本發(fā)明涉及控制對(duì)狀態(tài)量施加有制約的設(shè)備的控制裝置，詳細(xì)而言，涉及具備基于對(duì)施加有制約的狀態(tài)量的未來(lái)預(yù)測(cè)來(lái)決定控制量的目標(biāo)值的功能的控制裝置。此外，本說(shuō)明書(shū)中的設(shè)備的意思是在控制工學(xué)中作為控制對(duì)象的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在控制工學(xué)中，已知一種基于對(duì)施加有制約的狀態(tài)量的未來(lái)預(yù)測(cè)來(lái)修正控制量的目標(biāo)值的參考調(diào)節(jié)器(Reference Governor)。在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)有將參考調(diào)節(jié)器用于內(nèi)燃機(jī)的控制的例子。參考調(diào)節(jié)器被設(shè)計(jì)為，以當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件在此后還繼續(xù)不變這一前提為基礎(chǔ)，對(duì)相對(duì)于基于控制量的目標(biāo)值而決定的操作量施加有制約的狀態(tài)量從當(dāng)前向未來(lái)如何變化進(jìn)行預(yù)測(cè)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2013-079637號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2013-084091號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2013-228589號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

參考調(diào)節(jié)器也能夠應(yīng)用于壓縮自燃式內(nèi)燃機(jī)的后處理系統(tǒng)所具備的DPF的溫度控制。在將參考調(diào)節(jié)器應(yīng)用于DPF的溫度控制的情況下，將作為控制量的DPF溫度的目標(biāo)值輸入預(yù)測(cè)模型，進(jìn)行DPF溫度的未來(lái)值的計(jì)算。并且，基于通過(guò)預(yù)測(cè)模型得到的DPF溫度的未來(lái)值與作為施加于DPF溫度的制約的上限值的關(guān)系來(lái)評(píng)價(jià)DPF溫度的目標(biāo)值的適當(dāng)性，進(jìn)行目標(biāo)值的修正，以得到更高的評(píng)價(jià)。

參考調(diào)節(jié)器是在當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下搜索最優(yōu)化的目標(biāo)值的方法。因此，只要當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件持續(xù)不變，就能夠適當(dāng)?shù)匦拚繕?biāo)值，以使得DPF溫度不超過(guò)上限值。然而，存在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件突然變化的情況。具體而言，存在由于加速器踏板的松開(kāi)而突然變?yōu)榈∷龠\(yùn)轉(zhuǎn)的情況。在該情況下，有可能按照應(yīng)用于參考調(diào)節(jié)器的目標(biāo)值的修正邏輯，無(wú)論如何修正目標(biāo)值，也不能避免未來(lái)DPF溫度超過(guò)上限值。

本發(fā)明是鑒于上述那樣的問(wèn)題而做出的，目的在于提供一種即使在設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件突然變化時(shí)也能夠預(yù)先調(diào)整設(shè)備的控制量，以滿足對(duì)狀態(tài)量所施加的制約的控制裝置。

用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案

本發(fā)明所涉及的控制裝置是對(duì)特定狀態(tài)量被施加了制約的設(shè)備的控制裝置，具備在輸入中含有設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件和控制量、在輸出中含有根據(jù)輸入來(lái)預(yù)測(cè)的特定狀態(tài)量的未來(lái)值的預(yù)測(cè)模型。所謂特定狀態(tài)量，意味著數(shù)個(gè)設(shè)備的狀態(tài)量中的作為施加制約的對(duì)象而特別地設(shè)定的狀態(tài)量?？刂屏颗c被施加有制約的特定狀態(tài)量可以是同一狀態(tài)量，也可以是不同的狀態(tài)量。給予預(yù)測(cè)模型的運(yùn)轉(zhuǎn)條件是對(duì)包含控制量的設(shè)備的狀態(tài)量帶來(lái)影響的條件，尤其是對(duì)特定狀態(tài)量帶來(lái)影響的條件。預(yù)測(cè)模型只要是模擬與特定狀態(tài)量有關(guān)系的設(shè)備的特性的模型即可，既可以是物理模型，也可以是統(tǒng)計(jì)模型，也可以是它們的復(fù)合模型。另外，預(yù)測(cè)模型也可以構(gòu)成為通過(guò)控制裝置執(zhí)行的例程或子程序，也可以被定義為例程或子程序內(nèi)的函數(shù)，也可以被定義為映射。也即是，不限定預(yù)測(cè)模型的構(gòu)成。

本發(fā)明所涉及的控制裝置構(gòu)成為：使用預(yù)測(cè)模型，搜索在設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件為預(yù)先定義的特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件這一前提下使特定狀態(tài)量在未來(lái)不違反制約的控制量的假想當(dāng)前值。特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件意味著設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件中的特定的條件，只要是預(yù)先定義的條件，則什么樣的條件都能設(shè)定為特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件。但是，作為特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件的優(yōu)選的要件，能夠舉出是與其他運(yùn)轉(zhuǎn)條件之間沒(méi)有連續(xù)性的離散的運(yùn)轉(zhuǎn)條件這一例子。進(jìn)而，制約的滿足特別嚴(yán)格的運(yùn)轉(zhuǎn)條件、和/或制約的滿足被要求特別高的準(zhǔn)確性的運(yùn)轉(zhuǎn)條件等也能夠作為特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件的一個(gè)要件而舉出?？刂屏渴穷A(yù)測(cè)模型的參數(shù)中的一個(gè)，若向其中輸入實(shí)際的當(dāng)前值，則能夠算出根據(jù)當(dāng)前的控制量而預(yù)測(cè)的特定狀態(tài)量的未來(lái)值。但是，本發(fā)明所涉及的控制裝置不將控制量的實(shí)際的當(dāng)前值輸入預(yù)測(cè)模型，而是將假想當(dāng)前值輸入預(yù)測(cè)模型，算出在假想當(dāng)前值的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)的特定狀態(tài)量的未來(lái)值。若基于某一值的假想當(dāng)前值而預(yù)測(cè)的特定狀態(tài)量的未來(lái)值違反制約，則基于別的值的假想當(dāng)前值來(lái)預(yù)測(cè)特定狀態(tài)量的未來(lái)值。通過(guò)進(jìn)行這樣的處理，能夠發(fā)現(xiàn)用于使特定狀態(tài)量在未來(lái)不違反制約的控制量的假想當(dāng)前值。優(yōu)選，構(gòu)成為：基于設(shè)備的當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件來(lái)設(shè)定控制量的基準(zhǔn)目標(biāo)值，以基準(zhǔn)目標(biāo)值為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行假想當(dāng)前值的搜索。本發(fā)明所涉及的控制裝置構(gòu)成為：將通過(guò)預(yù)測(cè)模型的搜索而得到的假想當(dāng)前值設(shè)定為控制量的目標(biāo)值，決定設(shè)備的操作量，以使得控制量的實(shí)際的當(dāng)前值接近目標(biāo)值。

發(fā)明的效果

本發(fā)明所涉及的控制裝置，在特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件的基礎(chǔ)上搜索用于使特定狀態(tài)量的未來(lái)值不違反制約的控制量的假想當(dāng)前值，將所述假想當(dāng)前值設(shè)為控制量的目標(biāo)值來(lái)決定設(shè)備的操作量。由此，無(wú)論設(shè)備的當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件是什么樣的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，都使控制量的當(dāng)前值變?yōu)檫m用于特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件的理想的當(dāng)前值，或變?yōu)榻咏硐氲漠?dāng)前值的值。因此，根據(jù)本發(fā)明所涉及的控制裝置，即使設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件突然變化為特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件，也會(huì)避免特定狀態(tài)量違反制約。

附圖說(shuō)明

圖1是示出了內(nèi)燃機(jī)的后處理系統(tǒng)的構(gòu)成的概略圖。

圖2是示出了本發(fā)明的實(shí)施方式1的控制構(gòu)造的框圖。

圖3是示出了比較例的控制構(gòu)造的框圖。

圖4是示出了通過(guò)比較例的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例的圖。

圖5是示出了通過(guò)比較例的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例的圖。

圖6是示出了通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施方式1的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例的圖。

圖7是示出了本發(fā)明的實(shí)施方式1的控制構(gòu)造的算法的流程圖。

圖8是用于說(shuō)明預(yù)測(cè)模型運(yùn)算處理的圖。

圖9是示出了本發(fā)明的實(shí)施方式1的控制構(gòu)造的變形例的框圖。

圖10是示出了本發(fā)明的實(shí)施方式2的控制構(gòu)造的框圖。

圖11是示出了通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施方式2的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例的圖。

圖12是示出了本發(fā)明的實(shí)施方式3的控制構(gòu)造的框圖。

圖13是示出了通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施方式3的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例的圖。

圖14是示出了本發(fā)明的實(shí)施方式4的控制構(gòu)造的框圖。

圖15是示出了通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施方式4的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例的圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式1.

以下，使用附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1進(jìn)行說(shuō)明。

<實(shí)施方式1的控制對(duì)象>

實(shí)施方式1的控制裝置是以搭載于汽車的內(nèi)燃機(jī)，更詳細(xì)而言，是以具備DPF的壓縮自燃式內(nèi)燃機(jī)為控制對(duì)象的控制裝置。圖1是示出了內(nèi)燃機(jī)的后處理系統(tǒng)的構(gòu)成的概略圖。后處理系統(tǒng)在排氣通路6的渦輪8的下游串聯(lián)地具備CCO(氧化催化轉(zhuǎn)換器)10和DPF(柴油微粒過(guò)濾器)12，在安裝于汽缸蓋2的排氣歧管4具備燃料添加閥14。在DPF12安裝有用于計(jì)測(cè)其床溫的溫度傳感器16。在本說(shuō)明書(shū)中，將使用溫度傳感器16計(jì)測(cè)的DPF12的床溫稱為DPF溫度。將溫度傳感器16的信號(hào)發(fā)送至ECU(電子控制單元)20，從ECU20向燃料添加閥14發(fā)送操作信號(hào)。實(shí)施方式1的控制裝置相當(dāng)于ECU20所具有的功能的一部分。實(shí)施方式1的控制裝置將DPF溫度設(shè)為控制量、將燃料添加量設(shè)為操作量來(lái)進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的控制。另外，在DPF溫度繼續(xù)上升時(shí)恐會(huì)導(dǎo)致DPF12的侵蝕，所以對(duì)DPF溫度施加從信賴性的觀點(diǎn)出發(fā)的制約。具體而言，將能夠防止侵蝕并確保DPF的可靠性的上限溫度設(shè)定為對(duì)DPF溫度的制約。DPF溫度是控制量，同時(shí)也相當(dāng)于施加有制約的特定狀態(tài)量。

<實(shí)施方式1的控制構(gòu)造>

圖2是示出了實(shí)施方式1的控制裝置的控制構(gòu)造的框圖。圖2所示出的控制構(gòu)造包括：目標(biāo)溫度設(shè)定單元160、目標(biāo)溫度修正單元100、以及添加量控制單元150。目標(biāo)溫度設(shè)定單元160具備將DPF溫度與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件相關(guān)聯(lián)的映射。登記于映射的DPF溫度是適用于相關(guān)聯(lián)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的DPF溫度。作為映射的自變量(arguments)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件中包含發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量。目標(biāo)溫度設(shè)定單元160從映射讀出與當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件一致的DPF溫度，設(shè)定為DPF溫度的目標(biāo)值(也有時(shí)記為目標(biāo)DPF溫度、目標(biāo)溫度)。目標(biāo)溫度修正單元100修正由目標(biāo)溫度設(shè)定單元160設(shè)定的DPF溫度的目標(biāo)值，以使得DPF溫度不違反制約。詳細(xì)而言，目標(biāo)溫度修正單元100包括：未來(lái)預(yù)測(cè)單元110、制約保證單元120、調(diào)停單元130、以及修正目標(biāo)溫度輸出單元140。添加量控制單元150基于由目標(biāo)溫度修正單元100修正的DPF溫度的目標(biāo)值來(lái)進(jìn)行燃料添加量的反饋控制。具體而言，通過(guò)對(duì)DPF溫度的目標(biāo)值與計(jì)測(cè)值的偏差進(jìn)行PD控制或PID控制來(lái)計(jì)算燃料添加量的修正量?？刂蒲b置所包括的這些單元對(duì)應(yīng)于在控制裝置的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序或其中一部分。從存儲(chǔ)器中讀出控制程序并通過(guò)處理器來(lái)執(zhí)行，由此，通過(guò)控制裝置實(shí)現(xiàn)了這些單元的功能。

對(duì)目標(biāo)溫度修正單元100的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。構(gòu)成目標(biāo)溫度修正單元100的未來(lái)預(yù)測(cè)單元110包括：添加量控制單元111、DPF溫度模型112、以及怠速目標(biāo)設(shè)定單元113。怠速目標(biāo)設(shè)定單元113設(shè)定怠速狀態(tài)下的DPF溫度的目標(biāo)值。適宜的DPF溫度是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量來(lái)決定的，而在怠速狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量被控制為能夠維持內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)的程度的固定值。因此，將怠速狀態(tài)下的DPF溫度的目標(biāo)值固定為比非怠速狀態(tài)下的目標(biāo)值低的預(yù)定值。添加量控制單元111相當(dāng)于添加量控制單元150的復(fù)制，基于由怠速目標(biāo)設(shè)定單元113設(shè)定的DPF溫度的目標(biāo)值來(lái)算出燃料添加量。因?yàn)榈∷贍顟B(tài)下的DPF溫度的目標(biāo)值低，所以添加量控制單元111算出的燃料添加量是極少的量。將添加量控制單元111算出的怠速狀態(tài)下的燃料添加量用于接下來(lái)所說(shuō)明的DPF溫度模型112的計(jì)算。

DPF溫度模型112是能夠預(yù)測(cè)DPF溫度的未來(lái)的變化的預(yù)測(cè)模型。在DPF溫度模型112中，使用物理模型等將作為操作量的燃料添加量與作為施加有制約的特定狀態(tài)量的DPF溫度的關(guān)系模型化。內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件和/或DPF的狀態(tài)影響燃料添加量與DPF溫度的關(guān)系。因此，在DPF溫度模型112中，將作為內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、燃料噴射量、以及進(jìn)氣流量用作參數(shù)(parameters)。但是，給予DPF溫度模型112的運(yùn)轉(zhuǎn)條件與當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有關(guān)系，始終固定為怠速狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。即，將作為固定值的怠速轉(zhuǎn)速、怠速噴射量、以及怠速進(jìn)氣流量用作用于進(jìn)行未來(lái)預(yù)測(cè)的參數(shù)。進(jìn)而，在DPF溫度模型112中，也將表示DPF的狀態(tài)的PM堆積量、排氣溫度(內(nèi)燃機(jī)本體的出口的排氣溫度)、以及DPF溫度的當(dāng)前值用作參數(shù)。PM堆積量能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)歷史記錄來(lái)推定，排氣溫度可以根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)推定，也可以通過(guò)傳感器來(lái)直接計(jì)測(cè)。對(duì)DPF溫度模型112給予所計(jì)測(cè)或推定的PM堆積量和排氣溫度的當(dāng)前值。另外，DPF溫度的當(dāng)前值能夠通過(guò)溫度傳感器16來(lái)計(jì)測(cè)實(shí)際的值。但是，在未來(lái)預(yù)測(cè)單元110中，不是將由溫度傳感器16計(jì)測(cè)的實(shí)際值給予DPF溫度模型112，而是將從修正目標(biāo)溫度輸出單元140接收的DPF溫度的目標(biāo)值(或修正目標(biāo)值)設(shè)為假想當(dāng)前值而給予DPF溫度模型112。DPF溫度模型112基于包含怠速運(yùn)轉(zhuǎn)條件的各種參數(shù)和添加量控制單元111所算出的燃料添加量，將從修正目標(biāo)溫度輸出單元140給予的DPF溫度的假想當(dāng)前值設(shè)為初始值，算出預(yù)定的預(yù)測(cè)期間中的DPF溫度的未來(lái)值。

制約保證單元120包括預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)單元121和目標(biāo)值修正單元122。對(duì)于通過(guò)未來(lái)預(yù)測(cè)單元110算出的DPF溫度的未來(lái)值，預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)單元121將其與作為制約的DPF溫度的上限值對(duì)照來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。作為評(píng)價(jià)的方法，例如，進(jìn)行預(yù)定的評(píng)價(jià)函數(shù)的計(jì)算。評(píng)價(jià)函數(shù)構(gòu)成為：只要不違反制約，DPF溫度的未來(lái)值越接近作為制約的上限值，則給予越高的評(píng)價(jià)。在后面對(duì)評(píng)價(jià)函數(shù)的具體例進(jìn)行敘述。目標(biāo)值修正單元122基于對(duì)DPF溫度的未來(lái)值的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)修正DPF溫度的目標(biāo)值，以得到更高的評(píng)價(jià)。在此所修正的DPF溫度的目標(biāo)值是在DPF溫度模型112中用作假想當(dāng)前值的目標(biāo)值。因此，通過(guò)目標(biāo)值修正單元122實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)值的修正意味著DPF溫度的假想當(dāng)前值的修正。

調(diào)停單元130在被從目標(biāo)溫度設(shè)定單元160輸入DPF溫度的目標(biāo)值(以下，基準(zhǔn)目標(biāo)值)時(shí)，將其向修正目標(biāo)溫度輸出單元140輸出。并且，在被從制約保證單元120輸入DPF溫度的修正后的目標(biāo)值時(shí)，代替基準(zhǔn)目標(biāo)值而將修正目標(biāo)值向修正目標(biāo)溫度輸出單元140輸出。修正目標(biāo)溫度輸出單元140判斷DPF溫度的目標(biāo)值的修正是否已完成，并將DPF溫度的目標(biāo)值或修正目標(biāo)值向未來(lái)預(yù)測(cè)單元110輸出，直到修正完成為止。如上所述，從修正目標(biāo)溫度輸出單元140向未來(lái)預(yù)測(cè)單元110給予的目標(biāo)值或修正目標(biāo)值在DPF溫度模型112中被用作DPF溫度的假想當(dāng)前值。

如上所述，構(gòu)成目標(biāo)溫度修正單元100的修正目標(biāo)溫度輸出單元140、未來(lái)預(yù)測(cè)單元110、制約保證單元120、以及調(diào)停單元130形成了用于反復(fù)修正DPF溫度的目標(biāo)值(即，DPF溫度的假想當(dāng)前值)的循環(huán)。通過(guò)由該循環(huán)實(shí)現(xiàn)的反復(fù)修正來(lái)搜索能夠滿足制約的DPF溫度的假想當(dāng)前值。在DPF溫度的目標(biāo)值的修正完成了的情況下，從目標(biāo)溫度修正單元100向添加量控制單元150輸出修正后的DPF溫度的目標(biāo)值。若使用別的表達(dá)來(lái)說(shuō)則為：將能夠滿足制約的DPF溫度的假想當(dāng)前值設(shè)為DPF溫度的目標(biāo)值向添加量控制單元150輸出。

<比較例的控制構(gòu)造>

接下來(lái)，為了使實(shí)施方式1的控制裝置的相對(duì)于現(xiàn)有的參考調(diào)節(jié)器(Reference Governor)的特征明顯，將應(yīng)用了現(xiàn)有的參考調(diào)節(jié)器的控制構(gòu)造的一例作為比較例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。圖3是示出了比較例的控制構(gòu)造的框圖。在圖3所示出的控制構(gòu)造中，圖2所示出的控制構(gòu)造中的目標(biāo)溫度修正單元100置換為參考調(diào)節(jié)器800。詳細(xì)而言，參考調(diào)節(jié)器800包括：未來(lái)預(yù)測(cè)單元810、制約保證單元820、調(diào)停單元830、以及修正目標(biāo)溫度輸出單元840。在這些單元中，制約保證單元820、調(diào)停單元830、以及修正目標(biāo)溫度輸出單元840的各功能與目標(biāo)溫度修正單元100所具備的制約保證單元120、調(diào)停單元130、以及修正目標(biāo)溫度輸出單元140的各功能類似。也即是，目標(biāo)溫度修正單元100與現(xiàn)有的參考調(diào)節(jié)器800之間的特征性的區(qū)別在于未來(lái)預(yù)測(cè)單元110、810的構(gòu)成。

構(gòu)成參考調(diào)節(jié)器800的未來(lái)預(yù)測(cè)單元810包括添加量控制單元811和DPF溫度模型812。添加量控制單元811相當(dāng)于添加量控制單元150的復(fù)制，基于從修正目標(biāo)溫度輸出單元840接收的DPF溫度的目標(biāo)值(或修正目標(biāo)值)來(lái)算出燃料添加量。DPF溫度模型812具有與未來(lái)預(yù)測(cè)單元110的DPF溫度模型112相同的構(gòu)成。但是，在參考調(diào)節(jié)器800中，作為DPF溫度模型812的輸入，給予基于DPF溫度的目標(biāo)值(或修正目標(biāo)值)計(jì)算出的燃料添加量。另外，在參考調(diào)節(jié)器800中，將當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件用作用于進(jìn)行未來(lái)預(yù)測(cè)的參數(shù)。進(jìn)而，在參考調(diào)節(jié)器800中，將通過(guò)計(jì)測(cè)或推定得到的DPF溫度的當(dāng)前值原樣地設(shè)為初始值而給予DPF溫度模型812。DPF溫度模型812基于包含內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的各種參數(shù)，以DPF溫度的實(shí)際的當(dāng)前值為初始值，算出預(yù)定的預(yù)測(cè)期間中的DPF溫度的未來(lái)值。

根據(jù)圖2所示出的控制構(gòu)造與圖3所示出的控制構(gòu)造的比較可知，實(shí)施方式1所涉及的目標(biāo)溫度修正單元100與比較例的參考調(diào)節(jié)器800，在基于DPF溫度的未來(lái)預(yù)測(cè)來(lái)修正DPF溫度的目標(biāo)值這一點(diǎn)是相通的。但是，在目標(biāo)值的修正邏輯中，在目標(biāo)溫度修正單元100與參考調(diào)節(jié)器800之間有明確的區(qū)別。參考調(diào)節(jié)器800以內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件為前提，以DPF溫度的實(shí)際的當(dāng)前值為初始值來(lái)進(jìn)行DPF溫度的未來(lái)預(yù)測(cè)，搜索不使DPF溫度的未來(lái)值違反制約的目標(biāo)值。與此相對(duì)，目標(biāo)溫度修正單元100以作為預(yù)先定義的特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)條件為前提，以DPF溫度的假想當(dāng)前值為初始值來(lái)進(jìn)行DPF溫度的未來(lái)預(yù)測(cè)，搜索不使DPF溫度違反制約的假想當(dāng)前值。以下，以參考調(diào)節(jié)器800和目標(biāo)溫度修正單元100各自的計(jì)算例為基礎(chǔ)，對(duì)比較例的控制構(gòu)造的問(wèn)題點(diǎn)和與其相對(duì)的實(shí)施方式1的控制裝置的控制構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。

<通過(guò)比較例的控制構(gòu)造進(jìn)行的計(jì)算例>

圖4是示出了通過(guò)參考調(diào)節(jié)器800進(jìn)行的計(jì)算例的圖。在圖4中分別用以時(shí)間軸為橫軸的曲線圖示出了作為內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的加速器開(kāi)度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、燃料噴射量及進(jìn)氣流量，作為控制量的目標(biāo)值的DPF溫度目標(biāo)值，作為操作量的燃料添加量，以及作為施加有制約的狀態(tài)量的DPF溫度。另外，用曲線圖示出了目標(biāo)溫度與評(píng)價(jià)函數(shù)的評(píng)價(jià)值的關(guān)系。在表示運(yùn)轉(zhuǎn)條件的各曲線圖中，與當(dāng)前相比的過(guò)去的值是實(shí)際值，與當(dāng)前相比的未來(lái)的值是在DPF溫度的未來(lái)預(yù)測(cè)中使用的前提值。如這些曲線圖所示，由參考調(diào)節(jié)器800來(lái)進(jìn)行的未來(lái)預(yù)測(cè)，是在當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件此后還繼續(xù)不變這一前提下進(jìn)行的。參考調(diào)節(jié)器800以DPF溫度的實(shí)際的當(dāng)前值為初始值，預(yù)測(cè)從當(dāng)前向未來(lái)的DPF溫度的變化。

評(píng)價(jià)函數(shù)的評(píng)價(jià)值在DPF溫度的預(yù)測(cè)值不再違反制約時(shí)收斂于最小值附近。在評(píng)價(jià)值沒(méi)有降低至最小值的情況下，參考調(diào)節(jié)器800將DPF溫度的目標(biāo)值向下方修正，將燃料添加量向下方修正。并且，基于修正后的燃料添加量，以DPF溫度的當(dāng)前值為初始值，再次進(jìn)行DPF溫度的未來(lái)預(yù)測(cè)。通過(guò)將燃料添加量減量來(lái)使DPF溫度的未來(lái)值降低。但是，在評(píng)價(jià)值沒(méi)有降低至最小值的情況下，再次進(jìn)行DPF溫度的目標(biāo)值的向下方的修正、燃料添加量的向下方的修正。

通過(guò)反復(fù)進(jìn)行以上處理來(lái)修正DPF溫度的目標(biāo)值，最終使得DPF溫度的未來(lái)值滿足制約，評(píng)價(jià)值收斂于最小值附近。在圖4中示出了反復(fù)處理三次而收斂的例子。由此，DPF溫度的目標(biāo)值的修正完成，參考調(diào)節(jié)器800輸出完成了修正的DPF溫度的目標(biāo)值。并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大的情況下等內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生了變化時(shí)，基于新的運(yùn)轉(zhuǎn)條件來(lái)進(jìn)行未來(lái)預(yù)測(cè)，在新的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行DPF溫度的目標(biāo)值的最優(yōu)化。也即是，通過(guò)參考調(diào)節(jié)器800，能夠應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化，得到使DPF溫度的未來(lái)值不違反制約的DPF溫度的目標(biāo)值。

然而，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)向怠速狀態(tài)驟變的情況下，由于排氣流量的減少，從DPF帶走的熱量急劇減少，另一方面，在DPF上與PM堆積量相應(yīng)的熱量因PM的燃燒而繼續(xù)產(chǎn)生。結(jié)果，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)剛向怠速狀態(tài)驟變后，DPF溫度急劇上升。也即是，內(nèi)燃機(jī)為怠速狀態(tài)的情況是在與對(duì)DPF溫度施加的制約的關(guān)系中最差的條件(制約的滿足特別嚴(yán)格的運(yùn)轉(zhuǎn)條件)。為了抑制這樣的最差條件下的DPF溫度的急劇上升，通過(guò)參考調(diào)節(jié)器800，根據(jù)怠速狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)條件進(jìn)行DPF溫度的目標(biāo)值的向下方的修正、燃料添加量的減少。但是，怠速狀態(tài)下的燃料添加量本來(lái)就極少，所以無(wú)論如何降低DPF溫度的目標(biāo)值都無(wú)法使所預(yù)測(cè)的DPF溫度的未來(lái)值降低。也即是，在應(yīng)用于參考調(diào)節(jié)器800的目標(biāo)值的修正邏輯中，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)突然向怠速狀態(tài)驟變的情況下，有可能無(wú)論如何修正DPF溫度的目標(biāo)值都無(wú)法滿足對(duì)DPF溫度施加的制約。

對(duì)于這樣的問(wèn)題，在本發(fā)明的發(fā)明過(guò)程中，為了即使在接下來(lái)的瞬間內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)向怠速狀態(tài)驟變的情況下也能夠應(yīng)對(duì)，研究了以怠速狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)條件為前提進(jìn)行的由參考調(diào)節(jié)器800實(shí)現(xiàn)的未來(lái)預(yù)測(cè)。以下，參照?qǐng)D5所示出的計(jì)算例來(lái)對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。

在圖4中，參考調(diào)節(jié)器800在當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)條件此后還繼續(xù)不變這一前提下進(jìn)行了未來(lái)預(yù)測(cè)，但在圖5中，在接下來(lái)的步驟中內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)向怠速狀態(tài)驟變的前提下進(jìn)行未來(lái)預(yù)測(cè)。在怠速狀態(tài)下，燃料添加量降低至預(yù)定的最小值，或者燃料添加本身被切斷。因此，參考調(diào)節(jié)器800以DPF溫度的當(dāng)前值為初始值，預(yù)測(cè)在使燃料添加量為最小值或零時(shí)的從當(dāng)前向未來(lái)的DPF溫度的變化。評(píng)價(jià)所預(yù)測(cè)的DPF溫度，結(jié)果在評(píng)價(jià)值沒(méi)有降低至最小值的情況下(也即是，DPF溫度的預(yù)測(cè)值違反制約的情況下)，參考調(diào)節(jié)器800將DPF溫度的目標(biāo)值向下方修正。但是，因?yàn)槿剂咸砑恿恳呀?jīng)是最小值或零，所以DPF溫度的預(yù)測(cè)結(jié)果與上次沒(méi)有變化。因此，評(píng)價(jià)值無(wú)法降低至最小值，參考調(diào)節(jié)器800將DPF溫度的目標(biāo)值進(jìn)一步地向下方修正。反復(fù)進(jìn)行這樣的處理，DPF溫度的目標(biāo)值不斷降低，但DPF溫度的預(yù)測(cè)結(jié)果沒(méi)有發(fā)生變化。也即是，DPF溫度的預(yù)測(cè)值依然是違反制約的原樣。雖然在圖5中將處理反復(fù)進(jìn)行三次，但無(wú)論反復(fù)進(jìn)行多少次，結(jié)果都相同。

如上所述，在比較例的控制構(gòu)造中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)急變?yōu)榈∷贍顟B(tài)時(shí)，難以使得DPF溫度不違反其制約。

<通過(guò)實(shí)施方式1的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例>

接下來(lái)，參照?qǐng)D6來(lái)對(duì)通過(guò)目標(biāo)溫度修正單元100進(jìn)行的計(jì)算例進(jìn)行說(shuō)明。在圖6中與圖4、圖5同樣地繪有內(nèi)燃機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件、DPF溫度目標(biāo)值、燃料添加量、以及DPF溫度的各曲線圖，和表示目標(biāo)溫度與評(píng)價(jià)值的關(guān)系的曲線圖。在表示運(yùn)轉(zhuǎn)條件的各曲線圖中，與當(dāng)前相比的過(guò)去的值是實(shí)際值，與當(dāng)前相比的未來(lái)的值是在DPF溫度的未來(lái)預(yù)測(cè)中使用的前提值。通過(guò)目標(biāo)溫度修正單元100進(jìn)行的DPF溫度的未來(lái)預(yù)測(cè)，是基于在接下來(lái)的瞬間關(guān)閉加速器開(kāi)度而使內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)向怠速狀態(tài)驟變這一假設(shè)，以處于怠速狀態(tài)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，即怠速轉(zhuǎn)速、怠速噴射量、怠速進(jìn)氣流量為前提來(lái)進(jìn)行。

目標(biāo)溫度修正單元100在第一次的未來(lái)預(yù)測(cè)中，將DPF溫度的當(dāng)前的目標(biāo)值設(shè)為DPF溫度的假想當(dāng)前值。通過(guò)反饋控制的作用，使DPF溫度的實(shí)際值成為與目標(biāo)值一致或與其接近的值。因此，在圖6所示出的例子中，第一次的未來(lái)預(yù)測(cè)中的DPF溫度的假想當(dāng)前值與DPF溫度的實(shí)際的當(dāng)前值一致。目標(biāo)溫度修正單元100，以DPF溫度的假想當(dāng)前值為初始值，通過(guò)DPF溫度模型112來(lái)預(yù)測(cè)從當(dāng)前向未來(lái)的DPF溫度的變化。在DPF溫度的曲線圖中，與當(dāng)前相比的過(guò)去的值是實(shí)際值，與當(dāng)前相比的未來(lái)的值是由DPF溫度模型112預(yù)測(cè)出的未來(lái)值。此外，在進(jìn)行未來(lái)預(yù)測(cè)時(shí)，在燃料添加量的計(jì)算中使用的DPF溫度的目標(biāo)值沒(méi)有在曲線圖中示出，但被設(shè)為預(yù)先設(shè)定的固定值(怠速狀態(tài)下的目標(biāo)值)。由此，在未來(lái)預(yù)測(cè)中使用的燃料添加量變?yōu)樽钚≈祷蛄?。在圖6所示出的例子中，將預(yù)測(cè)區(qū)間中的燃料添加量設(shè)為零。

目標(biāo)溫度修正單元100將DPF溫度的未來(lái)值和作為制約的上限值輸入評(píng)價(jià)函數(shù)來(lái)算出評(píng)價(jià)值。在圖6所示出的例子中，在第一次的未來(lái)預(yù)測(cè)中的評(píng)價(jià)值沒(méi)有降低至最小值。因此，目標(biāo)溫度修正單元100在第二次的未來(lái)預(yù)測(cè)中，將DPF溫度的假想當(dāng)前值向下方修正。并且，將進(jìn)行了下方修正的DPF溫度的假想當(dāng)前值設(shè)為初始值，再次進(jìn)行DPF溫度的未來(lái)預(yù)測(cè)。通過(guò)降低未來(lái)預(yù)測(cè)中使用的初始值，所預(yù)測(cè)出的DPF溫度的未來(lái)值降低。但是，在評(píng)價(jià)值沒(méi)有降低至最小值的情況下，再次進(jìn)行DPF溫度的假想當(dāng)前值的向下方的修正。

反復(fù)進(jìn)行以上處理，通過(guò)修正作為未來(lái)預(yù)測(cè)的初始值使用的DPF溫度的假想當(dāng)前值，最終使得DPF溫度的未來(lái)值滿足制約，使評(píng)價(jià)值收斂于最小值附近。在圖6中示出了反復(fù)處理三次而收斂了的例子。由此完成了DPF溫度的假想當(dāng)前值的修正，目標(biāo)溫度修正單元100將修正完成后的假想當(dāng)前值設(shè)為DPF溫度的目標(biāo)值(修正目標(biāo)值)并向添加量控制單元150輸出。

根據(jù)以上的計(jì)算例可知，目標(biāo)溫度修正單元100搜索在怠速狀態(tài)下不使DPF溫度的未來(lái)值違反制約的DPF溫度的假想當(dāng)前值，即DPF溫度的理想的當(dāng)前值，將DPF溫度的目標(biāo)值修正為所述理想的當(dāng)前值。添加量控制單元150基于修正后的DPF溫度的目標(biāo)值來(lái)進(jìn)行燃料添加量的反饋控制，所以，DPF溫度的當(dāng)前值成為適于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)條件的理想的當(dāng)前值，或保持為與理想的當(dāng)前值接近的值。因此，根據(jù)具備目標(biāo)溫度修正單元100的實(shí)施方式1的控制裝置，即使內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)突然驟變?yōu)榈∷贍顟B(tài)，也會(huì)避免DPF溫度違反制約。

<通過(guò)實(shí)施方式1的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的算法(計(jì)算程序/algorithm)>

最后，使用圖7的流程圖來(lái)對(duì)實(shí)施方式1的控制構(gòu)造的算法的具體例進(jìn)行說(shuō)明。

圖7的流程圖所示出的算法在控制裝置所進(jìn)行的反饋控制的每一采樣時(shí)間反復(fù)執(zhí)行。在步驟S1中，將DPF溫度的目標(biāo)值初始化。該處理通過(guò)目標(biāo)溫度設(shè)定單元160來(lái)進(jìn)行。目標(biāo)溫度設(shè)定單元160使用以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量為自變量的映射來(lái)決定目標(biāo)值的初始值Ttrg_ini，即基準(zhǔn)目標(biāo)值。另外，在步驟S1中，將反復(fù)進(jìn)行目標(biāo)值的修正的次數(shù)(反復(fù)次數(shù))j初始化為初始值1。本處理和步驟S2以后的處理通過(guò)目標(biāo)溫度修正單元100來(lái)進(jìn)行。此外，以下將反復(fù)次數(shù)j中的修正目標(biāo)值記為T(mén)trg_mod(j)。

在步驟S2中，將使用了DPF溫度模型112的DPF溫度的預(yù)測(cè)次數(shù)i初始化為初始值1。此外，預(yù)測(cè)次數(shù)i意味著對(duì)應(yīng)于預(yù)測(cè)周期的離散時(shí)刻，從對(duì)應(yīng)于i＝0的離散時(shí)刻到對(duì)應(yīng)于i＝Pend的離散時(shí)刻為止的期間為預(yù)測(cè)區(qū)間。Pend是DPF溫度模型112的運(yùn)算的反復(fù)次數(shù)的設(shè)定值，對(duì)應(yīng)于預(yù)測(cè)區(qū)間的最終的離散時(shí)刻。

在步驟S3中，進(jìn)行DPF溫度的假想當(dāng)前值，即i＝0的DPF溫度的初始值的設(shè)定。在將反復(fù)次數(shù)為第j次、預(yù)測(cè)次數(shù)為第i次的DPF溫度的未來(lái)值設(shè)為T(mén)(j，i)時(shí)，在j＝1時(shí)將基準(zhǔn)目標(biāo)值Ttrg_ini設(shè)定為DPF溫度的假想當(dāng)前值T(j，0)，在j≠1時(shí)將修正目標(biāo)值Ttrg_mod(j)設(shè)定為DPF溫度的假想當(dāng)前值T(j，0)。另外，在步驟S3中，進(jìn)行怠速目標(biāo)值(怠速狀態(tài)下的DPF溫度的目標(biāo)值)的設(shè)定。

在步驟S4中，進(jìn)行預(yù)測(cè)模型運(yùn)算，即，使用了DPF溫度模型112的DPF溫度的預(yù)測(cè)值的計(jì)算。根據(jù)預(yù)測(cè)模型運(yùn)算，基于在步驟S3中設(shè)定的DPF溫度的假想當(dāng)前值T(j，0)、怠速目標(biāo)值、以及怠速狀態(tài)下的各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件，使用DPF溫度模型112來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)次數(shù)i的DPF溫度的未來(lái)值T(j，i)。此外，DPF溫度模型112的離散時(shí)刻的間隔、也即預(yù)測(cè)周期可以任意地設(shè)定。圖8是示出了預(yù)測(cè)模型運(yùn)算處理的圖像的圖，繪出了在每一離散時(shí)刻運(yùn)算DPF溫度的未來(lái)值的情形。

在步驟S5中，判定預(yù)測(cè)次數(shù)i是否達(dá)到了設(shè)定次數(shù)Pend。

在預(yù)測(cè)次數(shù)i小于設(shè)定次數(shù)Pend的情況下，處理前進(jìn)至步驟S6。在步驟S6中，預(yù)測(cè)次數(shù)i增加。并且，處理再次前進(jìn)至步驟S4，使用DPF溫度模型112來(lái)計(jì)算本次的預(yù)測(cè)次數(shù)i的DPF溫度的未來(lái)值T(j，i)。并且，直到預(yù)測(cè)次數(shù)i達(dá)到設(shè)定次數(shù)Pend為止，反復(fù)執(zhí)行步驟S4-S6的處理。

在預(yù)測(cè)次數(shù)i達(dá)到了設(shè)定次數(shù)Pend的情況下，處理前進(jìn)至步驟S7。

在步驟S7中，使用預(yù)先定義的評(píng)價(jià)函數(shù)來(lái)進(jìn)行本次的修正目標(biāo)值Ttrg_mod(j)的評(píng)價(jià)值J(j)的計(jì)算。評(píng)價(jià)值J(j)的最期望的值是零，評(píng)價(jià)值J(j)越大則修正目標(biāo)值Ttrg_mod(j)的評(píng)價(jià)越低。具體而言，給予評(píng)價(jià)值J(j)的評(píng)價(jià)函數(shù)用以下的式子來(lái)表示。Tlimit是被設(shè)定作為制約的DPF溫度的上限值，Max(T(j，i))是預(yù)測(cè)區(qū)間中的DPF溫度的未來(lái)值T(j，i)的最大值。

J(j)＝|Max(T(j，i))-Tlimit|

在步驟S7中，進(jìn)而基于根據(jù)評(píng)價(jià)值J(j)的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)進(jìn)行目標(biāo)值修正處理，即，在離散時(shí)刻k最終應(yīng)輸出的目標(biāo)值Ttrg_fin(k)的修正。例如，根據(jù)本次計(jì)算出的評(píng)價(jià)值J(j)的大小來(lái)決定修正量，若最大值Max(T(j，i))比上限值Tlimit大則以與修正量相應(yīng)的量對(duì)目標(biāo)值Ttrg_fin(k)進(jìn)行上方修正，若最大值Max(T(j，i))為上限值Tlimit以下則以與修正量相應(yīng)的量對(duì)目標(biāo)值Ttrg_fin(k)進(jìn)行下方修正。

在步驟S8中，判定反復(fù)次數(shù)j是否達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的預(yù)定反復(fù)次數(shù)Lend。

在反復(fù)次數(shù)j小于預(yù)定反復(fù)次數(shù)Lend的情況下，處理前進(jìn)至步驟S9。在步驟S9中，將在步驟S7中更新的目標(biāo)值Ttrg_fin(k)設(shè)定為下次的反復(fù)次數(shù)j+1中的修正目標(biāo)值Ttrg_mod(j+1)。另外，在步驟S9中，在進(jìn)行了修正目標(biāo)值的更新后，使反復(fù)次數(shù)j增加。并且，處理再次前進(jìn)至步驟S2，將使用了DPF溫度模型112的DPF溫度的預(yù)測(cè)次數(shù)i初始化為初始值1。并且，直到反復(fù)次數(shù)j達(dá)到預(yù)定反復(fù)次數(shù)Lend為止，反復(fù)執(zhí)行步驟S2-S9的處理。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行該處理來(lái)搜索滿足制約并且最接近基準(zhǔn)目標(biāo)值Ttrg_ini的目標(biāo)值Ttrg_fin(k)。

在反復(fù)次數(shù)j達(dá)到了預(yù)定反復(fù)次數(shù)Lend的情況下，處理前進(jìn)至步驟S10。在步驟S10中，將在步驟S7中修正了的目標(biāo)值Ttrg_fin(k)正式?jīng)Q定為最終的目標(biāo)值，向添加量控制單元150輸出。

<實(shí)施方式1的控制構(gòu)造的變形例>

實(shí)施方式1的控制構(gòu)造也可以以圖9所示的方式進(jìn)行變形。在圖9所示出的控制構(gòu)造中，從圖2所示出的控制構(gòu)造中省略了添加量控制單元111和怠速目標(biāo)設(shè)定單元113。如上所述，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)驟變?yōu)榈∷贍顟B(tài)時(shí)所設(shè)定的燃料添加量極少，DPF溫度的上升取決于所堆積的PM的燃燒。因此，可以以燃料添加量為零來(lái)進(jìn)行DPF溫度模型112的計(jì)算。此外，在實(shí)施方式1中將燃料添加量設(shè)為了操作量，但也可以將由缸內(nèi)噴射器在排氣行程中噴射的燃料噴射量(排氣行程噴射量)用作操作量。

<實(shí)施方式1的制約的變形例>

除了對(duì)DPF溫度的制約之外，或者代替對(duì)DPF溫度的制約，也可以對(duì)HC凈化率、CCO溫度、DPF和/或CCO內(nèi)的溫度梯度、DPF溫度和/或CCO溫度的時(shí)間變化等狀態(tài)量施加制約。也即是，施加有制約的特定狀態(tài)量也可以是作為控制量的DPF溫度以外的狀態(tài)量。通過(guò)擴(kuò)張或變更預(yù)測(cè)模型，這些狀態(tài)量的未來(lái)值也能夠基于DPF溫度的假想當(dāng)前值來(lái)預(yù)測(cè)。

實(shí)施方式2.

接下來(lái)，使用附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。

<實(shí)施方式2的控制對(duì)象>

實(shí)施方式2的控制裝置是以具備EGR系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)為控制對(duì)象的控制裝置。EGR系統(tǒng)至少具備連接排氣通路與進(jìn)氣通路的EGR通路、和設(shè)于EGR通路的EGR閥。也可以在EGR通路設(shè)置EGR冷卻器和/或EGR催化劑。內(nèi)燃機(jī)可以是火花點(diǎn)火式的內(nèi)燃機(jī)，也可以是壓縮自燃式的內(nèi)燃機(jī)。實(shí)施方式2的控制裝置將EGR率設(shè)為控制量、將EGR閥開(kāi)度設(shè)為操作量來(lái)進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的控制。另外，在具備EGR系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)中，當(dāng)在殘存有較多的EGR氣體的狀態(tài)下停止時(shí)，在缸內(nèi)會(huì)產(chǎn)生含有酸性成分的冷凝水。尤其是，在內(nèi)燃機(jī)在暖機(jī)過(guò)程中停止了的情況下，暖機(jī)后在不同的部位附著有冷凝水，這恐會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的功能部件(例如，活塞環(huán)、氣缸套、以及閥座等)造成損害。因此，在實(shí)施方式2中，對(duì)在缸內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水的量施加從可靠性的觀點(diǎn)出發(fā)的制約。具體而言，將不會(huì)對(duì)功能部件造成影響的冷凝水量的上限值設(shè)定為對(duì)冷凝水量的制約。也即是，在實(shí)施方式2中，在缸內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水的量相當(dāng)于施加有制約的特定狀態(tài)量。另外，在實(shí)施方式2中，內(nèi)燃機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件相當(dāng)于特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件。

<實(shí)施方式2的控制構(gòu)造>

圖10是示出了實(shí)施方式2的控制裝置的控制構(gòu)造的框圖。圖10所示出的控制構(gòu)造包括：目標(biāo)EGR率設(shè)定單元260、目標(biāo)EGR率修正單元200、以及EGR控制單元250。目標(biāo)EGR率設(shè)定單元260基于吸入空氣量和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等運(yùn)轉(zhuǎn)條件來(lái)設(shè)定EGR率的目標(biāo)值。目標(biāo)EGR率修正單元200修正由目標(biāo)EGR率設(shè)定單元260設(shè)定的EGR率的目標(biāo)值，以使得冷凝水量不違反制約。詳細(xì)而言，目標(biāo)EGR率修正單元200包括：未來(lái)預(yù)測(cè)單元210、制約保證單元220、調(diào)停單元230、以及修正目標(biāo)EGR率輸出單元240。EGR控制單元250基于通過(guò)目標(biāo)EGR率修正單元200修正了的EGR率的目標(biāo)值來(lái)控制EGR閥，以使得實(shí)際的EGR率成為目標(biāo)值。控制裝置所包括的這些單元對(duì)應(yīng)于在控制裝置的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序或其中一部分。從存儲(chǔ)器中讀出控制程序并通過(guò)處理器來(lái)執(zhí)行，由此，通過(guò)控制裝置實(shí)現(xiàn)了這些單元的功能。

對(duì)目標(biāo)EGR率修正單元200的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。構(gòu)成目標(biāo)EGR率修正單元200的未來(lái)預(yù)測(cè)單元210包括冷凝水量模型212。冷凝水量模型212使用物理模型等將缸內(nèi)氣體的EGR率與在缸內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水的量的關(guān)系模型化。內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)之外，冷卻水的水溫和/或空氣溫度也影響EGR率與冷凝水量的關(guān)系。因此，在冷凝水量模型212中，在內(nèi)燃機(jī)停止這一前提下，將水溫和/或空氣溫度用作參數(shù)。在內(nèi)燃機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)變?yōu)樵跐M足對(duì)冷凝水量施加的制約的方面特別嚴(yán)格的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。缸內(nèi)氣體的EGR率能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的各種參數(shù)來(lái)推定。但是，未來(lái)預(yù)測(cè)單元210從修正目標(biāo)EGR率輸出單元240接收EGR率的目標(biāo)值(或修正目標(biāo)值)，將其設(shè)為EGR率的假想當(dāng)前值而給予冷凝水量模型212。冷凝水量模型212以內(nèi)燃機(jī)停止為前提，基于包含EGR率的假想當(dāng)前值的各種參數(shù)來(lái)算出預(yù)定的預(yù)測(cè)期間中的冷凝水量的未來(lái)值。

制約保證單元220包括預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)單元221和目標(biāo)值修正單元222。對(duì)于通過(guò)未來(lái)預(yù)測(cè)單元210算出的冷凝水量的未來(lái)值，預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)單元221將其與作為制約的冷凝水量的上限值對(duì)照來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。目標(biāo)值修正單元222基于對(duì)冷凝水量的未來(lái)值的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)修正EGR率的目標(biāo)值，以得到更高的評(píng)價(jià)。在此所修正的EGR率的目標(biāo)值是在冷凝水量模型212中用作EGR率的假想當(dāng)前值的目標(biāo)值。因此，通過(guò)目標(biāo)值修正單元222進(jìn)行的目標(biāo)值的修正意味著EGR率的假想當(dāng)前值的修正。

調(diào)停單元230在被從目標(biāo)EGR率設(shè)定單元260輸入EGR率的目標(biāo)值(以下，基準(zhǔn)目標(biāo)值)時(shí)，將其向修正目標(biāo)EGR率輸出單元240輸出。并且，在被從制約保證單元220輸入EGR率的修正后的目標(biāo)值時(shí)，代替基準(zhǔn)目標(biāo)值而將修正目標(biāo)值向修正目標(biāo)EGR率輸出單元240輸出。修正目標(biāo)EGR率輸出單元240判斷EGR率的目標(biāo)值的修正是否已完成，并將EGR率的目標(biāo)值或修正目標(biāo)值設(shè)為EGR率的假想當(dāng)前值而向未來(lái)預(yù)測(cè)單元210輸出，直到修正完成為止。

目標(biāo)EGR率修正單元200通過(guò)執(zhí)行由修正目標(biāo)EGR率輸出單元240、未來(lái)預(yù)測(cè)單元210、制約保證單元220、以及調(diào)停單元230形成的循環(huán)來(lái)反復(fù)修正目標(biāo)EGR率，搜索能夠滿足對(duì)冷凝水量施加的制約的EGR率的假想當(dāng)前值。并且，將能夠滿足對(duì)冷凝水量施加的制約的EGR率的假想當(dāng)前值設(shè)為EGR率的目標(biāo)值而從目標(biāo)EGR率修正單元200向EGR控制單元250輸出。

<通過(guò)實(shí)施方式2的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例>

在圖11中，用以時(shí)間軸為橫軸的曲線圖示出了使用冷凝水量模型212來(lái)預(yù)測(cè)出的冷凝水量的未來(lái)值。在該曲線圖中繪有示出了在作為EGR率的假想當(dāng)前值而使用EGR率的基準(zhǔn)目標(biāo)值的情況下的冷凝水量的未來(lái)值的變化的曲線(標(biāo)記為“修正前”的曲線)、和示出了在作為EGR率的假想當(dāng)前值而使用EGR率的修正目標(biāo)值的情況下的冷凝水量的未來(lái)值的變化的曲線(標(biāo)記為“修正后”的曲線)。如該曲線圖所示，通過(guò)適當(dāng)修正EGR率的假想當(dāng)前值，能夠使冷凝水量的未來(lái)值變化以滿足制約。目標(biāo)EGR率修正單元200搜索在內(nèi)燃機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)下不使冷凝水量的未來(lái)值違反制約的EGR率的假想當(dāng)前值，即，EGR率的理想的當(dāng)前值，將EGR率的目標(biāo)值修正為所述理想的當(dāng)前值。由此，即使內(nèi)燃機(jī)突然停止，也會(huì)避免伴隨著所述停止而在缸內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水的量違反制約。

實(shí)施方式3.

接下來(lái)，使用附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3進(jìn)行說(shuō)明。

<實(shí)施方式3的控制對(duì)象>

實(shí)施方式3的控制裝置是以具備車間距離控制系統(tǒng)的汽車為控制對(duì)象的控制裝置。車間距離控制系統(tǒng)構(gòu)成為：通過(guò)毫米波雷達(dá)和/或攝像頭等來(lái)計(jì)測(cè)與先行車的車間距離，根據(jù)其變化而自動(dòng)地進(jìn)行節(jié)氣門(mén)控制和/或制動(dòng)器控制。實(shí)施方式3的控制裝置將與先行車之間的車間距離設(shè)為控制量、將節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和制動(dòng)器壓力設(shè)為操作量來(lái)進(jìn)行汽車的控制。另外，在具備車間距離控制系統(tǒng)的汽車中，在先行車施加急制動(dòng)時(shí)，車間距離急速變短，恐會(huì)給駕駛員帶來(lái)恐怖感。因此，在實(shí)施方式3中，對(duì)車間距離施加從安全性的觀點(diǎn)出發(fā)的制約。具體而言，將即使先行車施加急制動(dòng)也不會(huì)給予駕駛員帶來(lái)恐怖感的下限值設(shè)定為對(duì)車間距離的制約。也即是，在實(shí)施方式3中，與先行車之間的車間距離相當(dāng)于施加有制約的特定狀態(tài)量。另外，在實(shí)施方式3中，先行車施加急制動(dòng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件相當(dāng)于特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件。

<實(shí)施方式3的控制構(gòu)造>

圖12是示出了實(shí)施方式3的控制裝置的控制構(gòu)造的框圖。圖12所示出的控制構(gòu)造包括：目標(biāo)車間距離設(shè)定單元360、目標(biāo)車間距離修正單元300、以及車間距離控制單元350。目標(biāo)車間距離設(shè)定單元360基于己車的車速和/或先行車的車速等運(yùn)轉(zhuǎn)條件來(lái)設(shè)定車間距離的目標(biāo)值。目標(biāo)車間距離修正單元300修正由目標(biāo)車間距離設(shè)定單元360設(shè)定的車間距離的目標(biāo)值，使得即使先行車施加急制動(dòng)也不使車間距離違反制約。詳細(xì)而言，目標(biāo)車間距離修正單元300包括：未來(lái)預(yù)測(cè)單元310、制約保證單元320、調(diào)停單元330、以及修正目標(biāo)車間距離輸出單元340。車間距離控制單元350基于由目標(biāo)車間距離修正單元300修正后的車間距離的目標(biāo)值來(lái)控制節(jié)氣門(mén)或制動(dòng)器，以使得實(shí)際的車間距離成為目標(biāo)值?？刂蒲b置所包括的這些單元對(duì)應(yīng)于在控制裝置的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序或其中一部分。從存儲(chǔ)器中讀出控制程序并通過(guò)處理器來(lái)執(zhí)行，由此，通過(guò)控制裝置實(shí)現(xiàn)了這些單元的功能。

對(duì)目標(biāo)車間距離修正單元300的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。構(gòu)成目標(biāo)車間距離修正單元300的未來(lái)預(yù)測(cè)單元310包括車間距離模型312。車間距離模型312是預(yù)測(cè)通過(guò)車間距離控制實(shí)現(xiàn)的車間距離的未來(lái)值的模型。在車間距離模型312中，將己車與先行車各自的車速用作參數(shù)。另外，在能夠從道路交通信息系統(tǒng)接收路面信息(例如，干燥、濕潤(rùn)、凍結(jié)等信息)的情況下，也可以將路面信息用作參數(shù)。未來(lái)預(yù)測(cè)單元310以在接下來(lái)的瞬間先行車施加急制動(dòng)這一運(yùn)轉(zhuǎn)條件為前提，進(jìn)行通過(guò)車間距離模型312實(shí)現(xiàn)的車間距離的未來(lái)預(yù)測(cè)。先行車施加急制動(dòng)的情況，是在滿足對(duì)車間距離施加的制約的方面特別嚴(yán)格的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，同時(shí)也是在安全上被要求以特別高的準(zhǔn)確性來(lái)滿足制約的情況的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。根據(jù)車間距離控制，在檢測(cè)到先行車的急制動(dòng)時(shí)，也對(duì)己車施加急制動(dòng)以避免沖撞。在車間距離模型312中，以車間距離的當(dāng)前值為初始值來(lái)預(yù)測(cè)在這樣的車間距離控制工作的情況下的車間距離的變化。但是，向車間距離模型312輸入的車間距離的當(dāng)前值不是通過(guò)毫米波雷達(dá)等來(lái)計(jì)測(cè)的實(shí)際的當(dāng)前值。未來(lái)預(yù)測(cè)單元310從修正目標(biāo)車間距離輸出單元340接收車間距離的目標(biāo)值(或修正目標(biāo)值)，將其設(shè)為車間距離的假想當(dāng)前值而給予車間距離模型312。車間距離模型312將車間距離的假想當(dāng)前值設(shè)為初始值，算出預(yù)定的預(yù)測(cè)期間中的車間距離的未來(lái)值。

制約保證單元320包括預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)單元321和目標(biāo)值修正單元322。對(duì)于通過(guò)未來(lái)預(yù)測(cè)單元310算出的車間距離的未來(lái)值，預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)單元321將其與作為制約的車間距離的下限值對(duì)照來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。目標(biāo)值修正單元322基于對(duì)車間距離的未來(lái)值的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)修正車間距離的目標(biāo)值，以得到更高的評(píng)價(jià)。在此所修正的車間距離的目標(biāo)值是在車間距離模型312中用作車間距離的假想當(dāng)前值的目標(biāo)值。因此，通過(guò)目標(biāo)值修正單元322實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)值的修正意味著車間距離的假想當(dāng)前值的修正。

調(diào)停單元330在被從目標(biāo)車間距離設(shè)定單元360輸入車間距離的目標(biāo)值(以下，基準(zhǔn)目標(biāo)值)時(shí)，將其向修正目標(biāo)車間距離輸出單元340輸出。并且，在被從制約保證單元320輸入車間距離的修正后的目標(biāo)值時(shí)，代替基準(zhǔn)目標(biāo)值而將修正目標(biāo)值向修正目標(biāo)車間距離輸出單元340輸出。修正目標(biāo)車間距離輸出單元340判斷車間距離的目標(biāo)值的修正是否已完成，并將車間距離的目標(biāo)值或修正目標(biāo)值設(shè)為車間距離的假想當(dāng)前值而向未來(lái)預(yù)測(cè)單元310輸出，直到修正完成為止。

目標(biāo)車間距離修正單元300通過(guò)執(zhí)行由修正目標(biāo)車間距離輸出單元340、未來(lái)預(yù)測(cè)單元310、制約保證單元320、以及調(diào)停單元330形成的循環(huán)來(lái)反復(fù)修正目標(biāo)車間距離，搜索能夠滿足制約的車間距離的假想當(dāng)前值。并且，將能夠滿足制約的車間距離的假想當(dāng)前值設(shè)為車間距離的目標(biāo)值而從目標(biāo)車間距離修正單元300向車間距離控制單元350輸出。

<通過(guò)實(shí)施方式3的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例>

在圖13中用以時(shí)間軸為橫軸的曲線圖示出了使用車間距離模型312預(yù)測(cè)出的車間距離的未來(lái)值。在該曲線圖中繪有示出了在作為車間距離的假想當(dāng)前值而使用基準(zhǔn)目標(biāo)值的情況下的車間距離的未來(lái)值的變化的曲線(標(biāo)記為“修正前”的曲線)、和示出了在作為車間距離的假想當(dāng)前值而使用修正目標(biāo)值的情況下的車間距離的未來(lái)值的變化的曲線(標(biāo)記為“修正后”的曲線)。如該曲線圖所示，通過(guò)適當(dāng)修正車間距離的假想當(dāng)前值，能夠使車間距離的未來(lái)值變化以滿足制約。目標(biāo)車間距離修正單元300搜索在先行車施加了急制動(dòng)的情況下不使車間距離的未來(lái)值違反制約的車間距離的假想當(dāng)前值，即車間距離的理想的當(dāng)前值，將車間距離的目標(biāo)值修正為所述理想的當(dāng)前值。由此，即使先行車施加了急制動(dòng)，也會(huì)避免車間距離急速變短，即避免違反制約。

實(shí)施方式4.

接下來(lái)，使用附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式4進(jìn)行說(shuō)明。

<實(shí)施方式4的控制對(duì)象>

實(shí)施方式4的控制裝置是以搭載于汽車的帶有渦輪增壓裝置的內(nèi)燃機(jī)為控制對(duì)象的控制裝置。內(nèi)燃機(jī)可以是火花點(diǎn)火式的內(nèi)燃機(jī)，也可以是壓縮自燃式的內(nèi)燃機(jī)。實(shí)施方式4的控制裝置將取入內(nèi)燃機(jī)的缸內(nèi)的空氣量(新氣量)設(shè)為控制量、將包含節(jié)流閥的空氣系統(tǒng)致動(dòng)器(Air System Actuator)的控制變量設(shè)為操作量來(lái)進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的控制。節(jié)流閥之外，在空氣系統(tǒng)致動(dòng)器中還包含：廢氣旁通閥、EGR閥、及可變正時(shí)氣門(mén)機(jī)構(gòu)等。在帶有渦輪增壓裝置的內(nèi)燃機(jī)中，即使在駕駛員使加速器踏板全踩下而要求加速時(shí)，若在要求加速的時(shí)刻空氣量不充足，則渦輪轉(zhuǎn)速的上升也產(chǎn)生延遲。渦輪轉(zhuǎn)速上升的延遲產(chǎn)生加速的遲緩，會(huì)給駕駛員帶來(lái)壓力。因此，在實(shí)施方式3中，對(duì)作用于車輛的加速度的變化率施加從駕駛舒適性的觀點(diǎn)出發(fā)的制約。具體而言，將不給駕駛員帶來(lái)壓力的加速度變化率的下限值設(shè)定為對(duì)加速度變化率的制約。也即是，在實(shí)施方式4中，汽車的加速度的變化率相當(dāng)于施加有制約的特定狀態(tài)量。另外，在實(shí)施方式4中，處于全力加速狀態(tài)(全負(fù)荷加速狀態(tài))時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件相當(dāng)于特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件。

<實(shí)施方式4的控制構(gòu)造>

圖14是示出了實(shí)施方式4的控制裝置的控制構(gòu)造的框圖。圖14所示出的控制構(gòu)造包括：目標(biāo)空氣量設(shè)定單元460、目標(biāo)空氣量修正單元400、以及空氣量控制單元450。目標(biāo)空氣量設(shè)定單元460基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或加速器踏板開(kāi)度等運(yùn)轉(zhuǎn)條件來(lái)設(shè)定空氣量的目標(biāo)值。目標(biāo)空氣量修正單元400修正由目標(biāo)空氣量設(shè)定單元460設(shè)定的空氣量的目標(biāo)值，以使得加速度變化率不違反制約。詳細(xì)而言，目標(biāo)空氣量修正單元400包括：未來(lái)預(yù)測(cè)單元410、制約保證單元420、調(diào)停單元430、以及修正目標(biāo)空氣量輸出單元440?？諝饬靠刂茊卧?50基于由目標(biāo)空氣量修正單元400修正后的空氣量的目標(biāo)值來(lái)控制空氣系統(tǒng)致動(dòng)器，以使得實(shí)際的空氣量成為目標(biāo)值?？刂蒲b置所包括的這些單元對(duì)應(yīng)于在控制裝置的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序或其中一部分。從存儲(chǔ)器中讀出控制程序并通過(guò)處理器來(lái)執(zhí)行，由此，通過(guò)控制裝置實(shí)現(xiàn)了這些單元的功能。

對(duì)目標(biāo)空氣量修正單元400的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。構(gòu)成目標(biāo)空氣量修正單元400的未來(lái)預(yù)測(cè)單元410包括加速度模型412。加速度模型412使用物理模型等來(lái)將空氣量與作用于車輛的加速度的關(guān)系模型化。車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變速器的變速比、排氣狀態(tài)(溫度、流量等)、以及渦輪轉(zhuǎn)速等參數(shù)影響在帶有渦輪增壓裝置的內(nèi)燃機(jī)中的空氣量與加速度的關(guān)系。因此，在通過(guò)加速度模型412實(shí)現(xiàn)的未來(lái)預(yù)測(cè)中，也對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行考慮。此外，空氣量能夠通過(guò)空氣流量計(jì)來(lái)計(jì)測(cè)，但未來(lái)預(yù)測(cè)單元410從修正目標(biāo)空氣量輸出單元440接收空氣量的目標(biāo)值(或修正目標(biāo)值)，將其設(shè)為空氣量的假想當(dāng)前值而給予加速度模型412。加速度模型412以使加速器踏板全踩下的全力加速為前提，基于包含空氣量的假想當(dāng)前值的各種參數(shù)來(lái)算出預(yù)定的預(yù)測(cè)期間中的加速度的未來(lái)值。根據(jù)駕駛員的意思而使加速器踏板全踩下的全力加速，是從駕駛舒適性的觀點(diǎn)出發(fā)，被要求以特別高的準(zhǔn)確性來(lái)滿足對(duì)加速度變化率的制約的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。

制約保證單元420包含預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)單元421和目標(biāo)值修正單元422。預(yù)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)單元421根據(jù)由未來(lái)預(yù)測(cè)單元410算出的加速度的未來(lái)值來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)區(qū)間中的加速度變化率。并且，將加速度變化率與作為制約的下限值對(duì)照來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。目標(biāo)值修正單元422基于對(duì)加速度變化率的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)修正空氣量的目標(biāo)值，以得到更高的評(píng)價(jià)。在此所修正的空氣量的目標(biāo)值是在加速度模型412中用作空氣量的假想當(dāng)前值的目標(biāo)值。因此，通過(guò)目標(biāo)值修正單元422實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)值的修正意味著空氣量的假想當(dāng)前值的修正。

調(diào)停單元430在被從目標(biāo)空氣量設(shè)定單元460輸入空氣量的目標(biāo)值(以下，基準(zhǔn)目標(biāo)值)時(shí)，將其向修正目標(biāo)空氣量輸出單元440輸出。并且，在被從制約保證單元420輸入空氣量的修正后的目標(biāo)值時(shí)，代替基準(zhǔn)目標(biāo)值而將修正目標(biāo)值向修正目標(biāo)空氣量輸出單元440輸出。修正目標(biāo)空氣量輸出單元440判斷空氣量的目標(biāo)值的修正是否已完成，并將空氣量的目標(biāo)值或修正目標(biāo)值設(shè)為空氣量的假想當(dāng)前值而向未來(lái)預(yù)測(cè)單元410輸出，直到修正完成為止。

目標(biāo)空氣量修正單元400通過(guò)執(zhí)行由修正目標(biāo)空氣量輸出單元440、未來(lái)預(yù)測(cè)單元410、制約保證單元420、以及調(diào)停單元430形成的循環(huán)來(lái)反復(fù)修正目標(biāo)空氣量，搜索能夠滿足對(duì)加速度變化率施加的制約的空氣量的假想當(dāng)前值。并且，將能夠滿足對(duì)加速度變化率施加的制約的空氣量的假想當(dāng)前值設(shè)為空氣量的目標(biāo)值而從目標(biāo)空氣量修正單元400向空氣量控制單元450輸出。

<通過(guò)實(shí)施方式4的控制構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的計(jì)算例>

在圖15中用以時(shí)間軸為橫軸的曲線圖示出了使用加速度模型412來(lái)預(yù)測(cè)出的加速度的未來(lái)值。在該曲線圖中繪有表示在作為空氣量的假想當(dāng)前值而使用基準(zhǔn)目標(biāo)值的情況下的加速度的未來(lái)值的變化的曲線(標(biāo)記為“修正前”的曲線)、和表示在作為空氣量的假想當(dāng)前值而使用修正目標(biāo)值的情況下的加速度的未來(lái)值的變化的曲線(標(biāo)記為“修正后”的曲線)。如該曲線圖所示，通過(guò)適當(dāng)修正空氣量的假想當(dāng)前值，能夠使加速度的未來(lái)值變化，以使得加速度變化率滿足制約。目標(biāo)空氣量修正單元400搜索在全力加速狀態(tài)下用于滿足制約的空氣量的假想當(dāng)前值，即空氣量的理想的當(dāng)前值，將空氣量的目標(biāo)值修正為所述理想的當(dāng)前值。由此，即使突然使加速器踏板全踩下，也會(huì)避免給駕駛員帶來(lái)壓力這樣的加速的遲緩。

其他實(shí)施方式.

本發(fā)明所涉及的控制裝置也可以以具備通過(guò)EGR通路將渦輪的下游與壓縮機(jī)的上游連接的LPL-EGR系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)為控制對(duì)象。在該內(nèi)燃機(jī)中，存在加速時(shí)相伴于EGR氣體的切斷的延遲而缸內(nèi)的空氣量(新氣量)的變化產(chǎn)生延遲這一問(wèn)題。因此，將EGR氣體量設(shè)為控制量、將空氣量設(shè)為施加有制約的特定狀態(tài)量，通過(guò)使用了模型的未來(lái)預(yù)測(cè)搜索EGR氣體量的理想的當(dāng)前值。將這樣得到的EGR氣體量的理想的當(dāng)前值設(shè)為EGR氣體量的目標(biāo)值來(lái)控制LPL-EGR系統(tǒng)，由此，能夠防止加速時(shí)的空氣量的響應(yīng)延遲。

以上介紹了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式。只要是在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，則能夠?qū)ι鲜龅膶?shí)施方式進(jìn)行各種變形并實(shí)施。例如，在上述的實(shí)施方式中，通過(guò)反復(fù)修正來(lái)搜索最適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)值，但也可以采用其他的搜索方法。以實(shí)施方式1為例，以DPF溫度的基準(zhǔn)目標(biāo)值或?qū)嶋H的當(dāng)前值為中心而決定多個(gè)假想當(dāng)前值，分別將多個(gè)假想當(dāng)前值設(shè)為初始值來(lái)進(jìn)行DPF溫度的未來(lái)預(yù)測(cè)。并且，選擇在多個(gè)假想當(dāng)前值中的不使DPF溫度的未來(lái)值違反制約的值，進(jìn)而將其中最接近基準(zhǔn)目標(biāo)值的值決定為DPF溫度的目標(biāo)值。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

6：排氣通路

12：DPF

14：燃料添加閥

16：溫度傳感器

20：ECU

100：目標(biāo)溫度修正單元

112：DPF溫度模型

150：添加量控制單元

160：目標(biāo)溫度設(shè)定單元

200：目標(biāo)EGR率修正單元

212：冷凝水量模型

250：EGR控制單元

260：目標(biāo)EGR率設(shè)定單元

300：目標(biāo)車間距離修正單元

312：車間距離模型

350：車間距離控制單元

360：目標(biāo)車間距離設(shè)定單元

400：目標(biāo)空氣量修正單元

412：加速度模型

450：空氣量控制單元

460：目標(biāo)空氣量設(shè)定單元

800：參考調(diào)節(jié)器