JP5644949B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、複数のコアを有するマルチコアプロセッサを用いて演算を行う内燃機関の制御装置に関する。
従来、例えば日本特開２００８−２６９４８７号公報に開示されるように、マルチコア構成およびキャッシュメモリ搭載構成の少なくとも一方が採用されたマイクロコンピュータを備えたエンジン制御用電子制御装置において、エンジン停止中の消費電力を低減するための技術が開示されている。ＣＰＵコアおよびキャッシュメモリは、何れもマイクロコンピュータにおいて消費電力の大きい要素である。そこで、上記従来の技術では、エンジン動作中は、ＣＰＵコアおよびキャッシュメモリをフルに使用して最高の処理能力を発揮させるモードが選択されるとともに、エンジンの停止中は、ＣＰＵコアの使用数やキャッシュメモリの使用量をエンジン動作時よりも減ずるためのモードが選択される。
ところで、近年の制御モデルを用いた内燃機関のモデルベース制御では、多数のコアを有するマルチコアプロセッサを用いて並列演算処理を行うことにより、演算の高速化を図ることができる。但し、使用コア数が増加すると演算負荷が増加し、これに伴い消費電力も増加する傾向がある。このため、消費電力の低減の観点からは、演算負荷に応じた効率的な演算資源配分を行うことが好ましい。この点、上述した従来の装置では、エンジン動作中の演算資源配分については何ら考慮されておらず、未だ改良の余地を残すものであった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数のコアを有するマルチコアプロセッサを用いて演算処理を行う内燃機関において、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
第１の発明は、上記の目的を達成するため、複数のコアが搭載されたマルチコアプロセッサを有し、内燃機関の動作に関わる種々のタスクを演算する内燃機関の制御装置であって、
前記複数のコアに前記タスクを分配して演算を行う演算手段と、
前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、実行前に比して前記演算手段において使用するコア数を減ずる制御手段と、
を備え、
前記演算手段は、
前記内燃機関のシリンダモデルを用いた燃焼予測演算を行うモデル演算手段と、
前記モデル演算手段における前記燃焼予測演算に使用する少なくとも１つのコアを指定コアとして選択する選択手段と、を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、前記指定コアの使用を停止させることを特徴としている。
前記複数のコアに前記タスクを分配して演算を行う演算手段と、
前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、実行前に比して前記演算手段において使用するコア数を減ずる制御手段と、
を備え、
前記演算手段は、
前記内燃機関のシリンダモデルを用いた燃焼予測演算を行うモデル演算手段と、
前記モデル演算手段における前記燃焼予測演算に使用する少なくとも１つのコアを指定コアとして選択する選択手段と、を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、前記指定コアの使用を停止させることを特徴としている。
第２の発明は、上記の目的を達成するため、複数のコアが搭載されたマルチコアプロセッサを有し、内燃機関の動作に関わる種々のタスクを演算する内燃機関の制御装置であって、
前記複数のコアに前記タスクを分配して演算を行う演算手段と、
前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、実行前に比して前記演算手段において使用するコア数を減ずる制御手段と、
を備え、
前記内燃機関は、排気系に後処理装置を備えたディーゼル機関であって、
前記演算手段は、触媒温度推定モデルを用いた前記後処理装置の温度予測演算を行う第２のモデル演算手段と、
前記第２のモデル演算手段における温度予測演算に使用する少なくとも１つのコアを指定コアとして選択する選択手段と、を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、前記指定コアの使用を停止させることを特徴としている。
前記複数のコアに前記タスクを分配して演算を行う演算手段と、
前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、実行前に比して前記演算手段において使用するコア数を減ずる制御手段と、
を備え、
前記内燃機関は、排気系に後処理装置を備えたディーゼル機関であって、
前記演算手段は、触媒温度推定モデルを用いた前記後処理装置の温度予測演算を行う第２のモデル演算手段と、
前記第２のモデル演算手段における温度予測演算に使用する少なくとも１つのコアを指定コアとして選択する選択手段と、を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、前記指定コアの使用を停止させることを特徴としている。
第３の発明は、上記の目的を達成するため、複数のコアが搭載されたマルチコアプロセッサを有し、内燃機関の動作に関わる種々のタスクを演算する内燃機関の制御装置であって、
前記複数のコアに前記タスクを分配して演算を行う演算手段と、
前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、実行前に比して前記演算手段において使用するコア数を減ずる制御手段と、
を備え、
前記内燃機関は、吸気ポートに燃料を噴射するポートインジェクタを備えた火花点火機関であって、
前記演算手段は、燃料付着モデルを用いた前記吸気ポートの燃料付着量予測演算を行う第３のモデル演算手段と、
前記第３のモデル演算手段における燃料付着量予測演算に使用する少なくとも１つのコアを指定コアとして選択する選択手段と、を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、前記指定コアの使用を停止させることを特徴としている。
また、第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記制御手段は、前記燃料カットから復帰した後は、復帰前に比して前記演算手段において使用するコア数を増加させることを特徴としている。
前記複数のコアに前記タスクを分配して演算を行う演算手段と、
前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、実行前に比して前記演算手段において使用するコア数を減ずる制御手段と、
を備え、
前記内燃機関は、吸気ポートに燃料を噴射するポートインジェクタを備えた火花点火機関であって、
前記演算手段は、燃料付着モデルを用いた前記吸気ポートの燃料付着量予測演算を行う第３のモデル演算手段と、
前記第３のモデル演算手段における燃料付着量予測演算に使用する少なくとも１つのコアを指定コアとして選択する選択手段と、を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、前記指定コアの使用を停止させることを特徴としている。
また、第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記制御手段は、前記燃料カットから復帰した後は、復帰前に比して前記演算手段において使用するコア数を増加させることを特徴としている。
第１の発明によれば、内燃機関の燃料カットが実行されている期間は実行前に比して使用コア数が減らされる。燃料カットの実行期間は機関内において燃焼が行われないため、解くべきモデル式の次数が実行前に比して減少する。このため、本発明によれば、演算負荷の減少に応じて使用コア数を減らすことができるので、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
また、本発明によれば、機関燃焼に関連する特定の演算に使用する少なくとも１つのコアが指定コアとして選択される。そして、燃料カットが実行されている期間は、当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に不要となる演算を有効に停止して、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
さらに本発明によれば、シリンダモデルを用いた燃焼予測演算に使用するコアが指定コアとして選択され、燃料カットの実行中に当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に演算が不要となるシリンダモデルの燃焼予測演算を効率的に停止して、装置全体として演算資源を有効に配分することができる。
また、本発明によれば、機関燃焼に関連する特定の演算に使用する少なくとも１つのコアが指定コアとして選択される。そして、燃料カットが実行されている期間は、当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に不要となる演算を有効に停止して、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
さらに本発明によれば、シリンダモデルを用いた燃焼予測演算に使用するコアが指定コアとして選択され、燃料カットの実行中に当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に演算が不要となるシリンダモデルの燃焼予測演算を効率的に停止して、装置全体として演算資源を有効に配分することができる。
第２の発明によれば、内燃機関の燃料カットが実行されている期間は実行前に比して使用コア数が減らされる。燃料カットの実行期間は機関内において燃焼が行われないため、解くべきモデル式の次数が実行前に比して減少する。このため、本発明によれば、演算負荷の減少に応じて使用コア数を減らすことができるので、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
また、本発明によれば、機関燃焼に関連する特定の演算に使用する少なくとも１つのコアが指定コアとして選択される。そして、燃料カットが実行されている期間は、当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に不要となる演算を有効に停止して、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
さらに、本発明によれば、排気浄化触媒の温度推定モデルを用いた温度予測演算に使用するコアが指定コアとして選択され、燃料カットの実行中に当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に演算が不要となる温度推定モデルの温度予測演算を効率的に停止して、装置全体として演算資源を有効に配分することができる。
また、本発明によれば、機関燃焼に関連する特定の演算に使用する少なくとも１つのコアが指定コアとして選択される。そして、燃料カットが実行されている期間は、当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に不要となる演算を有効に停止して、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
さらに、本発明によれば、排気浄化触媒の温度推定モデルを用いた温度予測演算に使用するコアが指定コアとして選択され、燃料カットの実行中に当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に演算が不要となる温度推定モデルの温度予測演算を効率的に停止して、装置全体として演算資源を有効に配分することができる。
第３の発明によれば、内燃機関の燃料カットが実行されている期間は実行前に比して使用コア数が減らされる。燃料カットの実行期間は機関内において燃焼が行われないため、解くべきモデル式の次数が実行前に比して減少する。このため、本発明によれば、演算負荷の減少に応じて使用コア数を減らすことができるので、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
また、本発明によれば、機関燃焼に関連する特定の演算に使用する少なくとも１つのコアが指定コアとして選択される。そして、燃料カットが実行されている期間は、当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に不要となる演算を有効に停止して、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
さらに、本発明によれば、吸気ポートの燃料付着モデルを用いた燃料付着量予測演算に使用するコアが指定コアとして選択され、燃料カットの実行中に当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に演算が不要となる燃料付着モデルの燃料付着量予測演算を効率的に停止して、装置全体として演算資源を有効に配分することができる。
また、第４の発明によれば、燃料カットから復帰した後は、復帰前に比して使用コア数が増加される。このため、本発明によれば、解くべきモデル次数の増加に応じて使用コア数を増加させることができるので、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
また、本発明によれば、機関燃焼に関連する特定の演算に使用する少なくとも１つのコアが指定コアとして選択される。そして、燃料カットが実行されている期間は、当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に不要となる演算を有効に停止して、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
さらに、本発明によれば、吸気ポートの燃料付着モデルを用いた燃料付着量予測演算に使用するコアが指定コアとして選択され、燃料カットの実行中に当該指定コアの使用が停止される。このため、本発明によれば、燃料カットの実行中に演算が不要となる燃料付着モデルの燃料付着量予測演算を効率的に停止して、装置全体として演算資源を有効に配分することができる。
また、第４の発明によれば、燃料カットから復帰した後は、復帰前に比して使用コア数が増加される。このため、本発明によれば、解くべきモデル次数の増加に応じて使用コア数を増加させることができるので、内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態としての内燃機関システムの概略構成を説明するための図である。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、複数気筒（図１では４気筒）を有する４サイクルの内燃機関（ディーゼル機関）１０を備えている。内燃機関１０は車両に搭載され、その動力源とされているものとする。
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態としての内燃機関システムの概略構成を説明するための図である。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、複数気筒（図１では４気筒）を有する４サイクルの内燃機関（ディーゼル機関）１０を備えている。内燃機関１０は車両に搭載され、その動力源とされているものとする。
内燃機関１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するためのインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ１６によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール１４内に蓄えられ、コモンレール１４から各インジェクタ１２に供給される。
内燃機関１０の排気通路１８は、排気マニホールド２０により枝分かれして、各気筒の排気ポート（図示せず）に接続されている。排気通路１８は、ターボ過給機２４の排気タービンに接続されている。排気通路１８におけるターボ過給機２４の下流側には、排気ガスを浄化するための後処理装置２６が設けられている。後処理装置２６としては、例えば、酸化触媒、ＮＯｘ触媒、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx-Reduction system）等を用いることができる。
内燃機関１０の吸気通路２８の入口付近には、エアクリーナ３０が設けられている。エアクリーナ３０を通って吸入された空気は、ターボ過給機２４の吸気圧縮機で圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。インタークーラ３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３４により各気筒の吸気ポート（図示せず）に分配される。
吸気通路２８におけるインタークーラ３２と吸気マニホールド３４との間には、吸気絞り弁３６が設置されている。また、吸気通路２８におけるエアクリーナ３０の下流近傍には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ５２が設置されている。
本実施の形態のシステムは、図１に示すとおり、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０は、ｎ個のコア（core_1〜core_n）が搭載されたプロセッサを有するマルチコアＥＣＵとして構成され、コア毎にそれぞれ使用・停止を都度可変に設定することができる。ＥＣＵ５０の入力部には、上述したエアフローメータ５２の他、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのアクセルポジションセンサ６０、内燃機関１０のクランク角度を検出するためのクランク角センサ６２等、内燃機関１０を制御するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力部には、上述したインジェクタ１２、吸気絞り弁３６の他、内燃機関１０を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、入力された各種の情報に基づいて、各種アクチュエータを駆動するための所定の制御アルゴリズムを実行する。
［実施の形態の１動作］
次に、本実施の形態１の動作について説明する。本実施の形態にかかる内燃機関１０は、その動作を制御するためのアクチュエータとして、インジェクタ１２、吸気絞り弁３６の他、例えばＥＧＲバルブ、ＷＧＶ等の内燃機関１０を制御するための各種アクチュエータを備えている。本実施の形態の制御装置は、いわゆるモデルベース制御によって内燃機関を制御するものであり、モデル予測を多用して制御状態を推定し、上述した種々のアクチュエータの制御量を決定する。
次に、本実施の形態１の動作について説明する。本実施の形態にかかる内燃機関１０は、その動作を制御するためのアクチュエータとして、インジェクタ１２、吸気絞り弁３６の他、例えばＥＧＲバルブ、ＷＧＶ等の内燃機関１０を制御するための各種アクチュエータを備えている。本実施の形態の制御装置は、いわゆるモデルベース制御によって内燃機関を制御するものであり、モデル予測を多用して制御状態を推定し、上述した種々のアクチュエータの制御量を決定する。
本実施の形態のシステムにおいて実行されるモデルベース制御としては、例えば、シリンダモデルを用いた燃焼予測演算がある。具体的には、シリンダモデルは、各気筒のシリンダ内に流入する空気流量と燃料量、および点火時期を入力として、シリンダ内の燃焼に起因する出力（例えばトルクやシリンダから排気されるガスの温度等）を予測するモデルである。尚、シリンダモデルのモデル構成については、既に多くの文献が公知であるため、その詳細な説明を省略する。
マルチコアＥＣＵを備える本実施の形態のシステムにおいては、複数のコアの中から選択された１または複数の指定コアにおいて上記モデルベース制御が実行される。尚、指定コアは当該燃焼予測演算を専用に行うためのコアとして選択されたコアであって、システムのコア使用状況等を考慮して、演算資源を有効に活用しうるコア数に設定されることが好ましい。また、複数の指定コアを用いた並列演算処理を行う場合には、例えばＯＳＣＡＲ（Optimally Scheduled Advanced Multiprocessor）等の公知の並列化コンパイラを用いて、シリンダモデルの燃焼予測演算アルゴリズムを分割し、各指定コアにタスクを振り分ける。このように、並列演算処理を行うこととすると、単一のコアで逐次演算処理を行う場合に比して演算負荷が有効に軽減される。
ここで、上述したモデルベース制御は、内燃機関１０の動作中に常に演算が必要なわけではなく、内燃機関１０の運転状態によっては演算を停止しても問題ない期間が存在する。すなわち、上述したとおり、シリンダモデルの燃焼予測演算では、シリンダ内の燃焼状態を予測している。このため、内燃機関１０の燃料カットが行われている期間は、当該予測演算を停止しても問題がなく、むしろ当該予測演算を停止した方が演算負荷軽減の観点からは好ましい。
そこで、本実施の形態のシステムでは、上述したシリンダモデルの燃焼予測演算を行う必要がない燃料カットの実行期間には、当該演算が実行されるコアを停止することとする。これにより、燃料カットの実行中に不要となる演算を行うコアを停止することができるので、残された演算資源を有効に配分することにより、システム全体として演算負荷の軽減を図ることができる。これにより、タスク抜けを回避して内燃機関の制御を高精度に実現することができる。
また、本実施の形態のシステムでは、内燃機関１０の燃料カットから復帰した時点で、上記停止されたコアでの予測演算が再度開始される。これにより、燃焼予測演算の開始に伴う演算負荷の増加を、使用コア数を増加させることで補うことができるので、内燃機関１０の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図２を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図２は、ＥＣＵ５０が、演算に使用する使用コア数の増減を行うルーチンのフローチャートである。尚、図２に示すルーチンは、内燃機関１０の運転中に繰り返し実行されるものとする。また、図２に示すルーチンを実行する前提として、ここでは、シリンダモデルの燃焼予測演算を行う複数の指定コアが既に選択され、当該燃焼予測演算のタスクがこれらの指定コアに振り分けられているものとする。
次に、図２を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図２は、ＥＣＵ５０が、演算に使用する使用コア数の増減を行うルーチンのフローチャートである。尚、図２に示すルーチンは、内燃機関１０の運転中に繰り返し実行されるものとする。また、図２に示すルーチンを実行する前提として、ここでは、シリンダモデルの燃焼予測演算を行う複数の指定コアが既に選択され、当該燃焼予測演算のタスクがこれらの指定コアに振り分けられているものとする。
図２に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０において燃料カットが実行されている期間か否かが判定される（ステップ１００）。その結果、内燃機関１０において燃料カットが実行されていない場合には、次のステップに移行し、シリンダモデルを搭載したコアにおいて燃焼予測演算が実行される（ステップ１０２）。一方、上記ステップ１００において、燃料カットが実行されていると判定された場合には、シリンダモデルを用いた燃焼予測演算を行う必要がないと判断されて、次のステップに移行し、シリンダモデルを搭載したコアが停止される（ステップ１０４）。
以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、内燃機関１０の燃料カットが実行されている期間は、当該シリンダモデルの演算を行うコアが停止される。これにより、内燃機関１０の運転状態に応じて、モデル予測に必要な演算負荷を調整することができるので、システム全体として演算資源を有効配分することが可能となる。
ところで、上述した実施の形態１においては、本発明をディーゼル機関（圧縮着火内燃機関）の制御に適用した場合について説明したが、本発明はディーゼル機関に限定されるものではなく、ガソリンやアルコールを燃料とする火花点火内燃機関や、その他の各種の内燃機関の制御に適用することが可能である。
また、上述した実施の形態１においては、燃料カットの実行期間にシリンダモデルの燃焼予測演算を行う指定コアを停止することとしているが、停止可能なコアは当該指定コアに限らない。すなわち、燃料カットが実行されている期間は、シリンダモデルの燃焼予測演算に関する演算負荷が少なからず減少する。このため、燃料カットが実行されている期間に何れかのコアを停止し、残された使用コアに停止されたコアのタスクを振り分けることで、使用コアを減らしつつ内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「制御手段」が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより、前記第４の発明における「制御手段」が、それぞれ実現されている。
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２は、図１に示すシステムを用いて、後述する図３に示すルーチンを実行することにより実現することができる。
［実施の形態２の特徴］
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２は、図１に示すシステムを用いて、後述する図３に示すルーチンを実行することにより実現することができる。
上述した実施の形態１のシステムでは、内燃機関１０の燃料カットが実行されている期間に停止可能なモデルベース制御として、シリンダモデルを用いた燃焼予測制御について説明した。本実施の形態のシステムでは、内燃機関１０の燃料カットが実行されている期間に停止可能なモデルベース制御の他の例として、触媒温度推定モデルを用いた温度予測演算について説明する。具体的には、触媒温度推定モデルは、内燃機関１０の後処理装置２６へ流入するガスの特性（成分、温度、流量）を入力として、当該後処理装置２６から排出されるガスの温度を予測するモデルである。尚、触媒温度推定モデルのモデル構成については、既に多くの文献が公知であるため、その詳細な説明を省略する。
本実施の形態の触媒温度推定モデルの温度予測制御は、上述した実施の形態１におけるシリンダモデルを用いた燃焼予測制御と同様に、複数のコアの中から選択された１または複数の指定コアにおいて実行される。
ここで、内燃機関１０の燃料カットが実行されている期間は、排気からの熱量供給がなくなるため、温度予測演算において触媒温度の微分方程式を解く必要がなくなる。そこで、本実施の形態のシステムでは、上述した触媒温度推定モデルの温度予測演算を行う必要がない燃料カットの実行期間には、当該演算が実行されるコアを停止することとする。これにより、演算負荷の高い温度予測演算を停止することができるので、残された演算資源を有効に配分してシステム全体として演算負荷の軽減を図ることが可能となる。
また、本実施の形態のシステムでは、内燃機関１０の燃料カットから復帰した時点で、上記停止されたコアでの予測演算が再度開始される。これにより、燃焼予測演算の開始に伴う演算負荷の増加を、使用コア数を増加させることで補うことができるので、内燃機関１０の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図３を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図３は、ＥＣＵ５０が、演算に使用する使用コア数の増減を行うルーチンのフローチャートである。尚、図３に示すルーチンは、内燃機関１０の運転中に繰り返し実行されるものとする。また、図３に示すルーチンを実行する前提として、ここでは、触媒温度推定モデルの温度予測演算を行う複数の指定コアが既に選択され、当該温度予測演算のタスクがこれらの指定コアに振り分けられているものとする。
次に、図３を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図３は、ＥＣＵ５０が、演算に使用する使用コア数の増減を行うルーチンのフローチャートである。尚、図３に示すルーチンは、内燃機関１０の運転中に繰り返し実行されるものとする。また、図３に示すルーチンを実行する前提として、ここでは、触媒温度推定モデルの温度予測演算を行う複数の指定コアが既に選択され、当該温度予測演算のタスクがこれらの指定コアに振り分けられているものとする。
図３に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０において燃料カットが実行されている期間か否かが判定される（ステップ２００）。ここでは、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、内燃機関１０において燃料カットが実行されていない場合には、次のステップに移行し、触媒温度推定モデルを搭載したコアにおいて温度予測演算が実行される（ステップ２０２）。一方、上記ステップ２００において、燃料カットが実行されていると判定された場合には、触媒温度推定モデルを用いた温度予測演算を行う必要がないと判断されて、次のステップに移行し、触媒温度推定モデルを搭載したコアが停止される（ステップ２０４）。
以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、内燃機関１０の燃料カットが実行されている期間は、当該触媒温度推定モデルの演算を行うコアが停止される。これにより、内燃機関１０の運転状態に応じて、モデル予測に必要な演算負荷を調整することができるので、システム全体として演算資源を有効配分することが可能となる。
ところで、上述した実施の形態２においては、燃料カットの実行期間に触媒温度推定モデルの温度予測演算を行う指定コアを停止することとしているが、停止可能なコアは当該指定コアに限らない。すなわち、燃料カットが実行されている期間は、触媒温度推定モデルの温度予測演算に関する演算負荷が少なからず減少する。このため、燃料カットが実行されている期間に何れかのコアを停止し、残された使用コアに停止されたコアのタスクを振り分けることで、使用コアを減らしつつ内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
また、上述した実施の形態２においては、燃料カットの実行期間に触媒温度推定モデルの温度予測演算を行う指定コアを停止することとしているが、実施の形態１において上述したシリンダモデルを用いた燃焼予測演算のコア停止制御も同時に実行することとしてもよい。
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより、前記第２の発明における「制御手段」が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより、前記第４の発明における「制御手段」が、それぞれ実現されている。
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３は、図１に示す内燃機関１０をポート噴射のガソリンエンジンに置き換えたシステムを用いて、後述する図４に示すルーチンを実行することにより実現することができる。
［実施の形態３の特徴］
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３は、図１に示す内燃機関１０をポート噴射のガソリンエンジンに置き換えたシステムを用いて、後述する図４に示すルーチンを実行することにより実現することができる。
上述した実施の形態１のシステムでは、内燃機関１０の燃料カットが実行されている期間に停止可能なモデルベース制御として、シリンダモデルを用いた燃焼予測制御について説明した。本実施の形態のシステムでは、内燃機関１０の燃料カットが実行されている期間に停止可能なモデルベース制御の他の例として、燃料付着モデルを用いたポートの燃料付着量予測演算について説明する。具体的には、燃料付着モデルは、内燃機関１０のポートへ噴射された燃料の挙動を示すモデルであって、ポートへの燃料噴射量、ポート付着率、およびポート残留率に基づいて、ポートの燃料付着量を予測するモデルである。尚、燃料付着モデルのモデル構成については、既に多くの文献が公知であるため、その詳細な説明を省略する。
本実施の形態の燃料付着モデルの燃料付着量予測制御は、上述した実施の形態１におけるシリンダモデルを用いた燃焼予測制御と同様に、複数のコアの中から選択された１または複数の指定コアにおいて実行される。
ここで、内燃機関１０の燃料カットが開始されると燃料の付着が生じないため、ポートの燃料付着量は即座に減少してゼロとなる。ポートへの燃料付着量が完全にゼロとなると、それ以上燃料付着モデルを演算する必要性がなくなる。そこで、本実施の形態のシステムでは、燃料カットの実行期間に当該燃料付着量予測演算が実行されるコアを停止することとする。これにより、使用コア数を有効に減らすことができるので、システム全体として残された演算資源を有効に配分して演算負荷の軽減を図ることが可能となる。
また、本実施の形態のシステムでは、内燃機関１０の燃料カットから復帰した時点で、上記停止されたコアでの予測演算が再度開始される。これにより、燃焼予測演算の開始に伴う演算負荷の増加を、使用コア数を増加させることで補うことができるので、内燃機関１０の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
［実施の形態３における具体的処理］
次に、図４を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図４は、ＥＣＵ５０が、演算に使用する使用コア数の増減を行うルーチンのフローチャートである。尚、図４に示すルーチンは、内燃機関１０の運転中に繰り返し実行されるものとする。また、図４に示すルーチンを実行する前提として、ここでは、燃料付着モデルの燃料付着量予測演算を行う複数の指定コアが既に選択され、当該燃料付着量予測演算のタスクがこれらの指定コアに振り分けられているものとする。
次に、図４を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図４は、ＥＣＵ５０が、演算に使用する使用コア数の増減を行うルーチンのフローチャートである。尚、図４に示すルーチンは、内燃機関１０の運転中に繰り返し実行されるものとする。また、図４に示すルーチンを実行する前提として、ここでは、燃料付着モデルの燃料付着量予測演算を行う複数の指定コアが既に選択され、当該燃料付着量予測演算のタスクがこれらの指定コアに振り分けられているものとする。
図４に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０において燃料カットが実行されている期間か否かが判定される（ステップ３００）。ここでは、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。その結果、内燃機関１０において燃料カットが実行されていない場合には、次のステップに移行し、燃料付着モデルを搭載したコアにおいて燃料付着量予測演算が実行される（ステップ３０２）。一方、上記ステップ３００において、燃料カットが実行されていると判定された場合には、燃料付着モデルを用いた燃料付着量予測演算を行う必要がないと判断されて、次のステップに移行し、燃料付着モデルを搭載したコアが停止される（ステップ３０４）。
以上説明したとおり、本実施の形態のシステムによれば、内燃機関１０の燃料カットが実行されている期間は、当該燃料付着モデルの演算を行うコアが停止される。これにより、内燃機関１０の運転状態に応じて、モデル予測に必要な演算負荷を調整することができるので、システム全体として演算資源を有効配分することが可能となる。
ところで、上述した実施の形態３においては、燃料カットの実行期間に燃料付着モデルの燃料付着量予測演算を行う指定コアを停止することとしているが、停止可能なコアは当該指定コアに限らない。すなわち、燃料カットが実行されている期間は、燃料付着モデルの燃料付着量予測演算に関する演算負荷が少なからず減少する。このため、燃料カットが実行されている期間に何れかのコアを停止し、残された使用コアに停止されたコアのタスクを振り分けることで、使用コアを減らしつつ内燃機関の演算負荷に応じた高率的な使用コア配分を行うことが可能となる。
また、上述した実施の形態３においては、燃料カットの実行期間に燃料付着モデルの燃料付着量予測演算を行う指定コアを停止することとしているが、実施の形態１において上述したシリンダモデルを用いた燃焼予測演算のコア停止制御も同時に実行することとしてもよい。
また、上述した実施の形態３においては、燃料カットの実行期間に燃料付着モデルの燃料付着量予測演算を行う指定コアを停止することとしているが、指定コアを停止するタイミングは燃料カットの開始時に限らず、ポートへの燃料付着量が完全にゼロとなった時点から指定コアを停止することとしてもよい。
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより、前記第３の発明における「制御手段」が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより、前記第４の発明における「制御手段」が、それぞれ実現されている。
１０ 内燃機関（エンジン）
１２ インジェクタ
１８ 排気通路
２６ 後処理装置
２８ 吸気通路
３６ 吸気絞り弁
５０ ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
１２ インジェクタ
１８ 排気通路
２６ 後処理装置
２８ 吸気通路
３６ 吸気絞り弁
５０ ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
Claims (4)
- 複数のコアが搭載されたマルチコアプロセッサを有し、内燃機関の動作に関わる種々のタスクを演算する内燃機関の制御装置であって、
前記複数のコアに前記タスクを分配して演算を行う演算手段と、
前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、実行前に比して前記演算手段において使用するコア数を減ずる制御手段と、
を備え、
前記演算手段は、
前記内燃機関のシリンダモデルを用いた燃焼予測演算を行うモデル演算手段と、
前記モデル演算手段における前記燃焼予測演算に使用する少なくとも１つのコアを指定コアとして選択する選択手段と、を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、前記指定コアの使用を停止させることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 複数のコアが搭載されたマルチコアプロセッサを有し、内燃機関の動作に関わる種々のタスクを演算する内燃機関の制御装置であって、
前記複数のコアに前記タスクを分配して演算を行う演算手段と、
前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、実行前に比して前記演算手段において使用するコア数を減ずる制御手段と、
を備え、
前記内燃機関は、排気系に後処理装置を備えたディーゼル機関であって、
前記演算手段は、
触媒温度推定モデルを用いた前記後処理装置の温度予測演算を行う第２のモデル演算手段と、
前記第２のモデル演算手段における温度予測演算に使用する少なくとも１つのコアを指定コアとして選択する選択手段と、を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、前記指定コアの使用を停止させることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 複数のコアが搭載されたマルチコアプロセッサを有し、内燃機関の動作に関わる種々のタスクを演算する内燃機関の制御装置であって、
前記複数のコアに前記タスクを分配して演算を行う演算手段と、
前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、実行前に比して前記演算手段において使用するコア数を減ずる制御手段と、
を備え、
前記内燃機関は、吸気ポートに燃料を噴射するポートインジェクタを備えた火花点火機関であって、
前記演算手段は、
燃料付着モデルを用いた前記吸気ポートの燃料付着量予測演算を行う第３のモデル演算手段と、
前記第３のモデル演算手段における燃料付着量予測演算に使用する少なくとも１つのコアを指定コアとして選択する選択手段と、を含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料カットが実行されている期間は、前記指定コアの使用を停止させることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記制御手段は、前記燃料カットから復帰した後は、復帰前に比して前記演算手段において使用するコア数を増加させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
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