(57)【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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値と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、
前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第１の干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第１の直達成分とを含み、前記排気循環器のバルブ開度を補償するための第１の飽和補償量を算出するステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第２の干渉成分と前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第２の直達成分とを含み、前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第２の飽和補償量を算出するステップと、
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、前記第１の飽和補償量及び前記第２の飽和補償量とから、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】
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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値と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、
前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する直達成分とを含み、前記排気循環器のバルブ開度を補償するための第１の飽和補償量を算出するステップと、
前記干渉成分と前記直達成分とを含み、前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第２の飽和補償量を算出するステップと、
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、前記第１の飽和補償量及び前記第２の飽和補償量とから、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３】
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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値と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指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する直達成分とを含み、前記排気循環器のバルブ開度を補償するための前記第１の飽和補償量を算出するステップと、
前記干渉成分と前記直達成分とを含み、前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第２の飽和補償量を算出するステップと、
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、前記第１の飽和補償量及び前記第２の飽和補償量とから、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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値と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、
前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第１の干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第１の直達成分とを含み、前記排気循環器のバルブ開度を補償するための第１の飽和補償量を算出するステップと、
前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第２の干渉成分と前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第２の直達成分とを含み、前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第２の飽和補償量を算出するステップと、
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、前記第１の飽和補償量及び前記第２の飽和補償量とから、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、
を含むエンジン制御方法。
【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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値と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、
前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する直達成分とを含み、前記排気循環器のバルブ開度を補償するための第１の飽和補償量を算出するステップと、
前記干渉成分と前記直達成分とを含み、前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第２の飽和補償量を算出するステップと、
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、前記第１の飽和補償量及び前記第２の飽和補償量とから、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、
を含むエンジン制御方法。
【請求項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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値と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指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する直達成分とを含み、前記排気循環器のバルブ開度を補償するための前記第１の飽和補償量を算出するステップと、
前記干渉成分と前記直達成分とを含み、前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第２の飽和補償量を算出するステップと、
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、前記第１の飽和補償量及び前記第２の飽和補償量とから、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、
を含むエンジン制御方法。
【請求項７】
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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値とを取得するセンサ値取得部と、
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目標値取得部と、
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、
前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第１の干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第１の直達成分とを含み、前記排気循環器のバルブ開度を補償するための第１の飽和補償量を算出し、前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第２の干渉成分と前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第２の直達成分とを含み、前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第２の飽和補償量を算出する飽和補償量計算部と、
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、前記第１の飽和補償量及び前記第２の飽和補償量とから、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生成部と、
を有するエンジン制御装置。
【請求項８】
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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値とを取得するセンサ値取得部と、
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目標値取得部と、
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、
前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する直達成分とを含み、前記排気循環器のバルブ開度を補償するための第１の飽和補償量を算出し、前記干渉成分と前記直達成分とを含み、前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第２の飽和補償量を算出する飽和補償量計算部と、
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、前記第１の飽和補償量及び前記第２の飽和補償量とから、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生成部と、
を有するエンジン制御装置。
【請求項９】
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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値とを取得するセンサ値取得部と、
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目標値取得部と、
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指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する直達成分とを含み、前記排気循環器のバルブ開度を補償するための前記第１の飽和補償量を算出し、前記干渉成分と前記直達成分とを含み、前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第２の飽和補償量を算出する飽和補償量計算部と、
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、前記第１の飽和補償量及び前記第２の飽和補償量とから、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生成部と、
を有するエンジン制御装置。
【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を含み、吸気圧と新気量は、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。しかし、エンジンの特性として直達要素Ｇｐ１１及びＧｐ２２に加えて、干渉要素Ｇｐ１２及びＧｐ２１があり、一方の制御量の変化が両方の測定値、そしてその後の制御量に影響を与える。そのため、２つの独立した制御系では、新気量と吸気圧を同時に目標に追従させることが難しい。
【０００６】
そこで、図３に示すような非干渉化フィルタ５００１及び５００３を有する協調制御系が提案されている。非干渉化フィルタ５００１は干渉要素Ｇｐ１２を、非干渉化フィルタ５００３は干渉要素Ｇｐ２１をそれぞれ打ち消す効果を有し、新気量と吸気圧を同時に目標値に追従させるものである。
【０００７】
例えば、エンジンの特性Ｇｐを以下のように表すものとする。
【０００８】
【数１】
0005584531.tif 000002
そして、ゲインＫ及び時定数Ｔpを図４に示すような値に設定してシミュレーションを行うものとする。このとき、図２のような吸気圧制御系の場合における新気量（ＭＡＦ）及び吸気圧（ＭＡＰ）の変化を図５Ａ及び図５Ｂに示す。図５Ａ及び５Ｂにおいては、ステップ型の目標値に対して直達項及び干渉項との和である応答値は、アンダーシュートやオーバーシュートを含み、追従性が良くないことが分かる。一方、図３のような吸気制御系の場合における新気量（ＭＡＦ）及び吸気圧（ＭＡＰ）の変化を図６Ａ及び６Ｂに示す。図６Ａ及び６Ｂにおいては、同様のステップ型の目標値に対して直達項及び干渉項との和である応答値は、図５Ａ及び５Ｂに比して追従性が良くなっていることが分かる。
【０００９】
しかしながら、一般的には、吸気制御系の制御量であるＥＧＲのバルブ開度及びＶＮＴノズル開度の変更可能範囲は、その構造上全閉と全開の範囲に限られる。このような特性は「飽和特性」と呼ばれる。図３の吸気圧制御系に飽和特性が存在する制御系を図７に示す。飽和特性５０１１及び５０１３は、エンジンに入力される指令値が制限されることになるので、エンジンの直前に存在する。例えば、図７で太線で示すようにＶＮＴのノズル開度が飽和した場合、Ｇｐ２１及びＧｐ２２を通過する部分が固定値となり、結果的に新気量及び吸気圧ともに目標値に追従できなくなってしまうという問題点がある。なお、この問題点は図７のような協調制御系に限定されることは無く、最適制御などの他の協調制御系でも同様の問題がある。
【００１０】
図７に示すような吸気制御系においてＶＮＴのノズル開度が飽和した場合、応答特性等は図８Ａ乃至８Ｄに示すようになる。図８Ａは、新気量制御器からの制御量から非干渉化フィルタ５００３からの出力値を差し引いた後の、ＥＧＲバルブに対する制御量の時間変化を表している。ここではＶＮＴのノズル開度が飽和する場合であるから、飽和要素を通過してもＥＧＲバルブに対する制御量は同じ値となる。図８Ｂは、吸気圧制御器からの制御量から非干渉化フィルタ５００１からの出力値を差し引いた後の、ＶＮＴノズルに対する制御値の時間変化を表している。但し、点線がこの制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している。しかしながら、計画器からのＶＮＴ目標値が「５」となっているので、このＶＮＴ目標値と加算するとＶＮＴノズルに対する制御量が「−５」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図８Ｂでは、ＶＮＴ目標値「５」との関係で有効となる制御量を実線で表している。
【００１１】
このようにＶＮＴのノズル開度が飽和すると、図８Ｃに示すように、新気量については、一点鎖線で示す干渉項の値が飽和の影響で固定化されて、新気量の応答値に急激なオーバーシュートが生じてしまっている。一方、図８Ｄに示すように、吸気圧についても直達項の値があまり減少しなくなってオーバーシュートが小さくなっている。
【００１２】
一方、図７に示すような吸気圧制御系においてＥＧＲのバルブ開度が飽和した場合、応答特性等は図９Ａ乃至９Ｄに示すようになる。図９Ａは、新気量制御器からの制御量から非干渉化フィルタ５００３からの出力値を差し引いた後の、ＥＧＲバルブに対する制御量の時間変化を表している。但し、点線がこの制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している。しかしながら、計画器からのＥＧＲ目標値が「２」となっているので、このＥＧＲ目標値と加算するとＥＧＲバルブに対する制御量が「−２」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図９Ａでは、ＥＧＲ目標値「２」との関係で有効となる制御量を実線で表している。一方、図９Ｂは、吸気圧制御器からの制御値から非干渉化フィルタ５００１からの出力値を差し引いた後の、ＶＮＴノズルに対する制御量の時間変化を表している。ここではＥＧＲのバルブ開度が飽和する場合であるから、飽和特性を通過しても、ＶＮＴノズルに対する制御量は同じ値となる。
【００１３】
このように、ＥＧＲのバルブ開度が飽和すると、図９Ｃに示すように、新気量については一点鎖線で表す干渉項の値にアンダーシュートが発生して、全体としての応答値にもアンダーシュートが発生すると共に、目標値に達することができない状態になる。また、図９Ｄに示すように、吸気圧については、一点鎖線で表す干渉項が上昇しないために、応答値も目標値に達することができない状態となる。
【００１４】
従来このような飽和特性に対しては「アンチワインドアップ」という手法が一般的に用いられている。図１０にアンチワインドアップを導入した制御系の一例を示す。図１０に示すように、飽和要素の前後の値の差分をエンジンモデル（すなわちアンチワインドアップ補償器５１０１）に入力し、その出力をセンサ値に加える構成が採用されている。これによって、本来飽和が無い場合に予想される吸気圧及び新気量の出力を予想することが出来る。
【００１５】
図１１Ａ乃至１１Ｄに、アンチワインドアップ補償器５１０１を導入した構成を採用し、ＶＮＴのノズル開度が飽和する際の応答特性等を示す。図１１Ａは、新気量制御器からの制御量から非干渉化フィルタ５００３からの出力値を差し引いた後の、ＥＧＲバルブに対する制御量の時間変化を表している。ここではＶＮＴのノズル開度が飽和する場合であるから、飽和要素を通過してもＥＧＲバルブに対する制御量は同じ値となる。図１１Ｂは、吸気圧制御器からの制御量から非干渉化フィルタ５００１からの出力値を差し引いた後の、ＶＮＴノズルに対する制御量の時間変化を表している。但し、点線がこの制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している。しかしながら、計画器からのＶＮＴ目標値が「５」となっているので、このＶＮＴ目標値と加算するとＶＮＴノズルに対する制御量が「−５」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図１１Ｂでは、ＶＮＴ目標値「５」との関係で有効となる制御値を実線で表している。
【００１６】
図１１Ｃは新気量の時間変化を表している。新気量については一点鎖線で示される干渉項の値に飽和要素の影響にて下限が設定されてしまい、結果として実線で表される新気量の応答値にオーバーシュートが生じてしまっている。図１１Ｄは吸気圧の時間変化を表している。ここでは、細点線で表される直達項のゲインが落ちている部分があるので、実線で表される吸気圧の応答値は比較的良好な結果が得られている。
【００１７】
図１２Ａ乃至１２Ｄに、アンチワインドアップ補償器５１０１を導入した構成を採用し、ＥＧＲのバルブ開度が飽和する際の応答特性等を示す。図１２Ａは、新気量制御器からの制御量から非干渉化フィルタ５００３からの出力値を差し引いた後の、ＥＧＲバルブに対する制御量の時間変化を表している。但し、点線がこの制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している部分がある。しかしながら、計画器からのＥＧＲ目標値が「２」となっているので、このＥＧＲ目標値と加算するとＥＧＲバルブに対する制御量が「−２」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図１２Ａでは、ＥＧＲ目標値「２」との関係で有効となる制御量を実線で表している。一方、図１２Ｂは、吸気圧制御器からの制御量から非干渉化フィルタ５００１からの出力値を差し引いた後の、ＶＮＴノズルに対する制御量の時間変化を表している。ここではＥＧＲのバルブ開度が飽和する場合であるから、飽和特性を通過しても、ＶＮＴノズルに対する制御量は同じ値となる。
【００１８】
図１２Ｃは新気量の時間変化を表している。ここでは、一点鎖線で示されている干渉項の値に大きなアンダーシュートが発生してしまっているため、実線で示されている新気量の応答値にもアンダーシュートが発生し、目標値にも到達しない状態となっている。図１２Ｄは吸気圧の時間変化を表している。ここでは、点線で表される直達項が上昇していないので、結果として実線で表される吸気圧の応答値も目標値に達していない。
【００１９】
アンチワインドアップ補償器５１０１の本来の目的は、制御量の飽和により目標値追従が遅れて偏差の積分値が過剰に増大することに起因するワインドアップ現象を低減すること（すなわち飽和によるワインドアップの防止）であるため、図１２Ｄに示すように、飽和したＶＮＴのノズル開度に対応する吸気圧についてのワインドアップ現象は抑制されるが、非飽和のＥＧＲのバルブ開度に対応する新気量については改善効果はなく、２入力２出力の系では期待した効果が無いことがわかる。
【００２０】
また、飽和現象そのものを起こらないようにする方式も提案されている。この方式は、飽和要素の前後の差分に対し積分器の後段に設置したフィルタ特性の逆特性を掛けて飽和の原因となる入力を推定、フィルタの入り口に負帰還することで、飽和現象そのものを起きないようにしている。この方式では、確かに飽和現象自体はなくなるが、結果的に目標値追従が遅れて偏差の積分値が過剰に増大する状況に変化は無く、また非飽和側の改善効果も無い。
【００２１】
以上述べた従来手法はいずれの場合も飽和要素の前後の差分を負帰還する（図１０はセンサ値に正帰還しているが、センサ値が目標値に負帰還されるため実際は負帰還である）ことで、飽和による制御入力の増大を防止しようとしている。しかしながら、２入力２出力の協調制御系では、必ずしも効果的ではないことが分かってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００９−２４５５０号公報
【特許文献２】特開２００８−２４８８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
従って、本技術の目的は、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飽和要素を含む吸気制御において、適切な態様で目標値追従性を向上させる新規な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
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と、エンジン回転数の設定値と、エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値と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、（Ｄ）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、排気循環器のバルブ開度の飽和に対して可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第１の飽和補償量、及び可変ノズルターボのノズル開度の飽和に対して排気循環器のバルブ開度を補償するための第２の飽和補償量とから、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】
【００２５】
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飽和要素を含む吸気制御において、適切な態様で目標値追従性を向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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、他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４】図４は、パラメータの設定例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、従来の制御系による新気量の応答特性を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、従来の制御系による吸気圧の応答特性を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、他の従来の制御系による新気量の応答特性を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、他の従来の制御系による吸気圧の応答特性を示す図である。
【図７】図７は、飽和特性を有するエンジンの制御系を示すブロック線図である。
【図８Ａ】図８Ａは、図７の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図７の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図７の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図７の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図７の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図７の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図７の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図７の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図１０】図１０は、アンチワインドアップを導入した場合のエンジン制御系のブロック線図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図１０の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１０の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１０の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、図１０の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、図１０の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１０の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、図１０の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、図１０の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図１３】図１３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１４】図１４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１５Ａ】図１５Ａは、図１４の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１４の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図１４の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、図１４の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、図１４の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１４の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１４の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、図１４の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図１７】図１７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１８】図１８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１９】図１９は、第２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２０Ａ】図２０Ａは、図１９の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図１９の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、図１９の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、図１９の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、図１９の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、図１９の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、図１９の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図２１Ｄ】図２１Ｄは、図１９の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図２２】図２２は、第３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２３Ａ】図２３Ａは、図２２の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２２の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、図２２の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図２３Ｄ】図２３Ｄは、図２２の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、図２２の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図２２の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、図２２の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図２４Ｄ】図２４Ｄは、図２２の制御系においてＥＧＲバルブ開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図２５】図２５は、第４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２６Ａ】図２６Ａは、図２５の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＥＧＲ制御量の時間変化を示す図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、図２５の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合におけるＶＮＴ制御量の時間変化を示す図である。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、図２５の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における新気量の応答特性を示す図である。
【図２６Ｄ】図２６Ｄは、図２５の制御系においてＶＮＴノズル開度が飽和した場合における吸気圧の応答特性を示す図である。
【図２７】図２７は、第４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２８】図２８は、第４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２９】図２９は、第５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３０】図３０は、第６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３１】図３１は、エンジン制御装置をコンピュータで実装する場合のブロック図である。
【図３２】図３２は、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】
【００２７】
［実施の形態１］
図１３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。
【００２８】
本実施の形態に係るエンジン制御装置１０００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。また、エンジン制御装置１０００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。
【００２９】
本実施の形態に係るエンジン制御装置１０００のブロック線図を図１４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。そして、新気量ＭＡＦの目標値と新気量ＭＡＦの測定値との差が新気量制御器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１６に入力され、この入力に応じて吸気圧制御器１６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。
【００３０】
ＥＧＲバルブ開度の制御量は、ＶＮＴノズル開度の制御量に対する非干渉化フィルタ１５（伝達関数Ｇｐ２１／Ｇｐ１１）の出力分だけ減じられて、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量が生成される。また、ＶＮＴノズル開度の制御量は、ＥＧＲバルブ開度の制御量に対する非干渉化フィルタ１４（伝達関数Ｇｐ１２／Ｇｐ２２）の出力分だけ減じられて、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量が生成される。
【００３１】
さらに、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量は、ＥＧＲバルブ開度の目標値と、ＶＮＴノズル開度の飽和に対してＥＧＲバルブ開度を補償するための第１飽和補償量を生成する第１飽和補償器１９（Ｇｐ２１／Ｇｐ１１）の出力である第１飽和補償量と加算され、ＥＧＲバルブ開度の指令値が生成される。また、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量は、ＶＮＴノズル開度の目標値と、ＥＧＲバルブ開度の飽和に対してＶＮＴノズル開度を補償するための第２飽和補償器１８（伝達関数Ｇｐ１２／Ｇｐ２２）の出力である第２飽和補償量と加算され、ＶＮＴノズル開度の指令値が生成される。
【００３２】
ＥＧＲバルブ開度の指令値は、飽和要素１３に入力され、予め設定されている上限値と下限値の間に制限されて、ＥＧＲバルブ開度の最終指令値が生成され、この最終指令値でエンジン１のＥＧＲバルブが制御される。同様に、ＶＮＴノズル開度の指令値は、飽和要素１７に入力され、予め設定されている上限値と下限値の間に制限されて、ＶＮＴノズル開度の最終指令値が生成され、この最終指令値でエンジン１のＶＮＴノズルが制御される。
【００３３】
エンジン１のエンジン特性は、ＥＧＲバルブ開度の最終指令値に応じた新気量ＭＡＦを出力するための直達要素Ｇｐ１１と、ＥＧＲバルブ開度の最終指令値に応じた吸気圧ＭＡＰを出力するための干渉要素Ｇｐ１２と、ＶＮＴノズル開度の最終指令値に応じた吸気圧ＭＡＰを出力するための直達要素Ｇｐ２２と、ＶＮＴノズル開度の最終指令値に応じた新気量ＭＡＦを出力するための干渉要素Ｇｐ２１とを有するものとする。従って、直達要素Ｇｐ１１の出力と干渉要素Ｇｐ２１の出力との和が新気量センサで測定されると、新気量ＭＡＦの測定値が得られる。また、直達要素Ｇｐ２２の出力と干渉要素Ｇｐ１２の出力との和が吸気圧センサで測定されると、吸気圧ＭＡＰの測定値が得られる。
【００３４】
第１飽和補償器１９は、ＶＮＴノズル開度が飽和した際に干渉要素Ｇｐ２１を介して新気量側に供給される成分が不足するため、その分を補償するために設けられている。ＶＮＴノズル開度が飽和した際に不足する分を補償するため、飽和要素１７の入出力の差が用いられる。なお、第１飽和補償量は飽和要素１３の前で加算されるために、そのままでは直達要素Ｇｐ１１が余分に作用することになる。そこで、その作用を除去するためにＧｐ２１／Ｇｐ１１という形の伝達関数となる。
【００３５】
また、第２飽和補償器１８は、ＥＧＲバルブ開度が飽和した際に干渉要素Ｇｐ１２を介して吸気圧側に供給される成分が不足するため、その分を補償するために設けられている。ＥＧＲノズル開度が飽和した際に不足する分を補償するため、飽和要素１３の入出力の差が用いられる。なお、第２飽和補償量は飽和要素１７の前で加算されるために、そのままでは直達要素Ｇｐ２２が余分に作用することになる。そこで、その作用を除去するためにＧｐ１２／Ｇｐ２２という形の伝達関数となる。
【００３６】
このように飽和要素がある場合、飽和要素の前後の差分に対し、飽和側から非飽和側への干渉要素を非飽和側の直達要素で除した伝達関数を掛けて、非飽和側のフィードバック制御量に加えることにより、飽和側から非飽和側への作用の減少を補い、非飽和側の応答値の目標値追従性を改善するものである。
【００３７】
図１５Ａ乃至１５Ｄに、ＶＮＴノズル開度が飽和する際のシミュレーション結果等を示す。図１５Ａは、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。ＥＧＲバルブ開度については飽和していないので、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量は、飽和要素１３の後でもそのまま有効である。図１５Ｂは、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。但し、点線は、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している。しかしながら、計画器１１からのＶＮＴ目標値が「５」となっているので、このＶＮＴ目標値と加算するとＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量が「−５」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図１５Ｂでは、ＶＮＴ目標値「５」との関係で有効となるフィードバック制御量を実線で表している。
【００３８】
このようにＶＮＴのノズル開度が飽和すると、図１５Ｃに示すように、新気量ＭＡＦについては、細点線で表す直達要素Ｇｐ１１からの出力（直達項として表す）においてオーバーシュートが無くなっている。このため、実線で表す応答値は、長点線で表す目標値に対する追従性が向上している。一方、吸気圧ＭＡＰの時間変化を表す図１５Ｄに示すように、実線で表す、吸気圧ＭＡＰの応答値には小さなオーバーシュートが発生してしまっている。
【００３９】
また、図１６Ａ乃至１６Ｄに、ＥＧＲバルブ開度が飽和する際のシミュレーション結果等を示す。図１６Ａは、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。但し、点線は、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している。しかしながら、計画器１１からのＥＧＲ目標値が「２」となっているので、このＥＧＲ目標値と加算するとＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量が「−２」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図１６Ａでは、ＥＧＲ目標値「２」との関係で有効となるフィードバック制御量を実線で表している。一方、図１６Ｂは、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。ＶＮＴノズル開度については飽和していないので、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量は、飽和要素１７の後でもそのまま有効である。
【００４０】
このように、ＥＧＲのバルブ開度が飽和すると、図１６Ｃに示すように、新気量ＭＡＦについては、一点鎖線で表す干渉要素Ｇｐ１２からの出力にアンダーシュートが発生して、実線で表す新気量ＭＡＦの応答値にもアンダーシュートが発生してしまう。一方、図１６Ｄに示すように、吸気圧ＭＡＰについては、細点線で表す直達要素Ｇｐ２２からの出力が適切に増加しており、実線で表す応答値は、長点線で表す目標値に適切に追従している。
【００４１】
このように、非飽和側の目標値追従性が向上していることが分かる。
【００４２】
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１０００の機能ブロック図を図１７に示す。
【００４３】
エンジン制御装置１０００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、（Ｇ）フィードバック制御量Ｕfbと目標値Ｕrefと以下で説明する飽和補償量Ｕcomp（＝［ＥＧＲバルブ開度の飽和補償量，ＶＮＴバルブ開度の飽和補償量］）とから指令値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、（Ｈ）所定の上限値以上の指令値を上限値に設定し、所定の下限値以下の指令値を下限値に設定する処理を実施して最終指令値Ｕsat（＝［ＥＧＲバルブ開度の最終指令値，ＶＮＴノズル開度の最終指令値］）を生成する飽和処理部１０９と、（Ｉ）指令値Ｕと最終指令値Ｕsatから飽和補償量Ｕcompを生成する飽和補償量計算部１１０とを有する。
【００４４】
なお、飽和処理部１０９の出力に応じて、エンジン１のＥＧＲバルブ開度及びＶＮＴノズル開度が制御される。
【００４５】
図１８を用いて、図１７に示すエンジン制御装置１０００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１８：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）。
【００４６】
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）。また、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］とから、フィードバック制御量Ｕfb［ｔ］（＝ｆ（Ｘ［ｔ］，Ｘref［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のセンサ値との差を新気量制御器１２に入力して得られるＥＧＲバルブ開度の制御量と、非干渉化フィルタ１５の出力結果との差が、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量である。また、吸気圧ＭＡＰの目標値と吸気圧ＭＡＰのセンサ値との差を吸気圧制御器１６に入力して得られるＶＮＴノズル開度の制御量と、非干渉化フィルタ１４の出力結果との差が、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量である。
【００４７】
そうすると、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、１単位時間前の飽和補償量Ｕcomp［t-1］とを加算して、指令値Ｕ［ｔ］を算出する（ステップＳ９）。すなわち、Ｕ［ｔ］＝Ｕfb［ｔ］＋Ｕref［ｔ］＋Ｕcomp［t-1］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。Ｕcomp［t-1］については、以下で述べる。
【００４８】
その後、飽和処理部１０９は、飽和処理（Ｕsat［ｔ］＝saturation(Ｕ［ｔ］））を実施する（ステップＳ１１）。飽和処理は、上でも述べたように所定の上限値以上の指令値であれば上限値を最終指令値として出力し、所定の下限値以下の指令値であれば下限値を最終指令値として出力し、それ以外の値の指令値についてはそのまま出力する処理である。このような処理をＥＧＲバルブ開度及びＶＮＴノズル開度のいずれに対しても実施する。そして、飽和処理部１０９は、最終指令値をエンジン１に対して出力する（ステップＳ１３）。
【００４９】
さらに、飽和補償量計算部１１０は、指令値生成部１０８からの指令値Ｕ［ｔ］及び飽和処理部１０９からの最終指令値Ｕsat［ｔ］とを用いて飽和補償量Ｕcomp［ｔ］を算出する（ステップＳ１５）。この飽和補償量Ｕcomp［ｔ］（＝［ＥＧＲcomp[t]，ＶＮＴcomp[t]）は、次の時刻ｔ＋１で用いられる。
【００５０】
図１４で示した第１飽和補償器１９は、Ｇｐ２１／Ｇｐ１１という伝達関数で表され、第２飽和補償器１８は、Ｇｐ１２／Ｇｐ２２という伝達関数で表される。Ｇｐ２１は、ＶＮＴノズル開度の最終指令値（すなわちエンジン１に対して有効な指令値）が新気量ＭＡＦに作用する度合いを表しているが、これには実際には遅延成分が含まれる。また、Ｇｐ１２は、ＥＧＲバルブ開度の最終指令値（すなわちエンジン１に対して有効な指令値）が吸気圧ＭＡＰに作用する度合いを表しているが、これには実際には遅延成分が含まれる。さらに、Ｇｐ１１は、ＥＧＲバルブ開度の最終指令値が新気量ＭＡＦに作用する度合いを表すが、これについても実際には遅延成分が含まれる。同様に、Ｇｐ２２は、ＶＮＴノズル開度の最終指令値が吸気圧ＭＡＰに作用する度合いを表すが、これについても実際には遅延成分が含まれる。
【００５１】
従って、ＥＧＲcomp[t]及びＶＮＴcomp[t]は、以下のように表される。
ＶＮＴcomp[t]＝Ｄ１２／Ｃ１２×ＥＧＲcomp[t-1]
＋Ａ２２／Ｃ１２×（ＥＧＲ[t]−ＥＧＲsat[t]）
−Ｂ２２／Ｃ１２×（ＥＧＲ[t-1]−ＥＧＲsat[t-1]）
ＥＧＲcomp[t]＝Ｄ２１／Ｃ２１×ＶＮＴcomp[t-1]
＋Ａ１１／Ｃ２１×（ＶＮＴ[t]−ＶＮＴsat[t]）
−Ｂ１１／Ｃ２１×（ＶＮＴ[t-1]−ＶＮＴsat[t-1]）
【００５２】
ここでＣ１２及びＤ１２は、干渉要素Ｇｐ１２に関連する係数であり、Ａ２２及びＢ２２は、直達要素Ｇｐ２２に関連する係数である。これらの係数は実際のエンジン１の特性に合わせて設定する。同様に、Ｃ２１及びＤ２１は、干渉要素Ｇｐ２１に関連する係数であり、Ａ１１及びＢ１１は、直達要素Ｇｐ１１に関連する係数である。これらの係数についても実際のエンジン１の特性に合わせて設定する。
【００５３】
上で示したように、第２飽和補償量ＶＮＴcomp[t]は、１単位時間前の影響を表す第１項と、現在の指令値ＥＧＲ[t]と最終指令値ＥＧＲsat[t]との差の影響を表す第２項と、１単位時間前の指令値ＥＧＲ[t-1]と最終指令値ＥＧＲsat[t-1]との差の影響を表す第３項との和となっている。また、第１飽和補償量ＥＧＲcomp[t]は、１単位時間前の影響を表す第１項と、現在の指令値ＶＮＴ[t]と最終指令値ＶＮＴsat[t]との差の影響を表す第２項と、１単位時間前の指令値ＶＮＴ[t-1]と最終指令値ＶＮＴsat[t-1]との差の影響を表す第３項との和となっている。１単位時間前のデータについては、メモリ等に格納しておき、それを読み出して用いる。さらに、現在の値については、メモリ等に格納しておき、１単位時間後に読み出して用いる。
【００５４】
そして、ステップＳ１５の後にｔを１インクリメントして（ステップＳ１７）、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。
【００５５】
このようにすることによって、図１４に示したブロック線図を実現し、非飽和側の目標値追従性を向上させることができる。
【００５６】
［実施の形態２］
第１の実施の形態では、非飽和側の目標値追従性を向上させていたが、実際のエンジン１の吸気制御系では、新気量ＭＡＦを優先させたい場合がある。このような場合には、図１９に示すようなブロック線図で表されるエンジン制御装置１０００を導入する。
【００５７】
図１４に示した第１の実施の形態におけるブロック線図と異なる部分は、第２飽和補償器１８の代わりに第３飽和補償器２０（伝達関数Ｇｐ１１／Ｇｐ２１）を導入した点である。
【００５８】
本実施の形態でも、第１飽和補償器１９は、ＶＮＴノズル開度が飽和した際に干渉要素Ｇｐ２１を介して新気量側に供給される成分が不足するため、その分を補償するために設けられている。ＶＮＴノズル開度が飽和した際に不足する分を補償するため、飽和要素１７の入出力の差が用いられる。なお、第１飽和補償量は飽和要素１３の前で加算されるために、そのままでは直達要素Ｇｐ１１が余分に作用することになるので、その作用を除去するためにＧｐ２１／Ｇｐ１１という形の伝達関数となる。
【００５９】
また、本実施の形態では第１の実施の形態とは異なり、第３飽和補償器２０は、ＥＧＲバルブ開度が飽和した際に直達要素Ｇｐ１１を介して新気量側に供給される成分が不足するため、その分を補償するために設けられる。すなわち、ＥＧＲノズル開度が飽和した際に不足する分を補償するため、飽和要素１３の入出力の差が用いられる。なお、第３飽和補償量は飽和要素１７の前で加算されるために、そのままでは干渉要素Ｇｐ２１が余分に作用することになるので、その作用を除去するためにＧｐ１１／Ｇｐ２１という形の伝達関数となる。
【００６０】
このように、ＥＧＲ側の飽和要素の前後の差分に対しては、飽和側の直達要素を非飽和側から飽和側への干渉要素で除した伝達関数を掛けて、非飽和側のフィードバック制御量に加えることにより、ＥＧＲの直達側の減少を補い、新気量の目標値追従性を改善するものである。
【００６１】
図２０Ａ乃至２０Ｄに、ＶＮＴノズル開度が飽和する際のシミュレーション結果等を示す。図２０Ａは、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。ＥＧＲバルブ開度については飽和していないので、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量は、飽和要素１３の後でもそのまま有効である。図２０Ｂは、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。但し、点線は、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している。しかしながら、計画器１１からのＶＮＴ目標値が「５」となっているので、このＶＮＴ目標値と加算するとＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量が「−５」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図２０Ｂでは、ＶＮＴ目標値「５」との関係で有効となるフィードバック制御量を実線で表している。
【００６２】
このようにＶＮＴのノズル開度が飽和すると、図２０Ｃに示すように、新気量ＭＡＦについては、細点線で表す直達要素Ｇｐ１１からの出力（直達項として表す）においてオーバーシュートが無くなっている。このため、実線で表す応答値は、長点線で表す目標値に対する追従性が従来技術より向上している。一方、図２０Ｄに示すように、実線で表す吸気圧ＭＡＰの応答値には小さなオーバーシュートが発生してしまっている。第１飽和補償器１９は第１の実施の形態と同じであるので、同様の特性が得られている。
【００６３】
一方、図２１Ａ乃至２１Ｄに、ＥＧＲバルブ開度が飽和する際のシミュレーション結果等を示す。図２１Ａは、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。但し、点線は、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している。しかしながら、計画器１１からのＥＧＲ目標値が「２」となっているので、このＥＧＲ目標値と加算するとＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量が「−２」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図２１Ａでは、ＥＧＲ目標値「２」との関係で有効となるフィードバック制御量を実線で表している。一方、図２１Ｂは、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。ＶＮＴノズル開度については飽和していないので、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量は、飽和要素１７の後でもそのまま有効である。
【００６４】
このように、ＥＧＲのバルブ開度が飽和すると、図２１Ｃに示すように、新気量ＭＡＦについては、一点鎖線で表す干渉要素Ｇｐ１２からの出力にはアンダーシュートが無くなり適切に調整されており、実線で表す新気量ＭＡＦの応答値は適切に細点線で表される目標値に追従している。一方、図２１Ｄに示すように、吸気圧ＭＡＰについては、細点線で表す直達要素Ｇｐ２２からの出力が減少してしまい、実線で表す応答値は、長点線で表す目標値から離れてしまっている。
【００６５】
このように、新気量の目標値追従性が向上していることが分かる。
【００６６】
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１０００の機能ブロック図は、第１の実施の形態の機能ブロック図と同じ図１７で表される。但し、飽和補償量計算部１１０の処理内容が異なる。同様に、処理フロー自体も図１８に示すものと流れ自体は同じであるが、ステップＳ１５における演算内容が異なる。
【００６７】
具体的には、ＥＧＲcomp[t]及びＶＮＴcomp[t]は、以下のように表される。
ＶＮＴcomp[t]＝Ｄ１１／Ｃ１１×ＥＧＲcomp[t-1]
＋Ａ２１／Ｃ１１×（ＥＧＲ[t]−ＥＧＲsat[t]）
−Ｂ２１／Ｃ１１×（ＥＧＲ[t-1]−ＥＧＲsat[t-1]）
ＥＧＲcomp[t]＝Ｄ２１／Ｃ２１×ＶＮＴcomp[t-1]
＋Ａ１１／Ｃ２１×（ＶＮＴ[t]−ＶＮＴsat[t]）
−Ｂ１１／Ｃ２１×（ＶＮＴ[t-1]−ＶＮＴsat[t-1]）
【００６８】
上でも述べたように、Ａ２１、Ｂ２１、Ｃ２１及びＤ２１は、干渉要素Ｇｐ２１に関連する係数であり、Ａ１１、Ｂ１１、Ｃ１１及びＤ１１は、直達要素Ｇｐ１１に関連する係数である。これらの係数についても実際のエンジン１の特性に合わせて設定する。
【００６９】
上で示したように、第２飽和補償量ＶＮＴcomp[t]は、１単位時間前の影響を表す第１項と、現在の指令値ＥＧＲ[t]と最終指令値ＥＧＲsat[t]との差の影響を表す第２項と、１単位時間前の指令値ＥＧＲ[t-1]と最終指令値ＥＧＲsat[t-1]との差の影響を表す第３項との和となっている。また、第１飽和補償量ＥＧＲcomp[t]は、１単位時間前の影響を表す第１項と、現在の指令値ＶＮＴ[t]と最終指令値ＶＮＴsat[t]との差の影響を表す第２項と、１単位時間前の指令値ＶＮＴ[t-1]と最終指令値ＶＮＴsat[t-1]との差の影響を表す第３項との和となっている。１単位時間前のデータについては、メモリ等に格納しておき、それを読み出して用いる。さらに、現在の値については、メモリ等に格納しておき、１単位時間後に読み出して用いる。
【００７０】
このようにすることによって、図１９に示したブロック線図を実現し、新気量の目標値追従性を向上させることができる。
【００７１】
［実施の形態３］
第２の実施の形態では、新気量の目標値追従性を向上させていたが、実際のエンジン１の吸気制御系では、吸気圧ＭＡＰを優先させたい場合がある。このような場合には、図２２に示すようなブロック線図で表されるエンジン制御装置１０００を導入する。
【００７２】
図１４に示した第１の実施の形態におけるブロック線図と異なる部分は、第１飽和補償器１９の代わりに第４飽和補償器２１（伝達関数Ｇｐ２２／Ｇｐ１２）を導入した点である。
【００７３】
本実施の形態では第１の実施の形態とは異なり、第４飽和補償器２１は、ＶＮＴノズル開度が飽和した際に直達要素Ｇｐ２２を介して吸気圧側に供給される成分が不足するため、その分を補償するために設けられている。ＶＮＴノズル開度が飽和した際に不足する分を補償するため、飽和要素１７の入出力の差が用いられる。なお、第４飽和補償量は飽和要素１３の前で加算されるために、そのままでは干渉要素Ｇｐ１２が余分に作用することになるので、その作用を除去するためにＧｐ２２／Ｇｐ１２という形の伝達関数となる。
【００７４】
また、第２飽和補償器１８は、ＥＧＲバルブ開度が飽和した際に干渉要素Ｇｐ１２を介して吸気圧側に供給される成分が不足するため、その分を補償するために設けられている。ＥＧＲノズル開度が飽和した際に不足する分を補償するため、飽和要素１３の入出力の差が用いられる。なお、第２飽和補償量は飽和要素１７の前で加算されるために、そのままでは直達要素Ｇｐ２２が余分に作用することになるので、その作用を除去するためにＧｐ１２／Ｇｐ２２という形の伝達関数となる。
【００７５】
このように、ＶＮＴ側の飽和要素の前後の差分に対しては、飽和側の直達要素を非飽和側から飽和側への干渉要素で除した伝達関数を掛けて、非飽和側のフィードバック制御量に加えることにより、ＶＮＴの直達成分の減少を補い、吸気圧の目標値追従性を改善するものである。
【００７６】
図２３Ａ乃至２３Ｄに、ＶＮＴノズル開度が飽和する際のシミュレーション結果等を示す。図２３Ａは、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。ＥＧＲバルブ開度については飽和していないので、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量は、飽和要素１３の後でもそのまま有効である。図２３Ｂは、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。但し、点線は、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している。しかしながら、計画器１１からのＶＮＴ目標値が「５」となっているので、このＶＮＴ目標値と加算するとＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量が「−５」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図２３Ｂでは、ＶＮＴ目標値「５」との関係で有効となるフィードバック制御量を実線で表している。
【００７７】
このようにＶＮＴのノズル開度が飽和すると、図２３Ｃに示すように、新気量ＭＡＦについては、細点線で表す直達要素Ｇｐ１１からの出力（直達項として表す）においてオーバーシュートが大きくなっている。このため、実線で表す応答値は、大きなオーバーシュートが形成されてしまっている。一方、吸気圧ＭＡＰの時間変化を表す図２３Ｄに示すように、一点鎖線で示す干渉要素Ｇｐ１２からの適切な出力によって、実線で表す吸気圧ＭＡＰの応答値は、細点線で表される目標値に適切に追従している。
【００７８】
一方、図２４Ａ乃至２４Ｄに、ＥＧＲバルブ開度が飽和する際のシミュレーション結果等を示す。図２４Ａは、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。但し、点線は、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している。しかしながら、計画器１１からのＥＧＲ目標値が「２」となっているので、このＥＧＲ目標値と加算するとＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量が「−２」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図２４Ａでは、ＥＧＲ目標値「２」との関係で有効となるフィードバック制御量を実線で表している。一方、図２４Ｂは、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。ＶＮＴノズル開度については飽和していないので、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量は、飽和要素１７の後でもそのまま有効である。
【００７９】
このように、ＥＧＲのバルブ開度が飽和すると、図２４Ｃに示すように、新気量ＭＡＦについては、一点鎖線で表す干渉要素Ｇｐ２１からの出力に大きなアンダーシュートが発生しており、実線で表す新気量ＭＡＦの応答値はあまり目標値に追従していない。一方、図２４Ｄに示すように、吸気圧ＭＡＰについては、細点線で表す直達要素Ｇｐ２２からの出力が適切に作用して、実線で表す応答値は、長点線で表す目標値に適切に追従している。
【００８０】
このように、吸気圧の目標値追従性が向上していることが分かる。
【００８１】
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１０００の機能ブロック図は、第１の実施の形態の機能ブロック図と同じ図１７で表される。但し、飽和補償量計算部１１０の処理内容が異なる。同様に、処理フロー自体も図１８に示すものと流れ自体は同じであるが、ステップＳ１５における演算内容が異なる。
【００８２】
具体的には、ＥＧＲcomp[t]及びＶＮＴcomp[t]は、以下のように表される。
ＶＮＴcomp[t]＝Ｄ１２／Ｃ１２×ＥＧＲcomp[t-1]
＋Ａ２２／Ｃ１２×（ＥＧＲ[t]−ＥＧＲsat[t]）
−Ｂ２２／Ｃ１２×（ＥＧＲ[t-1]−ＥＧＲsat[t-1]）
ＥＧＲcomp[t]＝Ｄ２２／Ｃ２２×ＶＮＴcomp[t-1]
＋Ａ１２／Ｃ２２×（ＶＮＴ[t]−ＶＮＴsat[t]）
−Ｂ１２／Ｃ２２×（ＶＮＴ[t-1]−ＶＮＴsat[t-1]）
【００８３】
上でも述べたように、Ａ１２、Ｂ１２、Ｃ１２及びＤ１２は、干渉要素Ｇｐ１２に関連する係数であり、Ａ２２、Ｂ２２、Ｃ２２及びＤ２２は、直達要素Ｇｐ２２に関連する係数である。これらの係数についても実際のエンジン１の特性に合わせて設定する。
【００８４】
上で示したように、第２飽和補償量ＶＮＴcomp[t]は、１単位時間前の影響を表す第１項と、現在の指令値ＥＧＲ[t]と最終指令値ＥＧＲsat[t]との差の影響を表す第２項と、１単位時間前の指令値ＥＧＲ[t-1]と最終指令値ＥＧＲsat[t-1]との差の影響を表す第３項との和となっている。また、第１飽和補償量ＥＧＲcomp[t]は、１単位時間前の影響を表す第１項と、現在の指令値ＶＮＴ[t]と最終指令値ＶＮＴsat[t]との差の影響を表す第２項と、１単位時間前の指令値ＶＮＴ[t-1]と最終指令値ＶＮＴsat[t-1]との差の影響を表す第３項との和となっている。１単位時間前のデータについては、メモリ等に格納しておき、それを読み出して用いる。さらに、現在の値については、メモリ等に格納しておき、１単位時間後に読み出して用いる。
【００８５】
このようにすることによって、図２２に示したブロック線図を実現し、吸気圧の目標値追従性を向上させることができる。
【００８６】
［実施の形態４］
第１の実施の形態では非飽和側の目標値追従性が改善されていたが、飽和側については十分とは言えない。そこで、第１の実施の形態に対して図２５に示すようなアンチワインドアップ補償器３１及び３２を導入する。図２５は、第４の実施の形態についてのブロック線図を示しているが、第１の実施の形態のブロック線図を示す図１４との差は、（Ａ）飽和要素１３の入力であるＥＧＲバルブ開度の指令値と飽和要素１３の出力であるＥＧＲバルブ開度の最終指令値との差に、ＥＧＲバルブ開度が新気量ＭＡＦに作用する度合いを表す直達要素Ｇｐ１１を乗じた結果を新気量ＭＡＦの測定値に加えてネガティブフィードバックする部分と、（Ｂ）飽和要素１７の入力であるＶＮＴノズル開度の指令値と飽和要素１７の出力であるＶＮＴノズル開度の最終指令値との差に、ＶＮＴノズル開度が吸気圧ＭＡＰに作用する度合いを表す直達要素Ｇｐ２２を乗じた結果を吸気圧ＭＡＰの測定値に加えてネガティブフィードバックする部分とである。すなわち、飽和がない場合の直達要素Ｇｐ１１分の新気量とＧｐ２２分の吸気圧を予測して、フィードバックするものである。
【００８７】
このようなアンチワインドアップを導入すると、応答特性等は図２６Ａ乃至２６Ｄに示すように変化する。なお、図２６Ａ乃至２６Ｄは、ＶＮＴノズル開度が飽和する例を示している。
【００８８】
図２６Ａは、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。ＥＧＲバルブ開度については飽和していないので、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量は、飽和要素１３の後でもそのまま有効である。図２６Ｂは、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量の時間変化を表す。但し、点線は、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量そのものを表しており、大きく下方向に変化している部分がある。しかしながら、計画器１１からのＶＮＴ目標値が「５」となっているので、このＶＮＴ目標値と加算するとＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量が「−５」以下になると飽和特性により「０」で飽和してしまう。図２６Ｂでは、ＶＮＴ目標値「５」との関係で有効となるフィードバック制御量を実線で表している。
【００８９】
本実施の形態では、第１の実施の形態で示した図１５Ｃと同様に、新気量ＭＡＦについては、図２６Ｃに示すように細点線で表す直達要素Ｇｐ１１からの出力においてオーバーシュートが無くなっている。このため、実線で表す応答値は、長点線で表す目標値に対する追従性が向上している。一方、吸気圧ＭＡＰの時間変化を表す図２６Ｄに示すように、一点鎖線で表す干渉要素Ｇ１２の出力及び細点線で表す直達要素Ｇｐ２２の出力が適切に調整され、実線で表す吸気圧ＭＡＰの応答値は、太点線で表す目標値に適切に追従している。
【００９０】
このように、アンチワインドアップ補償器３１及び３２を導入することによって、飽和側についても目標値追従性が改善されている。
【００９１】
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１０００の機能ブロック図を図２７に示す。
【００９２】
エンジン制御装置１０００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）センサ値取得部１０３からの測定値の組み合わせＸと以下で述べるアンチワインドアップ計算部１１２からのアンチワインドアップ補償量Ｘawu（＝［新気量の補償量，吸気圧の補償量］）とを加算して補償済測定値Ｘ2（＝［補償済みＭＡＦ，補償済みＭＡＰ］）を生成する加算部１１１と、（Ｆ）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、（Ｇ）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、（Ｈ）加算部１１１からの補償済測定値Ｘ2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、（Ｉ）フィードバック制御量Ｕfbと目標値Ｕrefと以下で説明する飽和補償量Ｕcomp（＝［ＥＧＲバルブ開度の飽和補償量，ＶＮＴバルブ開度の飽和補償量］）とから指令値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、（Ｊ）所定の上限値以上の指令値を上限値に設定し、所定の下限値以下の指令値を下限値に設定する処理を実施して最終指令値Ｕsat（＝［ＥＧＲバルブ開度の最終指令値，ＶＮＴノズル開度の最終指令値］）を生成する飽和処理部１０９と、（Ｋ）指令値Ｕと最終指令値Ｕsatとから飽和補償量Ｕcompを生成する飽和補償量計算部１１０と、（Ｌ）指令値Ｕと最終指令値Ｕsatからアンチワインドアップ補償量Ｘawuを生成するアンチワインドアップ計算部１１２とを有する。
【００９３】
なお、飽和処理部１０９の出力に応じて、エンジン１のＥＧＲバルブ開度及びＶＮＴノズル開度が制御される。
【００９４】
図２８を用いて、図２７に示すエンジン制御装置１０００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２８：ステップＳ３１）。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Ｓ３３）。
【００９５】
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Ｓ３５）。また、加算部１１１は、センサ値取得部１０３が取得したセンサ値Ｘ［ｔ］とアンチワインドアップ計算部１１２が生成したアンチワインドアップ補償量Ｘawu[t-1]とを加算して補償済測定値Ｘ2［ｔ］を生成する（ステップＳ３７）。アンチワインドアップ補償量Ｘawu[t-1]については１単位時間前の値を加算する。アンチワインドアップ補償量Ｘawu[t-1]の計算については後に説明する。
【００９６】
さらに、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、加算部１１１が生成した補償済測定値Ｘ2［ｔ］とから、フィードバック制御量Ｕfb［ｔ］（＝ｆ（Ｘ2［ｔ］，Ｘref［ｔ］））を生成する（ステップＳ３９）。なお、フィードバック量Ｕfb［ｔ］は、第１の実施の形態と同じ関数である。具体的には、新気量ＭＡＦの目標値と新気量ＭＡＦの補償済測定値との差を新気量制御器１２に入力して得られるＥＧＲバルブ開度の制御量と、非干渉化フィルタ１５の出力結果との差が、ＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御量である。また、吸気圧ＭＡＰの目標値と吸気圧ＭＡＰの補償済測定値との差を吸気圧制御器１６に入力して得られるＶＮＴノズル開度の制御量と、非干渉化フィルタ１４の出力結果との差が、ＶＮＴノズル開度のフィードバック制御量である。
【００９７】
そうすると、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、１単位時間前の飽和補償量Ｕcomp［t-1］とを加算して、指令値Ｕ［ｔ］を算出する（ステップＳ４１）。すなわち、Ｕ［ｔ］＝Ｕfb［ｔ］＋Ｕref［ｔ］＋Ｕcomp［t-1］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。Ｕcomp［t-1］については、第１の実施の形態と同じである。
【００９８】
その後、飽和処理部１０９は、飽和処理（Ｕsat［ｔ］＝saturation(Ｕ［ｔ］））を実施する（ステップＳ４３）。飽和処理は、上でも述べたように所定の上限値以上の指令値であれば上限値を最終指令値として出力し、所定の下限値以下の指令値であれば下限値を最終指令値として出力し、それ以外の値の指令値についてはそのまま出力する。このような処理をＥＧＲバルブ開度及びＶＮＴノズル開度のいずれに対しても実施する。そして、飽和処理部１０９は、最終指令値をエンジン１に出力する（ステップＳ４５）。
【００９９】
さらに、飽和補償量計算部１１０は、指令値生成部１０８からの指令値Ｕ［ｔ］及び飽和処理部１０９からの最終指令値Ｕsat［ｔ］とを用いて飽和補償量Ｕcomp［ｔ］を算出する（ステップＳ４７）。この飽和補償量Ｕcomp［ｔ］（＝［ＥＧＲcomp[t]，ＶＮＴcomp[t]）は、次の時刻ｔ＋１で用いられる。計算方法自体は第１の実施の形態と同じである。但し、アンチワインドアップ補償量との関係があるので、計算式だけは再度示しておく。
ＶＮＴcomp[t]＝Ｄ１２／Ｃ１２×ＥＧＲcomp[t-1]
＋Ａ２２／Ｃ１２×（ＥＧＲ[t]−ＥＧＲsat[t]）
−Ｂ２２／Ｃ１２×（ＥＧＲ[t-1]−ＥＧＲsat[t-1]）
ＥＧＲcomp[t]＝Ｄ２１／Ｃ２１×ＶＮＴcomp[t-1]
＋Ａ１１／Ｃ２１×（ＶＮＴ[t]−ＶＮＴsat[t]）
−Ｂ１１／Ｃ２１×（ＶＮＴ[t-1]−ＶＮＴsat[t-1]）
【０１００】
また、アンチワインドアップ計算部１１２は、指令値生成部１０８からの指令値Ｕ［ｔ］及び飽和処理部１０９からの最終指令値Ｕsat［ｔ］とを用いてアンチワインドアップ補償量Ｘawu[t]を算出する（ステップＳ４９）。このアンチワインドアップ補償量Ｘawu[t]（＝（ＭＡＦawu[t]，ＭＡＰawu[t]））は、次の時刻ｔ＋１で用いられる。
【０１０１】
図２５で示した新気量についてのアンチワインドアップ補償器３１はＧｐ１１という伝達関数で表され、吸気圧についてのアンチワインドアップ補償器３２はＧｐ２２という伝達関数で表される。このような直達成分Ｇｐ１１及びＧｐ２２についても、上で述べたように遅延成分が含まれている。
【０１０２】
従って、ＭＡＦawu[t]及びＭＡＰawu[t]は、以下のように表される。
ＭＡＦawu[t]＝Ｄ１１／Ｃ１１×ＭＡＦawu[t-1]
＋Ｋ１１／Ｃ１１×（ＥＧＲ[t]−ＥＧＲsat[t]）
ＭＡＰawu[t]＝Ｄ２２／Ｃ２２×ＭＡＰawu[t-1]
＋Ｋ２２／Ｃ２２×（ＶＮＴ[t]−ＶＮＴsat[t]）
【０１０３】
ここでＣ１１及びＤ１１は、直達要素Ｇｐ１１に関連する係数であり、Ｄ２２及びＣ２２は、直達要素Ｇｐ２２に関連する係数である。これらの係数は実際のエンジン１の特性に合わせて設定する。飽和補償量の式と同じ記号は同じ値を表す。Ｋ１１及びＫ２２は、所定の係数であるがこれらの係数についても実際のエンジン１の特性に合わせて設定する。
【０１０４】
上で示したように、ＭＡＦawu[t]及びＭＡＰawu[t]は、１単位時間前の影響を表す第１項と、現在の指令値ＥＧＲ[t]（又はＶＮＴ[t]）と最終指令値ＥＧＲsat[t]（又はＶＮＴsat[t]）との差の影響を表す第２項との和となっている。１単位時間前のデータについては、メモリ等に格納しておき、それを読み出して用いる。さらに、現在の値については、メモリ等に格納しておき、１単位時間後に読み出して用いる。
【０１０５】
そして、ステップＳ４９の後にｔを１インクリメントして（ステップＳ５１）、ステップＳ３３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。
【０１０６】
このようにすることによって、図２５に示したブロック線図を実現し、飽和側及び非飽和側の目標値追従性を向上させることができる。
【０１０７】
［実施の形態５］
第２の実施の形態では新気量を優先して目標値追従性を改善していたが、吸気圧については十分とは言えない。そこで、第２の実施の形態に対して図２９に示すようなアンチワインドアップ補償器３１及び３２を導入する。図２９は、第５の実施の形態についてのブロック線図を示しているが、第２の実施の形態のブロック線図を示す図１９との差は、第４の実施の形態と同じであり、（Ａ）飽和要素１３の入力であるＥＧＲバルブ開度の指令値と飽和要素１３の出力であるＥＧＲバルブ開度の最終指令値との差に、エンジン１におけるＥＧＲバルブ開度が新気量ＭＡＦに作用する度合いを表す直達要素Ｇｐ１１を乗じた結果を新気量ＭＡＦの測定値に加えてネガティブフィードバックする部分と、（Ｂ）飽和要素１７の入力であるＶＮＴノズル開度の指令値と飽和要素１７の出力であるＶＮＴノズル開度の最終指令値との差に、エンジン１におけるＶＮＴノズル開度が吸気圧ＭＡＰに作用する度合いを表す直達要素Ｇｐ２２を乗じた結果を吸気圧ＭＡＰの測定値に加えてネガティブフィードバックする部分とである。すなわち、飽和がない場合の直達要素Ｇｐ１１分の新気量と直達要素Ｇｐ２２分の吸気圧を予測して、フィードバックするものである。
【０１０８】
このようなアンチワインドアップを導入することで、吸気圧についての目標値追従性も向上することが期待される。
【０１０９】
機能ブロック図及び処理フローについては、第４の実施の形態において述べたものに第１の実施の形態に対して第２の実施の形態で行った変更を行えばよい。
【０１１０】
［実施の形態６］
第３の実施の形態では吸気圧を優先して目標値追従性を改善していたが、新気量については十分とは言えない。そこで、第３の実施の形態に対して図３０に示すようなアンチワインドアップ補償器３１及び３２を導入する。図３０は、第６の実施の形態についてのブロック線図を示しているが、第３の実施の形態のブロック線図を示す図２２との差は、第４の実施の形態と同じであり、（Ａ）飽和要素１３の入力であるＥＧＲバルブ開度の指令値と飽和要素１３の出力であるＥＧＲバルブ開度の最終指令値との差に、エンジン１におけるＥＧＲバルブ開度が新気量ＭＡＦに作用する度合いを表す直達Ｇｐ１１を乗じた結果を新気量ＭＡＦの測定値に加えてネガティブフィードバックする部分と、（Ｂ）飽和要素１７の入力であるＶＮＴノズル開度の指令値と飽和要素１７の出力であるＶＮＴノズル開度の最終指令値との差に、エンジン１におけるＶＮＴノズル開度が吸気圧ＭＡＰに作用する度合いを表す直達Ｇｐ２２を乗じた結果を吸気圧ＭＡＰの測定値に加えてネガティブフィードバックする部分とである。すなわち、飽和がない場合の直達要素Ｇｐ１１分の新気量と直達要素Ｇｐ２２分の吸気圧を予測して、フィードバックするものである。
【０１１１】
このようなアンチワインドアップを導入することで、新気量についての目標値追従性も向上することが期待される。
【０１１２】
機能ブロック図及び処理フローについては、第４の実施の形態において述べたものに第１の実施の形態に対して第３の実施の形態で行った変更を行えばよい。
【０１１３】
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るものではない。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。例えばステップＳ４７及びＳ４９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。
【０１１４】
なお、上で述べたエンジン制御装置１０００は、コンピュータ装置であって、図３１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。必要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。）を制御して、必要な測定値を取得する。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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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（例えば実施の形態におけるフィードバック制御量）を算出する制御量算出ステップと、（Ｄ）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、排気循環器のバルブ開度の飽和に対して可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第１の飽和補償量及び可変ノズルターボのノズル開度の飽和に対して排気循環器のバルブ開度を補償するための第２の飽和補償量とから、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。
【０１１７】
上で述べたような第１及び第２飽和補償量を導入することによって、飽和があっても目標値追従性を向上させることができるようになる。
【０１１８】
さらに、上で述べたエンジン制御方法は、（Ｅ）可変ノズルターボのノズル開度の指令値がエンジンの吸気圧に作用する度合いに応じたエンジンの吸気圧のアンチワインドアップ補償量を算出するステップと（Ｆ）排気循環器のバルブ開度の指令値がエンジンの新気量に作用する度合いに応じたエンジンの新気量のアンチワインドアップ補償量を算出するステップとをさらに含むようにしても良い。その際、制御量算出ステップにおいて、エンジンの吸気圧のアンチワインドアップ補償量とエンジンの新気量のアンチワインドアップ補償量とをさらに用いて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ようにしてもよい。このようにすれば、ワインドアップ現象を低減させることができるようになる。なお、制御量算出ステップでは、実施の形態において述べた非干渉化フィルタの処理も含めている場合もある。
【０１１９】
さらに、上で述べたエンジン制御方法は、（Ｇ）可変ノズルターボのノズル開度の指令値がエンジンの新気量に作用する度合いに関する第１の干渉成分と可変ノズルターボのノズル開度の指令値がエンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第１の直達成分とを含む上記第１の飽和補償量を算出するステップと、（Ｈ）排気循環器のバルブ開度の指令値がエンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第２の干渉成分と排気循環器のバルブ開度の指令値がエンジンの新気量に作用する度合いに関する第２の直達成分とを含む第２の飽和補償量を算出するステップとをさらに含むようにしてもよい。
【０１２０】
例えば第１又は第４の実施の形態のように、非飽和側を優先して目標値に追従させる場合には効果的である。
【０１２１】
さらに、上で述べたエンジン制御方法は、（Ｉ）排気循環器のバルブ開度の指令値がエンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第２の干渉成分と排気循環器のバルブ開度の指令値がエンジンの新気量に作用する度合いに関する第２の直達成分とを含む第１の飽和補償量を算出するステップと、（Ｊ）第２の干渉成分と第２の直達成分とを含む第２の飽和補償量を算出するステップとをさらに含むようにしてもよい。
【０１２２】
例えば第２又は第５の実施の形態のように、新気量を優先して目標値に追従させる場合には効果的である。
【０１２３】
また、上で述べたエンジン制御方法は、（Ｋ）可変ノズルターボのノズル開度の指令値がエンジンの新気量に作用する度合いに関する第１の干渉成分と排気循環器のバルブ開度の指令値がエンジンの新気量に作用する度合いに関する第２の直達成分とを含む第１の飽和補償量を算出するステップと、（Ｌ）第１の干渉成分と第２の直達成分とを含む第２の飽和補償量を算出するステップと、をさらに含むようにしてもよい。
【０１２４】
例えば第３又は第６の実施の形態のように、吸気圧を優先して目標値に追従させる場合には効果的である。
【０１２５】
また、エンジン制御装置（図３２）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センサ値取得部と、（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目標値取得部と、（Ｃ）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と、（Ｄ）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、排気循環器のバルブ開度の飽和に対して可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第１の飽和補償量及び可変ノズルターボのノズル開度の飽和に対して排気循環器のバルブ開度を補償するための第２の飽和補償量とから、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生成部とを有する。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
（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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値と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、前記排気循環器のバルブ開度の飽和に対して前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第１の飽和補償量、及び前記可変ノズルターボのノズル開度の飽和に対して前記排気循環器のバルブ開度を補償するための第２の飽和補償量とから、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。
【０１２９】
（付記２）
前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに応じた前記エンジンの吸気圧のアンチワインドアップ補償量を算出するステップと、
前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに応じた前記エンジンの新気量のアンチワインドアップ補償量を算出するステップと、
をさらに前記プロセッサに実行させ、
前記制御量算出ステップにおいて、
前記エンジンの吸気圧のアンチワインドアップ補償量と前記エンジンの新気量のアンチワインドアップ補償量とをさらに用いて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
付記１記載のエンジン制御プログラム。
【０１３０】
（付記３）
前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第１の干渉成分と前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第１の直達成分とを含む前記第１の飽和補償量を算出するステップと、
前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第２の干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第２の直達成分とを含む前記第２の飽和補償量を算出するステップと、
をさらに、前記プロセッサに実行させるための付記１又は２記載のエンジン制御プログラム。
【０１３１】
（付記４）
前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの吸気圧に作用する度合いに関する第２の干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第２の直達成分とを含む前記第１の飽和補償量を算出するステップと、
前記第２の干渉成分と前記第２の直達成分とを含む前記第２の飽和補償量を算出するステップと、
をさらに、前記プロセッサに実行させるための付記１又は２記載のエンジン制御プログラム。
【０１３２】
（付記５）
前記可変ノズルターボのノズル開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第１の干渉成分と前記排気循環器のバルブ開度の指令値が前記エンジンの新気量に作用する度合いに関する第２の直達成分とを含む前記第１の飽和補償量を算出するステップと、
前記第１の干渉成分と前記第２の直達成分とを含む前記第２の飽和補償量を算出するステップと、
をさらに、前記プロセッサに実行させるための付記１又は２記載のエンジン制御プログラム。
【０１３３】
（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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値と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、前記排気循環器のバルブ開度の飽和に対して前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第１の飽和補償量、及び前記可変ノズルターボのノズル開度の飽和に対して前記排気循環器のバルブ開度を補償するための第２の飽和補償量とから、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、
を含むエンジン制御方法。
【０１３４】
（付記７）
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と、エンジン回転数の設定値と、前記エンジンの吸気圧の測定値及び新気量の測定値とを取得するセンサ値取得部と、
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目標値取得部と、
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、前記排気循環器のバルブ開度の飽和に対して前記可変ノズルターボのノズル開度を補償するための第１の飽和補償量、及び前記可変ノズルターボのノズル開度の飽和に対して前記排気循環器のバルブ開度を補償するための第２の飽和補償量とから、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生成部と、
を有するエンジン制御装置。
【符号の説明】
【０１３５】
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    １０９  飽和処理部
１１０  飽和補償量計算部    １１１  加算部
１１２  アンチワインドアップ計算部
１  エンジン    ２  吸気圧センサ    ３  新気量センサ
【図１】
0005584531.tif 000003
【図２】
0005584531.tif 000004
【図３】
0005584531.tif 000005
【図４】
0005584531.tif 000006
【図５Ａ】
0005584531.tif 000007
【図５Ｂ】
0005584531.tif 000008
【図６Ａ】
0005584531.tif 000009
【図６Ｂ】
0005584531.tif 000010
【図７】
0005584531.tif 000011
【図８Ａ】
0005584531.tif 000012
【図８Ｂ】
0005584531.tif 000013
【図８Ｃ】
0005584531.tif 000014
【図８Ｄ】
0005584531.tif 000015
【図９Ａ】
0005584531.tif 000016
【図９Ｂ】
0005584531.tif 000017
【図９Ｃ】
0005584531.tif 000018
【図９Ｄ】
0005584531.tif 000019
【図１０】
0005584531.tif 000020
【図１１Ａ】
0005584531.tif 000021
【図１１Ｂ】
0005584531.tif 000022
【図１１Ｃ】
0005584531.tif 000023
【図１１Ｄ】
0005584531.tif 000024
【図１２Ａ】
0005584531.tif 000025
【図１２Ｂ】
0005584531.tif 000026
【図１２Ｃ】
0005584531.tif 000027
【図１２Ｄ】
0005584531.tif 000028
【図１３】
0005584531.tif 000029
【図１４】
0005584531.tif 000030
【図１５Ａ】
0005584531.tif 000031
【図１５Ｂ】
0005584531.tif 000032
【図１５Ｃ】
0005584531.tif 000033
【図１５Ｄ】
0005584531.tif 000034
【図１６Ａ】
0005584531.tif 000035
【図１６Ｂ】
0005584531.tif 000036
【図１６Ｃ】
0005584531.tif 000037
【図１６Ｄ】
0005584531.tif 000038
【図１７】
0005584531.tif 000039
【図１８】
0005584531.tif 000040
【図１９】
0005584531.tif 000041
【図２０Ａ】
0005584531.tif 000042
【図２０Ｂ】
0005584531.tif 000043
【図２０Ｃ】
0005584531.tif 000044
【図２０Ｄ】
0005584531.tif 000045
【図２１Ａ】
0005584531.tif 000046
【図２１Ｂ】
0005584531.tif 000047
【図２１Ｃ】
0005584531.tif 000048
【図２１Ｄ】
0005584531.tif 000049
【図２２】
0005584531.tif 000050
【図２３Ａ】
0005584531.tif 000051
【図２３Ｂ】
0005584531.tif 000052
【図２３Ｃ】
0005584531.tif 000053
【図２３Ｄ】
0005584531.tif 000054
【図２４Ａ】
0005584531.tif 000055
【図２４Ｂ】
0005584531.tif 000056
【図２４Ｃ】
0005584531.tif 000057
【図２４Ｄ】
0005584531.tif 000058
【図２５】
0005584531.tif 000059
【図２６Ａ】
0005584531.tif 000060
【図２６Ｂ】
0005584531.tif 000061
【図２６Ｃ】
0005584531.tif 000062
【図２６Ｄ】
0005584531.tif 000063
【図２７】
0005584531.tif 000064
【図２８】
0005584531.tif 000065
【図２９】
0005584531.tif 000066
【図３０】
0005584531.tif 000067
【図３１】
0005584531.tif 000068
【図３２】
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