JP2013032759A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】EGR通路(301)及び該EGR通路に設けられEGR量を調整可能なEGR弁(303)を有するEGR装置(300)を備えた内燃機関(200)を制御する装置(100)は、現在から未来にかけての所定期間における、前記EGRガスの挙動に影響を与える前記内燃機関の状態量を予測する予測手段と、前記EGR量の現実的制約を規定する前記EGR量の実ダイナミクスを近似値が該実ダイナミクスを超えないように近似してなる近似ダイナミクスに基づいて、前記所定期間における前記EGR量の制約を設定する設定手段と、前記設定された制約の範囲内で前記予測された状態量に応じて前記EGR量の目標値を決定する決定手段と、該決定された目標値が得られるように前記EGR弁を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【選択図】図9
Description
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
始めに、図1を参照し、本発明の一実施形態に係るエンジンシステム10の構成について説明する。ここに、図1は、エンジンシステム10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
<EGR制御処理の詳細>
これ以降、本実施形態の動作として、ECU100により実行されるEGR制御処理の詳細について説明する。
基本目標EGR量Megrtagb(i)
吸気圧Pi(i)(EGR弁下流圧Pdn(i)と同義)
排気圧Po(i)(EGR弁上流圧Pup(i)と同義)
目標EGR率Regrtag(i)
新気流量Ma(i)は、吸気管207及びスロットルバルブ208を介して吸気ポート209に導かれる空気を意味する。
第1の制約は、EGR弁開度Aegr(連通断面積Segr)の制約であり、即ち、EGR弁303の開度に物理的限界があることに起因する制約である。制約条件は下記(5)式により表される。式中のSegrmaxは、連通断面積Segrの最大値であり、即ち、EGR弁開度Aegr=100における連通断面積Segrを意味する。
第2の制約は、EGR弁303の開閉速度(連通断面積Segrの変化率)の制約であり、即ち、EGR弁303の開閉速度に物理的限界があることに起因する制約である。制約条件は下記(9)及び(10)式により表される。式中のSopenmaxは、連通断面積Segrが増加する場合(即ち、EGR弁303が開弁する場合)における連通断面積Segrの時間変化率の最大値であり、式中のSclosemaxは、連通断面積Segrが減少する場合(即ち、EGR弁303が閉弁する場合)における連通断面積Segrの時間変化率の最大値である。
第3の制約は、エンジン200の失火限界、即ちEGR率Regrに係る制約である。ここで、失火が発生するEGR率Regrは、エンジン200の構造や動作条件等に応じて変化する。従って、失火限界としてのEGR率Regrは、予め第3の制約に係る制約条件として実験的に求められ、ROMに格納されている。ECU100は、このEGR率Regrの制約条件を、下記(15)式の如く、EGR量Megrの制約に変換する。式中のMlimは、失火限界のEGR量を意味する。
ここで、図7及び図8を参照し、第1及び第2の制約の作用について説明する。ここに、図7は、第1の制約の作用を説明する図であり、図8は、第2の制約の作用を説明する図である。尚、これら各図において既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
次に、本実施形態の効果について、図9を参照して説明する。ここに、図9は、エンジンシステム10を搭載する車両の緩減速時におけるEGRガスの挙動を例示する図である。尚、同図において既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
Claims (7)
- 排気の一部をEGRガスとして還流させるためのEGR通路及び該EGR通路に設けられ前記EGRガスの流量たるEGR量を調整可能なEGR弁を有するEGR装置を備えた内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置であって、
現在から未来にかけての所定期間における、前記EGRガスの挙動に影響を与える前記内燃機関の状態量を予測する予測手段と、
前記EGR量の現実的制約を規定する前記EGR量の実ダイナミクスを近似値が該実ダイナミクスを超えないように近似してなる近似ダイナミクスに基づいて、前記所定期間における前記EGR量の制約を設定する設定手段と、
前記設定された制約の範囲内で前記予測された状態量に応じて前記EGR量の目標値を決定する決定手段と、
該決定された目標値が得られるように前記EGR弁を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記予測手段は、前記状態量として、前記内燃機関における新気流量、吸気圧、排気圧及び排気温を予測する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記近似ダイナミクスは、非線形ダイナミクスである前記実ダイナミクスを線形に近似してなる線形ダイナミクスである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記実ダイナミクスは、前記EGR通路における前記EGR弁の上下流の圧力比に対する挙動を規定するダイナミクスである
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 予め与えられた前記実ダイナミクスを所定の基準に基づいて近似することにより前記近似ダイナミクスを取得する取得手段を更に具備し、
前記設定手段は、前記取得された近似ダイナミクスに基づいて前記制約を設定する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記設定手段は、前記EGR量の制約として、前記EGR弁の開度の制約に起因する制約、前記EGR弁の開度変化率の制約に起因する制約及び前記内燃機関の失火限界の制約に起因する制約を設定する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記所定期間は、前記EGRガスが前記EGR弁から前記内燃機関のシリンダに到達するのに要する時間が経過した時点にかけての時間領域を含む
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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