(57)【要約】【課題】２段階ターボ過給機のようなターボ過給機を有するディーゼル機関のような内燃機関を提供する。【解決手段】弁（５０）は、ＥＧＲシステム（３８）を選択的に作動状態及び非作動状態にし、かつ弁のための作動の設定値に関する値を作り出す制御システムの制御下で排気ガスにターボ過給機タービン（２０）の段階（２０Ｔ）を選択的に迂回させる。制御システムは、ＥＧＲシステムが作動状態にある時に設定値の値を作り出すために制御システムが第２のマップセット（８０、１４８）内のデータを除外して用いるデータを含む第１のマップセット（６０、１４２）を含む。ＥＧＲシステムが非作動状態にある時には、制御システムは、設定値を作り出すために第１のマップセット内のデータを除外して第２のマップセット内のデータを用いる。【選択図】図１
2008536055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関のために燃焼過給空気を作り出すためのターボ過給機コンプレッサを含む吸気システムと、
機関を作動させるために過給空気及び燃料を燃焼させる燃焼チャンバと、
前記燃焼チャンバから燃焼によって生じる排気ガスが通過し、かつ前記ターボ過給機コンプレッサを作動させるために排気ガスを用いるターボ過給機タービンを含む排気システムと、
前記排気システムから前記吸気システムに一部の排気ガスを再循環させるためのＥＧＲシステムと、
排気ガスに選択的に前記タービンの段階を迂回させるための弁と、
前記ＥＧＲシステムを選択的に作動状態及び非作動状態にするための、かつ前記弁が排気ガスに前記タービン段階を迂回させる程度を定める該弁のための作動の設定値に関する値を作り出すための制御システムと、
を含み、
前記制御システムは、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時に前記設定値の値を作り出すために該制御システムが第２のマップセット内のデータを除外して用いるデータを含む第１のマップセットを含み、該制御システムは、該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時に該設定値の値を作り出すために該第１のマップセット内の該データを除外して該第２のマップセット内の該データを用いる、
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記第１のマップセットは、エンジン燃料補給値域内の特定のエンジン燃料補給範囲及びエンジン速度値域内の特定のエンジン速度範囲の両方に各々が相関するデータ値を含む第１のマップを含み、前記第２のマップセットは、エンジン燃料補給値域内の特定のエンジン燃料補給範囲及びエンジン速度値域内の特定のエンジン速度範囲の両方に各々が相関するデータ値を含む第２のマップを含み、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時には、前記制御システムは、前記設定値の値を作り出す更に別の処理に向けて現在のエンジン速度及び現在のエンジン燃料補給に基づいて該第１のマップからデータ値を選択し、該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時には、該制御システムは、該設定値の値を作り出す更に別の処理に向けて現在のエンジン速度及び現在のエンジン燃料補給に基づいて該第２のマップからデータ値を選択することを特徴とする請求項１に記載の機関。
【請求項３】
前記制御システムは、閉ループ制御部分を含み、これは、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時に前記弁の閉ループ制御に向けて前記第１のマップからの前記選択データ値を処理し、かつ該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時に該弁の閉ループ制御に向けて前記第２のマップからの前記選択データ値を処理することを特徴とする請求項２に記載の機関。
【請求項４】
前記制御システムは、前記弁を制御するために前記閉ループ制御部分と協働するフィードフォワード制御部分を更に含み、前記第１のマップセットは、各々がエンジン燃料補給値域内の特定のエンジン燃料補給範囲及びエンジン速度値域内の特定エンジン速度範囲の両方と相関するフィードフォワードデータ値を含む第３のマップを含み、前記第２のマップセットは、各々がエンジン燃料補給値域内の特定のエンジン燃料補給範囲及びエンジン速度値域内の特定エンジン速度範囲の両方と相関するデータ値を含む第４のマップを含み、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時には、該制御システムは、該弁の制御のためのフィードフォワード成分を作り出す更に別の処理に向けて現在のエンジン速度及び現在のエンジン燃料補給に基づいて該第３のマップからデータ値を選択し、該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時には、該制御システムは、該弁の制御のためのフィードフォワード成分を作り出す更に別の処理に向けて現在のエンジン速度及び現在のエンジン燃料補給に基づいて該第４のマップからデータ値を選択することを特徴とする請求項３に記載の機関。
【請求項５】
両方のマップセット内の前記データは、排気逆圧、マニホルド絶対圧、及びマニホルドゲージ圧のうちの１つを含むパラメータによって測定され、前記制御システムは、該マップデータが測定される該パラメータと同じパラメータで測定されたフィードバックによって制御ループを閉じる閉ループ制御を含むことを特徴とする請求項１に記載の機関。
【請求項６】
前記ターボ過給機は、低圧段階に対して上流流れ関係にある高圧段階を含み、前記弁は、該高圧段階を迂回することを特徴とする請求項１に記載の機関。
【請求項７】
機関のために燃焼過給空気を作り出すためのターボ過給機コンプレッサを含む吸気システムと、該機関を作動させるために過給空気及び燃料を燃焼させる燃焼チャンバと、該燃焼チャンバから燃焼によって生じる排気ガスが通過し、かつ該ターボ過給機コンプレッサを作動させるために排気ガスを用いるターボ過給機タービンを含む排気システムと、該排気システムから該吸気システムに一部の排気ガスを再循環させるためのＥＧＲシステムと、排気ガスに選択的に該タービンの段階を迂回させるための弁とを有する内燃機関のための制御システムであって、
ＥＧＲシステムを選択的に作動状態及び非作動状態にし、かつ弁が排気ガスにタービン段階を迂回させる程度を定める該弁のための作動の設定値に関する値を作り出すためのデータを処理するためのプロセッサと、該ＥＧＲシステムが作動状態にあることに基づく設定値データを含む第１のマップセットと、該ＥＧＲシステムが非作動状態にあることに基づく設定値データを含む第２のマップセットと、
を含み、
前記プロセッサは、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時に前記設定値の値を作り出すために前記第２のマップセットからではなく前記第１のマップセットから選択したデータを処理し、かつ該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時に該設定値の値を作り出すために前記第１のマップセットからではなく前記第２のマップセットから選択したデータを処理する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記第１のマップセットは、エンジン燃料補給値域内の特定のエンジン燃料補給範囲及びエンジン速度値域内の特定のエンジン速度範囲の両方に各々が相関するデータ値を含む第１のマップを含み、前記第２のマップセットは、エンジン燃料補給値域内の特定のエンジン燃料補給範囲及びエンジン速度値域内の特定のエンジン速度範囲の両方に各々が相関するデータ値を含む第２のマップを含み、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時には、前記プロセッサは、前記設定値の値を作り出す更に別の処理に向けて現在のエンジン速度及び現在のエンジン燃料補給に基づいて該第１のマップからデータ値を選択し、該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時には、該プロセッサは、該設定値の値を作り出す更に別の処理に向けて現在のエンジン速度及び現在のエンジン燃料補給に基づいて該第２のマップからデータ値を選択することを特徴とする請求項７に記載の制御システム。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記弁の制御に向けて閉ループ制御成分を作り出すためのデータを処理し、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時には、前記第１のマップからの前記選択データ値を閉ループ制御への指令入力として処理し、かつ該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時には、前記第２のマップからの前記選択データ値を閉ループ制御への指令入力として処理することを特徴とする請求項８に記載の制御システム。
【請求項１０】
前記プロセッサはまた、前記弁の制御に向けてフィードフォワード制御成分を作り出すためのデータを処理し、前記第１のマップセットは、各々がエンジン燃料補給値域内の特定のエンジン燃料補給範囲及びエンジン速度値域内の特定エンジン速度範囲の両方と相関するフィードフォワードデータ値を含む第３のマップを含み、前記第２のマップセットは、各々がエンジン燃料補給値域内の特定のエンジン燃料補給範囲及びエンジン速度値域内の特定エンジン速度範囲の両方と相関するデータ値を含む第４のマップを含み、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時には、該プロセッサは、該フィードフォワード制御成分を作り出す更に別の処理に向けて現在のエンジン速度及び現在のエンジン燃料補給に基づいて該第３のマップからデータ値を選択し、該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時には、制御システムは、フィードフォワード制御成分を作り出す更に別の処理に向けて現在のエンジン速度及び現在のエンジン燃料補給に基づいて該第４のマップからデータ値を選択することを特徴とする請求項９に記載の制御システム。
【請求項１１】
両方のマップセット内の前記データは、排気逆圧、マニホルド絶対圧、及びマニホルドゲージ圧のうちの１つを含むパラメータによって測定され、
前記マップデータが測定される前記パラメータと同じパラメータで測定されたフィードバックによって制御ループを閉じる閉ループ制御を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の制御システム。
【請求項１２】
機関のために燃焼過給空気を作り出すためのターボ過給機のコンプレッサを含む吸気システムと、該機関を作動させるために過給空気及び燃料を燃焼させる燃焼チャンバと、該燃焼チャンバから燃焼によって生じる排気ガスが通過し、かつ該コンプレッサを作動させるために排気ガスによって作動する該ターボ過給機のタービンを含む排気システムと、該排気システムから該吸気システムに一部の排気ガスを再循環させるためのＥＧＲシステムと、該タービンを作動させるために排気ガスを選択的に利用するための装置とを有する内燃機関においてターボ過給機を制御する方法であって、
ＥＧＲシステムを選択的に作動状態及び非作動状態にし、かつタービンを作動させるために排気ガスが利用される程度を定めるターボ過給機のための作動の設定値に関する値を作り出すためのデータを処理する段階と、
前記ＥＧＲシステムが作動状態であることに基づく設定値データを含む第１のマップセットから、現在のエンジン速度及びエンジン負荷と相関する設定値データ値を選択するためのデータを処理し、かつ前記ターボ過給機のための作動の前記設定値を作り出すために該ＥＧＲシステムが作動状態にある時の該第１のマップからの該選択設定値データ値を更に処理する段階と、
前記ＥＧＲシステムが非作動状態であることに基づく設定値データを含む第２のマップセットから、現在のエンジン速度及びエンジン負荷と相関する設定値データ値を選択するためのデータを処理し、かつ前記ターボ過給機のための作動の前記設定値を作り出すために該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時の該第２のマップからの該選択設定値データ値を更に処理する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記ターボ過給機のための作動の前記設定値に関する閉ループ制御成分を作り出すためのデータを処理し、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時には、前記第１のマップセットのマップからの前記選択設定値データ値を閉ループ制御に対する指令入力として処理し、該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時には、前記第２のマップセットのマップからの前記選択設定値データ値を閉ループ制御に対する指令入力として処理する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ターボ過給機のための作動の前記設定値に関するフィードフォワード制御成分を作り出すためのデータを処理し、前記ＥＧＲシステムが作動状態にある時には、該フィードフォワード制御成分を作り出すために前記第１のマップセットの第２のマップからの選択データ値を処理し、該ＥＧＲシステムが非作動状態にある時には、該フィードフォワード制御成分を作り出すために前記第２のマップセットの第２のマップからの選択データ値を処理する段階を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
弁が排気ガス流れに前記タービンの段階を迂回させる程度を設定するために前記ターボ過給機のための作動の設定値に関する前記値を用いる段階を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２段階ターボ過給機のようなターボ過給機を有するディーゼル機関のような内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
機関のための公知のターボ過給機システムは、直列流れ関係にある高及び低圧タービンと、高圧タービンと並列流れ関係にあり、エンジン制御システムの制御下にあるバイパス弁とを含む２段階ターボ過給機を含む。エンジン制御システムは、機関を作動している方式に従って排気逆圧及びエンジンブーストが適切な方法で調節されるようにバイパス弁を制御するために様々なデータを処理する。高圧段階は、低速域エンジン性能に向けて最適化された比較的小さなサイズを有するように設計することができ、一方で低圧段階は、高速域性能に向けて比較的大きなサイズで設計することができる。
【０００３】
適用される法律及び規制への準拠を達成するために、様々な周囲条件下で広範なエンジン作動状態にわたってテールパイプ放出を制御するのを助けるために排気再循環（ＥＧＲ）が一般的に用いられる。しかし、エンジン技術者は、適用される法律及び／又は規制に違反せずにある一定の方法でエンジン作動に影響を与えるある一定の状況の中でＥＧＲの使用を一時的に停止することは適切であると考えるであろう。ＥＧＲのそのような一時的不使用の理由は、単にＥＧＲが不用であり、ＥＧＲが重要な効果を持たず、又はＥＧＲが実際に有害であることを含む場合がある。別の可能な理由は、そのような状況が優勢である間は、ＥＧＲの十分に的確な制御を達成することができないことである。
【０００４】
ターボ過給機制御手法では、広範なエンジン作動にわたってＥＧＲを含む多くのエンジン作動パラメータを考慮に入れることができる。優勢な状況がＥＧＲを非作動にすることを要求する間に機関が作動する時には、ターボ過給機制御手法は、非作動ＥＧＲに対する適応を必要とする。
この手法を非作動ＥＧＲに適応させ損ねることによって、エンジン性能及び／又は耐久性に有害な方法で機関を作動させる可能性がある。１つの結果は、機関が低温であるか又は過熱ポイントに至るまでの極めて高温であるようなある一定の優勢な状況は、このような状況の中でＥＧＲが非作動にされることを要求するので、ブーストを増大するように努めるターボ過給機制御手法によってそうすることが不適切である時に引き起こされる望ましくない排気逆圧（ＥＢＰ）の上昇である。
【発明の開示】
【０００５】
１つの点では、本発明は、そのような望ましくないエンジンＥＢＰ上昇を回避するようにターボ過給機制御手法を適応させるためのシステム及び方法に関する。
開示する本発明の好ましい実施形態では、ターボ過給機の設定値に関するデータ値を含む複数のマップセットを用いる。エンジン制御システムがＥＧＲシステムを作動状態にしているか又は非作動状態にしているかに依存して、１つのマップセットを別のマップセットを除外して用いる。機関が低温又は過高温である時には、ＥＧＲシステムを非作動状態にし、１つのマップセットを別のマップセットを除外して用いてターボ過給機の設定値、及び従ってエンジン排気マニホルドでのＥＢＰ及びエンジン吸気マニホルドでのマニホルド絶対圧（ＭＡＰ）の両方を制御する。エンジン温度が低温又は過高温のいずれでもない時には、ＥＧＲシステムを作動状態にし、他方のマップセットを上記１つのマップセットを除外して用いる。
【０００６】
設定値は、ＥＢＰ、ＭＡＰ、又はＭＧＰ（マニホルドゲージ圧）に基づくデータ値を含むことができる。好ましくは、システムは、選択マップからの設定値に関するデータ値を指令入力として用い、適切なデータ供給源からのデータ値を、指令入力から減算されてターボ過給機にできる限り設定値の近くに作動させるために継続的にゼロにしようと努める誤差信号を提供するフィードバック入力として用いる閉ループ制御手法を用いる。特定のフィードバック供給源が、マップ内のデータ値によって表される特定のパラメータ、すなわち、ＥＢＰ、ＭＡＰ、又はＭＧＰに対して適切である。
【０００７】
従って、本発明の１つの一般的態様は、機関のために燃焼過給空気を作り出すためのターボ過給機コンプレッサを含む吸気システムと、機関を作動させるために過給空気及び燃料を燃焼させる燃焼チャンバと、燃焼によって生じる排気ガスが燃焼チャンバから中を通過する排気システムとを有する内燃機関に関する。排気システムはまた、ターボ過給機コンプレッサを作動させるために排気ガスを用いるターボ過給機タービンを含む。
【０００８】
ＥＧＲシステムは、作動時に排気システムから吸気システムに一部の排気ガスを再循環させるが、場合によっては、特に機関が低温又は過高温のいずれかの場合は、制御システムによって非作動状態にすることができる。
バイパス弁は、タービン段階を分岐し、開放時には、排気ガスにこの段階を迂回させる。
制御システムは、選択的にＥＧＲシステムを作動状態及び非作動状態にする。また制御システムは、弁が排気ガスにタービン段階を迂回させる程度を定める弁に対する作動の設定値に関する値を作り出し、それによってターボ過給機作動に対する設定値を設定する。
【０００９】
制御システムは、ＥＧＲシステムが作動状態にある時に設定値の値を作り出すのに制御システムが第２のマップセット内のデータを除外して用いるデータを含む第１のマップセットを含む。制御システムは、ＥＧＲシステムが非作動状態にある時に第１のマップセット内のデータを除外して第２のマップセット内のデータを用いる。
更に他の一般的態様は、制御システム及びターボ過給機設定値制御の方法に関する。
現在想定する本発明を実施するための最良の形態を表す本発明の現時点で好ましい実施形態の以下の開示において、上述の事項並びに本発明の更に別の特徴及び利点を理解されるであろう。本明細書は、以下に簡単に説明する図面を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、その中を通じて燃焼のための空気が機関に流入する吸気システム１２、及びその中を通じて燃焼によって生じる排気ガスが機関から流出する排気システム１４を有する例示的内燃機関１０を示している。例示的に機関１０は、低圧段階１８及び高圧段階２０を有する２段階ターボ過給機１６を含むターボ過給機式ディーゼルエンジンである。例示的に機関１０は、吸気マニホルド２２及び排気マニホルド２４を有する多シリンダＶ型エンジンであり、トラックのようなモータ車両で用いる時には車両を推進させるために駆動システム（示していない）を通じて結合する。
【００１１】
吸気システム１２に引き込まれる空気は、低圧段階１８のコンプレッサ１８Ｃへと導く矢印２６によって示している入口経路を辿る。高圧力段階２０のコンプレッサ２０Ｃは、コンプレッサ１８Ｃに対して矢印２８によって印している経路を通じて下流直列流れ関係にある。矢印３０によって印している経路は、コンプレッサ２０Ｃから過給空気冷却器３２及び吸気スロットル弁３４を通って吸気マニホルド２２へと続く。
【００１２】
過給空気は、吸気マニホルド２２から、機関に動力を与えるために燃焼させる組合せを形成するためにその中に燃料を注入するエンジンシリンダ３６に流入する。燃焼によって生じるガスは、排気システム１４を通して排気するが、ある程度の部分は、排気再循環（ＥＧＲ）システム３８を通して再循環させることができる。排気マニホルド２４からの再循環排気ガスは、ＥＧＲ冷却器４２及びＥＧＲ弁４４を通じて吸気マニホルド２２に戻る矢印４０によって印した経路を辿る。
【００１３】
排気マニホルド２４を離れる際に、再循環しない排気ガスは、それぞれの矢印４６、４８によって印している２つの並列経路の片方又は両方をとるように拘束される。経路４６は、高圧段階２０のタービン２０Ｔを含み、経路４８は、バイパス弁５０を含む。タービン２０Ｔ及び弁５０の後に、経路４６、４８は、低圧段階１８のタービン１８Ｔに導く共通経路５２に併合される。タービン１８Ｔの後で大気に排気する前に、排気ガスは、触媒５４のような１つ又はそれよりも多くの排気ガス処理装置を通過させることができる。
【００１４】
排気バイパス弁５０は、エンジン制御システムの制御の下にある。エンジン制御システムは、機関が作動している方式による適切な方式で排気逆圧及びエンジンブーストが調節されるように制御弁５０を制御するための様々なデータを処理する。直列流れ関係にある２つのタービン２０Ｔ、１８Ｔを有し、弁５０がタービン２０Ｔを迂回することが許される排気ガス量の制御をもたらすという利点は、高圧段階２０を小さなサイズのものとし、低速域エンジン性能に向けて最適化して設計することができ、一方で良好な高速域性能に向けて低圧段階１８を大きなサイズのものとして設計することができる点である。
【００１５】
低速域エンジン作動の間に排気バイパス弁５０を閉じることによって、全排気ガス流れは、両方のタービン２０Ｔ、１８Ｔを通過し、両方のコンプレッサ段階によって過給空気が作り出されることから、高圧コンプレッサ２０Ｃは、高い出口圧を作り出すことになる。それによって望ましい増大した低速域ブーストをもたらすことができる。
エンジン作動の中間速度値域及び高速域にわたって、弁５０は、望ましいブースト及び逆圧を達成するのに適切な部分開放又は完全開放の状況になるように作動させることができる。
【００１６】
データを処理するためのアルゴリズムを含む１つ又はそれよりも多くのプロセッサを含むエンジン制御システム内に本発明のターボ過給機バイパス制御（ＴＣＢＣ）手法を実施する。この手法は、弁５０の制御を通じてターボ過給機作動に関する設定値を制御すると考えることができる。
特定の機関のための弁５０の望ましいターボ過給機バイパス制御に関するデータ値は、図２に示しているパラメータＴＣＢＣ＿ＤＥＳである。弁５０を開く程度を設定するためにエンジン制御システムによってこのデータ値を作り出す。ＴＣＢＣ＿ＤＥＳのデータ値は、主にエンジン速度及びエンジン負荷の関数である。ＴＣＢＣ＿ＤＥＳのデータ値は、図２に示している汎用マップ６０内に含め、パラメータＮによって表す速度データ、及びエンジン燃料補給データＭＦＤＥＳによって表すエンジン負荷をマップ６０に入力する。
【００１７】
速度及び負荷に関する入力データ値に基づいてＴＣＢＣ＿ＤＥＳのデータ値をマップ６０から選択する。一部のシステムでは、ある一定の過渡条件のための補正及びフィルタリング並びに大気圧及びエンジン温度のようなある一定のパラメータを存在させることができ、様々なデータの制限を適切に実行することができる。実際には、マップ６０は、速度及び負荷データ値と適切に相関する設定値データ値の対応する値域を各々が提供する単一のマップ又は複数の個別マップを含むことができる。保管したデータ値は、パラメータＥＰＢ、ＭＡＰ、又はＭＧＰのいずれかを表すことができる。
【００１８】
弁５０を制御するための基本的手法は、エンジン速度及びエンジン燃料補給のような適切なパラメータに関するデータを繰返し処理することによって弁を開くべき程度を定める設定値を反復計算することを前提とする。設定値は、関連パラメータの値が変化する時に変化する。またこの基本的手法では、ある一定の過渡の発生の効果を設定値計算に含めることによってこの発生を考慮に入れることができる。従って、この手法は、弁開放量が実時間で設定値にできる限り近くに対応するように弁５０を作動させるように努めるこの手法の制御部分への制御入力として計算済み設定値を用いる。そのような処理では、フィードフォワード及びフィードバック制御の組合せを用いることができ、フィードバック制御は、比例積分（ＰＩ）制御を用いるか、又はこの処理においてフィードバック制御のみを用いることができる。
【００１９】
ある一定の作動状態は、この条件が継続する間にＥＧＲの使用を一時的に中断することが適切になる方法でエンジン作動に影響を与える可能性がある。機関が低温又は非常に高温のいずれかであることによってＥＧＲを遮断、すなわち、非作動状態にした時には、ターボ過給機がブーストを増大し、従って、機関への質量空気流量を増し、その結果、大部分が増加した質量流量に起因する許容範囲外のエンジンＥＢＰ上昇を発生させる可能性があることが確認されている。
【００２０】
本発明は、そのようなＥＢＰ上昇を回避するための解決法に向けたものである。本明細書で説明することになるが、いくつかの追加マップを設け、この手法がＥＧＲを一時的に非作動状態にする時に、ＥＧＲが作動状態にある時に用いる他のマップの代りにこれらの追加マップを用いることにより、この解決法を具体化する。この方法で基本的制御手法を維持するが、直前に説明したもののような状況から生じる許容範囲外のＥＢＰ上昇を特に便利な方法で回避するようになっている。
【００２１】
ＴＣＢＣ＿ＤＥＳのデータ値は、それぞれのパラメータＴＣＢＣ＿ＤＥＳ＿ＬＭＮ及びＴＣＢＣ＿ＤＥＳ＿ＬＭＸによって表す最小及び最大制限値への準拠について評価関数７０を実行するパラメータＴＣＢＣ＿ＤＥＳ＿ＳＰ（同じく図２の）のデータ値の評価から生じる。ＴＣＢＣ＿ＤＥＳ＿ＳＰのデータ値がこれらの制限値の範囲内であれば、関数７０はこれを通過させる。このデータ値が最大値を超える場合には、通過する値は、ＴＣＢＣ＿ＤＥＳ＿ＬＭＸの値である。このデータ値が最小値よりも小さい場合には、通過する値は、ＴＣＢＣ＿ＤＥＳ＿ＬＭＮの値である。破線矩形の内側に示しており、ＫＯＥＲ診断及び「Ｐ−Ｉ  Ｃａｌ作成」と呼ぶスイッチ関数７２、７４を診断及び作成の目的で設ける。ターボ過給機式機関がトラックのような生産モータ車両内で作動している場合には、これらのスイッチ関数は、評価に向けてＴＣＢＣ＿ＤＥＳ＿ＳＰのデータ値を関数７０に渡す。
【００２２】
ＴＣＢＣ＿ＤＥＳ＿ＳＰのデータ値は、「１」から「５」までの番号を振った様々なモードに基づいてスイッチ関数７６及びスイッチ関数７８の協働によって選択するパラメータＴＣＢＣ＿ＳＰのデータ値又はパラメータＴＣＢＣ＿ＳＰＦのデータ値のいずれかとすることができる。モード「０」は、生産モータ車両のための通常作動モードを表している。他のモードは、診断又は作成の目的で用いる。
モード「０」では、ＴＣＢＣ＿ＤＥＳ＿ＳＰのデータ値は、ＴＣＢＣ＿ＳＰＦのデータ値である。スイッチ関数７８の状態に依存して、ＴＣＢＣ＿ＳＰＦのデータ値は、ＴＣＢＣ＿ＳＰのデータ値又はマップ８０からのデータ値のいずれかとすることができる。本発明のある一定の原理によると、スイッチ関数７８は、パラメータＥＧＲ＿ＤＩＳＡＢＬＥによって制御する。ＥＧＲの使用を中断した時には、ＥＧＲ＿ＤＩＳＡＢＬＥによってスイッチ関数７８はマップ８０からのデータ値をＴＣＢＣ＿ＳＰＦのデータ値として供与する。ＥＧＲの使用を再開すると、ＥＧＲ＿ＤＩＳＡＢＬＥによってスイッチ関数７８は、ＴＣＢＣ＿ＳＰのデータ値をＴＣＢＣ＿ＳＰＦのデータ値として供与する。
【００２３】
更に別の説明から以下により明らかになるであろうが、本発明の原理に対して重要なのは、Ａ）機関が低温又は過高温のいずれかであることからエンジン制御システムがＥＧＲを非作動状態にする時にＥＢＰの望ましくない上昇を回避する方法で設定値を変更するマップ８０からのデータ値と、Ｂ）エンジン制御システムがＥＧＲを作動状態する時にＴＣＢＣ＿ＳＰのデータ値との上記の選択的使用である。
パラメータＭＦＤＥＳのデータ値は、機関を燃料補給している速度に対応し、あらゆる適切に適切な導出元から導出することができる。パラメータＮに関するデータ値は、エンジン速度に対応し、あらゆる適切に適切な導出元から導出することができる。ＭＦＤＥＳ及びＮは、上述のように複数の個別マップを含むことができる汎用マップ６０への入力である。
【００２４】
単一のマップであるか又は複数のマップであるかに関わらず、マップ６０は、いくつかのデータ値を含み、これらの各々は、それぞれのデータ値対であるエンジン燃料補給ＭＦＤＥＳに関するデータ値及びエンジン速度Ｎに関するデータ値に相関する。エンジン燃料補給ＭＦＤＥＳに関する各データ値は、エンジン燃料補給値域の対応小分割範囲を表し、一方、エンジン速度に関するデータ値は、エンジン速度値域の対応小分割範囲を表している。エンジン燃料補給とエンジン速度とのいずれか所定の組合せにおいて、エンジン燃料補給は、マップ内のこのエンジン燃料補給の小分割範囲のうちの１つの中に収まることになり、またエンジン速度は、このエンジン速度の小分割範囲のうちの１つの中に収まることになり、それによって２つのそれぞれの小分割範囲と相関関係にあるマップ内に保管した特定のデータ値が、関数７０によって更に処理するために供給され、ＥＧＲが作動状態の時にこの手法によって更に処理するのは、この基本的設定値の値である。後に説明することになるが、ＥＧＲが作動状態にない時にこの手法によって更に処理するのは、異なるマップ８０からのデータ値である。
【００２５】
評価関数７０を通過させるデータ値は、弁５０の閉ループ制御に対する入力を形成する。加算関数１２０（図２を参照）は、ループが閉じている箇所である。モード「０」では、関数１２０は、ＴＣＢＣ＿ＤＥＳのデータ値からデータ値ＴＣＢＣ＿ＥＢＰ＿ＥＳＴを減算する。ＴＣＢＣ＿ＥＢＰ＿ＥＳＴのデータ値は、予測によって又はエンジンシステム内の適切な位置にあるセンサのような装置を用いた実測定によって得ることができる。データ値の差分は、上記２つの間の誤差を表している。
マップ６０内に保管したデータがＥＢＰを表す時には、ＴＣＢＣ＿ＥＢＰ＿ＥＳＴのデータ値は、実又は予測ＥＢＰを表している。マップ６０内に保管したデータがＭＡＰを表す時には、ＴＣＢＣ＿ＥＢＰ＿ＥＳＴのデータ値は、実又は予測ＭＡＰを表している。マップ６０内に保管したデータがＭＧＰを表す時には、ＴＣＢＣ＿ＥＢＰ＿ＥＳＴのデータ値は、実又は予測ＭＧＰを表している。
【００２６】
次に、図２に示すように最小及び最大事前設定制限値に対して評価関数１２２によって誤差差分を評価する。誤差差分に関するデータ値が最大事前設定制限値（パラメータＴＣＢＣ＿ＥＲＲ＿ＬＭＸ）のデータ値よりも正である場合には、ＴＣＢＣ＿ＥＲＲ＿ＬＭＸのデータ値を通過させる。誤差差分に関するデータ値が最小事前設定制限値（パラメータＴＣＢＣ＿ＥＲＲ＿ＬＭＮ）のデータ値よりも負である場合には、ＴＣＢＣ＿ＥＲＲ＿ＬＭＮのデータ値を通過させる。誤差差分に関するデータ値が制限値の間にある場合には、実際の誤差差分自体に関するデータ値を通過させる。
【００２７】
通過させた誤差データ値は、パラメータＴＣＢＣ＿ＥＲＲと呼び、続いて図３にＴＣＢＣ＿ＥＲＲを処理する比例関数１３０及び積分関数１３２の両方を含むように示している「ＴＣＢＣ  Ｐ−Ｉ及びフィードフォワード制御」によって処理する。それぞれの利得を各関数１３０、１３２に関連付けし、利得ＫＰを比例関数１３０に関連付け、利得ＫＩを積分関数１３２に関連付ける。各利得は、それ自体が、エンジン燃料補給及びエンジン速度の関数である。
【００２８】
図３は、更に、「ＴＣＢＣ  Ｐ−Ｉ及びフィードフォワード制御」が比例関数１３０に対して利得を設定するためのマップ１３４及び積分機能１３４に対して利得を設定するためのマップ１３６を含むように示している。
マップ１３４は、いくつかの比例利得ＫＰデータ値を含み、これらの各々は、それぞれのデータ値対、エンジン燃料補給ＭＦＤＥＳに関する１つ、及びエンジン速度Ｎに関する１つと相関する。エンジン燃料補給ＭＦＤＥＳに関する各データ値は、エンジン燃料補給値域の対応小分割範囲を表し、一方、エンジン速度に関する各データ値は、エンジン速度値域の対応小分割範囲を表している。エンジン燃料補給とエンジン速度のいずれか所定の組合せにおいて、エンジン燃料補給は、マップ１３４内でこのエンジン燃料補給の小分割範囲のうちの１つの中に収まることになり、またエンジン速度は、このエンジン速度の小分割範囲のうちの１つの中に収まることになり、それによって２つのそれぞれの小分割範囲に対応する比例利得ＫＰの特定のデータ値が、乗算関数１３８に供給される。
【００２９】
マップ１３６は、いくつかの積分利得ＫＩデータ値を含み、これらの各々は、それぞれのデータ値対であるエンジン燃料補給ＭＦＤＥＳに関するデータ値及びエンジン速度Ｎに関するデータ値と相関する。エンジン燃料補給ＭＦＤＥＳに関する各データ値は、エンジン燃料補給値域の対応小分割範囲を表し、一方、エンジン速度に関する各データ値は、エンジン速度値域の対応小分割範囲を表している。エンジン燃料補給とエンジン速度のいずれか所定の組合せにおいて、エンジン燃料補給は、マップ１３６内でこのエンジン燃料補給の小分割範囲のうちの１つの中に収まることになり、またエンジン速度は、このエンジン速度の小分割範囲のうちの１つの中に収まることになり、それによって２つのそれぞれの小分割範囲に対応する積分利得の特定のデータ値が、積分器１４０の積分関数１３２に供給される。積分器１４０は、積分速度を最大及び最小制限値に拘束するためのクランプ論理を含む。
【００３０】
パラメータＴＣＢＣ＿ＦＦＤのデータ値は、ＴＣＢＣ設定値のフィードフォワード成分の大体の目標値を表している。ＴＣＢＣ＿ＦＦＤのデータ値は、様々なモード「０」から「５」に基づいてスイッチ関数１４４とスイッチ関数１４６との協働によって選択するパラメータＴＣＢＣ＿ＥＧＲ＿ＦＦＤのデータ値又はマップ１４２から選択したデータ値のいずれかとすることができる。
モード「０」では、スイッチ関数１４４、１４６の状態により、ＥＧＲ＿ＤＩＳＡＢＬＥの制御下にあるスイッチ関数１４６の状態がＴＣＢＣ＿ＦＦＤのデータ値を決める。ＥＧＲの使用を中断した時には、ＥＧＲ＿ＤＩＳＡＢＬＥによってスイッチ関数は、マップ１４８からのデータ値をＴＣＢＣ＿ＥＧＲ＿ＦＦＤのデータ値として供与する。ＥＧＲの使用を再開すると、ＥＧＲ＿ＤＩＳＡＢＬＥによってスイッチ関数１４６は、ＴＣＢＣ＿ＥＧＲ＿ＦＦＤのデータ値をマップ１４２から選択したデータ値として供与する。
【００３１】
マップ１４２は、ＥＧＲが作動状態にある時に用いるべき設定値の目標値を表すいくつかのデータ値を含む。各設定値目標データ値は、それぞれのデータ値対であるエンジン速度Ｎに関するデータ値及びエンジン燃料補給ＭＦＤＥＳに関するデータ値と相関する。エンジン速度に関する各データ値は、エンジン速度の全値域の対応小分割範囲を表し、一方、燃料補給に関する各データ値は、エンジン燃料補給の全値域の対応小分割範囲を表している。エンジン速度とエンジン燃料補給のいずれか所定の組合せにおいて、エンジン速度は、マップ内の分割速度範囲のうちの１つの中に収まることになり、またエンジン燃料補給は、分割燃料補給範囲のうちの１つの中に収まることになり、それによってＥＧＲを無効化していない時に、２つのそれぞれの小分割範囲に対応する特定の設定値目標値が、更に別の処理に向けて選択される。
【００３２】
マップ１４８は、ＥＧＲが非作動状態にある、すなわち、ＥＧＲが非作動の時に用いるべき設定値目標値を表すいくつかのデータ値を含む。各設定値目標データ値は、それぞれのデータ値対であるエンジン速度Ｎに関するデータ値及びエンジン燃料補給ＭＦＤＥＳに関するデータ値と相関する。エンジン速度に関する各データ値は、エンジン速度の全値域の対応小分割範囲を表し、一方、燃料補給に関する各データ値は、エンジン燃料補給の全値域の対応小分割範囲を表している。エンジン速度とエンジン燃料補給のいずれか所定の組合せにおいて、エンジン速度は、マップ内の分割速度範囲のうちの１つの中に収まることになり、またエンジン燃料補給は、分割燃料補給範囲のうちの１つの中に収まることになり、それによってＥＧＲを無効化していない時に、２つのそれぞれの小分割範囲に対応する特定の設定値目標値が、更に別の処理に向けて選択される。
【００３３】
本発明の一態様は、Ａ）機関が低温であるか又は過高温になることからエンジン制御システムがＥＧＲを一時的に中断する、すなわち、無効化する時の望ましくないＥＢＰ上昇を回避する方法で設定値を変更するマップ１４８からのデータ値と、Ｂ）ＥＧＲが作動状態である、すなわち、ＥＧＲを無効化していない時のマップ１４２からのデータ値との上記選択的使用に関する。
速度及びエンジン燃料補給を用いるフィードフォワード目標設定値選択は、開ループ関数であり、これに対して関数１３０、１３２によって供与する比例及び積分制御は閉ループであることに注意すべきである。従って、この手法は、望ましいＴＣＢＣ設定値を近似計算するのに開ループのフィードフォワード関数に依存し、望ましい設定値に到達するために開ループ関数と連携して機能する閉ループ関数に依存する。
【００３４】
ＴＣＢＣ設定値の開ループ近似計算のために速度及び望ましい燃料補給だけに依存するのではなく、開示する手法は、追加因子として気圧ＢＡＲＯ＿ＫＰＡ及びオフセットを同様に含む。関数発生器１４９及びオフセット（パラメータＴＣＢＣ＿ＤＴＹ＿ＯＦＳＥＴ）は、望ましいＴＣＢＣに少なくとも近似する目標データ値を表すパラメータＴＣＢＣ＿ＤＴＹＪＦＦのデータ値を発生させるために、ＥＧＲが作動状態にあるか否かに依存して、マップ１４２又はマップ１４８のいずれかから得るデータ値と加算関数１５０によって合算される２つの追加データ値を供与する。
ＴＣＢＣ＿ＤＴＹ＿ＦＦのデータ値、比例関数１３０によって供与するＴＣＢＣ＿ＤＴＹ＿Ｐのデータ値、及び積分機能１３２によって供与するＴＣＢＣ＿ＤＴＹ＿Ｉのデータ値は、加算関数１５２によって代数的に合算される。合算から生じるデータ値は、弁５０のための従来のアクチュエータ（示していない）を制御するパラメータＴＣＢＣ＿ＤＴＹ＿ＰＩＦのデータ値である。
【００３５】
ここで要約すると、望ましいＴＣＢＣを制御システムへの入力として作り出し、実際のＴＣＢＣをこの入力にできる限り近接するように対応させるように開示する手法を示した。フィードバックループが閉じる点の前に望ましいＴＣＢＣ入力に様々な形式の補正を適用することができる。本発明の一般原理は、これらの様々な形式の補正のあらゆるものを含み、全てのものを含み、又はこれらのいかなるものも含まないほど十分に広範囲である。本手法は、例えば、１２５ｈｚのようなあらゆる適切な実行速度において実行することができる。
【００３６】
比例制御及び積分制御の組合せ、すなわち、Ｐ−Ｉ制御は、ＴＣＢＣの制御に対して最も適切な好ましいフィードバック制御形式であると考えられる。フィードフォワード開ループ制御とのＰ−Ｉ閉ループ制御の組合せも、望ましいある一定の応用とすることができる。しかし、ＥＧＲの選択的無効化に関する本発明の原理は、開示するフィードフォワード開ループ制御、及びＰ−Ｉ閉ループ制御の他に特定の制御手法を用いて実施することができる。ある一定の制御手法では、フィードフォワード制御の使用は不用とすることができ、この場合は、フィードバック制御のみを用いる。しかし、図３は、マップ１４２、１４８の選択的使用を本発明の態様として例示しており、この選択的使用は、それ自体で本発明の一般原理の範囲内にあり、マップ８０の選択的使用との併用は、マップ８０の選択的使用によって表す一般原理への更に別の改良である。
本発明の現時点で好ましい実施形態を例示して説明したが、本発明の原理は、特許請求の範囲内に収まる全ての実施形態に適合することを認めるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の原理によるエンジン制御システムを有する例示的内燃機関の一般的概略図である。
【図２】本発明の原理によるエンジン制御システムにおいてプログラムしたアルゴリズムを表すソフトウエア手法図の第１の部分を示す図である。
【図３】ソフトウエア手法図の第２の部分を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
２０  ターボ過給機タービン
２０Ｔ  段階
３８  ＥＧＲシステム
５０  弁
【図１】
2008536055.tif 000003
【図２】
2008536055.tif 000004
【図３】
2008536055.tif 000005
【国際調査報告】
2008536055.tif 000006