DE102014216988A1

DE102014216988A1 - Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102014216988A1
Application number: DE102014216988.7A
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Corp. Hagari Hideki; c/o Mitsubishi Electric Corp. Makino Tomokazu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2015-08-13
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: US9611798B2; DE102014216988B4; CN104832303A; JP2015151874A; CN104832303B; US20160237939A1; US20150226137A1; JP5840240B2

Abstract

In einer Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors (1) enthält ein Luftdruck-Schätzungsabschnitt einen Wirksame-Öffnungsfläche-Berechnungsabschnitt (21), der eine wirksame Öffnungsfläche entsprechend einer Drosselklappenöffnung berechnet, einen Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt (22), der einen Lernwert in einer Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung berechnet, einen Fehlervariations-Berechnungsabschnitt (23), der eine Fehlervariation aus einem Fehler von dem korrigierten Lernwert berechnet, einen Variationsbereich-Bestimmungsabschnitt (24), der bestimmt, ob die Fehlervariation innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist, einen Luftdruck-Schätzwert-Aktualisierungsabschnitt (26), der einen Luftdruck-Schätzwert aktualisiert, und einen Soll-Drosselklappenöffnungs-Berechnungsabschnitt (27), der eine Soll-Drosselklappenöffnung mit Verwendung des aktualisierten Luftdruck-Schätzwertes berechnet. Die Drosselklappenöffnung wird gesteuert, die Soll-Drosselklappenöffnung zu sein. Ein exakter Luftdruck kann somit selbst bei dem Vorhandensein einer Variation in der Drosselklappengerätdifferenz geschätzt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors mit einem Luftdruck-Schätzungsabschnitt, der auf eine Berechnung eines Steuerparameters des Verbrennungsmotors angewendet wird.
2. HINTERGRUNDTECHNIK
Kürzlich ist ein drehmomentbasierte Steuerung genanntes Motorsteuerverfahren populär geworden. Gemäß diesem Verfahren wird ein Abtriebswellendrehmoment eines Verbrennungsmotors (hier im Nachfolgenden einfach als der Motor bezeichnet) als ein erforderlicher Wert einer Antriebskraft von einem Fahrer oder einer Fahrzeugseite verwendet, und ein erzeugtes Drehmoment des Motors wird mit Verwendung des Abtriebwellendrehmomentes als ein Index gesteuert. Unter der drehmomentbasierten Steuerung wie oben wird das Solldrehmoment des Motors auf der Grundlage eines Bedienungsausmaßes eines Gaspedals durch den Fahrer bestimmt. Dann wird eine Drosselklappenöffnung so gesteuert, dass ein Soll-Ansaugluftdurchsatz, mit dem das Solldrehmoment erzeugt werden kann, in den Motor gesaugt wird, und eine Motorleistung wird gesteuert, bei dem Solldrehmoment zu sein, mittels Steuern einer Kraftstoffeinspritzungsmenge und eines Zündzeitpunktes gemäß einem tatsächlichen Ansaugluftdurchsatz. Eine von dem Fahrer geforderte Fahrleistungsfähigkeit wird somit erreicht.
Um einen Soll-Ansaugluftdurchsatz entsprechend dem Solldrehmoment des Motors wie oben zu erreichen, wird ein Aktuatorsteuerabschnitt vorgeschlagen für eine Motorsteuervorrichtung, die eine Drosselklappenöffnung steuert durch Antreiben eines Aktuators, der der Motordrosselklappe kontinuierlich bereitgestellt ist. Dieser Steuerabschnitt findet eine Sollöffnungsfläche der Drosselklappe mittels Berechnen einer Formel einer Durchsatzberechnung eines Beschränkungsdurchflussmessers auf Grundlage eines Soll-Ansaugluftdurchsatzes, eines Druckverhältnisses vor und nach der Drosselklappe, einer Öffnungsfläche der Drosselklappe usw. Dann steuert dieser Steuerabschnitt den der Drosselklappe kontinuierlich bereitgestellten Aktuator, so dass die Drosselklappe eine Drosselklappenöffnung hat, mit der die Soll-Öffnungsfläche der Drosselklappe, die wie oben gefunden worden ist, erreicht werden kann. Um eine Drosselklappenöffnung zum Erreichen des Soll-Ansaugluftdurchsatzes durch ein Berechnen einer Formel einer Durchsatzberechnung eines Beschränkungsdurchflussmessers zu berechnen, sind jedoch physikalische Größen vor und nach der Drosselklappe, so wie ein Luftdruck, ein Innendruck eines Ansaugrohrs (hier im Nachfolgenden als der Ansaugkrümmerdruck bezeichnet) und eine Ansauglufttemperatur, erforderlich. Demgemäß wird es erforderlich, diese physikalischen Größen erfassende Sensoren anzubringen. Weil die Kosten durch ein Anbringen dieser Sensoren erhöht werden, wird ein Verfahren zum Schätzen eines Luftdrucks ohne Verwendung eines Luftdrucksensors unter den erforderlichen Sensoren vorgeschlagen.
Als ein Verfahren zum Schätzen eines Luftdrucks ohne Verwendung eines Luftdrucksensors, wie oben, offenbart beispielsweise JP-58-65950 A ein Verfahren, gemäß dem, wenn Drosselklappenöffnungen bei einem Anlauf bzw. Hochfahren, und während das Fahrzeug sich bewegt, gleich zu oder größer als ein vorbestimmter Wert sind, ein Wert, der erhalten worden ist mittels Korrigieren des Ansaugluftkrümmerdrucks, als ein Luftdruck-Schätzwert verwendet wird. Dieses Verfahren hat jedoch ein Problem, dass die Drosselklappenöffnung in manchen Fällen in Abhängigkeit von einem Bedienungszustand des Fahrers versagt, den vorbestimmten Wert zu erreichen oder zu überschreiten, und der bei dem Anlauf geschätzte Druckschätzwert wird nicht aktualisiert. Als ein Verfahren zum Lösen dieses Problems wird ein Verfahren vorgeschlagen zum Herausfinden einer Ansaugmenge aus einer wirksamen Öffnungsfläche, die aus der Drosselklappenöffnung und dem Luftdruck-Schätzwert herausgefunden worden ist, und zum Einstellen des Luftdruck-Schätzwertes, so dass die derart gefundene Ansaugmenge und die Sollansaugmenge miteinander übereinstimmen, wie beispielsweise in JP 5462390 B offenbart. Dieses Verfahren kann im Vergleich mit JP-58-65950 A einen Betriebsbereich verbreitern, über den der Luftdruck geschätzt werden kann.
Wenn es einen Fehler in einer Beziehung der Drosselklappenöffnung und der wirksamen Öffnungsfläche aufgrund einer Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz gibt, kann eine Steuerung durchgeführt werden mit Verwendung einer Drosselklappenöffnung, die korrigiert worden ist mit Verwendung eines Verfahrens, bei dem eine Beziehung der Drosselklappenöffnung und der wirksamen Öffnungsfläche erlernt wird, wie beispielsweise in JP-2008-57339 A offenbart.
In dem Fall von JP 5462390 B , das das Verfahren zum Herausfinden einer Ansaugmenge aus der wirksamen Öffnungsfläche beschreibt, die herausgefunden worden ist aus der Drosselklappenöffnung und dem Luftdruck-Schätzwert, und zum Einstellen des Luftdruck-Schätzwertes, so dass die derart gefundene Ansaugmenge und die Soll-Ansaugmenge miteinander übereinstimmen, spiegelt sich jedoch, wenn es einen Fehler in der Beziehung der Drosselklappenöffnung und der wirksamen Öffnungsfläche aufgrund einer Variation in der Drosselklappengerätdifferenz gibt, dieser Fehler sich in dem Luftdruck-Schätzwert wider und wird ein Fehler von dem tatsächlichen Luftdruck. Das in JP-2008-57339 A offenbarte Verfahren, bei dem eine Beziehung der Drosselklappenöffnung und der wirksamen Öffnungsfläche für eine Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz erlernt wird, kann auf das Verfahren zum Einstellen des Luftdruck-Schätzwertes wie oben angewendet werden. Jedoch wird ein konkretes Verfahren solch einer Anwendung weder beschrieben noch vorgeschlagen. Somit gibt es ein Problem, dass ein exakter Luftdruck nicht geschätzt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde zum Lösen der oben diskutierten Probleme hergeleitet und hat eine Aufgabe, eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, die zum Schätzen eines exakten Luftdrucks selbst in der Gegenwart einer Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz fähig ist.
Eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält einen Luftdruck-Schätzungsabschnitt, der einen Luftdruck schätzt, der für eine Berechnung eines Steuerparameters eines Verbrennungsmotors angewendet wird. Die Steuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass: die Steuervorrichtung einen Betriebszustand-Erfassungsabschnitt, der einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors erfasst, einen Soll-Ansaugluftdurchsatz-Berechnungsabschnitt, der einen Soll-Ansaugluftdurchsatz auf der Grundlage des Betriebszustands des Verbrennungsmotors berechnet, eine Drosselklappe, die für einen Ansaugkanal des Verbrennungsmotors bereitgestellt ist, einen Drosselklappenöffnungs-Steuerabschnitt, der variabel eine Ansaugmenge in den Verbrennungsmotor steuert durch Variieren einer wirksamen Öffnungsfläche des Ansaugkanals durch Steuern einer Drosselklappenöffnung der Drosselklappe, einen Drosselklappenöffnungs-Erfassungsabschnitt, der die Drosselklappenöffnung erfasst, einen Druckerfassungsabschnitt, der einen Druck der Drosselklappe auf einer Seite des Verbrennungsmotors als einen Ansaugkrümmerdruck erfasst, einen Ansauglufttemperatur-Erfassungsabschnitt, der eine Ansauglufttemperatur der Drosselklappe erfasst, und einen Ansaugluftdurchsatz-Erfassungsabschnitt enthält, der einen Ansaugluftdurchsatz in den Verbrennungsmotor erfasst; der Luftdruck-Schätzungsabschnitt einen Wirksame-Öffnungsfläche-Berechnungsabschnitt, der eine wirksame Öffnungsfläche entsprechend der Drosselklappenöffnung aus einem geschätzten Luftdruck, dem Ansaugluftdurchsatz, dem Ansaugkrümmerdruck und der Ansauglufttemperatur berechnet, einen Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt, der einen Lernwert in einem festgelegten Beziehungskennfeld einer wirksamen Öffnungsfläche und einer Drosselklappenöffnung und eine Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung berechnet, einen Lernwertbereich-Bestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob die Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung innerhalb eines vorbestimmten Lernwertbereiches ist, einen Fehlervariations-Berechnungsabschnitt, der eine Fehlervariation aus einem Fehler zwischen dem Beziehungskennfeld der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung und einem Beziehungskennfeld der wirksamen Öffnungsfläche und einer gemäß dem Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt korrigierten Drosselklappenöffnung berechnet, einen Variationsbereich-Bestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob die Fehlervariation innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist, einen Luftdruck-Schätzwert-Aktualisierungsabschnitt, der den Luftdruck-Schätzwert in einem Fall aktualisiert, wo die Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist und die Fehlervariation außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist, und einen Soll-Drosselklappenöffnungs-Berechnungsabschnitt enthält, der eine Soll-Drosselklappenöffnung mit Verwendung des Luftdruck-Schätzwertes berechnet, der durch den Luftdruck-Schätzwert-Aktualisierungsabschnitt aktualisiert worden ist; und die Drosselklappenöffnung gesteuert wird, die Soll-Drosselklappenöffnung zu sein.
Gemäß der Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors der Erfindung wird der Luftdruck-Schätzwert aktualisiert während eines Erlernens einer Beziehung einer Drosselklappenöffnung und einer wirksamen Öffnungsfläche für eine Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz mittels Verwenden eines Lernbereichs der Drosselklappenöffnung und einer statistischen Variation in einer Beziehung der Drosselklappenöffnung und der wirksamen Öffnungsfläche als Bestimmungskriterien. Daher kann ein exzellenter Vorteil erzielt werden, dass ein Luftdruck mit Genauigkeit in einem breiten Betriebsbereich geschätzt werden kann, während eine Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz erlernt wird.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung besser ersichtlich werden im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ausgestaltungsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Fahrzeugs zeigt, auf das eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors einer ersten Ausführungsform angewendet wird.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Luftdruck-Schätzungsabschnitt in einem Motorsteuerabschnitt der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Luftdruck-Schätzungsverarbeitungsprozedur der ersten Ausführungsform abbildet.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Drosselklappenöffnungsfehler-Variationsberechnungsverarbeitung der ersten Ausführungsform abbildet.
5 ist eine Ansicht, die eine Charakteristik nach einem Erlernen in einer Beziehung einer wirksamen Öffnungsfläche und einer Drosselklappenöffnung der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist eine Ansicht, die einen Lernbereich in der Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Verarbeitung durch einen Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsverarbeitungsabschnitt der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Verarbeitung durch einen Speicherverarbeitungsabschnitt eines Langzeit-Lernwertes der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine schematische Ansicht, die verwendet wird zum Beschreiben eines Berechnungsverfahrens eines Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswertes der ersten Ausführungsform.
10 ist eine schematische Ansicht, die verwendet wird zum Beschreiben einer Beziehung, die die Drosselklappenöffnung möglicherweise bezüglich der wirksamen Öffnungsfläche der ersten Ausführungsform haben kann.
11 ist eine schematische Ansicht, die verwendet wird zum Beschreiben eines Speicherverarbeitungsverfahrens des Langzeit-Lernwertes der ersten Ausführungsform.
12 ist eine schematische Ansicht, die verwendet wird zum Beschreiben eines Monotonerhöhungs-Verarbeitungsverfahrens der ersten Ausführungsform.
13 ist ein Flussdiagramm, das eine Luftdruck-Schätzungsverarbeitungsprozedur einer zweiten Ausführungsform abbildet.
14 ist ein Flussdiagramm, das eine Wirksame-Öffnungsfläche-Fehlervariations-Berechnungsverarbeitung der zweiten Ausführungsform abbildet.
15 ist eine Ansicht, die eine Charakteristik nach einem Erlernen in einer Beziehung einer Drosselklappenöffnung und einer wirksamen Öffnungsfläche der zweiten Ausführungsform zeigt.
16 ist eine Ansicht, die einen Lernbereich in einer Beziehung der Drosselklappenöffnung und der wirksamen Öffnungsfläche der zweiten Ausführungsform zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Hier werden im Nachfolgenden Steuervorrichtungen eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsformen der Erfindung mit Verweis auf 1 bis 16 beschrieben werden.
Erste Ausführungsform
1 ist eine schematische Ausgestaltungsansicht, die einen Hauptabschnitt eines Fahrzeugs zeigt, auf das eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors einer ersten Ausführungsform angewendet wird. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Luftdruck-Schätzungsabschnitt in einem Motorsteuerabschnitt der ersten Ausführungsform zeigt. 3 ist ein Flussdiagramm, das eine Luftdruck-Schätzungsverarbeitungsprozedur der ersten Ausführungsform abbildet.
Zuerst wird eine Beschreibung mit Verwendung von 1 hinsichtlich einer Ausgestaltung eines Hauptabschnitts eines Fahrzeugs gegeben werden, auf das die Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors der ersten Ausführungsform angewendet wird. Ein Luftstromsensor (hier im Nachfolgenden als AFS (Engl.: Air Flow Sensor) abgekürzt) 2, der einen Ansaugluftdurchsatz misst, ist stromaufwärts eines Ansaugsystems eines Motors 1 bereitgestellt. Ferner ist ein Ansaugtemperatursensor 3 in dem AFS 2 gebildet oder daran angebracht als ein separater Sensor. Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 4, die elektrisch steuerbar ist zum Einstellen eines Ansaugluftdurchsatzes, ist stromabwärts des AFS 2 auf der Seite des Motors 1 bereitgestellt.
Ein Drosselklappenöffnungssensor 5 ist bereitgestellt, um eine Öffnung der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 4 zu messen. Ferner ist ein Drucksensor 8 bereitgestellt, um einen Ansaugkrümmerdruck in einem Raum (hier im Nachfolgenden als der Ansaugkrümmer bezeichnet) mit einem Inneren eines Ausgleichsbehälters 6 und eines Ansaugkrümmers 7, die sich stromabwärts der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 4 befinden, zu messen. Ein Verfahren zum Schätzen eines Ansaugluftdurchsatzes auf der Grundlage eines Ansaugkrümmerdrucks (sog. S/D-(Speed/Density bzw. Geschwindigkeit/Dichte) Verfahren) kann anstelle des AFS 2 verwendet werden, wobei in diesem Fall die Ansauglufttemperatur 3 innerhalb des Ansaugkrümmers bereitgestellt sein kann.
Ein Injektor 9 zum Einspritzen von Kraftstoff ist in der Nähe des Ansaugkrümmers 7 und eines Einlassventils mit einem Inneren eines Zylinders bereitgestellt. Eine Einlass-VVT (Variable Valve Timing bzw. Variable Ventilsteuerung) 10 und eine Auslass-VVT 11, um die Ventileinstellung variabel zu machen, sind für das Einlassventil bzw. ein Auslassventil bereitgestellt. Eine Zündspule 12 zum Treiben einer Zündkerze, die einen Zündfunken innerhalb des Zylinders erzeugt, ist für einen Zylinderkopf bereitgestellt. Ein nicht veranschaulichter O₂-Sensor und ein Katalysator sind für einen Auslasskrümmer 13 bereitgestellt. Es kann einen Fall geben, wo nur eine von der Einlass-VVT 10 und der Auslass-VVT 11 oder keine von diesen bereitgestellt ist.
Eine Information, die einen Betriebszustand des Motors 1 angibt, einschließlich von Erfassungssignalen von den oben beschriebenen Sensoren und anderen nicht veranschaulichten Sensoren, und eine Information über einen Zündschalter (hier im Nachfolgenden als IG-S/W abgekürzt), der ein Motorstartschalter (S/W) ist, werden in eine elektronische Steuereinheit (hier im Nachfolgenden ECU (Engl.: Electronic Control Unit) abgekürzt) 20 eingegeben, die aus einem Mikrocomputer und einem Schnittstellenschaltkreis gebildet ist.
In der ECU 20 wird eine Soll-Drosselklappenöffnung herausgefunden mittels Berechnen eines Solldrehmoments aus vielfältigen Typen von darin eingegebenen Daten, Berechnen eines Soll-Ansaugluftdurchsatzes zum Erreichen des berechneten Solldrehmomentes und Berechnen einer Soll-Wirksame-Öffnungsfläche zum Erreichen des Soll-Ansaugluftdurchsatzes durch ein unten beschriebenes Verfahren. Als ein für eine Berechnung der Soll-Wirksame-Öffnungsfläche erforderlicher Luftdruck wird ein Luftdruck-Schätzwert verwendet, der erhalten worden ist durch ein Durchführen einer Verarbeitung in einem unten beschriebenen Luftdruck-Schätzungsabschnitt. Die Öffnung der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 4 wird gesteuert, um die Soll-Drosselklappenöffnung zu erreichen. Außerdem werden Befehlwerte für vielfältige Aktuatoren, einschließlich des Injektors 9, der Einlass-VVT 10, der Auslass-VVT 11 und der Zündspule 12, zu derselben Zeit berechnet.
2 zeigt eine Ausgestaltung des Luftdruck-Schätzungsabschnitts in dem Motorsteuerabschnitt von 1. Signale von einer Gruppe der Sensoren 2, 3, 5 und 8, des IG-S/W 14 und nicht veranschaulichter vielfältiger Sensoren 15, die alle als Betriebszustand-Erfassungsabschnitte dienen, werden in die ECU 20 eingegeben. Außerdem gibt die ECU 20 Befehlwerte an eine Gruppe der Aktuatoren 4, 9, 10, 11 und 12 und nicht veranschaulichte vielfältige Aktuatoren 16 aus, die alle als Motorsteuerabschnitte dienen.
Alle Typen einer Verarbeitung mit Bezug zu der Motorsteuerung werden innerhalb der ECU 20 durchgeführt.
Zuerst werden Operationen eines Drosselklappensteuerabschnitts und des Luftdruck-Schätzungsabschnitts dieser Ausführungsform kurz beschrieben werden.
Eine Drosselklappe-Wirksame-Öffnungsfläche CAt wird in einem Wirksame-Öffnungsfläche-Berechnungsabschnitt 21 herausgefunden aus einem Ansaugluftdurchsatz Qa (geschätzt aus einem Ansaugkrümmerdruck Pb in dem Fall des S/D-Verfahrens), einer Ansauglufttemperatur Ta (verwendet als eine Alternative zu einer Atmosphärentemperatur bzw. Lufttemperatur, wenn ein Ansauglufttemperatursensor innerhalb des Krümmers bereitgestellt ist), und einem durch den AFS 2 gemessenen Ansaugkrümmerdruck Pb, der Ansauglufttemperatur 3 bzw. dem Drucksensor 8 und einem unten beschriebenen Luftdruck-Schätzwert Pa.
Anschließend wird ein Drosselklappenöffnungs-Lernwert in einem Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt 22 aus der früher berechneten wirksamen Öffnungsfläche CAt, der durch den Drosselklappenöffnungssensor gemessenen Drosselklappenöffnung TP und einem voreingestellten Beziehungskennfeld der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung berechnet. Durch Verwendung der wirksamen Öffnungsfläche CAt, der Drosselklappenöffnung TP und einer Beziehung einer wirksamen Öffnungsfläche CAt', korrigiert mit dem Drosselklappenöffnungs-Lernwert, und der Drosselklappenöffnung TP, wird anschließend ein Variationsausmaß zwischen der Drosselklappenöffnung TP und einer Drosselklappenöffnung TP' nach einem Erlernen einer Korrektur bezüglich der wirksamen Öffnungsfläche CAt oder zwischen der wirksamen Öffnungsfläche CAt und einer wirksamen Öffnungsfläche CAt' nach einem Erlernen einer Korrektur bezüglich der Drosselklappenöffnung TP berechnet in einem Fehlervariations-Berechnungsabschnitt 23. Ob das berechnete Variationsausmaß innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist, wird durch einen Variationsbereich-Bestimmungsabschnitt 24 bestimmt. Ob eine Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche CAt und der Drosselklappenöffnung TP innerhalb eines vorbestimmten Lernwertbereichs ist, wird außerdem durch einen Lern-Ober-und-Untergrenzen-Bestimmungsabschnitt 25 bestimmt.
Wenn es bestimmt wird, dass die Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche CAt und der Drosselklappenöffnung TP außerhalb des vorbestimmten Lernbereiches ist und das Variationsausmaß außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist, wird ferner der Luftdruck-Schätzwert Pa in einem Luftdruck-Schätzwert-Aktualisierungsabschnitt 26 aktualisiert. Es sollte bemerkt werden, dass der Ansaugkrümmerdruck Pb als der Luftdruck-Schätzwert Pa verwendet wird, nachdem der IG-S/W AN-geschaltet wird und bevor der Motor 1 startet. Eine Soll-Drosselklappenöffnung TP* wird in einem Soll-Drosselklappenöffnungs-Berechnungsabschnitt 27 mit Verwendung des aktualisierten Luftdruck-Schätzwertes Pa und einer anderen Information berechnet. Die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 4 wird mit der derart berechneten Soll-Drosselklappenöffnung TP* berechnet.
Eine in der ECU 20 durchgeführte Verarbeitung bis zu dem Luftdruck-Schätzwert-Aktualisierungsabschnitt 26 wird nun im Detail mit Verweis auf das in 3 gezeigte Flussdiagramm beschrieben werden, das eine Luftdruck-Schätzungsverarbeitungsprozedur abbildet, die in einer Berechnungsverarbeitung durchgeführt wird, die zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt durchgeführt wird (beispielsweise eine jede 10 ms durchgeführte Hauptverarbeitung oder eine bei jedem BTDC 75 Grad CA durchgeführte Unterbrechungsverarbeitung).
Anfangs wird im Schritt S301 des Flussdiagramms bestimmt, ob der IG-S/W AN ist und der Motor 1 abgestellt ist. Falls JA, schreitet der Fluss zum Schritt S302, in dem der Luftdruck-Schätzwert Pa aktualisiert wird mittels Substituieren des Ansaugkrümmerdrucks Pb in den Luftdruck-Schätzwert Pa, und die Verarbeitung endet. Falls NEIN, wird es bestimmt, dass der Motor 1 arbeitet, und der Fluss schreitet zum Schritt S303.
Mittels Aktualisieren des Luftdruck-Schätzwertes Pa, wenn der IG-S/W AN ist und der Motor 1 wie oben abgestellt ist, kann eine Varianz im Luftdruck bzw. Atmosphärendruck sogar in einem Fall adressiert werden, wo ein Luftdruck bzw. Atmosphärendruck unabhängig von dem Fahren des eigenen Fahrzeugs variiert (beispielsweise eine Bewegung aufgrund eines Transports).
Anschließend wird im Schritt S303 die Drosselklappe-Wirksame-Öffnungsfläche CAt berechnet. Das hierbei verwendete Berechnungsverfahren ist im Grunde genommen dasselbe wie das in JP-2008-57339 A beschriebene Verfahren. Im Folgenden wird eine hierin verwendete Grundgleichung der Strömungslehre beschrieben werden. Eine Formel einer Volumenstromberechnung eines sog. Beschränkungsdurchflussmessers (in dem Fall eines komprimierbaren Fluids) wird durch eine Gleichung wie folgt ausgedrückt. Gleichung 1
wobei Qa [L/s] ein Ansaugluftdurchsatz ist, αa [m/s] eine Luftschallgeschwindigkeit bzw. atmosphärische Schallgeschwindigkeit ist, CAt [cm²] eine Drosselklappe-Wirksame-Öffnungsfläche ist, Pb [k/Pa] ein Ansaugkrümmerdruck ist, Pa [k/Pa] ein Luftdruck bzw. Atmosphärendruck ist, und κ [] ein spezifisches Wärmeverhältnis ist. Ein dimensionsloser Durchsatz σ [] ist durch eine Gleichung wie folgt definiert. Gleichung 2
Daher kann die obige Gleichung 1 zu der Gleichung 3 wie folgt umgeschrieben werden.
Gleichung 3

Qa = α_a·CA_t·σ

R [kJ/(kg·K)] sei eine Gaskonstante und Ta [K] sei eine Lufttemperatur bzw. Atmosphärentemperatur, dann kann die Luftschallgeschwindigkeit αa [m/s] durch Gleichung 4 wie folgt ausgedrückt werden. Gleichung 4
Wenn der Ansaugluftdurchsatz Qa, die Luftschallgeschwindigkeit αa und der dimensionslose Durchsatz σ gegeben sind, kann die Drosselklappe-Wirksame-Öffnungsfläche CAt in Übereinstimmung mit einer Gleichung wie unten berechnet werden, die eine Modifizierung der obigen Gleichung 3 ist. Gleichung 5
Wie oben beschrieben worden ist, kann die Drosselklappe-Wirksame-Öffnungsfläche CAt herausgefunden werden, wenn der Ansaugluftdurchsatz Qa, die Luftschallgeschwindigkeit αa und der dimensionslose Durchsatz σ gegeben sind.
Anschließend wird im Schritt S304 ein Drosselklappenöffnungs-Lernwert berechnet. Ein Berechnungsverfahren des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes wird unten beschrieben werden. Anschließend wird eine Fehlervariation in der Drosselklappenöffnung im Schritt S305 berechnet. Die Fehlervariation in der Drosselklappenöffnung wird in Übereinstimmung mit einem Flussdiagramm von 4 berechnet, das eine Drosselklappenöffnungs-Fehlervariations-Berechnungsverarbeitung abbildet.
Das Flussdiagramm von 4 wird nun beschrieben werden. Anfangs wird im Schritt S401 ein jüngster Drosselklappenöffnungs-Lernwert aus der im Schritt S303 berechneten wirksamen Öffnungsfläche CAt, einer voreingestellten Beziehung einer wirksamen Öffnungsfläche und Drosselklappenöffnung, und dem Drosselklappenöffnungs-Lernwert zu dem letzten Verarbeitungszeitpunkt berechnet, und eine Drosselklappenöffnung TP 1 wird nach Lernen bezüglich der wirksamen Öffnungsfläche CAt berechnet. Wie in 5 gezeigt ist, wird beispielsweise durch Verwendung der Ordinate für die Drosselklappenöffnung TP und der Abszisse für die wirksame Öffnungsfläche CAt die voreingestellte Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und Drosselklappenöffnung durch eine durchgezogene Linie angegeben. Dann wird eine Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche CAt und der Drosselklappenöffnung TP, korrigiert mit dem Drosselklappenöffnungs-Lernwert, durch eine unterbrochene Linie angegeben. Hierbei sei CAt1 die im Schritt S303 berechnete wirksame Öffnungsfläche, dann kann die Drosselklappenöffnung TP1 nach Lernen herausgefunden werden.
Anschließend wird ein Fehler der Drosselklappenöffnung im Schritt S402 aus der Drosselklappenöffnung TP und der Drosselklappenöffnung TP1 nach Lernen berechnet. Im Schritt S403 wird eine Streuung bzw. Dispersion s² als eine Fehlervariation in einer Drosselklappenöffnung mittels Annehmen berechnet, dass eine Fehlervariation in der Drosselklappenöffnung TP eine normalisierte Verteilung ist. In einem Fall, wo ein Abtastwert bzw. Probenwert aus N Daten (x1, x2, ..., und xn) gebildet ist, wird die Streuung s² durch eine Gleichung wie folgt definiert. Gleichung 6
Wie oben ausgedrückt, ist die Streuung s² eine quadratischer Mittelwert eines Fehlers zwischen jeden Daten (x1, x2, ..., und xn) und einem Mittelwert davon. In dieser Ausführungsform wird ein aus den Daten in der Vergangenheit gefundener Lernwert als der Mittelwert verwendet, und es wird angenommen, dass ein Wert, der gefunden worden ist, indem ein Quadrat eines Fehlers zwischen jeden Daten und dem Lernwert einer Mittelungsverarbeitung mit Verwendung eines primären Filters unterzogen wird, der Streuung entspricht. Genauer genommen wird die Streuung in Übereinstimmung mit Gleichungen 7 und 8 wie folgt berechnet.
Gleichung 7

T_s[n] = (TP2[n] – TP1[n])²

Gleichung 8

T_g[n] = K_g × T_g[n – 1] + (1 – K_g) × T_s[n]

wobei Ts ein Quadrat eines Fehlers der Drosselklappenöffnung ist, Tg eine Streuung eines Fehlers der Drosselklappenöffnung ist, TP2 eine durch den Drosselklappenöffnungssensor 5 gemessene Drosselklappenöffnung TP ist, und Kg ein Filterkoeffizient, für den ein vorangepasster Wert verwendet wird. Andere Werte als der primäre Filterwert, beispielsweise ein gleitender Mittelwert, können auch verwendet werden. Hierbei bedeutet n den jüngsten Wert und n – 1 meint den letzten Wert.
Durch Annehmen, dass eine Fehlervariation in der Drosselklappenöffnung TP eine normalisierte Verteilung ist, kann daher die Streuung s² für die Fehlervariation in der Drosselklappenöffnung TP verwendet werden, und deshalb kann ein Variationsbereich leicht geschätzt werden. Die Fehlervariationsberechnung der Drosselklappenöffnung TP endet mit der wie oben beschriebenen Prozedur. Eine Streuung wird hierbei verwendet. Es sollte jedoch erkannt werden, dass eine Standardabweichung, die eine Quadratwurzel einer Streuung bzw. Dispersion ist, anstelle dessen verwendet werden kann.
Nun wird eine Beschreibung mit erneutem Verweis auf das Flussdiagramm von 3 gegeben werden. Ob ein Druckverhältnis kleiner als ein vorbestimmter Wert A ist, wird im Schritt S306 bestimmt. Das hier referenzierte Druckverhältnis ist ein Druckverhältnis vor und nach der Drosselklappe und genauer genommen Ansaugkrümmerdruck Pb/Atmosphärendruck-Schätzwert Pa. Ein Wert nahe zu 1, beispielsweise 0,95, wird als der vorbestimmte Wert A gesetzt. In einem Fall, wo das Druckverhältnis näher an 1 als der vorbestimmte Wert A ist, wird eine Empfindlichkeit des dimensionslosen Durchsatzes σ höher, und ein Fehler des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes kann möglicherweise erhöht werden. Der vorbestimmte Wert A wird wie oben gesetzt, um solch eine Möglichkeit zu eliminieren. Falls JA, schreitet der Fluss zum Schritt S307. Falls NEIN, schreitet der Fluss zum Schritt S312. Im Schritt S312 wird der letzte Luftdruck-Schätzwert Pa als der Luftdruck-Schätzwert Pa gesetzt, und die Verarbeitung endet. Es kann derart ausgestaltet sein, dass das Verfahren in dem verwandten Fachgebiet (beispielsweise das in JP-58-65950 A beschriebene Verfahren) in Kombination in dem Fall von NEIN verwendet wird, bevor der Fluss zum Schritt S312 schreitet. Es kann mit anderen Worten derart ausgestaltet sein, dass in einem Fall, wo die Drosselklappenöffnung TP größer als der vorbestimmte Wert ist oder Ansaugkrümmerdruck Pb > Luftdruck-Schätzwert Pa, der Fluss zum Schritt S302 und zum Schritt S312 anderenfalls schreitet.
Im Schritt S307 wird bestimmt, ob die Streuung bzw. Dispersion s², die eine Fehlervariation in der Drosselklappenöffnung TP ist, berechnet im Schritt S305, größer als ein vorbestimmter Wert B ist. Falls JA, schreitet der Fluss zum Schritt S308. Falls NEIN, schreitet der Fluss zum Schritt S312. Im Schritt S312 wird der letzte Luftdruck-Schätzwert Pa als der Luftdruck-Schätzwert Pa gesetzt, und die Verarbeitung endet.
Ob eine Drosselklappenöffnung TP2 bezüglich der wirksamen Öffnungsfläche CAt1 kleiner als ein Drosselklappenöffnungs-Lernuntergrenzwert ist, wird im Schritt S308 anschließend bestimmt. Falls JA, schreitet der Fluss zum Schritt S309. Falls NEIN, schreitet der Fluss zum Schritt S310. Wie in 6 gezeigt, wird durch Verwendung der Ordinate für die Drosselklappenöffnung TP und der Abszisse für die wirksame Öffnungsfläche CAt die voreingestellte Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung durch eine durchgezogene Linie angegeben. Dann wird der Drosselklappenöffnungs-Lernuntergrenzwert durch eine unterbrochene Linie angegeben, und ein Drosselklappenöffnungs-Lernobergrenzwert wird durch eine mit langen und kurzen Strichen abwechselnd gestrichelte Linie angegeben. Die Lern-Ober- und Untergrenzwerte werden im Voraus durch Berücksichtigung einer Variation in der Drosselklappengerätdifferenz gesetzt. Wenn in 6 ein Schnittpunkt der im Schritt S303 berechneten wirksamen Öffnungsfläche CAt1 und der von dem Drosselklappenöffnungssensor 5 erhaltenen Drosselklappenöffnung TP2 (= TP) unterhalb eines Drosselklappenöffnungs-Lernuntergrenzwertes TP3 ist, ist das Bestimmungsergebnis JA. Weil der Schnittpunkt von 6 oberhalb des Drosselklappenöffnungs-Lernuntergrenzwertes TP3 ist, ist das Bestimmungsergebnis hier NEIN.
Im Schritt S309 wird der jüngste Luftdruck-Schätzwert Pa erhalten mittels Addieren eines vorbestimmten Wertes Ptg_up zu dem letzten Luftdruck-Schätzwert Pa, und die Verarbeitung endet. Wenn der Schnittpunkt unterhalb des Drosselklappenöffnungs-Lernuntergrenzwertes ist, wird gedacht, dass eine Diskrepanz nicht einer Variation in der Drosselklappengerätdifferenz zugeschrieben wird, und der tatsächliche Luftdruck höher ist als der Luftdruck-Schätzwert Pa. Daher wird der Luftdruck-Schätzwert Pa zu einer inkrementalen bzw. inkrementellen Seite aktualisiert. Es ist vorzuziehen, den vorbestimmten Wert Ptg_up auf einen Wert gleich zu oder kleiner als 1 [kPa] zu setzen, um eine abrupte Veränderung des Luftdruck-Schätzwertes Pa zu vermeiden.
Im Schritt S310 wird bestimmt, ob die Drosselklappenöffnung TP größer als ein Drosselklappenöffnungs-Lernobergrenzwert TP4 ist. Falls JA, schreitet der Fluss zum Schritt S311, in dem der jüngste Luftdruck-Schätzwert Pa erhalten wird mittels Subtrahieren eines vorbestimmten Wertes Ptg_down von dem letzten Luftdruck-Schätzwert Pa, und die Verarbeitung endet. Der Lernobergrenzwert wird im Voraus gesetzt mittels Berücksichtigung einer Variation in der Drosselklappengerätdifferenz. Wenn der Drosselklappenöffnungs-Lernwert größer als der Lernobergrenzwert ist, wird gedacht, dass eine Diskrepanz nicht einer Variation in der Drosselklappengerätdifferenz zuzuschreiben ist, und dass der tatsächliche Luftdruck geringer als der Luftdruck-Schätzwert Pa ist. Daher wird der Luftdruck-Schätzwert Pa zu einer dekrementalen bzw. dekrementellen Seite aktualisiert. Es ist vorzuziehen, den vorbestimmten Wert Ptg_down auf einen Wert gleich zu oder kleiner als 1 [kPa] zu setzen, um eine abrupte Veränderung des Luftdruck-Schätzwertes Pa zu verhindern. Falls NEIN, bedeutet dies, dass der Luftdruck-Schätzwert Pa als korrekt bestimmt wird.
Daher schreitet die Verarbeitung zum Schritt S312, in dem der letzte Luftdruck-Schätzwert Pa als der Luftdruck-Schätzwert Pa gesetzt wird, und die Verarbeitung endet.
Der Luftdruck-Schätzwert Pa wird durch die Verarbeitung wie oben aktualisiert.
Eine Berechnung des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes im Schritt S304 (der Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt 22) wird nun im Detail beschrieben werden. Dieses Verfahren ist im Grunde genommen dasselbe wie das in JP 5462390 B beschriebene Verfahren. Hier wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Erreichen des Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitts 22 mit Verwendung der durch die obigen Gleichungen 1 bis 5 ausgedrückten theoretischen Formeln gegeben werden. 7 und 8 sind Steuerblockdiagramme, die Details des Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitts 22 zeigen.
Zuerst werden die Drosselklappensteuerung und das Drosselklappenöffnungslernen in dem Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt 22 kurz mit Verweis auf das Steuerblockdiagramm von 7 beschrieben werden. In einem Block 701 wird ein Motorleistungsindex, so wie ein Solldrehmoment, aus vielfältigen Typen von Daten berechnet, so wie eine Gaspedalöffnung, die dorthin eingegeben worden sind, ein Soll-Zylinderansaugluft-Durchsatz, der erforderlich ist zum Erreichen des berechneten Motorleistungsindex, wird berechnet und ein Soll-Ansaugluft-Durchsatz (hier im Nachfolgenden als der Soll-Qa* bezeichnet), der durch die Drosselklappe passiert, wird auf der Grundlage des Soll-Zylinderansauglauft-Durchsatzes berechnet. Anschließend wird die Soll-wirksame-Öffnungsfläche (hier im Nachfolgenden als die Soll-CAt* bezeichnet) in einem Block 702 in Übereinstimmung mit der obigen Gleichung 5 berechnet aus dem Soll-Qa*, der Luftschallgeschwindigkeit αa und dem dimensionslosen Durchsatz σ als eine Soll-CAt*, um den Soll-Qa* zu erreichen. Auf diese Weise wird die Soll-CAt* in Übereinstimmung mit einer Formel einer Durchsatzberechnung eines Beschränkungsdurchflussmessers berechnet. Selbst in einem Fall, wo die Umgebungsbedingung sich ändert, oder ein Motorbetriebszustand sich durch eine EGR-Einführung ändert, kann daher die Ziel-CAt* zum Erreichen des Ziel-Qa* in einer zufriedenstellenden Weise berechnet werden.
Übrigens nimmt eine Berechnungslast beachtlich zu, wenn die Luftschallgeschwindigkeit αa, die für die Berechnung in dem Block 702 erforderlich ist, in der ECU 20 in Übereinstimmung mit der obigen Gleichung 4 berechnet wird. Wie in einem Block 703 werden daher theoretische Werte für Luftschallgeschwindigkeiten im Voraus berechnet und in der Form eines Kennfeldes mit Verwendung der Ansauglufttemperatur Ta als die Achse gespeichert. Die Luftschallgeschwindigkeit αa wird somit berechnet mit Verwendung der Ansauglufttemperatur Ta in dem Block 703 vor der Berechnung in dem Block 702.
Ferner ist ein Berechnen des dimensionslosen Durchsatzes σ, der erforderlich ist für die Berechnung in dem Block 702, in der ECU 20 in Übereinstimmung mit der obigen Gleichung 2 nicht praktisch, weil eine Berechnungslast extrem groß ist. Wie in einem Block 704 werden daher, um die Berechnungslast in der ECU 20 niedrig zu halten, theoretische Werte für dimensionslose Durchsätze im Voraus berechnet und in der Form eines Kennfeldes mit Verwendung eines Druckverhältnisses Pb/Pa des Ansaugkrümmerdrucks Pb und des Luftdrucks Pa als die Achse gespeichert. Daher wird das Druckverhältnis Pb/Pa des Ansaugkrümmerdrucks Pb und des Luftdrucks Pa vor der Berechnung in dem Block 702 berechnet, und der dimensionslose Durchsatz σ wird in dem Block 704 mit Verwendung des somit berechneten Druckverhältnisses Pb/Pa berechnet.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Durchsatz einer Luft, die durch die Drosselklappe passiert, gesättigt wird (es tritt eine sog. Stauung bzw. Choking auf), wenn das Druckverhältnis Pb/Pa gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert E ist (ungefähr 0,528 im Fall von Luft). Es ist auch bekannt, dass der dimensionslose Durchsatz σ, der in Übereinstimmung mit der obigen Gleichung 2 berechnet worden ist, einen konstanten Wert annimmt, wenn die Stauung auftritt. In einem Fall, wo das Druckverhältnis Pb/Pa des Ansaugkrümmerdrucks Pb und des Luftdrucks Pa gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert E ist, kann daher, durch Setzen eines Wertes in dem Kennfeld in dem Block 704 auf einen konstanten Wert (ungefähr 0,5787 im Fall von Luft) entsprechend dem vorbestimmten Wert E, die Berechnung sogar durchgeführt werden, wenn die Stauung auftritt.
Wenn das Druckverhältnis Pb/Pa auf einen gewissen Pegel ansteigt, werden Einflüsse von Vibrationen des Ansaugkrümmerdrucks Pb aufgrund von Ansaugluftpulsationen auf den dimensionslosen Durchsatz σ in manchen Fällen bemerkbar. In einem Fall, wo das Druckverhältnis Pb/Pa gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert Pr ist (beispielsweise ungefähr 0,95), kann daher, durch ein Handhaben eines Wertes in dem Kennfeld des Block 704 als ein konstanter Wert (beispielsweise ungefähr 0,26) entsprechend einem vorbestimmten Wert Pr, die Drosselklappensteuerungsleistungsfähigkeit gewährleistet werden durch Reduzieren der Einflüsse auf die Ansaugluftpulsationen. In einem Fall, wo ein Spitzenwert des Ansaugkrümmerdrucks Pb größer als der Luftdruck Pa ist, wird es gedacht, dass eine rückwärts durch die Drosselklappe fließende Luft durch eine Druckvibration innerhalb des Ansaugkrümmers erzeugt wird. In diesem Fall kann der Wert in dem Kennfeld in dem Block 704 als ein konstanter Wert (beispielsweise ungefähr 0,26) entsprechend dem vorbestimmten Wert Pr gehandhabt werden.
Wie es oben beschrieben worden ist, wird die Soll-Drosselklappenöffnung TP* berechnet in einem Block 705 mit Verwendung der in dem Block 702 berechneten Soll-CAt*. In diesem Fall wird eine Beziehung der in Übereinstimmung mit der obigen Gleichung 5 berechneten wirksamen Öffnungsfläche CAt und der Drosselklappenöffnung TP im Voraus gefunden mit Verwendung des gemessenen Ansaugluft-Durchsatzes Qa, und die wirksame Öffnungsfläche CAt und die Drosselklappenöffnung TP werden in der Form eines Beziehungskennfeldes der wirksamen Öffnungsfläche CAt und der Drosselklappenöffnung TP in einer 1-zu-1-Zuordnung gespeichert. Daher wird die Soll-Drosselklappenöffnung TP* aus der Soll-wirksame-Öffnungsfläche CAt* mit Verwendung dieses Kennfeldes berechnet.
Nun wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Berechnen eines Drosselklappenöffnungs-Lernwertes TPLRN gegeben werden, um einen Fehler zwischen dem Soll-Qa und einem tatsächlichen Qa zu reduzieren, der verursacht worden ist durch eine Variation in einem Drosselklappenkörper und vielfältige Sensoren und vielfältige Schätzungsfehler in einem Fall, wo die Drosselklappenöffnung TP mit der Soll-Drosselklappenöffnung TP* gesteuert wird, die wie oben beschrieben berechnet worden ist.
Um den Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN zu berechnen, wird eine zum Lernen verwendete wirksame Öffnungsfläche CAti in einem Block 706 berechnet aus dem Ansaugluft-Durchsatz Qa, der Luftschallgeschwindigkeit αa und dem dimensionslosen Durchsatz σ. Anschließend wird eine Lerndrosselklappenöffnung TPi in einem Block 707 berechnet aus der wirksamen Öffnungsfläche CAti mit Verwendung desselben Kennfeldes, das in dem Block 705 verwendet worden ist. In einem Block 708 wird eine Abweichung ΔTP (= TP* – TPi) zwischen der Soll-Drosselklappenöffnung TP* und der Lerndrosselklappenöffnung TPi berechnet als ein Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert. In einem Block 709 wird der Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN berechnet mittels Integrieren von ΔTP und wird dann gespeichert. Eine Speicherungsverarbeitung des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes TPLRN in dem Block 709 wird unten im Detail beschrieben werden. Die Soll-Drosselklappenöffnung TP* und der wie oben berechnete Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN werden in einem Block 710 addiert, und die Soll-Drosselklappenöffnung TPLRN* nach einer Lernkorrektur zum Antreiben der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 4 wird schließlich berechnet.
Wie es beschrieben worden ist, wird der Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN berechnet auf der Grundlage des Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswertes ΔTP (eine Abweichung zwischen der Soll-Drosselklappenöffnung TP* und der Lerndrosselklappenöffnung TPi) in dem Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt 22, so dass die Drosselklappenöffnung TP gesteuert wird mit Verwendung der Soll-Drosselklappenöffnung TPLRN* nach einer Lernkorrektur, die mittels Korrigieren der Soll-Drosselklappenöffnung TP* mit dem Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN erhalten worden ist.
Hier wird im Nachfolgenden eine Lernfunktion der Drosselklappenöffnungssteuerung genauer mit Verweis auch auf 9 beschrieben werden. 9 ist eine Ansicht, die zum kurzen Beschreiben eines Berechnungsverfahrens des Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswertes ΔTP verwendet wird. Es sei vorausgesetzt, dass die Drosselklappenöffnung TP und die wirksame Öffnungsfläche CAt in einer 1-zu-1-Zuordnung sind. Dann, in einem Fall, wo es einen Fehler zwischen dem Soll-Ansaugluft-Durchsatz Qa* und dem Ansaugluft-Durchsatz Qa gibt, bedeutet dieses, dass es einen Fehler auch zwischen der Soll-wirksame-Öffnungsfläche CAt*, die aus dem Soll-Ansaugluft-Durchsatz Qa* berechnet worden ist, und der wirksamen Öffnungsfläche CAti gibt, die aus dem Ansaugluft-Durchsatz Qa berechnet worden ist.
Es sei beispielsweise ein wie in 9 gezeigter Fall angenommen, wo es einen Fehler gibt zwischen einem Beziehungskennfeld der wirksamen Öffnungsfläche CAt und der Drosselklappenöffnung TP, verwendet zum Steuern der Drosselklappenöffnung TP (hier im Nachfolgenden als CAt-TP-Kennfeld bezeichnet, das in Blöcken 705 und 707 verwindet wird; siehe die unterbrochene Linie) und einer Beziehung der tatsächlichen wirksamen Öffnungsfläche CAt, berechnet mittels Schätzung durch Inkludieren einer Variation in dem Drosselklappenkörper und Variationen der vielfältigen Sensoren, die den Ansaugkrümmerdruck Pb und die Ansauglufttemperatur Ta des Motors 1 messen, welche(r) das aktuell gesteuerte Objekt ist, und der Drosselklappenöffnung TP (hier im Nachfolgenden als die tatsächliche CAt-TP-Beziehung bezeichnet; siehe die durchgezogene Linie).
Hier wird eine Beziehung der Soll-wirksame-Öffnungsfläche CAt* und der Soll-Drosselklappenöffnung TP* angegeben durch einen Punkt a auf dem CAt-TP-Kennfeld von 9. Wenn es jedoch einen Fehler zwischen dem CAt-TP-Kennfeld (unterbrochene Linie) und der tatsächlichen CAt-TP-Beziehung (durchgezogene Linie) wie in 9 gibt, unterscheidet sich die wirksame Öffnungsfläche CAti bei einem Punkt b auf der tatsächlichen CAt-TP-Beziehung (durchgezogene Linie) entsprechend der Soll-Drosselklappenöffnung TP* von der Soll-wirksame-Öffnungsfläche CAt*. Demgemäß stimmt der Ansaugluft-Durchsatz Qa, der erhalten worden ist durch Steuern der Drosselklappenöffnung TP, dass sie die Soll-Drosselklappenöffnung TP* sein soll, nicht mit dem Soll-Ansaugluft-Durchsatz Qa* überein.
Um einen Lernwert zu berechnen, um diesen Fehler zu korrigieren, wird daher die wirksame Öffnungsfläche CAti auf der Grundlage des Ansaugluft-Durchsatzes Qa berechnet, der gemessen worden ist, wenn die Drosselklappenöffnung TP gesteuert wird, die Soll-Drosselklappenöffnung TP* zu sein. Eine Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche CAti und der Soll-Drosselklappenöffnung TP* wird durch den Punkt b auf einer Kurve angegeben, die die tatsächliche CAt-TP-Beziehung (durchgezogene Linie) von 9 angibt.
Um die Soll-wirksame-Öffnungsfläche CAt* (Soll-Ansaugluft-Durchsatz Qa*) zu erreichen, ist es mit Verweis auf 9 erforderlich, die Drosselklappenöffnung TP zu steuern, bei einem Punkt d auf der Kurve zu sein, die die tatsächliche CAt-TP-Beziehung (durchgezogene Linie) angibt. Es ist deshalb erforderlich, eine Differenz ΔTP zwischen dem Punkt a und dem Punkt d als einen Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert zu berechnen. In diesem Fall wird angenommen, wie es in 9 gezeigt ist, dass das CAt-TP-Kennfeld (unterbrochene Linie) und die tatsächliche CAt-TP-Beziehung (durchgezogene Linie) lokal im Wesentlichen eine Parallelbeziehung haben, und eine Lerndrosselklappenöffnung TPi wird berechnet mit Verwendung des CAt-TP-Kennfeldes (unterbrochene Linie) auf der Grundlage der wirksamen Öffnungsfläche CAti, die berechnet worden ist aus dem Ansaugluft-Durchsatz Qa, wenn die Drosselklappenöffnung TP gesteuert wird, die Soll-Drosselklappenöffnung TP* zu sein.
Eine Beziehung der berechneten Lerndrosselklappenöffnung TPi und der wirksamen Öffnungsfläche CAti wird durch einen Punkt c auf dem CAt-TP-Kennfeld (unterbrochene Linie) von 9 angegeben. Daher kann es erachtet werden, dass der Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert ΔTP (= TP* – TPi), der angegeben ist durch eine Differenz zwischen dem Punkt b und dem Punkt c, im Wesentlichen gleich ist zu einem Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert zwischen dem Punkt a und dem Punkt d. Ein Integrationsergebnis, das erhalten worden ist durch ein Multiplizieren des Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswertes ΔTP mit einem Verstärkungsfaktor, wird als der Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN etabliert. Durch Steuern der Drosselklappenöffnung TP, die Soll-Drosselklappenöffnung TPLRN* zu sein, nach einer Lernkorrektur, berechnet durch Addieren des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes TPLRN zu der Soll-Drosselklappenöffnung TP*, wird ein Fehler zwischen dem Soll-Ansaugluft-Durchsatz Qa* und dem Ansaugluft-Durchsatz Qa reduziert.
Durch Konfigurieren wie oben, wenn die Drosselklappenöffnung TP berechnet wird, um den Soll-Ansaugluft-Durchsatz Qa* zu erhalten, kann eine Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche CAt und der Drosselklappenöffnung TP erlernt und für Variationen in dem Drosselklappenkörper und vielfältige Sensoren und Fehler vielfältiger Schätzungsberechnungen korrigiert werden, so dass der Soll-Ansaugluft-Durchsatz Qa* auf eine zufriedenstellende Weise erreicht werden kann. Wenn in diesem Fall, wo ein Fehler zwischen dem CAt-TP-Kennfeld (unterbrochene Linie) und der tatsächlichen CAt-TP-Beziehung (durchgezogene Linie) eine nahezu konstante (im Wesentlichen eine parallele) Beziehung hat, kann eine Steuerung auf eine zufriedenstellende Weise in der gesamten Betriebsregion selbst in einem Fall durchgeführt werden, wo der Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN alleine als eine Regelung verwendet wird.
In einem Fall, wie er beispielsweise in 10 gezeigt ist, wo das CAt-TP-Kennfeld (siehe die unterbrochene Linie) die tatsächliche CAt-TP-Beziehung (siehe die durchgezogene Linie) kreuzt, oder ein Fehler des CAt-TP-Kennfeldes (siehe die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie) nicht konstant (parallel) ist, kann eine alleinige Verwendung des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes TPLRN möglicherweise ein Problem verursachen, so wie ein verzögertes Folgen und Überschwingen während eines Einschwingbetriebs.
Um solch einen Fall zu adressieren, wird es bevorzugt, wie in 8 gezeigt, dass der Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert ΔTP verteilt ist auf einen Echtzeit-Lernwert TPR, der als die Regelung verwendet wird, und einen Langzeit-Lernwert TPL, der in jeder Lernregion entsprechend einer CAt-Achse des CAt-TP-Kennfeldes (Abszissen von 9 und 10) gespeichert ist, und dann gespeichert wird, und der Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN auf der Grundlage dieser Werte berechnet wird. Wenn auf diese Weise konfiguriert, kann eine Summe eines Wertes auf dem CAt-TP-Kennfeld und des Langzeit-Lernwertes TPL zu der tatsächlichen CAt-TP-Beziehung approximiert werden. Durch Verwenden des Echtzeit-Lernwertes TPR in Kombination kann außerdem ein Momentanfehler absorbiert werden durch die Regelung. Hier wird im Nachfolgenden das Berechnungs- und Speicherverfahren des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes im Detail mit Verweis auf ein funktionales Blockdiagramm von 8 und erläuternde Ansichten von 11 und 12 beschrieben werden.
Mit Verweis auf 8 wird eine Verteilungsverarbeitung des Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswertes ΔTP in einem Block 801 durchgeführt, so dass der Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert ΔTP verteilt wird auf den Echtzeit-Lernwert TPR und den Langzeit-Lernwert TPL mit einem vorbestimmten Verhältnis. Bei einem Umschaltabschnitt 801a, wenn eine vorbestimmte Rücksetzbedingung etabliert ist, wird ”0” an einen Block 802 eingegeben, in dem der Echtzeit-Lernwert berechnet wird. Wenn eine vorbestimmte Aktualisierungssperrbedingung etabliert ist, wird der letzte Echtzeit-Lernwert TPR(n – 1) eingegeben. Wenn weder die Rücksetzbedingung noch die Aktualisierungssperrbedingung des Echtzeit-Lernwertes TPR etabliert ist, wird der Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert ΔTP nach einer Verteilung eingegeben. Wenn weder die Rücksetzbedingung noch die Aktualisierungssperrbedingung (unten beschrieben) des Echtzeit-Lernwertes TPR etabliert ist, wird daher ein finaler Echtzeit-Lernwert TPR in einem Block 802 auf der Grundlage des Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswertes ΔTP nach Verteilung berechnet.
Bei einem Umschaltabschnitt 801b wird, wenn eine vorbestimmte Aktualisierungssperrbedingung etabliert ist, der letzte Langzeit-Lernwert TPL(n – 1) an einen Block 803 eingegeben. Wenn die Aktualisierungssperrbedingung des Langzeit-Lernwertes TPL nicht etabliert ist, wird der Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert ΔTP nach Verteilung eingegeben. Wenn die Aktualisierungssperrbedingung des Langzeit-Lernwertes TPL nicht etabliert ist, wird daher ein finaler Langzeit-Lernwert TPL für jede Lernregion entsprechend der CAt-Achse des CAt-TP-Kennfeldes in dem Block 803 auf der Grundlage des Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswertes ΔTP nach Verteilung berechnet.
Als ein spezifisches Beispiel der Aktualisierungssperrbedingung bei den Umschaltabschnitten 801a und 801b kann eine Aktualisierung des Echtzeit-Lernwertes TPR und des Langzeit-Lernwertes TPL in einem Fall gesperrt werden, wo das Druckverhältnis Pb/Pa des Ansaugkrümmerdrucks Pb und des Luftdrucks Pa gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert F ist, oder der Spitzenwert des Ansaugkrümmerdrucks größer als der Luftdruck ist, weil ein Fehler in der Berechnung der obigen Gleichung 2 produziert wird.
Als ein spezifisches Beispiel der Rücksetzbedingung bei dem Umschaltabschnitt 801a kann außerdem der Echtzeit-Lernwert TPR in einem Fall zurückgesetzt werden, wo eine Zeit, die verstrichen ist, seit eine Zeitvariation dQa*/dt des Soll-Ansaugluft-Durchsatz Qa* einen vorbestimmten Wert G erreichte oder überschritt, einen Bereich innerhalb eines vorbestimmten Wertes H angibt. Diese Bedingung entspricht einem Fall, wo ein Einschwingbetrieb erfasst wird. Durch Verwenden dieser Bedingung als die Aktualisierungssperrbedingung des Langzeit-Lernwertes TPL kann jedoch ein fehlerhaftes Lernen unterdrückt werden.
In einem Block 804 wird der Langzeit-Lernwert TPL begrenzt, so dass das CAt-TP-Kennfeld und die tatsächliche CAt-TP-Beziehung nach einer Korrektur durch Addieren des Langzeit-Lernwertes TPL monoton zunehmen. Dieses ist auch die Verarbeitung zum Unterdrücken eines fehlerhaften Lernens und die Verarbeitung zum Aufrechterhalten der Beziehung der Drosselklappenöffnung TP und des Ansaugluft-Durchsatzes Qa, eine monoton ansteigende Beziehung zu sein. In einem Block 805 wird der Langzeit-Lernwert TPL via die Monotonzunahmeverarbeitung in jeder Lernregion gespeichert. In einem Block 806 wird der Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN durch Addieren des Echtzeit-Lernwertes TPR und des Langzeit-Lernwertes TPL berechnet.
Der Langzeit-Lernwert TPL wird in einem Sicherungsspeicher in dem Block 805 gespeichert. Wenn der Motor 1 gestoppt wird oder die Energieversorgung der ECU 20 AUS-geschaltet wird, wird mit anderen Worten der Echtzeit-Lernwert TPR zurückgesetzt, wohingegen der Langzeit-Lernwert TPL in dem Sicherungsspeicher gehalten wird.
Die Berechnungsverarbeitung des Langzeit-Lernwertes TPL für jede in 8 gezeigte Lernregion wird nun genauer mit Verweis auf 11 und 12 beschrieben werden. 11 und 12 sind Ansichten, die verwendet werden zum kurzen Beschreiben der Speicherungsverarbeitung und der Monotonzunahmeverarbeitung des Langzeit-Lernwertes TPL gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. In 9 ist der Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert ΔTP eine Differenz zwischen dem Punkt b und dem Punkt c, der auch als ein Lernwert zwischen dem Punkt a und dem Punkt d angewendet werden kann. Es sei ein Fall angenommen, wo der Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswert ΔTP verteilt wird auf jede Lernregion in einer 1-zu-1-Zuordnung mit der CAt-Achse des CAt-TP-Kennfeldes und dann gespeichert wird. Wie in 11 gezeigt, können hierbei die Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswerte ΔTP als der Langzeit-Lernwert TPL in wenigstens einer von einer Lernregion entsprechend der CAt-Achse vor und nach der Soll-wirksame-Öffnungsfläche CAt* und einer Lernregion entsprechend der CAt-Achse vor und nach der wirksamen Öffnungsfläche CAti gespeichert werden.
Der Langzeit-Lernwert TPL, der in der Lernregion entsprechend jeder CAt-Achse gespeichert ist, kann berechnet werden durch ein Addieren eines vorbestimmten Wertes auf Grundlage des Drosselklappenöffnungs-Lernbasiswertes ΔTP zu dem letzten Langzeit-Lernwert TPL(n – 1), oder durch Berechnen eines Wertes entsprechend einem Verhältnis der CAt-Achsen vor und nach der Soll-wirksame-Öffnungsfläche CAt* und der wirksamen Öffnungsfläche CAti von dem vorbestimmten Wert und Hinzufügen des somit berechneten Wertes zu dem letzten Langzeit-Lernwert TPL(n – 1). Durch Speichern des Langzeit-Lernwertes TPL für sowohl die Soll-wirksame-Öffnungsfläche CAt* als auch die wirksame Öffnungsfläche CAti kann eine Konvergenzzeit des Langzeit-Lernwertes TPL kürzer werden.
In einem Fall, wo der Langzeit-Lernwert TPL wie oben berechnet wird, ist eine Lernen-freigegeben-Bedingung nur ein Fall, wo die Aktualisierungssperrbedingung nicht etabliert ist (unten beschrieben). Daher ist eine Region, in der das Lernen tatsächlich durchgeführt wird, nur auf eine normale Region in einem stationären Betrieb beschränkt. Weil die Drosselklappenöffnung TP und der Ansaugluft-Durchsatz Qa im Allgemeinen in einer monoton ansteigenden Beziehung sind, ist es außerdem erforderlich, dass eine Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche CAt und der Drosselklappenöffnung TP auch eine monoton ansteigende Beziehung ist.
In einem Fall, wo ein Lernen lokal durchgeführt wird, wie oben durch eine unterbrochene Linie und einen unterbrochenen Linienrahmen von 12 angegeben, kann es jedoch einen Fall geben, wo eine Summe (siehe die unterbrochene Linie) eines Wertes des CAt-TP-Kennfeldes (siehe die durchgezogene Linie) und des Langzeit-Lernwertes TPL nicht monoton ansteigt. In diesem Fall tritt ein Problem auf, dass eine Leistungsabgabe des Motors 1 abfällt, oder der Drosselklappenöffnungs-Lernwert TPLRN fehlerhaft erlernt wird, weil beispielsweise die Drosselklappensollöffnung TPLRN* nach einer Lernkorrektur abnimmt, während der Soll-Ansaugluft-Durchsatz Qa* zunimmt.
Um dieses Problem zu überwinden, wird, wie es durch eine gepunktete Linie und einen gepunkteten Linienrahmen von 12 angegeben ist, eine Verarbeitung zum Begrenzen des Langzeit-Lernwertes TPL für jede Lernregion des Langzeit-Lernwertes TPL durchgeführt in dem Block 804, so dass eine Summe (siehe die gepunktete Linie) eines Wertes des CAt-TP-Kennfeldes (durchgezogene Linie) und des Langzeit-Lernwertes TPL monoton zunimmt. Demgemäß können ein fehlerhaftes Erlernen des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes TPLRN und ein fehlerhafter Betrieb vermieden werden. Durch Ausgestalten wie oben kann der Drosselklappenöffnungs-Lernberechnungsabschnitt 23 dazu gebracht werden, eine Beziehung der Drosselklappenöffnung TP zu haben, und dass die wirksame Öffnungsfläche CAt erlernt wird.
Wie es beschrieben worden ist, kann gemäß der Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors der ersten Ausführungsform durch ein Berechnen des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes und ein Aktualisieren des Luftdruck-Schätzwertes während eines Erlernens einer Beziehung der Drosselklappenöffnung und der wirksamen Öffnungsfläche für eine Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz und durch ein Verwenden einer statistischen Variation in einer Abweichung zwischen der Drosselklappenöffnung unter Berücksichtigung des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes und der Drosselklappenöffnung als Bestimmungskriterien ein Vorteil erzielt werden, dass ein Luftdruck mit Genauigkeit geschätzt werden kann, ungeachtet einer Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz.
Zweite Ausführungsform
13 ist ein Flussdiagramm, das eine Luftdruck-Schätzungsverarbeitungsprozedur einer zweiten Ausführungsform abbildet. Ein Hauptteil eines Fahrzeugs, auf das die Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors angewendet wird, und ein Luftdruck-Schätzungsabschnitt eines Motorsteuerabschnitts sind dieselben wie die Gegenstücke der oben in 1 bzw. 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Ein Unterschied von der obigen ersten Ausführungsform ist, dass im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform, die derart ausgestaltet ist, dass ein Luftdruck auf der Grundlage eines Variationsausmaßes zwischen der Drosselklappenöffnung TP und der Drosselklappenöffnung TP' nach einer Lernkorrektur bezüglich der wirksamen Öffnungsfläche CAt geschätzt wird, die zweite Ausführungsform derart konfiguriert ist, dass ein Luftdruck auf Grundlage eines Variationsausmaßes zwischen der wirksamen Öffnungsfläche CAt und der wirksamen Öffnungsfläche CAt' nach einer Lernkorrektur bezüglich der Drosselklappenöffnung TP geschätzt wird.
Eine in der ECU 20 bis zu dem Luftdruck-Schätzwert-Aktualisierungsabschnitt 26 durchgeführte Verarbeitung wird nun im Detail mit Verweis auf das in 13 gezeigte Flussdiagramm beschrieben werden, das die Luftdruck-Schätzungsverarbeitungsprozedur abbildet, die in einer Berechnungsverarbeitung durchgeführt wird, die jeden vorbestimmten Zeitpunkt (beispielsweise die jede 10 ms durchgeführte Hauptverarbeitung oder eine jede BTDC 75 Grad CA durchgeführte Unterbrechungsverarbeitung) durchgeführt wird.
Eine Verarbeitung vom Schritt S1301 bis Schritt S1304 des Flussdiagramms von 13 ist dieselbe wie die Verarbeitung vom Schritt S301 bis Schritt S304 von 3, die in der ersten Ausführungsform oben beschrieben worden ist, und eine Beschreibung wird hier weggelassen. Auch die Berechnung des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes (Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt 22) in Schritt S1304 ist im Grunde genommen dieselbe wie der in der ersten Ausführungsform oben beschriebene Inhalt, und eine Beschreibung wird hier weggelassen.
Eine Beschreibung wird für den Schritt S1305 und die nachfolgenden Schritte gegeben werden. Im Schritt S1305 wird eine Fehlervariation in der wirksamen Öffnungsfläche CAt berechnet. Die Fehlervariation in der wirksamen Öffnungsfläche CAt wird in Übereinstimmung mit dem in 14 gezeigten Flussdiagramm berechnet. Das Flussdiagramm von 14 wird nun beschrieben werden. Zuerst wird im Schritt S1401 die wirksame Öffnungsfläche CAt' nach Lernen bezüglich der Drosselklappenöffnung TP berechnet durch ein Berechnen des jüngsten Wirksame-Öffnungsfläche-Lernwertes aus der Drosselklappenöffnung TP, gefunden von dem Drosselklappenöffnungssensor 5, einer voreingestellten Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und Drosselklappenöffnung, und des Wirksame-Öffnungsfläche-Lernwertes zu dem letzten Verarbeitungszeitpunkt. Beispielsweise ist, wie in 15 angegeben, durch ein Verwenden der Ordinate als die wirksame Öffnungsfläche und der Abszisse als die Drosselklappenöffnung die voreingestellte Beziehung einer wirksamen Öffnungsfläche und Drosselklappenöffnung durch eine durchgezogene Linie angegeben. Dann wird ein mit dem Drosselklappenöffnungs-Lernwert korrigierter Wert durch eine unterbrochene Linie angegeben. Hier sei TP5 die Drosselklappenöffnung TP, dann wird die wirksame Öffnungsfläche nach einem Lernen gefunden, CAt2 zu sein. Die im Schritt S1303 berechnete wirksame Öffnungsfläche wird als CAt3 gegeben.
Anschließend wird ein Fehler der wirksamen Öffnungsfläche im Schritt S1402 aus der wirksamen Öffnungsfläche CAt3 und der wirksamen Öffnungsfläche CAt2 nach Lernen berechnet. Im Schritt S1403 wird eine Streuung bzw. Dispersion berechnet als eine Fehlervariation in einer wirksamen Öffnungsfläche durch ein Annehmen, dass eine Fehlervariation in der wirksamen Öffnungsfläche CAt eine normalisierte Verteilung ist. In der zweiten Ausführungsform wird ein aus den Daten in der Vergangenheit gefundener Lernwert als ein Mittelwert verwendet, und es wird angenommen, dass ein Wert, der herausgefunden worden ist durch Unterwerfen eines Quadrates eines Fehlers zwischen jeden Daten und dem Lernwert einer Mittelungsverarbeitung mit Verwendung eines Primärfilters, der Streuung bzw. Dispersion entspricht. Genauer genommen wird die Streuung in Übereinstimmung mit den Gleichungen 9 und 10 wie folgt berechnet.
Gleichung 9

CAt_s[n] = (CAt3[n] – CAt2[n])²

Gleichung 10

CAt_g[n] = K_g × CAt_g[n – 1] + (1 – K_g) × CAt_s[n]

wobei CAts ein Quadrat eines Fehlers der wirksamen Öffnungsfläche ist, CAtg eine Streuung des Fehlers der wirksamen Öffnungsfläche ist, CAt3 die im Schritt S1303 gefundene wirksame Öffnungsfläche CAt ist, und Kg ein Filterkoeffizient ist, für den ein vorangepasster Wert verwendet wird. Ein anderer Wert als der Primärfilterwert, beispielsweise ein Bewegungsmittelwert kann auch verwendet werden. Hierbei meint n den jüngsten Wert, und n – 1 meint den letzten Wert.
Durch Annehmen, dass eine Fehlervariation in der wirksamen Öffnungsfläche CAt eine normalisierte Verteilung ist, wie oben, kann die Streuung als die Fehlervariation in der wirksamen Öffnungsfläche CAt verwendet werden, und ein Variationsbereich kann mit Leichtigkeit geschätzt werden. Die Fehlervariationsberechnung der wirksamen Öffnungsfläche CAt endet durch die wie oben beschriebene Prozedur. Eine Streuung bzw. Dispersion wird hierbei verwendet. Es sollte jedoch anerkannt werden, dass eine Standardabweichung, die eine Quadratwurzel einer Streuung bzw. Dispersion ist, anstelle dessen verwendet werden kann.
Eine Beschreibung wird erneut mit Verweis auf das Flussdiagramm von 13 gegeben werden. Im Schritt S1306 wird bestimmt, ob ein Druckverhältnis kleiner als ein vorbestimmter Wert A ist. Falls JA, schreitet der Fluss zum Schritt S1307. Falls NEIN, schreitet der Fluss zum Schritt S1312. Hierbei ist der vorbestimmte Wert A auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform oben gesetzt. Im Schritt S1312 wird der letzte Druckschätzwert Pa als der Luftdruck-Schätzwert Pa gesetzt, und die Verarbeitung endet.
Es kann derart ausgestaltet sein, dass das Verfahren in der verwandten Technik (beispielsweise das in JP-58-65950 A beschriebene Verfahren) in Kombination in einem Fall von NEIN verwendet wird, bevor der Fluss zum Schritt S1312 schreitet. Genauer genommen kann es derart ausgestaltet sein, dass der Fluss zum Schritt S1302 schreitet, wenn die Drosselklappenöffnung TP größer als ein vorbestimmter Wert ist, oder wenn Ansaugkrümmerdruck Pb > Luftdruck-Schätzwert Pa, und zum Schritt S1312 anderenfalls.
Im Schritt S1307 wird bestimmt, ob die Streuung, die die Fehlervariation in der wirksamen Öffnungsfläche CAt ist, berechnet im Schritt S1305, größer als ein vorbestimmter Wert C ist. Falls JA, schreitet der Fluss zum Schritt S1308. Falls NEIN, schreitet der Fluss zum Schritt S1312. Im Schritt ST1312 wird der letzte Luftdruck-Schätzwert Pa als der Luftdruck-Schätzwert Pa gesetzt, und die Verarbeitung endet.
Anschließend wird im Schritt S1308 bestimmt, ob die wirksame Öffnungsfläche größer als ein Drosselklappenöffnungs-Lernobergrenzwert ist. Falls JA, schreitet der Fluss zum Schritt S1309. Falls NEIN, schreitet der Fluss zum Schritt S1310. Wie in 16 gezeigt, ist durch Verwendung der Ordinate für die wirksame Öffnungsfläche CAt und der Abszisse für die Drosselklappenöffnung TP eine voreingestellte Beziehung einer wirksamen Öffnungsfläche und einer Drosselklappenöffnung durch eine durchgezogene Linie angegeben. Dann wird ein Drosselklappenöffnungs-Lernuntergrenzwert angegeben durch eine unterbrochene Linie, und der Drosselklappenöffnung-Lernobergrenzwert wird durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie angegeben. Die Drosselklappenöffnungs-Lernober- und Untergrenzwerte werden im Voraus mittels Berücksichtigung einer Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz festgelegt. Wenn in 16 ein Schnittpunkt der wirksamen Öffnungsfläche CAt3, berechnet im Schritt S1303, und der Drosselklappenöffnung TP5 (= TP), gefunden von dem Drosselklappenöffnungssensor 5, oberhalb des Drosselklappenöffnungs-Lernobergrenzwertes CAt5 ist, ist das Bestimmungsergebnis JA. Weil der Schnittpunkt von 16 oberhalb des Drosselklappenöffnungs-Lernobergrenzwertes ist, ist das Bestimmungsergebnis hier JA.
Im Schritt S1309 wird der jüngste Luftdruck-Schätzwert Pa gesetzt durch Addieren eines vorbestimmten Wertes Ptg_up zu dem letzten Luftdruck-Schätzwert Pa, und die Verarbeitung endet. Wenn der Schnittpunkt oberhalb des Drosselklappenöffnungs-Lernobergrenzwertes ist, wird gedacht, dass eine Diskrepanz nicht einer Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz zuzuschreiben ist, und ein tatsächlicher Luftdruck höher als der Luftdruck-Schätzwert Pa ist. Daher wird der Luftdruck-Schätzwert Pa zu einer inkrementalen Seite aktualisiert. Es ist vorzuziehen, den vorbestimmten Wert Ptg_up auf einen Wert gleich oder kleiner als 1 [kPa] zu setzen, um eine abrupte Veränderung des Luftdruck-Schätzwertes Pa zu vermeiden.
Im Schritt S1310 wird bestimmt, ob die wirksame Öffnungsfläche CAt kleiner als ein Drosselklappenöffnungs-Lernuntergrenzwert CAt4 ist. Falls JA, schreitet der Fluss zum Schritt S1311, in dem der jüngste Luftdruck-Schätzwert Pa gesetzt wird durch ein Subtrahieren eines vorbestimmten Wertes Ptg_down von dem letzten Luftdruck-Schätzwert Pa, und die Verarbeitung endet. Wenn der Drosselklappenöffnungs-Lernwert kleiner als der Lernuntergrenzwert ist, wird es gedacht, dass eine Diskrepanz nicht einer Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz zuzuschreiben ist, und ein tatsächlicher Luftdruck geringer als der Luftdruck-Schätzwert Pa ist. Daher wird der Luftdruck-Schätzwert Pa zu einer dekrementalen Seite korrigiert. Es ist vorzuziehen, den vorbestimmten Wert Ptg_down auf einen Wert gleich oder kleiner als 1 [kPa] zu setzen, um eine abrupte Veränderung des Luftdruck-Schätzwertes Pa zu vermeiden. Falls NEIN, schreitet der Fluss zum Schritt S1312. Im Schritt S1312 wird der letzte Luftdruck-Schätzwert Pa als der Luftdruck-Schätzwert Pa gesetzt, und die Verarbeitung endet.
Der Luftdruck-Schätzwert wird durch die Verarbeitung wie oben beschrieben aktualisiert.
Wie es beschrieben worden ist, kann gemäß der Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors der zweiten Ausführungsform durch ein Berechnen des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes und durch ein Aktualisieren des Luftdruck-Schätzwertes während eines Erlernens einer Beziehung der Drosselklappenöffnung und der wirksamen Öffnungsfläche für eine Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz und durch ein Verwenden einer statistischen Variation in einer Abweichung zwischen der Drosselklappenöffnung mit Berücksichtigung des Drosselklappenöffnungs-Lernwertes und der Drosselklappenöffnung als Bestimmungskriterien ein Vorteil erzielt werden, dass der Luftdruck mit Genauigkeit ungeachtet einer Variation in einer Drosselklappengerätdifferenz geschätzt werden kann.
Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt ist, und die Ausführungsformen können modifiziert oder weggelassen werden, wie zweckgemäß, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Vielfältige Modifizierungen und Abänderungen dieser Erfindung werden dem Fachmann ohne Abweichung von dem Schutzbereich dieser Erfindung ersichtlich werden, und es sollte verstanden werden, dass diese nicht auf die hierin bekanntgemachten veranschaulichenden Ausführungsformen beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 58-65950 A [0004, 0004, 0054, 0100]
JP 5462390 B [0004, 0006, 0061]
JP 2008-57339 A [0005, 0006, 0043]

Claims

Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors mit einem Luftdruck-Schätzungsabschnitt, der einen für eine Berechnung eines Steuerparameters eines Verbrennungsmotors (1) angewendeten Luftdruck schätzt, dadurch gekennzeichnet, dass: die Steuervorrichtung enthält einen Betriebszustand-Erfassungsabschnitt (2, 3, 5, 8, 14 oder 15), der einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1) erfasst, einen Soll-Ansaugluftdurchsatz-Berechnungsabschnitt (20), der einen Soll-Ansaugluftdurchsatz auf der Grundlage des Betriebszustands des Verbrennungsmotors (1) berechnet, eine Drosselklappe (4), die für einen Ansaugkanal des Verbrennungsmotors (1) bereitgestellt ist, einen Drosselklappenöffnungs-Steuerabschnitt (20), der variabel eine Ansaugmenge in den Verbrennungsmotor (1) steuert durch Variieren einer wirksamen Öffnungsfläche des Ansaugkanals durch Steuern einer Drosselklappenöffnung der Drosselklappe (4), einen Drosselklappenöffnungs-Erfassungsabschnitt (5), der die Drosselklappenöffnung erfasst, einen Druckerfassungsabschnitt (8), der einen Druck der Drosselklappe (4) auf einer Seite des Verbrennungsmotors (1) als einen Ansaugkrümmerdruck erfasst, einen Ansauglufttemperatur-Erfassungsabschnitt (3), der eine Ansauglufttemperatur der Drosselklappe (4) erfasst, und einen Ansaugluftdurchsatz-Erfassungsabschnitt (2), der einen Ansaugluftdurchsatz in den Verbrennungsmotor (1) erfasst; dass der Luftdruck-Schätzungsabschnitt enthält einen Wirksame-Öffnungsfläche-Berechnungsabschnitt (21), der eine wirksame Öffnungsfläche entsprechend zu der Drosselklappenöffnung aus einem geschätzten Luftdruck, dem Ansaugluftdurchsatz, dem Ansaugkrümmerdruck und der Ansauglufttemperatur berechnet, einen Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt (22), der einen Lernwert in einem festgelegten Beziehungskennfeld einer wirksamen Öffnungsfläche und einer Drosselklappenöffnung und eine Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung berechnet, einen Lernwertbereich-Bestimmungsabschnitt (25), der bestimmt, ob die Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung innerhalb eines vorbestimmten Lernwertbereiches ist, einen Fehlervariations-Berechnungsabschnitt (23), der eine Fehlervariation aus einem Fehler zwischen dem Beziehungskennfeld der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung und einem Beziehungskennfeld der wirksamen Öffnungsfläche und einer gemäß dem Drosselklappenöffnungs-Lernwert-Berechnungsabschnitt (22) korrigierten Drosselklappenöffnung berechnet, einen Variationsbereich-Bestimmungsabschnitt (24), der bestimmt, ob die Fehlervariation innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist, einen Luftdruck-Schätzwert-Aktualisierungsabschnitt (26), der den Luftdruck-Schätzwert in einem Fall aktualisiert, wo die Beziehung der wirksamen Öffnungsfläche und der Drosselklappenöffnung außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist und die Fehlervariation außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist, und einen Soll-Drosselklappenöffnungs-Berechnungsabschnitt (27), der eine Soll-Drosselklappenöffnung mit Verwendung des Luftdruck-Schätzwertes berechnet, der durch den Luftdruck-Schätzwert-Aktualisierungsabschnitt (26) aktualisiert worden ist; und die Drosselklappenöffnung gesteuert wird, die Soll-Drosselklappenöffnung zu sein.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1, wobei: der Fehler ein Fehler der Drosselklappenöffnung ist, berechnet als eine Abweichung zwischen einer Drosselklappenöffnung nach einem Lernen für die wirksame Öffnungsfläche, berechnet aus dem korrigierten Beziehungskennfeld der wirksamen Öffnungsfläche und Drosselklappenöffnung und der Drosselklappenöffnung.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1, wobei: die Fehlervariation eine von einer Streuung und einer Standardabweichung eines Fehlers der Drosselklappenöffnung ist.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: wenn die Drosselklappenöffnung bezüglich der wirksamen Öffnungsfläche größer als ein vorbestimmter Drosselklappenöffnungs-Lernobergrenzwert ist, der Luftdruck-Schätzwert aktualisiert wird zu einer dekrementalen Seite, und wenn die Drosselklappenöffnung bezüglich der wirksamen Öffnungsfläche kleiner als ein vorbestimmter Drosselklappenöffnungs-Lernuntergrenzwert ist, der Luftdruck-Schätzwert zu einer inkrementalen Seite aktualisiert wird.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1, wobei: der Fehler ein Fehler einer wirksamen Öffnungsfläche ist, berechnet als eine Abweichung zwischen einer wirksamen Öffnungsfläche nach einem Lernen bezüglich der wirksamen Öffnungsfläche, berechnet aus dem korrigierten Beziehungskennfeld der wirksamen Öffnungsfläche und Drosselklappenöffnung und der wirksamen Öffnungsfläche.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1, wobei: die Fehlervariation eine ist von einer Streuung und einer Standardabweichung eines Fehlers der wirksamen Öffnungsfläche.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem von Anspruch 1, Anspruch 5 bis 7, wobei: wenn die wirksame Öffnungsfläche bezüglich der Drosselklappenöffnung größer als ein vorbestimmter Wirksame-Öffnungsfläche-Lernobergrenzwert ist, der Luftdruck-Schätzwert aktualisiert wird zu einer inkrementalen Seite, und wenn die wirksame Öffnungsfläche bezüglich der Drosselklappenöffnung kleiner als ein vorbestimmter Wirksame-Öffnungsfläche-Lernuntergrenzwert ist, der Luftdruck-Schätzwert zu einer dekrementalen Seite aktualisiert wird.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: der Luftdruck-Schätzungsabschnitt den Ansaugkrümmerdruck, bevor ein Motor (1) startet, als einen Anfangswert des Luftdruck-Schätzwertes setzt.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, mit ferner: einem Druckverhältnis-Berechnungsabschnitt, der ein Druckverhältnis des Ansaugkrümmerdrucks und des Luftdruck-Schätzwertes findet, wobei eine Aktualisierung des Luftdruck-Schätzwertes gestoppt wird, wenn das durch den Druckverhältnis-Berechnungsabschnitt berechnete Druckverhältnis außerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist.