エンジン制御プログラム及び装置
【課題】過渡状態におけるエンジン特性を向上させる。
【解決手段】本エンジン制御方法では、排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値Ａ、エンジン回転数の設定値Ｂ、エンジンの吸気圧の測定値Ｃ及び新気量の測定値Ｄを取得し、設定値Ａ及びＢに対応する吸気圧の目標値Ｅ及び新気量の目標値Ｆと、設定値Ａ及びＢに対応する可変ノズルターボのノズル開度の目標値Ｇ及び排気循環器のバルブ開度の目標値Ｈとを取得し、測定値Ｃの単位時間あたりの変化量又は目標値Ｅの単位時間あたりの変化量に応じた、目標値Ｅの修正量Ｈを算出し、目標値Ｅ及びＦと測定値Ｃ及びＤと修正量Ｈとから、可変ノズルターボのノズル開度の制御量Ｊ及び排気循環器のバルブ開度の制御量Ｋを算出し、制御量Ｊ及びＫと、目標値Ｇ及びＨとから、可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する。
【解決手段】本エンジン制御方法では、排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値Ａ、エンジン回転数の設定値Ｂ、エンジンの吸気圧の測定値Ｃ及び新気量の測定値Ｄを取得し、設定値Ａ及びＢに対応する吸気圧の目標値Ｅ及び新気量の目標値Ｆと、設定値Ａ及びＢに対応する可変ノズルターボのノズル開度の目標値Ｇ及び排気循環器のバルブ開度の目標値Ｈとを取得し、測定値Ｃの単位時間あたりの変化量又は目標値Ｅの単位時間あたりの変化量に応じた、目標値Ｅの修正量Ｈを算出し、目標値Ｅ及びＦと測定値Ｃ及びＤと修正量Ｈとから、可変ノズルターボのノズル開度の制御量Ｊ及び排気循環器のバルブ開度の制御量Ｋを算出し、制御量Ｊ及びＫと、目標値Ｇ及びＨとから、可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、エンジンの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエンジン（例えばディーゼルエンジン）においては、エミッションの低減及び燃費の向上を目的として、吸気制御系により新気流量（ＭＡＦ：Mass Air Flow）及び吸気圧（ＭＡＰ：Manifold Air Pressure）が最適にコントロールされている。
【０００３】
一般的に、図１に示すように、ディーゼルエンジンの吸気制御系は、吸気圧制御系と新気量制御系とを含み、吸気圧と新気量とは、互いに独立に制御されている。吸気圧制御系は、排気中のスス（ＰＭ：Particulate Matter）を低減するために、可変ノズルターボＶＮＴ（Variable Nozzle Turbo）のノズル径を制御して吸気圧をコントロールしている。一方、新気量制御系は、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するために、排気をシリンダ内に再循環させる排気循環器ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）のバルブ開度を制御して新気量をコントロールしている。
【０００４】
このような吸気圧制御系と新気量制御系とが独立に制御される場合における制御系のブロック線図を図２に示す。図２に示すように、吸気制御系は、上段の新気量制御系と下段の吸気圧制御系の２つを含む。新気量制御系は、ＥＧＲのバルブ開度を調節して新気量をコントロールしている。一方、吸気圧制御系は、ＶＮＴのノズル開度を調節して吸気圧をコントロールしている。具体的には、運転条件（燃料噴射量及びエンジン回転数の設定）が入力された計画器は、対応する新気量目標値及び吸気圧目標値とＥＧＲ目標値及びＶＮＴ目標値とを出力する。そして、新気量制御器は、新気量目標値と新気量測定値との差に応じて制御値を出力する。そうすると、当該制御値とＥＧＲ目標値との和がＥＧＲのバルブ開度としてエンジンに入力される。一方、吸気圧制御器は、吸気圧目標値と吸気圧測定値との差に応じて制御値を出力する。そうすると、当該制御値とＶＮＴ目標値との和がＶＮＴのノズル開度としてエンジンに入力される。
【０００５】
このような吸気制御系では、新気量制御系と吸気圧制御系とのそれぞれが、目標値からの偏差を無くすようにＥＧＲのバルブ開度とＶＮＴのノズル開度とを独立に計算して、エンジンを操作している。
【０００６】
但し、図２に示した計画器には、運転条件（燃料噴射量、エンジン回転数）に応じた各目標値が、例えば２次元テーブルの状態で格納されており、その時々の運転条件に応じた目標値が出力されるようになっている。各目標値は運転条件一定の定常運転状態における最適値であり、定常状態において使用する場合には問題はあまりない。
【０００７】
なお、静翼回転手段を有するターボ過給機と、ＥＧＲバルブを有するＥＧＲ装置と、エンジンの回転速度を検出する回転センサとエンジンの負荷を検出する負荷センサの各検出出力に基づいて定められる定常ＥＧＲ開度及び定常ＶＧＴ（バリアブルジオメトリーターボ）開度に従ってＥＧＲバルブ及び静翼回転手段を制御するコントローラとを有するエンジンの排ガス再循環装置が知られている。そして、エンジンの吸気通路の吸気流量を検出する吸気量センサと、吸気圧力を検出する吸気圧センサと、吸気温度を検出する吸気温度センサとを備え、回転センサと負荷センサと吸気量センサと吸気温度センサとの各検出出力に基づいて目標空気量及び目標過給圧をそれぞれ設定する目標値設定手段と、吸気量センサと吸気圧センサの各検出出力及び目標空気量並びに目標過給圧に基づいてＥＧＲバルブ偏差量及びＶＧＴ偏差量をそれぞれ設定する偏差値設定手段とがコントローラに設けられる。そして、コントローラは、ＥＧＲバルブ偏差量に基づいて定常ＥＧＲ開度を比例積分補正した目標ＥＧＲ開度に従ってＥＧＲバルブを制御しかつＶＧＴ偏差量に基づいて定常目標ＶＧＴ開度を比例積分補正した目標ＶＧＴ開度に従って静翼回転手段を協調して制御する。このような排ガス再循環装置によれば、エミッションが低減され、エンジンが運転し得る環境の変化や加速初期や変速初期に対する応答性を高めることができるとされている。
【０００８】
しかしながら、ＥＧＲバルブ偏差量は、吸気圧センサの値と目標空気量との差及び吸気圧センサの値と目標過給圧との差から算出される値であり、ＶＧＴ偏差量は、吸気量センサの値と目標空気量との差と吸気圧センサの値と目標過給圧との差から算出される値である。また、比例積分補正が行われているため、応答性がそれほど高くなるとは考えられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本技術の目的は、一側面において、吸気圧制御系と新気量制御系とを含むエンジンの吸気制御系において、過渡運転状態の特性を改善するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本技術の一側面に係るエンジン制御方法は、（Ａ）排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、（Ｂ）燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する吸気圧の目標値及び新気量の目標値と、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、（Ｃ）吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、（Ｄ）吸気圧の目標値及び新気量の目標値と吸気圧の測定値及び新気量の測定値と新気量の目標値の修正量とから、可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、（Ｅ）可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量と、可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とから、可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１２】
吸気圧制御系と新気量制御系とを含むエンジンの吸気制御系において、過渡運転状態の特性を改善できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、エンジンの模式図である。
【図２】図２は、エンジンの従来の制御系を説明するためのブロック線図である。
【図３】図３は、エンジン内部の気体の状態を示す模式図である。
【図４】図４は、新気量の目標値の変化及び修正を示す模式図である。
【図５】図５は、本技術の実施の形態に係るエンジン及びエンジン制御装置を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係るエンジン制御装置のブロック線図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の実施の形態に係る新気量ＭＡＦの変化を表す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１の実施の形態に係るＥＧＲバルブ開度の変化を表す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、第１の実施の形態に係る有害破棄物の排出量の変化を表す図である。
【図８】図８は、第１の実施の形態に係るエンジン制御装置の機能ブロック図である。
【図９】図９は、第１の実施の形態に係るエンジン制御装置の処理フローを示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施の形態に係るエンジン制御装置のブロック線図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第２の実施の形態に係る新気量ＭＡＦの変化を表す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第２の実施の形態に係るＥＧＲバルブ開度の変化を表す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、第２の実施の形態に係る有害破棄物の排出量の変化を表す図である。
【図１２】図１２は、第２の実施の形態に係るエンジン制御装置の機能ブロック図である。
【図１３】図１３は、エンジン制御装置をコンピュータで実装する場合のコンピュータの機能ブロック図である。
【図１４】図１４は、本実施の形態に係るエンジン制御装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図３に、図１に示したエンジン内部の気体の状態を示す。本実施の形態に係るエンジンでは、排ガスの圧力によってＶＮＴタービン１００１を回して新気を取り入れる。新気を取り入れる側の外気圧をｐ1とし、排ガスを出力している側の外気圧をｐ4とする。また、ＶＮＴタービン１００１によって圧縮された新気の質量流量をｍ*c（図３ではｍの上にドットが付いているが、本文では上付きの＊で代替する）とする。なお、ｍ*とは、質量の時間微分値であり、質量の単位時間当たりの変化量を表す。さらに、ＥＧＲにおける排ガスの質量流量をｍ*egrとする。そして、外部から取り入れられた外気とＥＧＲからの排ガスとはインテークマニホールド１００２（吸気マニフォールド又はインテークレシーバとも呼ぶ）で合流する。このインテークマニホールド１００２における圧力をｐ2とし、インテークマニホールド１００２の体積をＶimとし、インテークマニホールド１００２内の気体温度をθ2とする。
【００１５】
さらに、インテークマニホールド１００２からエンジン本体のシリンダ１００３に流入する気体の質量流量をｍ*eとする。また、シリンダ１００３の体積をＶdとする。さらに、エンジン本体に供給される燃料のｍ*fとする。また、エンジン本体の後ろの排気ガスレシーバ１００４（Exhaust Receiver）内の圧力をｐ3とし、排ガスレシーバ１００４の体積をＶerとし、排ガスレシーバ１００４の温度をθ3とする。
【００１６】
また、ＥＧＲ１００５を流れる排ガスの質量流量をｍ*egrとする。また、排ガスレシーバ１００４からＶＮＴタービン１００１に流れ出る排ガスの質量流量をｍ*tとする。
【００１７】
このようなときに、インテークマニホールド１００２における状態方程式は以下のようになる。
【００１８】
【数１】
なお、Ｒは気体定数である。（１）式は、インテークマニホールド１００２内における圧力の時間変化は、流入気体の質量流量（ｍ*c＋ｍ*egr)と流出気体の質量流量（ｍ*e）との差に対して、気体定数Ｒと気体温度θ2を乗じて体積Ｖimで除した値とが一致するということを表している。
【００１９】
定常状態であれば、（１）式の左辺＝０なので、定常状態の質量流量が以下のような形で釣り合う。
【００２０】
【数２】
なお、ｍの上のバーは、定常状態の値であることを示している。
【００２１】
一方、過渡状態（特に加速時）であれば、以下のように制御する。
【００２２】
【数３】
【００２３】
そうすると、（１）は以下のように記することができる。
【００２４】
【数４】
なお、右辺第３項((Vim/Rθ2)・(dp2/dt))は過渡項である。
【００２５】
この（２）式及び（３）式から、以下のような式が得られる。
【００２６】
【数５】
【００２７】
（４）式から、シリンダ１００３へ流入する空気が過渡項分だけ不足していることがわかる。従って、燃焼に必要な空気量が不足し、不完全燃焼を起こし、ススの発生量が増加する。
【００２８】
また、減速時においては、（３）式のように新気量の減少が圧力ｐ2を減少させるために使われるため、新気量を定常値に保ったとしても、（４）式のようにエンジン内に入る空気量がその分増大してしまう。すなわち、燃焼に必要な空気量が過剰になりＮＯｘの発生量が増加してしまう。
【００２９】
そこで、以下のように、ＶＮＴタービン１００１により取り込む新気の質量流量の目標値ｍ*^c（「＾」は、ｍの上の記号を表す）を補正する。
【００３０】
【数６】
【００３１】
新気の質量流量（すなわち新気量ＭＡＦ）の目標値は、模式的に示すと図４に示すように補正する。図４では、横軸は時間を表し、縦軸は新気の質量流量の目標値を表す。実線で示すように、制御部からの指示に応じて目標値が増加する場面で過渡項の分だけさらに増加するように目標値を修正する。すなわち、目標値が増加する場面で点線のように変化するように目標値を修正する。
【００３２】
以下、このような目標値の修正を実施するための制御について具体的に説明する。
【００３３】
［実施の形態１］
図５に、本技術の実施の形態に係るエンジンの一例としてディーゼルエンジンを示す。エンジン本体１には、エンジン本体１からの排ガスを供給する排気循環器ＥＧＲと、排ガスの圧力にてタービンを回して新気（Fresh Air）を圧縮してエンジン本体１に供給する可変ノズルターボＶＮＴとが接続されている。可変ノズルターボＶＮＴのノズル開度を調整することによって、可変ノズルターボＶＮＴのタービンの回転が調整され、吸気圧（ＭＡＰ）センサで測定される吸気圧（ＭＡＰ）が調整される。一方、排気循環器ＥＧＲに設けられているＥＧＲバルブのバルブ開度を調整することによって、新気量（ＭＡＦ）センサで測定される新気量（ＭＡＦ）が調整される。
【００３４】
本実施の形態に係るエンジン制御装置１００には、ＭＡＰセンサからの吸気圧測定値と、ＭＡＦセンサからの新気量測定値と、外部から与えられる燃料噴射量の設定値と、同じく外部から与えられるエンジン回転数の設定値とが入力されるようになっている。なお、図３に示したインテークマニホールド１００２に、温度センサを設けて、当該温度センサからの温度データとがエンジン制御装置１００に入力される場合もある。
【００３５】
また、エンジン制御装置１００からは、ＥＧＲバルブのバルブ開度がＥＧＲバルブに出力され、ＶＮＴノズルのノズル開度がＶＮＴノズルに出力されるようになっている。
【００３６】
本実施の形態に係るエンジン制御装置１００のブロック線図を図６に示す。すなわち、燃料噴射量の設定値とエンジン回転数の設定値とが入力されて、燃料噴射量の値及びエンジン回転数の値に対応付けてＥＧＲバルブ開度の目標値及びＶＮＴノズル開度の目標値の組み合わせと新気量ＭＡＦの目標値及び吸気圧ＭＡＰの目標値の組み合わせが登録されている計画器１１から、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応するＥＧＲバルブ開度の目標値及びＶＮＴノズル開度の目標値と、新気量ＭＡＦの目標値及び吸気圧ＭＡＰの目標値とを読み出す。
【００３７】
本実施の形態では、新気量ＭＡＦの目標値と新気量ＭＡＦの測定値との差に、新気量ＭＡＦの目標値を修正するための、第１目標値修正部１４の出力値を加算した結果が新気量制御器１２に入力され、この入力に応じて新気量制御器１２は、よく知られた方法でＥＧＲバルブ開度の制御量を生成して出力する。また、吸気圧ＭＡＰの目標値と吸気圧ＭＡＰの測定値との差が吸気圧制御器１３に入力され、この入力に応じて吸気圧制御器１３は、よく知られた方法でＶＮＴノズル開度の制御量を生成して出力する。なお、新気量制御器１２及び吸気圧制御器１３の処理内容については従来と同じであるから、これ以上述べない。
【００３８】
新気量制御器１２からのＥＧＲバルブ開度の制御量は、計画器１１からのＥＧＲバルブ開度の目標値と加算されて、ＥＧＲバルブ開度が決定されてエンジン本体１のＥＧＲバルブが制御される。同様に、吸気圧制御器１３からのＶＮＴノズル開度の制御量は、計画器１１からのＶＮＴノズル開度の目標値と加算されて、ＶＮＴノズル開度が決定されてエンジン１のＶＮＴノズルが制御される。
【００３９】
第１目標値修正部１４は、（５）式の過渡項に従って、吸気圧ＭＡＰの測定値の微分値に、インテークマニホールドの体積Ｖimを気体定数及びインテークマニホールド内の気体温度θ2の積で除する演算を行う。
【００４０】
なお、インテークマニホールド内の気体温度θ2は温度センサにより測定することが望ましい。しかし、気体温度θ2は外気とＥＧＲガスの混合気の温度であるが、ＥＧＲガスもＥＧＲクーラにより十分に冷やされているため、ほぼ一定値として扱うことが可能であり、予め実験により係数（＝Ｖim／（Ｒ＊θ2）を求めて定数として使用しても良い。
【００４１】
図７Ａ乃至図７Ｃに、図６に示したブロック線図を実施した場合のシミュレーション結果を示す。図７Ａにおいては、横軸は時間を表し、縦軸はＭＡＦ［ｇ／ｓｔ］を表す。図７Ａにおいて太点線が、新気量ＭＡＦの目標値（修正なし）を表しており、図３で示したようなカーブを描いている。これに対して実際には太実線で示されるような遅延を伴う形の新気量ＭＡＦが測定されている。一方、図７Ａにおいて細点線は、第１目標値修正部１４が導入されて新気量ＭＡＦの目標値修正後の値を示している。太点線と比較するとオーバーシュートが発生しているような形のカーブとなる。これに対して実際には細実線で示されるような遅延及びオーバーシュートが発生するような形のカーブとなる。
【００４２】
図７Ｂにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はＥＧＲのバルブ開度［％］を表している。ＥＧＲバルブ開度については、目標値修正（細実線）を行うと、目標値修正無し（太実線）の場合に比してＥＧＲバルブ開度が小さくなっている。これは（４）式からも分かる。
【００４３】
さらに、図７Ｃにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は有害破棄物（ＳＭＯＫＥ）を表している。有害破棄物については、目標値修正（細実線）を行うことによって、目標値修正無しと比較すると減少していることが分かる。
【００４４】
なお、図７Ａ乃至７Ｃの応答例は、上で説明したように係数（Ｖim／（Ｒθ2））を予め実験により求めて定数として使用した例である。
【００４５】
次に、このようなブロック線図の機能を実現するためのエンジン制御装置１００の機能ブロック図を図８に示す。
【００４６】
エンジン制御装置１００は、（Ａ）燃料噴射量Ｑの設定値を取得する燃料噴射量検出部１０１と、（Ｂ）エンジン回転数ＲＰＭの設定値を取得するエンジン回転数検出部１０２と、（Ｃ）吸気圧センサ２及び新気量センサ３から吸気圧の測定値及び新気量の測定値の組み合わせＸ（＝［ＭＡＦ，ＭＡＰ］）を取得するセンサ値取得部１０３と、（Ｄ）燃料噴射量の値及びエンジン回転数の値の組み合わせに対応付けてＵref＝［ＥＧＲバルブ開度の目標値，ＶＮＴノズル開度の目標値］）及びＸref（＝［ＭＡＦの目標値，ＭＡＰの目標値］）が登録されている目標値テーブル１０４と、（Ｅ）燃料噴射量検出部１０１から出力される燃料噴射量Ｑの設定値とエンジン回転数検出部１０２から出力されるエンジン回転数ＲＰＭの設定値とを受け取り、目標値テーブル１０４から対応するＵref及びＸrefを読み出す目標値生成部１０５と、（Ｆ）センサ値取得部１０３からの吸気圧の測定値から新気量ＭＡＦの目標値の修正量を生成する第１目標値修正部１０６と、（Ｇ）センサ値取得部１０３からの新気量及び吸気圧の測定値Ｘと目標値生成部１０５からの新気量及び吸気圧の目標値Ｘrefと第１目標値修正部１０６からの修正量ＸrefmodとからＥＧＲバルブ開度及びＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量Ｕfb（＝［ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量，ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量］）を生成するフィードバック制御量生成部１０７と、（Ｈ）目標値生成部１０５からの目標値Ｕrefとフィードバック制御量Ｕfbとを加算して指令値Ｕ＝（［ＥＧＲバルブ開度の指令値，ＶＮＴノズル開度の指令値］）を生成する指令値生成部１０８とを有する。
【００４７】
指令値生成部１０８の出力はエンジン１のＥＧＲバルブ及びＶＮＴノズルに出力されて、この出力に応じてＥＧＲバルブ及びＶＮＴノズルが制御される。
【００４８】
図９を用いて、図８に示すエンジン制御装置１００の動作を説明する。まず、動作開始時には、時刻はｔ＝１に設定される（図９：ステップＳ１）。そして、燃料噴射量検出部１０１、エンジン回転数検出部１０２及びセンサ値取得部１０３は、燃料噴射量の設定値Ｑ［ｔ］、エンジン回転数の設定値ＲＰＭ［ｔ］及びセンサ値Ｘ［ｔ］を取得する（ステップＳ３）。なお、温度センサを用いる場合には、このステップにおいてこの時点における温度θ2[ｔ]を取得する。
【００４９】
そして、目標値生成部１０５は、燃料噴射量の設定値Ｑ［ｔ］及びエンジン回転数の設定値ＲＰＭ［ｔ］に対応する目標値Ｘref［ｔ］及びＵref［ｔ］を、目標値テーブル１０４から読み出すことによって生成する（ステップＳ５）。
【００５０】
また、ステップＳ５とは例えば非同期に、第１目標値修正部１０６は、センサ値取得部１０３が取得したセンサ値Ｘ［ｔ］から、目標値の修正量Ｘrefmod［ｔ］＝ｇ（Ｘ［ｔ］）を生成する（ステップＳ７）。
ｇ（Ｘ［ｔ］）＝［ＭＡＦrefmod[t]，０］
ＭＡＦrefmod[t]＝Ｋ＊（ＭＡＰ［ｔ］−ＭＡＰ［t-1］）／ｄｔ
ｄｔは、ｔが１増加する間の時間を表す。また、Ｋ＝Ｖim／（Ｒ＊θ2）である。ＭＡＰ［ｔ］は、吸気圧ＭＡＰの測定値である。このように、単位時間あたりの吸気圧の測定値の変化量に比例するような修正量を算出する。なお、新気量の目標値については修正するが、吸気圧の目標値については修正しない。
【００５１】
その後、フィードバック制御量生成部１０７は、目標値生成部１０５が生成した目標値Ｘref［ｔ］と、センサ値取得部１０３が取得したセンサ値Ｘ［ｔ］と、第１目標値修正部１０６からの修正量Ｘrefmod［ｔ］とから、フィードバック制御量Ｕfb［ｔ］（＝ｆ（Ｘ［ｔ］，Ｘref［ｔ］，Ｘrefmod［ｔ］））を生成する（ステップＳ７）。なお、フィードバック量Ｕfb［ｔ］は、基本的には従来と同じように生成される。具体的には、新気量ＭＡＦの目標値と新気量ＭＡＦのセンサ値との差に新気量ＭＡＦの目標値の修正量を加算した値に対してＥＧＲバルブ開度の制御量を算出する。算出方法自体はよく知られた方法なので説明を省略する。同様に、吸気圧ＭＡＰの目標値と吸気圧ＭＡＰのセンサ値との差に対してＶＮＴノズル開度の制御量を算出する。
【００５２】
そして、指令値生成部１０８は、目標値生成部１０５の出力Ｕref［ｔ］と、フィードバック制御量生成部１０７の出力Ｕfb［ｔ］とを加算して、指令値Ｕ［ｔ］を算出する（ステップＳ１１）。すなわち、Ｕ［ｔ］＝Ｕfb［ｔ］＋Ｕref［ｔ］が算出される。Ｕ［ｔ］は、上でも述べたように、排気循環器ＥＧＲに設けられているＥＧＲバルブのバルブ開度と、可変ノズルターボＶＮＴのノズル開度との組み合わせ（＝［ＥＧＲバルブ開度の指令値，ＶＮＴノズル開度の指令値］）である。
【００５３】
そして、ステップＳ１１の後にｔを１インクリメントして（ステップＳ１３）、ステップＳ３に戻る。なお、処理はエンジン停止などの状態になるまで繰り返される。
【００５４】
このような処理を行うことによって、エミッションというエンジンの特性を向上させることができる。また、定常状態においては、吸気圧力の変動は十分小さく微分はゼロになるため、本方式による新気量目標値の修正分もゼロになる。したがって、本方式は、定常及び過渡両状態において、制御系を切り替えることなく共通の制御系を用いることが出来、切替えに伴う不安定化は起こらないというメリットもある。
【００５５】
［実施の形態２］
吸気圧上昇はターボ過給器によりもたらされるが、一般にターボ過給器には「ターボラグ」と呼ばれる応答遅れが存在するため、過渡運転時の吸気圧上昇はやや遅れて発生する。従って、吸気圧センサでも吸気圧の変化は遅れて測定される。従って、応答性を向上させるために、以下のような構成を採用する。
【００５６】
本実施の形態に係るブロック線図を図１０に示す。
【００５７】
すなわち、燃料噴射量の設定値とエンジン回転数の設定値とが入力されて、燃料噴射量の値及びエンジン回転数の値に対応付けてＥＧＲバルブ開度の目標値及びＶＮＴノズル開度の目標値の組み合わせと新気量ＭＡＦの目標値及び吸気圧ＭＡＰの目標値の組み合わせが登録されている計画器１１から、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応するＥＧＲバルブ開度の目標値及びＶＮＴノズル開度の目標値と、新気量ＭＡＦの目標値及び吸気圧ＭＡＰの目標値とを読み出す。
【００５８】
本実施の形態では、新気量ＭＡＦの目標値と新気量ＭＡＦの測定値との差に、新気量ＭＡＦの目標値を修正するための、第２目標値修正部１５の出力値を加算した結果が新気量制御器１２に入力され、この入力に応じて新気量制御器１２は、よく知られた方法でＥＧＲバルブ開度の制御量を生成して出力する。また、吸気圧ＭＡＰの目標値と吸気圧ＭＡＰの測定値との差が吸気圧制御器１３に入力され、この入力に応じて吸気圧制御器１３は、よく知られた方法でＶＮＴノズル開度の制御量を生成して出力する。なお、新気量制御器１２及び吸気圧制御器１３の処理内容については従来と同じであるから、これ以上述べない。
【００５９】
新気量制御器１２からのＥＧＲバルブ開度の制御量は、計画器１１からのＥＧＲバルブ開度の目標値と加算されて、ＥＧＲバルブ開度が決定されてエンジン本体１のＥＧＲバルブが制御される。同様に、吸気圧制御器１３からのＶＮＴノズル開度の制御量は、計画器１１からのＶＮＴノズル開度の目標値と加算されて、ＶＮＴノズル開度が決定されてエンジン本体１のＶＮＴノズルが制御される。
【００６０】
第２目標値修正部１５は、（５）式の過渡項を応用した形で、吸気圧ＭＡＰの目標値の微分値に、インテークマニホールドの体積Ｖimを気体定数及びインテークマニホールド内の気体温度θ2の積で除する演算を行う。このように、測定値ではなく目標値の微分値を用いる点が、第１の実施の形態と異なる。
【００６１】
なお、インテークマニホールド内の気体温度θ2については、第１の実施の形態と同様に、温度センサにより測定することが望ましい。しかし、予め実験により係数（＝Ｖim／（Ｒ＊θ2））を求めて定数として使用しても良い。
【００６２】
図１１Ａ乃至図１１Ｃに、図１０に示したブロック線図を実施した場合のシミュレーション結果を示す。図１１Ａにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はＭＡＦ［ｇ／ｓｔ］を表す。図１１Ａにおいて太点線が、新気量ＭＡＦの目標値（修正なし）を表しており、図３で示したようなカーブを描いている。これに対して実際には太実線で示されるような遅延を伴う形の新気量ＭＡＦが測定されている。一方、図１１Ａにおいて細点線は、第２目標値修正部１５が導入されて新気量ＭＡＦの目標値修正後の値を示している。太点線と比較すると目標値が前倒しで増加すると共にオーバーシュートが発生しているような形のカーブとなる。これに対して実際には細実線で示されるように、目標値修正なしの場合の太実線に比して遅延の少ないカーブが得られるようになる。なお、細実線のオーバーシュートは太実線よりも大きくなっているが、これは目標値自体のオーバーシュートも大きくなっているためである。
【００６３】
図１１Ｂにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はＥＧＲのバルブ開度［％］を表している。ＥＧＲバルブ開度については、目標値修正（細実線）を行うと、目標値修正無し（太実線）の場合に比してＥＧＲバルブ開度が小さくなっている。これは（４）式からも分かる。
【００６４】
さらに、図１１Ｃにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は有害破棄物（ＳＭＯＫＥ）を表している。有害破棄物については、目標値修正（細実線）を行うことによって、目標値修正無しと比較すると、全体的に少なくなっていることが分かる。図７Ｃのカーブと比較しても少なくなっている。
【００６５】
なお、図１１Ａ乃至１１Ｃの応答例も、上で説明したように係数（Ｖim／（Ｒθ2））を予め実験により求めて定数として使用した例である。
【００６６】
次に、このようなブロック線図の機能を実現するためのエンジン制御装置１００ｂの機能ブロック図を図１２に示す。
【００６７】
エンジン制御装置１００ｂは、（Ａ）燃料噴射量Ｑの設定値を取得する燃料噴射量検出部１０１と、（Ｂ）エンジン回転数ＲＰＭの設定値を取得するエンジン回転数検出部１０２と、（Ｃ）吸気圧センサ２及び新気量センサ３から吸気圧の測定値及び新気量の測定値の組み合わせＸ（＝［ＭＡＦ，ＭＡＰ］）を取得するセンサ値取得部１０３と、（Ｄ）燃料噴射量の値及びエンジン回転数の値の組み合わせに対応付けてＵref＝［ＥＧＲバルブ開度の目標値，ＶＮＴノズル開度の目標値］）及びＸref（＝［ＭＡＦの目標値，ＭＡＰの目標値］）が登録されている目標値テーブル１０４と、（Ｅ）燃料噴射量検出部１０１から出力される燃料噴射量Ｑの設定値とエンジン回転数検出部１０２から出力されるエンジン回転数ＲＰＭの設定値とを受け取り、目標値テーブル１０４から対応するＵref及びＸrefを読み出す目標値生成部１０５と、（Ｆ）目標値生成部１０５からの吸気圧の目標値から新気量ＭＡＦの目標値の修正量を生成する第２目標値修正部１０９と、（Ｇ）センサ値取得部１０３からの新気量及び吸気圧の測定値Ｘと目標値生成部１０５からの新気量及び吸気圧の目標値Ｘrefと第２目標値修正部１０９からの修正量ＸrefmodとからＥＧＲバルブ開度及びＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量Ｕfb（＝［ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量，ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量］）を生成するフィードバック制御量生成部１０７と、（Ｈ）目標値生成部１０５からの目標値Ｕrefとフィードバック制御量Ｕfbとを加算して指令値Ｕ＝（［ＥＧＲバルブ開度の指令値，ＶＮＴノズル開度の指令値］）を生成する指令値生成部１０８とを有する。
【００６８】
指令値生成部１０８の出力はエンジン１のＥＧＲバルブ及びＶＮＴノズルに出力されて、指令値生成部１０８の出力に応じてＥＧＲバルブ及びＶＮＴノズルが制御される。
【００６９】
図８との差は、第１目標値修正部１０６の代わりに第２目標値修正部１０９を採用している点であり、第２目標値修正部１０９は、吸気圧の目標値から新気量の目標値の修正量を生成する。
【００７０】
具体的には、新気量及び吸気圧の目標値Ｘref［ｔ］から、目標値の修正量Ｘrefmod2［ｔ］＝ｇ（Ｘref［ｔ］）を生成する。
ｇ（Ｘref［ｔ］）＝［ＭＡＦrefmod2[t]，０］
ＭＡＦrefmod2[t]＝Ｋ＊（ＭＡＰref［ｔ］−ＭＡＰref［t-1］）／ｄｔ
ｄｔは、ｔが１増加する間の時間を表す。また、Ｋ＝Ｖim／（Ｒ＊θ2）である。ＭＡＰref［ｔ］は、吸気圧目標値を表す。このように、単位時間あたりの吸気圧の目標値の変化量に比例するような修正量を算出する。なお、新気量の目標値を修正するが、吸気圧の目標値については修正しない。
【００７１】
図１２に示したエンジン制御装置１００ｂの動作は、基本的に図９に示したものと同じである。但し、ステップＳ７の処理が、上で述べたような第２目標値修正部１０９の処理になる。また、上で述べたように、第２目標値修正部１０９は、目標値生成部１０５の処理結果を用いるので、本実施の形態においてステップＳ７はステップＳ５の後に行われる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態では、エンジンの特性として応答性の向上及びエミッションの低減が可能となる。また、定常状態においては、吸気圧力の変動は十分小さく微分はゼロになるため、本方式による新気量目標値の修正分もゼロになる。したがって、本方式は、定常及び過渡両状態において、制御系を切り替えることなく共通の制御系を用いることが出来、切替えに伴う不安定化は起こらないというメリットもある。
【００７３】
以上本技術の実施の形態を説明したが、本技術はこれに限定されない。例えば、処理フローにおいては便宜上直列的に処理ステップを示しているが、処理結果が変わらない限り並列に実施するようにしても良い。例えば第１の実施の形態におけるステップＳ５及びＳ７については並列実施可能である。また、機能ブロック図についても説明上の都合上ブロック分けしたものであり、必ずしも実際のプログラムモジュール構成と一致するわけではない。
【００７４】
なお、上で述べたエンジン制御装置１００及び１００ｂは、コンピュータ装置であって、図１３に示すように、ＲＡＭ（Random Access Memory）２５０１とプロセッサ２５０３とＲＯＭ（Read Only Memory）２５０７とセンサ群２５１５とがバス２５１９で接続されている。本実施の形態における処理を実施するための制御プログラム（及び存在している場合にはオペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System））は、ＲＯＭ２５０７に格納されており、プロセッサ２５０３により実行される際にはＲＯＭ２５０７からＲＡＭ２５０１に読み出される。状況に応じてプロセッサ２５０３は、センサ群（吸気圧センサ２及び新気量センサ３。場合によっては燃料噴射量測定部及びエンジン回転数測定部など。）を制御し、測定値を取得する。また、処理途中のデータについては、ＲＡＭ２５０１に格納される。なお、プロセッサ２５０３は、ＲＯＭ２５０７を含む場合もあり、さらに、ＲＡＭ２５０１を含む場合もある。本技術の実施の形態では、上で述べた処理を実施するための制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能なリムーバブル・ディスクに格納されて頒布され、ＲＯＭライタによってＲＯＭ２５０７に書き込まれる場合もある。このようなコンピュータ装置は、上で述べたプロセッサ２５０３、ＲＡＭ２５０１、ＲＯＭ２５０７などのハードウエアと制御プログラム（場合によってはＯＳも）とが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。
【００７５】
但し、エンジン制御装置全体をハードウエアのみにて実装することも可能である。以上述べた本実施の形態をまとめると以下のようになる。
【００７６】
本実施の形態に係るエンジン制御方法は、（Ａ）排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、（Ｂ）燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する吸気圧の目標値及び新気量の目標値と、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、（Ｃ）吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、（Ｄ）吸気圧の目標値及び新気量の目標値と吸気圧の測定値及び新気量の測定値と新気量の目標値の修正量とから、可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、（Ｅ）可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量と、可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とから、可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップとを含む。
【００７７】
このようにすれば、過渡運転状態の特性を改善できるようになる。例えば、応答性やエミッションの低減が可能となる。
【００７８】
上で述べた修正量算出ステップが、吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、エンジンにおけるインテークマニホールド内部の気体温度の逆数に比例する新気量の目標値の修正量を算出するステップを含むようにしてもよい。例えば、予め実験的に算出した、インテークマニホールド内部の気体温度を用いても良い。
【００７９】
一方、本技術の実施の形態に係るエンジン制御方法は、エンジンにおけるインテークマニホールドの温度の測定値を取得するステップをさらに含むようにしても良い。その場合、上で述べた修正量算出ステップが、吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、インテークマニホールド内部の気体温度の測定値の逆数に比例する新気量の目標値の修正量を算出するステップを含むようにしてもよい。このようにすれば、より正確な修正量が算出されるようになる。
【００８０】
また、上で述べた修正量算出ステップが、吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、エンジンにおけるインテークマニホールドの体積と当該インテークマニホールド内部の気体温度の逆数と気体定数の逆数とに比例する新気量の目標値の修正量を算出するステップを含むようにしてもよい。
【００８１】
本実施の形態に係るエンジン制御装置（図１４）は、（Ａ）排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得する第１取得部（図１４：３００１）と、（Ｂ）燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する吸気圧の目標値及び新気量の目標値と、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得する第２取得部（図１４：３００３）と、（Ｃ）吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出部（図１４：３００５）と、（Ｄ）吸気圧の目標値及び新気量の目標値と吸気圧の測定値及び新気量の測定値と新気量の目標値の修正量とから、可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出部（図１４：３００７）と、（Ｅ）可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量と、可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とから、可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出部（図１４：３００９）とを有する。
【００８２】
なお、上記方法による処理をプロセッサに行わせるためのプログラムを作成することができ、当該プログラムは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は記憶装置に格納される。尚、中間的な処理結果はメインメモリ等の記憶装置に一時保管される。
【００８３】
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００８４】
（付記１）
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップと、
を、プロセッサに実行させるためのエンジン制御プログラム。
【００８５】
（付記２）
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記エンジンにおけるインテークマニホールド内部の気体温度の逆数に比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む付記１記載のエンジン制御プログラム。
【００８６】
（付記３）
前記エンジンにおけるインテークマニホールドの温度の測定値を取得するステップと、
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記インテークマニホールド内部の気体温度の測定値の逆数に比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む付記１記載のエンジン制御プログラム。
【００８７】
（付記４）
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記エンジンにおける前記インテークマニホールドの体積と当該インテークマニホールド内部の気体温度の逆数と気体定数の逆数とに比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む付記１記載のエンジン制御プログラム。
【００８８】
（付記５）
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップと、
を含み、プロセッサにより実行されるエンジン制御方法。
【００８９】
（付記６）
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得する第１取得部と、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得する第２取得部と、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出部と、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出部と、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出部と、
を有するエンジン制御装置。
【符号の説明】
【００９０】
１０１ 燃料噴射量検出部 １０２ エンジン回転数検出部
１０３ センサ値取得部 １０４ 目標値テーブル
１０５ 目標値生成部 １０７ フィードバック制御量生成部
１０８ 指令値生成部 １０６ 第１目標値修正部
１０９ 第２目標値修正部
１ エンジン ２ 吸気圧センサ ３ 新気量センサ
【技術分野】
【０００１】
本技術は、エンジンの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエンジン（例えばディーゼルエンジン）においては、エミッションの低減及び燃費の向上を目的として、吸気制御系により新気流量（ＭＡＦ：Mass Air Flow）及び吸気圧（ＭＡＰ：Manifold Air Pressure）が最適にコントロールされている。
【０００３】
一般的に、図１に示すように、ディーゼルエンジンの吸気制御系は、吸気圧制御系と新気量制御系とを含み、吸気圧と新気量とは、互いに独立に制御されている。吸気圧制御系は、排気中のスス（ＰＭ：Particulate Matter）を低減するために、可変ノズルターボＶＮＴ（Variable Nozzle Turbo）のノズル径を制御して吸気圧をコントロールしている。一方、新気量制御系は、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するために、排気をシリンダ内に再循環させる排気循環器ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）のバルブ開度を制御して新気量をコントロールしている。
【０００４】
このような吸気圧制御系と新気量制御系とが独立に制御される場合における制御系のブロック線図を図２に示す。図２に示すように、吸気制御系は、上段の新気量制御系と下段の吸気圧制御系の２つを含む。新気量制御系は、ＥＧＲのバルブ開度を調節して新気量をコントロールしている。一方、吸気圧制御系は、ＶＮＴのノズル開度を調節して吸気圧をコントロールしている。具体的には、運転条件（燃料噴射量及びエンジン回転数の設定）が入力された計画器は、対応する新気量目標値及び吸気圧目標値とＥＧＲ目標値及びＶＮＴ目標値とを出力する。そして、新気量制御器は、新気量目標値と新気量測定値との差に応じて制御値を出力する。そうすると、当該制御値とＥＧＲ目標値との和がＥＧＲのバルブ開度としてエンジンに入力される。一方、吸気圧制御器は、吸気圧目標値と吸気圧測定値との差に応じて制御値を出力する。そうすると、当該制御値とＶＮＴ目標値との和がＶＮＴのノズル開度としてエンジンに入力される。
【０００５】
このような吸気制御系では、新気量制御系と吸気圧制御系とのそれぞれが、目標値からの偏差を無くすようにＥＧＲのバルブ開度とＶＮＴのノズル開度とを独立に計算して、エンジンを操作している。
【０００６】
但し、図２に示した計画器には、運転条件（燃料噴射量、エンジン回転数）に応じた各目標値が、例えば２次元テーブルの状態で格納されており、その時々の運転条件に応じた目標値が出力されるようになっている。各目標値は運転条件一定の定常運転状態における最適値であり、定常状態において使用する場合には問題はあまりない。
【０００７】
なお、静翼回転手段を有するターボ過給機と、ＥＧＲバルブを有するＥＧＲ装置と、エンジンの回転速度を検出する回転センサとエンジンの負荷を検出する負荷センサの各検出出力に基づいて定められる定常ＥＧＲ開度及び定常ＶＧＴ（バリアブルジオメトリーターボ）開度に従ってＥＧＲバルブ及び静翼回転手段を制御するコントローラとを有するエンジンの排ガス再循環装置が知られている。そして、エンジンの吸気通路の吸気流量を検出する吸気量センサと、吸気圧力を検出する吸気圧センサと、吸気温度を検出する吸気温度センサとを備え、回転センサと負荷センサと吸気量センサと吸気温度センサとの各検出出力に基づいて目標空気量及び目標過給圧をそれぞれ設定する目標値設定手段と、吸気量センサと吸気圧センサの各検出出力及び目標空気量並びに目標過給圧に基づいてＥＧＲバルブ偏差量及びＶＧＴ偏差量をそれぞれ設定する偏差値設定手段とがコントローラに設けられる。そして、コントローラは、ＥＧＲバルブ偏差量に基づいて定常ＥＧＲ開度を比例積分補正した目標ＥＧＲ開度に従ってＥＧＲバルブを制御しかつＶＧＴ偏差量に基づいて定常目標ＶＧＴ開度を比例積分補正した目標ＶＧＴ開度に従って静翼回転手段を協調して制御する。このような排ガス再循環装置によれば、エミッションが低減され、エンジンが運転し得る環境の変化や加速初期や変速初期に対する応答性を高めることができるとされている。
【０００８】
しかしながら、ＥＧＲバルブ偏差量は、吸気圧センサの値と目標空気量との差及び吸気圧センサの値と目標過給圧との差から算出される値であり、ＶＧＴ偏差量は、吸気量センサの値と目標空気量との差と吸気圧センサの値と目標過給圧との差から算出される値である。また、比例積分補正が行われているため、応答性がそれほど高くなるとは考えられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本技術の目的は、一側面において、吸気圧制御系と新気量制御系とを含むエンジンの吸気制御系において、過渡運転状態の特性を改善するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本技術の一側面に係るエンジン制御方法は、（Ａ）排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、（Ｂ）燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する吸気圧の目標値及び新気量の目標値と、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、（Ｃ）吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、（Ｄ）吸気圧の目標値及び新気量の目標値と吸気圧の測定値及び新気量の測定値と新気量の目標値の修正量とから、可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、（Ｅ）可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量と、可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とから、可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１２】
吸気圧制御系と新気量制御系とを含むエンジンの吸気制御系において、過渡運転状態の特性を改善できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、エンジンの模式図である。
【図２】図２は、エンジンの従来の制御系を説明するためのブロック線図である。
【図３】図３は、エンジン内部の気体の状態を示す模式図である。
【図４】図４は、新気量の目標値の変化及び修正を示す模式図である。
【図５】図５は、本技術の実施の形態に係るエンジン及びエンジン制御装置を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係るエンジン制御装置のブロック線図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の実施の形態に係る新気量ＭＡＦの変化を表す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１の実施の形態に係るＥＧＲバルブ開度の変化を表す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、第１の実施の形態に係る有害破棄物の排出量の変化を表す図である。
【図８】図８は、第１の実施の形態に係るエンジン制御装置の機能ブロック図である。
【図９】図９は、第１の実施の形態に係るエンジン制御装置の処理フローを示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施の形態に係るエンジン制御装置のブロック線図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第２の実施の形態に係る新気量ＭＡＦの変化を表す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第２の実施の形態に係るＥＧＲバルブ開度の変化を表す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、第２の実施の形態に係る有害破棄物の排出量の変化を表す図である。
【図１２】図１２は、第２の実施の形態に係るエンジン制御装置の機能ブロック図である。
【図１３】図１３は、エンジン制御装置をコンピュータで実装する場合のコンピュータの機能ブロック図である。
【図１４】図１４は、本実施の形態に係るエンジン制御装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図３に、図１に示したエンジン内部の気体の状態を示す。本実施の形態に係るエンジンでは、排ガスの圧力によってＶＮＴタービン１００１を回して新気を取り入れる。新気を取り入れる側の外気圧をｐ1とし、排ガスを出力している側の外気圧をｐ4とする。また、ＶＮＴタービン１００１によって圧縮された新気の質量流量をｍ*c（図３ではｍの上にドットが付いているが、本文では上付きの＊で代替する）とする。なお、ｍ*とは、質量の時間微分値であり、質量の単位時間当たりの変化量を表す。さらに、ＥＧＲにおける排ガスの質量流量をｍ*egrとする。そして、外部から取り入れられた外気とＥＧＲからの排ガスとはインテークマニホールド１００２（吸気マニフォールド又はインテークレシーバとも呼ぶ）で合流する。このインテークマニホールド１００２における圧力をｐ2とし、インテークマニホールド１００２の体積をＶimとし、インテークマニホールド１００２内の気体温度をθ2とする。
【００１５】
さらに、インテークマニホールド１００２からエンジン本体のシリンダ１００３に流入する気体の質量流量をｍ*eとする。また、シリンダ１００３の体積をＶdとする。さらに、エンジン本体に供給される燃料のｍ*fとする。また、エンジン本体の後ろの排気ガスレシーバ１００４（Exhaust Receiver）内の圧力をｐ3とし、排ガスレシーバ１００４の体積をＶerとし、排ガスレシーバ１００４の温度をθ3とする。
【００１６】
また、ＥＧＲ１００５を流れる排ガスの質量流量をｍ*egrとする。また、排ガスレシーバ１００４からＶＮＴタービン１００１に流れ出る排ガスの質量流量をｍ*tとする。
【００１７】
このようなときに、インテークマニホールド１００２における状態方程式は以下のようになる。
【００１８】
【数１】
なお、Ｒは気体定数である。（１）式は、インテークマニホールド１００２内における圧力の時間変化は、流入気体の質量流量（ｍ*c＋ｍ*egr)と流出気体の質量流量（ｍ*e）との差に対して、気体定数Ｒと気体温度θ2を乗じて体積Ｖimで除した値とが一致するということを表している。
【００１９】
定常状態であれば、（１）式の左辺＝０なので、定常状態の質量流量が以下のような形で釣り合う。
【００２０】
【数２】
なお、ｍの上のバーは、定常状態の値であることを示している。
【００２１】
一方、過渡状態（特に加速時）であれば、以下のように制御する。
【００２２】
【数３】
【００２３】
そうすると、（１）は以下のように記することができる。
【００２４】
【数４】
なお、右辺第３項((Vim/Rθ2)・(dp2/dt))は過渡項である。
【００２５】
この（２）式及び（３）式から、以下のような式が得られる。
【００２６】
【数５】
【００２７】
（４）式から、シリンダ１００３へ流入する空気が過渡項分だけ不足していることがわかる。従って、燃焼に必要な空気量が不足し、不完全燃焼を起こし、ススの発生量が増加する。
【００２８】
また、減速時においては、（３）式のように新気量の減少が圧力ｐ2を減少させるために使われるため、新気量を定常値に保ったとしても、（４）式のようにエンジン内に入る空気量がその分増大してしまう。すなわち、燃焼に必要な空気量が過剰になりＮＯｘの発生量が増加してしまう。
【００２９】
そこで、以下のように、ＶＮＴタービン１００１により取り込む新気の質量流量の目標値ｍ*^c（「＾」は、ｍの上の記号を表す）を補正する。
【００３０】
【数６】
【００３１】
新気の質量流量（すなわち新気量ＭＡＦ）の目標値は、模式的に示すと図４に示すように補正する。図４では、横軸は時間を表し、縦軸は新気の質量流量の目標値を表す。実線で示すように、制御部からの指示に応じて目標値が増加する場面で過渡項の分だけさらに増加するように目標値を修正する。すなわち、目標値が増加する場面で点線のように変化するように目標値を修正する。
【００３２】
以下、このような目標値の修正を実施するための制御について具体的に説明する。
【００３３】
［実施の形態１］
図５に、本技術の実施の形態に係るエンジンの一例としてディーゼルエンジンを示す。エンジン本体１には、エンジン本体１からの排ガスを供給する排気循環器ＥＧＲと、排ガスの圧力にてタービンを回して新気（Fresh Air）を圧縮してエンジン本体１に供給する可変ノズルターボＶＮＴとが接続されている。可変ノズルターボＶＮＴのノズル開度を調整することによって、可変ノズルターボＶＮＴのタービンの回転が調整され、吸気圧（ＭＡＰ）センサで測定される吸気圧（ＭＡＰ）が調整される。一方、排気循環器ＥＧＲに設けられているＥＧＲバルブのバルブ開度を調整することによって、新気量（ＭＡＦ）センサで測定される新気量（ＭＡＦ）が調整される。
【００３４】
本実施の形態に係るエンジン制御装置１００には、ＭＡＰセンサからの吸気圧測定値と、ＭＡＦセンサからの新気量測定値と、外部から与えられる燃料噴射量の設定値と、同じく外部から与えられるエンジン回転数の設定値とが入力されるようになっている。なお、図３に示したインテークマニホールド１００２に、温度センサを設けて、当該温度センサからの温度データとがエンジン制御装置１００に入力される場合もある。
【００３５】
また、エンジン制御装置１００からは、ＥＧＲバルブのバルブ開度がＥＧＲバルブに出力され、ＶＮＴノズルのノズル開度がＶＮＴノズルに出力されるようになっている。
【００３６】
本実施の形態に係るエンジン制御装置１００のブロック線図を図６に示す。すなわち、燃料噴射量の設定値とエンジン回転数の設定値とが入力されて、燃料噴射量の値及びエンジン回転数の値に対応付けてＥＧＲバルブ開度の目標値及びＶＮＴノズル開度の目標値の組み合わせと新気量ＭＡＦの目標値及び吸気圧ＭＡＰの目標値の組み合わせが登録されている計画器１１から、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応するＥＧＲバルブ開度の目標値及びＶＮＴノズル開度の目標値と、新気量ＭＡＦの目標値及び吸気圧ＭＡＰの目標値とを読み出す。
【００３７】
本実施の形態では、新気量ＭＡＦの目標値と新気量ＭＡＦの測定値との差に、新気量ＭＡＦの目標値を修正するための、第１目標値修正部１４の出力値を加算した結果が新気量制御器１２に入力され、この入力に応じて新気量制御器１２は、よく知られた方法でＥＧＲバルブ開度の制御量を生成して出力する。また、吸気圧ＭＡＰの目標値と吸気圧ＭＡＰの測定値との差が吸気圧制御器１３に入力され、この入力に応じて吸気圧制御器１３は、よく知られた方法でＶＮＴノズル開度の制御量を生成して出力する。なお、新気量制御器１２及び吸気圧制御器１３の処理内容については従来と同じであるから、これ以上述べない。
【００３８】
新気量制御器１２からのＥＧＲバルブ開度の制御量は、計画器１１からのＥＧＲバルブ開度の目標値と加算されて、ＥＧＲバルブ開度が決定されてエンジン本体１のＥＧＲバルブが制御される。同様に、吸気圧制御器１３からのＶＮＴノズル開度の制御量は、計画器１１からのＶＮＴノズル開度の目標値と加算されて、ＶＮＴノズル開度が決定されてエンジン１のＶＮＴノズルが制御される。
【００３９】
第１目標値修正部１４は、（５）式の過渡項に従って、吸気圧ＭＡＰの測定値の微分値に、インテークマニホールドの体積Ｖimを気体定数及びインテークマニホールド内の気体温度θ2の積で除する演算を行う。
【００４０】
なお、インテークマニホールド内の気体温度θ2は温度センサにより測定することが望ましい。しかし、気体温度θ2は外気とＥＧＲガスの混合気の温度であるが、ＥＧＲガスもＥＧＲクーラにより十分に冷やされているため、ほぼ一定値として扱うことが可能であり、予め実験により係数（＝Ｖim／（Ｒ＊θ2）を求めて定数として使用しても良い。
【００４１】
図７Ａ乃至図７Ｃに、図６に示したブロック線図を実施した場合のシミュレーション結果を示す。図７Ａにおいては、横軸は時間を表し、縦軸はＭＡＦ［ｇ／ｓｔ］を表す。図７Ａにおいて太点線が、新気量ＭＡＦの目標値（修正なし）を表しており、図３で示したようなカーブを描いている。これに対して実際には太実線で示されるような遅延を伴う形の新気量ＭＡＦが測定されている。一方、図７Ａにおいて細点線は、第１目標値修正部１４が導入されて新気量ＭＡＦの目標値修正後の値を示している。太点線と比較するとオーバーシュートが発生しているような形のカーブとなる。これに対して実際には細実線で示されるような遅延及びオーバーシュートが発生するような形のカーブとなる。
【００４２】
図７Ｂにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はＥＧＲのバルブ開度［％］を表している。ＥＧＲバルブ開度については、目標値修正（細実線）を行うと、目標値修正無し（太実線）の場合に比してＥＧＲバルブ開度が小さくなっている。これは（４）式からも分かる。
【００４３】
さらに、図７Ｃにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は有害破棄物（ＳＭＯＫＥ）を表している。有害破棄物については、目標値修正（細実線）を行うことによって、目標値修正無しと比較すると減少していることが分かる。
【００４４】
なお、図７Ａ乃至７Ｃの応答例は、上で説明したように係数（Ｖim／（Ｒθ2））を予め実験により求めて定数として使用した例である。
【００４５】
次に、このようなブロック線図の機能を実現するためのエンジン制御装置１００の機能ブロック図を図８に示す。
【００４６】
エンジン制御装置１００は、（Ａ）燃料噴射量Ｑの設定値を取得する燃料噴射量検出部１０１と、（Ｂ）エンジン回転数ＲＰＭの設定値を取得するエンジン回転数検出部１０２と、（Ｃ）吸気圧センサ２及び新気量センサ３から吸気圧の測定値及び新気量の測定値の組み合わせＸ（＝［ＭＡＦ，ＭＡＰ］）を取得するセンサ値取得部１０３と、（Ｄ）燃料噴射量の値及びエンジン回転数の値の組み合わせに対応付けてＵref＝［ＥＧＲバルブ開度の目標値，ＶＮＴノズル開度の目標値］）及びＸref（＝［ＭＡＦの目標値，ＭＡＰの目標値］）が登録されている目標値テーブル１０４と、（Ｅ）燃料噴射量検出部１０１から出力される燃料噴射量Ｑの設定値とエンジン回転数検出部１０２から出力されるエンジン回転数ＲＰＭの設定値とを受け取り、目標値テーブル１０４から対応するＵref及びＸrefを読み出す目標値生成部１０５と、（Ｆ）センサ値取得部１０３からの吸気圧の測定値から新気量ＭＡＦの目標値の修正量を生成する第１目標値修正部１０６と、（Ｇ）センサ値取得部１０３からの新気量及び吸気圧の測定値Ｘと目標値生成部１０５からの新気量及び吸気圧の目標値Ｘrefと第１目標値修正部１０６からの修正量ＸrefmodとからＥＧＲバルブ開度及びＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量Ｕfb（＝［ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量，ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量］）を生成するフィードバック制御量生成部１０７と、（Ｈ）目標値生成部１０５からの目標値Ｕrefとフィードバック制御量Ｕfbとを加算して指令値Ｕ＝（［ＥＧＲバルブ開度の指令値，ＶＮＴノズル開度の指令値］）を生成する指令値生成部１０８とを有する。
【００４７】
指令値生成部１０８の出力はエンジン１のＥＧＲバルブ及びＶＮＴノズルに出力されて、この出力に応じてＥＧＲバルブ及びＶＮＴノズルが制御される。
【００４８】
図９を用いて、図８に示すエンジン制御装置１００の動作を説明する。まず、動作開始時には、時刻はｔ＝１に設定される（図９：ステップＳ１）。そして、燃料噴射量検出部１０１、エンジン回転数検出部１０２及びセンサ値取得部１０３は、燃料噴射量の設定値Ｑ［ｔ］、エンジン回転数の設定値ＲＰＭ［ｔ］及びセンサ値Ｘ［ｔ］を取得する（ステップＳ３）。なお、温度センサを用いる場合には、このステップにおいてこの時点における温度θ2[ｔ]を取得する。
【００４９】
そして、目標値生成部１０５は、燃料噴射量の設定値Ｑ［ｔ］及びエンジン回転数の設定値ＲＰＭ［ｔ］に対応する目標値Ｘref［ｔ］及びＵref［ｔ］を、目標値テーブル１０４から読み出すことによって生成する（ステップＳ５）。
【００５０】
また、ステップＳ５とは例えば非同期に、第１目標値修正部１０６は、センサ値取得部１０３が取得したセンサ値Ｘ［ｔ］から、目標値の修正量Ｘrefmod［ｔ］＝ｇ（Ｘ［ｔ］）を生成する（ステップＳ７）。
ｇ（Ｘ［ｔ］）＝［ＭＡＦrefmod[t]，０］
ＭＡＦrefmod[t]＝Ｋ＊（ＭＡＰ［ｔ］−ＭＡＰ［t-1］）／ｄｔ
ｄｔは、ｔが１増加する間の時間を表す。また、Ｋ＝Ｖim／（Ｒ＊θ2）である。ＭＡＰ［ｔ］は、吸気圧ＭＡＰの測定値である。このように、単位時間あたりの吸気圧の測定値の変化量に比例するような修正量を算出する。なお、新気量の目標値については修正するが、吸気圧の目標値については修正しない。
【００５１】
その後、フィードバック制御量生成部１０７は、目標値生成部１０５が生成した目標値Ｘref［ｔ］と、センサ値取得部１０３が取得したセンサ値Ｘ［ｔ］と、第１目標値修正部１０６からの修正量Ｘrefmod［ｔ］とから、フィードバック制御量Ｕfb［ｔ］（＝ｆ（Ｘ［ｔ］，Ｘref［ｔ］，Ｘrefmod［ｔ］））を生成する（ステップＳ７）。なお、フィードバック量Ｕfb［ｔ］は、基本的には従来と同じように生成される。具体的には、新気量ＭＡＦの目標値と新気量ＭＡＦのセンサ値との差に新気量ＭＡＦの目標値の修正量を加算した値に対してＥＧＲバルブ開度の制御量を算出する。算出方法自体はよく知られた方法なので説明を省略する。同様に、吸気圧ＭＡＰの目標値と吸気圧ＭＡＰのセンサ値との差に対してＶＮＴノズル開度の制御量を算出する。
【００５２】
そして、指令値生成部１０８は、目標値生成部１０５の出力Ｕref［ｔ］と、フィードバック制御量生成部１０７の出力Ｕfb［ｔ］とを加算して、指令値Ｕ［ｔ］を算出する（ステップＳ１１）。すなわち、Ｕ［ｔ］＝Ｕfb［ｔ］＋Ｕref［ｔ］が算出される。Ｕ［ｔ］は、上でも述べたように、排気循環器ＥＧＲに設けられているＥＧＲバルブのバルブ開度と、可変ノズルターボＶＮＴのノズル開度との組み合わせ（＝［ＥＧＲバルブ開度の指令値，ＶＮＴノズル開度の指令値］）である。
【００５３】
そして、ステップＳ１１の後にｔを１インクリメントして（ステップＳ１３）、ステップＳ３に戻る。なお、処理はエンジン停止などの状態になるまで繰り返される。
【００５４】
このような処理を行うことによって、エミッションというエンジンの特性を向上させることができる。また、定常状態においては、吸気圧力の変動は十分小さく微分はゼロになるため、本方式による新気量目標値の修正分もゼロになる。したがって、本方式は、定常及び過渡両状態において、制御系を切り替えることなく共通の制御系を用いることが出来、切替えに伴う不安定化は起こらないというメリットもある。
【００５５】
［実施の形態２］
吸気圧上昇はターボ過給器によりもたらされるが、一般にターボ過給器には「ターボラグ」と呼ばれる応答遅れが存在するため、過渡運転時の吸気圧上昇はやや遅れて発生する。従って、吸気圧センサでも吸気圧の変化は遅れて測定される。従って、応答性を向上させるために、以下のような構成を採用する。
【００５６】
本実施の形態に係るブロック線図を図１０に示す。
【００５７】
すなわち、燃料噴射量の設定値とエンジン回転数の設定値とが入力されて、燃料噴射量の値及びエンジン回転数の値に対応付けてＥＧＲバルブ開度の目標値及びＶＮＴノズル開度の目標値の組み合わせと新気量ＭＡＦの目標値及び吸気圧ＭＡＰの目標値の組み合わせが登録されている計画器１１から、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応するＥＧＲバルブ開度の目標値及びＶＮＴノズル開度の目標値と、新気量ＭＡＦの目標値及び吸気圧ＭＡＰの目標値とを読み出す。
【００５８】
本実施の形態では、新気量ＭＡＦの目標値と新気量ＭＡＦの測定値との差に、新気量ＭＡＦの目標値を修正するための、第２目標値修正部１５の出力値を加算した結果が新気量制御器１２に入力され、この入力に応じて新気量制御器１２は、よく知られた方法でＥＧＲバルブ開度の制御量を生成して出力する。また、吸気圧ＭＡＰの目標値と吸気圧ＭＡＰの測定値との差が吸気圧制御器１３に入力され、この入力に応じて吸気圧制御器１３は、よく知られた方法でＶＮＴノズル開度の制御量を生成して出力する。なお、新気量制御器１２及び吸気圧制御器１３の処理内容については従来と同じであるから、これ以上述べない。
【００５９】
新気量制御器１２からのＥＧＲバルブ開度の制御量は、計画器１１からのＥＧＲバルブ開度の目標値と加算されて、ＥＧＲバルブ開度が決定されてエンジン本体１のＥＧＲバルブが制御される。同様に、吸気圧制御器１３からのＶＮＴノズル開度の制御量は、計画器１１からのＶＮＴノズル開度の目標値と加算されて、ＶＮＴノズル開度が決定されてエンジン本体１のＶＮＴノズルが制御される。
【００６０】
第２目標値修正部１５は、（５）式の過渡項を応用した形で、吸気圧ＭＡＰの目標値の微分値に、インテークマニホールドの体積Ｖimを気体定数及びインテークマニホールド内の気体温度θ2の積で除する演算を行う。このように、測定値ではなく目標値の微分値を用いる点が、第１の実施の形態と異なる。
【００６１】
なお、インテークマニホールド内の気体温度θ2については、第１の実施の形態と同様に、温度センサにより測定することが望ましい。しかし、予め実験により係数（＝Ｖim／（Ｒ＊θ2））を求めて定数として使用しても良い。
【００６２】
図１１Ａ乃至図１１Ｃに、図１０に示したブロック線図を実施した場合のシミュレーション結果を示す。図１１Ａにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はＭＡＦ［ｇ／ｓｔ］を表す。図１１Ａにおいて太点線が、新気量ＭＡＦの目標値（修正なし）を表しており、図３で示したようなカーブを描いている。これに対して実際には太実線で示されるような遅延を伴う形の新気量ＭＡＦが測定されている。一方、図１１Ａにおいて細点線は、第２目標値修正部１５が導入されて新気量ＭＡＦの目標値修正後の値を示している。太点線と比較すると目標値が前倒しで増加すると共にオーバーシュートが発生しているような形のカーブとなる。これに対して実際には細実線で示されるように、目標値修正なしの場合の太実線に比して遅延の少ないカーブが得られるようになる。なお、細実線のオーバーシュートは太実線よりも大きくなっているが、これは目標値自体のオーバーシュートも大きくなっているためである。
【００６３】
図１１Ｂにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はＥＧＲのバルブ開度［％］を表している。ＥＧＲバルブ開度については、目標値修正（細実線）を行うと、目標値修正無し（太実線）の場合に比してＥＧＲバルブ開度が小さくなっている。これは（４）式からも分かる。
【００６４】
さらに、図１１Ｃにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は有害破棄物（ＳＭＯＫＥ）を表している。有害破棄物については、目標値修正（細実線）を行うことによって、目標値修正無しと比較すると、全体的に少なくなっていることが分かる。図７Ｃのカーブと比較しても少なくなっている。
【００６５】
なお、図１１Ａ乃至１１Ｃの応答例も、上で説明したように係数（Ｖim／（Ｒθ2））を予め実験により求めて定数として使用した例である。
【００６６】
次に、このようなブロック線図の機能を実現するためのエンジン制御装置１００ｂの機能ブロック図を図１２に示す。
【００６７】
エンジン制御装置１００ｂは、（Ａ）燃料噴射量Ｑの設定値を取得する燃料噴射量検出部１０１と、（Ｂ）エンジン回転数ＲＰＭの設定値を取得するエンジン回転数検出部１０２と、（Ｃ）吸気圧センサ２及び新気量センサ３から吸気圧の測定値及び新気量の測定値の組み合わせＸ（＝［ＭＡＦ，ＭＡＰ］）を取得するセンサ値取得部１０３と、（Ｄ）燃料噴射量の値及びエンジン回転数の値の組み合わせに対応付けてＵref＝［ＥＧＲバルブ開度の目標値，ＶＮＴノズル開度の目標値］）及びＸref（＝［ＭＡＦの目標値，ＭＡＰの目標値］）が登録されている目標値テーブル１０４と、（Ｅ）燃料噴射量検出部１０１から出力される燃料噴射量Ｑの設定値とエンジン回転数検出部１０２から出力されるエンジン回転数ＲＰＭの設定値とを受け取り、目標値テーブル１０４から対応するＵref及びＸrefを読み出す目標値生成部１０５と、（Ｆ）目標値生成部１０５からの吸気圧の目標値から新気量ＭＡＦの目標値の修正量を生成する第２目標値修正部１０９と、（Ｇ）センサ値取得部１０３からの新気量及び吸気圧の測定値Ｘと目標値生成部１０５からの新気量及び吸気圧の目標値Ｘrefと第２目標値修正部１０９からの修正量ＸrefmodとからＥＧＲバルブ開度及びＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量Ｕfb（＝［ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量，ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量］）を生成するフィードバック制御量生成部１０７と、（Ｈ）目標値生成部１０５からの目標値Ｕrefとフィードバック制御量Ｕfbとを加算して指令値Ｕ＝（［ＥＧＲバルブ開度の指令値，ＶＮＴノズル開度の指令値］）を生成する指令値生成部１０８とを有する。
【００６８】
指令値生成部１０８の出力はエンジン１のＥＧＲバルブ及びＶＮＴノズルに出力されて、指令値生成部１０８の出力に応じてＥＧＲバルブ及びＶＮＴノズルが制御される。
【００６９】
図８との差は、第１目標値修正部１０６の代わりに第２目標値修正部１０９を採用している点であり、第２目標値修正部１０９は、吸気圧の目標値から新気量の目標値の修正量を生成する。
【００７０】
具体的には、新気量及び吸気圧の目標値Ｘref［ｔ］から、目標値の修正量Ｘrefmod2［ｔ］＝ｇ（Ｘref［ｔ］）を生成する。
ｇ（Ｘref［ｔ］）＝［ＭＡＦrefmod2[t]，０］
ＭＡＦrefmod2[t]＝Ｋ＊（ＭＡＰref［ｔ］−ＭＡＰref［t-1］）／ｄｔ
ｄｔは、ｔが１増加する間の時間を表す。また、Ｋ＝Ｖim／（Ｒ＊θ2）である。ＭＡＰref［ｔ］は、吸気圧目標値を表す。このように、単位時間あたりの吸気圧の目標値の変化量に比例するような修正量を算出する。なお、新気量の目標値を修正するが、吸気圧の目標値については修正しない。
【００７１】
図１２に示したエンジン制御装置１００ｂの動作は、基本的に図９に示したものと同じである。但し、ステップＳ７の処理が、上で述べたような第２目標値修正部１０９の処理になる。また、上で述べたように、第２目標値修正部１０９は、目標値生成部１０５の処理結果を用いるので、本実施の形態においてステップＳ７はステップＳ５の後に行われる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態では、エンジンの特性として応答性の向上及びエミッションの低減が可能となる。また、定常状態においては、吸気圧力の変動は十分小さく微分はゼロになるため、本方式による新気量目標値の修正分もゼロになる。したがって、本方式は、定常及び過渡両状態において、制御系を切り替えることなく共通の制御系を用いることが出来、切替えに伴う不安定化は起こらないというメリットもある。
【００７３】
以上本技術の実施の形態を説明したが、本技術はこれに限定されない。例えば、処理フローにおいては便宜上直列的に処理ステップを示しているが、処理結果が変わらない限り並列に実施するようにしても良い。例えば第１の実施の形態におけるステップＳ５及びＳ７については並列実施可能である。また、機能ブロック図についても説明上の都合上ブロック分けしたものであり、必ずしも実際のプログラムモジュール構成と一致するわけではない。
【００７４】
なお、上で述べたエンジン制御装置１００及び１００ｂは、コンピュータ装置であって、図１３に示すように、ＲＡＭ（Random Access Memory）２５０１とプロセッサ２５０３とＲＯＭ（Read Only Memory）２５０７とセンサ群２５１５とがバス２５１９で接続されている。本実施の形態における処理を実施するための制御プログラム（及び存在している場合にはオペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System））は、ＲＯＭ２５０７に格納されており、プロセッサ２５０３により実行される際にはＲＯＭ２５０７からＲＡＭ２５０１に読み出される。状況に応じてプロセッサ２５０３は、センサ群（吸気圧センサ２及び新気量センサ３。場合によっては燃料噴射量測定部及びエンジン回転数測定部など。）を制御し、測定値を取得する。また、処理途中のデータについては、ＲＡＭ２５０１に格納される。なお、プロセッサ２５０３は、ＲＯＭ２５０７を含む場合もあり、さらに、ＲＡＭ２５０１を含む場合もある。本技術の実施の形態では、上で述べた処理を実施するための制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能なリムーバブル・ディスクに格納されて頒布され、ＲＯＭライタによってＲＯＭ２５０７に書き込まれる場合もある。このようなコンピュータ装置は、上で述べたプロセッサ２５０３、ＲＡＭ２５０１、ＲＯＭ２５０７などのハードウエアと制御プログラム（場合によってはＯＳも）とが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。
【００７５】
但し、エンジン制御装置全体をハードウエアのみにて実装することも可能である。以上述べた本実施の形態をまとめると以下のようになる。
【００７６】
本実施の形態に係るエンジン制御方法は、（Ａ）排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、（Ｂ）燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する吸気圧の目標値及び新気量の目標値と、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、（Ｃ）吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、（Ｄ）吸気圧の目標値及び新気量の目標値と吸気圧の測定値及び新気量の測定値と新気量の目標値の修正量とから、可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、（Ｅ）可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量と、可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とから、可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップとを含む。
【００７７】
このようにすれば、過渡運転状態の特性を改善できるようになる。例えば、応答性やエミッションの低減が可能となる。
【００７８】
上で述べた修正量算出ステップが、吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、エンジンにおけるインテークマニホールド内部の気体温度の逆数に比例する新気量の目標値の修正量を算出するステップを含むようにしてもよい。例えば、予め実験的に算出した、インテークマニホールド内部の気体温度を用いても良い。
【００７９】
一方、本技術の実施の形態に係るエンジン制御方法は、エンジンにおけるインテークマニホールドの温度の測定値を取得するステップをさらに含むようにしても良い。その場合、上で述べた修正量算出ステップが、吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、インテークマニホールド内部の気体温度の測定値の逆数に比例する新気量の目標値の修正量を算出するステップを含むようにしてもよい。このようにすれば、より正確な修正量が算出されるようになる。
【００８０】
また、上で述べた修正量算出ステップが、吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、エンジンにおけるインテークマニホールドの体積と当該インテークマニホールド内部の気体温度の逆数と気体定数の逆数とに比例する新気量の目標値の修正量を算出するステップを含むようにしてもよい。
【００８１】
本実施の形態に係るエンジン制御装置（図１４）は、（Ａ）排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得する第１取得部（図１４：３００１）と、（Ｂ）燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する吸気圧の目標値及び新気量の目標値と、燃料噴射量の設定値及びエンジン回転数の設定値に対応する可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得する第２取得部（図１４：３００３）と、（Ｃ）吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出部（図１４：３００５）と、（Ｄ）吸気圧の目標値及び新気量の目標値と吸気圧の測定値及び新気量の測定値と新気量の目標値の修正量とから、可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出部（図１４：３００７）と、（Ｅ）可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び排気循環器のバルブ開度の制御量と、可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び排気循環器のバルブ開度の目標値とから、可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出部（図１４：３００９）とを有する。
【００８２】
なお、上記方法による処理をプロセッサに行わせるためのプログラムを作成することができ、当該プログラムは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は記憶装置に格納される。尚、中間的な処理結果はメインメモリ等の記憶装置に一時保管される。
【００８３】
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００８４】
（付記１）
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップと、
を、プロセッサに実行させるためのエンジン制御プログラム。
【００８５】
（付記２）
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記エンジンにおけるインテークマニホールド内部の気体温度の逆数に比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む付記１記載のエンジン制御プログラム。
【００８６】
（付記３）
前記エンジンにおけるインテークマニホールドの温度の測定値を取得するステップと、
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記インテークマニホールド内部の気体温度の測定値の逆数に比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む付記１記載のエンジン制御プログラム。
【００８７】
（付記４）
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記エンジンにおける前記インテークマニホールドの体積と当該インテークマニホールド内部の気体温度の逆数と気体定数の逆数とに比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む付記１記載のエンジン制御プログラム。
【００８８】
（付記５）
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップと、
を含み、プロセッサにより実行されるエンジン制御方法。
【００８９】
（付記６）
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得する第１取得部と、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得する第２取得部と、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出部と、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出部と、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出部と、
を有するエンジン制御装置。
【符号の説明】
【００９０】
１０１ 燃料噴射量検出部 １０２ エンジン回転数検出部
１０３ センサ値取得部 １０４ 目標値テーブル
１０５ 目標値生成部 １０７ フィードバック制御量生成部
１０８ 指令値生成部 １０６ 第１目標値修正部
１０９ 第２目標値修正部
１ エンジン ２ 吸気圧センサ ３ 新気量センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップと、
を、プロセッサに実行させるためのエンジン制御プログラム。
【請求項２】
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記エンジンにおけるインテークマニホールド内部の気体温度の逆数に比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む請求項１記載のエンジン制御プログラム。
【請求項３】
前記エンジンにおけるインテークマニホールドの温度の測定値を取得するステップと、
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記インテークマニホールド内部の気体温度の測定値の逆数に比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む請求項１記載のエンジン制御プログラム。
【請求項４】
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップと、
を含み、プロセッサにより実行されるエンジン制御方法。
【請求項５】
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得する第１取得部と、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得する第２取得部と、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出部と、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出部と、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出部と、
を有するエンジン制御装置。
【請求項１】
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップと、
を、プロセッサに実行させるためのエンジン制御プログラム。
【請求項２】
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記エンジンにおけるインテークマニホールド内部の気体温度の逆数に比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む請求項１記載のエンジン制御プログラム。
【請求項３】
前記エンジンにおけるインテークマニホールドの温度の測定値を取得するステップと、
前記修正量算出ステップが、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に、前記インテークマニホールド内部の気体温度の測定値の逆数に比例する前記新気量の目標値の修正量を算出するステップ
を含む請求項１記載のエンジン制御プログラム。
【請求項４】
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得するステップと、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得するステップと、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出ステップと、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出ステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出ステップと、
を含み、プロセッサにより実行されるエンジン制御方法。
【請求項５】
排気循環器及び可変ノズルターボを有するエンジンに対する燃料噴射量の設定値、エンジン回転数の設定値、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値を取得する第１取得部と、
前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と、前記燃料噴射量の設定値及び前記エンジン回転数の設定値に対応する前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とを取得する第２取得部と、
前記吸気圧の測定値の単位時間あたりの変化量又は前記吸気圧の目標値の単位時間あたりの変化量に応じた、前記新気量の目標値の修正量を算出する修正量算出部と、
前記吸気圧の目標値及び前記新気量の目標値と前記吸気圧の測定値及び前記新気量の測定値と前記新気量の目標値の修正量とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量を算出する制御量算出部と、
前記可変ノズルターボのノズル開度の制御量及び前記排気循環器のバルブ開度の制御量と、前記可変ノズルターボのノズル開度の目標値及び前記排気循環器のバルブ開度の目標値とから、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値及び前記排気循環器のバルブ開度の指令値を算出する指令値算出部と、
を有するエンジン制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−６７６６２（Ｐ２０１２−６７６６２Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２６７７（Ｐ２０１０−２１２６７７）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（３９１００８５５９）株式会社トランストロン (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（３９１００８５５９）株式会社トランストロン (30)
【Ｆターム（参考）】
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