JP5742684B2 - Engine predictive control device - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの予測制御装置、より詳しくは、スロットルのディレイ制御を実施することよって将来において達成される筒内空気量を目標スロットル開度から予測するエンジンの予測制御装置に関する。   The present invention relates to an engine predictive control device, and more particularly to an engine predictive control device that predicts an in-cylinder air amount that will be achieved in the future from a target throttle opening by executing a delay control of a throttle.

電子制御式のスロットルを備えたエンジンでは、ドライバのアクセル開度に基づいて目標スロットル開度が決定され、目標スロットル開度に従ってスロットルが操作される。このとき、決定した目標スロットル開度に従って直ぐにスロットルを動作させるのではなく、目標スロットル開度の変化に対して実スロットル開度の変化を遅らせることもできる。このような演算処理をスロットルのディレイ制御という。ディレイ制御を実施すれば、目標スロットル開度の変化に対し実際のスロットル開度はディレイ時間分だけ遅れて変化することになるので、ディレイ時間分だけ将来のスロットル開度を目標スロットル開度から予測することができる。将来のスロットル開度が予測できれば、その予測時点における筒内空気量(或いは筒内充填効率)をスロットル開度から予測することができる。予測した筒内空気量は、目標空燃比の実現に必要な燃料噴射量の計算に用いることができる。   In an engine equipped with an electronically controlled throttle, the target throttle opening is determined based on the accelerator opening of the driver, and the throttle is operated according to the target throttle opening. At this time, instead of operating the throttle immediately according to the determined target throttle opening, the change in the actual throttle opening can be delayed with respect to the change in the target throttle opening. Such arithmetic processing is called throttle delay control. If delay control is performed, the actual throttle opening changes with the delay time with respect to the change in the target throttle opening, so the future throttle opening is predicted from the target throttle opening by the delay time. can do. If the future throttle opening can be predicted, the in-cylinder air amount (or in-cylinder charging efficiency) at the prediction time can be predicted from the throttle opening. The predicted in-cylinder air amount can be used for calculation of the fuel injection amount necessary for realizing the target air-fuel ratio.

ただし、従来実施されているディレイ制御には問題がある。従来のディレイ制御では、ディレイ時間は一定値、例えば32msecに設定されている。図7では、目標スロットル開度の時間による変化が実線で描かれ、実スロットル開度の時間による変化が点線で描かれている。図7の左側のチャートは急加速時における目標スロットル開度と実スロットル開度との関係を示し、右側のチャートは緩加速時における目標スロットル開度と実スロットル開度との関係を示している。2つのチャートを比較して分かるように、ディレイ時間が一定の場合、急加速時には緩加速時に比べてスロットルの応答性の低さが顕著になってしまう。   However, there is a problem with the conventional delay control. In the conventional delay control, the delay time is set to a constant value, for example, 32 msec. In FIG. 7, the change with time of the target throttle opening is drawn with a solid line, and the change with time of the actual throttle opening is drawn with a dotted line. The left chart in FIG. 7 shows the relationship between the target throttle opening and the actual throttle opening during sudden acceleration, and the right chart shows the relationship between the target throttle opening and the actual throttle opening during slow acceleration. . As can be seen from the comparison of the two charts, when the delay time is constant, the throttle response becomes low at the time of sudden acceleration compared to that at the time of slow acceleration.

このような問題の解決策としては、例えば、ディレイ時間を可変にすることが考えられる。しかし、この場合、最適なディレイ時間を選択するための処理が必要となり、また、ディレイ時間を変更する処理も必要となり、さらに、変更後のディレイ時間に基づいて筒内空気量の予測演算を行う処理も必要となる。従来一般的に用いられているシングルコアのシステムでは、これらの全ての処理を遅れることなく実行することは困難である。   As a solution to such a problem, for example, it is conceivable to make the delay time variable. However, in this case, a process for selecting the optimal delay time is required, and a process for changing the delay time is also required. Further, the in-cylinder air amount is predicted based on the changed delay time. Processing is also required. In a single-core system generally used in the past, it is difficult to execute all these processes without delay.

そこで考えられるのが複数のコアを有するマルチコアシステムの活用である。エンジンの制御装置においてマルチコアシステムを用いることは、例えば特開2010−126012号公報に記載されているように公知のアイデアである。   One possible solution is the utilization of a multi-core system having a plurality of cores. The use of a multi-core system in an engine control device is a known idea as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-12612.

特開2010−126012号公報JP 2010-126121

しかしながら、筒内空気量の予測演算のためのディレイ制御をマルチコアシステムで実行することやその具体的な手法については、特開2010−126012号公報を含めてどの先行技術文献にも記載も示唆もされていない。   However, regarding the execution of delay control for predicting calculation of the in-cylinder air amount in a multi-core system and its specific method, it is described or suggested in any prior art documents including Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-126022. It has not been.

本発明は、上述のような課題に鑑みなされたもので、マルチコアシステムの採用によりディレイ時間を可変にしたエンジンの予測制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an engine predictive control apparatus in which a delay time is made variable by adopting a multi-core system.

第1の発明は、上記の課題を達成するため、アクセル開度から計算した目標スロットル開度の変化に対して実スロットル開度の変化を遅らせるディレイ制御を実施し、将来において達成される筒内空気量を前記目標スロットル開度から予測するエンジンの予測制御装置において、当該予測制御装置は、それぞれに異なる予測時間が設定された複数のコアを有し、前記複数のコアのそれぞれは、設定された予測時間をディレイ時間として前記ディレイ制御を実施した場合に前記設定された予測時間だけ将来において達成される予測筒内空気量を前記目標スロットル開度に基づいて演算し、前記予測制御装置は、前記複数のコアのそれぞれで演算された予測筒内空気量の中から何れか1つを選択するとともに、選択した予測筒内空気量を与えるコアに設定されている予測時間をディレイ時間として前記ディレイ制御を実施することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the first invention implements delay control for delaying the change in the actual throttle opening with respect to the change in the target throttle opening calculated from the accelerator opening, and is achieved in the cylinder in the future. In the engine predictive control device that predicts the air amount from the target throttle opening, the predictive control device has a plurality of cores each set with a different prediction time, and each of the plurality of cores is set. When the delay control is performed using the predicted time as a delay time, a predicted in-cylinder air amount that will be achieved in the future by the set predicted time is calculated based on the target throttle opening, Select one of the predicted in-cylinder air amounts calculated by each of the plurality of cores, and give the selected predicted in-cylinder air amount. Is characterized by carrying out said delay control the estimated time that is set in the delay time.

第2の発明は、第1の発明のエンジンの予測制御装置において、当該予測制御装置は、アクセル開度の変化量が第1の閾値より小さい場合には、前記複数のコアのうちの一部のコアを停止させることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the engine predictive control device according to the first aspect, when the amount of change in the accelerator opening is smaller than the first threshold, the predictive control device is a part of the plurality of cores. It is characterized by stopping the core.

第3の発明は、第1又は第2の発明のエンジンの予測制御装置において、当該予測制御装置は、アクセル開度の変化量が第2の閾値より大きい場合には、最短の予測時間が設定されたコア以外のコアを停止させることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the engine predictive control device according to the first or second aspect, the predictive control device sets the shortest predicted time when the amount of change in the accelerator opening is larger than the second threshold value. It is characterized by stopping cores other than the core that has been made.

第4の発明は、第1乃至第3の何れか1つの発明のエンジンの予測制御装置において、当該予測制御装置は、一定時間アクセル開度の変化量が第3の閾値より小さい状態が続いた場合には、最長の予測時間が設定されたコア以外のコアを停止させることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the engine predictive control device according to any one of the first to third aspects, wherein the predictive control device has a state in which the change amount of the accelerator opening is smaller than the third threshold value for a predetermined time. In such a case, it is characterized in that cores other than the core for which the longest predicted time is set are stopped.

第5の発明は、第1乃至第4の何れか1つの発明のエンジンの予測制御装置において、当該予測制御装置は、目標スロットル開度の変化が急であるほど、より短い予測時間が設定されているコアで演算された予測筒内空気量を選択することを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the engine predictive control device according to any one of the first to fourth aspects of the invention, the predictive control device sets a shorter predicted time as the change in the target throttle opening degree is abrupt. The predicted in-cylinder air amount calculated by the core is selected.

第6の発明は、第1乃至第4の何れか1つの発明のエンジンの予測制御装置において、当該予測制御装置は、前記複数のコアのそれぞれで演算された予測筒内空気量の1制御周期あたりの変化量を演算し、加速時には、前記変化量が所定値以下となるコアのうちで予測時間が最長のコアで演算された予測筒内空気量を選択し、減速時には、前記変化量が所定値以上となるコアのうちで予測時間が最短のコアで演算された予測筒内空気量を選択することを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the engine prediction control apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the prediction control apparatus includes one control cycle of the predicted in-cylinder air amount calculated by each of the plurality of cores. The estimated in-cylinder air amount calculated by the core with the longest prediction time is selected from the cores in which the change amount is equal to or less than a predetermined value during acceleration, and the change amount is calculated during deceleration. It is characterized in that the predicted in-cylinder air amount calculated by the core having the shortest prediction time among the cores having a predetermined value or more is selected.

第1の発明によれば、予測筒内空気量は複数のコアで予測時間を異ならせて並列に演算されているので、予測筒内空気量の算出に遅れを生じさせることなくディレイ時間を変更することができる。   According to the first invention, since the predicted in-cylinder air amount is calculated in parallel with different prediction times for a plurality of cores, the delay time can be changed without causing a delay in the calculation of the predicted in-cylinder air amount. can do.

第2の発明によれば、アクセル開度の変化量が小さくスロットルに高い応答性が求められない状況では、複数のコアのうちの一部のコアを停止させることで無駄な電力消費を抑えることができる。   According to the second invention, in a situation where the amount of change in the accelerator opening is small and high response to the throttle is not required, useless power consumption can be suppressed by stopping some of the plurality of cores. Can do.

一方、アクセル開度の変化量がある閾値を越えるほど大きい場合は、ドライバの速いアクセル操作にスロットルの動作を追従させることができるようにディレイ時間は最短にすることが望ましい。第3の発明によれば、最短の予測時間が設定されたコア、すなわち、最短のディレイ時間を与えるコア以外のコアを停止させることで無駄な電力消費を抑えることができる。   On the other hand, if the amount of change in the accelerator opening is large enough to exceed a certain threshold value, it is desirable to make the delay time as short as possible so that the driver can quickly follow the throttle operation. According to the third aspect of the invention, it is possible to suppress wasteful power consumption by stopping the cores for which the shortest predicted time is set, that is, the cores other than the core that gives the shortest delay time.

また、一定時間アクセル開度の変化量が小さい状態が続いた場合には、スロットルの動きのない定常走行モードに入っていると判断することができる。この場合、予測時間は最大限に長くとることができる。第4の発明によれば、最長の予測時間が設定されたコア、すなわち、最長のディレイ時間を与えるコア以外のコアを停止させることで無駄な電力消費を抑えることができる。   Further, if the state in which the amount of change in the accelerator opening remains small for a certain period of time, it can be determined that the vehicle is in the steady travel mode in which there is no movement of the throttle. In this case, the prediction time can be maximized. According to the fourth invention, it is possible to suppress wasteful power consumption by stopping cores other than the core for which the longest predicted time is set, that is, the core that gives the longest delay time.

第5の発明によれば、目標スロットル開度の変化が急であるほどより短い予測時間が設定されているコアによる演算が選択されるので、ディレイ時間がより短くなることによってスロットルの過渡応答性が高められる。   According to the fifth aspect, since the calculation by the core having a shorter predicted time is selected as the change in the target throttle opening degree becomes steeper, the transient response of the throttle is shortened by the shorter delay time. Is increased.

第6の発明によれば、アクセル開度や目標スロットル開度からではなく、予測筒内空気量の1制御周期当たりの変化量から最適な予測時間及びディレイ時間を決定することができる。   According to the sixth aspect, it is possible to determine the optimum predicted time and delay time not from the accelerator opening or the target throttle opening but from the amount of change in the predicted in-cylinder air amount per control cycle.

本発明の実施の形態のエンジンの予測制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the prediction control apparatus of the engine of embodiment of this invention. コア毎の予測時間(ディレイ時間)の設定について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the prediction time (delay time) for every core. 使用する予測筒内空気量を選択するためのルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the routine for selecting the prediction in-cylinder air amount to be used. 図3に示すルーチンによる演算結果の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the calculation result by the routine shown in FIG. 図3に示すルーチンによる演算結果の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the calculation result by the routine shown in FIG. 本発明の実施の形態のエンジンの予測制御装置の効果について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the prediction control apparatus of the engine of embodiment of this invention. 従来のスロットルのディレイ制御における問題について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem in the delay control of the conventional throttle.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態のエンジンの予測制御装置の構成を示す図である。本実施の形態では、エンジンを制御するECU10の一つの機能として予測制御装置が実現される。予測制御装置の制御対象であるエンジンは、電子制御式のスロットル4を備えたガソリンエンジンである。予測制御装置としてのECU10は、アクセル開度センサ2により計測されたアクセル開度から目標スロットル開度を計算し、目標スロットル開度の変化に対してスロットル4の実開度の変化を遅らせるディレイ制御を実施することによって、将来において達成される筒内空気量を目標スロットル開度から予測する。   FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an engine predictive control apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a predictive control device is realized as one function of the ECU 10 that controls the engine. The engine to be controlled by the predictive control device is a gasoline engine having an electronically controlled throttle 4. The ECU 10 serving as a predictive control device calculates a target throttle opening from the accelerator opening measured by the accelerator opening sensor 2 and delays the change in the actual opening of the throttle 4 with respect to the change in the target throttle opening. By implementing the above, the in-cylinder air amount to be achieved in the future is predicted from the target throttle opening.

本実施の形態のECU10は、複数のコア12,14を有するマルチコアシステムとして構成されている。図1において各コア12,14に付けられている番号は、コア毎に付けられた番号である。例えば#16は16番のコアを意味している。ECU10は、内蔵するコア12,14のうち一群のコア14を予測筒内空気量の演算に使用する。図1に示す例では、#1から#32までの32個のコアが予測筒内空気量の演算に割り当てられている。また、ECU10は、予測筒内空気量の演算用に割り当てられたコア14以外の1つのコア12を全体の制御用に使用する。図1に示す例では、#0コアが制御用に割り当てられている。   The ECU 10 of the present embodiment is configured as a multi-core system having a plurality of cores 12 and 14. In FIG. 1, the numbers assigned to the cores 12 and 14 are the numbers assigned to the respective cores. For example, # 16 means the 16th core. The ECU 10 uses a group of cores 14 of the built-in cores 12 and 14 for calculation of the predicted in-cylinder air amount. In the example shown in FIG. 1, 32 cores from # 1 to # 32 are assigned to the calculation of the predicted in-cylinder air amount. Further, the ECU 10 uses one core 12 other than the core 14 assigned for calculating the predicted in-cylinder air amount for overall control. In the example shown in FIG. 1, the # 0 core is assigned for control.

予測筒内空気量の演算が割りあてられた#1から#32までのコア14には、それぞれに異なる予測時間が設定されている。具体的には、各コア14に付けられたコア番号がそのコアに設定された予測時間を表している。よって、#1コアでは予測時間は1msecに設定され、#16コアでは予測時間は16msecに設定され、#32コアでは予測時間は32msecに設定される。各コア14に設定された予測時間は、スロットル4のディレイ制御を行う場合のディレイ時間に対応している。図2では、#1,#16及び#32の3つのコアに関して、目標スロットル開度の時間による変化が実線で描かれ、それらのコアで計算される仮想の実スロットル開度の時間による変化が点線で描かれている。   Different predicted times are set for the cores 14 from # 1 to # 32 to which the calculation of the predicted in-cylinder air amount is assigned. Specifically, the core number assigned to each core 14 represents the predicted time set for that core. Therefore, the prediction time is set to 1 msec for the # 1 core, the prediction time is set to 16 msec for the # 16 core, and the prediction time is set to 32 msec for the # 32 core. The predicted time set for each core 14 corresponds to the delay time when the delay control of the throttle 4 is performed. In FIG. 2, the change with time of the target throttle opening is drawn with a solid line for the three cores # 1, # 16 and # 32, and the change with time of the virtual actual throttle opening calculated with these cores is shown. It is drawn with a dotted line.

各コア14は、図2に例示するようにスロットル4のディレイ制御を実施したと仮定して、予測時間だけ将来において達成される予測筒内空気量を目標スロットル開度に基づいて演算する。各コア14による予測筒内空気量の演算にはエアモデルが用いられる。エアモデルはスロットル開度と筒内空気量との関係を流体力学に基づいてモデル化した物理モデルである。なお、目標スロットル開度の計算は各コア14で行っても良いし、予測筒内空気量の演算用以外のコアによる計算結果を用いてもよい。   Assuming that the delay control of the throttle 4 is performed as illustrated in FIG. 2, each core 14 calculates a predicted in-cylinder air amount that will be achieved in the future for the predicted time based on the target throttle opening. An air model is used for calculation of the predicted in-cylinder air amount by each core 14. The air model is a physical model in which the relationship between the throttle opening and the in-cylinder air amount is modeled based on fluid dynamics. The calculation of the target throttle opening may be performed by each core 14, or a calculation result by a core other than that for calculating the predicted in-cylinder air amount may be used.

制御用のコア12は、スロットル4のディレイ制御、上記の各コア14による演算の制御、そして、各コア14で計算された予測筒内空気量に基づいた燃料噴射制御を実施する。コア12が行う一連の制御では、まず、各コア14で演算される予測筒内空気量の中から燃料噴射量の計算に使用する予測筒内空気量を選択することが行われる。使用する予測筒内空気量が決まれば、その予測筒内空気量を与えるコアに設定されている予測時間をディレイ時間としてスロットル4のディレイ制御が行われる。   The control core 12 performs the delay control of the throttle 4, the calculation control by the respective cores 14, and the fuel injection control based on the predicted in-cylinder air amount calculated by the respective cores 14. In a series of controls performed by the core 12, first, a predicted in-cylinder air amount used for calculation of the fuel injection amount is selected from the predicted in-cylinder air amount calculated by each core. When the predicted in-cylinder air amount to be used is determined, the delay control of the throttle 4 is performed using the predicted time set in the core that gives the predicted in-cylinder air amount as a delay time.

図3のフローチャートは、コア12が実行するルーチンの1つを示している。このルーチンは燃料噴射量の計算に使用する予測筒内空気量を選択するためのルーチンである。コア12はこのルーチンを制御周期ごとに実行する。以下、図3に示すルーチンの内容について説明する。   The flowchart in FIG. 3 shows one of the routines executed by the core 12. This routine is a routine for selecting a predicted in-cylinder air amount used for calculation of the fuel injection amount. The core 12 executes this routine every control cycle. The contents of the routine shown in FIG. 3 will be described below.

図3に示すルーチンの最初のステップS2では、アクセル開度の1制御周期あたりの変化量が計算され、その値が所定の閾値(第1の閾値)A_min以上かどうか判定される。アクセル開度変化量が閾値A_min以上であるならば、次のステップS4において、アクセル開度の1制御周期あたりの変化量が閾値A_minよりも大きい所定の閾値(第2の閾値)A_max以下かどうか判定される。   In the first step S2 of the routine shown in FIG. 3, the change amount of the accelerator opening per control cycle is calculated, and it is determined whether or not the value is equal to or greater than a predetermined threshold (first threshold) A_min. If the accelerator opening change amount is equal to or greater than the threshold value A_min, whether or not the change amount of the accelerator opening amount per control cycle is equal to or less than a predetermined threshold value (second threshold value) A_max greater than the threshold value A_min in the next step S4. Determined.

ステップS2及びステップS4の判定の結果、アクセル開度変化量が閾値A_maxより大きいことが分かった場合には、ステップS8の処理が行われる。ステップS8では、最短の予測時間が設定された#1コアのみが予測筒内空気量の演算に使用され、#1コアによる演算結果がコア12へ供給される。これによれば、ディレイ時間は最短の1msecに設定されるので、ドライバの速いアクセル操作にスロットル4の動作を追従させることができる。また、この場合、#1コア以外のコアによる演算は全て停止されるので、無駄な電力消費を抑えることができるというメリットも得られる。   As a result of the determination in step S2 and step S4, if it is found that the accelerator opening change amount is larger than the threshold value A_max, the process of step S8 is performed. In step S8, only the # 1 core for which the shortest predicted time is set is used for the calculation of the predicted in-cylinder air amount, and the calculation result by the # 1 core is supplied to the core 12. According to this, since the delay time is set to the shortest 1 msec, the operation of the throttle 4 can follow the driver's fast accelerator operation. Further, in this case, since all computations by the cores other than the # 1 core are stopped, there is an advantage that wasteful power consumption can be suppressed.

ステップS2及びステップS4の判定の結果、アクセル開度変化量が閾値A_min以上で且つ閾値A_max以下の範囲に収まっていることが分かった場合には、ステップS10の処理が行われる。ステップS10では、#1から#32までの全てのコア14に対して予測筒内空気量の演算が許可される。各コア14はそれぞれに設定された予測時間に従って将来の予測筒内空気量を演算し、その演算結果をコア12へ供給する。   As a result of the determination in step S2 and step S4, when it is found that the accelerator opening change amount is within the threshold A_min and below the threshold A_max, the process of step S10 is performed. In step S10, calculation of the predicted in-cylinder air amount is permitted for all the cores 14 from # 1 to # 32. Each core 14 calculates a future predicted in-cylinder air amount according to the set prediction time, and supplies the calculated result to the core 12.

一方、ステップS2の判定の結果、アクセル開度変化量が閾値A_min未満になっていることが分かった場合には、ステップS6の処理が行われる。ステップS6では、#1から#32までのコア14のうち一部のコアによる演算が停止される。具体的には、4msecの間隔で予測筒内空気量の演算に使用するコアの間引きが行われる。残りのコアは、ステップS10の場合と同様、それぞれに設定された予測時間に従って将来の予測筒内空気量を演算し、その演算結果をコア12へ供給する。   On the other hand, if it is found as a result of the determination in step S2 that the accelerator opening change amount is less than the threshold value A_min, the process of step S6 is performed. In step S6, computations by some of the cores 14 from # 1 to # 32 are stopped. Specifically, thinning of the core used for calculating the predicted in-cylinder air amount is performed at intervals of 4 msec. The remaining cores calculate the future predicted in-cylinder air amount in accordance with the predicted time set for each of the cores in the same manner as in step S <b> 10, and supply the calculation result to the core 12.

アクセル開度変化量が閾値A_minよりも小さい場合には、その後のスロットル開度の変化は小さく、ディレイ時間の長短による筒内空気量の差は小さいと考えられる。よって、予測時間の設定数を減らしたとしてもそれにより精度が低下することはない。その一方で、一部のコアを停止させることにより、無駄な電力消費を抑えることができるというメリットが得られる。   When the accelerator opening change amount is smaller than the threshold A_min, the subsequent change in the throttle opening is small, and the difference in the in-cylinder air amount due to the length of the delay time is considered to be small. Therefore, even if the set number of prediction times is reduced, the accuracy does not decrease. On the other hand, a merit that wasteful power consumption can be suppressed is obtained by stopping some cores.

ステップS10或いはステップS6の処理後は、ステップS12の判定が行われる。ステップS12では、#16コアによる予測筒内空気量の今回値Air_Est_16ms(n)が前回値Air_Est_16ms(n-1)以上かどうか判定される。#16コアに設定されている16msecの予測時間は、1msecから32msecまでの予測時間の分布において中間の値である。よって、16msecの予測時間において得られた予測筒内空気量の今回値Air_Est_16ms(n)が前回値Air_Est_16ms(n-1)以上であれば、将来においてエンジンは加速状態に入るものと判断することができる。逆に、予測筒内空気量の今回値Air_Est_16ms(n)が前回値Air_Est_16ms(n-1)未満であれば、将来においてエンジンは減速状態に入るものと判断することができる。   After the process of step S10 or step S6, the determination of step S12 is performed. In step S12, it is determined whether or not the current value Air_Est_16ms (n) of the predicted in-cylinder air amount by the # 16 core is equal to or greater than the previous value Air_Est_16ms (n-1). The predicted time of 16 msec set for the # 16 core is an intermediate value in the distribution of predicted time from 1 msec to 32 msec. Therefore, if the current value Air_Est_16ms (n) of the predicted in-cylinder air amount obtained at the predicted time of 16 msec is greater than or equal to the previous value Air_Est_16ms (n-1), it can be determined that the engine will enter an acceleration state in the future. it can. Conversely, if the current value Air_Est_16ms (n) of the predicted in-cylinder air amount is less than the previous value Air_Est_16ms (n-1), it can be determined that the engine will enter a deceleration state in the future.

ステップS12の判定の結果、今回値Air_Est_16ms(n)が前回値Air_Est_16ms(n-1)以上であることが分かった場合は、ステップS14の処理が行なわれる。ステップS14では、予測筒内空気量の演算が行なわれた全てのコアに関して、予測筒内空気量の今回値Air_Est_Xms(n)と前回値Air_Est_Xms(n-1)との予測差が計算される。エンジンが加速状態にある場合、予測筒内空気量は予測時間が長いほど大きくなる。また、予測時間が長いほど、そして、予想される加速度が大きいほど、今回値と前回値との予測差は大きくなる。   As a result of the determination in step S12, if it is determined that the current value Air_Est_16ms (n) is equal to or greater than the previous value Air_Est_16ms (n-1), the process of step S14 is performed. In step S14, the prediction difference between the current value Air_Est_Xms (n) and the previous value Air_Est_Xms (n-1) of the predicted in-cylinder air amount is calculated for all the cores for which the predicted in-cylinder air amount has been calculated. When the engine is in an acceleration state, the predicted in-cylinder air amount increases as the predicted time increases. Further, the longer the prediction time is and the larger the predicted acceleration is, the larger the prediction difference between the current value and the previous value is.

ステップS14では、予測筒内空気量の今回値と前回値との予測差が所定の閾値以下となるコアが選び出され、さらに、それらのコアのうちで予測時間が最長のコアが選択される。つまり、予測差が閾値以下となるコアのうち“X”が最大となるコアが選択される。そして、選択されたコアで演算された予測筒内空気量が燃料噴射量の計算用として選択されるともに、そのコアに設定された予測時間をディレイ時間としてディレイ制御が実施される。なお、予測差に閾値を設けたのは、予測筒内空気量が過度に急変することを防ぐためである。   In step S14, cores for which the prediction difference between the current value and the previous value of the predicted in-cylinder air amount is equal to or less than a predetermined threshold are selected, and the core having the longest prediction time is selected from among the cores. . That is, the core having the maximum “X” is selected from the cores having the prediction difference equal to or less than the threshold. Then, the predicted in-cylinder air amount calculated by the selected core is selected for calculation of the fuel injection amount, and delay control is performed using the predicted time set for the core as a delay time. The reason why the threshold is provided for the prediction difference is to prevent the predicted in-cylinder air amount from changing excessively suddenly.

図4及び図5はステップS14における演算結果の例を示している。各図の上段のグラフは、#1から#32までの各コアで演算された予測筒内空気量Air_Est_Xmsの今回値と前回値とを示している。白丸印で示す値が今回値であり、黒丸印で示す値が前回値である。各図の下段のグラフは、上段のグラフに示す予測筒内空気量の今回値Air_Est_Xms(n)と前回値Air_Est_Xms(n-1)との予測差を示している。三角印で示す値が各コアで演算された予測筒内空気量の予測差である。また、グラフ中には予測差の閾値を点線で示している。   4 and 5 show examples of calculation results in step S14. The upper graph of each figure shows the current value and the previous value of the predicted in-cylinder air amount Air_Est_Xms calculated for each core from # 1 to # 32. The value indicated by the white circle is the current value, and the value indicated by the black circle is the previous value. The lower graph of each figure shows the predicted difference between the current value Air_Est_Xms (n) and the previous value Air_Est_Xms (n-1) of the predicted in-cylinder air amount shown in the upper graph. A value indicated by a triangle is a predicted difference in predicted in-cylinder air amount calculated by each core. In the graph, the threshold value of the prediction difference is indicated by a dotted line.

図4は急加速が予測される時の演算結果であり、図5は緩加速が予測される時の演算結果である。図4に示す例では、#1から#Yまでのコアで演算された予測筒内空気量の予測差は閾値以下となっており、#Y+1から#32までのコアで演算された予測筒内空気量の予測差は閾値を越えている。よって、#Yのコアで演算された予測筒内空気量が燃料噴射量の計算用として選択される。同様に、図5に示す例では、#Zのコアで演算された予測筒内空気量が燃料噴射量の計算用として選択される。   FIG. 4 shows a calculation result when a sudden acceleration is predicted, and FIG. 5 shows a calculation result when a slow acceleration is predicted. In the example shown in FIG. 4, the predicted difference in the predicted in-cylinder air amount calculated by the cores from # 1 to #Y is less than the threshold, and the predicted in-cylinder calculated by the cores from # Y + 1 to # 32 The predicted difference in air volume exceeds the threshold. Therefore, the predicted in-cylinder air amount calculated by the core of #Y is selected for calculating the fuel injection amount. Similarly, in the example shown in FIG. 5, the predicted in-cylinder air amount calculated by the #Z core is selected for calculating the fuel injection amount.

2つの演算結果の例の比較から分かるように、ステップS14の処理によれば、急加速が予測される場合は、比較的短い予測時間が設定されたコアによる演算が選択され、緩加速が予測される場合は、比較的長い予測時間が設定されたコアによる演算が選択される。これによれば、図6に模式的に示すように、急加速が予測されるときにはディレイ時間を短くし、緩加速が予測されるときにはディレイ時間を長くすることができる。よって、アクセル開度の変化から予測される加速度が大きいときほど、ディレイ時間がより短くなることによってスロットル4の過渡応答性が高められる。   As can be seen from the comparison of the two calculation result examples, according to the processing in step S14, when the sudden acceleration is predicted, the calculation by the core having a relatively short prediction time is selected, and the slow acceleration is predicted. In such a case, an operation by a core having a relatively long prediction time is selected. According to this, as schematically shown in FIG. 6, the delay time can be shortened when sudden acceleration is predicted, and the delay time can be lengthened when slow acceleration is predicted. Therefore, the greater the acceleration predicted from the change in the accelerator opening, the shorter the delay time, thereby increasing the transient response of the throttle 4.

一方、ステップS12の判定の結果、今回値Air_Est_16ms(n)が前回値Air_Est_16ms(n-1)未満であることが分かった場合、つまり、将来においてエンジンは減速状態に入ることが分かった場合は、ステップS16の処理が行なわれる。ステップS16では、予測筒内空気量の演算が行なわれた全てのコアに関して、予測筒内空気量の前回値Air_Est_Xms(n-1)と今回値Air_Est_Xms(n)との予測差が計算される。ステップS16では、予測筒内空気量の前回値と今回値との予測差が所定の閾値以上となるコアが選び出され、さらに、そのコアのうちで予測時間が最短のコアが選択される。つまり、予測差が閾値以上となるコアのうち“X”が最小となるコアが選択される。そして、選択されたコアで演算された予測筒内空気量が燃料噴射量の計算用として選択されるともに、そのコアに設定された予測時間をディレイ時間としてディレイ制御が実施される。   On the other hand, if it is found as a result of the determination in step S12 that the current value Air_Est_16ms (n) is less than the previous value Air_Est_16ms (n-1), that is, if it is found that the engine will enter a deceleration state in the future, The process of step S16 is performed. In step S16, the prediction difference between the previous value Air_Est_Xms (n-1) and the current value Air_Est_Xms (n) of the predicted in-cylinder air amount is calculated for all the cores for which the predicted in-cylinder air amount has been calculated. In step S16, the core whose prediction difference between the previous value and the current value of the predicted in-cylinder air amount is equal to or greater than a predetermined threshold is selected, and the core with the shortest prediction time is selected from the cores. That is, the core with the smallest “X” is selected from the cores with the prediction difference equal to or greater than the threshold. Then, the predicted in-cylinder air amount calculated by the selected core is selected for calculation of the fuel injection amount, and delay control is performed using the predicted time set for the core as a delay time.

ステップS16の処理によれば、急減速が予測されるときにはディレイ時間を短くし、緩減速が予測されるときにはディレイ時間を長くすることができる。よって、アクセル開度の変化から予測される減速度が大きいときほど、ディレイ時間がより短くなることによってスロットル4の過渡応答性が高められる。   According to the processing in step S16, the delay time can be shortened when sudden deceleration is predicted, and the delay time can be lengthened when slow deceleration is predicted. Therefore, the larger the deceleration predicted from the change in the accelerator opening, the shorter the delay time, thereby increasing the transient response of the throttle 4.

以上本発明の1つの実施の形態について述べたが、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、予測制御装置の構成としては、制御用のコア12を別に設けるのではなく、予測筒内空気量の演算用のコア14のそれぞれにディレイ制御や燃料噴射制御の機能を持たせるようにしてもよい。   Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as a configuration of the predictive control device, the control core 12 is not provided separately, but each of the cores 14 for calculating the predicted in-cylinder air amount has a function of delay control or fuel injection control. Also good.

また、図3に示すルーチンにおいて、一定時間アクセル開度の変化量が所定の閾値(第3の閾値)より小さい状態が続いたかどうか判定し、そのような状態が続いた場合には、#32コアのみを動作させる処理を付け加えてもよい。一定時間アクセル開度の変化量が小さい状態が続いた場合には、スロットルの動きのない定常走行モードに入っていると判断することができるからである。最長のディレイ時間を与える#32コア以外のコアを停止させることで無駄な電力消費を抑えることができる。   Further, in the routine shown in FIG. 3, it is determined whether or not the state in which the change amount of the accelerator opening is smaller than a predetermined threshold (third threshold) continues for a predetermined time. A process for operating only the core may be added. This is because it can be determined that the vehicle is in the steady travel mode in which there is no movement of the throttle when the amount of change in the accelerator opening is small for a certain period of time. By stopping cores other than the # 32 core that gives the longest delay time, wasteful power consumption can be suppressed.

2 アクセル開度センサ
4 電子制御式スロットル
10 ECU
12 コア(制御用のコア)
14 コア(予測筒内空気量の演算用のコア)
2 Accelerator opening sensor 4 Electronically controlled throttle 10 ECU
12 cores (control cores)
14 cores (cores for calculating the predicted cylinder air volume)

Claims (6)

アクセル開度から計算した目標スロットル開度の変化に対して実スロットル開度の変化を遅らせるディレイ制御を実施し、将来において達成される筒内空気量を前記目標スロットル開度から予測するエンジンの予測制御装置において、
前記予測制御装置は、それぞれに異なる予測時間が設定された複数のコアを有し、
前記複数のコアのそれぞれは、設定された予測時間をディレイ時間として前記ディレイ制御を実施した場合に前記設定された予測時間だけ将来において達成される予測筒内空気量を前記目標スロットル開度に基づいて演算し、
前記予測制御装置は、前記複数のコアのそれぞれで演算された予測筒内空気量の中から何れか1つを選択するとともに、選択した予測筒内空気量を与えるコアに設定されている予測時間をディレイ時間として前記ディレイ制御を実施することを特徴とするエンジンの予測制御装置。
Implements delay control to delay the change in the actual throttle opening relative to the change in the target throttle opening calculated from the accelerator opening, and predicts the in-cylinder air amount to be achieved in the future from the target throttle opening In the control device,
The prediction control device has a plurality of cores each set with a different prediction time,
Each of the plurality of cores is configured to calculate a predicted in-cylinder air amount that will be achieved in the future by the set predicted time when the delay control is performed using the set predicted time as a delay time based on the target throttle opening. Calculate
The prediction control device selects any one of the predicted in-cylinder air amounts calculated by each of the plurality of cores, and sets the predicted time set in the core that gives the selected predicted in-cylinder air amount A predictive control apparatus for an engine, wherein the delay control is performed using a delay time as a delay time.
前記予測制御装置は、アクセル開度の変化量が第1の閾値より小さい場合には、前記複数のコアのうちの一部のコアを停止させることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの予測制御装置。   2. The engine according to claim 1, wherein the predictive control device stops a part of the plurality of cores when the change amount of the accelerator opening is smaller than a first threshold value. Predictive control device. 前記予測制御装置は、アクセル開度の変化量が前記第1の閾値よりも大きい値に設定された第2の閾値より大きい場合には、最短の予測時間が設定されたコア以外のコアを停止させることを特徴とする請求項2に記載のエンジンの予測制御装置。 The predictive control device stops cores other than the core having the shortest predicted time when the change amount of the accelerator opening is larger than the second threshold set to a value larger than the first threshold. The predictive control apparatus for an engine according to claim 2 , wherein 前記予測制御装置は、一定時間アクセル開度の変化量が第3の閾値より小さい状態が続いた場合には、最長の予測時間が設定されたコア以外のコアを停止させるように構成され、
前記第3の閾値は、それよりも小さい状態が一定時間続いた場合にはスロットルの動きのない定常走行モードに入っていると判断することができるアクセル開度の変化量であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のエンジンの予測制御装置。
The predictive control system, when the amount of change in a certain time the accelerator opening is followed by a small state than the third threshold value, the longest predicted time is configured so that stop the core other than the core that has been set,
The third threshold value is a change amount of an accelerator opening that can be determined to be in a steady running mode in which there is no movement of the throttle when a state smaller than that lasts for a certain period of time. The engine predictive control device according to any one of claims 1 to 3.
前記予測制御装置は、目標スロットル開度の変化が急であるほど、より短い予測時間が設定されているコアで演算された予測筒内空気量を選択することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のエンジンの予測制御装置。   5. The predictive control device selects the predicted in-cylinder air amount calculated by the core for which a shorter predicted time is set as the change in the target throttle opening degree is steeper. The engine predictive control apparatus according to any one of the above. 前記予測制御装置は、複数のコアのそれぞれについて、今回の制御周期で計算した予測筒内空気量と前回の制御周期で計算した予測筒内空気量との差を1制御周期あたりの変化量として演算し、加速時には、前記変化量が所定値以下となるコアのうちで予測時間が最長のコアで演算された予測筒内空気量を選択し、減速時には、前記変化量が所定値以上となるコアのうちで予測時間が最短のコアで演算された予測筒内空気量を選択することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のエンジンの予測制御装置。
For each of the plurality of cores , the predictive control device uses a difference between the predicted in-cylinder air amount calculated in the current control cycle and the predicted in-cylinder air amount calculated in the previous control cycle as a change amount per control cycle. Calculate and select the predicted in-cylinder air amount calculated by the core with the longest prediction time from among the cores whose change amount is equal to or less than a predetermined value during acceleration, and the change amount is equal to or greater than the predetermined value during deceleration The engine predictive control device according to any one of claims 1 to 4, wherein a predicted in-cylinder air amount calculated by a core having the shortest prediction time among the cores is selected.
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