KR102169227B1 - 제어 시스템 - Google Patents

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다케시 사노
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

제어 시스템은, 피드백 컨트롤러 (82) 와, 레퍼런스 거버너 (84) 를 포함하는 전자 제어 유닛 (61) 을 포함한다. 상기 피드백 컨트롤러 (82) 는, 제어 출력의 값이 목표값에 가까워지도록 제어 입력의 값을 결정하도록 구성된다. 상기 레퍼런스 거버너 (84) 는, 예측 모델을 사용하여, 상기 제어 출력에 있어서의 상기 목표값으로부터의 오버슈트량의 예측 최대값을 산출하도록 구성된다. 상기 예측 모델은, 상기 제어 출력의 응답에는 n 차 지연 (n 은 자연수) 이 발생할 것으로 가정하여 도출된다. 상기 레퍼런스 거버너 (84) 는, 상기 예측 최대값에 기초하여 상기 제어 출력에 관한 제약 조건의 충족도가 높아지도록 상기 제어 출력의 잠정 목표값을 수정하여 상기 목표값을 산출하도록 구성된다.

Description

제어 시스템{CONTROL SYSTEM}
본 발명은, 레퍼런스 거버너를 포함하는 제어 시스템에 관한 것이다.
제어 출력에 관한 제약 조건의 충족도가 높아지도록 레퍼런스 거버너를 사용하여 제어 출력의 목표값을 수정하는 제어 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2017-020357호, 일본 공개특허공보 2017-101627호, 일본 공개특허공보 2016-169688호). 예를 들어, 일본 공개특허공보 2017-020357호, 일본 공개특허공보 2017-101627호, 일본 공개특허공보 2016-169688호에 기재된 레퍼런스 거버너에서는, 내연 기관의 과급압 및 EGR 률에 관한 제약 조건의 충족도가 높아지도록, 과급압 및 EGR 률의 목표값을 수정하고 있다.
이 중 일본 공개특허공보 2017-020357호에 기재된 레퍼런스 거버너에서는, 예측 모델을 사용하여 과급압 및 EGR 률의 목표값을 잠정 목표값으로 설정했을 때의 과급압 및 EGR 률의 장래 예측이 실시된다. 게다가, 이 과급압 및 EGR 률의 예측값을 사용하여 과급압 및 EGR 률에 관한 제약 조건의 충족도가 높아지도록 잠정 목표값이 수정된다. 이와 같은 조작을 반복하여, 잠정 목표값을 반복 수정하고, 최종적으로 산출된 잠정 목표값이 과급압 및 EGR 률의 목표값으로서 설정된다.
그런데, 과급압이나 EGR 률 등의 제어 출력의 장래 예측을 실시할 때에는, 예를 들어 제어 출력의 응답에 2 차 지연이 발생할 것으로 가정하여 예측 모델을 미리 도출하고, 차량 운전 중에는 이 예측 모델을 사용하여 제어 출력의 장래 예측값을 산출하는 것이 생각된다. 이러한 예측 모델에서는, 일반적으로, 제어 출력의 변화 속도의 초기값을 제로로 가정하여 장래 예측값을 산출하는 것이 생각된다.
그러나, 과급압이나 EGR 률 등의 제어 출력은 내연 기관의 운전 중에 변동되고 있는 경우가 많아, 변화 속도의 초기값을 제로로 가정하여 장래 예측값을 산출하면, 제어 출력의 장래 예측값을 반드시 양호한 정밀도로 산출할 수 있는 것은 아니다. 제어 출력의 장래 예측값의 산출 정밀도가 낮으면, 결과적으로, 제어 출력의 최적의 목표값을 산출할 수 없을 가능성이 있다.
본 발명은, 레퍼런스 거버너를 사용하여 제어 출력의 목표값을 산출하는 제어 시스템에 있어서, 최적의 목표값을 산출한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.
본 발명의 제 1 양태는, 제어 시스템이다. 상기 제어 시스템은, 피드백 컨트롤러와, 레퍼런스 거버너를 포함하는 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 피드백 컨트롤러는, 제어 출력의 값이 목표값에 가까워지도록 제어 입력의 값을 결정하도록 구성된다. 상기 레퍼런스 거버너는, 상기 제어 출력의 현재의 값과 상기 제어 출력의 잠정 목표값과 상기 제어 출력의 현재의 변화 속도에 기초하여, 예측 모델을 사용하여, 상기 제어 출력에 있어서의 상기 목표값으로부터의 오버슈트량의 예측 최대값을 산출하도록 구성된다. 상기 예측 모델은, 상기 제어 출력의 응답에는 n 차 지연 (n 은 자연수) 이 발생할 것으로 가정하여 도출된다. 상기 레퍼런스 거버너는, 상기 예측 최대값에 기초하여 상기 제어 출력에 관한 제약 조건의 충족도가 높아지도록 상기 제어 출력의 잠정 목표값을 수정하여 상기 목표값을 산출하도록 구성된다.
상기 제어 시스템에 있어서, 상기 예측 모델은 상기 제어 출력의 응답에 2 차 지연이 발생할 것으로 가정하여 도출되어도 된다.
상기 제어 시스템에 있어서, 상기 레퍼런스 거버너는, 상기 예측 모델로서, 하기 식 (1) 및 하기 식 (2) 를 이용하여 상기 예측 최대값이 산출되도록 구성되어도 된다.
Figure 112019064467584-pat00001
식 (1) 에 있어서, OSmax 는 상기 예측 최대값, r(t) 는 상기 제어 출력의 잠정 목표값, x(t) 는 상기 제어 출력의 현재의 값을 각각 나타내어도 되고, 상기 식 (2) 에 있어서 ζ 는 감쇠 계수, ωn 은 고유각 주파수, tos 는 상기 오버슈트량이 최대가 될 것으로 예측되는 최대 시각을 각각 나타내고, C, D, E 는 하기 식 (3), (4), (5) 에 의해 정의되어도 된다.
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식 (3), (4), (5) 에 있어서, K 는 게인, x'0 은 상기 제어 출력의 현재의 변화 속도를 나타내고, ωd 는 그것에 계속되는 식 (6) 에 의해 정의되어도 된다.
상기 제어 시스템에 있어서, 상기 최대 시각은, 하기 식 (7) 에 의해 산출되어도 된다.
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상기 식 (7) 에 있어서, tos 는 상기 최대 시각을 나타내고, φ 는 식 (8) 에 의해 정의되어도 된다.
상기 제어 시스템에 있어서, 상기 레퍼런스 거버너는, 목적 함수의 값이 작아지도록 상기 제어 출력의 잠정 목표값을 수정하여 상기 목표값을 산출하도록 구성되어도 된다. 상기 목적 함수의 값은, 상기 제어 출력에 관한 제약 조건의 충족도를 고려하여 정해져도 된다. 상기 목적 함수의 값은, 상기 레퍼런스 거버너에 의해 산출된 상기 예측 최대값이 상한값을 초과하여 커질수록 상기 제약 조건의 충족도가 낮아져 커지도록 산출되어도 된다.
상기 제어 시스템에 있어서, 상기 예측 모델에서 사용되는 적어도 하나의 파라미터의 값은 상기 피드백 컨트롤러에 있어서의 제어 게인에 따라 변경되어도 된다.
상기 제어 시스템은, 과급기를 포함하는 내연 기관을 추가로 포함해도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 내연 기관을 제어하고, 상기 제어 출력은 과급압을 포함해도 된다.
상기 제어 시스템은, 배기 가스의 일부를 흡기 통로에 공급하는 배기 가스 재순환 시스템을 포함하는 내연 기관을 추가로 포함해도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 내연 기관을 제어해도 되고, 상기 제어 출력은 배기 가스 재순환 율을 포함해도 된다.
상기 제어 시스템에 있어서, 배기 가스 중의 미립자를 포집하는 퍼티큘레이트 필터를 포함하는 내연 기관을 추가로 포함해도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 내연 기관을 제어해도 되고, 상기 제어 출력은 상기 퍼티큘레이트 필터의 온도를 포함해도 된다.
상기 제어 시스템은, 연소실 내에 연료를 분사하는 연료 분사 밸브에 공급하는 연료의 압력을 제어하는 연압 (燃壓) 제어 장치를 포함하는 내연 기관을 추가로 포함해도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 내연 기관을 제어해도 되고, 상기 제어 출력은 상기 연료의 압력을 포함해도 된다.
본 발명에 의하면, 레퍼런스 거버너를 사용하여 제어 출력의 목표값을 산출하는 제어 장치에 있어서, 최적의 목표값을 산출할 수 있게 된다.
본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징들, 이점들, 및 기술적 및 산업적 중요성은 첨부하는 도면들을 참조하여 이하에 기술될 것이고, 여기서 동일한 참조 번호는 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
도 1 은, 하나의 실시형태에 관련된 제어 장치가 사용되는 내연 기관의 개략적인 구성도이다.
도 2 는, 제어 장치에서 실시되는 제어를 개략적으로 나타내는 블록선도이다.
도 3 은, 도 2 의 제어 구조를 등가 변형시킴으로써 얻어지는 피드 포워드 제어 구조를 나타낸다.
도 4 는, 기관 회전 속도 및 연료 분사량에 기초하여 임시 목표값을 산출하기 위한 맵이다.
도 5 는, 하나의 실시형태에 있어서의 목표값 산출 처리의 제어 루틴을 나타내는 플로 차트이다.
도 6 은, 과급압의 목표값이 변화되었을 때에 실제의 과급압이 변화되는 모습을 나타내는 타임 차트이다.
도 7 은, 목적 함수의 산출 처리의 제어 루틴을 나타내는 플로 차트이다.
도 8A 는, 소정 시각에 있어서의 과급압의 변화 속도가 제로인 경우의 과급압의 추이를 나타내는 타임 차트이다.
도 8B 는, 소정 시각에 있어서의 과급압의 변화 속도가 소정 속도인 경우의 과급압의 추이의 일례를 나타내는 타임 차트이다.
도 8C 는, 소정 시각에 있어서의 과급압의 변화 속도가 소정 속도인 경우의 과급압의 추이의 일례를 나타내는 타임 차트이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 붙인다.
먼저, 도 1 을 참조하여 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치가 사용되는 내연 기관 (1) 의 구성에 대해 설명한다. 도 1 은, 내연 기관 (1) 의 개략적인 구성도이다. 본 실시형태의 내연 기관은, 연료로서 경유가 사용되는 압축 자착화 식 내연 기관이다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 내연 기관 (1) 은, 기관 본체 (10), 연료 공급 장치 (20), 흡기계 (30), 배기계 (40), 배기 가스 재순환 (EGR) 시스템 (50), 및 제어 장치 (60) 를 구비한다.
기관 본체 (10) 는, 복수의 기통 (11) 이 형성된 실린더 블록과, 흡기 포트 및 배기 포트가 형성된 실린더 헤드와, 크랭크 케이스를 구비한다. 각 기통 (11) 내에는 피스톤이 배치됨과 함께, 각 기통 (11) 은 흡기 포트 및 배기 포트에 연통되어 있다.
연료 공급 장치 (20) 는, 연료 분사 밸브 (21), 커먼 레일 (22), 연료 공급관 (23), 연료 펌프 (24), 및 연료 탱크 (25) 를 구비한다. 연료 분사 밸브 (21) 는, 각 기통 (11) 의 연소실 내에 연료를 직접 분사하도록 실린더 헤드에 배치되어 있다. 연료 분사 밸브 (21) 는, 커먼 레일 (22) 및 연료 공급관 (23) 을 통하여 연료 탱크 (25) 에 연결되어 있다. 연료 공급관 (23) 에는, 연료 탱크 (25) 내의 연료를 압송하는 연료 펌프 (24) 가 배치된다. 연료 펌프 (24) 에 의해 압송된 연료는, 연료 공급관 (23) 을 통하여 커먼 레일 (22) 에 공급되고, 연료 분사 밸브 (21) 로부터 각 기통 (11) 의 연소실 내에 직접 분사된다. 커먼 레일 (22) 내의 연료의 압력은 연료 펌프 (24) 의 출력을 변경함으로써 조정된다. 따라서, 연료 펌프 (24) 는, 연료 분사 밸브 (21) 에 공급하는 연료의 압력을 제어하는 연압 제어 장치로서 기능한다. 또한, 연료 분사 밸브 (21) 는, 흡기 포트 내에 연료를 분사하도록 구성되어도 된다.
흡기계 (30) 는, 흡기 매니폴드 (31), 흡기관 (32), 에어 클리너 (33), 배기 터보차저 (5) 의 컴프레서 (34), 인터쿨러 (35), 및 스로틀 밸브 (36) 를 구비한다. 각 기통 (11) 의 흡기 포트는 흡기 매니폴드 (31) 및 흡기관 (32) 을 통하여 에어 클리너 (33) 에 연통되어 있다. 흡기관 (32) 내에는, 흡기관 (32) 내를 유통하는 흡입 공기를 압축하여 토출하는 배기 터보차저 (5) 의 컴프레서 (34) 와, 컴프레서 (34) 에 의해 압축된 공기를 냉각시키는 인터쿨러 (35) 가 형성되어 있다. 스로틀 밸브 (36) 는, 스로틀 밸브 구동 액추에이터 (37) 에 의해 회동 (回動) 됨으로써, 흡기 통로의 개구 면적을 변경할 수 있다.
배기계 (40) 는, 배기 매니폴드 (41), 배기관 (42), 배기 터보차저 (5) 의 터빈 (43), 및 퍼티큘레이트 필터 (이하, 간단히 「필터」라고 한다) (44) 를 구비한다. 각 기통 (11) 의 배기 포트는, 배기 매니폴드 (41) 및 배기관 (42) 을 통하여 필터 (44) 에 연통되어 있다. 배기관 (42) 에는, 배기 가스의 에너지에 의해 회전 구동되는 배기 터보차저 (5) 의 터빈 (43) 이 형성되어 있다. 배기 터보차저 (5) 의 터빈 (43) 이 회전 구동되면, 이것에 수반하여 컴프레서 (34) 가 회전되고, 따라서 흡입 공기가 압축된다. 본 실시형태에서는, 배기 터보차저 (5) 의 터빈 (43) 에는 가변 노즐이 형성되어 있다. 가변 노즐의 개도가 변경되면, 터빈 블레이드에 공급되는 배기 가스의 유속이 변화되고, 나아가서는 터빈 (43) 의 회전 속도가 변화된다. 이 때문에, 가변 노즐의 개도가 변경되면, 과급압이 변화된다.
필터 (44) 는, 배기 가스 중의 미립자를 포집한다. 또한, 배기계 (40) 는, 배기 가스를 정화한 후에 외기 중으로 배출하기 위한 장치이면, 필터 (44) 대신에 또는 필터 (44) 에 추가하여 다른 배기 정화 장치를 구비해도 된다. 이러한 배기 정화 장치에는, 예를 들어, 삼원 촉매, 배기 가스 중의 NOx 를 환원 정화하는 선택 환원형 NOx 촉매, NOx 흡장 환원 촉매, 산화 촉매 등이 포함된다.
EGR 시스템 (50) 은, 기관 본체 (10) 로부터 배출된 배기 가스의 일부를 흡기 통로에 공급한다. EGR 시스템 (50) 은, EGR 관 (51) 과, EGR 제어 밸브 (52) 와, EGR 쿨러 (53) 를 구비한다. EGR 관 (51) 은, 배기 매니폴드 (41) 와 흡기 매니폴드 (31) 에 연결되어, 이것들을 서로 연통시킨다. EGR 관 (51) 에는, EGR 관 (51) 내를 흐르는 EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러 (53) 가 형성되어 있다. 게다가, EGR 관 (51) 에는, EGR 관 (51) 에 의해 형성되는 EGR 통로의 개구 면적을 변경할 수 있는 EGR 제어 밸브 (52) 가 형성되어 있다. EGR 제어 밸브 (52) 의 개도를 제어함으로써, 배기 매니폴드 (41) 로부터 흡기 매니폴드 (31) 에 환류되는 EGR 가스의 유량이 조정되고, 그 결과, EGR 률이 변화된다. 또한, EGR 률은, 연소실 내에 공급되는 전체 가스량 (신기 (新氣) 량과 EGR 가스량의 합계) 에 대한 EGR 가스량의 비율이다.
또한, 본 실시형태에서는, 흡기 가스의 압력을 높이는 과급기로서 배기 터보차저 (5) 가 사용되고 있다. 그러나, 흡기 가스의 압력을 높일 수 있다면, 전동 컴프레서나 기계식 슈퍼차저 등, 다른 과급기가 사용되어도 된다.
내연 기관의 제어 장치 (60) 는, 전자 제어 유닛 (ECU) (61) 및 각종 센서를 구비한다. ECU (61) 는, 디지털 컴퓨터로 구성되고, 쌍방향성 버스 (62) 를 통하여 서로 접속된 RAM (랜덤 액세스 메모리) (63), ROM (리드 온리 메모리) (64), CPU (마이크로프로세서) (65), 입력 포트 (66), 및 출력 포트 (67) 를 구비한다.
흡기관 (32) 에는, 배기 터보차저 (5) 의 컴프레서 (34) 의 흡기 흐름 방향 상류측에, 흡기관 (32) 내를 흐르는 공기의 유량을 검출하는 에어 플로 미터 (71) 가 형성되어 있다. 스로틀 밸브 (36) 에는, 그 개도 (스로틀 개도) 를 검출하기 위한 스로틀 개도 센서 (72) 가 형성되어 있다. 흡기 매니폴드 (31) 내에는 흡기 매니폴드 (31) 내의 흡기 가스의 압력 (과급압) 을 검출하는 압력 센서 (이하, 「과급압 센서」라고 한다) (73) 가 형성되어 있다. 또, 커먼 레일 (22) 에는 커먼 레일 (22) 내의 연료의 압력, 즉 연료 분사 밸브 (21) 에 공급되는 연료의 압력을 검출하는 압력 센서 (이하, 「연압 센서」라고 한다) (74) 가 형성되어 있다. 게다가, 배기 매니폴드 (41) 내에는 배기 매니폴드 (41) 내의 배기 가스의 압력 (배기압) 을 검출하는 압력 센서 (이하, 「배기압 센서」라고 한다) (75) 가 형성되어 있다. 또한, 필터 (44) 에는 필터 (44) 의 온도를 검출하는 온도 센서 (76) 가 형성되어 있다. 이들 에어 플로 미터 (71), 스로틀 개도 센서 (72), 과급압 센서 (73), 연압 센서 (74), 배기압 센서 (75) 및 온도 센서 (76) 의 출력은, 대응하는 AD 변환기 (68) 를 통하여 입력 포트 (66) 에 입력된다.
또, 액셀 페달 (77) 에는 액셀 페달 (77) 의 밟기량에 비례한 출력 전압을 발생시키는 부하 센서 (78) 가 접속되고, 부하 센서 (78) 의 출력 전압은 대응하는 AD 변환기 (68) 를 통하여 입력 포트 (66) 에 입력된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 액셀 페달 (77) 의 밟기량이 기관 부하로서 사용된다. 크랭크 각 센서 (79) 는 기관 본체 (10) 의 크랭크 샤프트가 예를 들어 10 도 회전할 때마다 출력 펄스를 발생시키고, 이 출력 펄스가 입력 포트 (66) 에 입력된다. CPU (65) 에서는 이 크랭크 각 센서 (79) 의 출력 펄스로부터 기관 회전 속도가 계산된다.
한편, ECU (61) 의 출력 포트 (67) 는, 대응하는 구동 회로 (69) 를 통하여, 내연 기관 (1) 의 운전을 제어하는 각 액추에이터에 접속된다. 도 1 에 나타낸 예에서는, 출력 포트 (67) 는, 배기 터보차저 (5) 의 가변 노즐, 연료 분사 밸브 (21), 연료 펌프 (24), 스로틀 밸브 구동 액추에이터 (37), 및 EGR 제어 밸브 (52) 에 접속되어 있다. ECU (61) 는, 이들 구성 요소의 액추에이터를 제어하는 제어 신호를 출력 포트 (67) 로부터 출력하여, 내연 기관 (1) 의 운전을 제어한다.
다음으로, 도 2 를 참조하여, 제어 장치 (60) 의 ECU (61) 에서 실시되는 내연 기관의 제어에 대해 설명한다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, ECU (61) 는, 목표값 맵 (85), 레퍼런스 거버너 (RG) (84), 비교부 (81) 및 피드백 컨트롤러 (82) 를 구비한다. 도 2 에 있어서 파선으로 둘러싸인 부분은, 내연 기관 (1) 의 제어 출력 x 가 목표값 wf 에 가까워지도록 피드백 제어를 실시하는 폐 (閉) 루프 시스템 (80) 으로서 기능한다.
폐루프 시스템 (80) 이 설계 완료된 경우, 도 2 의 제어 구조를 등가 변형시킴으로써 도 3 의 피드 포워드 제어 구조가 얻어진다. 또한, 도 2 및 도 3 에 있어서의 y 는, 한정된 값을 취한다는 제약이 있는 내연 기관 (1) 의 상태량이다.
비교부 (81) 는, 목표값 wf 로부터 제어 출력 x 를 감산하여 편차 e (＝ wf － x) 를 산출하고, 편차 e 를 피드백 컨트롤러 (82) 에 입력한다. 목표값 wf는 후술하는 레퍼런스 거버너 (84) 로부터 비교부 (81) 에 입력되고, 제어 출력 x 는, 내연 기관 (1) 으로부터의 출력이다. 외생 (外生) 입력 d 는 내연 기관 (1) 의 소정의 파라미터이다.
피드백 컨트롤러 (82) 는, 제어 출력 x 가 목표값 wf 에 가까워지도록 내연 기관 (1) 의 제어 입력 u 를 결정한다. 즉, 피드백 컨트롤러 (82) 는, 편차 e가 제로에 가까워지도록 제어 입력 u 를 결정한다. 피드백 컨트롤러 (82) 에서는, PI 제어, PID 제어 등의 공지된 피드백 제어가 사용된다. 피드백 컨트롤러 (82) 는 제어 입력 u 를 내연 기관 (1) 에 입력한다. 또, 상태 피드백으로서 제어 출력 x 가 피드백 컨트롤러 (82) 에 입력된다. 또한, 제어 출력 x 의 피드백 컨트롤러 (82) 에 대한 입력은 생략되어도 된다. 또, 비교부 (81) 는 피드백 컨트롤러 (82) 에 장착되어 있어도 된다.
상기 서술한 바와 같이, 폐루프 시스템 (80) 에서는, 제어 출력 x 가 목표값 wf 에 가까워지도록 피드백 제어가 실시된다. 그러나, 실제의 제어에서는, 하드 또는 제어상의 제약에서 기인하여, 상태량 y 에 제약이 있다. 이 때문에, 제약을 고려하지 않고 산출된 목표값이 폐루프 시스템 (80) 에 입력되면, 상태량 y 가 제약에 저촉되어, 과도 응답의 악화나 제어의 불안정화가 발생할 우려가 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 목표값 맵 (85) 및 레퍼런스 거버너 (84) 를 사용하여 제어 출력의 목표값 wf 가 산출된다. 외생 입력 d 가 목표값 맵 (85) 에 입력되면, 목표값 맵 (85) 은, 외생 입력 d 에 기초하여 임시 목표값 r 을 산출하고, 임시 목표값 r 을 레퍼런스 거버너 (84) 에 출력한다. 따라서, 목표값 맵 (85) 은, 내연 기관 (1) 의 소정의 운전 파라미터에 기초하여 제어 출력의 임시 목표값 r 을 산출하는 임시 목표값 산출부로서 기능한다.
레퍼런스 거버너 (84) 는, 상태량 y 에 관한 제약 조건의 충족도가 높아지도록 임시 목표값 r 을 수정하여 목표값 wf 를 산출한다. 구체적으로는, 레퍼런스 거버너 (84) 는, 상태량 y 에 관한 제약 조건의 충족도를 고려하여 정해진 목적 함수, 특히 충족도가 높아질수록 값이 작아지도록 정해진 목적 함수의 값이 작아지도록 목표값 wf 를 산출한다.
본 실시형태에서는, 제어 출력 x 는 과급압이다. 제어 출력 x 로서 비교부 (81) 에 입력되는 과급압은 과급압 센서 (73) 에 의해 검출된다.
과급압을 제어하기 위한 제어 입력 u 는 스로틀 밸브 (36) 의 개도, EGR 제어 밸브 (52) 의 개도, 배기 터보차저 (5) 의 가변 노즐의 개도이다. 외생 입력 d 는, 내연 기관 (1) 의 운전 파라미터인 기관 회전 속도 및 연료 분사량이다. 기관 회전 속도는 크랭크 각 센서 (79) 에 의해 검출된다. 연료 분사량은, 부하 센서 (78) 에 의해 검출되는 기관 부하 등에 기초하여 ECU (61) 에 의해 결정된다. 목표값 맵 (85) 에서는, 도 4 에 나타내어지는 바와 같이, 임시 목표값 r 이 기관 회전 속도 NE 및 연료 분사량 Qe 의 함수로서 나타내어진다.
또, 과급압은, 지나치게 높아지면 흡기관의 파손 등을 초래하므로, 제약 조건으로서 상한값을 갖는다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 상태량 y 는, 제어 출력 x 인 과급압이다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 상태량 y 도 제어 출력 x 와 동일한 파라미터이기 때문에, 이 파라미터 (과급압) 에 대해서는 항상 제어 출력 x 로서 설명한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 레퍼런스 거버너 (84) 는, 제어 출력 x 에 관한 제약 조건의 충족도가 높아지도록 제어 출력의 임시 목표값 r 을 수정하여 목표값 wf 를 산출하고 있다고 할 수 있다.
이 때, 목적 함수 J(w) 는 하기 식 (9) 에 의해 정의된다.
J(w) ＝ ||r － w||2 ＋ Spim … (9)
여기서, r 은 목표값 맵 (85) 으로부터 출력된 임시 목표값이고, w 는 잠정 목표값이다. 목적 함수 J1(w) 는, 수정항 (식 (9) 의 우변 제 1 항), 제 1 페널티 함수 Spim 을 포함한다.
수정항은, 목표값의 수정량을 나타내고, 임시 목표값 r 과 잠정 목표값 w 의 차의 제곱이다. 이 때문에, 목적 함수 J(w) 의 값은, 임시 목표값 r 과 잠정 목표값 w 의 차가 작을수록, 즉 목표값의 수정량이 작을수록 작아진다.
제 1 페널티 함수 Spim 은, 과급압에 관한 제약 조건의 충족도를 나타내고, 하기 식 (10) 에 의해 정의된다.
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여기서, x1(k) 는 과급압의 장래 예측값이고, p1 은 미리 정해진 중량 계수이다. 게다가, x1Lim 은 미리 정해진 과급압의 상한값이고, 과급압에 관한 제약 조건을 나타낸다. 또, k 는 이산 (離散) 시간 스텝이고, Nh 는 예측 스텝 수 (예측 호라이즌) 이다. 제 1 페널티 함수 Spim 은, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과한 경우에 초과량이 페널티로서 목적 함수 J(w) 에 가산되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 목적 함수 J(w) 의 값은, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과하는 양의 합계가 작을수록 작아진다.
상기 서술한 바와 같이, 레퍼런스 거버너 (84) 는, 상태량 y (본 실시형태에서는 제어 출력 x 에 동등하다) 에 관한 제약 조건의 충족도가 높아질수록 값이 작아지도록 정해진 목적 함수의 값이 작아지도록 목표값 wf 를 산출한다. 이하, 도 5 를 참조하여, 레퍼런스 거버너 (84) 에 있어서의 목표값의 산출 처리에 대해 설명한다. 도 5 는, 본 실시형태에 있어서의 목표값 산출 처리의 제어 루틴을 나타내는 플로 차트이다. 본 제어 루틴은, ECU (61) 에 의해 소정의 시간 간격마다 실행된다.
먼저, 스텝 S11 에서는, 외생 입력 d 에 기초하여 목표값 맵 (85) 을 사용하여 산출된 제어 출력 (본 실시형태에서는 과급압) 의 임시 목표값 r 이 취득된다. 이어서, 스텝 S12 에서는, 스텝 S11 에서 취득된 제어 출력의 임시 목표값 r 이 잠정 목표값 w 의 초기값으로서 설정된다.
이어서, 스텝 S13 에서는, 구배법에 의한 잠정 목표값 w 의 최적값 탐색을 실시하기 위해, 현재의 잠정 목표값 w 로부터 소정 거리만큼 떨어진 4 개의 근방 목표값 wa ∼ wd 에 있어서의 목적 함수 J(wa) ∼ J(wd) 의 값이, 상기 식 (9) 를 이용하여 산출된다. 이 때, 근방 목표값 wa ∼ wd 를 잠정 목표값 w 로 하여, 상기 식 (9) 의 목적 함수 J(w) 의 각 항이 산출된다.
이어서, 스텝 S14 에 있어서, 목적 함수 J(wa) ∼ J(wd) 의 값으로부터 산출된 구배의 방향으로 잠정 목표값 w 가 이동된다. 즉, 잠정 목표값 w 가 갱신된다. 구체적으로는, 잠정 목표값 w 는 근방 목표값 wa ∼ wd 중 가장 목적 함수 J(w) 가 작아진 근방 목표값으로 설정된다. 이어서, 스텝 S15 에 있어서, 갱신 횟수 Count 에 1 이 가산된다. 갱신 횟수 Count 는, 잠정 목표값 w 의 갱신이 실시된 횟수를 나타낸다. 갱신 횟수 Count 의 초기값은 0 이다.
이어서, 스텝 S16 에 있어서 갱신 횟수 Count 가 소정 횟수 N 이상인지의 여부가 판정된다. 소정 횟수 N 은 예를 들어 5 ∼ 200 이다. 스텝 S16 에 있어서 갱신 횟수 Count 가 소정 횟수 N 미만인 것으로 판정되었을 경우, 본 제어 루틴은 스텝 S12 로 되돌아온다. 따라서, 갱신 횟수 Count 가 소정 횟수 N 에 도달할 때까지, 잠정 목표값 w 의 최적값 탐색이 반복 실시된다.
스텝 S16 에 있어서 갱신 횟수 Count 가 소정 횟수 N 이상인 것으로 판정되었을 경우, 본 제어 루틴은 스텝 S17 로 진행된다. 스텝 S17 에서는, 제어 출력의 목표값 wf 가 최종적인 잠정 목표값 w 로 설정된다. 또, 스텝 S17 에서는, 갱신 횟수 Count 가 제로로 리셋된다. 스텝 S17 후, 본 제어 루틴은 종료된다.
또한, 목적 함수의 값이 작아지도록 잠정 목표값 w 를 갱신할 수 있으면, 구배법 이외의 방법에 의해 잠정 목표값 w 가 갱신되어도 된다.
그런데, 제 1 페널티 함수 Spim 을 산출할 때에는, 현재부터 소정의 예측 기간 (예측 호라이즌) 전까지의 과급압의 장래 예측값 x1(k) 를 산출하는 것이 필요하게 된다. 과급압의 장래 예측값 x1(k) 의 산출 방법으로는, 예를 들어, 하기 식 (11) 을 이용하여 산출하는 방법이 생각된다.
x1(k ＋ 1) ＝ f1 (x1(k), w, d) … (11)
식 (11) 에 있어서, f1 은, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 를 산출하기 위해서 사용되는 모델 함수이다. 먼저, 산출 시점의 과급압인 x1(0) 을 사용하여, 산출 시점으로부터 1 스텝 전의 과급압의 예측값 x1(1) 이 산출된다. 산출 시점의 과급압인 x1(0) 은 과급압 센서 (73) 에 의해 검출된다. 그 후, 산출 시점으로부터 Nh 스텝 전의 과급압의 예측값 x1(Nh) 까지 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 순차 산출되고, 합계 Nh 개의 과급압의 장래 예측값이 산출된다. 또한, 1 스텝에 상당하는 시간에 예측 스텝 수 Nh 를 곱한 값이 예측 기간이 된다.
그러나, 상기 식 (11) 을 이용한 방법으로 과급압의 장래 예측값 x1(k) 를 산출하는 경우, 상기 식 (11) 에 의한 계산을 예측 스텝 수 Nh 에 동등한 횟수에 걸쳐 반복 실시할 필요가 있다. 게다가, 상기 서술한 바와 같이 레퍼런스 거버너 (84) 에서는, 잠정 목표값 w 를 수정하여 최종적인 목표값 wf 를 산출하기 위해서, 상기 식 (9) 에 의한 목적 함수 J(w) 의 산출이 반복 실시된다. 따라서, 상기 식 (11) 을 이용한 방법으로 과급압의 장래 예측값 x1(k) 를 산출하면, ECU (61) 에 있어서의 연산 부하가 매우 높은 것이 되어 버린다.
한편, 본 실시형태에서는, 과급압은 피드백 컨트롤러 (82) 에 의해 피드백 제어되고 있다. 이와 같이 제어 출력이 피드백 제어 등의 폐루프 시스템에 의해 제어되고 있으면, 많은 경우, 제어 출력의 응답 특성은 선형 응답에 근사할 수 있다. 따라서, 과급압의 응답 특성도 선형 응답으로서 근사할 수 있고, 특히 2 차 지연이 발생하는 것으로서 응답 특성을 근사할 수 있다.
또, 상기 식 (10) 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 페널티 함수 Spim 을 산출할 때에는, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과하는 양의 합계가 사용된다. 과급압의 응답 특성을 선형 응답으로서 근사한 경우, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과하는 양의 합계는, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과한 경우의 초과량의 최대값에 기초하여 근사적으로 산출할 수 있다. 그리고, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과한 경우의 초과량의 최대값은, 도 6 을 참조하여 이하에 간단하게 설명하는 바와 같이, 오버슈트량의 최대값으로부터 산출할 수 있다.
도 6 은, 과급압의 목표값이 변화되었을 때에 실제의 과급압이 변화되는 모습을 나타내는 타임 차트이다. 도 6 중의 파선은 과급압의 목표값의 추이를 나타내고 있고, 실선은 실제의 과급압 (또는 그 예측값) 의 추이를 나타내고 있다.
도 6 에 나타낸 바와 같이, 실제의 과급압이 x1(0) 으로 유지되어 있는 상태에서, 시각 t0 에 있어서 과급압의 목표값이 r1(0) 으로 단계적으로 변화되었을 경우, 실제의 과급압은 예를 들어 도 6 에 실선으로 나타낸 바와 같이 추이한다. 특히, 도 6 에 나타낸 예에서는, 실제의 과급압은 목표값을 초과하여 오버슈트되도록 변화된다. 이하에서는, 이 때 실제의 과급압의 목표값으로부터의 초과량을 오버슈트량이라고 칭한다.
도 6 에 나타낸 예에서는, 시각 tos 에 있어서 오버슈트량은 최대가 된다. 이하에서는, 오버슈트량이 최대가 되는 시각을 최대 시각 tos 라고 칭하고, 이 때의 오버슈트량을 오버슈트량의 최대값 OSmax 라고 칭한다.
시각 tos 에 있어서 오버슈트량이 최대가 된 결과, 실제의 과급압도 시각 tos 에 있어서 최대가 되고, 따라서 이 때에 과급압의 장래 예측값 x1(k) 에 있어서의 상한값 x1Lim 으로부터의 초과량이 최대가 된다.
상기 서술한 바와 같이, 제 1 페널티 함수 Spim 을 산출할 때에는, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과한 경우의 초과량의 최대값이 사용된다. 따라서, 제 1 페널티 함수 Spim 을 산출하기 위해서는, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과한 경우의 초과량의 최대값 (혹은, 오버슈트량의 최대값 OSmax) 만 산출할 수 있다면, 상기 서술한 바와 같이 소정의 예측 기간에 걸쳐 과급압의 장래 예측값을 산출할 필요는 없다. 그래서, 본 실시형태에서는, 이하에 설명하는 바와 같이, 소정의 예측 기간에 걸친 과급압의 장래 예측값을 산출하지 않고, 제 1 페널티 함수 Spim 을 산출하도록 되어 있다.
먼저, 상기 서술한 바와 같이, 과급압의 응답 특성은 2 차 지연이 발생하는 것으로서 근사할 수 있다. 따라서, 과급압의 응답 특성은, 과급압을 단순히 x로 나타내면, 2 차 지연계의 예측 모델을 나타내는 하기 식 (12) 에 나타낸 바와 같은 미분 방정식으로 나타낼 수 있다.
x'' ＋ 2ζwnx' ＋ wn 2x ＝ Kwn 2w … (12)
또한, 식 (12) 에 있어서, x'' 및 x' 는, 제어 출력인 과급압의 2 층 미분값 및 1 층 미분값을 각각 나타내고 있다. 또, ζ 는 감쇠 계수, wn 은 고유각 주파수, K 는 게인을 각각 나타내고 있다. 감쇠 계수 ζ, 고유각 주파수 wn 및 게인 K 는, 예를 들어, 피드백 컨트롤러 (82) 에 있어서 실시되는 피드백 제어의 제어 게인 등에 기초하여 설정된다. 따라서, 감쇠 계수 ζ, 고유각 주파수 wn 및 게인 K 는, 예를 들어, 내연 기관 (1) 의 운전 중에 피드백 제어의 제어 게인이 변화되면, 그것에 수반하여 변화된다.
또한, 감쇠 계수 ζ, 고유각 주파수 wn 및 게인 K 는, 반드시 전부가 피드백 제어의 제어 게인 등에 따라 변경되지 않아도 된다. 그러나, 그 경우라도, 예측 모델에 있어서 사용되는 적어도 일부의 파라미터의 값은 피드백 컨트롤러 (82) 에 있어서 실시되는 피드백 제어의 제어 게인 등에 기초하여 설정되는 것이 바람직하다.
여기서, 과급압의 초기값 x1(0) 을 x0 ＝ 0, 과급압의 초기 변화 속도 x1'(0) 을 x'0 으로 하고, 상기 식 (12) 를 라플라스 변환하면, 하기 식 (13) 이 도출된다.
(s2x － sx0 － x'0) ＋ 2ζwn(sx － x0) ＋ ωn 2x ＝ Kwn 2w … (13)
식 (13) 에 있어서 x0 ＝ 0 을 대입하여 정리하면, 식 (13) 은 하기 식 (14)과 같이 변형할 수 있다.
(s2 ＋ 2ζwns ＋ wn 2)x ＝ Kwn 2w ＋ x'0 … (14)
스텝 응답을 계산하기 위해, w ＝ 1/s 로 두고 정리하면, 식 (14) 는 하기 식 (15) 와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019064467584-pat00007
wd 를 하기 식 (16) 과 같이 정의하여, 식 (15) 를 식 (17) 과 같이 부분 분수 분해했을 때의 A, B, C 는 각각 하기 식 (18), (19), (20) 과 같이 나타내어진다.
Figure 112019064467584-pat00008
식 (17) 에 식 (18) 및 (19) 를 대입하여 역라플라스 변환을 실시함으로써, 하기 식 (21) 이 얻어진다.
Figure 112019064467584-pat00009
따라서, 과급압의 목표값이 단계적으로 변화되었을 때의 과급압의 추이는 상기 식 (21) 로 나타낼 수 있다. 또한, 식 (21) 에 있어서 t 는 과급압의 목표값이 단계적으로 변화되었을 때로부터의 경과 시간을 나타낸다.
여기서, 오버슈트량이 최대가 될 때에는, 과급압의 변화 속도가 제로가 되어 있다. 따라서, 오버슈트량이 최대가 될 때에는, 상기 식 (21) 의 미분값 x'(t) 가 제로가 된다. 따라서, 이하에서는, 식 (21) 의 미분값 x'(t) 가 제로가 되는 시각을 산출한다.
먼저, 식 (21) 을 미분하면, 하기 식 (22) 가 얻어진다. 또한, 식 (22) 중의 D, E 는 각각 하기 식 (23), (24) 에 의해 나타내어진다.
Figure 112019064467584-pat00010
여기서, φ 를 하기 식 (25) 와 같이 정의하면, 상기 식 (22) 는 하기 식 (26) 과 같이 변형할 수 있다.
Figure 112019064467584-pat00011
상기 식 (26) 에 있어서, x'(t) ＝ 0 이 성립되는 최초의 시각은, φ ＋ ωd ＝ π 를 푸는 것에 의해, 하기 식 (27) 과 같이 얻어진다.
Figure 112019064467584-pat00012
식 (27) 에 의해 얻어진 tos 는, 상기 서술한 오버슈트량이 최대가 되는 시각, 즉 과급압의 상한값으로부터의 초과량이 최대가 되는 시각을 나타내고 있다.
식 (27) 에 의해 얻어진 시각 tos 를, 상기 식 (21) 에 대입함과 함께, 게인 K 를 1 로 하면 (과급압의 현재의 값과 목표값의 차를 1 로 가정), 하기 식 (28) 이 얻어진다.
Figure 112019064467584-pat00013
식 (28) 에 있어서, μ 는 하기 식 (29) 로 나타내어진다.
Figure 112019064467584-pat00014
상기 서술한 바와 같이, 식 (29) 에 의해 얻어지는 μ 는, 과급압의 현재의 값과 목표값의 차를 1 로 가정했을 때의 오버슈트량의 예측 최대값을 나타내고 있다. 따라서, 현재의 과급압을 x(t) 로 하고, 그 목표값을 r(t) 로 했을 때의 오버슈트량의 예측 최대값은 하기 식 (30) 에 의해 나타내어진다. 게다가, 오버슈트량이 최대가 될 때의 과급압 x1max 는 하기 식 (31) 에 의해 나타내어진다.
Figure 112019064467584-pat00015
이와 같이 하여 산출된 오버슈트량이 최대가 될 때의 과급압 x1max 를 사용하면, 제 1 페널티 함수 Spim 은 하기 식 (32) 에 의해 산출할 수 있다. 또한, 식 (32) 에 있어서 Δx1max 는, 오버슈트량이 최대가 될 때의 과급압과 상한값의 차, 즉 과급압의 장래 예측값 x1 에 있어서의 상한값 x1Lim 으로부터의 최대 초과량을 나타내고 있다. 또, 식 (32) 에 있어서, α 는, 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과한 경우의 초과량의 최대값을 과급압의 장래 예측값 x1(k) 가 상한값 x1Lim 을 초과하는 양의 합계로 변환하기 위한 계수이다.
Figure 112019064467584-pat00016
본 실시형태에서는, 이와 같이 목적 함수는, 오버슈트량이 최대가 될 때의 과급압과 상한값의 차, 즉 과급압의 장래 예측값 x1 에 있어서의 상한값 x1Lim 으로부터의 최대 초과량에 기초하여 산출된다. 특히, 본 실시형태에서는, 목적 함수의 값은, 과급압의 장래 예측값 x1 이 상한값 x1Lim 을 초과하여 커질수록, 제약 조건의 충족도가 낮아지기 때문에, 커지도록 산출된다. 바꾸어 말하면, 목적 함수의 값은, 오버슈트량의 예상 최대값이, 과급압의 상한값 x1Lim 에 대응하는 상한값 (x1Lim － r1(0)) 을 초과하여 커질수록, 제약 조건의 충족도가 낮아지기 때문에, 커지도록 산출된다.
본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이 하여 목적 함수가 산출된다. 이하, 도 7 을 참조하여, 레퍼런스 거버너 (84) 에 있어서의 목적 함수의 값의 산출 처리에 대해 설명한다. 도 7 은, 본 실시형태에 있어서의 목적 함수의 값의 산출 처리의 제어 루틴을 나타내는 플로 차트이다. 도시한 제어 루틴은, 도 5의 스텝 S13 에 있어서 실행된다.
먼저, 스텝 S21 에 있어서, 과급압의 현재값 x1(0) 이 취득된다. 과급압의 현재값 x1(0) 은, 과급압 센서 (73) 의 출력으로부터 취득된다. 이어서, 스텝 S22 에서는, 과급압의 현재의 변화 속도 x1'(0) 이 산출된다. 과급압의 현재의 변화 속도 x1'(0) 은, 과급압의 현재값 x1(0) 및 과급압의 과거의 값에 기초하여 ECU (61) 에 있어서 산출된다. 이어서, 스텝 S23 에서는, 과급압의 목표값 w1 이 취득된다. 과급압의 목표값 w1 은, 도 5 의 스텝 S12 또는 S14 에서 산출 또는 취득된 값이 된다.
이어서, 스텝 S24 및 스텝 S25 에서는, 예측 모델에 의해 목적 함수의 값이 산출된다. 그럼, 스텝 S21 에서 취득된 과급압의 현재값 x1(0), 스텝 S22 에서 산출된 과급압의 현재의 변화 속도 x1'(0) 및 과급압의 목표값 w1 에 기초하여, 상기 식 (32) 에 의해, 제 1 페널티 함수 Spim 이 산출된다. 식 (32) 에 있어서의 과급압 x1max 는 식 (31) 에 의해 산출되고, 식 (31) 에 있어서의 오버슈트의 예측 최대값 OSmax 는 식 (30) 에 의해 산출된다. 식 (30) 에 있어서의 μ 는 상기 식 (29) 에 의해 산출되고, 식 (29) 에 있어서의 계수 C, D 및 E 그리고 tos 는 각각 상기 식 (20), (23), (24), (27) 에 의해 산출된다. 또, 식 (27) 에 있어서의φ 는 상기 식 (25) 에 의해 산출된다.
이어서, 스텝 S25 에서는, 스텝 S24 에 있어서 산출된 Spim 을 상기 식 (9) 에 대입함으로써 목적 함수의 값이 산출되고, 제어 루틴이 종료된다.
이상으로부터, 본 실시형태에서는, 제 1 페널티 함수 Spim 을, 과급압의 장래 예측값을 예측 기간에 걸쳐 반복 계산하지 않고, 1 회의 계산에 의해 산출할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 의하면, 제 1 페널티 함수 Spim 을 산출할 때의 연산 부하, 나아가서는 과급압의 목표값을 산출할 때의 연산 부하를 낮게 억제할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 제 1 페널티 함수 Spim 을 산출할 때에, 오버슈트량의 예측 최대값 OSmax 가 산출된다. 이 오버슈트량의 예측 최대값 OSmax 를 산출할 때에는, 과급압의 현재의 변화 속도가 사용되고 있다. 이와 같이, 과급압의 현재의 변화 속도를 사용하여 예측 최대값 OSmax 를 산출함으로써, 예측 최대값 OSmax 의 예측 정밀도를 높일 수 있다.
도 8A, 도 8B, 도 8C 는, 과급압의 현재의 값이 x1(0), 목표값이 r1(0) 인 경우에 있어서의 과급압의 추이를 나타내는 타임 차트이다. 도 8A 는, 시각 t0 에 있어서의 과급압의 변화 속도가 제로인 경우의 과급압의 추이를 나타내고 있다. 한편, 도 8B 및 도 8C 는, 시각 t0 에 있어서의 과급압의 변화 속도가 제로가 아닌 소정 속도인 경우의 과급압의 추이를 나타내고 있다. 또, 도 8A 및 도 8B 에서는, 오버슈트량의 예측 최대값 OSmax 는, 과급압의 초기 변화 속도 (시각 t0 에 있어서의 과급압의 변화 속도) 를 제로로 한 예측 모델을 사용하여 산출된 값을 나타내고 있다. 한편, 도 8C 에서는, 오버슈트량의 예측 최대값 OSmax 는, 본 실시형태와 같이 과급압의 초기 변화 속도로서 실제의 초기 변화 속도를 입력한 예측 모델을 사용하여 산출된 값을 나타내고 있다.
과급압의 초기 변화 속도를 제로로 한 예측 모델이라도, 시각 t0 에 있어서의 과급압의 변화 속도가 제로인 경우에는, 도 8A 에 나타낸 바와 같이, 상기 예측 모델에 의해 산출된 예측 최대값 OSmax 는 오버슈트량의 실제의 최대값에 거의 일치한다. 한편, 과급압의 초기 변화 속도를 제로로 한 예측 모델에서는, 시각 t0 에 있어서의 과급압의 변화 속도가 소정 속도인 경우, 도 8B 에 나타낸 바와 같이, 오버슈트량의 실제의 최대값은, 상기 예측 모델에 의해 산출된 예측 최대값 OSmax 와는 크게 상이하다. 따라서, 이와 같이 하여 산출된 예측 최대값 OSmax 를 사용하여 과급압의 목표값을 산출하면, 최적이 아닌 값이 산출되어 버린다.
본 실시형태에 의하면, 과급압의 응답 특성을 나타내는 2 차 지연계의 예측 모델을 작성할 때에, 과급압의 초기 변화 속도를 고려하고 있다. 이 결과, 도 8C 에 나타낸 바와 같이, 시각 t0 에 있어서의 과급압의 변화 속도가 제로가 아닌 소정 속도인 경우라도, 오버슈트량의 예측 최대값 OSmax 는 오버슈트량의 실제의 최대값에 일치한다. 특히, 내연 기관 (1) 에서는, 과급압은 빈번히 변화되므로, 과급압의 초기 변화 속도가 제로가 아닌 경우도 많다. 본 실시형태에 의하면, 이와 같이 과급압이 빈번히 변화되고 있어도, 오버슈트의 예측 최대값 OSmax 를 비교적 정확하게 산출할 수 있다. 이 결과, 레퍼런스 거버너 (84) 에 의해 최적의 목표값을 산출할 수 있다.
그런데, 상기 실시형태에서는 목적 함수 J(w) 를 산출할 때에는 과급압에 관한 제약 조건이 고려되고 있다. 그러나, 목적 함수 J(w) 를 산출할 때에는, 터빈 회전 속도나 배기압 등, 다른 상태량에 관한 제약 조건이 고려되어도 된다. 이하에서는, 제약 조건으로서, 과급압에 더하여 터빈 회전 속도를 고려한 경우에 대해 설명한다.
이 경우, 목적 함수는, 하기 식 (33) 에 의해 나타내어진다.
J(w) ＝ ||r － w||2 ＋ Spim ＋ SNt … (33)
식 (33) 에 있어서, SNt 는 제 2 페널티 함수이고, 터빈 회전 속도에 관한 제약 조건의 충족도를 나타낸다. 제 2 페널티 함수 SNt 는 하기 식 (34) 에 의해 정의된다.
Figure 112019064467584-pat00017
여기서, y1(k) 는 터빈 회전 속도의 장래 예측값이고, y1Lim 은 미리 정해진 터빈 회전 속도의 상한값이고, p2 는 미리 정해진 중량 계수이다. 제 2 페널티 함수 SNt 는, 터빈 회전 속도의 장래 예측값 y1(k) 가 상한값 y1Lim 을 초과한 경우에 초과량이 페널티로서 목적 함수 J(w) 에 가산되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 목적 함수 J(w) 의 값은, 터빈 회전 속도의 장래 예측값 y1(k) 가 상한값 y1Lim 을 초과하는 양의 합계가 작을수록 작아진다.
레퍼런스 거버너 (84) 는 내연 기관 (1) 의 예측 모델을 사용하여 터빈 회전 속도의 장래 예측값 y1(k) 를 산출한다. 레퍼런스 거버너 (84) 는, 예를 들어, 터빈 회전 속도의 장래 예측값 y1(k) 를 하기 식 (35) 에 의해 산출한다.
y1(k ＋ 1) ＝ f2 (y1(k), w, d) … (35)
f2 는, 터빈 회전 속도의 장래 예측값 y1(k) 를 산출하기 위해서 사용되는 모델 함수이다. 먼저, 산출 시점의 터빈 회전 속도인 y1(0) 을 사용하여, 산출 시점으로부터 1 스텝 전의 터빈 회전 속도의 예측값 y1(1) 이 산출된다. 산출 시점의 터빈 회전 속도인 y1(0) 은, 예를 들어, 터빈 (43) 에 형성된 터빈 회전 속도 센서 (도시 생략) 에 의해 검출된다. 그 후, 산출 시점으로부터 Nh 스텝 전의 터빈 회전 속도의 예측값 y1(Nh) 까지 터빈 회전 속도의 장래 예측값 y1(k) 가 순차 산출되어, 합계 Nh 개의 터빈 회전 속도의 장래 예측값이 산출된다.
본 변형예와 같이 하여 목적 함수를 산출함으로써, 복수의 상태량에 제약이 있을 때라도 이들 복수의 상태량에 관한 제약 조건의 충족도가 전체적으로 높아지도록 과급압의 목표값을 설정할 수 있다. 또, 제 2 페널티 함수의 값을 산출할 때에는 반복 계산하는 것이 필요하게 되지만, 상기 서술한 바와 같이 제 1 페널티 함수의 값을 산출할 때에는 반복 계산할 필요가 없어지기 때문에, 과급압의 목표값을 산출할 때의 연산 부하를 낮게 억제할 수 있다.
다음으로, 제 2 실시형태에 관련된 제어 장치에 대해 설명한다. 제 2 실시형태에 관련된 제어 장치의 구성 및 제어는 기본적으로 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치의 구성 및 제어와 동일하다. 이하에서는, 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치와는 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
상기 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치는, 제어 출력 x 및 제약 조건을 갖는 상태량 y 가 모두 과급압인 경우의 제어 장치이다. 이에 반해, 제 2 실시형태에 관련된 제어 장치는, 제어 출력 x 및 제약 조건을 갖는 상태량 y 가 모두 EGR 률인 경우의 제어 장치이다. 이 경우의 제어 입력은, 예를 들어, 스로틀 밸브 (36) 의 개도, EGR 제어 밸브 (52) 의 개도, 배기 터보차저 (5) 의 가변 노즐의 개도이다.
여기서, EGR 률은, 지나치게 높아지면 산소가 부족하여 실화 등을 초래하므로, 제약 조건으로서 상한값을 갖는다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서의 목적 함수 J(w) 는 하기 식 (36) 에 의해 정의되고, 제 3 페널티 함수 SEGR 은 하기 식 (37) 에 의해 정의된다.
Figure 112019064467584-pat00018
여기서, x2(k) 는 EGR 률의 장래 예측값이고, x2Lim 은 미리 정해진 EGR 률의 상한값이고, p3 은 미리 정해진 중량 계수이다. 제 3 페널티 함수 SEGR 은, EGR 률의 장래 예측값 x2(k) 가 상한값 x2Lim 을 초과한 경우에 초과량이 페널티로서 목적 함수 J(w) 에 가산되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 목적 함수 J(w) 의 값은, EGR 률의 장래 예측값 x2(k) 가 상한값 x2Lim 을 초과하는 양의 합계가 작을수록 작아진다.
여기서, EGR 률의 응답 특성도 선형 응답으로서 근사할 수 있고, 특히 2 차 지연이 발생하는 것으로서 응답 특성을 근사할 수 있다. EGR 률의 응답 특성을 선형 응답으로서 근사한 경우도, EGR 률의 장래 예측값 x2(k) 가 상한값 x2Lim 을 초과하는 양의 합계는, EGR 률의 장래 예측값 x2(k) 가 상한값 x2Lim 을 초과한 경우의 초과량의 최대값에 기초하여 산출할 수 있다. 따라서, 제 3 페널티 함수 SEGR 도 EGR 률의 오버슈트량의 최대값으로부터 산출할 수 있다.
EGR 률의 오버슈트량이 최대가 될 때의 EGR 률 x2max 는 하기 식 (38) 에 의해 산출되고, 식 (38) 에 있어서의 μ 는 하기 식 (39) 에 의해 산출된다. 또한, 식 (39) 에 있어서의 계수 C, D 및 E 그리고 tos 는 상기 식 (16), (20), (23) ∼ (25), (27) 에 의해 산출된다.
Figure 112019064467584-pat00019
상기 서술한 바와 같이 EGR 률의 오버슈트량의 최대값 OSmax 를 산출함으로써, 레퍼런스 거버너 (84) 에 의해 EGR 률의 목표값을 산출할 때의 연산 부하를 낮게 억제할 수 있다. 또, 내연 기관 (1) 이 과도 운전을 실시하고 있을 때라도, EGR 률의 오버슈트량의 예측 최대값 OSmax 를 비교적 정확하게 산출할 수 있고, 따라서 레퍼런스 거버너 (84) 에 의해 최적의 목표값을 산출할 수 있다.
실제로 목적 함수를 산출할 때에는, 현재의 EGR 률은, EGR 제어 밸브 (52) 의 개도 등에 기초하여 공지된 수법에 의해 추정된다. 또, EGR 률의 현재의 변화 속도는, EGR 률의 현재값 및 EGR 률의 과거의 추정값에 기초하여 ECU (61) 에 있어서 산출된다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 상기 제 1 실시형태의 변형예와 마찬가지로, 목적 함수 J(w) 를 산출할 때에는, 예를 들어, 터빈 회전 속도나 배기압 등의 EGR 률 이외의 상태량에 관한 제약 조건을 고려해도 된다.
다음으로, 제 3 실시형태에 관련된 제어 장치에 대해 설명한다. 제 3 실시형태에 관련된 제어 장치의 구성 및 제어는 기본적으로 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치의 구성 및 제어와 동일하다. 이하에서는, 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치와는 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
상기 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치는, 제어 출력 x 및 제약 조건을 갖는 상태량 y 가 모두 과급압인 경우의 제어 장치이다. 이에 반해, 제 3 실시형태에 관련된 제어 장치는, 제어 출력 x 및 제약 조건을 갖는 상태량 y 가 모두 필터 (44) 의 온도인 경우의 제어 장치이다. 이 경우의 제어 입력은, 예를 들어, 연료 분사 밸브 (21) 로부터의 연료 분사 시기 및 연료 분사량, EGR 제어 밸브 (52) 의 개도, 배기 터보차저 (5) 의 가변 노즐의 개도이다.
여기서, 필터 (44) 의 온도는, 지나치게 높아지면 필터의 용손 (溶損) 등을 초래하므로, 제약 조건으로서 상한값을 갖는다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서의 목적 함수 J(w) 는 하기 식 (40) 에 의해 정의되고, 제 4 페널티 함수 STF 는 하기 식 (41) 에 의해 정의된다.
Figure 112019064467584-pat00020
여기서, x3(k) 는 필터 (44) 의 온도의 장래 예측값이고, x3Lim 은 미리 정해진 필터 (44) 의 온도의 상한값이고, p4 는 미리 정해진 중량 계수이다. 제 4 페널티 함수 STF 는, 필터 (44) 의 온도의 장래 예측값 x3(k) 가 상한값 x3Lim 을 초과한 경우에 초과량이 페널티로서 목적 함수 J(w) 에 가산되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 목적 함수 J(w) 의 값은, 필터 (44) 의 온도의 장래 예측값 x3(k) 가 상한값 x3Lim 을 초과하는 양의 합계가 작을수록 작아진다.
여기서, 필터 (44) 의 온도의 응답 특성도 선형 응답으로서 근사할 수 있고, 특히 2 차 지연이 발생하는 것으로서 응답 특성을 근사할 수 있다. 필터 (44) 의 온도의 응답 특성을 선형 응답으로서 근사한 경우에도, 필터 (44) 의 온도의 장래 예측값 x3(k) 가 상한값 x3Lim 을 초과하는 양의 합계는 필터 (44) 의 온도의 장래 예측값 x3(k) 가 상한값 x3Lim 을 초과한 경우의 초과량의 최대값에 기초하여 산출할 수 있다. 따라서, 제 4 페널티 함수 STF 도 필터 (44) 의 온도의 오버슈트량의 최대값으로부터 산출할 수 있다.
필터 (44) 의 온도의 오버슈트량이 최대가 될 때의 필터 (44) 의 온도 x3max 는 하기 식 (42) 에 의해 산출되고, 식 (42) 에 있어서의 μ 는 상기 실시형태와 마찬가지로, 상기 식 (39) 에 의해 산출된다.
Figure 112019064467584-pat00021
상기 서술한 바와 같이 필터 (44) 의 온도의 오버슈트량의 최대값 OSmax 를 산출함으로써, 레퍼런스 거버너 (84) 에 의해 필터 (44) 의 온도의 목표값을 산출할 때의 연산 부하를 낮게 억제할 수 있다. 또, 내연 기관 (1) 이 과도 운전을 실시하고 있을 때라도, 필터 (44) 의 온도의 오버슈트량의 예측 최대값 OSmax 를 비교적 정확하게 산출할 수 있고, 따라서 레퍼런스 거버너 (84) 에 의해 최적의 목표값을 산출할 수 있다.
실제로 목적 함수를 산출할 때에는, 현재의 필터 (44) 의 온도는, 예를 들어, 필터 (44) 의 온도를 검출하는 온도 센서 (76) 에 의해 검출된다. 또, 필터 (44) 의 온도의 현재의 변화 속도는, 필터 (44) 의 온도의 현재값 및 온도 센서 (76) 에 의해 과거에 검출된 필터 (44) 의 온도에 기초하여 ECU (61) 에 있어서 산출된다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 상기 제 1 실시형태의 변형예와 마찬가지로, 목적 함수 J(w) 를 산출할 때에는, 예를 들어, 터빈 회전 속도나 배기압 등의 EGR 률 이외의 상태량에 관한 제약 조건을 고려해도 된다.
다음으로, 제 4 실시형태에 관련된 제어 장치에 대해 설명한다. 제 4 실시형태에 관련된 제어 장치의 구성 및 제어는 기본적으로 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치의 구성 및 제어와 동일하다. 이하에서는, 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치와는 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
상기 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치는, 제어 출력 x 및 제약 조건을 갖는 상태량 y 가 모두 과급압인 경우의 제어 장치이다. 이에 반해, 제 4 실시형태에 관련된 제어 장치는, 제어 출력 x 및 제약 조건을 갖는 상태량 y 가 모두 연료의 압력인 경우의 제어 장치이다. 이 경우의 제어 입력은, 예를 들어, 연료 펌프 (24) 에 대한 공급 전력이다.
여기서, 연료의 압력은, 지나치게 높아지면 연료 분사 밸브 (21) 의 파손 등을 초래하므로, 제약 조건으로서 상한값을 갖는다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서의 목적 함수 J(w) 는 하기 식 (43) 에 의해 정의되고, 제 5 페널티 함수 SPF 는 하기 식 (44) 에 의해 정의된다.
Figure 112019064467584-pat00022
여기서, x4(k) 는 연료의 압력의 장래 예측값이고, x4Lim 은 미리 정해진 연료의 압력의 상한값이고, p5 는 미리 정해진 중량 계수이다. 제 5 페널티 함수 SPF 는, 연료의 압력의 장래 예측값 x4(k) 가 상한값 x4Lim 을 초과한 경우에 초과량이 페널티로서 목적 함수 J(w) 에 가산되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 목적 함수 J(w) 의 값은, 연료의 압력의 장래 예측값 x4(k) 가 상한값 x4Lim 을 초과하는 양의 합계가 작을수록 작아진다.
여기서, 연료의 압력의 응답 특성도 선형 응답으로서 근사할 수 있고, 특히 2 차 지연이 발생하는 것으로서 응답 특성을 근사할 수 있다. 연료의 압력의 응답 특성을 선형 응답으로서 근사한 경우에도, 연료의 압력의 장래 예측값 x4(k) 가 상한값 x4Lim 을 초과하는 양의 합계는 연료의 압력의 장래 예측값 x4(k) 가 상한값 x4Lim 을 초과한 경우의 초과량의 최대값에 기초하여 산출할 수 있다. 따라서, 제 5 페널티 함수 SPF 도 연료의 압력의 오버슈트량의 최대값으로부터 산출할 수 있다.
연료의 압력의 오버슈트량이 최대가 될 때의 연료의 압력 x4max 는 하기 식 (45) 에 의해 산출되고, 식 (45) 에 있어서의 μ 는 상기 실시형태와 마찬가지로, 상기 식 (39) 에 의해 산출된다.
Figure 112019064467584-pat00023
상기 서술한 바와 같이 연료의 압력의 오버슈트량의 최대값 OSmax 를 산출함으로써, 레퍼런스 거버너 (84) 에 의해 연료의 압력의 목표값을 산출할 때의 연산 부하를 낮게 억제할 수 있다. 또, 내연 기관 (1) 이 과도 운전을 실시하고 있을 때라도, 연료의 압력의 오버슈트량의 예측 최대값 OSmax 를 비교적 정확하게 산출할 수 있고, 따라서 레퍼런스 거버너 (84) 에 의해 최적의 목표값을 산출할 수 있다.
실제로 목적 함수를 산출할 때에는, 현재의 연료의 압력은, 예를 들어, 커먼 레일 (22) 내의 연료의 압력을 검출하는 연압 센서 (74) 에 의해 검출된다. 또, 연료의 압력의 현재의 변화 속도는, 연료의 압력의 현재값 및 연압 센서 (74) 에 의해 과거에 검출된 연료의 압력에 기초하여 ECU (61) 에 있어서 산출된다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 상기 제 1 실시형태의 변형예와 마찬가지로, 목적 함수 J(w) 를 산출할 때에는, 예를 들어, 터빈 회전 속도나 배기압 등의 EGR 률 이외의 상태량에 관한 제약 조건을 고려해도 된다.
이상으로부터, 상기 복수의 실시형태에 관련된 제어 장치는, 제어 출력 (과급압, EGR 률, 필터 (44) 의 온도, 연료의 압력 등) 의 현재의 값과 제어 출력의 잠정 목표값과 제어 출력의 현재의 변화 속도에 기초하여, 제어 출력의 응답에는 2 차 지연이 발생할 것으로 가정하여 도출된 예측 모델을 사용하여, 제어 출력에 있어서의 목표값으로부터의 오버슈트의 예측 최대값을 산출하고, 예측 최대값에 기초하여 제어 출력에 관한 제약 조건의 충족도가 높아지도록 제어 출력의 잠정 목표값을 수정하여 목표값을 산출하는 레퍼런스 거버너를 구비한다.
또, 상기 실시형태에서는, 제어 출력에는 2 차 지연이 발생할 것으로 가정하여 예측 모델을 도출하고 있다. 그러나, 제어 출력의 종류 등 따라서는, 1 차 지연이나 3 차 지연이 발생할 것으로 과정하여 예측 모델을 도출함으로써, 제어 출력의 목표값으로부터의 오버슈트의 예측 최대값을 보다 정확하게 산출할 수 있다. 따라서, 예측 모델은, 제어 출력에 1 차 지연 또는 3 차 이상의 다차원의 지연이 발생하고 있는 것으로 가정하여 도출되어도 된다.

Claims (10)

  1. 제어 시스템으로서,
    피드백 컨트롤러 (82) 와, 레퍼런스 거버너 (84) 를 포함하는 전자 제어 유닛 (61) 을 포함하고,
    상기 피드백 컨트롤러 (82) 는, 제어 출력의 값이 목표값에 가까워지도록 제어 입력의 값을 결정하도록 구성되고,
    상기 레퍼런스 거버너 (84) 는, 상기 제어 출력의 현재의 값과 상기 제어 출력의 잠정 목표값과 상기 제어 출력의 현재의 변화 속도에 기초하여, 예측 모델을 사용하여, 상기 제어 출력에 있어서의 상기 목표값으로부터의 오버슈트량의 예측 최대값을 산출하도록 구성되고, 상기 예측 모델은, 상기 제어 출력의 응답에는 n 차 지연 (n 은 자연수) 이 발생할 것으로 가정하여 도출되고,
    상기 레퍼런스 거버너 (84) 는, 상기 예측 최대값에 기초하여 상기 제어 출력에 관한 제약 조건의 충족도가 높아지도록 상기 제어 출력의 잠정 목표값을 수정하여 상기 목표값을 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예측 모델은 상기 제어 출력의 응답에 2 차 지연이 발생할 것으로 가정하여 도출되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 거버너 (84) 는, 상기 예측 모델로서, 하기 식 (1) 및 하기 식 (2) 를 이용하여 상기 예측 최대값이 산출되도록 구성되고,
    Figure 112019064467584-pat00024

    식 (1) 에 있어서, OSmax 는 상기 예측 최대값, r(t) 는 상기 제어 출력의 잠정 목표값, x(t) 는 상기 제어 출력의 현재의 값을 각각 나타내고, 상기 식 (2) 에 있어서 ζ 는 감쇠 계수, ωn 은 고유각 주파수, tos 는 상기 오버슈트량이 최대가 될 것으로 예측되는 최대 시각을 각각 나타내고, C, D, E 는 하기 식 (3), (4), (5) 에 의해 정의되고,
    Figure 112019064467584-pat00025

    Figure 112019064467584-pat00026

    식 (3), (4), (5) 에 있어서, K 는 게인, x'0 은 상기 제어 출력의 현재의 변화 속도를 나타내고, ωd 는 식 (6) 에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 최대 시각은, 하기 식 (7) 에 의해 산출되고,
    Figure 112019064467584-pat00027

    Figure 112019064467584-pat00028

    상기 식 (7) 에 있어서, tos 는 상기 최대 시각을 나타내고, φ 는 식 (8) 에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 거버너 (84) 는, 목적 함수의 값이 작아지도록 상기 제어 출력의 잠정 목표값을 수정하여 상기 목표값을 산출하도록 구성되고, 상기 목적 함수의 값은, 상기 제어 출력에 관한 제약 조건의 충족도를 고려하여 정해지고, 상기 목적 함수의 값은, 상기 레퍼런스 거버너 (84) 에 의해 산출된 상기 예측 최대값이 상한값을 초과하여 커질수록 상기 제약 조건의 충족도가 낮아져 커지도록 산출되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 예측 모델에서 사용되는 적어도 일부의 파라미터의 값은 상기 피드백 컨트롤러 (82) 에 있어서의 제어 게인에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    과급기 (5) 를 포함하는 내연 기관 (1) 을 더 포함하고,
    상기 전자 제어 유닛 (61) 은, 상기 내연 기관 (1) 을 제어하고, 상기 제어 출력은 과급압을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배기 가스의 일부를 흡기 통로에 공급하는 배기 가스 재순환 시스템 (50) 을 포함하는 내연 기관 (1) 을 더 포함하고,
    상기 전자 제어 유닛 (61) 은, 상기 내연 기관 (1) 을 제어하고, 상기 제어 출력은 배기 가스 재순환 율을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배기 가스 중의 미립자를 포집하는 퍼티큘레이트 필터 (44) 를 포함하는 내연 기관 (1) 을 더 포함하고,
    상기 전자 제어 유닛 (61) 은, 상기 내연 기관을 제어하고, 상기 제어 출력은 상기 퍼티큘레이트 필터 (44) 의 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연소실 내에 연료를 분사하는 연료 분사 밸브에 공급하는 연료의 압력을 제어하는 연압 제어 장치 (24) 를 포함하는 내연 기관 (1) 을 더 포함하고,
    상기 전자 제어 유닛 (61) 은, 상기 내연 기관 (1) 을 제어하고, 상기 제어 출력은 상기 연료의 압력을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140111132A1 (en) 2012-10-18 2014-04-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus and method for controlling motor
JP2015169178A (ja) 2014-03-10 2015-09-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2017020357A (ja) 2015-07-07 2017-01-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2018063586A (ja) 2016-10-13 2018-04-19 トヨタ自動車株式会社 プラント制御装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3686377B2 (ja) * 2002-01-23 2005-08-24 本田技研工業株式会社 プラントの制御装置
JP4242182B2 (ja) * 2003-03-12 2009-03-18 本田技研工業株式会社 応答指定型制御を用いてプラントを制御する装置
JP2009299509A (ja) * 2008-06-10 2009-12-24 Honda Motor Co Ltd 燃料供給制御装置
CN102239317B (zh) * 2008-12-04 2013-06-26 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
JP5594433B2 (ja) * 2011-06-22 2014-09-24 日産自動車株式会社 過給機付内燃機関の吸気装置
JP5621744B2 (ja) * 2011-10-07 2014-11-12 トヨタ自動車株式会社 車載動力プラントの制御装置
AU2011380116B2 (en) * 2011-11-04 2015-09-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for diesel engine with turbosupercharger
GB2508463B (en) * 2012-08-16 2015-01-07 Jaguar Land Rover Ltd Speed control system and method of operating the same
US9765703B2 (en) * 2013-04-23 2017-09-19 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9797318B2 (en) * 2013-08-02 2017-10-24 GM Global Technology Operations LLC Calibration systems and methods for model predictive controllers
US9382865B2 (en) * 2014-03-26 2016-07-05 GM Global Technology Operations LLC Diagnostic systems and methods using model predictive control
JP2014127101A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Toyota Motor Corp プラント制御装置
JP6079604B2 (ja) * 2013-12-13 2017-02-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6044590B2 (ja) * 2014-05-23 2016-12-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6036751B2 (ja) * 2014-06-10 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 制御装置
JP2016169688A (ja) * 2015-03-13 2016-09-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2017101627A (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関制御装置
JP6935775B2 (ja) * 2018-03-15 2021-09-15 トヨタ自動車株式会社 プラント制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140111132A1 (en) 2012-10-18 2014-04-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus and method for controlling motor
JP2015169178A (ja) 2014-03-10 2015-09-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2017020357A (ja) 2015-07-07 2017-01-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2018063586A (ja) 2016-10-13 2018-04-19 トヨタ自動車株式会社 プラント制御装置

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