JP6403882B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
なお、以下の説明では、図1の符号を参照しながら説明する。
Pv=(Vs−Vmin)÷Vrng×100 ・・・・・・式(1)
ここで、
Pv :WGV開度(%)
Vs :ポジションセンサ出力電圧(V)
Vmin:全閉位置(V)
Vmax:全開位置(V)
Vrng=Vmax−Vmin:アクチュエータ制御範囲の下限から上限まで動かしたときの出力電圧幅。
ここで、
Mv[n] :操作量(今回値)
Mv[n−1]:操作量(前回値)
△Mv[n] :フィードバック補正量(今回値)
=(Sv[n]−Pv[n])×Ki
+(Pv[n]−Pv[n−1])×Kp
+(Sv[n]−Sv[n−1])×Kf
・・・・・・・式(3)
ここで、
Sv[n] :目標開度(今回値)
Sv[n−1]:目標開度(前回値)
Pv[n] :実開度(今回値)
Pv[n−1]:実開度(前回値)
Ki :積分ゲイン
Kp :比例ゲイン(但し、Kp<0)
Kf :FFゲイン
なお、[n]は今回の制御タイミングでの演算値、[n−1]は前回の制御タイミングでの演算値を示す。
そして、最低値VLに基づいて変換された目標開度に向かって制御されたときの実開度が、それ以上、変化しなくなったか否かを判定する。そして、そのときを、真の全閉位置であると判断し、そのときのポジションセンサ出力電圧を全閉学習位置として更新するというような方法が採られる。
Pv(%) = (Vs−Vmin)÷Vrng×100
・・・・・・・・・式(4)
= (Vs−1.5)÷2×100
なお、<期間A>の時刻t1以前では、内燃機関要求開度Sengが100%であることから、目標開度は、Vs=3.5Vの位置に設定されている。
今、仮に、VL=1.1Vであったとすると、式(4)により、(VL−1.5)÷2×100=−20%が求められ、制御装置50では、−20%に向かって実開度Pvがフィードバック制御される。
Pv(%) = (Vs−Vmin)÷Vrng×100
= (Vs−1.3)÷2×100
・・・・・・・・・式(5)
しかしながら、全閉学習位置の更新の前後の演算タイミングで演算されるフィードバック演算項を詳細に検討すると、以下のような問題が潜んでいることが判る。
積分項=(Sv[n]−Pv[n])×Ki=0
比例項=(Pv[n]−Pv[n−1])×Kp=10%×Kp
FF項=(Sv[n]−Sv[n−1])×Kf=20%×Kf
その結果、コンプレッサによって圧縮される吸入空気の圧力が所望の過給圧からずれてしまうという課題が発生する。
積分項=(Sv[n]−Pv[n])×Ki=15%×Ki
比例項=(Pv[n]−Pv[n−1])×Kp=0
FF項=(Sv[n]−Sv[n−1])×Kf=25%×Kf
その結果、コンプレッサによって圧縮される吸入空気の圧力が所望の過給圧からずれてしまうという課題が発生する。
図1は、本発明の実施の形態1による内燃機関の制御装置が適用される内燃機関システムの構成を示している。図中、内燃機関10の吸気通路11の入口には、エアクリーナ12が取り付けられている。エアクリーナ12の下流側には、吸入空気量を検出するためのエアーフローセンサ51が設けられている。
なお、この実施の形態1ではポジションセンサ53は、アクチュエータ34とは別体に構成されているが、アクチュエータ34に内蔵されていてもよい。
なお、アクチュエータ34の操作量とは、アクチュエータ34に内蔵されたモータの通電方向及び通電量を支持するパラメータであり、例えば、PWM信号(−100%〜+100%のオンデューティ信号等)で与えられる。
全閉学習制御部507では、内燃機関要求開度決定部501で決定された内燃機関要求開度Sengが0%(すなわち全閉要求)であるか否かを判定する。その結果、内燃機関要求開度Sengが0%であった場合には、内燃機関要求開度Sengに代えて、全閉学習用目標開度Slrnを、WGV31の目標開度として設定するように、目標開度設定部502に指令を出す。
具体的には、上記の背景技術で説明した通り、ポジションセンサ53の出力電圧Vsが停滞した状態が静止判定時間△T以上継続したことを以て、WGV31が真の全閉位置に押し当たっていると判定する。これは、「全閉学習制御終了」を指す。
ステップS102では、ステップS101で読み込まれた内燃機関10の運転状態の各種情報に基づいて、WGV31の内燃機関要求開度Sengが決定される。そして、ステップS103では、ポジションセンサ53の検出電圧Vsが読み込まれる。
そして、次のステップS107では、全閉学習フラグFの状態を判定し、F=0の場合(NOの場合)はステップS108に進み、F=1の場合(YESの場合)はステップS114に進む。
ステップS108では、目標開度Svに内燃機関要求開度Sengが設定される。ステップS109では、カウンタCをC=0にクリアする。カウンタCは、全閉学習を実行するときのWGV31の静止判定時間ΔTの判定に使用されるカウンタであり、全閉学習フラグFがF=0の場合には無用であるが、念のため、C=0にクリアする。
次の、ステップS113では、ステップS112で演算されたアクチュエータ操作量Mv[n]をアクチュエータ34に出力し、今回の演算タイミングでの処理を抜ける。
そして、ステップS118では、|△Vs|が設定値よりも小さい状態が静止判定時間△T以上継続したか否か、すなわちC≧ΔTか否かを判定する。
次に、本発明の実施の形態2による内燃機関の制御装置の動作を説明する。なお、本発明の実施の形態2による内燃機関の制御装置が適用される内燃機関のシステム構成図及び内燃機関の制御装置を示す機能ブロック図は、図1及び図2と同様である。
その他の処理は、実施の形態1と同様である。
図4は、本発明の実施の形態2による内燃機関の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。図4において、ステップS101〜S123までは、前述した実施の形態1による内燃機関の制御装置の動作を説明した図3のフローチャートと同一であるため、ステップS101〜S123の詳細は省略する。
そして、ステップS204では、ステップS123と同様に、フィードバック補正量△Mvを減量する。なお、ステップS204についても、本実施の形態1同様に、一例として、△Mv=0にしている。
なお、ステップS201にて、NOと判定された場合には、図3のステップS109〜S113と同様の処理が実施されて処理を抜ける。
或いは、課題となっている実開度の変動の発生が、許容レベルに抑制されるような小さな値にフィードバックゲインを切り替えて各演算項を演算するようにしても良い。
Claims (7)
- 内燃機関の運転状態に関する情報と、前記内燃機関の排気バイパス通路に設けられたウエストゲートバルブの開度を制御するアクチュエータの位置に関する情報とを入力し、前記運転状態に基づいて前記ウエストゲートバルブに対する内燃機関要求開度を求め、前記内燃機関要求開度を前記ウエストゲートバルブの目標開度として前記アクチュエータをフィードバック制御する内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関要求開度が全閉のとき、前記ウエストゲートバルブが前記排気バイパス通路を完全に塞ぐ全閉状態になるように前記ウエストゲートバルブの目標開度を全閉学習用の目標開度に変換して全閉学習制御を行い、以て前記アクチュエータの位置の変化が無い状態が設定時間継続したとき、前記全閉状態になり前記全閉学習制御が終了したと見做し、この時点で前記フィードバック制御の補正量を減少させ、
前記設定時間が継続する前に、前記内燃機関要求開度が全閉でなくなったとき、前記目標開度を前記内燃機関要求開度に戻し、前記目標開度に従って前記ウエストゲートバルブを制御すると同時に、前記補正量を減少させる
内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関要求開度を決定する内燃機関要求開度決定部と、
前記内燃機関要求開度を前記ウエストゲートバルブの目標開度として設定する目標開度設定部と、
前記内燃機関要求開度が全閉に設定されたときには、前記ウエストゲートバルブが前記排気バイパス通路を完全に塞ぐ全閉状態になるように前記ウエストゲートバルブの目標開度を全閉学習用の目標開度に変換するとともに、前記全閉状態が前記設定時間継続されたことを前記アクチュエータの位置の変化から検出したときに、前記アクチュエータの位置によって示される前記ウエストゲートバルブの作動位置を全閉学習位置として更新する全閉学習制御を実行する全閉学習制御部と、
前記全閉学習位置に基づいて、前記ウエストゲートバルブの作動位置を実開度に変換する実開度変換部と、
演算タイミング毎に、前記目標開度と前記実開度の偏差を解消するためのフィードバック補正量を演算するフィードバック補正量演算部と、
前記フィードバック補正量と、前回の演算タイミングで前記アクチュエータに出力されたアクチュエータ操作量とを加算することにより、今回の演算タイミングで前記アクチュエータに出力するためのアクチュエータ操作量を演算するアクチュエータ操作量演算部と、
前記アクチュエータ操作量を前記アクチュエータへ出力するアクチュエータ駆動部と、
を備え、
前記内燃機関要求開度が全閉になったことを受けて前記全閉学習制御部は前記補正量の減量指令を前記フィードバック補正量演算部に与え、これを受けた前記フィードバック補正量演算部は、前記設定時間が経過した前記全閉学習制御の終了時に前記補正量を減少させ、
前記設定時間が継続する前に、前記内燃機関要求開度が全閉でなくなったとき、前記目標開度設定部は、前記目標開度を前記内燃機関要求開度に戻し、前記実開度変換部は、前記目標開度に従って前記ウエストゲートバルブを制御し、前記フィードバック補正量演算部は、前記補正量を減少させる
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記全閉学習制御部は、前記設定時間が継続する前に、前記内燃機関要求開度が全閉でなくなったことを受けて、前記目標開度を前記内燃機関要求開度に戻すように前記目標開度設定部に通知すると同時に、前記フィードバック補正量演算部に対して前記減量指令を与えることにより、前記補正量を減少させる
請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記補正量をゼロに減少させる
請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記フィードバック制御の各演算項の全ゲインを、前記ウエストゲートバルブの実開度の変動の発生が、許容レベルに抑制されるような小さな値にすることにより、前記補正量を減少させる
請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記フィードバック制御の各演算項の全ゲインをゼロにすることにより前記補正量をゼロにする
請求項4に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記フィードバック制御の各演算項の内、比例項及びFF項のみのゲインをゼロにすることにより前記補正量を減少させる
請求項1から6のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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