされる）。これにより、実際のエンジン１の目標吸気状態である目標充填量が、すみやかに実現されて、急加速での加速要求を十分に満足させることができる。

Ｓ５の後、Ｓ６において、目標充填量が満足されたか否かが判別される。このＳ６の判別は、実際の充填量が目標充填量よりも所定値以上ずれているか否かの判別となる。このＳ６の判別でＹＥＳのとき、つまり目標充填量が実現されているときは、Ｓ８に移行される。Ｓ８では、電動式過給機８の停止（駆動電流が０）と逆止弁１１を全開にする処理が行われた後、Ｓ９において、図３に示すマップに基づいて目標酸素濃度が決定される。次いで、Ｓ１０において、同定モデルＤＭにによって、目標酸素濃度を実現するための各種制御値が決定され（Ｓ４対応）、この後、Ｓ１１において、決定された制御値が実際の機器類に出力される（Ｓ５対応）。なお、実際の充填量は、例えばセンサ３，７，９の出力に基づいて演算によって直接的に得ることができ、また車両の加速度やエンジン回転数の変化度合に基づいて間接的に決定する等、適宜の手法によって知ることができる。

Ｓ１１の後、Ｓ１２において、目標酸素濃度が実現されているか否かが判別される。このＳ１２での判別は、実際の酸素濃度が目標酸素濃度よりも所定値以上ずれているか否かの判別となる。このＳ１３の判別でＹＥＳのときは、Ｓ１３において、フラグが０であるか否かが判別される。このフラグは、目標充填量が実現されなかったときに１に設定されるもので、０のときは、目標充填量が実現されているときなので、このときはそのままリターンされる。なお、実際の酸素濃度は、例えば、排気通路１５に設けた酸素センサの出力に基づいて決定する等、適宜の手法により知ることができる。

前記Ｓ６の判別でＮＯのとき、つまり目標充填量が実現されなかったときは、Ｓ７においてフラグを１にセットした後、図９のＳ２１へ移行される。Ｓ２１では、実際の充填量が目標充填量に対して不足している状態であるか否かが判別される。このＳ２１の判別でＮＯのときは、図６のＳ８へ移行される。

上記Ｓ２１の判別でＹＥＳのときは、Ｓ２２において、不足分の充填量を補うべく、電動式過給機８の駆動電流が増大補正される（過給補助）。この後、Ｓ２４において、増大補正前後での駆動電流の偏差が所定値以上であるか否かが判別される。このＳ２４の判別でＮＯのときは、排気ターボ式過給機５に大きな異常がないということで、図６のＳ８へ移行される。

上記Ｓ２４の判別でＹＥＳのときは、排気ターボ式過給機５に過給圧が大きく不足するようななんらかの異常、例えば軸受の焼き付き等が発生したとき等であり、このときは、Ｓ２５で警報器４３が作動される。この後、排気ターボ式過給機５による過給のみでは十分なトルクが確保できなくて、走行性能が大きく悪化することを補うべく、電動式過給機８が駆動される（排気ターボ式過給機５による不足分の過給圧を電動式過給機８による過給で補いつつ、修理工場へ向けての走行の確保）。Ｓ２６の処理が行われた後は、正常な制御がもはや実行不可能なので、電動式過給機８による過給補助が実行され続ける状態が維持される。

前記Ｓ１２の判別でＮＯのとき、あるいは前記Ｓ１３の判別でＮＯのときは、同定モデルＤＭで決定された制御値では、目標吸気状態を精度よく確保することが難しいときである。このときは、Ｓ１４において、同定モデルＤＭの修正が実行された後、Ｓ１５においてフラグが０にリセットされる。なお、Ｓ１４での同定モデルＤＭの修正は、例えば同定モデルＤＭを作成したときのロジックを利用して行えばよく、修正対象となる各仮想機器類は、全ての仮想機器類であってもよく、あるいは経年変化が大きいと想定される一部の仮想機器類のみであってもよい。修正の具体例としては、例えば、排気ターボ式過給機５の過給圧が不足するときは、可変ベーンに対する制御値（制御値を決定する制御特性）を、過給能力が向上される方向に修正すればよい。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。エンジン１としては、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンのような火花点火式エンジンであってもよい。電動式過給機５を作動させる運転領域としては、加速要求時という一時的な領域に限らず、例えば、低速・高負荷時というように、排気ターボ式過給機３によって十分な過給圧が得にくい運転領域や、排気ターボ式過給機５による過給を補う形態で常時作動させるようにする等、適宜設定することができる。目標吸気状態としては、例えば、常時目標酸素濃度としてもよく、あるいは常時目標充填量としてもよい。フローチャートに示す各ステップあるいはステップ群は、その機能を示す名称に手段の文字を付して表現することができる。同定モデルとしては、実際のエンジンの吸気状態に影響を与える因子（機器類）を含ませるものであれば、同定モデルＤＭにおいて、シュミレーションされた結果となる制御値を検証するために、吸気状態を示すパラメータとなる例えばセンサ３，７，９で検出された実際の検出値を使用してシュミレーションし直すようにしてもよい（検証された結果は、実際に制御値を出力する前でも後でもよく、特に後に行う場合は、同定モデルＤＭの修正のために用いることができる）。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明の一実施形態を示す系統図。 本発明の制御系統例をブロック図的に示す図。 目標酸素濃度を決定するためのマップ。 目標充填量を決定するマップ。 同定モデルの一例を示す系統図。 本発明の制御例を示すフローチャート。 本発明の制御例を示すフローチャート。

符号の説明

１：エンジン
２：吸気通路
３：エアフローセンサ
３：スロットル弁
５：排気ターボ式過給機
５ａ：コンプレッサホイール
５ｂ：タービンホイール
５ｄ：アクチュエータ（可変ベーン）
６：インタークーラ
７：温度センサ
８：電動式過給機
８ａ：コンプレッサホイール
８ｂ：モータ
１０：バイパス通路
１１：逆止弁
１５：排気通路
１６：トラップ（ＤＰＦフィルタ）
１７、１８：圧力センサ（排圧）
２１：第１ＥＧＲ通路
２３：第１ＥＧＲ弁
３１：第２ＥＧＲ通路
３２：第２ＥＧＲ弁
４１：アクセル開度センサ
４２：エンジン回転数センサ
４３：警報器
Ｕ：コントローラ
ＤＭ：同定モデル

Claims (10)

1. 実際のエンジンの吸気通路に、上流側から下流側へ順次、エアフローセンサ、スロットル弁、排気ターボ式過給機、インタークーラ、電動式過給機、吸気圧力センサが配設されたエンジンの制御装置であって、
   実際のエンジンに対する制御を行う制御系として、実際のエンジンに供給される吸気状態と同一の吸気状態が得られるように、実際のエンジンの吸気状態について影響を与える実際の機器類の特性と同一の特性を有するように設定された仮想機器類を複数種組み合わせて構成された同定モデルが設定され、
   前記同定モデルは、あらかじめ設定された所定の入力パラメータに基づいて、実際のエンジンの吸気状態が目標吸気状態となるように前記仮想機器類に対する制御値を決定して、該決定された制御値を実際の機器類に対して出力するように設定され、
   前記制御値として、少なくとも前記電動式過給機の駆動電流が含まれるように設定されている、
   ことを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１において、
   前記同定モデルが、前記所定の入力パラメータに加えて、前記エアフローメータで検出される吸入空気量、前記インタークーラの出口温度、前記吸気圧力センサで検出された吸気圧力をパラメータとして、前記スロットル弁の開度と前記電動式過給機の駆動電流とを前記制御値として決定する、
   ことを特徴とするエンジンの制御装置。
3. 請求項２において、
   実際のエンジンが、排気ガスを吸気通路に還流するＥＧＲ通路を備えると共に、ＥＧＲ率を変更するためのＥＧＲ弁を備えており、
   前記同定モデルは、前記ＥＧＲ弁の開度を前記制御値として決定する、
   ことを特徴とするエンジンの制御装置。
4. 請求項３において、
   前記目標吸気状態が、目標酸素濃度とされている、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
5. 請求項３において、
   前記目標吸気状態が、定常時および緩加速時には目標酸素濃度とされ、急加速時には目標充填量とされる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
6. 請求項３ないし請求項５のいずれか１項において、
   前記排気ターボ式過給機が、過給能力が変更可能な可変式とされ、
   前記制御値として、前記排気ターボ式過給機における過給能力変更用の制御値が含まれるように設定されている、
   ことを特徴とするエンジンの制御装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、
   急加速時において、前記目標吸気状態が目標充填量とされ、
   実際の充填量が前記目標充填量よりも小さいときに、実際の充填量が目標充填量に近づくように前記電動式過給機の駆動電流が増大補正されるように設定され、
   前記増大補正前後の前記駆動電流の偏差が所定値以上のときに、前記排気ターボ式過給機が異常であると判定して警報を行う異常判定手段を備えている、
   ことを特徴とするエンジンの制御装置。
8. 請求項７項において、
   前記電動式過給機は、急加速時のみ駆動電流が供給されて過給を行うように設定され、
   前記異常判定手段によって異常判定されたときは、急加速時以外のときでも、前記排気ターボ式過給機による過給圧不足分を前記電動式過給機による過給で補うように、該電動式過給機による過給が行われる、
   ことを特徴とするエンジンの過給装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、
   前記制御値を出力したときに前記目標吸気状態が得られなかったときに、前記同定モデルを修正する修正手段を備えている、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、
    実際のエンジンが、コモンレール式のディーゼルエンジンとされ、
    前記所定の入力パラメータが、エンジン回転とアクセル開度とされている、
    ことを特徴とする

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