(57)【要約】【課題】内燃機関の制御装置において、最適な操作量の計算を簡易なプラントモデルを用いたモデル予測制御によって行えるようにする。【解決手段】過去の所定期間における操作量の指令値或いは実際値の履歴から線形プラントモデルを用いて過去所定期間における制御量の予測値の履歴を算出する（ステップＳ２２）。また、過去所定期間における制御量の実際値の履歴を取得する（ステップＳ２０）。そして、過去所定期間における制御量の予測値と実際値との差分の履歴に基づきＬＰＶ誤差関数のパラメータを算出する（ステップＳ２４）。そして、ＬＰＶ誤差関数により線形プラントモデルを修正し、修正線形プラントモデルを用いたモデル予測制御によって次回ステップ或いはそれ以降の所定期間における操作量の指令値を算出する（ステップＳ２６，Ｓ２８）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御量と操作量との関係を模擬した線形プラントモデルを用いて、過去の所定期間における前記操作量の指令値或いは実際値の履歴から前記過去所定期間における前記制御量の予測値の履歴を算出する制御量予測値履歴算出手段と、
前記過去所定期間における前記制御量の実際値の履歴を取得する制御量実際値履歴取得手段と、
前記過去所定期間における前記制御量の予測値と実際値との差分の履歴に基づきＬＰＶ誤差関数のパラメータを算出するＬＰＶ誤差関数設定手段と、
前記ＬＰＶ誤差関数により前記線形プラントモデルを修正し、当該修正線形プラントモデルを用いたモデル予測制御によって次回ステップ或いはそれ以降の所定期間における前記操作量の指令値を算出する操作量指令値算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記操作量のベースマップ値を運転条件ごとに記憶した記憶手段と、
前記修正線形プラントモデルを用いて計算される前記制御量の予測値と前記制御量の現在値との差分が所定値以下の場合、前記操作量指令値算出手段により算出された前記操作量の指令値によって現在の運転条件における前記操作量のベースマップ値を更新する更新手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、プラントモデルを用いたモデル予測制御によって操作量を決定する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の内燃機関の制御において、トルク、エミッション、空燃比等の内燃機関の諸挙動を模擬可能なプラントモデルを実装し、プラントモデルを用いて内燃機関の近い将来の動きを予測するモデル予測制御が提案されている。モデル予測制御では、プラントモデルから予測される未来の状態量或いは制御量が目標値に追従するように操作量が決定される。モデル予測制御によれば、従来のフィードバック制御では不可避であった操作の遅れを縮小して内燃機関の制御性を向上させることが期待できる。
【０００３】
ただし、モデル予測制御ではプラントモデルに基づいて予測を行うため、プラントモデルの精度がモデル予測制御による制御性の優劣を左右する。特に、モデル予測制御が大きな効果を発揮する過渡制御において、その傾向は顕著にあらわれる。よって、モデル予測制御で用いるプラントモデルは、精密に構築された物理モデルであることが望ましい。しかし、現実的には、メモリ容量や計算時間といった実装上の制約により、簡易なプラントモデルを用いざるを得ない。当然のことながら、簡易なプラントモデルは精密なプラントモデルに比較してモデル化誤差が大きいため、簡易なプラントモデルをそのまま用いたのでは十分な制御性を得ることは難しい。
【０００４】
このような課題への対応として、特開２０１０−１６３９４９号公報には、プラントモデルの誤差を表現する誤差関数をプラントモデルとは別に用意し、プラントモデルによる制御量の予測値を誤差関数によって補正する手法が提案されている。その手法によれば、プラントモデルの予測誤差を誤差関数によって補償することできるので、理論上はモデル予測制御による予測精度を向上させることができる。ところが、同公報で提案されている誤差関数は非線形関数により記述されているため、その演算を実際の制御装置に実行させることは容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６３９４９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２９９７４号公報
【特許文献３】特開２００９−２３７９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、内燃機関の制御装置において、最適な操作量の計算を簡易なプラントモデルを用いたモデル予測制御によって行えるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を達成するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の制御量と操作量との関係を模擬するプラントモデルとして線形プラントモデルモデルを使用し、その予測誤差を補償するための誤差関数としてＬＰＶ（Linear Parameter Variable）誤差関数を使用する。そして、これら線形モデルを用いたモデル予測制御によって操作量を決定する。
【０００８】
より詳しくは、本発明の１つの形態によれば、本制御装置は、前記線形プラントモデルを用いて過去の所定期間における操作量の指令値或いは実際値の履歴から同所定期間における制御量の予測値の履歴を算出する。また、同所定期間における制御量の実際値の履歴を取得する。そして、前記過去所定期間における制御量の予測値と実際値との差分の履歴に基づき前記ＬＰＶ誤差関数のパラメータを算出する。本制御装置は、ＬＰＶ誤差関数により線形プラントモデルを修正し、修正線形プラントモデルを用いたモデル予測制御によって次回ステップ或いはそれ以降の所定期間における操作量の指令値を算出する。
【０００９】
本発明のより好ましい形態によれば、本制御装置は、操作量のベースマップ値を運転条件ごとに記憶しておく。そして、修正線形モデルを用いて計算される制御量の予測値と制御量の現在値との差分が所定値以下の場合、本制御装置は、修正線形プラントモデルを用いたモデル予測制御によって算出された操作量の指令値によって現在の運転条件における操作量のベースマップ値を更新する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プラントモデルの予測誤差を補償するための誤差関数をプラントモデルとは別に設けたことにより、プラントモデルは簡易な線形モデルとすることができる。さらに、誤差関数は一次関数式で表されるＬＰＶ誤差関数であるので、制御装置への実装は容易である。本発明によれば、ＬＰＶ誤差関数により線形プラントモデルを修正し、修正線形プラントモデルを用いたモデル予測制御を制御装置に実行させることができるので、定常状態のみならず過渡状態でも最適な操作量を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の制御装置により実行される過渡過給圧制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートに示す過渡過給圧制御において操作量の決定に用いられる目的関数を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２の制御装置により実行される過渡ＥＧＲ制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートに示す過渡ＥＧＲ制御において操作量の決定に用いられる目的関数を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３の制御装置により実行される過渡過給圧制御のためのルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図を参照して説明する。
【００１３】
図１は、実施の形態１及び後述する実施の形態２−４において、本発明の制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。このエンジンシステムに備えられる内燃機関は、ターボ過給機付きのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）である。エンジンの本体２には４つの気筒が直列に備えられ、気筒ごとにインジェクタ８が設けられている。エンジン本体２には吸気マニホールド４と排気マニホールド６が取り付けられている。
【００１４】
吸気マニホールド４にはエアクリーナ２０から取り込まれた新気が流れる吸気通路１０が接続されている。吸気通路１０にはターボ過給機１４のコンプレッサが取り付けられている。吸気通路１０においてコンプレッサ１４の下流にはインタークーラ２２が備えられ、その下流にはスロットル弁２４が設けられている。
【００１５】
排気マニホールド６にはエンジン本体２から出た排気ガスを大気中に放出するための排気通路１２が接続されている。排気通路１２にはターボ過給機１４のタービンが取り付けられている。ターボ過給機１４は可変容量型であって、タービンには可変ノズル１６が備えられている。排気通路１２においてタービンの下流には酸化触媒コンバータ４０とＤＰＦ４２が設けられ、その下流には排気絞り弁４４が設けられている。
【００１６】
本エンジンシステムは、排気系から吸気系へ排気ガスを再循環させるＥＧＲ装置を備えている。ＥＧＲ装置は、吸気通路１０におけるスロットル弁２４の下流の位置と排気マニホールド６とをＥＧＲ通路３０によって接続している。ＥＧＲ通路３０にはＥＧＲ弁３２が設けられている。ＥＧＲ通路３０においてＥＧＲ弁３２の排気側にはＥＧＲクーラ３４が備えられている。
【００１７】
本エンジンシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備える。ＥＣＵ５０は、エンジンシステム全体を総合制御する制御装置である。ＥＣＵ５０は、本エンジンシステムが備える各種センサの信号を取り込み処理する。センサはエンジンシステムの各所に取り付けられている。例えば、吸気通路１０におけるスロットル弁２４の下流には過給圧センサ５４が取り付けられている。また、クランク軸の回転を検出する回転数センサ５２や、アクセルペダルの開度に応じた信号を出力するアクセルペダル開度センサ５６なども取り付けられている。ＥＣＵ５０は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを操作する。ＥＣＵ５０によって操作されるアクチュエータには、可変ノズル１６、スロットル弁２４、ＥＧＲ弁３２などが含まれている。なお、ＥＣＵ５０に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
【００１８】
本実施の形態においてＥＣＵ５０により実行されるエンジン制御には過給圧制御が含まれる。過給圧制御では、過給圧に影響する可変ノズル１６、スロットル弁２４及びＥＧＲ弁３２の各操作量が協調制御される。過給圧制御は、詳しくは、定常状態で実行される定常過給圧制御と、過渡状態で実行される過渡過給圧制御とからなる。本実施の形態で実行されるエンジン制御は、過渡過給圧制御の方法に特徴を有している。本実施の形態では、プラントモデルを用いたモデル予測制御によって過渡過給圧制御が行われる。以下、本実施の形態で実行される過渡過給圧制御の詳細についてフローチャートを用いて説明する。
【００１９】
図２のフローチャートは、本実施の形態でＥＣＵ５０により実行される過渡過給圧制御のためのルーチンを示している。このルーチンのステップＳ２では、イグニッション（ＩＧ）がオンにされたかどうか判定される。イグニッションがオンにされるまでは本ステップにて待機状態となり、イグニッションがオンにされたら次のステップＳ４に進む。
【００２０】
ステップＳ４では、アクセルペダル開度センサ５６の信号から計算されたアクセルペダル開度の勾配、すなわち、時間微分値Ｐｓが取得される。アクセルペダル開度勾配Ｐｓは運転者が車両の加速或いは減速を開始したかどうかを判断するための情報として用いられる。
【００２１】
次のステップＳ６では、ステップＳ４で取得されたアクセルペダル開度勾配Ｐｓの絶対値が所定の開始基準値を上回ったかどうかによって、過渡過給圧制御の実行条件が満たされたかどうか判定される。アクセルペダル開度勾配Ｐｓの絶対値が開始基準値以下である間は、ステップＳ２からＳ６までの工程が繰り返し実施されることで、過渡過給圧制御の実行は保留される。アクセルペダル開度勾配Ｐｓの絶対値が開始基準値を上回った時点で過渡過給圧制御が開始され、次のステップＳ８からＳ２８までの工程の処理が順に実行される。
【００２２】
ステップＳ８では、回転数センサ５２の信号から計算されたエンジン回転数ＮＥが取得されるとともに、燃料噴射装置に対して指示されている燃料噴射量Ｑが取得される。そして、ステップＳ１０では、エンジン回転数と燃料噴射量に要求過給圧を関連付けたマップに基づいて、ステップＳ８で取得されたエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに対応する過給圧の要求値ＰＭdが算出される。
【００２３】
ステップＳ１２からステップＳ２０までの工程では、過去所定期間Ｔb（例えば過去５sec.）における３種類の操作量と制御量の各履歴が取得される。具体的には、ステップＳ１２では、第１の操作量である可変ノズル開度の履歴ＶＮhが取得される。ステップＳ１４では、第２の操作量であるＥＧＲ弁開度の履歴θEGRhが取得される。ステップＳ１６では、第３の操作量であるスロットル弁開度の履歴θTHhが取得される。そして、ステップＳ２０では、制御量である過給圧の履歴ＰＭhが取得される。なお、各操作量の履歴としては、１制御周期ごとに決定される操作量の指令値の履歴が取得される。制御量である過給圧の履歴としては、過給圧センサ５４の信号より１制御周期ごとに計測される実過給圧の履歴が取得される。
【００２４】
ステップＳ２２では、過給圧と各操作量との関係を模擬したプラントモデルを用いて、ステップＳ１２，Ｓ１４及びＳ１６で取得された各操作量の履歴ＶＮh，θEGRh，θTHhから過去所定期間Ｔbにおける過給圧の予測値ＰＭpの履歴が算出される。本実施の形態で用いられるプラントモデルは、精密に構築された物理モデルではなく、ＥＣＵ５０へ容易に実装することのできる簡易な線形モデルである。具体的には、過給圧の予測値ＰＭpと各操作量ＶＮ，θEGR，θTHとを変数とする次の一次関数式がプラントモデルとして使用される。なお、次の式におけるｋは時間ステップであり、ａ0，ａ1，ａ2，ａ3は既知のモデル定数である。
【数１】
2013142376.tif 000003
【００２５】
次のステップＳ２４では、線形プラントモデルの予測誤差を補償するための誤差関数のパラメータの値が同定される。本実施の形態で用いられる誤差関数は、ＥＣＵ５０へ容易に実装することのできるＬＰＶ誤差関数である。具体的には、過給圧の実際値と予測値との差分δＰＭと各操作量ＶＮ，θEGR，θTHとを変数とする次の一次関数式がＬＰＶ誤差関数として用いられる。なお、次の式におけるｂ0，ｂ1，ｂ2，ｂ3はＬＰＶ誤差関数のパラメータである。パラメータｂ0，ｂ1，ｂ2，ｂ3の値は、差分δＰＭの履歴と各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの履歴を用いて同定することができる。
【数２】
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【００２６】
次のステップＳ２６では、ステップＳ２４でパラメータを同定されたＬＰＶ誤差関数によって線形プラントモデルの修正が行われる。修正線形プラントモデルによれば、過給圧の予測値（修正予測値）ＰＭPCと各操作量ＶＮ，θEGR，θTHとの関係は次の式で表される。なお、次の式におけるａ0，ａ1，ａ2，ａ3はモデル定数であり、ｂ0，ｂ1，ｂ2，ｂ3は同定済みのパラメータである。
【数３】
2013142376.tif 000005
【００２７】
そして、ステップＳ２８では、ステップＳ２６で得られた修正線形プラントモデルを用いて目的関数Ｌが設定される。目的関数Ｌは任意に設定することができるが、本実施の形態では、過給圧の実際値を要求値に追従させるために次の式で表される目的関数Ｌが使用される。この目的関数Ｌは、図３にグラフで示すように、現時点から所定期間Ｔ（例えば２sec.）後までの過給圧の修正予測値ＰＭPCと要求値ＰＭdとの差の積分である。
【数４】
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【００２８】
ＥＣＵ５０は、上記の目的関数Ｌを最小にする操作量ＶＮ，θEGR，θTHの値、つまり、操作量ＶＮ，θEGR，θTHの最適値を次の方程式を解くことによって算出する。
【数５】
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【００２９】
ＥＣＵ５０は、このようにして最適化された各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの値を指令値としてドライバにセットする。これにより、過給圧の実際値を要求値に追従させるように、可変ノズル１６、スロットル弁２４及びＥＧＲ弁３２のそれぞれの動作を制御することができる。
【００３０】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図を参照して説明する。
【００３１】
本発明の実施の形態２は、ＥＣＵ５０により実行されるＥＧＲ制御、より詳しくは、過渡状態で実行される過渡ＥＧＲ制御の方法に特徴を有している。本実施の形態では、プラントモデルを用いたモデル予測制御によって過渡ＥＧＲ制御が行われる。以下、本実施の形態で実行される過渡ＥＧＲ制御の詳細についてフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
図４のフローチャートは、本実施の形態でＥＣＵ５０により実行される過渡ＥＧＲ制御のためのルーチンを示している。このルーチンは、前述の過渡過給圧制御のルーチンと同内容の処理を含んでいる。図４のフローチャートでは、過渡過給圧制御のルーチンと同一内容の処理を行う工程については、過渡過給圧制御のルーチンにおいて付されているステップ番号と同一のステップ番号を付している。
【００３３】
このルーチンのステップＳ６では、ステップＳ４で取得されたアクセルペダル開度勾配Ｐｓの絶対値が所定の開始基準値を上回ったかどうかによって、過渡ＥＧＲ圧制御の実行条件が満たされたかどうか判定される。そして、アクセルペダル開度勾配Ｐｓの絶対値が開始基準値を上回った時点で過渡ＥＧＲ制御が開始され、次のステップＳ８からＳ４０までの工程の処理が順に実行される。
【００３４】
本ルーチンでは、ステップＳ８においてエンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑが取得されると、次に、ステップＳ１２からステップＳ１６までの工程において、過去所定期間Ｔb（例えば過去５sec.）における３種類の操作量の各履歴ＶＮh，θEGRh，θTHhが取得される。続くステップＳ３０では、制御量であるＥＧＲ率の履歴ＥＧＲhが取得される。ＥＧＲ率の履歴としては、過給圧や新気量などの情報から１制御周期ごとに計算される実ＥＧＲ率の履歴が取得される。
【００３５】
ステップＳ３２では、ＥＧＲ率と各操作量との関係を模擬した線形プラントモデルを用いて、ステップＳ１２，Ｓ１４及びＳ１６で取得された各操作量の履歴ＶＮh，θEGRh，θTHhから過去所定期間ＴbにおけるＥＧＲ率の予測値ＥＧＲpの履歴が算出される。本実施の形態では、ＥＧＲ率の予測値ＥＧＲpと各操作量ＶＮ，θEGR，θTHとを変数とする次の一次関数式がプラントモデルとして使用される。なお、次の式におけるｋは時間ステップであり、ａ0，ａ1，ａ2，ａ3は既知のモデル定数である。
【数６】
2013142376.tif 000008
【００３６】
次のステップＳ３４では、上記の線形プラントモデルの予測誤差を補償するための誤差関数のパラメータの値が同定される。本実施の形態では、ＥＧＲ率の実際値と予測値との差分δＥＧＲと各操作量ＶＮ，θEGR，θTHとを変数とする次の一次関数式がＬＰＶ誤差関数として用いられる。なお、次の式におけるｂ0，ｂ1，ｂ2，ｂ3はＬＰＶ誤差関数のパラメータである。パラメータｂ0，ｂ1，ｂ2，ｂ3の値は、差分δＥＧＲの履歴と各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの履歴を用いて同定することができる。
【数７】
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【００３７】
次のステップＳ３６では、ステップＳ３４でパラメータを同定されたＬＰＶ誤差関数によって線形プラントモデルの修正が行われる。修正線形プラントモデルによれば、ＥＧＲ率の予測値（修正予測値）ＥＧＲPCと各操作量ＶＮ，θEGR，θTHとの関係は次の式で表される。なお、次の式におけるａ0，ａ1，ａ2，ａ3はモデル定数であり、ｂ0，ｂ1，ｂ2，ｂ3は同定済みのパラメータである。
【数８】
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【００３８】
そして、ステップＳ３８では、ステップＳ３６で得られた修正線形プラントモデルを用いて次の式で表される目的関数Ｌが設定される。本実施の形態の過渡ＥＧＲ制御では、図５にグラフで示すように、現時点から所定期間Ｔ（例えば２sec.）後までの予測ＮＯｘ排出量の累積値が目的関数Ｌとして設定されている。予測ＮＯｘ排出量は、以下の式中に示すように、ＥＧＲ率の修正予測値ＥＧＲPCを変数とする二次関数でモデル化することができる。なお、ｃ0，ｃ1，ｃ2は既知のモデル定数である。
【数９】
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【００３９】
ＥＣＵ５０は、上記の目的関数Ｌを最小にする操作量ＶＮ，θEGR，θTHの値、つまり、操作量ＶＮ，θEGR，θTHの最適値を次の方程式を解くことによって算出する。
【数１０】
2013142376.tif 000012
【００４０】
ＥＣＵ５０は、このようにして最適化された各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの値を指令値としてドライバにセットする。これにより、ＮＯｘの排出量を最小限に抑えるように、可変ノズル１６、スロットル弁２４及びＥＧＲ弁３２のそれぞれの動作を制御することができる。
【００４１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について図を参照して説明する。
【００４２】
本発明の実施の形態３では、定常状態における各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの指令値がマップを用いて算出される。そのマップでは、各操作量ＶＮ，θEGR，θTHのベースマップ値がエンジン回転数と燃料噴射量とに関連付けて記憶されている。ＥＣＵ５０は、エンジンが定常状態にある場合は、現在のエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに対応する各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの値をマップから読み出し、それらを指令値として各アクチュエータ１６，２４，３２の動作を制御する。
【００４３】
本実施の形態は、各操作量ＶＮ，θEGR，θTHのベースマップ値を過渡過給圧制御において更新することに特徴がある。図６のフローチャートは、本実施の形態でＥＣＵ５０により実行される過渡過給圧制御のためのルーチンを示している。図６のフローチャートでは、実施の形態１の過渡過給圧制御のルーチンと同一内容の処理を行う工程については、実施の形態１の過渡過給圧制御のルーチンにおいて付されているステップ番号と同一のステップ番号を付している。
【００４４】
本実施の形態の過渡過給圧制御のルーチンは、ステップＳ２からＳ２８までの工程を実行した後、ステップＳ５０からＳ５８までの工程をさらに実行することに特徴がある。ステップＳ５０では、エンジンの制御状態が定常状態に落ち着いているかどうか判定される。定常状態かどうかは、ステップＳ２８で最適化された各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの時間微分値が所定の基準値を下回ったかどうかによって判断することができる。定常状態に落ち着くまでは、ステップＳ２からＳ２８までの工程の処理が繰り返し実行される。
【００４５】
ステップＳ５０で定常状態と判断された場合、次のステップＳ５２では、その直後におけるエンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑが取得される。また、ステップＳ５４では、過給圧センサ５４の信号より計測される実過給圧の現在値ＰＭcが取得される。
【００４６】
次のステップＳ５６では、修正線形プラントモデルを用いて算出される過給圧の修正予測値ＰＭPCと現在値ＰＭcとの差分が算出される。修正線形プラントモデルの予測精度が高いほど、この差分は小さくなる。ステップＳ５６では、過給圧の修正予測値ＰＭPCと現在値ＰＭcとの差分が所定の閾値以下かどうかによって、修正線形プラントモデルの予測精度が十分かどうか判断される。
【００４７】
ステップＳ５６で修正線形プラントモデルの予測制度が十分と判断された場合、ステップＳ５８の処理が行なわれる。ステップＳ５８では、ステップＳ５２で取得されたエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに対応する各操作量ＶＮ，θEGR，θTHのベースマップ値が特定され、その値がステップＳ２８で算出された各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの最適値によって更新される。これにより、定常状態においても各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの最適値を指令値として各アクチュエータ１６，２４，３２の動作を制御することができる。なお、ステップＳ５６で修正線形プラントモデルの予測制度が不十分と判断された場合は、ステップＳ５８の処理はスキップされる。よって、この場合は各操作量ＶＮ，θEGR，θTHのベースマップ値の更新は行われない。
【００４８】
実施の形態４．
最後に、本発明の実施の形態４について説明する。
【００４９】
本発明の実施の形態４は、ＥＣＵ５０により実行される過渡過給圧制御の方法に特徴を有している。本実施の形態の過渡過給圧制御と実施の形態１のそれとは、最終的な各操作量の指令値の算出方法に違いがある。つまり、図２に示す過渡過給圧制御のルーチンにおいて、ステップＳ２８の工程で実行する処理の内容に違いがある。
【００５０】
本実施の形態では、ＬＰＶ誤差関数と過給圧の最適軌道を実現する操作量の時刻履歴を求める際に安定的な制御結果を得られる操作量の関係から、次回ステップの各操作量を算出する。詳しくは、各操作量ＶＮ，θEGR，θTHに関して次の式の関係が成立するとき、δＰＭ＝０の近傍におけるフィードバック漸近可安定性が保証される。
【数１１】
2013142376.tif 000013
【００５１】
上記の式を変形することで、次回ステップ(k+1)の各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの値は、今回ステップ(k)の値を用いて次の式のように表現できる。このような計算方法によれば、実施の形態１で行われている各操作量の最適値の算出のための繰り返し計算が排除されるので、実施の形態１に比較して各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの算出にかかる計算負荷を低減することができる。
【数１２】
2013142376.tif 000014
【００５２】
ＥＣＵ５０は、上記の式によって算出される各操作量ＶＮ，θEGR，θTHの値を指令値としてドライバにセットすることによって、可変ノズル１６、スロットル弁２４及びＥＧＲ弁３２のそれぞれの動作を制御する。
【００５３】
その他．
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、実施の形態３において実施している各操作量のベースマップ値を更新するための処理は、実施の形態２の過渡ＥＧＲ制御に組み合わせてもよい。
【００５４】
また、本発明はディーゼルエンジン以外のエンジン、例えばガソリンエンジンにも適用することができるし、過給エンジンではなく自然吸気エンジンにも適用することができる。そして、本発明が適用されるエンジンの種類に応じて、詳しくはエンジンの種類によって決まる操作量や制御量に応じて、線形プラントモデルの内容を変更することができる。
【符号の説明】
【００５５】
２  エンジン本体
４  吸気マニホールド
６  排気マニホールド
８  インジェクタ
１０  吸気通路
１２  排気通路
１４  可変容量ターボ過給機
１６  可変ノズル
２４  スロットル弁
３０  ＥＧＲ通路
３２  ＥＧＲ弁
５０  ＥＣＵ
５２  回転数センサ
５４  過給圧センサ
５６  アクセル開度センサ
【図１】
2013142376.tif 000015
【図２】
2013142376.tif 000016
【図３】
2013142376.tif 000017
【図４】
2013142376.tif 000018
【図５】
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【図６】
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