JP2010209753A - 内燃機関の操作対象パラメータの適合装置、及び適合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の運転時に評価の対象とされる複数の出力評価対象量の評点を適切に算出し、且つ、「１操作」に対するそれぞれの評点の変化量を調整すること。
【解決手段】複数の出力評価対象量の評点ｘｉが、目標値ｔｉと、計測値ｄｉと、基準値ｂｉとを利用して、「ｘｉ＝(ｄｉ−ｔｉ)／ｂｉ」なる式に従って計算される。この式において目標値ｔｉが分子側にあるから、目標値ｔｉがゼロ近傍、或いはゼロであっても評点ｘｉが適切に算出され得る。基準値ｂｉは、「１操作」毎に得られる「計測値ｄｉの変化量の絶対値」の平均値に設定・更新されていく。これにより、複数の出力評価対象量のそれぞれについて、「１操作」に対する評点ｘｉの変化量が「１」近傍に調整されていく。即ち、複数の出力評価対象量の間で、「１操作」に対するそれぞれの評点ｘｉの変化量が同程度に調整され得る。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の複数の操作対象パラメータの適合値を取得する内燃機関の操作対象パラメータの適合装置、及び適合方法に関する。

内燃機関が運転される際に評価の対象とされる項目の一例として、排ガス中の有害物質の排出量、燃焼騒音、燃料消費率等が挙げられる。以下、これらの量を「出力評価対象量」と称呼する。内燃機関の燃料噴射時期、ＥＧＲ弁の開度等を変更することで、上述の複数の出力評価対象量のそれぞれが変化する。以下、燃料噴射時期、ＥＧＲ弁の開度等のようにその値が操作（変更）されることで上述の複数の出力評価対象量に影響を与えるパラメータを「操作対象パラメータ」と称呼する。

或る定常運転状態（燃料噴射量及び運転速度が一定）について上述の複数の出力評価対象量のそれぞれを対応する目標値以下とするために必要な上述の複数の操作対象パラメータのそれぞれの値は、その定常運転状態において複数の操作対象パラメータを適宜操作する適合実験を繰り返すことで適合・取得され得る。特許文献１には、複数の操作対象パラメータのそれぞれの（定常）適合値を取得する手法の１例が紹介されている。

具体的には、或る定常運転状態について、複数の出力評価対象量の目標値がそれぞれ取得される。複数の出力評価対象量の実際に計測された値（計測値）がそれぞれ取得される。各出力評価対象量について、計測値を目標値で除して得られる値（計測値／目標値）が出力評価対象量の評点として算出される。算出された複数の出力評価対象量のそれぞれの評点の総和が評点総和値として算出される。この評点総和値に基づいて、複数の操作対象パラメータについての複数の操作項目のうちから、評点総和値を小さくするために必要な次に操作すべき対象が決定される。操作すべき対象となった操作項目に対応する操作が行われる。この操作後の状態に対して各計測値が新たに取得され、新たに取得された計測値に基づいて評点総和値が新たに算出される。

このように複数の操作対象パラメータを操作する適合実験を繰り返して評点総和値を小さくしていくことで、複数の出力評価対象量の計測値のそれぞれを対応する目標値以下とするために必要な操作対象パラメータのそれぞれの（定常）適合値が取得される。以上の手順が、適合が行われる複数種類の定常運転状態のそれぞれについて行われる。

特開２００４−１２４９３５号公報

上述のように、上記文献では、評点総和値の計算に使用される各出力評価対象量の評点として、（計測値／目標値）が使用される。このことに起因して以下の２つの問題が発生し得る。

第１に、評点の算出式において目標値が分母側にあるから、複数の出力評価対象量のうちで目標値がゼロ近傍、或いはゼロに設定されるものが含まれる場合、この出力評価対象量の評点が非常に大きい値（或いは、無限大）となる。この結果、他の出力評価対象量の評点にかかわらず評点総和値も非常に大きい値（或いは、無限大）となる。このため、評点総和値が、複数の操作対象パラメータの値を適合するための適切な値に算出され得ず、複数の操作対象パラメータの値を適合できなくなるという問題が発生する。

第２に、複数の出力評価対象量の間において、目標値が大きく異なる場合、操作対象パラメータの１回の操作（以下、「１操作」と呼ぶ。）に対するそれぞれの計測値の変化量が同じであっても１操作に対するそれぞれの評点の変化量が大きく異なる。ここで、複数の出力評価対象量の計測値のそれぞれを対応する目標値以下とするために行われるべき次の操作対象パラメータの操作項目を適切に選択するためには、複数の出力評価対象量の間において、１操作に対するそれぞれの評点の変化量が同程度であることが好ましいと考えられる。係る観点から、複数の出力評価対象量の間で、１操作に対するそれぞれの評点の変化量を調整したいという要求があった。しかしながら、上述のように、各出力評価対象量の評点として（計測値／目標値）が使用される場合、この要求を満たすことができないという問題が発生する。

本発明は、係る問題に対処するためになされたものであり、複数の出力評価対象量のうちで目標値がゼロに設定されるものが含まれてもその出力評価対象量の評点を適切に算出でき、且つ、複数の出力評価対象量の間で１操作に対するそれぞれの評点の変化量を調整することができる、内燃機関の操作対象パラメータの適合装置（方法）を提供することにある。

本発明に係る操作対象パラメータの適合装置の特徴は、各出力評価対象量の評点として、（計測値／目標値）に代えて、（（計測値−目標値）／基準値）が採用されたことにある。ここにおいて、各出力評価対象量について、基準値は、計測値及び目標値と同じ次元を有する正の値である。

これによれば、複数の出力評価対象量の間で、それぞれの基準値を調整することで、１操作に対するそれぞれの評点の変化量を調整することができる。具体的には、各出力評価対象量について、基準値を大きく（小さく）することで、（計測値の変化量が同じであっても）１操作に対する評点の変化量を小さく（大きく）することができる。

加えて、評点の算出式において目標値が分子側にある。従って、目標値がゼロ近傍、或いはゼロであっても、上記文献の場合のように評点が非常に大きい値（或いは、無限大）とはならない。従って、複数の出力評価対象量のうちで目標値がゼロに設定されるものが含まれてもその出力評価対象量の評点が適切に算出され得る。

上記本発明に係る操作対象パラメータの適合装置においては、各出力評価対象量について、基準値が、１操作毎に得られる出力評価対象量の計測値の変化量の絶対値の平均値に設定されると好ましい。これによれば、複数の出力評価対象量の間で、１操作に対するそれぞれの評点の変化量を同程度（具体的には、１近傍）に調整することができる。

上記本発明に係る操作対象パラメータの適合装置においては、各出力評価対象量について、算出された評点が負の値になった場合（即ち、計測値が目標値よりも小さい場合）、評点がゼロに設定されることが好適である。この構成は、評点総和値がゼロになったことを条件に適合実験が完了する場合（即ち、その時点での複数の操作対象パラメータのそれぞれの値が対応する操作対象パラメータの適合値として使用される場合）に特に有効である。

各出力評価対象量について、評点がゼロ以下（即ち、計測値が目標値以下）であることは目標が達成されたことを意味し、評点がゼロよりも大きい（即ち、計測値が目標値よりも大きい）ことは目標が達成されていないことを意味する。複数の出力評価対象量のうちで評点がゼロ以下のものと評点がゼロより大きいものとが混在する場合、目標が達成されていない出力評価対象量が存在しているにもかかわらず評点総和値がゼロとなって適合実験が完了してしまう事態が発生し得る。加えて、計測値が目標値以下である限りにおいて、計測値が目標値と一致していても（即ち、評点＝０）、計測値が目標値より小さくても（即ち、評点＜０）、目標が達成されていることに変わりはない。

以上のことから、上記構成のように、算出された評点が負の値になった場合に評点がゼロに設定されることで、目標が達成されていない出力評価対象量が存在しているにもかかわらず適合実験が完了してしまう事態の発生を防止できる。

上記本発明に係る操作対象パラメータの適合装置においては、現在の評点総和値に基づいて、複数の操作対象パラメータについての（予め定められた）複数の操作項目のうちから、評点総和値を小さくするために必要な次に操作すべき対象が決定される。操作すべき対象となった操作項目に対応する操作（１操作）が行われる。この１操作後の状態に対して各計測値が新たに取得され、新たに取得された計測値に基づいて評点総和値が新たに算出される。このように１操作が繰り返されて評点総和値を小さくしていくことで、複数の出力評価対象量の計測値のそれぞれを対応する目標値以下とするために必要な操作対象パラメータのそれぞれの（定常）適合値が取得される。

このように、次の操作すべき対象が繰り返し決定されていく際、具体的には、評点総和値の最新値が前回値よりも小さい場合、操作すべき対象が前回の操作項目と同じ操作項目に決定され（適合方針維持）、評点総和値の最新値が前回値以上の場合、操作すべき対象が前回の操作項目と異なる操作項目に決定される（適合方針変更）ことが好適である。

これは、評点総和値の最新値（現在値）が前回値よりも小さい場合、前回の操作項目と同じ操作項目に対応する操作（１操作）を再び行うことで（適合方針を維持することで）評点総和値の次回値が現在値よりも小さくなる可能性が高く、一方、評点総和値の最新値（現在値）が前回値以上の場合、前回の操作項目と同じ操作項目に対応する操作（１操作）を再び行うと（適合方針を維持すると）評点総和値の次回値が現在値よりも大きくなる可能性が高いであろう、との知見に基づく。適合方針が変更される場合において、次の操作項目は、予め定められた操作順序（及び操作方向）に従うものであってもよい。

本発明に係る操作対象パラメータの適合装置では、適合が行われる複数種類の定常運転状態（燃料噴射量及び運転速度が一定）のそれぞれについて、上述のように適合実験が完了するまで１操作が繰り返し実行される。

本発明の実施形態に係る内燃機関の操作対象パラメータの適合装置（方法）を４気筒ディーゼル機関に適用したシステム全体の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る操作対象パラメータの適合方法を実行する際における処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る操作対象パラメータの適合方法を実行して次の操作項目が繰り返し決定されていく際における、適合方針の維持・変更の一例を示した図である。

図１は、本発明の実施形態に係る操作対象パラメータ適合装置が適用される、内燃機関（４気筒ディーゼル機関）１０を含むシステム全体の概略構成を示している。このシステムは、燃料供給系統を含むエンジン本体２０、エンジン本体２０の各気筒の燃焼室（筒内）にガスを導入するための吸気系統３０、エンジン本体２０からの排ガスを放出するための排気系統４０、排気還流を行うためのＥＧＲ装置５０、及び電気制御装置６０を含んでいる。

エンジン本体２０の各気筒の上部には燃料噴射弁２１が配設されている。各燃料噴射弁２１は、図示しない燃料タンクと接続された燃料噴射用ポンプ２２に燃料配管２３を介して接続されている。燃料噴射用ポンプ２２は、電気制御装置６０と電気的に接続されていて、電気制御装置６０からの駆動信号により各燃料噴射弁２１から噴射される燃料の圧力（レール圧）を調整できるようになっている。また、各燃料噴射弁２１は、電気制御装置６０と電気的に接続されていて、電気制御装置６０からの駆動信号により各燃料噴射弁２１から噴射される燃料の量（燃料噴射量）を調整できるようになっている。

吸気系統３０は、エンジン本体２０の各気筒の燃焼室にそれぞれ接続された吸気マニホールド３１、吸気マニホールド３１の上流側集合部に接続され同吸気マニホールド３１とともに吸気通路を構成する吸気管３２、吸気管３２内に回動可能に保持されたスロットル弁３３、電気制御装置６０からの駆動信号に応答してスロットル弁３３を回転駆動するスロットル弁アクチュエータ３３ａ、スロットル弁３３の上流において吸気管３２に順に介装されたインタクーラー３４と過給機３５のコンプレッサ３５ａ、及び吸気管３２の先端部に配設されたエアクリーナ３６とを含んでいる。

排気系統４０は、エンジン本体２０の各気筒にそれぞれ接続された排気マニホールド４１、排気マニホールド４１の下流側集合部に接続された排気管４２、排気管４２に配設された過給機３５のタービン３５ｂ、及び排気管４２に介装されたディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＮＲ）４３を含んでいる。排気マニホールド４１及び排気管４２は排気通路を構成している。タービン３５ｂ内には、タービン３５ｂの容量を調整するためのバリアブルノズル３５ｂ１が備えられている。バリアブルノズル３５ｂ１は、電気制御装置６０からの駆動信号に応答し、タービン３５ｂの容量を変更し得るようになっている。

ＥＧＲ装置５０は、排気ガスを還流させる通路（ＥＧＲ通路）を構成する排気還流管５１と、排気還流管５１に介装されたＥＧＲ制御弁５２と、ＥＧＲクーラー５３とを備えている。排気還流管５１はタービン３５ｂの上流側排気通路（排気マニホールド４１）とスロットル弁３３の下流側吸気通路（吸気マニホールド３１）を連通している。ＥＧＲ制御弁５２は電気制御装置６０からの駆動信号に応答し、再循環される排気ガス量（排気還流量、ＥＧＲガス流量、ＥＧＲ率）を変更し得るようになっている。なお、ＥＧＲ率とは、本例では、燃焼室に流入する全ガス流量（新気流量＋ＥＧＲガス流量）に対するＥＧＲガス流量の割合をいう。

電気制御装置６０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ６１、ＣＰＵ６１が実行するプログラム、テーブル（マップ）、及び定数等を予め記憶したＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、バックアップＲＡＭ６４、並びにＡＤコンバータを含むインターフェース６５等からなるマイクロコンピュータである。

インターフェース６５は、熱線式エアフローメータ７１、スロットル弁開度センサ７２、吸気酸素濃度センサ７３、クランクポジションセンサ７４、アクセル開度センサ７５、ＥＧＲ制御弁開度センサ７６、及び水温センサ７７と接続されていて、これらのセンサからの信号をＣＰＵ６１に供給するようになっている。

また、インターフェース６５は、燃料噴射弁２１、燃料噴射用ポンプ２２、スロットル弁アクチュエータ３３ａ、バリアブルノズル３５ｂ１、及びＥＧＲ制御弁５２と接続されていて、ＣＰＵ６１の指示に応じてこれらに駆動信号を送出するようになっている。

熱線式エアフローメータ７１は、吸気通路内を通過する吸入空気の質量流量（単位時間当りの吸入空気（新気）量）を計測するようになっている。スロットル弁開度センサ７２は、スロットル弁３３の開度を検出するようになっている。吸気酸素濃度センサ７３は、吸気マニホールド３１と排気還流管５１との合流地点よりも下流の吸気通路内のガス（従って、エンジン１０の燃焼室に吸入されるガス）に含まれる酸素の濃度を検出するようになっている。

クランクポジションセンサ７４は、実クランク角度とともにエンジン１０の回転速度であるエンジン回転速度を検出するようになっている。アクセル開度センサ７５は、アクセルペダルＡＰの操作量を検出するようになっている。ＥＧＲ制御弁開度センサ７６は、ＥＧＲ制御弁５２の開度を検出するようになっている。水温センサ７７は、冷却水の温度を検出するようになっている。

（操作対象パラメータの適合）
内燃機関１０が運転される際に評価の対象とされる項目の代表例として、排ガスに含まれる有害物質である、ＮＯｘ、スモーク（パティキュレート・マター、ＰＭ）、ＨＣ、ＣＯのそれぞれの排出量、燃焼騒音、燃料消費率等が挙げられる。以下、これら６つの量を「出力評価対象量」と称呼する。これらの出力評価対象量のそれぞれに影響を与えるパラメータの代表例として、燃料噴射弁２１から噴射される燃料の噴射時期、ＥＧＲ制御弁５２の開度、バリアブルノズル３５ｂ１の開度等が挙げられる。以下、これら３つのパラメータを「操作対象パラメータ」と称呼する。

上記のように構成されたシステムに適用される、本発明の実施形態に係る操作対象パラメータ適合装置（以下、「本装置」という。）では、予め定められた複数種類の定常運転状態（燃料噴射量及びエンジン回転速度が一定）のそれぞれについて、上述の６つの出力評価対象量のそれぞれを対応する目標値以下とするために必要な上述の３つの操作対象パラメータのそれぞれの値（定常適合値）が、適合実験の繰り返しにより取得される。

以下、本装置による操作対象パラメータの適合方法について、その処理の流れを示す図２を参照しながら説明する。以下、内燃機関１０が、適合される予め定められた複数種類の定常運転状態の１つに維持されている（即ち、燃料噴射量、及びエンジン回転速度が一定に維持されている）ものとして説明を進める。

ステップ２０５では、６つの出力評価対象量のそれぞれの目標値ｔｉが取得される（ｉ：1,2,…,5,6）。これらの目標値ｔｉは、現在維持されている定常運転状態に対応する値である。ステップ２１０では、６つの出力評価対象量のそれぞれが実際に計測されて、それぞれの計測値ｄｉが取得される（ｉ：1,2,…,5,6）。計測値は、目標値と同じ次元を有する値である。これらの計測は、周知の手法の１つにより実行される。

ステップ２１５では、６つの出力評価対象量のそれぞれの基準値ｂｉが更新される。基準値とは、６つの出力評価対象量の間で１操作に対するそれぞれの評点ｘｉ（後述）の変化量を調整するための値である。基準値は、計測値及び目標値と同じ次元を有する正の値である。基準値の更新については後に詳述する。ステップ２２０では、６つの出力評価対象量のそれぞれの評点ｘｉが算出される（ｉ：1,2,…,5,6）。評点ｘｉは、下記(1)式に従って算出される。

ステップ２２５では、評点ｘｉのそれぞれについて、ｘｉが「０」以上であるか否かが判定され、「Ｎｏ」と判定される場合（即ち、ｘｉ＜０の場合）、ステップ２３０にて、ｘｉが「０」とされる。これにより、目標が達成された（即ち、計測値ｄｉ≦目標値ｔｉ）出力評価対象量についてはｘｉ＝０となり、目標が達成されていない（即ち、計測値ｄｉ＞目標値ｔｉ）出力評価対象量についてはｘｉ＞０となる。

ステップ２３５では、評点総和値ｙが、評点ｘｉ(ｉ：1,2,…,5,6)の和に算出される。従って、ｙ＞０の場合、目標が達成されていない出力評価対象量が残っていることを意味し、ｙ＝０の場合、全ての出力評価対象量について目標が達成していることを意味する。

ステップ２４０では、評点総和値ｙが「０」よりも大きいか否かが判定され、「Ｎｏ」と判定される場合（即ち、ｙ＝０の場合）、現在の定常運転状態についての適合が終了する。即ち、全ての出力評価対象量について目標が達成している（計測値ｄｉ≦目標値ｔｉ）場合、上記３つの操作対象パラメータの現在値がそれぞれ、対応する定常適合値として取得される。

一方、ステップ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合（即ち、ｙ＞０であり、目標が達成されていない出力評価対象量が残っている場合）、ステップ２４５にて、評点総和値ｙの現在値（最新値）が前回値よりも小さいか否かが判定される。ここで、「Ｙｅｓ」と判定される場合、ステップ２５０にて、前回実行された操作（１操作）と同じ操作（１操作）が実行され（適合方針維持）、「Ｎｏ」と判定される場合、ステップ２５５にて、前回実行された操作（１操作）と異なる操作（１操作）が実行される（適合方針変更）。

ここで、「操作」とは、操作対象パラメータの値を変更することを意味する。本装置では、上述した３つの操作対象パラメータのそれぞれについて２つの操作項目が存在する。具体的には、燃料噴射時期を現在値から所定角度だけ進角する操作（進角操作）、燃料噴射時期を現在値から所定角度だけ遅角する操作（遅角操作）、ＥＧＲ制御弁５２の開度を現在値から所定量だけ大きくする操作（ＥＧＲ増操作）、ＥＧＲ制御弁５２の開度を現在値から所定量だけ小さくする操作（ＥＧＲ減操作）、バリアブルノズル３５ｂ１の開度を現在値から所定量だけ大きくする操作（ＶＮ増操作）、及び、バリアブルノズル３５ｂ１の開度を現在値から所定量だけ小さくする操作（ＶＮ減操作）、の６つの操作項目が存在する。

ステップ２５０、２５５での「操作」とは、これら６つの操作項目のうちの何れか１つを指す。即ち、操作対象パラメータの１回の操作（１操作）では、上述した３つの操作対象パラメータの値のうちの１つのみが予め定められた量だけ変更される。

ステップ２５０の処理は、評点総和値ｙの現在値が前回値よりも小さい場合、前回の操作項目と同じ操作項目に対応する「１操作」を再び行うことで（即ち、適合方針を維持することで）、評点総和値ｙの次回値が現在値よりも小さくなる可能性が高いであろう、との知見に基づく。一方、ステップ２５５の処理は、評点総和値ｙの現在値が前回値よりも大きい場合、前回の操作項目と同じ操作項目に対応する１操作を再び行うと（即ち、適合方針を維持すると）、評点総和値ｙの次回値が現在値よりも大きくなる可能性が高いであろう、との知見に基づく。ステップ２５５では、新たな操作項目として、例えば、前回の操作に起因して評点ｘｉが増大した（より具体的には、計測値ｄｉが増大した）出力評価対象量を低減するために効果的な操作項目が選択されることが好ましい。

ステップ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合（即ち、目標が達成されていない出力評価対象量が残っている場合）、ステップ２５０（適合方針維持）又はステップ２５５（適合方針変更）にて「１操作」がなされた後、各出力評価対象量の計測値ｄｉがそれぞれ安定した段階で、上述のステップ２１０以降の処理が再び繰り返される。

以下、ステップ２１５における基準値ｂｉの更新について説明する。本装置では、ステップ２５０又は２５５にて「１操作」がなされる毎に、ステップ２１５にて、各出力評価対象量について、基準値ｂｉが、下記(2)式に従って算出・更新される。

上記(2)式において、ｎは、現在の定常運転状態について適合実験が開始された時点から現在までの「１操作」がなされた回数である。ｄｉ(ｋ)は、現在の定常運転状態について適合実験が開始された時点以降においてｋ回目に取得された計測値ｄｉであることを表す。特に、ｄｉ(1)は、内燃機関１０が現在の定常運転状態に維持開始された初期状態（即ち、３つの操作対象パラメータがそれぞれの初期値に設定された初期状態）において初めて取得された計測値である。即ち、このｄｉ(1)は、１回目の「１操作」の実行前の計測値である。一般に、ｋ回目の「１操作」の実行前の計測値はｄｉ(ｋ)と、ｋ回目の「１操作」の実行後の計測値はｄｉ(ｋ＋１)と表すことができる。従って、｜ｄｉ(ｋ＋１)−ｄｉ(ｋ)｜は、ｋ回目の「１操作」に対する計測値ｄｉの変化量の絶対値を表す。

上記(2)式から理解できるように、各出力評価対象量について、基準値ｂｉは、「１操作」毎に得られる計測値ｄｉの変化量（「１操作」に起因する変化量）の絶対値の平均値に設定される。即ち、基準値ｂｉは、新たな「１操作」がなされる毎に（即ち、値ｎが「１」だけ増大する毎に）、上記(2)式に従って更新されていく。

このように、新たな「１操作」がなされる毎に各出力評価対象量について基準値ｂｉが更新されていくこと、各出力評価対象量について目標値ｔｉは一定であること、並びに、上記(1)式から、各出力評価対象量について、「１操作」に対する評点ｘｉの変化量が「１」近傍に調整されていく、ということができる。即ち、６つの出力評価対象量の間で、「１操作」に対するそれぞれの評点ｘｉの変化量が同程度に調整されていく。

以上のようにして、ステップ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合（即ち、目標が達成されていない出力評価対象量が残っている場合）、ステップ２５０又は２５５にて「１操作」がなされると共に、各出力評価対象量について、ステップ２１０にて取得された新たな計測値ｄｉと、ステップ２１５にて更新された基準値ｂｉと、ステップ２０５にて既に取得されている目標値ｔｉ（現在の定常運転状態について一定）とに基づいて、ステップ２２０にて評点ｘｉが新たに算出・更新される。このように新たに算出されたそれぞれの評点ｘｉに基づいて、ステップ２３５にて評点総和値ｙが更新され、更新されたｙについてステップ２４０にて判定がなされる。

このような処理が、更新されたｙ＝０になるまで（即ち、全ての出力評価対象量について目標が達成するまで）繰り返される。この過程において、ｙ＝０になった時点で（ステップ２４０にて「Ｎｏ」と判定）、上述のように現在の定常運転状態について適合が完了する。即ち、上記３つの操作対象パラメータの現在値がそれぞれ、対応する定常適合値として取得される。

以上説明したような操作対象パラメータの適合が、適合が行われる複数種類の定常運転状態（燃料噴射量及びエンジン回転速度が一定）のそれぞれについて順に行われていく。これにより、種々の定常運転状態について、上述の６つの出力評価対象量（の計測値ｄｉ）のそれぞれを対応する目標値ｔｉ以下とするために必要な上述の３つの操作対象パラメータのそれぞれの定常適合値が取得される。

図３は、或る定常運転状態において、ｉ＝１，２がそれぞれ、ＮＯｘの排出量、燃料消費率に対応する場合における、各種値の変化の一例を示す。図３において、「操作ｎ」は、ｎ回目の「１操作」を表す。この例では、初期状態から「操作１」として「進角操作」が行われ、これにより評点総和値ｙが減少している。この結果、適合方針維持により「操作２」でも「進角操作」が行われ、これにより、評点総和値ｙが減少している。この結果、適合方針維持により「操作３」でも「進角操作」が行われ、これにより、評点総和値ｙが増加している。この結果、適合方針変更により、「操作４」では「進角操作」に代えて「ＥＧＲ増操作」が行われている。「ＥＧＲ増操作」が選択されたのは、ｙの増加がＮＯｘ排出量の増大（ｄ１(３)＜ｄ１(４)を参照）に起因すると考えられること、並びに、ＮＯｘを減少させるにはＥＧＲ制御弁５２の開度を大きくすることが効果的であること、に基づく。

そして、「操作４」により、評点総和値ｙが減少している。この結果、適合方針維持により「操作５」でも「ＥＧＲ増操作」が行われている。なお、図３に示した例では、適合方針変更の場合、前回の「１操作」の実行前の状態（即ち、「操作３」の実行前の状態）から操作項目が変更された後の「１操作」（即ち、「操作４」）が実行されている。これにより、前回の「１操作」の実行後の状態（即ち、「操作３」の実行後の状態）から操作項目が変更された後の「１操作」（即ち、「操作４」）が実行される場合に比して、操作項目が変更された後の「１操作」（即ち、「操作４」）の実行後における評定総和値ｙが小さくなることが期待され得る。

以上、説明したように、本発明に係る操作対象パラメータの適合装置によれば、複数の出力評価対象量の評点ｘｉが、目標値ｔｉと、計測値ｄｉと、基準値ｂｉと、上記(1)式に従って計算される。これにより、複数の出力評価対象量の間で、それぞれの基準値ｄｉを調整することで、「１操作」に対するそれぞれの評点ｘｉの変化量を調整することができる。加えて、上記(1)式において目標値ｔｉが分子側にある。従って、目標値ｔｉがゼロ近傍、或いはゼロであっても、評点ｘｉが非常に大きい値（或いは、無限大）とはならない。従って、複数の出力評価対象量のうちで目標値ｔｉがゼロに設定されるものが含まれてもその出力評価対象量の評点ｘｉが適切に算出され得る。

加えて、基準値ｂｉが、上記(2)式に従って、「１操作」毎に得られる計測値ｄｉの変化量の絶対値の平均値に更新されていく。これにより、複数の出力評価対象量のそれぞれについて、「１操作」に対する評点ｘｉの変化量が「１」近傍に調整されていく。即ち、複数の出力評価対象量の間で、「１操作」に対するそれぞれの評点ｘｉの変化量が同程度に調整され得る。

また、評点ｘｉが負の値になった場合に評点ｘｉがゼロに設定される（図２のステップ２３０を参照）。これにより、目標が達成されていない（計測値ｄｉ＞目標値ｔｉ）出力評価対象量が存在しているにもかかわらず評点総和値ｙ＝０となって適合実験が完了してしまう事態の発生を防止できる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、出力評価対象量として、上述した６つの物理量が採用されているが、これらに加えて、或いはこれらに代えて、その他の物理量が採用されてもよい。

同様に、上記実施形態では、操作対象パラメータとして、上述した３つのパラメータが採用されているが（即ち、６種類の操作項目が採用されているが）、これらに加えて、或いはこれらに代えて、その他の操作対象パラメータが採用されてもよい。その他の操作対象パラメータとしては、例えば、スロットル弁３３の開度、燃料噴射圧力（レール圧）が採用され得る。

また、上記実施形態では、操作対象パラメータの１回の操作（「１操作」）として、上述した３つの操作対象パラメータの値のうちの１つのみが予め定められた量だけ変更されるが、「１操作」として、上述した３つの操作対象パラメータの値のうちの２つが予め定められた量だけ個別に変更されるように構成されてもよい。

加えて、上記実施形態においては、内燃機関としてディーゼル機関が採用されているが、火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）が採用されてもよい。

２１…燃料噴射弁、２２…燃料噴射用ポンプ、３３…スロットル弁、３５ｂ…タービン、３５ｂ１…バリアブルノズル、５２…ＥＧＲ制御弁、６０…電気制御装置、６１…ＣＰＵ、７４…クランクポジションセンサ、７６…ＥＧＲ制御弁開度センサ

Claims (6)

1. 内燃機関の運転時に評価の対象とされる所定の複数の出力評価対象量の目標値をそれぞれ取得する評価対象量目標値取得手段と、
   前記複数の出力評価対象量の実際に計測された値である計測値をそれぞれ取得する評価対象量計測値取得手段と、
   前記複数の出力評価対象量の基準値をそれぞれ取得する評価対象量基準値取得手段と、
   前記各出力評価対象量について、前記計測値から前記目標値を減じて得られる値を前記基準値で除した値を前記出力評価対象量の評点として算出する評点算出手段と、
   前記算出された複数の出力評価対象量のそれぞれの評点の総和を評点総和値として算出する評点総和値算出手段と、
   前記評点総和値に基づいて前記複数の出力評価対象量の計測値に影響を与える前記内燃機関の複数の操作対象パラメータについての複数の操作項目のうちから操作すべき対象を決定するとともに前記操作すべき対象となった操作項目に対応する操作を行い前記操作後の状態に対して前記評点総和値算出手段に前記評点総和値を新たに算出させること、を繰り返すことで、前記各出力評価対象量について前記計測値を前記目標値以下とするために必要な前記複数の操作対象パラメータの適合値をそれぞれ取得するパラメータ適合値取得手段と、
   を備えた、内燃機関の操作対象パラメータの適合装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の操作対象パラメータの適合装置において、
   前記評価対象量基準値取得手段は、
   前記各出力評価対象量について、前記基準値を、前記操作すべき対象となった操作項目に対応する１回の操作毎に得られる前記出力評価対象量の計測値の変化量の絶対値の平均値に設定するように構成された内燃機関の操作対象パラメータの適合装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の操作対象パラメータの適合装置において、
   前記評点算出手段は、
   前記各出力評価対象量について、前記算出された評点が負の値になった場合、前記評点をゼロに設定するように構成された内燃機関の操作対象パラメータの適合装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の操作対象パラメータの適合装置において、
   前記パラメータ適合値取得手段は、
   前記評点総和値がゼロになった場合、その時点での前記複数の操作対象パラメータのそれぞれの値を、対応する前記操作対象パラメータの適合値として使用するように構成された内燃機関の操作対象パラメータの適合装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の内燃機関の操作対象パラメータの適合装置において、
   前記パラメータ適合値取得手段は、
   前記評点総和値の最新値が前回値よりも小さい場合、前記操作すべき対象を前回の操作項目と同じ操作項目に決定し、前記評点総和値の最新値が前回値以上の場合、前記操作すべき対象を前回の操作項目と異なる操作項目に決定するように構成された内燃機関の操作対象パラメータの適合装置。
6. 内燃機関の運転時に評価の対象とされる所定の複数の出力評価対象量の目標値をそれぞれ取得し、
   前記複数の出力評価対象量の実際に計測された値である計測値をそれぞれ取得し、
   前記複数の出力評価対象量の基準値をそれぞれ取得し、
   前記各出力評価対象量について、前記計測値から前記目標値を減じて得られる値を前記基準値で除した値を前記出力評価対象量の評点として算出し、
   前記算出された複数の出力評価対象量のそれぞれの評点の総和を評点総和値として算出し、
   前記評点総和値に基づいて前記複数の出力評価対象量の計測値に影響を与える前記内燃機関の複数の操作対象パラメータについての複数の操作項目のうちから操作すべき対象を決定するとともに前記操作すべき対象となった操作項目に対応する操作を行い前記操作後の状態に対して前記評点総和値を新たに算出すること、を繰り返すことで、前記各出力評価対象量について前記計測値を前記目標値以下とするために必要な前記複数の操作対象パラメータの適合値をそれぞれ取得する、内燃機関の操作対象パラメータの適合方法。

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