(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の複数の出力値の各々が車両を制御するための共通する複数の入力制御パラメータの値に応じて夫々変化する車両用の制御装置において、各出力値に対して適合操作するのに適した入力制御パラメータの組合せが定められており、各入力制御パラメータと夫々組合されている出力値が互いに調整されて夫々対応する目標出力値となるように各入力制御パラメータを同時にフィードバック制御して入力制御パラメータのパラメータ適合値を探索する適合操作手段と、出力値が目標出力値であるときに目標出力値に対する目標値の評価点が最大となる評価点関数を各出力値に対して設定すると共に各出力値に対する各評価点に基づいて各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあるか否かを評価する評価手段とを具備しており、該評価手段は、各出力値に対する各評価点が夫々対応する基準点よりも大きいか、又は各出力値に対する各評価点の相互関係が、適合していると認められる予め定められた相互関係にあるときに各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあると評価し、更に上記複数の出力値が夫々対応する目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内になったときの上記複数の入力制御パラメータの値に基づいてこれら入力制御パラメータのパラメータ適合値を定める適合値設定手段とを具備した車両用制御装置。
【請求項２】
上記車両の出力値が機関の出力値であり、上記入力制御パラメータが機関の入力制御パラメータである請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
上記機関の出力値は、機関の出力トルク、燃費および排気エミッション量のうちの少くとも二つを含んでいる請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
上記入力制御パラメータは少くとも燃料噴射量および燃料噴射時期を含んでいる請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
上記組合せは、一つの入力制御パラメータと、該入力制御パラメータを変化させたときに感度よく変化する一つの出力値との組合せである請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項６】
上記組合せが燃料噴射量と機関出力トルクからなる請求項５に記載の車両用制御装置。
【請求項７】
上記組合せが燃料噴射時期と燃費からなる請求項５に記載の車両用制御装置。
【請求項８】
上記組合せが燃焼室内に供給される吸入ガス中の酸素濃度と燃焼室から排出されるＮＯX量からなる請求項５に記載の車両用制御装置。
【請求項９】
上記組合せが燃料噴射圧と燃焼室から排出される排気ガスのスモーク濃度からなる請求項５に記載の車両用制御装置。
【請求項１０】
上記組合せが主噴射前に行われるパイロット噴射の量と燃焼騒音からなる請求項５に記載の車両用制御装置。
【請求項１１】
上記組合せは、一つの出力値と複数の入力制御パラメータとの組合せからなり、各出力値は夫々各出力値と組合されている複数の入力制御パラメータを変化させることによって夫々対応する目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内とされる請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項１２】
上記入力制御パラメータと、該入力制御パラメータと組合されている出力値との関係が感度関数の形で求められており、入力制御パラメータは該感度関数から求められる感度に応じてフィードバック制御される請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項１３】
上記感度関数は対応する出力値を学習することにより定められる請求項１２に記載の車両用制御装置。
【請求項１４】
上記入力制御パラメータと、該入力制御パラメータと組合されている出力値とが比例関係にある請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項１５】
車両の出力値を入手するための出力値入手手段を具備した請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項１６】
上記出力値入手手段は実際の車両において検出された出力値を車両の出力値として入手する請求項１５に記載の車両用制御装置。
【請求項１７】
入力制御パラメータを入力すると実際の車両の推定出力値を出力する車両モデルを具備しており、上記出力値入手手段は車両モデルの推定出力値を車両の出力値として入手する請求項１５に記載の車両用制御装置。
【請求項１８】
車両モデルの推定出力値と実際の車両において検出された出力値に基づいて車両モデルの推定出力値が実際の車両において検出された出力値に一致するように車両モデルが修正される請求項１７に記載の車両用制御装置。
【請求項１９】
上記車両モデルは制御対象である車両に適した車両モデルに交換可能である請求項１７に記載の車両用制御装置。
【請求項２０】
上記車両モデルは交換可能な記録媒体に記憶されている請求項１９に記載の車両用制御装置。
【請求項２１】
上記車両モデルは制御対象である車両の仕様データを入力すると完成し、該仕様データは交換可能な記録媒体に記憶されている請求項１９に記載の車両用制御装置。
【請求項２２】
車両モデルの各推定出力値に対して適合操作するのに適した入力制御パラメータの組合せが定められており、車両モデルのいずれかの推定出力値が目標出力値の許容適合範囲外になったときには許容適合範囲外となった推定出力値と組合されている入力パラメータに関係する機関制御部分に異常が生じていると判断される請求項１７に記載の車両用制御装置。
【請求項２３】
上記適合操作手段による入力パラメータの適合操作は常時実行される請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項２４】
上記適合操作手段による入力パラメータの適合操作は必要に応じて実行される請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項２５】
上記適合操作手段による入力パラメータの適合操作は限定された演算時間の範囲内で実行される請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項２６】
上記限定された演算時間の範囲内で車両の出力値が目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内にならなかったときには制御システムに異常があると判断される請求項２５に記載の車両用制御装置。
【請求項２７】
上記限定された演算時間の範囲内で車両の出力値が目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内になったときにそのときの入力制御パラメータをそのときの機関運転状態における正常入力制御パラメータとして一時的に記憶する記憶手段を具備し、上記限定された演算時間の範囲内で車両の出力値が目標出力値の許容適合範囲内にならなかったときにはそのときの機関運転状態における記憶された正常入力制御パラメータを入力制御パラメータとして使用する請求項２５に記載の車両用制御装置。
【請求項２８】
上記目標出力値を設定するための目標出力値設定手段を具備した請求項１に記載の車両用制御手段。
【請求項２９】
上記目標出力値は、機関の出力トルク、燃費および排気エミッション量のうちの少くとも二つを含んでいる請求項２８に記載の車両用制御装置。
【請求項３０】
上記排気エミッション量が燃焼室から排出されるＮＯX量である請求項２９に記載の車両用制御装置。
【請求項３１】
上記目標出力値は機関の運転状態に応じて異なる値が設定される請求項２８に記載の車両用制御装置。
【請求項３２】
上記機関の運転状態は機関の要求トルク又は機関回転数のいずれか一方又は双方である請求項３１に記載の車両用制御装置。
【請求項３３】
上記目標出力値の少くとも一部が予め記憶されている請求項２８に記載の車両用制御装置。
【請求項３４】
上記目標出力値の少くとも一部が制御対象である車両の仕様データに基づいて算出される請求項２８に記載の車両用制御装置。
【請求項３５】
入力制御パラメータを入力すると実際の車両の推定出力値を出力する車両モデルを具備しており、該車両モデルを用いて予め定められた走行モードにより車両を走行させたときの運転領域の使用頻度が求められ、該使用頻度を用いて目標出力値が算出される請求項２８に記載の車両用制御装置。
【請求項３６】
上記走行モードが交換可能な記憶媒体に記憶されている請求項３５に記載の車両用制御装置。
【請求項３７】
上記走行モードが通信手段により外部から受信される請求項３５に記載の車両用制御装置。
【請求項３８】
上記目標出力値の少くとも一部が交換可能な記憶媒体に記憶されている請求項２８に記載の車両用制御装置。
【請求項３９】
上記目標出力値の少くとも一部が通信手段により外部から受信される請求項２８に記載の車両用制御装置。
【請求項４０】
機関の要求トルクに対して評価点関数が設定されており、この評価点関数から定まる評価点は出力トルクが目標値のときに最大となり、出力トルクが目標値から低トルク側又は高トルク側のいずれにずれても急激に低下する請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４１】
燃焼室から排出されるＮＯX量に対して評価点関数が設定されており、この評価点関数から定まる評価点はＮＯX量が目標値よりも少ないときに最大となり、ＮＯX量が目標値よりも多くなると低下する請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４２】
ＮＯX量が目標値よりも少ないときには上記適合操作手段は燃費が良くなるように燃費に関係する入力制御パラメータを変化させる請求項４１に記載の車両用制御装置。
【請求項４３】
燃費に対して評価点関数が設定されており、この評価点関数から定まる評価点は燃費が悪くなるほど低下する請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４４】
上記適合操作手段は、いずれかの評価点が他の評価点に対して低いときには評価点の低い出力値を他の出力値に先行して対応する目標出力値に近づけるために該評価点の低い出力値と組合されている入力制御パラメータを優先的に変化させる請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４５】
各出力値に対して設定された評価点関数は出力値が対応する目標出力値から離れるに従って下降する傾斜部分を有し、上記適合操作手段は、評価点関数の傾斜部分の傾斜が急な出力値ほど出力値が急速に目標出力値に近づくように入力制御パラメータをフィードバック制御する請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４６】
上記適合操作手段は、いずれかの出力値を他の出力値に優先して対応する目標出力値に近づけるためにいずれかの入力制御パラメータを優先的に変化させる請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４７】
優先的に目標出力値に近づけられる出力値は機関の運転状態に応じて変化する請求項４６に記載の車両用制御装置。
【請求項４８】
上記適合値設定手段により定められた入力制御パラメータのパラメータ適合値に基づいて車両が制御される請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４９】
上記適合値設定手段は、上記複数の出力値が夫々対応する目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内になったときの上記複数の入力制御パラメータをパラメータ適合値とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項５０】
コンピュータに請求項１から１８，２２から３２，４０から４９のいずれか１項に記載の制御装置を実現させるためのプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用制御装置および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より新らしい内燃機関を開発するときには最適な機関の出力値を得ることのできる機関入力制御パラメータの値を探索する作業、即ち適合作業が行われる。この適合作業では、燃料噴射量や燃料噴射時期のような入力制御パラメータの各値を経験に基づいて少しずつ変化させることにより長い時間をかけて最適な機関の出力値、例えば最適な機関出力トルク、燃費、排気エミッション量等を得ることのできる入力制御パラメータの適合値が探索される。これは新らしい車両を開発するときについても同様である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのように経験に基づいて入力制御パラメータの適合値を探索するといっても入力制御パラメータの数が多くなると最適な各入力制御パラメータの適合値を見い出すことが困難となり、しかも入力制御パラメータの適合値を見い出すために長い時間を要するために開発に時間を要するばかりでなく、多大の労力を必要とするという問題がある。
【０００４】
本発明の目的はこのような問題を解決するために車両又は機関の入力制御パラメータの適合作業をオンボードで自動的に行うことのできる車両用制御装置、および適合作用を行うためのプログラムを記憶した記憶媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的を達成するために、車両の複数の出力値の各々が車両を制御するための共通する複数の入力制御パラメータの値に応じて夫々変化する車両用の制御装置において、各出力値に対して適合操作するのに適した入力制御パラメータの組合せが定められており、各入力制御パラメータと夫々組合されている出力値が夫々対応する目標出力値となるように各入力制御パラメータを同時にフィードバック制御して入力制御パラメータのパラメータ適合値を探索する適合操作手段と、出力値が目標出力値であるときに目標出力値に対する目標値の評価点が最大となる評価点関数を各出力値に対して設定すると共に各出力値に対する各評価点に基づいて各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあるか否かを評価する評価手段とを具備しており、評価手段は、各出力値に対する各評価点が夫々対応する基準点よりも大きいか、又は各出力値に対する各評価点の相互関係が、適合していると認められる予め定められた相互関係にあるときに各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあると評価し、更に複数の出力値が夫々対応する目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内になったときの複数の入力制御パラメータの値に基づいてこれら入力制御パラメータのパラメータ適合値を定める適合値設定手段とを具備している。
【００３０】
更に本発明によれば上述の制御装置を実現させるためのプログラムを記録した記録媒体が提供される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は車両に塔載された内燃機関を示している。この内燃機関は４気筒圧縮着火式内燃機関であるがこの内燃機関は火花点火式内燃機関であってもよい。
図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒３の燃焼室内に向けて燃料を噴射するための電気制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルド、６は機関本体１に取付けられた手動又は自動変速機を夫々示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト７を介してエアクリーナ８に連結され、吸気ダクト７内には吸入空気量を検出するための吸入空気量検出器９が配置されている。更に、吸入空気量検出器９下流の吸気ダクト７内にはステップモータのようなアクチュエータ１０により駆動されるスロットル弁１１が配置され、吸入空気量検出器９上流の吸気ダクト７内には吸入空気温を検出するための温度センサ１２が配置されている。
【００３２】
一方、排気マニホルド５は排気管１３を介して触媒コンバータ１４に連結され、排気管１３内には排気ガスのＮＯX濃度を検出するためのＮＯXセンサ１５および排気ガス温を検出するための温度センサ１６が配置されている。スロットル弁１１下流の吸気ダクト７と排気マニホルド５とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１７を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１７内にはステップモータのようなアクチュエータ１８により駆動されるＥＧＲ制御弁１９が配置されている。
【００３３】
一方、燃料噴射弁２は燃料供給管２０を介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２１に連結される。このコモンレール２１内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２２から燃料が供給され、コモンレール２１内に供給された燃料は各燃料供給管２０を介して燃料噴射弁２に供給される。コモンレール２１にはコモンレール２１内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ２３が取付けられ、燃料圧センサ２３の出力信号に基づいてコモンレール２１内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２２の吐出量が制御される。
【００３４】
また、機関本体１には機関回転数を検出するための回転数センサ２４が取付けられ、更に機関本体１には機関本体１の振動を検出するための振動センサ２５が取付けられる。また、車両に配置されているアクセルペダル２６にはアクセルペダル２６の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２７が接続されている。
【００３５】
車両用制御装置３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５、出力ポート３６、入力ポート３５に接続されたＡＤ変換器３７、および出力ポート３６に接続された駆動回路３８を具備する。図１に示されるように変速機６の変速段等を示す信号、吸入空気量検出器９、温度センサ１２、ＮＯXセンサ１５、温度センサ１６、燃料圧センサ２３、回転数センサ２４、振動センサ２５および負荷センサ２７の各出力信号は夫々対応するＡＤ変換器３７の入力端子３９、又は入力ポート３５への直接入力端子４０に入力され、駆動回路３８の出力端子４１は燃料噴射弁２、変速機６、スロットル弁用アクチュエータ１０、ＥＧＲ制御弁用アクチュエータ１８および燃料ポンプ２２に接続される。
【００３６】
車両用制御装置３０は種々の形式の車両又は内燃機関に対して共通に使用することもできるし、また車両用制御装置３０は必要に応じて交換することもできる。また、この車両用制御装置３０の双方向性バス３１にはＣＤ−ＲＯＭのような交換可能な記憶媒体４２を接続することができる。また、図１には示していないが車両用制御装置３０の入力端子３９，４０には車両に対する種々の検出センサが接続されており、車両用制御装置３０の出力端子４１は車両制御用の種々のアクチュエータに接続されている。
【００３７】
さて、車両に対する適合作業とは、基本的には車両の各出力値が夫々対応する目標出力値となるような車両の入力制御パラメータの値を探索することである。この車両に対する適合作業の中には機関に対する適合作業も含まれており、従って以下車両に対する適合作業の中で代表的な適合作業である機関に対する適合作業を例にとって車両に対する適合作業を説明する。
【００３８】
機関に対する適合作業とは上述した車両に対する適合作業と同じであって基本的には機関の各出力値が夫々対応する目標出力値となるような機関の入力制御パラメータの値を探索することである。この場合、機関の入力制御パラメータとしては燃料噴射量、燃料噴射時期、燃料噴射圧、主燃料の噴射に先だって行われるパイロット噴射の噴射量、吸入空気量、吸入空気温、燃焼室内に供給された吸入空気中の酸素濃度等が存在し、機関の出力値としては機関の出力トルク、燃費、ＮＯX，ＨＣ，ＣＯ等の排気エミッションの量、排気ガス中のスモーク濃度、燃焼騒音、機関の振動、排気ガス温等が存在する。
【００３９】
このように機関の入力制御パラメータおよび機関の出力値は共に数多くのものが存在するが、適合作業を容易に理解しうるように以下燃料噴射量、燃料噴射時期、燃料噴射圧、パイロット噴射量および吸入空気中の酸素濃度を機関の入力制御パラメータとし、機関の出力トルク、燃費、排気ガス中のＮＯX量、排気ガス中のスモーク濃度および燃焼騒音を機関の出力値とした場合を中心に説明する。なお、燃費は単位燃料消費量当りの車両走行距離を言う場合と単位走行距離当りの燃料消費量を言う場合とがあり、前者の場合には燃費が増大するほど燃費はよくなり、後者の場合には燃費が低下するほど燃費がよくなる。従って混乱を避けるために本発明の説明では燃費がよい、又は悪いという表現を用いる。
【００４０】
さて、いずれかの入力制御パラメータ、例えば燃料噴射量を変化させると多くの出力値、即ち機関の出力トルク、燃費、ＮＯX量、スモーク濃度および燃焼騒音が変化する。そこで本発明による実施例では適合作業を行うときには各出力値が夫々対応する目標出力値となるように各入力制御パラメータの値が夫々変化せしめられる。より具体的に言うと、本発明による一実施例では各出力値に対して適合操作するのに適した入力制御パラメータの組合せが定められており、各入力制御パラメータは、各入力制御パラメータと夫々組合されている出力値が夫々対応する目標出力値となるように同時にフィードバック制御される。
【００４１】
このように各入力制御パラメータを同時にフィードバック制御すると各入力制御パラメータの値は、各出力値が夫々対応する目標出力値となるまで互いに調整されつつ自動的に変化し、それによって入力制御パラメータの適合が行われる。しかしながら実際には全出力値を夫々対応する目標出力値とすることのできる入力制御パラメータの値が存在しない場合があり、このような場合には各入力制御パラメータを同時にフィードバック制御しても全出力値は夫々対応する目標出力値とはならない。しかしながら出力値が目標出力値にならなくても許容しうる範囲内にあればよしとするのが適合である。従って本発明による実施例では各出力値が夫々対応する目標出力値にならなくても目標出力値の許容適合範囲内になれば入力制御パラメータの適合が行われたと判断される。
【００４２】
以上が本発明による適合作業の概要である。
次に図２を参照しつつ本発明による適合作業について具体的に説明する。なお、図２は車両用制御装置３０によりオンボードで行われる適合操作および機関制御のシステム図を示している。また、図２において４５は図１に示す内燃機関を塔載している車両を示している。
【００４３】
図２を参照すると、適合操作および機関制御システムはトルクマネージャと称される機能ブロック５０と、エミッションマネージャと称される機能ブロックと、車両モデルと称される機能ブロックとの三つの機能ブロックから構成されている。また、エミッションマネージャは目標コーディネータと称される機能ブロック５１と、制約条件と称される機能ブロック５２と、操作用コーディネータと称される機能ブロックから構成されている。
【００４４】
一方、操作量コーディネータは操作量初期値と称される機能ブロック５３と、オプティマイザと称される機能ブロック５４と、収束判定と称される機能ブロック５５からなり、車両モデルは設計値モデルと称される機能ブロック５６と、オプティマイザと称される機能ブロック５７と、学習モデルと称される機能ブロック５８からなる。
【００４５】
次に図２に示される各機能ブロックの機能について順次説明する。
図２に示されるようにトルクマネージャ５０には車両４５から要求駆動トルクに関する情報と環境情報が入力される。要求駆動トルクは車両４５の運転者が要求している駆動トルクであり、この要求駆動トルクは車両４５に設けられたアクセルペダル２６の踏込み量に比例する。一方、環境情報は回転数センサ２４により検出された機関回転数や変速機６の変速段を示す情報である。トルクマネージャ５０ではこれら要求駆動トルク、機関回転数および変速段を示す情報に基づいて機関に対する要求トルクが算出され、この要求トルクに関する情報が目標値コーディネータ５１に入力される。
【００４６】
目標値コーディネータ５１へはこの要求トルクに関する情報および環境情報に加え、車両モデルの出力値および機能ブロック５２からの制約条件に関する情報が入力され、この目標値コーディネータ５１ではこれら要求トルク、環境情報、車両モデルの出力値および制約条件に基づいて機関出力値の目標出力値が設定される。従ってこの目標値コーディネータ５１は目標出力値を設定するための目標出力値設定手段を形成している。
【００４７】
この目標値コーディネータ５１において設定される目標出力値は前述したように機関の出力トルク、燃費、ＮＯX量、スモーク濃度、燃焼騒音等である。この場合、機関については要求トルクに応じた出力トルクを発生することが要求されているので出力トルクの目標値は要求トルクとなる。しかしながら例えば排気エミッション量に対する制限等から出力トルクを制限しなければならない場合がある。出力トルクを制限しなければならないか否かは目標値コーディネータ５１において判断され、目標値コーディネータ５１において出力トルクを制御しなければならないと判断されたときには図２に示されるように出力トルクの制限値に関する情報が目標値コーディネータ５１からトルクマネージャ５０に入力される。
【００４８】
出力トルクの制限値に関する情報がトルクマネージャ５０に入力されるとトルクマネージャ５０は目標値コーディネータ５１に入力される要求トルクが出力トルクの制限値を越えないように制限される。従ってこの場合には出力トルクの目標値は制限された要求トルクとなる。
一方、燃費についても目標出力値の一つとすることができる。しかしながら燃費はよければよいほどよいので燃費については特に目標値を定めなくてもよい。ただし、燃費が悪くなると大気中に排出されるＣＯ2が増大するのでＣＯ2の排出量を制限するためにそれ以上燃費が悪くなってはならない燃費限界を設定する場合もある。
【００４９】
その他の目標出力値であるＮＯX量やスモーク濃度や燃焼騒音については当然のことながら低ければ低いほどよいがこれらＮＯX量やスモーク濃度や燃焼騒音を低下させようとすると機関の出力トルクが低下したり燃費が悪化したりするのでこれらＮＯX量やスモーク濃度や燃焼騒音の目標値は簡単に決定することはできない。また、特にＮＯX量やスモーク濃度のような排気エミッションについては国毎に異なる規制値が存在するので排気エミッション量の目標出力値を決定するに当ってはこれら規制値も考慮しなければならない。
【００５０】
この場合、排気エミッションに対する代表的な規制は車両を予め定められた走行モードでもって走行させたときの排気エミッション量に対する規制、いわゆるモードエミッション規制である。そこで本発明による実施例ではこのモードエミッション規制を満たすように排気エミッション量の目標出力値を設定するようにしている。この排気エミッション量の目標出力値の設定については図２の機能ブロック５２における制約条件および車両モデルが関係しており、従って以下これらについて順次説明する。
【００５１】
図２に示す実施例において機能ブロック５２における制約条件は排気ガス中のＮＯX，ＨＣ，ＣＯ、スモーク濃度に関するモードエミッション規制値を示しており、目標値コーディネータ５１にはこのモードエミッション規制値が入力される。このモードエミッション規制値は車両用制御装置３０のＲＯＭ３２内に予め記憶させておくこともできるし、交換可能な記憶媒体４２内に記憶させておくこともできる。
【００５２】
一方、車両モデルは車両の入力制御パラメータを入力すると実際の車両４５の推定出力値を出力するモデルである。例えば、燃料噴射量、燃料噴射時期、燃料噴射圧、パイロット噴射量および吸入空気中の酸素濃度等の入力制御パラメータを車両モデルに入力すると入力制御パラメータに応じた機関の出力トルク、燃費、ＮＯX量、スモーク濃度および燃焼騒音等の推定値が車両モデルから出力される。
【００５３】
例えば機関の出力トルクは機関への投入エネルギ、着火時期および燃焼速度の関数であり、従って燃焼室の構造や寸法のような機関のハードウェアが定まると機関の出力トルクは燃料噴射量、燃料噴射時期、燃料噴射圧、吸入空気量、ＥＧＲガス量、吸入空気温等の入力制御パラメータの値から算出することができる。このようにして算出された機関の出力トルクが実際の車両４５の推定出力トルクとして車両モデルから出力される。
【００５４】
このように内燃機関においては機関の構造や形状や寸法等の機関のハードウェアが定まると入力制御パラメータと出力値との間には一定の関係が成立し、この関係は各部の寸法等から定まる係数を含んだ演算式等で表すことができる。図２に示される実施例では車両モデルの中の設計値モデル５６がこれら係数を含んだ演算式等からなり、また図２に示される実施例では制御対象となる車両４５に関するこれら係数の値が予め記憶されている。
【００５５】
ただし、この車両モデル、即ち図２に示される実施例では設計値モデル５６は制御対象である車両が変わるとその車両に適した車両モデル、即ち設計値モデル５６に交換することができる。この場合、車両モデル、即ち設計値モデル５６は交換可能な記憶媒体４２に記憶させておくことができる。
また、車両モデル、即ち設計値モデル５６は制御対象である車両の各部の寸法等から定まる係数、即ち制御対象である車両の仕様データから定まる係数を含んでおり、この場合制御対象である車両の仕様データが定まると車両モデル、即ち設計値モデル５６は完成する。従って制御対象である車両の仕様データを交換可能な記憶媒体４２に記憶させておき、この記憶媒体４２から制御対象となる車両の仕様データを車両モデルに入力することにより車両モデル、即ち設計値モデルを完成させることができる。
【００５６】
ところで設計値モデル５６の出力値が実際の車両４５の出力値と一致する場合には設計値モデル５６の出力値を車両モデルの出力値として使用することができる。しかしながら実際には設計値モデル５６の出力値が実際の車両４５の出力値と一致しない場合があり、特に車両４５が長期間に亘って使用されると経年変化によって設計値モデル５６の出力値が実際の車両４５の出力値に一致しなくなる。そこで図２に示される実施例では車両モデルの出力値が実際の車両４５の出力値に一致するように設計値モデル５６を修正するようにしており、そのためにオプティマイザ５７と学習モデル５８とが設けられている。
【００５７】
即ち、図２に示す実施例では設計値モデル５６の出力値と学習モデル５８の出力値とが加算され、この加算結果が車両モデルの推定出力値とされる。オプティマイザ５７へは一方では車両モデルの出力推定値が入力され、他方では吸入空気量検出器９、温度センサ１２、ＮＯXセンサ１５、温度センサ１６、燃料圧センサ２３、および振動センサ２５等の出力信号を含んだセンサ情報等が入力される。オプティマイザ５７では車両モデルの推定出力値と実際の車両４５の出力値の偏差に基づいてこの偏差が零となるように学習モデル５８の出力値が調整される。その結果、図２に示される実施例では車両モデルの推定出力値が実際の車両４５の出力値に一致することになる。なお、この場合、学習モデル５８を設けることなく、車両モデルの出力値が実際の車両４５の出力値となるようにオプティマイザ５７によって設計値モデル５６を調整することもできる。
【００５８】
さて、本発明による実施例では前述したように目標値コーディネータ５１においてモードエミッション規制を満たすように排気エミッション量の目標出力値を設定するようにしており、この場合目標値コーディネータ５１では機能ブロック５２における制約条件、即ち排気ガス中のＮＯX，ＨＣ，ＣＯ、スモーク濃度に関するモードエミッション規制値、および車両モデルを用いて排気エミッション量の目標出力値が算出される。次にこの車両モデルを用いた排気エミッション量等の目標出力値の算出方法について説明する。
【００５９】
即ち、本発明による実施例ではモードエミッション規制に対して定められている走行モードが予め記憶されている。図３（Ａ）はこの走行モードの一例を示しており、図３（Ａ）に示す例では時間の経過に伴なって車速が変化せしめられている。なお、この走行モードは排気エミッション規制に対して種々の走行モードが存在するのでいかなる排気エミッション規制に対しても対応しうるようにこの走行モードを交換可能な記憶媒体４２に記憶しておくことができる。
【００６０】
また、排気エミッション規制値や、排気エミッション規制に対する走行モードの異なる区域に移動するような場合には通信ステーションから発信される情報に基づいてこれらエミッション規制値や走行モードが自動的に切換えられることが好ましい。従って走行モードを通信手段によって外部から受信するように構成することもできる。
【００６１】
さて、本発明による実施例では排気エミッション量等の目標出力値を算出するためにまず初めに車両モデルを用いて走行モードに従い車両を走行させ、それによって運転領域の使用頻度が求められる。図３（Ｂ）は求められた使用頻度を示しており、図３（Ｂ）では濃い部分ほど使用頻度が高くなっている。また、図３（Ｂ）において縦軸は機関の要求トルクＴＱを示しており、横軸は機関回転数Ｎを示しており、従って図３（Ｂ）に示される例では使用頻度は要求トルクＴＱと機関回転数Ｎの関数の形で表わされている。なお、図３（Ｂ）では使用頻度は４つのグループに分けられているがもっと多くのグループに分けることもできる。
【００６２】
目標値コーディネータ５１ではこの図３（Ｂ）に示される使用頻度マップを用いて排気エミッション量等の目標出力値が定められる。図４（Ａ）は代表例としてＮＯXの目標出力値を示しており、図４（Ａ）では濃い部分ほどＮＯXの目標出力値が高くなっている。また、図４（Ａ）において縦軸は機関の要求トルクＴＱを示しており、横軸は機関回転数Ｎを示しており、従って図４（Ａ）に示される例ではＮＯXの目標出力値は要求トルクＴＱと機関回転数Ｎの関数の形で表わされている。なお、図４（Ａ）ではＮＯXの目標出力値は４つのグループに分けられているがもっと多くのグループに分けることもできる。また、図４（Ａ）には図３（Ｂ）に示される使用頻度の境界線が同時に示されている。
【００６３】
或る要求トルクＴＱおよび或る機関回転数Ｎにおける使用頻度とＮＯXの目標値がわかると使用頻度にＮＯXの目標値を乗算することによって或る要求トルクＴＱおよび或る機関回転数ＮにおけるＮＯXの排出量を算出することができる。従って全ての要求トルクＴＱおよび全ての機関回転数Ｎにおける使用頻度とＮＯXの目標値との積の和を求めるとこの積の和は車両を走行モードに従って走行させたときのＮＯXの全推定排出量が算出されることになる。
【００６４】
この場合、算出されたＮＯXの全推定排出量がＮＯXのモードエミッション規制値よりも低すぎる場合には、例えば図４（Ａ）においてＮＯXの目標出力値の各境界線ａ，ｂ，ｃが全体として低トルク側に移動せしめられる。これに対し、算出されたＮＯXの全推定排出量がＮＯXのモードエミッション規制値よりも高い場合には例えば各境界線ａ，ｂ，ｃは全体として高トルク側に移動せしめられ、更に必要に応じてＮＯXの目標値の高い領域と使用頻度の高い領域との重なり合った領域が小さくなるように各境界線ａ，ｂ，ｃの輪郭形状が変化せしめられる。
【００６５】
このような各境界線ａ，ｂ，ｃの調整は目標値コーディネータ５１において行われ、この調整は目標値コーディネータ５１においてＮＯXの全推定排出量がＮＯXのモードエミッション規制値を満足するまで行われる。ＮＯXの全推定排出量がＮＯXのモードエミッション規制値を満足すると要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎに応じてＮＯXの目標値が定まることになる。
【００６６】
スモーク濃度に対しても夫々図４（Ａ）に示すようなマップが設けられており、ＮＯXの場合と同様にしてスモークの全推定排出量がスモーク量のモードエミッション規制値を満足するようにマップが調整される。また、排気ガス中のＨＣの量やＣＯの量に対しても夫々図４（Ａ）に示すようなマップが設けられており、これらＨＣやＣＯについてもＮＯXの場合と同様にしてＨＣやＣＯの全推定排出量が夫々ＨＣやＣＯのモードエミッション規制値を満足するように夫々対応するマップが調整される。また、燃焼騒音に対しても機関要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎに応じた目標値が定められている。
【００６７】
一方、図４（Ｂ）は燃費の目標値を示している。なお、図４（Ｂ）に示すマップにおいても図４（Ａ）に示すマップと同様に境界線によっていくつかの運転領域に分けられている。この場合にも車両を走行モードで走行したときの推定燃費を算出することができる。しかしながら前述したように燃費に関しては特にこのようなマップを設けなくてもよい。
【００６８】
このようにして目標値コーディネータ５１においては機関出力トルクの目標値や排気エミッション量の目標値や燃焼騒音の目標値や、場合によっては燃費の目標値が算出される。この場合、排気エミッション量等の目標値は図４（Ａ）からわかるように機関の運転状態に応じて異なる値が設定されており、図４（Ａ）に示す例では機関の要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎに応じて異なる値が設定されている。この場合、排気エミッション量等の目標値を機関要求トルクＴＱ又は機関回転数Ｎのいずれか一方に基づいて設定することもできる。
【００６９】
また、ＮＯX量の目標値等の目標出力値の少くとも一部は予め記憶しておくこともできるし、制御対象である車両の仕様データを記憶させておいてこの仕様データから目標出力値の少くとも一部を算出することもできる。更に、目標出力値の少くとも一部を交換可能な記憶媒体４２に記憶しておくこともできるし、目標出力値の一部を通信手段によって外部から受信するように構成することもできる。
【００７０】
さて、目標値コーディネータ５１において各目標出力値が算出されるとこれら目標出力値は操作用コーディネータに送り込まれ、この操作用コーディネータにおいて車両に対する適合作業が行われる。即ち、この操作用コーディネータでは車両の出力値が夫々対応する目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内となるような入力制御パラメータの値が探索される。
【００７１】
即ち、図２に示されるように目標値コーディネータ５１において算出された目標出力値は操作量初期値と称される機能ブロック５３およびオプティマイザ５４に入力される。この機能ブロック５３からは入力制御パラメータの初期値が出力される。この初期値としては任意の値を用いることができるが本発明による実施例では初期値として機関運転状態に応じた目標出力値の得られる基本入力パラメータ値とされる。これらの基本入力パラメータ値は例えば機関の要求トルクおよび機関回転数の関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に、又は交換可能な記憶媒体４２内に記憶されている。
【００７２】
一方、機能ブロック５３から出力された入力制御パラメータの初期値にはオプティマイザ５４の出力値が加算され、この加算結果が仮の入力制御パラメータ値として車両モデルに入力される。車両モデルではこの仮の入力制御パラメータ値に基づいて出力値が算出され、この出力値がオプティマイザ５４に入力される。このオプティマイザ５４ではこの出力値に基づいて車両モデルの出力値が目標出力値に近づくような入力制御パラメータの補正値が出力される。即ち、このオプティマイザ５４では車両の出力値が目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内となるような入力制御パラメータが探索されていることになる。
【００７３】
そこで次にオプティマイザ５４におけるこの入力制御パラメータの探索作業について説明する。
本発明による実施例では入力制御パラメータの探索を行うために、車両の出力値に対して適合操作するのに適した入力制御パラメータの組合せが定められている。本発明による一実施例ではこの組合せは一つの入力制御パラメータと、この入力制御パラメータを変化させたときに最も感度よく変化する一つの出力値との組合せからなる。本発明による実施例において用いられる入力制御パラメータと出力値との組合せを列挙すると次のようになる。
【００７４】
燃料噴射量と機関出力トルクとの組合せ。
燃料噴射時期と燃費との組合せ。
燃焼室内に供給される吸入ガス中の酸素濃度と燃焼室から排出されるＮＯX量との組合せ。
燃料噴射圧と燃焼室から排出される排気ガス中のスモーク濃度との組合せ。
【００７５】
主噴射前に行われるパイロット噴射の量と燃焼騒音との組合せ。
上述の１番目の組合せにおいては燃料噴射量が増大するとそれに伴なって機関出力トルクは感度よく増大する。
上述の２番目の組合せにおいては燃料噴射時期を早めると未燃ＨＣの量が低下し、斯くして燃費はよい感度でもってよくなる。
【００７６】
上述の３番目の組合せにおいては吸入空気中の酸素濃度を低下させると燃焼温度が低下し、斯くしてＮＯX量は感度よく減少する。
上述の４番目の組合せにおいては燃料噴射圧を増大させると噴射燃料の微粒化が促進され、斯くしてスモーク濃度が低下する。
上述の５番目の組合せにおいてはパイロット噴射量を増大すると主燃料を噴射したときの燃焼圧の増大率が小さくなり、斯くして燃焼騒音が低くなる。
【００７７】
更に本発明による実施例では入力制御パラメータのパラメータ適合値を探索するために各入力制御パラメータは、各入力制御パラメータと夫々組合されている出力値が夫々対応する目標出力値となるように同時にフィードバック制御される。即ち、燃料噴射量は機関の出力トルクが目標出力値となるようにフィードバック制御され、同時に吸入空気中の酸素濃度はＮＯX量が機関の運転状態に応じた目標出力値となるようにフィードバック制御され、同時に燃料噴射圧はスモーク濃度が機関の運転状態に応じた目標出力値となるようにフィードバック制御され、同時にパイロット噴射量は燃焼騒音が機関の運転状態に応じた目標出力値となるようにフィードバック制御される。なお、燃料噴射時期は燃費ができるだけよくなるように制御される。
【００７８】
このように各入力制御パラメータを同時にフィードバック制御すると前述したように各入力制御パラメータは、各出力値が夫々対応する目標出力値となるまで互いに調整されながら自動的に変化し、斯くして入力制御パラメータの適合が行われることになる。
なお、本発明による実施例ではこのフィードバック制御は比例積分制御によって行われる。即ち、比例成分をＰとし、積分成分をＩとするとオプティマイザ５４から出力される入力制御パラメータの補正量ΔＦは次式で表わされる。
【００７９】
Ｉ＝Ｉ＋Ｋｉ（出力値−目標出力値）
Ｐ＝Ｋｐ（出力値−目標出力値）
ΔＦ＝Ｐ＋Ｉ
ここでＫｉおよびＫｐは比例定数である。
なお、本発明による実施例では上述のＩ成分およびＰ成分を算出するための出力値として車両モデルの出力値が用いられる。しかしながらこれらＩ成分およびＰ成分を算出するための出力値として実際の車両４５において検出された出力値を用いることもできる。
【００８０】
ところで入力制御パラメータのフィードバック制御は、入力制御パラメータと、この入力制御パラメータと組合されている出力値とが比例関係にあるとみなして行うこともできる。例えば比例定数をＫとすると、燃料噴射量と機関出力トルクの間には機関出力トルク＝Ｋ・燃料噴射量なる関係があるとみなしてフィードバック制御することができる。この場合には上記Ｉ成分における比例定数Ｋｉの値は一定値となり、Ｐ成分における比例定数Ｋｐの値は一定値とされる。
【００８１】
これに対し、本発明による実施例では最適な適合作業を行うために入力制御パラメータと、この入力制御パラメータと組合されている出力値との関係が感度関数の形で求められており、この感度関数から求められる感度に応じて入力制御パラメータがフィードバック制御される。一例として燃料噴射量と機関の出力トルクとの関係を示す感度関数が図５に示されている。なお、各感度関数は図２の機能ブロック５３から出力される初期値、即ち基本入力制御パラメータの値の近傍について求められている。
【００８２】
この感度関数を用いてフィードバック制御を行う場合には前述した比例積分制御のＩ成分における比例定数Ｋｉの値又はＰ成分における比例定数Ｋｐの値の少くともいずれか一方が感度関数から求められる感度に応じて変化せしめられる。例えば図５において現在燃料噴射量および出力トルクが零点にあり、燃料噴射量および出力トルクの目標値が夫々Ｑ0およびＴＱ0であったとする。この場合、出力トルクを零点からＴＱ1まで増大させるのに必要な燃料噴射量の増量分（０→Ｑ1）に比べて出力トルクをＴＱ1からＴＱ0まで増大させるのに必要な燃料噴射量の増大分（Ｑ1→Ｑ0）は大きくなる。即ち、比例積分制御を用いて出力トルクを目標値にすみやかに収束させるには出力トルクが目標値に近づくほど燃料噴射量の増大分を増大させる必要がある。云い換えると出力トルクが目標値に近づくほど比例定数Ｋｉ又はＫｐの値を大きくする必要がある。一般的に云うと入力制御パラメータ値の増大に対する出力値の増大の感度が低くなるほど比例定数Ｋｉ又はＫｐの値を大きくする必要がある。
【００８３】
従って本発明による実施例では各組合せの入力制御パラメータと出力値について感度関数が設定されており、比例定数Ｋｉ又はＫｐの値が、入力制御パラメータ値の増大に対する出力値の増大の感度が低くなるほど大きくなるように設定されている。このようにすることによって各入力制御パラメータは互いに調整されながらすみやかにパラメータ適合値に収束する。
【００８４】
なお、本発明による実施例では各感度関数は車両モデルへの入力制御パラメータと、この入力制御パラメータと組合されている車両モデルの出力値から学習することによって定められる。
また、前述したように実際には一つの入力制御パラメータの値を変化させると関連する全ての出力値が変化する。云い換えると一つの出力値は複数の入力制御パラメータの影響を受ける。従って一つの出力値と複数の入力制御パラメータとを組合せ、各出力値と組合されている複数の入力制御パラメータを変化させることによって各出力値を夫々対応する目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内に収束させるようにすることもできる。
【００８５】
ところで前述したように各出力値が夫々対応する目標出力値にならなくても出力値が許容しうる範囲内にあればよしとするのが適合であり、従って本発明による実施例では各出力値が夫々対応する目標出力値にならなくても出力値が許容しうる範囲、即ち目標出力値の許容適合範囲内になれば入力制御パラメータの適合が行われたと判断するようにしている。本発明による実施例では各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあるか否かを評価手段によって評価するようにしており、従って次にこの評価手段について説明する。
【００８６】
本発明による実施例では各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあるか否かを評価するために各出力値に対して夫々評価点関数が設定されており、この評価点関数の一例が図６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示されている。なお、図６において（Ａ）はトルクＴＱに関する評価点関数を示しており、（Ｂ）はＮＯX量に関する評価点関数を示しており、（Ｃ）は燃費に関する評価点関数を示している。
【００８７】
図６に示される例ではこれら評価点関数は横軸を出力値とし、縦軸を評価点として表されており、これら評価点関数から定まる評価点は出力値が目標としている値又は目標としている範囲内にあるときに最大となる。図６の（Ａ）から（Ｃ）に示す例では評価点の最大値が１．０とされている。
前述したように図６（Ａ）はトルクに関する評価点関数を示しており、図６（Ａ）の横軸においてＴＱref は基準値、即ち出力トルクの目標値を表している。この評価点関数における評価点は出力トルクが目標値ＴＱref のときに最大値、即ち１．０となり、出力トルクが目標値ＴＱref から低トルク側又は高トルク側のいずれにずれても急激に低下する。
【００８８】
一方、前述したように図６（Ｂ）はＮＯX量に関する評価点関数を示しており、図６（Ｂ）の横軸においてＮＯXrefは基準値、即ちＮＯX量の目標値を表している。この評価点関数から定まる評価点はＮＯX量が目標値ＮＯXrefよりも少ないときに最大値、即ち１．０となり、ＮＯX量が目標値ＮＯXrefよりも多くなると低下する。
【００８９】
また、前述したように図６（Ｃ）は燃費に関する評価点関数を示しており、この評価点関数における評価点は燃費が悪くなるほど低下する。
これら評価点関数を用いて各出力値が許容適合範囲内にあるか否かを評価する方法は種々の方法が考えられ、以下考えられるいくつかの方法について説明する。
【００９０】
最も単純な第１の評価方法は、各出力値に対する全ての評価点が一定値、例えば０．９を越えたときに各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあると評価する方法である。
第２の評価方法は、各出力値に対して夫々異なる基準点を設定し、例えば出力トルクに対しては基準点を０．９にすると共にＮＯX量に対しては基準点を０．８にし、各出力値が夫々対応する基準点を越えたときには各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあると評価する方法である。
【００９１】
第３の評価方法は、各出力値に対する各評価点の相互関係が、適合していると認められる予め定められた相互関係にあるときに各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあると評価する方法である。ここで各評価点の相互関係とは、例えば各評価点の和や各評価点の積を意味している。従ってこの第３の評価方法では、例えば各評価点の和が予め定められた基準点を越えたとき、又は各評価点の積が予め定められた基準点を越えたときに各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあると評価される。
【００９２】
このように各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあると評価する方法には種々な方法が存在するがいずれの評価方法においても各出力値に対する評価点を用いるという点では変りがない。
なお、別の評価方法としてはこれら評価点を用いずに各出力値と夫々対応する目標出力値との偏差を用いる方法もある。この場合には各偏差が夫々対応する基準値よりも小さいとき、又は各偏差の相互関係が、適合していると認められる予め定められた相互関係にあるときに各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあると評価される。
【００９３】
次に各評価関数の形状の意味について説明する。上述したようにいずれの評価方法を用いた場合であっても各出力値に対する評価点が全体的に高くならないと各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあるとは評価されない。従って評価点関数が図６（Ａ）に示されるようなパルス状をなす場合には出力値が目標出力値付近にならないと出力値が許容適合範囲内にならない。即ち、この場合には出力値がほぼ目標出力値となったときに適合したと判断される。
【００９４】
図６（Ａ）は出力トルクの評価点関数を表わしており、従って出力トルクについては出力トルクがほぼ目標値となったときに適合したと判断される。このように図６（Ａ）に示すようなパルス状の評価点関数は出力値を目標出力値としたいものについて用いられる。
一方、図６（Ｂ）に示されるような形の評価点関数では出力値が目標出力値より多少大きくなっても、図６（Ｂ）に示す例ではＮＯX量が目標値ＮＯXrefよりも多少大きくなっても評価点はさほど小さくならない。云い換えると出力値が目標出力値より多少大きくても適合したと判断される。なお、この場合、ＮＯX量が目標値ＮＯXrefを全く越えないようにしたい場合にはＮＯX量が目標値ＮＯXrefを越えたときに評価点が１．０から一気に零になるような評価点関数とすればよい。
【００９５】
図６（Ｂ）に示すような形の評価点関数はスモーク濃度、ＨＣ量、ＣＯ量、燃焼騒音等について用いられる。
一方、図６（Ｃ）に示すような評価点関数では出力値が低下しないと評価点が大きくならない。即ち、図６（Ｃ）に示す例では燃費がよくならないと評価点が大きくならず、従って燃費がよくなると適合したと判断される。
【００９６】
ところで前述したように燃費をよくしようとするとＮＯX量が増大する。この場合、ＮＯX量が目標値ＮＯXrefよりも少ないときには評価点は１．０であるのでこのときにはＮＯX量を目標値ＮＯXrefまで増大させて燃費をできる限りよくすることが好ましい。一方、ＮＯX量が目標値ＮＯXrefを越えるとＮＯX量に関する評価点は低下するがこのとき燃費はよくなるので燃費に関する評価点は高くなる。最終的なＮＯX量および燃費はそれらの評価点のバランスから、例えばそれら評価点の和が最大となるように定められる。
【００９７】
さて、燃費はよければよいほどよいので燃費に関しては図６（Ｃ）に示すような評価点関数を特に設定しなくてもよく、本発明による実施例でも燃費に関しては評価点関数を設定していない。従って本発明による実施例では前述した第１から第３の評価方法により燃費を除く各出力値が許容適合範囲内にあるか否かが評価される。この場合、燃費を除く各出力値が許容適合範囲内となる限りにおいて燃費ができる限りよくされる。
【００９８】
このように評価点関数は各出力値が許容適合範囲内にあるか否かの評価に用いられる。しかしながら評価点関数はこのような評価に加え、フィードバックによる適合操作の制御に用いることもできる。次にこのことについて説明する。
即ち、いずれかの出力値に関する評価点が他の出力値に関する評価点よりも低いときには、適合操作からみて評価点の低い出力値を先に目標出力値に近づけることが好ましい。従ってこの場合には評価点の低い出力値を他の出力値に先行して対応する目標出力値に近づけるために評価点の低い出力値と組合されている入力制御パラメータが優先的に変化せしめられる。例えば出力トルクに関する評価点が他の出力値の評価点に比べて低いときには燃料噴射量が他の入力制御パラメータに先行して制御される。
【００９９】
一方、図６（Ａ）に示されるように評価点関数の傾斜部分の傾斜が急であるときには出力トルクＴＱが目標値ＴＱref から離れると評価点は急激に低下する。これに対して図６（Ｂ）に示されるように評価点関数の傾斜部分の傾斜がゆるやかな場合にはＮＯX量が目標値ＮＯXrefから増大側に離れても評価点はさほど低下しない。従って適合操作からみると出力トルクＴＱは急速に目標値ＴＱref に近づける必要はない。そこで本発明による実施例では評価点関数の傾斜部分の傾斜が急である出力値ほど出力値が急速に目標出力値に近づくように入力制御パラメータをフィードバック制御するようにしている。具体的に言うと評価点関数の傾斜部分の傾斜が急である出力値ほど比例積分制御における比例定数Ｋｉの値又はＰ成分における比例定数Ｋｐの値の少くとも一方が大きくされる。
【０１００】
また、機関の運転状態によってはいずれかの出力値を他の出力値に優先して対応する目標出力値に近づけることが好ましい。例えば定常運転時には燃費が重視されるので燃費に関連する入力制御パラメータを優先的に変化させることが好ましく、また加速運転時には出力トルクが重視されるので出力トルクに関連する入力制御パラメータを優先的に変化させることが好ましい。そこで本発明による実施例では、機関の運転状態に応じていずれかの入力制御パラメータを他の入力制御パラメータに優先して変化させるようにしている。
【０１０１】
さて、図２のオプティマイザ５４において各出力値が目標出力値の許容適合範囲内にあると評価されたときには適合が完了したと判断され、このときの入力制御パラメータの値がパラメータ適合値とされる。また、このとき適合が完了したと判断された旨が収束判定と称される機能ブロック５５に入力され、このとき各入力制御パラメータのパラメータ適合値が車両４５に入力され、車両４５はこのパラメータ適合値でもって制御される。次いで再び次の適合操作が開始される。
【０１０２】
このような入力制御パラメータの適合操作は種々のタイミングで行うことができる。例えばこの適合操作を車両運転中、常時実行させることができる。また、この適合操作を必要に応じて、例えば車両を市場に出す前に行うこともできる。
なお、このような適合操作を行ったときにいずれかの出力値が許容しうる範囲内とならず、従って出力値が許容適合範囲外となる場合が考えられる。この場合には許容しうる範囲外となった出力値と組合されている入力パラメータに関係する機関制御部分に異常が生じていると判断され、その旨の警報が出される。
【０１０３】
また、本発明による実施例では各適合操作は限定された演算時間内で実行される。この場合、限定された演算時間の範囲内で出力値が目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内にならなかったときには制御システムに異常があると判断され、その旨の警報が出される。
また、限定された演算時間の範囲内で出力値が目標出力値又は目標出力値の許容適合範囲内になったときにそのときの入力制御パラメータをそのときの機関運転状態における正常入力制御パラメータとして一時的に記憶しておき、限定された演算時間の範囲内で出力値が目標出力値の許容適合範囲内にならなかったときにはそのときの機関運転状態における記憶された正常入力制御パラメータを入力制御パラメータとして使用することもできる。
【０１０４】
また、機関制御部分や制御システムに異常が生じたときにはモードエミッション規制値を満足することを最優先とし、車両の運転性については優先度が下げられる。この場合には出力トルクに関する評価点関数として図７に示すように出力トルクＴＱが目標値ＴＱref より低くなっても評価点の高い評価点関数が用いられる。この評価点関数を用いて適合操作が行われると出力トルクは目標値よりも低くなるが、即ち車両の運転性は若干低下するがモードエミッション規制値は満足する。
【０１０５】
なお、これまで説明してきた適合操作に関するプログラムを記憶媒体４２に記憶させておくこともできる。
【０１０６】
【発明の効果】
車両又は機関の入力制御パラメータの適合作業をオンボードで自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関および車両用制御装置の全体図である。
【図２】適合操作および機関制御のシステムを示す図である。
【図３】走行モードと運転領域の使用頻度のマップを示す図である。
【図４】運転領域に応じた目標出力値のマップを示す図である。
【図５】感度関数を示す図である。
【図６】評価点関数を示す図である。
【図７】評価点関数を示す図である。
【符号の説明】
１…機関本体
３０…車両用制御装置
４２…記憶媒体
４５…車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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