JP5039942B2 - フィードフォワード型閉ループ制御装置の状態修正によりコンポーネントを制御する方法及び装置 - Google Patents
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Description
Claims (18)
- 排出低減システムの排出低減装置を制御する方法であって、
前記排出低減装置の出力からは独立した前記排出低減システムの変化を求めるステップと、
前記排出低減システムの変化を表すフィードフォワード信号を生成するステップと、
前記フィードフォワード信号内のノイズを減衰させるステップと、
前記フィードフォワード信号により閉ループ制御装置の状態を修正するステップと、
前記制御装置の修正された状態に基づいて前記排出低減装置の閉ループ制御を実行するステップと
を含む方法。 - 前記求めるステップが、前記排出低減システムの複数の変数の変化を求めることを含み、
前記生成するステップが、前記排出低減システムの変数変化に基づいて前記フィードフォワード信号を生成することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記修正するステップが、前記制御装置の積分器の状態変数を修正することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記修正するステップが、(i)前記排出低減装置の出力に関連した変数の実際値を表すフィードバック信号を生成することと、(ii)前記実際値と変数の目標値との誤差を求めることと、(ii)経時的に前記誤差を加算することと、(iii)前記フィードフォワード信号により前記誤差の合計を修正することとを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記求めるステップが、前記排出低減システムのエネルギー変化を求めることを含み、
前記生成するステップが、前記エネルギー変化に基づいて前記フィードフォワード信号を生成することを含み、
前記実行するステップが、前記制御装置の修正された状態に基づいて前記制御装置により生成される制御信号によって前記排出低減装置を制御することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記求めるステップが、エンジンの排ガス流量の変化及び排ガス温度の変化のどちらか一方、もしくは両方に基づいて排出低減システム変化率を求めることを含み、
前記生成するステップが、前記フィードフォワード信号が前記排出低減システム変化率を表すものとなるように前記フィードフォワード信号を生成することを含み、
前記修正するステップが、前記フィードフォワード信号を用いて前記排出低減システム変化率を前記制御装置の状態変数に適用することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記排ガス流量の変化を求めること、かつ燃料燃焼バーナーより上流における前記排ガス温度の変化を求めることによって前記排出低減システム変化率を求めるステップと、
前記燃料燃焼バーナーの動作に応じて排ガス微粒子フィルタを加熱するステップと、
前記微粒子フィルタに関連した実際のフィルタ温度を感知するステップと、
前記実際のフィルタ温度と目標のフィルタ温度との誤差を求めるステップと、
経時的に前記誤差を加算するステップと、
前記制御装置の修正された状態変数を作成するために、前記誤差の合計に前記排出低減システム変化率を乗ずるステップと、
前記修正された状態変数に基づいて生成された制御信号により前記燃料燃焼バーナーへの燃料供給を制御するステップとを含む、請求項6に記載の方法。 - 前記排ガス流量を求めるステップが、エンジンのスピードの変化及び排ガスの流れにより動作するターボチャージャがエンジンに与えるブースト圧の変化を求めることを含む、請求項7に記載の方法。
- 排出低減装置を含む排出低減システムと、
前記排出低減システムの変化を求めるよう構成され、かつ前記排出低減装置の出力とは独立した前記排出低減システムの変化を表すフィードフォワード信号を生成するよう構成されているフィードフォワード機構であって、前記フィードフォワード信号内のノイズを減衰させるよう構成されたノイズ減衰器を含むフィードフォワード機構と、
閉ループ制御装置であって、前記フィードフォワード信号に応じて前記制御装置の状態を修正し、前記制御装置の修正された状態に基づいて前記排出低減装置の閉ループ制御を実行するように構成されている閉ループ制御装置と
を含む装置。 - 前記フィードフォワード機構が、前記排出低減システムの複数の変数の変化に基づいて排出低減システム変化率を求め、前記排出低減システム変化率を表すものとなるように前記フィードフォワード信号を生成するように構成され、
前記制御装置が、前記フィードフォワード信号の受信に応じて前記排出低減システム変化率により前記制御装置の状態変数を修正し、前記修正された状態変数に基づいて生成された制御信号を前記排出低減装置に送信するように構成されている、請求項9に記載の装置。 - 前記制御装置が、前記修正された状態に基づいて生成された制御信号を前記排出低減装置に送信するよう構成されている、請求項9に記載の装置。
- 前記ノイズ減衰器がゲイン装置、ローパスフィルタもしくは不感帯フィルタを含む、請求項9に記載の装置。
- 前記制御装置が、前記排出低減装置の出力に関連した変数の実際値及び目標値との誤差を経時的に加算するよう構成された積分器を含み、それによって前記積分器の状態変数を作成し、
前記制御装置が、前記フィードフォワード信号に応じて前記積分器の状態変数を修正するように構成されている、請求項9に記載の装置。 - 前記制御装置が、PID制御装置、状態変数制御装置もしくはファジイ制御装置である、請求項9に記載の装置。
- 前記排出低減システムがエンジン及び排出低減要素を含み、
前記排出低減装置が、前記排出低減要素を加熱するように構成された熱再生器を含み、
前記フィードフォワード機構が、前記熱再生器の出力とは独立した前記排出低減システム変化に基づいて排出低減システム変化率を求め、前記排出低減システム変化率を表すものとなるように前記フィードフォワード信号を生成するように構成され、
前記制御装置が、前記フィードフォワード信号の受信に応じて前記排出低減システム変化率により前記制御装置の状態変数を修正し、前記修正された状態変数に基づいて生成された制御信号を前記熱再生器に送信するように構成されている、請求項9に記載の装置。 - 前記熱再生器が、前記制御装置に電気的に連結された燃料供給器と、前記燃料供給器から燃料を受領するように構成された加熱器を含み、
前記フィードフォワード機構が、排ガス流量及び前記加熱器より上流の排ガス温度の変化に基づいて前記排出低減システム変化率を求めるよう構成されている、請求項15に記載の装置。 - 前記フィードフォワード機構が、前記エンジンの空気取入口の温度の変化に基づいて前記排出低減システム変化率を求めるよう構成されている、請求項16に記載の装置。
- 前記熱再生器が燃料燃焼バーナーを含み、
前記排出低減システムがターボチャージャを含み、
前記排出低減要素が微粒子フィルタを含み、
前記フィードフォワード機構が、(i)前記ターボチャージャが前記エンジンに与えるブースト圧を感知するよう構成されたブースト圧センサと、(ii)前記エンジンのスピードを感知するよう構成されたエンジンスピードセンサと、(iii)前記エンジン及び前記燃料燃焼バーナー間で排ガス温度を感知するよう構成された排ガス温度センサと、(iv)前記ブースト圧センサ、前記エンジンスピードセンサ及び前記排ガス温度センサに連結された排出低減システム変化率コンピュータとを含み、前記排出低減システム変化率コンピュータは、前記ブースト圧、前記エンジンスピード及び前記排ガス温度の変化に基づいて前記排出低減システム変化率を求め、前記排出低減システム変化率を表す前記フィードフォワード信号を生成するよう構成され、
前記制御装置が、前記燃料燃焼バーナー及びフィルタ温度センサを有する閉ループ制御回路内に含まれ、前記フィルタ温度センサは、前記微粒子フィルタに関連したフィルタ温度を感知するとともに、前記フィルタ温度を表すフィードバック信号であって、前記制御装置の前記状態変数を修正するために前記排出低減システム変化率とともに前記制御装置よって使用されるフィードバック信号を生成するよう構成されている、請求項15に記載の装置。
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