(57)【要約】【課題】エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づき当該機関の運転状態を制御する制御装置において、変動するパラメータに対応する最適値であって、しかも、平滑に変化する制御量を決定することのできるエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの電子制御装置（ＥＣＵ）は、基本燃料噴射量の適合値を離散データ（格子点座標）として格納した適合値マップと、各格子点座標における補間関数（３次スプライン関数）の傾きを格納した傾きマップとを記憶する。このような２種の制御マップを参照し、各格子点座標間をなめらかに補間した曲面Ｓを作成することにより、エンジン回転数ＮＥやアクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣの変化に合わせて、なめらかに変化する基本燃料噴射量ＱＢの最適値を演算する。【選択図】　図４
2004003390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づいて当該エンジンの制御量を決定する制御装置であって、
前記パラメータと、該パラメータに対応する前記制御量の適合値と、前記制御量を前記パラメータの関数とした場合に当該関数の傾きとなる数値とを離散データの各データ点に記憶し、
前記離散データを構成するデータ点のうち、２つのデータ点の間を補間するように、前記パラメータに基づいて前記制御量を求めるための補間関数を、当該２つのデータ点に含まれる前記パラメータと、前記制御量の適合値と、前記傾きとに基づいて決定する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づいて当該エンジンの制御量を決定する制御装置であって、
前記パラメータと、該パラメータに対応する前記制御量の適合値を離散データとして記憶する適合値マップと、
前記適合値間における制御量を補間する３次スプライン関数の傾きを、前記離散データの各々に対応する数値として記憶する傾きマップと、
を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づいて当該エンジンの制御量を決定する制御装置であって、
前記パラメータに対応する前記制御量の適合値を、等間隔に配列された数値データに対応する離散データとして記憶する適合値マップを有し、
前記適合値間における制御量を３次スプライン関数によって補間する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づいて当該エンジンの制御量を決定する制御方法であって、
前記パラメータに対応する前記制御量の関数を、
前記パラメータに対応する前記制御量の適合値の離散データと、各データ点における当該関数の傾きに基づいて決定する
ことを特徴とするエンジンの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの運転状態を制御する制御装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば内燃機関のようなエンジンの制御装置は、運転状態を反映する複数のパラメータを監視しつつ、これらパラメータに基づき基本燃料噴射量や点火時期等といった各種の制御量を決定する機能を備える。この種の制御装置では一般に、各パラメータに対応する制御量を制御マップ上の離散データとして記憶しておき、この制御マップを適宜参照することにより、各パラメータに対応する制御量の最適値を決定する。
【０００３】
例えば、特開平１１−６２６８４号公報に記載されたエンジンの制御装置は、エンジンの運転状態に関する特定のパラメータ（例えばエンジン回転数）に基づいて特定の制御量（例えば燃料噴射量）を決定するように、当該パラメータに対応する制御量の適合値を、離散データとして制御マップ上に記憶し、各データ点の間を直線で補間することにより、任意のエンジン回転数に対応する燃料噴射量を決定する。このような制御マップを活用することにより、エンジン回転数の変動に応じて最適な燃料噴射量を逐次算出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報記載の装置のように、離散データの各データ点の間を直線で補間した場合、以下のような問題がある。
【０００５】
例えば図６は、エンジン回転数ＮＥに対応する燃料噴射量Ｑの離散データについて、各データ点を直線補間して取得される燃料噴射量の関数値を示す座標平面の一例である。
【０００６】
同図６に示すように、各データ点（ＮＥ２，Ｑ２）、（ＮＥ３，Ｑ３）、（ＮＥ４，Ｑ４）を境にして、燃料噴射量の関数の傾きが不連続に変化している。このため、エンジンの運転制御の実施に際し、このような離散データ及び補間関数に従って制御量を決定すると、エンジン回転数の変化に対し、燃料噴射量の変化率が各データ点を境に急変し、トルクショック等を発生させることになる。
【０００７】
ここで、各データ点の間を、２次関数や３次関数等の曲線で補間するといった方法も考えられるが、そうすると、各補間関数について、最適な係数を決定する処理工程が煩雑となる。とくに、エンジンの運転制御では、各データ点を構成する制御量の適合値自体が学習制御等を通じて逐次変更される場合も多々あるため、各データ点を平滑に結合する関数について、その係数の最適値を逐次演算することは、極めて困難である。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づき当該機関の運転状態を制御する制御装置において、変動するパラメータに対応する最適値であって、しかも、平滑に変化する制御量を決定することのできるエンジンの制御装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づき当該機関の運転状態を制御する方法において、変動するパラメータに対応する最適値であって、しかも、平滑に変化する制御量を決定することのできるエンジンの制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、（１）第１の発明は、エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づいて当該エンジンの制御量を決定する制御装置であって、前記パラメータと、該パラメータに対応する前記制御量の適合値と、前記制御量を前記パラメータの関数とした場合に当該関数の傾きとなる数値とを離散データの各データ点に記憶し、前記離散データを構成するデータ点のうち、２つのデータ点の間を補間するように、前記パラメータに基づいて前記制御量を求めるための補間関数を、当該２つのデータ点に含まれる前記パラメータと、前記制御量の適合値と、前記傾きとに基づいて決定することを要旨とする。
【００１１】
同構成によれば、データ点を境界として隣合う２つの補間関数にとって、当該データ点における傾きが共通するため、両補間関数が滑らかに結ばれるようになるため、エンジンの運転状態に関するパラメータがデータ点を跨いで変動する場合であれ、当該エンジンの制御量が滑らかに変化するようになる。
（２）また、第２の発明は、エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づいて当該エンジンの制御量を決定する制御装置であって、前記パラメータと、該パラメータに対応する前記制御量の適合値を離散データとして記憶する適合値マップと、前記適合値間における制御量を補間する３次スプライン関数の傾きを、前記離散データの各々に対応する数値として記憶する傾きマップと、を備えることを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、データ点を境界として隣合う２つの補間関数にとって、当該データ点における傾きが共通するため、両補間関数が滑らかに結ばれるようになるため、エンジンの運転状態に関するパラメータがデータ点を跨いで変動する場合であれ、当該エンジンの制御量が滑らかに変化するようになる。またとくに、各データ点を滑らかに結ぶ補間関数を決定する上で、補間精度の向上と当該制御装置の演算負荷の軽減とを併せ図ることができるようになる。
（３）また、第３の発明は、エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づいて当該エンジンの制御量を決定する制御装置であって、前記パラメータに対応する前記制御量の適合値を、等間隔に配列された数値データに対応する離散データとして記憶する適合値マップを有し、前記適合値間における制御量を３次スプライン関数によって補間することを要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、データ点を境界として隣合う２つの補間関数にとって、当該データ点における傾きが共通するため、両補間関数が滑らかに結ばれるようになるため、エンジンの運転状態に関するパラメータがデータ点を跨いで変動する場合であれ、当該エンジンの制御量が滑らかに変化するようになる。また、上記マップ上に記憶された適合値の局所的な変化に対し、各データ点を滑らかに結ぶ補間関数を速やかに更新することができる。
（４）また、第４の発明は、エンジンの運転状態に関する特定のパラメータに基づいて当該エンジンの制御量を決定する制御方法であって、前記パラメータに対応する前記制御量の関数を、前記パラメータに対応する前記制御量の適合値の離散データと、各データ点における当該関数の傾きに基づいて決定することを要旨とする。
【００１４】
このような制御方法によれば、データ点を境界として隣合う２つの補間関数にとって、当該データ点における傾きが共通するため、両補間関数が滑らかに結ばれるようになるため、エンジンの運転状態に関するパラメータがデータ点を跨いで変動する場合であれ、当該エンジンの制御量を滑らかに変化させることができる。
【００１５】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用してよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の制御装置及び制御方法を具体化した一実施の形態について説明する。
【００１７】
図１には、本実施の形態の制御装置と、この制御装置の指令信号に基づいて駆動されるエンジンとの電気的な接続を概略的に示すブロック図である。
【００１８】
同図１において、電子制御装置９０は、エンジン１の運転状態を反映する信号（パラメータ）Ｘを機器（例えばセンサ類）１０から入力され、この入力信号Ｘに基づいて決定される指令信号ｆを駆動回路２０に入力する。駆動回路２０は、電子制御装置９０から入力される指令信号ｆに従ってエンジン１の運転状態を制御する。機器１０から電子制御装置９０に入力される信号は所定範囲内で変動することになり、電子制御装置９０は、特定の入力信号に対応する指令信号の適合値を離散データとして、例えば制御マップ上に記憶している。
【００１９】
図２は、電子制御装置９０の制御マップ上における入力信号Ｘ及び指令信号ｆ間の関係の一例を示すグラフである。
【００２０】
グラフ上における各データ点（座標）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５は、電子制御装置９０の制御マップ上に記憶されたデータ（各入力信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５と、各々に対応する指令信号の適合値ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５との関係）から定まる。ここで例えば特定範囲Ｘ１〜Ｘ５内において、入力信号Ｘに対応する指令信号ｆを決定するためには、座標Ｐ１−Ｐ２間、座標Ｐ２−Ｐ３間、座標Ｐ３−Ｐ４間、座標Ｐ４−Ｐ５間を補間する必要がある。
【００２１】
本実施の形態にかかる電子制御装置９０は、各座標間を連結するための補間関数として、３次スプライン関数を適用する。
【００２２】
例えば、指令信号ｆを入力信号の関数として考えた場合、入力信号Ｘｉ（ｉ＝１〜５）に対する指令信号をｆｉ、その傾きをｆｉ′とする。
【００２３】
このとき、区間（Ｘｉ，Ｘｉ＋１）に対する補間関数Ｃｉを、例えば次のように定義する。
【００２４】
【数１】
2004003390.tif 000003
ただし、Ｘ＜Ｘ１，Ｘ＞Ｘ５では、
【００２５】
【数２】
2004003390.tif 000004
とする。このとき、
【００２６】
【数３】
2004003390.tif 000005
ならば、Ｐｉは区間（Ｘ１，Ｘｎ）で一階微分可能である。
【００２７】
したがって、
【００２８】
【数４】
2004003390.tif 000006
したがって、
【００２９】
【数５】
2004003390.tif 000007
以上より、Ｐｉは全区間（Ｘ１，Ｘｎ）で一階微分可能である。
【００３０】
Ｐｉ（ｘ）を媒介変数ｔ（＝ｘ／Δｘ）を用いて書き換えると、
【００３１】
【数６】
2004003390.tif 000008
のようになる。このとき、０≦ｔ≦１であるから、媒介変数ｔのべき剰を求めることは容易である。また、各区間ΔＸを等間隔に設定すれば、各データ点における補間関数の勾配を、中間値の定理によって、
【００３２】
【数７】
2004003390.tif 000009
のように演算することもできる。この場合には、各データ点における勾配を予め設定しておかなくてもよい。
【００３３】
次に、本発明を車載用ディーゼルエンジンの制御装置及び同エンジンの制御方法に適用した具体例について説明する。
【００３４】
〔エンジンシステムの構造及び機能〕
図３において、内燃機関（以下、エンジンという）１は、燃料供給系１０、燃焼室２０、吸気系３０及び排気系４０等を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００３５】
先ず、燃料供給系１０は、サプライポンプ１１、コモンレール１２、燃料噴射弁１３、遮断弁１４、調量弁１６、燃料添加弁１７、機関燃料通路Ｐ１及び添加燃料通路Ｐ２等を備えて構成される。
【００３６】
サプライポンプ１１は、燃料タンク（図示略）から汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｐ１を介してコモンレール１２に供給する。コモンレール１２は、サプライポンプ１１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３に分配する。燃料噴射弁１３は、その内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁弁であり、適宜開弁して燃焼室２０内に直接燃料を噴射供給する。
【００３７】
他方、サプライポンプ１１は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を添加燃料通路Ｐ２を介して燃料添加弁１７に供給する。添加燃料通路Ｐ２には、サプライポンプ１１から燃料添加弁１７に向かって遮断弁１４及び調量弁１６が順次配設されている。遮断弁１４は、緊急時において添加燃料通路Ｐ２を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁１６は、燃料添加弁１７に供給する燃料の圧力（燃圧）ＰＧを制御する。燃料添加弁１７は、その内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁弁であり、還元剤として機能する燃料を、適宜の量、適宜のタイミングで排気系４０のフィルタケーシング４３上流に添加供給する。
【００３８】
吸気系３０は、各燃焼室２０内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を形成する。一方、排気系４０は、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路（排気通路）を形成する。
【００３９】
また、このエンジン１には、周知の過給機（ターボチャージャ）５０が設けられている。ターボチャージャ５０は、シャフト５１を介して連結された回転体５２，５３を備える。一方の回転体（タービンホイール）５２は排気系４０内の排気に晒され、他方の回転体（コンプレッサホイール）５３は、吸気系３０内の吸気に晒される。このような構成を有するターボチャージャ５０は、タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行う。
【００４０】
吸気系３０において、ターボチャージャ５０に設けられたインタークーラ３１は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１よりもさらに下流に設けられたスロットル弁３２は、その開度を無段階に調節することのできる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を変更し、同吸入空気の供給量（流量）を調整する機能を有する。
【００４１】
また、エンジン１には、吸気系３０と排気系４０とを接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）６０が形成されている。このＥＧＲ通路６０は、排気の一部を適宜吸気系３０に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６０には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気（ＥＧＲガス）の流量を自在に調整することができるＥＧＲ弁６１と、ＥＧＲ通路６０を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２が設けられている。
【００４２】
また、排気系４０において、ターボチャージャ５０（タービンホイール５２）の下流には、フィルタケーシング４３が設けられている。フィルタケーシング４３の内部には、排気中に含まれる微粒子の浄化とＮＯｘの浄化とを併せ行う機能を備えたパティキュレートフィルタ（図示略）が収容されている。
【００４３】
また、エンジン１の各部位には、当該部位の環境条件やエンジン１の運転状態に関する信号を出力する各種センサが取り付けられている。
【００４４】
すなわち、レール圧センサ７０は、コモンレール１２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。添加燃料圧センサ７１は、添加燃料通路Ｐ２内の圧力に応じた検出信号を出力する。エアフロメータ７２は、吸気系３０内のスロットル弁３２下流において吸入空気の流量（吸気量）ＧＡに応じた検出信号を出力する。酸素濃度センサ７３は、排気系４０のフィルタケーシング４３内において、排気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する。また、排気温度センサ７４は、フィルタケーシング４３内において排気の温度に応じた検出信号を出力する。また、アクセルポジションセンサ７６はエンジン１のアクセルペダル（図示略）に取り付けられ、同ペダルへの踏み込み量ＡＣＣに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７７は、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これらセンサ７０〜７７は、電子制御装置（ＥＣＵ）９０と電気的に接続されている。
【００４５】
ＥＣＵ９０は、中央処理装置（ＣＰＵ）９１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）９２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３、バックアップＲＡＭ９４およびタイマーカウンタ９５等を備え、これら各部と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路９６と、外部出力回路９７とが双方向性バス９８により接続されて構成される論理演算回路を備える。
【００４６】
このように構成されたＥＣＵ９０は、上記各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、これら信号に基づいて、エンジン１の運転状態に関する各種パラメータを把握し、これらパラメータに基づいてエンジン１の運転状態を最適化するための各種制御を実施する。
【００４７】
〔燃料噴射制御の概要〕
ＥＣＵ９０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１の運転条件に基づき燃料噴射制御を実施する。本実施の形態において燃料噴射制御とは、各燃料噴射弁１３を通じた各燃焼室２０内への燃料噴射の実施に関し、燃料の噴射量Ｑ、噴射タイミング、噴射パターンといったパラメータを設定し、これら設定されたパラメータに基づいて個々の燃料噴射弁１３の開閉弁操作を実行する一連の処理をいう。
【００４８】
ＥＣＵ９０は、このような一連の処理を、エンジン１の運転中所定時間毎に繰り返し行う。燃料の噴射量Ｑは、例えば下記の演算式に従って決定する。
Ｑ＝ＱＢ×Ｃ１×Ｃ２×Ｃ３×…
ただし、
ＱＢ　　　　　　　：基本燃料噴射量
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３　：補正値
ここで、基本燃料噴射量ＱＢは、アクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣ及びエンジン回転数ＮＥ（クランク角センサのパルス信号に基づいて演算することができるパラメータ）に基づきマップを参照して求める。補正値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…は、特定のセンサの検出値に対応する値として予め設定された補正値、或いは、特定のセンサの検出値が目標値に収束するよう適宜更新（増減）される補正値（フィードバック補正値）である。
【００４９】
図４は、エンジン回転数ＮＥ、アクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣ及び基本燃料噴射量ＱＢの関係を示すグラフである。これらパラメータＮＥ，ＡＣＣ，ＱＢ間の関係は、エンジン１の運転制御に適用される制御マップに記憶されている。曲面Ｓは、任意のエンジン回転数ＮＥ及びアクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣから決定づけられる基本燃料噴射量ＱＢ（制御量）の特性面である。ＥＣＵ９０は、特性面Ｓ上の各格子点（黒点にて図示）の座標Ｐ１１〜Ｐ９７と、各格子点座標Ｐ１１〜Ｐ９７を端点とする補間関数（３次スプライン関数）の傾きとをＲＯＭに記憶しておく。そして、各格子点座標における基本燃料噴射量ＱＢと傾きとから決定づけられる補間関数に基づき、任意エンジン回転数ＮＥ及びアクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣから基本燃料噴射量ＱＢを算出する。
【００５０】
図５は、図４のグラフに対応するデータを格納した制御マップの一例である。なお、図５（ａ）は、各格子点座標Ｐ１１〜Ｐ９７における補間関数の傾きを格納した傾きマップであり、図５（ｂ）は、同じく各格子点座標Ｐ１１〜Ｐ９７における基本燃料噴射量ＱＢの適合値を格納した適合値マップである。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、傾きマップには、各格子点座標Ｐ１１〜Ｐ９７に対応する補間関数の傾きとして、２種のデータ（ｆ１１〜ｆ９７，ｇ１１〜ｇ９７）が格納されている。
【００５２】
先ず、アクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣを定数、エンジン回転数ＮＥを独立変数とする３次スプライン関数として、基本燃料噴射量ＱＢを決定する場合、各格子点座標Ｐ１１〜Ｐ９７における関数ｆの傾きをｆ’１１〜ｆ’９７とする。例えば、格子点座標Ｐ５１，Ｐ５２，Ｐ５３，Ｐ５４，Ｐ５５，Ｐ５６，Ｐ５７を結ぶ３次スプライン関数ｆを設定した場合に、各格子点座標Ｐ５１，Ｐ５２，Ｐ５３，Ｐ５４，Ｐ５５，Ｐ５６，Ｐ５７における当該３次スプライン関数ｆの傾きがｆ’５１，ｆ’５２，ｆ’５３，ｆ’，ｆ’５４，ｆ’５５，ｆ’５６，ｆ’５７となる。
【００５３】
次に、エンジン回転数ＮＥを定数、アクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣを独立変数とする３次スプライン関数として、基本燃料噴射量ＱＢを決定する場合、各格子点座標Ｐ１１〜Ｐ９７における関数ｇの傾きをｇ’１１〜ｇ’９７とする。例えば、格子点座標Ｐ１５，Ｐ２５，Ｐ３５，Ｐ４５，Ｐ５５，Ｐ６５，Ｐ７５，Ｐ８５，Ｐ９５を結ぶ３次スプライン関数ｇを設定した場合に、各格子点座標Ｐ１５，Ｐ２５，Ｐ３５，Ｐ４５，Ｐ５５，Ｐ６５，Ｐ７５，Ｐ８５，Ｐ９５における当該３次スプライン関数ｇの傾きがｇ’１５，ｇ’２５，ｇ’３５，ｇ’，ｇ’４５，ｇ’５５，ｇ’６５，ｇ’７５，ｇ’８５，ｇ’９５となる（図４を併せ参照）。
【００５４】
また、図５（ｂ）に示すように、適合値マップには、各格子点座標Ｐ１１〜Ｐ９７に対応する基本燃料噴射量ＱＢの適合値が格納されている。なお、各格子点座標Ｐ１１〜Ｐ９７は両関数ｆ，ｇの交点に相当するため、各格子点座標における両関数ｆ，ｇの関数値ｆ１１〜ｆ９７，ｇ１１〜ｇ９７は基本燃料噴射量ＱＢの適合値として共通することになる。
【００５５】
このようにして電子制御装置５０は、基本燃料噴射量ＱＢの適合値を離散データ（格子点座標）として格納した適合値マップと、各格子点座標における補間関数（３次スプライン関数）の傾きを格納した傾きマップとを記憶する。そして、このような２種の制御マップを参照し、各格子点座標間をなめらかに補間した曲面Ｓを作成することにより、エンジン回転数ＮＥやアクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣの変化に合わせて、なめらかに変化する基本燃料噴射量ＱＢの最適値を演算する。
【００５６】
ここで、従来の制御マップを利用した制御方法では、エンジン回転数ＮＥやアクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣに基づいて基本燃料噴射量ＱＢを決定する場合、各格子点座標間を直線補間することにより基本燃料噴射量ＱＢの最適値を求めていたため、例えば格子点座標を跨いでエンジン回転数ＮＥやアクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣが変化する際、基本燃料噴射量ＱＢの急変が避けられず、トルクショック等の不具合を生じることになっていた。
【００５７】
この点、本実施の形態によれば、各格子点座標と、各格子点座標に対応する関数の傾きを設定することにより、各格子点座標間をなめらかに補間するための３次スプライ関数を決定する。上述したように、各格子点座標間を補間するスプライン関数は、各格子点座標上（各区間の端点）においても一階微分が可能である。すなわち、エンジン回転数ＮＥやアクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣの変動に伴い格子点座標を跨ぐ際にも、基本燃料噴射量ＱＢは急変することなく滑らかに変化するようになる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、エンジン１では、その適合値が離散データとして予めマップ上に格納される基本燃料噴射量ＱＢを決定するための手段として、適合値マップ、傾きマップを用意し、各マップ上のデータ（格子点座標に対応する適合値及び補間関数の傾き）に基づき各格子点座標間を補間する補間関数（３次スプライン関数）を設定することとした。これに限らず、補正値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３等を決定する場合にも、上記２種の制御マップと、これらを参照して決定される補間関数（３次スプライン関数）を活用してもよい。さらに、エンジン１の燃料噴射時期を決定する制御や、ＥＧＲ弁６１の開度を決定する制御等々、エンジンの運転状態に関するパラメータに基づいて当該エンジンの制御量を決定する種々の制御に対し、３次スプライン関数を用いた離散データの補間を適用し、上記実施の形態と同等若しくはこれに準じた効果を奏することができる。
【００５９】
また、制御量の適合値を離散データとしてマップ上に格納する場合、各格子点座標（図４参照）を等間隔に設定しておけば、各格子点座標における補間関数（３次スプライン関数）の傾きを中間値の定理によって演算できることは上述した通りである。この場合、傾きマップは用いずに、適合値マップのみを用い、補間関数（３次スプライン関数）を決定することもできる。例えば周知の空燃比制御のように、特定のセンサの検出値（酸素センサ５４の出力信号）を目標値に収束させるようスロットル弁３２やＥＧＲ弁６１の開度を調整するといったフィードバック制御を行う場合、当該制御を行う過程で、マップ上に記憶された制御量の適合値（離散データ）自体が逐次書き換えられる（適合値の学習が行われる）。すなわち、この適合値の書き換えに伴い補間関数の傾き（最適値）も変動するため、等間隔に設定された格子点座標に対応する適合値マップを採用し、各格子点座標における補間関数（３次スプライン関数）の傾きを適宜演算するのが好ましい。このような制御構造を採用する場合、離散データ（格子点座標）に基づいて形成される制御量の特性面（図４参照）は局所的に変動するようになるが、３次スプライン関数を用いて格子点座標間を補間することで、制御量の特性面は滑らかな状態を保持することができる。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、機関燃焼室内に直接燃料を噴射供給するディーゼルエンジンの燃料噴射量を制御する装置、或いは制御する方法に本発明の制御装置及び制御方法を適用することで、このようなタイプのディーゼルエンジンでは、エンジン回転数やアクセルペダルの踏み込み量の変化に伴いトルクショックが発生し易いため、本発明の制御装置や制御方法が、そのようなトルクショックの抑制に極めて顕著な効果を奏することになる。しかし、これに限らず、機関燃焼室内に直接燃料を噴射供給するガソリンエンジンや、吸気ポート内に燃料を噴射供給するガソリンエンジン等、他のエンジンに本発明を適用しても、上記実施の形態に準ずる効果を奏することはできる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明の制御装置によれば、データ点を境界として隣合う２つの補間関数にとって、当該データ点における傾きが共通するため、両補間関数が滑らかに結ばれるようになるため、エンジンの運転状態に関するパラメータがデータ点を跨いで変動する場合であれ、当該エンジンの制御量が滑らかに変化するようになる。
【００６２】
また、第２の発明の制御装置によれば、データ点を境界として隣合う２つの補間関数にとって、当該データ点における傾きが共通するため、両補間関数が滑らかに結ばれるようになるため、エンジンの運転状態に関するパラメータがデータ点を跨いで変動する場合であれ、当該エンジンの制御量が滑らかに変化するようになる。またとくに、各データ点を滑らかに結ぶ補間関数を決定する上で、補間精度の向上と当該制御装置の演算負荷の軽減とを併せ図ることができるようになる。
【００６３】
また、第３の発明の制御装置によれば、データ点を境界として隣合う２つの補間関数にとって、当該データ点における傾きが共通するため、両補間関数が滑らかに結ばれるようになるため、エンジンの運転状態に関するパラメータがデータ点を跨いで変動する場合であれ、当該エンジンの制御量が滑らかに変化するようになる。また、上記マップ上に記憶された適合値の局所的な変化に対し、各データ点を滑らかに結ぶ補間関数を速やかに更新することができる。
【００６４】
また、第４の発明の制御方法によれば、データ点を境界として隣合う２つの補間関数にとって、当該データ点における傾きが共通するため、両補間関数が滑らかに結ばれるようになるため、エンジンの運転状態に関するパラメータがデータ点を跨いで変動する場合であれ、当該エンジンの制御量を滑らかに変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるエンジンの概略構成図。
【図２】同実施の形態において適用される制御マップの一例。
【図３】図１のエンジンをより具体化した車載用ディーゼルエンジンの概略構成図。
【図４】図３のエンジンの運転制御に適用される制御マップに基づいて決定づけられるエンジン回転数、アクセルペダルの踏み込み量及び基本燃料噴射量の関係を示すグラフ。
【図５】図４のグラフに対応するデータを格納した制御マップの一例。
【図６】従来の制御装置において適用される制御マップの一例。
【符号の説明】
１　エンジン（内燃機関）
１０　燃料供給系
１１　サプライポンプ
１２　コモンレール
１３　燃料噴射弁
１７　燃料添加弁
２０　燃焼室
３０　吸気系
４０　排気系
５０　ターボチャージャ
６０　ＥＧＲ通路
６１　ＥＧＲ弁
７１　添加燃料圧センサ
７３　酸素濃度センサ
７４　排気温度センサ
９０　電子制御装置（ＥＣＵ）
４３　フィルタケーシング
Ｐ１　機関燃料通路
Ｐ２　添加燃料通路
Ｐ１１〜Ｐ９７　格子点座標
ｆ１１〜ｆ９７，ｇ１１〜ｇ９７　制御量の適合値
ｆ’１１〜ｆ’９７，ｇ’１１〜ｇ’９７　格子点座標における補間関数の傾き
【図１】
2004003390.tif 000010
【図２】
2004003390.tif 000011
【図３】
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【図４】
2004003390.tif 000013
【図５】
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【図６】
2004003390.tif 000015