DE112019004621T5

DE112019004621T5 - Motorsteuerungsvorrichtung und motorsteuerungsverfahren

Info

Publication number: DE112019004621T5
Application number: DE112019004621.7T
Authority: DE
Inventors: Yoshimasa Ishikawa; Shinya Sato
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2021-06-24
Also published as: US20210396190A1; US11448150B2; JPWO2020100519A1; JP7181943B2; WO2020100519A1

Abstract

Für einen Motor, der eine komplizierte Drehmomenttrajektorie zeichnet, hat es viel Zeit in Anspruch genommen, eine Zeitkonstante für die Berechnung des geschätzten Drehmoments anzupassen. Daher enthält eine ECU 102 eine Solldrehmoment-Berechnungseinheit 203, die das Solldrehmoment eines Motors berechnet, für den eine drehmomentbasierte Motorsteuerung unter Verwendung eines geschätzten Drehmoments durchgeführt wird, und eine Berechnungseinheit 210 für das geschätzte Drehmoment, die das geschätzte Drehmoment durch Berechnen eines Primärverzögerungskoeffizienten 304 berechnet, der zu einer Zeitkonstante äquivalent ist, die für jeden Steuerungszyklus auf der Grundlage einer Änderung einer aktuellen Ansaugluftluftmenge in Bezug auf eine Soll-Ansaugluftmenge der in den Motor angesaugten Luft berechnet wird, und die eine Primärverzögerungsverarbeitung an dem Solldrehmoment unter Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten 304 durchführt.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuerungsvorrichtung und ein Motorsteuerungsverfahren zur Durchführung einer drehmomentbasierten (Drehmomentanforderung) Motorsteuerung.
Hintergrund
Die drehmomentbasierte (Drehmomentanforderung) Motorsteuerung wurde in der Praxis als eine der Steuerungsverfahren für einen Motor mit einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe (im Folgenden als „elektronisch gesteuerte Drosselklappe“ abgekürzt) eingesetzt. Die drehmomentbasierte Motorsteuerung ist ein Steuerungsverfahren, das in der Lage ist, die Drosselklappensteuerung, die Kraftstoffsteuerung, die Zündsteuerung und ähnliches durchzuführen, um das Solldrehmoment des Motors basierend auf einer Gaspedalöffnung und einer Motordrehzahl zu berechnen, um sowohl das Solldrehmoment als auch ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen.
Die Drehmomentsteuerung in der drehmomentbasierten Motorsteuerung umfasst zwei Arten von Drehmomentsteuerung mit niedrigem Ansprechverhalten, die über eine Ansaugluftmengenoperation durchgeführt wird, die durch eine elektronische Steuerdrosselbetätigung dargestellt wird, und Drehmomentsteuerung mit hohem Ansprechverhalten, die ohne Ansaugluftmengenoperation durchgeführt wird, die durch Zündverzögerung oder Kraftstoffunterbrechung dargestellt wird. Zwei Arten von Solldrehmoment, das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten und das Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten, werden für jede Drehmomentsteuerungsverfahren festgelegt.
Die Basis der Drehmomentregelung ist die Drehmomentregelung (Low Response Torque Control) durch die elektronische Regeldrossel. Bei der Low-Response-Drehmomentregelung wird das zu realisierende Solldrehmoment als Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten festgelegt. Wenn sich jedoch das Solldrehmoment bei hoher Drehzahl auf komplizierte Weise ändert, ist es schwierig, das Motordrehmoment in Übereinstimmung mit dem Solldrehmoment zu erzeugen, indem nur die elektronische Steuerdrossel betätigt wird, da eine Verzögerung beim Ansprechen der Ansaugluft auftritt. In einer Situation, in der sich das Solldrehmoment bei hoher Drehzahl auf komplizierte Weise ändert, wird das zu realisierende Solldrehmoment als das Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten festgelegt und das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten wird auf einen Wert festgelegt, der gleich oder höher als das Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten ist.
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine zeitliche Änderung jedes Drehmoments und eines Zündzeitpunktkorrekturbetrags zeigt, wenn das Solldrehmoment und das geschätzte Drehmoment in einem stetigen Zustand übereinstimmen. In diesem Diagramm wird eine horizontale Achse durch die Zeit und eine vertikale Achse durch das Drehmoment dargestellt. In dem Diagramm auf der oberen Seite von 1 sind Beispiele für ein Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 11, ein Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten 12 und ein geschätztes Drehmoment 13 dargestellt.
In der vorliegenden Spezifikation wird ein Zeitraum, in dem sich das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten (z.B. das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 11) innerhalb einer festgelegten Zeit um einen festgelegten Wert oder mehr ändert, als „transient“ bezeichnet. Darüber hinaus wird ein Zeitraum, in dem das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten (z.B. das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 11) und das geschätzte Drehmoment (z.B. das geschätzte Drehmoment 13) miteinander übereinstimmen, als „stetig“ bezeichnet. Da sich das Drehmoment im stetigen Zustand nicht ändert, ist in den Bereichen 14 und 15 dargestellt, dass sowohl das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 11 als auch das Solldrehmoment 12 mit hohem Ansprechverhalten miteinander übereinstimmen.
Bei der Einzelsteuerung des niedrig ansprechenden Drehmoments wird ein Motordrehmoment erzeugt, das das Solldrehmoment übersteigt. Dieses überschüssige, tatsächlich erzeugte Drehmoment wird jedoch in abnehmender Richtung angepasst, und die Drehmomentsteuerung mit hohem Ansprechverhalten, wie z.B. Zündverzögerung und Kraftstoffunterbrechung, wird in Kombination durchgeführt, sodass das geschätzte Drehmoment 13 mit dem Solldrehmoment 12 mit hohem Ansprechverhalten übereinstimmt. Ein oberes Diagramm von 1 zeigt beispielsweise, dass eine Differenz 16 zwischen dem Solldrehmoment und dem tatsächlich erzeugten Drehmoment entsteht. Daher wird das geschätzte Drehmoment 13 korrigiert, um sich dem Solldrehmoment 12 mit hohem Ansprechverhalten anzunähern, indem eine Zündverzögerung oder eine Kraftstoffreduzierung für den Zündzeitpunkt (MBT: Minimum advance for the Best Torque) implementiert wird, bei dem das Drehmoment maximiert wird, als Korrekturbetrag für den Zündzeitpunkt. Das heißt, die Steuerung der Implementierung der Zündverzögerung oder der Kraftstoffabsenkung wird so durchgeführt, dass die elektronische Steuerdrossel größer in Bezug auf das zu realisierende Solldrehmoment geöffnet wird, um das Motordrehmoment zu erzeugen, das das Solldrehmoment übersteigt, und gleichzeitig die Differenz 16 zwischen dem Solldrehmoment und dem tatsächlich erzeugten Drehmoment beseitigt wird.
Da es jedoch derzeit keine Vorrichtung gibt, die das Motordrehmoment direkt misst, ist es notwendig, das tatsächlich erzeugte Drehmoment zu schätzen, wenn die Steuerung des niedrigen Ansprechdrehmoments implementiert wird, um sowohl die Steuerung des niedrigen Ansprechdrehmoments als auch die Steuerung des hohen Ansprechdrehmoments zu implementieren. Der geschätzte Wert des tatsächlich erzeugten Drehmoments, d. h. das geschätzte Drehmoment, wird als geschätztes Drehmoment 13 in dem auf der oberen Seite von 1 dargestellten Diagramm dargestellt, wie oben beschrieben. Die Genauigkeit des geschätzten Drehmoments 13 wirkt sich dann auf die Genauigkeit der Drehmomentregelung im Übergangszustand aus.
Hinsichtlich der geschätzten Drehmomentberechnung ist z.B. der in den PTLs 1 und 2 offengelegte Stand der Technik bekannt.
PTL 1 offenbart eine Technik zur Korrektur des Motordrehmoments durch Korrektur des Zündzeitpunkts o.ä. entsprechend einer Abweichung zwischen Solldrehmoment und korrigiertem geschätzten Drehmoment.
PTL 2 offenbart eine Technik, bei der ein physikalisches Modell des Einschwingverhaltens in Bezug auf eine Ansaug-/Abgassystemkomponente eines Motors vorliegt und ein geschätzter Wert für das Motordrehmoment unter Verwendung des physikalischen Modells des Einschwingverhaltens berechnet wird.
Zitierliste
Patentliteratur

PTL 1: JP 2002-221068 A
PTL 2: JP 2007-198157 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der in PTL 1 beschriebenen Technik wird das geschätzte Drehmoment berechnet, indem darauf geachtet wird, dass eine Korrelation zwischen einer tatsächlichen Luftfüllmenge und dem erzeugten Motordrehmoment sehr hoch ist.
2 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel für eine geschätzte Drehmomentkarte 20 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments zeigt.
In dem geschätzten Drehmomentkennfeld 20, das als Beispiel für ein Umwandlungskennfeld bereitgestellt wird, werden beispielsweise eine Motordrehzahl und eine tatsächliche Luftfüllmenge, die von einem Luftstromsensor gemessen wird, eingegeben. Dann kann das geschätzte Drehmomentkennfeld 20 das geschätzte Drehmoment durch die Berechnung der Umwandlung der eingegebenen Motordrehzahl und der tatsächlichen Luftfüllmenge in das Motordrehmoment ausgeben.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei Anwendung der in PTL 1 offenbarten Technik auf die oben erwähnte Drehmomentsteuerung mit niedrigem Ansprechverhalten und die Drehmomentsteuerung mit hohem Ansprechverhalten die folgenden Probleme auftreten. Unmittelbar nachdem das geschätzte Drehmomentkennfeld 20, wie in 1 dargestellt, hinsichtlich der Beziehung zwischen dem Solldrehmoment und dem geschätzten Drehmoment ideal angepasst wurde, gibt es keine Abweichung zwischen dem Solldrehmoment und dem geschätzten Drehmoment im stetigen Zustand, und die gewünschte Drehmomentsteuerung kann realisiert werden.
In der Realität kann sich jedoch das Verhältnis zwischen dem Solldrehmoment und dem geschätzten Drehmoment aufgrund eines Anpassungsfehlers des geschätzten Drehmomentkennfelds 20 oder individueller Schwankungen, Umgebungsänderungen und ähnlichem des Motorsteuerungssystems ändern, wie in 3 dargestellt.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine zeitliche Änderung des Solldrehmoments und des geschätzten Drehmoments sowie einen Zündzeitpunkt-Korrekturbetrag zeigt, wenn die Abweichung im stetigen Zustand auftritt. Wie im oberen Diagramm von 3 dargestellt, besteht die Möglichkeit, dass die Zündungsverzögerung oder die Kraftstoffreduzierung zu allen Zeiten implementiert wird, wenn eine Abweichung zwischen dem Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 11 und dem Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten 12 und dem geschätzten Drehmoment 17 auch im stetigen Zustand auftritt, wie durch eine Differenz 18 im unteren Diagramm von 3 dargestellt. Infolgedessen werden Defekte wie eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz, ein Anstieg der Abgastemperatur und eine Drehmomentschwankung verursacht.
Im Hinblick auf ein solches Problem muss bei der in PTL 1 dargestellten Technik das geschätzte Drehmoment so korrigiert werden, dass es im stetigen Zustand keine Abweichung zwischen dem Solldrehmoment und dem geschätzten Drehmoment gibt. Es ist jedoch nicht einfach, einen Korrekturbetrag für das geschätzte Drehmoment festzulegen, und eine gewünschte Korrektur des geschätzten Drehmoments kann nicht immer realisiert werden.
Darüber hinaus wird bei der in PTL 2 offengelegten Technik das geschätzte Drehmoment berechnet, indem eine Primärverzögerungsverarbeitung auf dem Solldrehmoment (Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten) durchgeführt wird.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 21 zeigt, die die Berechnung eines geschätzten Drehmoments aus einem Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten durchführt. Bei dieser Technik gibt die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 21 das geschätzte Drehmoment aus, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung an dem eingegebenen Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten unter Verwendung einer Zeitkonstante τ durchführt, die aus einer in einer Zeitkonstanten-Speichereinheit 22 gespeicherten Karte ausgewählt wird. Im stetigen Zustand stimmen das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten, das der Eingang der Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 21 ist, und das geschätzte Drehmoment, das der Ausgang der Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 21 ist, miteinander überein.
Bei der in PTL 2 dargestellten Technik wurde berücksichtigt, dass, da das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten und das geschätzte Drehmoment im stetigen Zustand immer übereinstimmen, Probleme wie eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz und ein Anstieg einer Abgastemperatur vermieden werden können. Bei der in PTL 2 dargestellten Technik ist es jedoch notwendig, die Zeitkonstante τ anzupassen.
5 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel für das geschätzte Drehmoment 33 und 35 zeigt, wenn das tatsächlich erzeugte Drehmoment eine komplizierte Drehmomenttrajektorie in Bezug auf ein Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 31 zeichnet.
Zum Beispiel zeichnet ein Turbomotor eine Drehmomenttrajektorie, bei der das tatsächlich erzeugte Drehmoment in Bezug auf das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 31 in einem Übergangszustand kompliziert ist. In diesem Fall kann, wie in einem oberen Diagramm (1) von 5 dargestellt, ein Turboloch 32 nicht durch eine Anpassung mit nur einer Zeitkonstante τ ausgedrückt werden, und ein durch eine gestrichelte Linie dargestelltes geschätztes Drehmoment 33 und ein tatsächlich erzeugtes Drehmoment 34 weichen voneinander ab.
Daher ist es, wie in einem unteren Diagramm (2) von 5 dargestellt, notwendig, einen Einfluss des Turbolochs durch Erhöhung der Anzahl der Zeitkonstanten τ zu berücksichtigenτ. Das Diagramm (2) zeigt ein Beispiel, in dem die Anzahl der Zeitkonstanten τ von 1 auf 3 von τ1 bis τ3 erhöht wird. Mit zunehmender Anzahl der Zeitkonstanten τ nähert sich das geschätzte Drehmoment 35 dem tatsächlich erzeugten Drehmoment 34 an. Mit zunehmender Anzahl der Zeitkonstanten τ, die für die Adaption benötigt werden, erhöht sich jedoch der Arbeitsaufwand für die Adaption, d. h. die Zeit für die Erstellung des Kennfeldes.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf eine solche Situation gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, es möglich zu machen, eine drehmomentbasierte Motorsteuerung auf einen Motor anzuwenden, der eine komplizierte Drehmomentkurve zeichnet.
Lösung des Problems
Eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Solldrehmoment-Berechnungseinheit, die das Solldrehmoment eines Motors berechnet, für den eine drehmomentbasierte Motorsteuerung unter Verwendung eines geschätzten Drehmoments durchgeführt wird; und eine Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments, die das geschätzte Drehmoment berechnet, indem sie eine Primärverzögerungsverarbeitung an dem Solldrehmoment unter Verwendung eines Primärverzögerungskoeffizienten durchführt, der zu einer Zeitkonstante äquivalent ist, die für jeden Steuerungszyklus auf der Grundlage einer Änderung einer aktuellen Ansaugluftmenge in Bezug auf eine Soll-Ansaugluftmenge der in den Motor angesaugten Luft berechnet wird.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann z. B. eine drehmomentbasierte Motorsteuerung realisiert werden, die auf einen Motor angewendet werden kann, der im Übergangszustand eine komplizierte Drehmomentkurve zeichnet, wie z. B. ein Turbomotor, und die keine Anpassung einer Zeitkonstante erfordert.
Andere als die oben beschriebenen Probleme, Konfigurationen und Effekte werden durch die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen verdeutlicht.
Figurenliste

1] 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine zeitliche Änderung jedes Drehmoments und eines Zündzeitpunktkorrekturbetrags zeigt, wenn ein Solldrehmoment und ein geschätztes Drehmoment in einem stetigen Zustand übereinstimmen.
2] 2 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel für eine geschätzte Drehmomentkarte zur Berechnung des geschätzten Drehmoments zeigt.
3] 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine zeitliche Änderung des Solldrehmoments und des geschätzten Drehmoments sowie einen Zündzeitpunkt-Korrekturbetrag zeigt, wenn die Abweichung im stetigen Zustand auftritt.
4] 4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Primärverzögerungsverarbeitungseinheit zeigt, die die Berechnung eines geschätzten Drehmoments aus einem Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten durchführt.
5] 5 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel für das geschätzte Drehmoment darstellt, wenn eine komplizierte Drehmomenttrajektorie in Bezug auf ein Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten gezeichnet wird.
6] 6 ist eine schematische Ansicht, die ein Hardware-Konfigurationsbeispiel eines drehmomentbasierten Motorsystems zeigt, das mit einem Turbomotor kompatibel ist, auf den eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
7] 7 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Steuersystems des drehmomentbasierten Motorsystems zeigt, das mit dem Turbomotor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kompatibel ist.
8] 8 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9] 9 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel für den Berechnungsinhalt einer Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10] 10 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11] 11 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung einer Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
12] 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung einer Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
13] 13 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Aspekt veranschaulicht, bei dem eine aktuelle Ansaugluftmenge in Bezug auf eine Soll-Ansaugluftmenge gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schwingt.
14] 14 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Aspekt der Verarbeitung veranschaulicht, bei dem eine Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit die Vibration der aktuellen Ansaugluftluftmenge gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung reduziert.
15] 15 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Aspekt veranschaulicht, bei dem eine Primärverzögerungsverarbeitungseinheit eine geschätzte Ansaugluftmenge berechnet, indem sie eine Primärverzögerungsverarbeitung an einer Soll-Ansaugluftmenge gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführt.
16] 16 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
17] 17 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem ein Drehmomentschätzungsfehler in einem Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten und einem geschätzten Drehmoment aufgrund eines Offsets zwischen einer Soll-Ansaugluftmenge und einer aktuellen Ansaugluftmenge gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftritt.
18] 18 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung einer Offset-Verarbeitungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
19] 19 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung einer Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit mit Konvergenzgarantie gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
20] 20 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Hybridfahrzeugs gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
21] 21 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
22] 22 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer gespeicherten Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen werden Komponenten mit im Wesentlichen gleicher Funktion oder Konfiguration mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, so dass eine redundante Beschreibung entfällt.
[Erste Ausführungsform]
6 ist eine schematische Ansicht, die ein Hardware-Konfigurationsbeispiel eines drehmomentbasierten Motorsystems 1 zeigt, das mit einem Turbomotor kompatibel ist, auf den eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform angewendet wird. Im Folgenden werden ein Konfigurationsbeispiel des Turbomotors, der mit dem drehmomentbasierten Motorsystem 1 kompatibel ist, und ein Verfahren zur Steuerung eines Motors 10 (Motorsteuerungsverfahren) beschrieben.
Ein Motor 10 (ein Beispiel für einen Verbrennungsmotor) ist ein turboaufgeladener Motor mit einem Turbolader 116. Der Motor (Motor 10) führt eine drehmomentbasierte Motorsteuerung unter Verwendung des geschätzten Drehmoments durch. Das geschätzte Drehmoment, das bei der drehmomentbasierten Motorsteuerung verwendet wird, wird von einer Motorsteuereinheit (ECU) 102 berechnet. Ein Ansaugsystem des Motors 10 ist mit einem Kompressor 117 versehen, der eine Komponente des Turboladers 116 ist. Eine durch den Kompressor 117 komprimierte Ansaugluft strömt durch ein Ansaugrohr 111 und wird einer Einlassseite einer elektronischen Steuerdrossel 107 zugeführt.
Die elektronische Drosselklappe 107 bestimmt eine Drosselklappenöffnung durch ein Signal, das von der ECU 102 auf der Grundlage von Öffnungsinformationen des von einem Fahrer betätigten Gaspedals 101 berechnet wird, und stellt eine in einen Ansaugkrümmer 109 eingeleitete Ansaugluftmenge entsprechend der Öffnung ein. Die ECU 102 ist ein Beispiel für eine Motorsteuerungsvorrichtung.
Beim Einstellen der Ansaugluftmenge misst der Luftstromsensor 108, der vor dem Kompressor 117 vorgesehen ist, die aktuelle Ansaugluftluftmenge der in einen Zylinder des Motors 10 angesaugten Luft. Dann wird ein Messsignal der aktuellen Ansaugluftluftmenge vom Luftstromsensor 108 an die ECU 102 übertragen.
Das Steuergerät 102 ist ein Computertyp und wird z. B. durch eine Zentraleinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Arbeitsspeicher (RAM) und Ähnliches konfiguriert. Jede Funktion des Steuergeräts 102 wird durch Ausführen eines Programmcodes realisiert, der von der CPU aus dem ROM gelesen wird. Verschiedene Werte, Parameter und dergleichen werden während der Verarbeitung im RAM zwischengespeichert und entsprechend aus dem RAM gelesen und für die Verarbeitung verwendet. Das ROM, in dem der Programmcode gespeichert ist, ist z. B. ein Beispiel für ein nicht flüchtiges Speichermedium, das von einem Computer gelesen werden kann.
Basierend auf der aktuellen Ansaugluftluftmenge, die vom Luftstromsensor 108 gemessen wird, und der Motordrehzahl, die aus einem Ausgangssignal eines Kurbelwinkelsensors (nicht dargestellt) gewonnen wird, berechnet die ECU 102 eine geeignete Kraftstoffeinspritzmenge und einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, um ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu realisieren.
Der Ansaugkrümmer 109 ist mit einem Injektor 103 (ein Beispiel für ein Kraftstoffeinspritzventil) versehen. Die Einspritzdüse 103 spritzt Kraftstoff in Übereinstimmung mit einem von der ECU 102 ausgegebenen Kraftstoffeinspritzbefehl ein. Der von der Einspritzdüse 103 eingespritzte Kraftstoff und die Ansaugluft bilden ein Luft-Kraftstoff-Gemisch aus Kraftstoff und Luft im Ansaugkrümmer 109. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird ab dem Moment, in dem sich ein für jeden Zylinder des Motors 10 vorgesehener Kolben 110 absenkt und ein Einlassventil 104 öffnet, in einen Brennraum 100 eingeleitet.
Danach wird das Einlassventil 104 geschlossen, und das beim Aufstieg des Kolbens 110 komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch eine Zündkerze 106 in der Nähe des oberen Totpunkts der Kompression gezündet. Das gezündete Luft-Kraftstoff-Gemisch dehnt sich schnell aus und drückt den Kolben 110 nach unten, um ein Motordrehmoment zu erzeugen.
Danach beginnt ein Auspufftakt ab dem Moment, in dem der Kolben 110 ansteigt und das Auslassventil 105 öffnet, und ein Abgas aus dem Brennraum 100 wird zu einem Auspuffrohr 112 abgeleitet. An das Abgasrohr 112 ist eine Turbine 118 angeschlossen, die ein Bestandteil des Turboladers 116 ist. Die Turbine 118 wird durch die Energie des Abgases, das durch das Abgasrohr 112 strömt, in Rotation versetzt, um den Koaxialverdichter 117 synchron zu drehen.
Das drehmomentbasierte Motorsystem 1, das mit einem Turbomotor kompatibel ist, erzielt einen Aufladeeffekt, indem es die Turbine 118 und den Verdichter 117 des Turboladers 116 mit der Energie des Abgases in Rotation versetzt. Der Aufladungseffekt hängt von der Abgasmenge ab.
Zu beachten ist, dass der Ansaugdruck einen Sollwert überschreitet, wenn die Turbine 118 übermäßig dreht, und der Motor 10 durch eine übermäßige Belastung beschädigt werden kann. Um dies zu verhindern, wenn der Ansaugdruck den eingestellten Wert überschreitet, steuert eine Wastegate-Ventilsteuereinheit 115 ein Öffnungs-/Schließverhältnis eines Wastegate-Ventils 114 und leitet einen Teil des Abgases in Richtung Wastegate 113 um und passt die Turbinendrehung an. Dadurch wird der Ansaugdruck so geregelt, dass er den eingestellten Wert nicht überschreitet. Die Wastegate-Ventilsteuereinheit 115 ist ein Computertyp und kann bidirektional mit der ECU 102 kommunizieren.
Als nächstes wird ein Steuerungssystem des drehmomentbasierten Motorsystems 1, das mit dem Turbomotor kompatibel ist, unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
7 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Steuersystems des drehmomentbasierten Motorsystems 1 zeigt, das mit dem Turbomotor kompatibel ist.
Das Motorsteuerungsvorrichtung (ECU 102) enthält eine Berechnungseinheit 200 für den maximalen Drehmomentsollwert, eine Berechnungseinheit 201 für das erforderliche Leerlaufdrehmoment, eine Berechnungseinheit 202 für das vom Fahrer benötigte Drehmoment, eine Berechnungseinheit für das Solldrehmoment (Berechnungseinheit 203 für das Solldrehmoment), eine Steuereinheit 220 für das Luftdrehmoment und eine Steuereinheit 230 für das Zünd- und Kraftstoffdrehmoment. Die Zünd- und Kraftstoffdrehmoment-Steuereinheit 230 umfasst eine Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments (Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments).
Die Berechnungseinheit 200 für den maximalen Drehmomentsollwert berechnet einen maximalen Drehmomentsollwert bei einer Motordrehzahl (Drehzahl des Motors 10) zu diesem Zeitpunkt basierend auf einem eingegebenen Motordrehzahlsignal.
Die Einheit 201 zur Berechnung des erforderlichen Leerlaufdrehmoments berechnet ein Drehmoment, das zur Aufrechterhaltung einer Ziel-Leerlaufdrehzahl erforderlich ist, basierend auf dem eingegebenen Motordrehzahlsignal.
Die Berechnungseinheit 202 für das vom Fahrer benötigte Drehmoment berechnet ein von einem Fahrer benötigtes Motordrehmoment auf der Grundlage einer aus einem Gaspedalöffnungssignal erhaltenen Gaspedalöffnung, eines von der Berechnungseinheit 200 für den maximalen Drehmomentsollwert berechneten maximalen Drehmomentsollwerts und eines von der Berechnungseinheit 201 für das benötigte Leerlaufdrehmoment berechneten Leerlaufdrehmoments.
Die Solldrehmoment-Berechnungseinheit (Solldrehmoment-Berechnungseinheit 203) berechnet das Solldrehmoment des Motors (Motor 10), für das die drehmomentbasierte Motorsteuerung unter Verwendung des geschätzten Drehmoments durchgeführt wird. Die Solldrehmoment-Berechnungseinheit 203 nimmt das erforderliche Drehmoment von einem externen System auf, wie z.B. ein erforderliches Autoreise-Drehmoment, ein erforderliches Getriebedrehmoment und ein erforderliches TRC-Stuerungsforderungsdrehmoment (TRaction Control), zusätzlich zu dem vom Fahrer geforderten Drehmoment, das von Berechnungseinheit 202 für das vom Fahrer geforderte Drehmoment berechnet wurde, und bestimmt ein endgültiges Solldrehmoment (Motordrehmoment-Sollwert) unter Berücksichtigung der jeweiligen Prioritäten.
Das von der Solldrehmomentberechnungseinheit 203 berechnete Solldrehmoment wird in ein Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 und ein Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten 211 aufgeteilt. Dann wird das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 an die Luftdrehmoment-Steuereinheit 220 übertragen, die einen Steuerpfad für das niedrig ansprechende Drehmoment bildet. Das Solldrehmoment 211 mit hohem Ansprechverhalten wird an die Zünd- und Kraftstoffdrehmoment-Steuereinheit 230 übertragen, die einen Steuerpfad für ein hohes Ansprechdrehmoment bildet.
Die Luftmoment-Steuereinheit 220 umfasst eine Soll-Ladedruck-Berechnungseinheit 205, eine Soll-Wastegate-Betriebsberechnungseinheit 206, eine Soll-Ansaugdruck-Berechnungseinheit 208 und eine Soll-Drosselklappenöffnungs-Berechnungseinheit 209.
Die Soll-Ladedruck-Berechnungseinheit 205 berechnet einen Soll-Ladedruck, der dem maximalen Drehmomentsollwert 204 entspricht, der von der Berechnungseinheit 200 für den maximalen Drehmomentsollwert berechnet wurde.
Die Target-Wastegate-Duty-Berechnungseinheit 206 berechnet eine Target-Wastegate-Duty, die erforderlich ist, um den von der Target-Ladedruck-Berechnungseinheit 205 berechneten Target-Ladedruck zu realisieren, und überträgt das Berechnungsergebnis an eine Wastegate-Ventilsteuereinheit 115 (Wastegate-Steuerungssystem).
Die Soll-Ansaugdruck-Berechnungseinheit 208 berechnet einen Soll-Ansaugdruck, der erforderlich ist, um das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 zu realisieren.
Die Soll-Drosselklappenöffnungs-Berechnungseinheit 209 berechnet eine Soll-Drosselklappenöffnung, die erforderlich ist, um den von der Soll-Ansaugdruck-Berechnungseinheit 208 berechneten Soll-Ansaugdruck zu realisieren, und überträgt das Berechnungsergebnis an die elektronische Steuerdrossel 107.
Als Nächstes wird die Zünd- und Kraftstoffdrehmoment-Steuereinheit 230 beschrieben, die verwendet wird, wenn ein Drehmomentverlauf, der sich bei hoher Geschwindigkeit ändert, von einem externen Gerät, wie z.B. der Antriebsschlupfregelung, benötigt wird.
Die Zünd- und Kraftstoffdrehmoment-Steuereinheit 230 umfasst eine Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments 210, eine Einheit zur Berechnung des Drehmomentkorrekturfaktors für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb 212, eine Einheit zur Auswahl des Drehmomentbetriebsverfahrens 213, eine Einheit zur Verteilung des Drehmomentbetriebsbetrags 214, eine Einheit zur Berechnung des Korrekturbetrags für den Zündzeitpunkt 215 und eine Einheit zur Berechnung der Zylinderzahl für den Kraftstoffschnitt 216.
Die Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments schätzt das während der Motordrehmomentsteuerung tatsächlich erzeugte Motordrehmoment (tatsächlich erzeugtes Drehmoment) als das geschätzte Drehmoment und berechnet das geschätzte Drehmoment (Motordrehmoment-Schätzwert), das ein Index ist, wenn ein Drehmomentbetrieb durch Zündung und Kraftstoff durchgeführt wird. Insbesondere berechnet die Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments das geschätzte Drehmoment, das das tatsächlich erzeugte Drehmoment schätzt, wenn davon ausgegangen wird, dass die Drehmomentsteuerung mit niedrigem Ansprechverhalten durch die Drosselklappe und den Turbolader durchgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments (Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments) einen Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304, der in der später beschriebenen 8 dargestellt ist), der zu einer Zeitkonstante (Zeitkonstante τ) äquivalent ist, die für jeden Steuerungszyklus auf der Grundlage einer Änderung der aktuellen Ansaugluftluftmenge in Bezug auf die Soll-Ansaugluftmenge der in den Motor (Motor 10) angesaugten Luft berechnet wird, und berechnet das geschätzte Drehmoment durch Ausführen einer Primärverzögerungsverarbeitung an dem Solldrehmoment auf der Grundlage des Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304).
Die Einheit 212 zur Berechnung des Drehmomentkorrekturfaktors für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb berechnet einen Drehmomentkorrekturfaktor für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb, der ein Index für den Drehmomentbetrieb durch Zündung und Kraftstoff ist. Zu diesem Zeitpunkt berechnet die Einheit 212 zur Berechnung des Drehmomentkorrekturfaktors für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb ein Verhältnis zwischen dem geschätzten Drehmoment, das von der Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments berechnet wurde, und dem von der Einheit 203 zur Berechnung des Solldrehmoments eingegebenen Solldrehmoment 211 mit hohem Ansprechverhalten.
Die Auswahleinheit 213 für das Drehmomentbetriebsverfahren wählt ein geeignetes Drehmomentbetriebsverfahren auf der Grundlage eines eingegebenen Antriebszustands und des Drehmomentkorrekturfaktors für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb aus, der von der Einheit 212 zur Berechnung des Drehmomentkorrekturfaktors für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb berechnet wurde. Das Drehmomentbetriebsverfahren umfasst die Zündzeitpunktkorrektur oder die Kraftstoffabschaltung, und jedes Korrekturverfahren wird einzeln oder in Kombination ausgewählt.
Die Verteilungseinheit 214 für den Drehmoment-Betriebsbetrag verteilt einen Drehmoment-Betriebsbetrag an die Berechnungseinheit 215 für den Zündzeitpunkt-Korrekturbetrag und an die Berechnungseinheit 216 für die Kraftstoffabschalt-Zylinderzahl, basierend auf dem Drehmoment-Korrekturfaktor für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb, der von der Berechnungseinheit 212 für den Drehmoment-Korrekturfaktor für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb berechnet wurde, und auf dem Drehmoment-Betriebsverfahren, das von der Auswahleinheit 213 für das Drehmoment-Betriebsverfahren ausgewählt wurde.
Die Zündzeitpunktkorrekturbetrag-Berechnungseinheit 215 berechnet einen Zündzeitpunktkorrekturbetrag basierend auf dem verteilten Drehmomentkorrekturfaktor. Daher ist die Zündzeitpunktkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 215 ein Beispiel für eine Zündzeitpunktkorrektureinheit, die den Zündzeitpunkt für die Zündung des in den Zylinder des Motors 10 eingespritzten Kraftstoffs korrigiert, so dass das geschätzte Drehmoment das Solldrehmoment 211 mit hohem Ansprechverhalten wird.
Die Kraftstoffabschalt-Zylinderzahl-Berechnungseinheit 216 berechnet die Anzahl der Kraftstoffabschalt-Zylinder basierend auf dem verteilten Drehmoment-Korrekturfaktor. Daher wird die Kraftstoffabschalt-Zylinderzahl-Berechnungseinheit 216 als ein Beispiel für die Kraftstoffabschalt-Steuereinheit verwendet, die eine Kraftstoffabschaltung für die Zylinder des Motors 10 durchführt, so dass das geschätzte Drehmoment zum Solldrehmoment 211 mit hohem Ansprechverhalten wird.
Der Zündzeitpunktkorrekturbetrag, der von der Zündzeitpunktkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 215 berechnet wird, wird in der Steuerung des Zündsteuerungssystems reflektiert, und die Anzahl der Kraftstoffabschaltzylinder, die von der Kraftstoffabschaltzylinderzahl-Berechnungseinheit 216 berechnet wird, wird in der Steuerung des Kraftstoffsteuerungssystems reflektiert. Daher ist es möglich, ein gewünschtes Motordrehmoment auch im Übergangszustand zu realisieren.
Als Nächstes werden ein Konfigurationsbeispiel und ein Betriebsbeispiel der Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben. 8 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments zeigt.
Die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments (Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments) umfasst eine Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit (Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit 300), eine Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten (Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 301) und eine Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302).
Die Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit 300 verfügt über eine Datentabelle (nicht abgebildet) der Soll-Ansaugluftmenge mit dem von der Solldrehmoment-Berechnungseinheit 203 eingegebenen Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 und der Motordrehzahl als Argumente. Dann bezieht sich die Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit (Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit 300) auf die Datentabelle der Soll-Ansaugluftmenge und berechnet die Soll-Ansaugluftmenge (Soll-Ansaugluftmenge 303) auf der Grundlage des von der Solldrehmoment-Berechnungseinheit (Solldrehmoment-Berechnungseinheit 203) eingegebenen Solldrehmoments (Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207) und der Drehzahl des Motors (Motor 10).
Die Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten (Berechnungseinheit 301 für den Primärverzögerungskoeffizienten) berechnet einen Primärverzögerungskoeffizienten, der zu einer Zeitkonstante (Zeitkonstante τ) äquivalent ist, die für jeden Steuerungszyklus auf der Grundlage der Soll-Ansaugluftmenge (Soll-Ansaugluftmenge 303) und der aktuellen Ansaugluftmenge berechnet wird. Die berechnete Zeitkonstante τ wird an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 als Primärverzögerungskoeffizient 304 ausgegebenτ. Dabei berechnet die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 die Zeitkonstante τ und den Primärverzögerungskoeffizienten 304 in dem Übergangszustand, in dem sich das Solldrehmoment innerhalb einer festgelegten Zeit um einen eingestellten Wert oder mehr ändert. Das heißt, die Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten (Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 301) kann den Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304) berechnen, wenn sich die aktuelle Ansaugluftluftmenge innerhalb der festgelegten Zeit um den eingestellten Wert oder mehr ändert.
Dann berechnet die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302) das geschätzte Drehmoment, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung für das Solldrehmoment (Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207) basierend auf dem Solldrehmoment (Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207) und dem Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304) durchführt. Hier berechnet die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302) das geschätzte Drehmoment, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung für das Solldrehmoment (Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207) unter Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304) durchführt, der in dem Übergangszustand berechnet wird, in dem sich das Solldrehmoment (Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207) um den eingestellten Wert oder mehr innerhalb der festgelegten Zeit ändert. Zusätzlich kann die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302) das Solldrehmoment (Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207) als das geschätzte Drehmoment im stetigen Zustand berechnen, wenn die Soll-Ansaugluftmenge und die aktuelle Ansaugluftmenge miteinander übereinstimmen.
Hier wird der Berechnungsinhalt der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 beschrieben.
9 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel für den Berechnungsinhalt der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 darstellt. In dem in 9 dargestellten Diagramm wird eine horizontale Achse durch die Zeit und eine vertikale Achse durch die Ansaugluftmenge dargestellt.
Das Diagramm (1) in 9 veranschaulicht eine Beziehung zwischen einer Soll-Ansaugluftmenge X'(t) und einer aktuellen Ansaugluftmenge Y'(t). Ein unterer Teil des Diagramms (1) in 9 veranschaulicht einen Aspekt des Übergangszustands, in dem sich die aktuelle Ansaugluftmenge Y'(t) der Soll-Ansaugluftmenge X'(t) nähert, und ein oberer Teil des Diagramms (1) veranschaulicht eine vergrößerte Ansicht des Bereichs 310, der einen Aspekt der aktuellen Ansaugluftmenge Y'(t) im Übergangszustand darstellt. Die Soll-Ansaugluftmenge X'(t) ist ein Wert, der von der Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit 300 berechnet wird, und entspricht der in 8 dargestellten Soll-Ansaugluftmenge 303. Die aktuelle Ansaugluftmenge Y'(t) ist ein Wert, der von dem in 6 dargestellten Luftstromsensor 108 gemessen wird.
Wie in der folgenden Gleichung (1) dargestellt, berechnet die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 einen Primärverzögerungskoeffizienten α bezüglich der Ansaugluftmenge aus der Soll-Ansaugluftmenge X'(t) und der aktuellen Ansaugluftmenge Y'(t) für jeden Steuerungszyklus.
[Gleichung 1] $α = \frac{Y' (t) - Y' (t - 1)}{X' (t) - Y' (t - 1)}$
In der folgenden Beschreibung wird eine physikalische Größe zum Zeitpunkt t als „momentaner Wert“ und eine physikalische Größe zum Zeitpunkt t-1 als „vorheriger Wert“ bezeichnet. Zum Beispiel wird in Gleichung (1) der Primärverzögerungskoeffizient α auf der Grundlage eines momentanen Wertes X'(t) der Soll-Ansaugluftmenge, eines momentanen Wertes Y'(t) der aktuellen Ansaugluftmenge und eines vorherigen Wertes Y'(t-1) der aktuellen Ansaugluftmenge berechnet. Der Primärverzögerungskoeffizient α entspricht dem in 8 dargestellten Primärverzögerungskoeffizienten 304.
Das Diagramm (2) in 9 veranschaulicht eine Beziehung zwischen dem Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten X (t) und dem geschätzten Drehmoment Y (t). Ein unterer Teil des Diagramms (2) in 9 veranschaulicht einen Aspekt des Übergangszustands, in dem sich das geschätzte Drehmoment Y(t) einem Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten X (t) nähert, und ein oberer Teil des Diagramms (2) veranschaulicht eine vergrößerte Ansicht des Bereichs 311, der einen Aspekt des geschätzten Drehmoments Y(t) im Übergangszustand darstellt.
Wenn der Primärverzögerungskoeffizient α von der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 berechnet wird, wie mit Bezug auf das Diagramm (1) in 9 beschrieben, wird das geschätzte Drehmoment Y(t) unter Verwendung dieses Primärverzögerungskoeffizienten α berechnet. Daher berechnet die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302, wie in der folgenden Gleichung (2) veranschaulicht, einen momentanen Wert Y(t) des geschätzten Drehmoments für jeden Steuerungszyklus auf der Grundlage des durch Gleichung (1) berechneten Primärverzögerungskoeffizienten α, des Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten X(t), und des vorherigen Werts Y(t-1) des geschätzten Drehmoments.
[Gleichung 2] $Y (t) = α X (t) + (1 - α) Y (t - 1)$
Wie oben beschrieben, wird der mit Gleichung (1) berechnete und in Gleichung (2) benützte Primärverzögerungskoeffizient α als Primärverzögerungskoeffizient 304 ausgedrückt, der von der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 berechnet und an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 ausgegeben wird, wie in 8 dargestellt. Der Primärverzögerungskoeffizient 304 ist ein Wert, der einen Aspekt der Änderung der aktuellen Ansaugluftluftmenge ausdrückt. Dann ist der Primärverzögerungskoeffizient α ein Wert, der durch Diskretisierung der Zeitkonstante τ mit einem Steuerungszyklus ΔT erhalten wird, wie in der folgenden Gleichung (3) dargestellt. Die Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten α und seine Verwendung für die Berechnung des geschätzten Drehmoments Y(t) ist äquivalent zur Berechnung der Zeitkonstante τ und ihrer Verwendung für die Berechnung des geschätzten Drehmoments Y(t).
[Gleichung 3] $α = \frac{Δ T}{τ + Δ T}$
Die ECU 102 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält die Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments, wie in 7 dargestellt. Die Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments berechnet den Primärverzögerungskoeffizienten 304, der für die Primärverzögerungsverarbeitung verwendet wird, basierend auf der Änderung der aktuellen Ansaugluftluftmenge der in den Motor 10 angesaugten Luft in der Einheit 301 zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten. Dann kann die Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments das geschätzte Drehmoment berechnen, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung durch die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 auf der Grundlage des Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 und des Primärverzögerungskoeffizienten 304 durchführt.
Wie in 1 dargestellt, kann die Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments das geschätzte Drehmoment berechnen, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung an dem von der Einheit 203 zur Berechnung des Solldrehmoments berechneten Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 durchführt, wenn sich das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 innerhalb der festgelegten Zeit um den eingestellten Wert oder mehr ändert. Wenn sich das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 um den eingestellten Wert oder mehr innerhalb der festgelegten Zeit ändert, bedeutet dies, dass sich das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 nicht mehr im stetigen Zustand befindet. Dann berechnet die Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments den Primärverzögerungskoeffizienten 304, der für die Primärverzögerungsverarbeitung verwendet wird, basierend auf der Änderung der aktuellen Ansaugluftluftmenge der in den Motor 10 angesaugten Luft, wenn sich das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 innerhalb der festgelegten Zeit oder in der Übergangsperiode um den eingestellten Wert oder mehr ändert. Dann kann die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 das geschätzte Drehmoment unter Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten 304 berechnen.
Die Zündzeitpunktkorrektureinheit (Zündzeitpunktkorrekturbetragsberechnungseinheit 215) korrigiert den Zündzeitpunkt für die Zündung des in den Zylinder des Motors (Motor 10) eingespritzten Kraftstoffs so, dass das geschätzte Drehmoment zum Solldrehmoment wird (Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten 211). Durch die Korrektur des Zündzeitpunkts ist es möglich, das geschätzte Drehmoment zu erhöhen oder zu verringern.
Außerdem führt die Kraftstoffabschalt-Steuereinheit (Kraftstoffabschalt-Zylinderzahl-Berechnungseinheit 216) eine Kraftstoffabschaltung für die Zylinder des Motors (Motor 10) durch, so dass das geschätzte Drehmoment zum Solldrehmoment wird (Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten 211). Zum Beispiel kann das Drehmoment reduziert werden, indem die Kraftstoffabschaltung für einen bestimmten Zylinder aus einer Vielzahl von Zylindern durchgeführt wird.
Darüber hinaus korrigiert die Steuereinheit für die Kraftstoffeinspritzmenge (ECU 102) eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils (Injektor 103), das Kraftstoff zu den Zylindern des Motors (Motor 10) sendet, so dass das geschätzte Drehmoment zum Solldrehmoment wird (Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten 211). Durch Erhöhen oder Verringern der Kraftstoffeinspritzmenge erhöht oder verringert die ECU 102 das geschätzte Drehmoment, und es wird möglich, das geschätzte Drehmoment so zu steuern, dass es sich dem Solldrehmoment nähert.
Die Zündzeitpunktkorrektur, die Kraftstoffabschaltung oder die Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge wird z. B. von der ECU 102 allein oder in Kombination durchgeführt.
Die Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ermöglicht es, eine Motorsteuerungsvorrichtung (ECU 102) und ein Steuerungsverfahren bereitzustellen, das eine Drehmomentschätzungslogik verwendet, die keine Anpassung der Zeitkonstante erfordert. Zu diesem Zeitpunkt berechnet die ECU 102 automatisch den Primärverzögerungskoeffizienten 304 des Drehmoments auf der Grundlage der Änderung der aktuellen Ansaugluftluftmenge für jeden Steuerungszyklus und berechnet das geschätzte Drehmoment, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung auf der Grundlage des Solldrehmoments und des Primärverzögerungskoeffizienten 304 durchführt.
Daher muss die ECU 102 beispielsweise auch beim Zeichnen einer komplizierten Drehmomenttrajektorie im Übergangszustand, wie beim Turbomotor, nicht die Anzahl der Zeitkonstanten erhöhen, um die Parameter der Primärverzögerungsverarbeitung anzupassen. Darüber hinaus treten Probleme wie eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz, ein Anstieg der Abgastemperatur und eine Drehmomentschwankung aufgrund einer Abweichung zwischen dem Solldrehmoment und dem geschätzten Drehmoment im stetigen Zustand nicht auf. Da das Steuergerät 102 das geschätzte Drehmoment basierend auf dem automatisch berechneten Primärverzögerungskoeffizienten 304 genau berechnen kann, wird eine geeignete drehmomentbasierte Drehmomentsteuerung möglich.
[Zweite Ausführungsform]
Als nächstes werden ein Konfigurationsbeispiel und ein Betriebsbeispiel der Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf die 10 bis 15 beschrieben.
Zunächst wird mit Bezug auf 13 ein Aspekt beschrieben, bei dem die aktuelle Ansaugluftluftmenge in kleinen Schritten schwingt.
13 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Aspekt illustriert, bei dem eine aktuelle Ansaugluftmenge 321 in Bezug auf eine Soll-Ansaugluftmenge 320 schwingt.
In einem Übergangszustand, in dem sich die aktuelle Ansaugluftmenge 321 in Richtung der Soll-Ansaugluftmenge 320 ändert, neigt die aktuelle Ansaugluftmenge 321 zum Schwingen, wie in 13 dargestellt. Wenn jedoch die aktuelle Ansaugluftluftmenge 321, die zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten α verwendet wird, schwingt, wird der Primärverzögerungskoeffizient α möglicherweise nicht angemessen berechnet.
Darüber hinaus beinhaltet der von der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 gemäß der ersten Ausführungsform berechnete Primärverzögerungskoeffizient α eine Division, wie in der oben erwähnten Gleichung (1) dargestellt. Bei Stetigkeit kann, da die Soll-Ansaugluftmenge X'(t) und die aktuelle Ansaugluftmenge Y'(t) fast den gleichen Wert haben (X'(t)≒Y'(t-1)) und daher ein Nenner von Gleichung (1) Null wird oder einen extrem kleinen Wert annimmt, ein mathematischer Widerspruch oder eine Divergenz des Primärverzögerungskoeffizienten α auftreten.
Daher hat die Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments (10) gemäß der zweiten Ausführungsform eine Konfiguration, in der die Verarbeitung zum Verhindern des mathematischen Widerspruchs und der Divergenz in Gleichung (1) und zum Reduzieren der Vibration der aktuellen Ansaugluftluftmenge der Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der ersten Ausführungsform hinzugefügt wird.
Es wird ein Konfigurationsbeispiel der Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.
10 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments zeigt.
Die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments (Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments) enthält zusätzlich zu der Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der ersten Ausführungsform eine Konstantverzögerungsverarbeitung (Konstantverzögerungsverarbeitung 400), eine Verarbeitungseinheit zur Divergenzverhinderung (Verarbeitungseinheit zur Divergenzverhinderung 401), eine Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit (Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402) und eine zweite Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404).
Die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit (Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400) führt eine Filterverarbeitung mit einem Verzögerungskoeffizienten als Konstante durch, um die Vibration der eingegebenen aktuellen Ansaugluftluftmenge zu reduzieren. Die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 gibt die aktuelle Ansaugluftluftmenge mit reduzierter Vibration an die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 aus.
Die Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten (Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 301) berechnet den Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304) auf der Grundlage der Soll-Ansaugluftmenge (Soll-Ansaugluftmenge 303), der aktuellen Ansaugluftluftmenge, mit der die Filterverarbeitung durchgeführt wird, und der geschätzten Ansaugluftmenge (geschätzte Ansaugluftmenge 403), die von der zweiten Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404) eingegeben wird. Hier wird der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 die Soll-Ansaugluftmenge 303 von der Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit 300 eingegeben, und die aktuelle Ansaugluftmenge, auf der die Filterverarbeitung durchgeführt wird, wird von der Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 eingegeben, und ein vorheriger Wert der geschätzten Ansaugluftmenge 403 wird von der Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 eingegeben. Dann gibt die Berechnungseinheit 301 für den Primärverzögerungskoeffizienten den Primärverzögerungskoeffizienten 304 an die Verarbeitungseinheit 401 zur Divergenzverhinderung aus.
Wenn der Primärverzögerungskoeffizient (Primärverzögerungskoeffizient 304) bei der Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304), die von der Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten (Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten 301) durchgeführt wird, abweicht, schaltet die Verarbeitungseinheit zur Divergenzverhinderung (Verarbeitungseinheit zur Divergenzverhinderung 401) den Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304), der von der Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten (Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten 301) eingegeben wird, auf einen anderen Wert um und verhindert die Divergenz des Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304). Zu diesem Zeitpunkt schaltet die Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 einen Ausgang des eingegebenen Primärverzögerungskoeffizienten 304 gemäß einer in 11 dargestellten Bedingungsbestimmung. Zum Beispiel wählt die Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 in Abhängigkeit von der Bedingungsbestimmung aus, ob der eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 so ausgegeben wird, wie er ist, oder ob „0“ an die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 ausgegeben wird.
Die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit (Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402) begrenzt den Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304), der von der Verarbeitungseinheit zur Divergenzverhinderung (Verarbeitungseinheit 401 zur Divergenzverhinderung) eingegeben wird, und gibt ihn an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302) aus. Zu diesem Zeitpunkt begrenzt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 die Ausgabe, indem sie die Ausgabe durch die Zustandsbestimmung, ob sie sich im stetigen Zustand befindet, und die Zustandsbestimmung, ob der von der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 0 oder mehr und 1 oder weniger ist, schaltet. Zum Beispiel wird in Abhängigkeit von der Zustandsbestimmung ausgewählt, ob der von der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 so ausgegeben wird, wie er ist, oder ob „0“ oder „1“ ausgegeben wird. Wenn der von der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 ein negativer Wert kleiner als 0 ist, wird „0“ als Ausgabe gewählt. Die Ausgabe des Primärverzögerungskoeffizienten 304, der durch die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 begrenzt wird, wird in die Primärverzögerungsverarbeitungseinheiten 302 und 404 eingegeben.
Die zweite Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404) führt die Primärverzögerungsverarbeitung der Soll-Ansaugluftmenge (Soll-Ansaugluftmenge 303) durch und berechnet die geschätzte Ansaugluftmenge des Motors (Motor 10), basierend auf der Soll-Ansaugluftmenge (Soll-Ansaugluftmenge 303) und dem Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304), der durch die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit (Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402) begrenzt ist. Zu diesem Zeitpunkt führt die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 die Primärverzögerungsverarbeitung der Soll-Ansaugluftmenge 303 (Soll-Ansaugluftmenge X'(t)) durch, indem sie die Soll-Ansaugluftmenge 303 und den begrenzten Primärverzögerungskoeffizienten 304 als Eingaben verwendet, und erzeugt einen vorherigen Wert Y"(t-1) der geschätzten Ansaugluftmenge 403. Dann gibt die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 den vorherigen Wert Y"(t-1) der geschätzten Ansaugluftmenge 403 an die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 aus.
Wiederum berechnet die Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten (Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 301) den Primärverzögerungskoeffizienten 304. Diesmal berechnet die Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten (Berechnungseinheit 301 für den Primärverzögerungskoeffizienten) den Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304) unter Verwendung des vorherigen Werts der geschätzten Ansaugluftmenge (vorheriger Wert Y"(t-1) der geschätzten Ansaugluftmenge 403) anstelle des vorherigen Werts der aktuellen Ansaugluftluftmenge. Daher berechnet die Berechnungseinheit 301 für den Primärverzögerungskoeffizienten automatisch den Primärverzögerungskoeffizienten 304 auf der Grundlage der eingegebenen Soll-Ansaugluftmenge 303 (Soll-Ansaugluftmenge X' (t)), des momentanen Wertes der aktuellen Ansaugluftluftmenge, die von der Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 ausgegeben wird, und des vorherigen Wertes Y"(t-1) der geschätzten Ansaugluftmenge 403.
Die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 führt eine Primärverzögerungsverarbeitung des Solldrehmoments mit niedrigem Ansprechverhalten 207 durch, indem sie den Primärverzögerungskoeffizienten 304, der durch die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 begrenzt wird, als Eingabe verwendet, und gibt das berechnete geschätzte Drehmoment an die Einheit 212 zur Berechnung des Drehmoment-Korrekturfaktors für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb aus.
Hier wird ein Verarbeitungsbeispiel der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 und der Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 unter Bezugnahme auf die 11 und 12 beschrieben, und dann wird ein Verarbeitungsbeispiel der Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 und der Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 beschrieben.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 zeigt.
Die Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 bestimmt, ob eine Bedingung, dass ein absoluter Wert von „Soll-Ansaugluftmenge - vorheriger Wert der aktuellen Ansaugluftmenge“ kleiner als ein absoluter Wert von „Soll-Ansaugluftmenge - momentaner Wert der aktuellen Ansaugluftmenge“ ist, oder eine Bedingung, dass „momentaner Wert der aktuellen Ansaugluftmenge - vorheriger Wert der aktuellen Ansaugluftmenge“ kleiner als „1“ ist, erfüllt ist (S1). Der Absolutwert wird für jede Bedingung in Schritt S1 ermittelt, um zu verhindern, dass jeder berechnete Wert ein negativer Wert wird. Hier wird die Bedingung, dass der Absolutwert von „Soll-Ansaugluftmenge - vorheriger Wert der aktuellen Ansaugluftmenge“ kleiner als der Absolutwert von „Soll-Ansaugluftmenge - momentaner Wert der aktuellen Ansaugluftmenge“ ist, verwendet, um den Primärverzögerungskoeffizienten 304 zu begrenzen, so dass z.B. der Primärverzögerungskoeffizient 304 aufgrund einer plötzlichen Schwankung der aktuellen Ansaugluftmenge nicht zu stark abfällt.
Wenn eine der beiden Bedingungen in Schritt S1 erfüllt ist (JA in S1), gibt die Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 den Primärverzögerungskoeffizienten 304 an die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 als „0“ aus (S2) und beendet die Verarbeitung. Wenn keine der Bedingungen erfüllt ist (NEIN in S1), gibt die Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 den Primärverzögerungskoeffizienten 304, der von der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 eingegeben wurde, an die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 aus, wie er ist (S3), und beendet die Verarbeitung.
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung der Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 zeigt.
Die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 bestimmt, ob sie sich in einem stetigen Zustand befindet (S11) oder nicht. Wenn sie sich im stetigen Zustand befindet (JA in S11), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 „1“ als Primärverzögerungskoeffizienten 304 an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 aus (S13) und beendet die Verarbeitung. Wenn sie sich nicht im stetigen Zustand befindet (NEIN in S11), wird bestimmt, ob der von der Verarbeitungseinheit 401 zur Divergenzverhinderung eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 „1“ überschreitet (S12) oder nicht. Wenn der von der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 „1“ überschreitet (JA in S12), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 „1“ an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 aus (S13) und beendet die Verarbeitung.
Wenn der von der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 „1“ oder kleiner ist (NEIN in S12), bestimmt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402, ob der von der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 kleiner als „0“ ist oder nicht (S14). Wenn der von der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 kleiner als „0“ ist (JA in S14), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 „0“ an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 aus (S15) und beendet die Verarbeitung.
Wenn der von der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 eingegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 „0“ oder mehr ist (NEIN in S14), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 den eingegebenen Primärverzögerungskoeffizienten 304 an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheiten 302 und 404 aus, wie er ist (S16), und beendet die Verarbeitung. Das heißt, in Schritt S16, wenn der Primärverzögerungskoeffizient 304, der von der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 eingegeben wird, „0 oder mehr und weniger als 1“ ist, wird die Eingabe, wie sie ist, ausgegeben.
Als nächstes wird die Verarbeitung der Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 und der Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 unter Bezugnahme auf die und beschrieben.
14 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Aspekt der Verarbeitung veranschaulicht, bei dem die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 die Schwingung der aktuellen Ansaugluftluftmenge reduziert.
Wie oben beschrieben, führt die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 die Filterverarbeitung mit dem Verzögerungskoeffizienten als Konstante durch, um die Vibration der aktuellen Ansaugluftluftmenge zu reduzieren. Daher führt die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 beispielsweise die Filterverarbeitung mit dem Verzögerungskoeffizienten als Konstante, die in der folgenden Gleichung (4) dargestellt ist, in Bezug auf die aktuelle Ansaugluftluftmenge durch, die in die Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments eingegeben wird, und erhält den momentanen Wert der aktuellen Ansaugluftluftmenge.
[Gleichung 4] $\begin{array}{l} Momentaner Wert der Ausgabe der Konstantverz \ddot{o} gerungsverar- \\ beitungseinheit = \\ Konstante * Aktuelle Ansaugluftluftmenge + \\ (1 - Konstante) * Vorheriger Wert der Ausgabe der \\ Konstantverz \ddot{o} gerungsverarbeitungseinheit \end{array}$
Wie in 14 dargestellt, wird eine aktuelle Ansaugluftluftmenge 321 einschließlich der von der linken Seite der Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 eingegebenen Vibration als aktuelle Ansaugluftluftmenge 322 ausgegeben, deren Vibration durch die Filterverarbeitung der Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 reduziert wird. Die aktuelle Ansaugluftluftmenge 322 mit reduzierter Vibration wird in die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 eingegeben.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 die Filterverarbeitung anhand der aktuellen Ansaugluftluftmenge durch, aber die Filterverarbeitung kann anhand des Primärverzögerungskoeffizienten 304 durchgeführt werden, der auf der Grundlage der aktuellen Ansaugluftluftmenge berechnet wird. In diesem Fall ist die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 zwischen der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 und der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 vorgesehen.
Wie in 14 dargestellt, reduziert die von der Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 durchgeführte Filterverarbeitung die Schwingung der aktuellen Ansaugluftluftmenge, beseitigt die Schwingung jedoch nicht vollständig. Außerdem gibt es bei der Berechnung der Gleichung (1), die von der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 durchgeführt wird, da der momentane Wert Y'(t) und der vorherige Wert Y' (t-1) der aktuellen Ansaugluftluftmenge verwendet werden, zwei Arten von Termen einschließlich der Vibration. Daher ist die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 möglicherweise nicht in der Lage, den Primärverzögerungskoeffizienten 304 richtig zu berechnen.
Bei der Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 304, die von der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 durchgeführt wird, um die Terme mit Schwingungen zu reduzieren, anstelle des vorherigen Wertes Y' (t-1) der aktuellen Ansaugluftluftmenge ein vorheriger Wert Y''(t-1) der geschätzten Ansaugluftmenge 403 verwendet, der in Gleichung (5) von 15 dargestellt ist. Gleichung (5) muss jedoch Gleichung (6) erfüllen.
[Gleichung 5] $Y'' (t) = α X' (t) + (1 - α) Y'' (t - 1)$

[Gleichung 6]
$Allerdings ist α = \frac{Y' (t) - Y'' (t - 1)}{X' (t) - Y'' (t - 1)}$
15 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Aspekt veranschaulicht, bei dem die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 eine geschätzte Ansaugluftmenge berechnet, indem sie eine Primärverzögerungsverarbeitung an einer Soll-Ansaugluftmenge durchführt.
Die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 führt eine Primärverzögerungsverarbeitung unter Verwendung der Gleichungen (5) und (6) in Bezug auf die eingegebene Soll-Ansaugluftmenge 303 (Soll-Ansaugluftmenge X'(t)) durch. Dann gibt die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 den momentanen Wert Y''(t) der geschätzten Ansaugluftmenge 403 aus. Der vorherige Wert Y''(t-1) der geschätzten Ansaugluftmenge 403 wird in die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 eingegeben und als der vorherige Wert Y'(t-1) der aktuellen Ansaugluftluftmenge in der Gleichung (1) verwendet.
Der von der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 berechnete Primärverzögerungskoeffizient 304 wird wieder an die Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 ausgegeben.
Danach wird der Primärverzögerungskoeffizient 304, der der Divergenzverhinderungsverarbeitung durch die Divergenzverhinderungsverarbeitungseinheit 401 unterzogen wird, durch die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 begrenzt und dann an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 als Primärverzögerungskoeffizient 304 ausgegeben. Dann kann die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 das geschätzte Drehmoment berechnen, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung auf der Grundlage des Solldrehmoments mit niedrigem Ansprechverhalten 207 und des Primärverzögerungskoeffizienten 304, dessen Ausgabe begrenzt ist, durchführt.
Die Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform berechnet das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 als das geschätzte Drehmoment im stetigen Zustand. Zu diesem Zeitpunkt schaltet die Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments den Primärverzögerungskoeffizienten 304 um, wenn ein mathematischer Widerspruch oder eine Divergenz bei der Berechnung unter Verwendung der Gleichung (1) zum Erhalten des Primärverzögerungskoeffizienten 304 auftritt. Dies ermöglicht es, den mathematischen Widerspruch oder die Divergenz bei der Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 304 zu verhindern.
Außerdem kann die in der Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments enthaltene Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 die Filterverarbeitung zur Reduzierung der Vibration der aktuellen Ansaugluftluftmenge durchführen. Daher wird die Vibration reduziert, selbst wenn die eingegebene aktuelle Ansaugluftluftmenge die Vibration enthält. Darüber hinaus berechnet die Einheit 301 zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 304 den Primärverzögerungskoeffizienten 304, indem sie den vorherigen Wert Y''(t-1) der geschätzten Ansaugluftmenge 403 anstelle des vorherigen Wertes Y'(t-1) der aktuellen Ansaugluftluftmenge bei der Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 304 verwendet. Dadurch ist es möglich, die Verschlechterung der Berechnungsgenauigkeit aufgrund der Vibration der aktuellen Ansaugluftluftmenge zu reduzieren, die von der geschätzten Drehmomentberechnungseinheit 210A für die Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 304 verwendet wird.
Wie oben beschrieben, verbessert die Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der zweiten Ausführungsform die Stabilität der Berechnung ohne plötzliche Änderung oder Vibration des berechneten Werts des Primärverzögerungskoeffizienten 304 im stetigen Zustand und im Übergangszustand. Darüber hinaus kann die Verschlechterung der Berechnungsgenauigkeit aufgrund der Vibration der aktuellen Ansaugluftluftmenge reduziert werden.
[Dritte Ausführungsform]
Als nächstes werden ein Konfigurationsbeispiel und ein Betriebsbeispiel einer Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß einer dritten Ausführungsform mit Bezug auf die 16 bis 19 beschrieben.
Zunächst wird mit Bezug auf 17 ein Punkt beschrieben, an dem die Soll-Ansaugluftmenge und die aktuelle Ansaugluftmenge versetzt sind.
17 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem ein Drehmomentschätzungsfehler 343 in einem Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 341 und einem geschätzten Drehmoment 342 aufgrund eines Versatzes 333 zwischen einer Soll-Ansaugluftmenge 331 und einer aktuellen Ansaugluftmenge 332 auftritt.
Das Diagramm (1) von 17 zeigt einen Aspekt, bei dem der Versatz 333 zwischen der Soll-Ansaugluftmenge 331 und der aktuellen Ansaugluftmenge 332 auftritt. Wie oben beschrieben, sollten im stetigen Zustand die Soll-Ansaugluftmenge 331 und die aktuelle Ansaugluftmenge 332 übereinstimmen. Aufgrund des Einflusses von Sensorfehlern, Umgebungsänderungen oder ähnlichem kann jedoch ein Offset 333 zwischen der Soll-Ansaugluftmenge 331 und der aktuellen Ansaugluftmenge 332 im stetigen Zustand auftreten. Da in diesem Fall die aktuelle Ansaugluftluftmenge 332 nicht zu einem Wert wird, der durch eine gestrichelte Linie 334 dargestellt wird, sondern ein um den Offset 333 geringerer Wert ist, weichen die Soll-Ansaugluftmenge 331 und die aktuelle Ansaugluftluftmenge 332 im stetigen Zustand voneinander ab.
Das Diagramm (2) in 17 veranschaulicht einen Aspekt, bei dem der Drehmomentschätzungsfehler 343 im geschätzten Drehmoment 342 auftritt, das durch die Änderung der aktuellen Ansaugluftluftmenge berechnet wird. Wie im Diagramm (1) dargestellt, wird das geschätzte Drehmoment 342, das nicht das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 341 erreicht, aufgrund des Einflusses des Offsets 333 erhalten, der zwischen der Soll-Ansaugluftmenge 331 und der aktuellen Ansaugluftmenge 332 erzeugt wird. Dann verbleibt der durch eine vertikale Linie dargestellte Drehmomentschätzungsfehler 343 im geschätzten Drehmoment 342 im Übergangszustand. Wenn der stetige Zustand erreicht ist, muss daher das tatsächlich erzeugte Drehmoment plötzlich geändert werden, damit das geschätzte Drehmoment 342 mit dem Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 341 übereinstimmt. Wenn auf diese Weise ein Drehmomentschätzungsfehler 343 auftritt, verschlechtert sich die Genauigkeit der Drehmomentschätzung in Bezug auf das geschätzte Drehmoment 342. Daher wird der Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der zweiten Ausführungsform eine Offset-Verarbeitung zur Reduzierung der Verschlechterung der Drehmomentschätzgenauigkeit hinzugefügt.
Dann wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie im Diagramm (2) von 17 dargestellt, aufgrund des Auftretens des Offsets 333 verhindert, dass das geschätzte Drehmoment 342 bis zum Ende der Einschwingperiode nicht auf das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 341 konvergiert. Daher wird die Verarbeitung des Umschaltens eines unteren Grenzwertes des Primärverzögerungskoeffizienten 304 durch eine Bedingungsbestimmung zu der Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der zweiten Ausführungsform hinzugefügt.
16 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Einheit 210B zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
Die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments (Einheit 210B zur Berechnung des geschätzten Drehmoments) umfasst eine Offset-Verarbeitungseinheit (Offset-Verarbeitungseinheit 500), die der Einheit 210A zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der zweiten Ausführungsform hinzugefügt wurde, und umfasst ferner eine zweite Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit (Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie), die die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 ersetzt.
Hier führt die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit (Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400), die in der Einheit 210B zur Berechnung des geschätzten Drehmoments enthalten ist, die Filterverarbeitung mit dem Verzögerungskoeffizienten als Konstante durch, um die Vibration der aktuellen Ansaugluftluftmenge zu reduzieren. Danach gibt die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400 die aktuelle Ansaugluftluftmenge mit reduzierter Vibration an die Offset-Verarbeitungseinheit 500 aus.
Die Offset-Verarbeitungseinheit 500 führt eine Offset-Verarbeitung durch, um einen Offset-Wert zu der eingegebenen aktuellen Ansaugluftluftmenge zu addieren oder von ihr zu subtrahieren, und zwar während des Übergangszeitraums ab dem Beginn des Übergangszeitraums. Zu diesem Zeitpunkt führt die Offset-Verarbeitungseinheit (Offset-Verarbeitungseinheit 500) eine Offset-Verarbeitung an der aktuellen Ansaugluftluftmenge durch, an der die Filterverarbeitung durch die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit (Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit 400) durchgeführt wird, indem sie den Offset-Wert verwendet, der im stetigen Zustand erhalten wird, wenn die Soll-Ansaugluftmenge und die aktuelle Ansaugluftluftmenge miteinander übereinstimmen. Dann gibt die Offset-Verarbeitungseinheit 500 die versetzte aktuelle Ansaugluftmenge, an der die Offset-Verarbeitung durchgeführt wird, an die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 aus. Gleichzeitig gibt die Offset-Verarbeitungseinheit 500 den für die Offset-Verarbeitung verwendeten Offset-Wert 503 an die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie aus.
Die Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten (Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten 301) berechnet den Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304) auf der Grundlage der Soll-Ansaugluftmenge, der aktuellen Ansaugluftluftmenge, an der die Offset-Verarbeitung durchgeführt wird, und der geschätzten Ansaugluftmenge des Motors (Motor 10).
Da die Verarbeitung der Divergenzverhinderungs-Verarbeitungseinheit 401 die gleiche ist wie die mit Bezug auf 10 beschriebene Verarbeitung, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
Die zweite Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit (Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie) hat eine Konvergenzgarantiefunktion zur Begrenzung (Konvergenz) des Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304) durch Umschalten des unteren Grenzwertes des Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304), dessen Divergenz durch die Verarbeitungseinheit zur Divergenzverhinderung (Verarbeitungseinheit 401 zur Divergenzverhinderung) verhindert wird, auf einen anderen Wert. Zum Zeitpunkt der Konvergenz des Primärverzögerungskoeffizienten 304 schaltet die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie den unteren Grenzwert des Primärverzögerungskoeffizienten 304 gemäß Informationen wie einem Eingangsoffsetwert 503, ob die Soll-Ansaugluftmenge 303 ansteigt oder nicht, und einer verstrichenen Zeit ab dem Beginn der Übergangsperiode, zusätzlich zu der Verarbeitung zur Begrenzung des Primärverzögerungskoeffizienten, die von der Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. Dann wird der Primärverzögerungskoeffizient 304 von der Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheiten 302 und 404 ausgegeben.
Die zweite Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404) führt die Primärverzögerungsverarbeitung der Soll-Ansaugluftmenge durch und berechnet die geschätzte Ansaugluftmenge (geschätzte Ansaugluftmenge 403) des Motors (Motor 10) auf der Grundlage der Soll-Ansaugluftmenge und des Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304), der durch die zweite Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit (Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie) begrenzt wird. Dann gibt die zweite Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404) die geschätzte Ansaugluftmenge (geschätzte Ansaugluftmenge 403) an die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit (Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301) aus. Danach führt die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 die Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 304 unter Verwendung der geschätzten Ansaugluftmenge 403 durch, die von der Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 404 eingegeben wird.
Die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 führt eine Primärverzögerungsverarbeitung des Solldrehmoments mit niedrigem Ansprechverhalten 207 durch, indem sie den Primärverzögerungskoeffizienten 304 verwendet, der durch die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie begrenzt wird und dessen unterer Grenzwert als Eingang geschaltet wurde. Dann gibt die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 das berechnete geschätzte Drehmoment an die Einheit 212 zur Berechnung des Drehmomentkorrekturfaktors für den Zünd- und Kraftstoffbetrieb aus.
Hier wird ein Verarbeitungsbeispiel der Offset-Verarbeitungseinheit 500 und der Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie unter Bezugnahme auf 18 und 19 beschrieben.
18 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung der Offset-Verarbeitungseinheit 500 zeigt.
Zunächst bestimmt die Offset-Verarbeitungseinheit 500, ob sich die Soll-Ansaugluftmenge 303 geändert hat oder nicht (S21). Wenn festgestellt wird, dass sich die Soll-Ansaugluftmenge 303 nicht geändert hat (NO in S21), wiederholt die Offset-Verarbeitungseinheit 500 die Verarbeitung in Schritt S21 und überwacht weiterhin die Soll-Ansaugluftmenge 303.
Wenn hingegen festgestellt wird, dass sich die Soll-Ansaugluftmenge 303 geändert hat (JA in S21), hält die Offset-Verarbeitungseinheit 500 den Offset-Wert 503 unmittelbar vor der Änderung der Soll-Ansaugluftmenge 303, d. h. im stetigen Zustand (S22). Als Nächstes bestimmt die Offset-Verarbeitungseinheit 500, ob das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 31 zu einem Übergangszustand geworden ist oder nicht (S23). Wenn festgestellt wird, dass sich das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 31 nicht im Übergangszustand befindet (NO in S23), wiederholt die Offset-Verarbeitungseinheit 500 die Verarbeitung in Schritt S23 und setzt die Zustandsüberwachung fort.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass sich das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 31 im Übergangszustand befindet (JA in S23), berechnet die Offset-Verarbeitungseinheit 500 die Offset-Ansaugluftmenge 502. Hier wird die Offset-Ansaugluftmenge 502 durch Addieren oder Subtrahieren des Offset-Wertes 503 zur oder von der aktuellen Ansaugluftluftmenge erhalten. Der Offsetwert 503 nimmt also einen positiven oder negativen Wert an. Dann gibt die Offset-Verarbeitungseinheit 500 die berechnete Offset-Ansaugluftmenge 502 an die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 aus. Außerdem gibt die Offset-Verarbeitungseinheit 500 den für die Berechnung der Offset-Verarbeitung verwendeten Offset-Wert 503 an die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie (S24) aus und beendet die Verarbeitung.
19 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung der Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie zeigt.
Zuerst führt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie die Primärverzögerungskoeffizientenbegrenzungs-Verarbeitung durch, die von der Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 402 gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird (S31). Als Nächstes erhöht oder verringert die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 und bestimmt eine Bedingung basierend auf dem unteren Grenzwert oder dergleichen (S32). In der vorliegenden Ausführungsform gibt es vier Bedingungen, und wenn eine der Bedingungen erfüllt ist, wird die nächste Verarbeitung durchgeführt. Zu beachten ist dass die Zahlenwerte, die an den Pfeilen zu den Schritten S33, S35, S37 und S39 angebracht sind, die Bedingungsnummern darstellen, die jeder Bedingung zugewiesen sind. Wenn eine der Bedingungen erfüllt ist, wird die nächste Verarbeitung durchgeführt, die der Bedingungsnummer entspricht.
Jeder im Zustand abgebildete Wert wird beschrieben.

• Ein unterer Grenzwert 1 ist ein Ausgabewert aus einer Datentabelle, in der ein absoluter Wert des Offsetwertes 503 eingegeben wird, und ist ein Wert nahe 0 im Bereich von 0 oder mehr und 1 oder weniger.
• Ein unterer Grenzwert 2 ist ein berechneter Wert einer quadratischen Funktion für eine verstrichene Zeit ab dem Beginn der Einschwingphase und ist ein Wert, der sich so bewegt, dass er von 0 aus allmählich ansteigt.

• Ein unterer Grenzwert 3 = 0.
• Ein unterer Grenzwert 4 = der untere Grenzwert 1.

Wie in Bedingung 1 des Schritts S32 dargestellt, bestimmt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie, wenn das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 ansteigt und der untere Grenzwert 2 größer ist als der untere Grenzwert 1, ob der Primärverzögerungskoeffizient 304, an dem die Verarbeitung zur Begrenzung des Primärverzögerungskoeffizienten durchgeführt wird, der untere Grenzwert 1 oder mehr ist oder nicht (S33). Wenn festgestellt wird, dass der Primärverzögerungskoeffizient 304 der untere Grenzwert 1 oder mehr ist (JA in S33), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie eine Eingabe aus, wie sie ist (S41), und beendet die Verarbeitung. Hier ist ein Ausgabeziel in Schritt S41 die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 und 404, wie in 16 dargestellt.
Wenn andererseits festgestellt wird, dass der Primärverzögerungskoeffizient 304 kleiner als der untere Grenzwert 1 ist (NO in S33), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie den unteren Grenzwert 1 an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheiten 302 und 404 aus (S34) und beendet die Verarbeitung.
Wie in Bedingung 2 des Schritts S32 dargestellt, bestimmt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie, wenn das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 ansteigt und der untere Grenzwert 1 ≥ der untere Grenzwert 2 ist, ob der Primärverzögerungskoeffizient 304, an dem die Verarbeitung zur Begrenzung des Primärverzögerungskoeffizienten durchgeführt wird, der untere Grenzwert 2 oder mehr ist (S35) oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass der Primärverzögerungskoeffizient 304 der untere Grenzwert 2 oder mehr ist (JA in S35), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie eine Eingabe aus, wie sie ist (S41), und beendet die Verarbeitung. Wenn andererseits festgestellt wird, dass der Primärverzögerungskoeffizient 304 kleiner als der untere Grenzwert 2 ist (NEIN in S35), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie den unteren Grenzwert 2 an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheiten 302 und 404 aus (S36) und beendet die Verarbeitung.
Wie in Bedingung 3 des Schritts S32 dargestellt, bestimmt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit501 mit Konvergenzgarantie, wenn das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 abnimmt und die verstrichene Zeit seit dem Beginn der Einschwingperiode kleiner als ein Schwellenwert ist (Beginn des Übergangszustands), ob der Primärverzögerungskoeffizient 304, an dem die Verarbeitung zur Begrenzung des Primärverzögerungskoeffizienten durchgeführt wird, der untere Grenzwert 3 oder mehr ist (S37) oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass der Primärverzögerungskoeffizient 304 der untere Grenzwert 3 oder mehr ist (JA in S37), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie eine Eingabe aus, wie sie ist (S41), und beendet die Verarbeitung. Wenn andererseits festgestellt wird, dass der Primärverzögerungskoeffizient 304 kleiner als der untere Grenzwert 3 ist (NEIN in S37), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie den unteren Grenzwert 3 an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheiten 302 und 404 aus (S38) und beendet die Verarbeitung.
Wie in Bedingung 4 des Schritts S32 dargestellt, bestimmt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie, wenn das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 abnimmt und die verstrichene Zeit seit dem Beginn der Einschwingphase den Schwellenwert oder mehr beträgt (die Mitte bis zum Ende des Übergangszustands), ob der Primärverzögerungskoeffizient 304, an dem die Verarbeitung zur Begrenzung des Primärverzögerungskoeffizienten durchgeführt wird, den unteren Grenzwert 4 oder mehr hat oder nicht (S39) . Wenn festgestellt wird, dass der Primärverzögerungskoeffizient 304 der untere Grenzwert 4 oder mehr ist (JA in S39), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie eine Eingabe aus, wie sie ist (S41), und beendet die Verarbeitung. Wenn andererseits festgestellt wird, dass der Primärverzögerungskoeffizient 304 kleiner ist als der untere Grenzwert 4 (NEIN in S39), gibt die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit 501 mit Konvergenzgarantie den unteren Grenzwert 1 an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheiten 302 und 404 aus (S40) und beendet die Verarbeitung.
Die Einheit 210B zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform führt die Offset-Verarbeitung an der aktuellen Ansaugluftluftmenge durch, um die Verschlechterung der Berechnungsgenauigkeit aufgrund des Offsets in der aktuellen Ansaugluftluftmenge, die für die Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 304 verwendet wird, zu reduzieren. Des Weiteren schaltet die Einheit 210B zur Berechnung des geschätzten Drehmoments den unteren Grenzwert des Primärverzögerungskoeffizienten 304 um, um zu verhindern, dass das geschätzte Drehmoment, das das Berechnungsergebnis ist, aufgrund des Offsets in der aktuellen Ansaugluftluftmenge, die für die Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 304 verwendet wird, auf das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 konvergiert.
Wie oben beschrieben, kann die Einheit 210B zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der dritten Ausführungsform die Verschlechterung der Berechnungsgenauigkeit des geschätzten Drehmoments aufgrund des Offsets der aktuellen Ansaugluftluftmenge reduzieren. Darüber hinaus erleichtert die Einheit 210B zur Berechnung des geschätzten Drehmoments die Annäherung des geschätzten Drehmoments an das Solldrehmoment während des Übergangszeitraums, indem sie die Offset-Verarbeitung durchführt. Daher kann verhindert werden, dass das berechnete geschätzte Drehmoment aufgrund des Offsets in der aktuellen Ansaugluftluftmenge nicht auf das Solldrehmoment konvergiert.
[Vierte Ausführungsform]
Als nächstes werden ein Konfigurationsbeispiel und ein Betriebsbeispiel einer Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß einer vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die bis beschrieben. Hier wird ein Beispiel beschrieben, in dem der Berechnungsprozess des geschätzten Drehmoments gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf ein Hybridfahrzeug angewendet wird.
20 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Hybridfahrzeugs 600 zeigt.
Das Hybridfahrzeug 600 umfasst einen Motor 601, einen Generator 602, ein Steuergerät 603, einen Motor 604, einen Stromrichter 605, eine Batterie 606, ein Untersetzungsgetriebe 607, eine Achse 608, einen Reifen 609 und eine Karosserie 610, an der diese Geräte montiert sind.
Der Motor 601 überträgt eine Antriebskraft auf den Generator 602.
Der Generator 602 erzeugt Strom durch die vom Motor 601 übertragene Antriebskraft und gibt Wechselstrom an den Stromrichter 605 ab.
Das Steuergerät 603 steuert den Betrieb der einzelnen Geräte des Motors 601, des Generators 602 und des Motors 604. Die Steuervorrichtung 603 ist durch die gleichen Funktionsblöcke konfiguriert wie die ECU 102, die unter Bezugnahme auf 7 beschrieben ist, und wird als Beispiel für die Motorsteuerungsvorrichtung verwendet. Daher berechnet die Steuervorrichtung 603 das Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten 207 und das Solldrehmoment 211 mit hohem Ansprechverhalten, um das geschätzte Drehmoment zu erhalten. Zusätzlich kann die Steuervorrichtung 603 ein gewünschtes Motordrehmoment im Übergangszustand durch den Zündzeitpunktkorrekturbetrag und die Anzahl der kraftstoffabgeschalteten Zylinder realisieren, um das geschätzte Drehmoment näher an das Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten 211 zu bringen.
Der Stromrichter 605 wandelt die vom Generator 602 eingespeiste Wechselspannung in eine geeignete Leistung um und gibt sie an den Motor 604 ab, um diesen anzutreiben. Außerdem wandelt der Stromrichter 605 die vom Generator 602 eingespeiste Wechselspannung so um, dass die Batterie 606 die Wechselspannung speichern kann, und lädt die Batterie 606.
Eine Antriebswelle des Motors 604 ist mit dem Untersetzungsgetriebe 607 verbunden, und die Antriebskraft des Motors 604 wird auf das Untersetzungsgetriebe 607 übertragen.
Das Untersetzungsgetriebe 607 treibt die Achse 608, die mit den linken und rechten Reifen 609 verbunden ist, rotierend an. Daher drehen sich die linken und rechten Reifen 609 entsprechend einer Fahrtrichtung des Hybridfahrzeugs 600, und das Hybridfahrzeug 600 fährt.
21 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Einheit 210C zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
Die Einheit 210C zur Berechnung des geschätzten Drehmoments ist in der in 20 dargestellten Steuereinrichtung 603 konfiguriert. Die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments (Einheit 210C zur Berechnung des geschätzten Drehmoments) enthält eine gespeicherte Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 620, die die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 der geschätzten Drehmomentberechnungseinheit 210 gemäß der ersten Ausführungsform ersetzt.
Wie in 22, die später beschrieben wird, dargestellt, ist die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 jedoch so konfiguriert, dass sie in die gespeicherte Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 620 integriert wird.
Die Berechnungseinheit 620 für den gespeicherten Primärverzögerungskoeffizienten berechnet automatisch den Primärverzögerungskoeffizienten 304 durch Eingabe der von der Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit 300 berechneten Soll-Ansaugluftmenge 303. Zu diesem Zeitpunkt berechnet die Berechnungseinheit 620 für den gespeicherten Primärverzögerungskoeffizienten den gespeicherten Primärverzögerungskoeffizienten 304 (als „gespeicherter Primärverzögerungskoeffizient“ bezeichnet) und gibt ihn an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 aus.
Hier wird beschrieben, warum die gespeicherte Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 620 automatisch den Primärverzögerungskoeffizienten 304 berechnet, der in der Vergangenheit berechnet und als Karte gespeichert wurde.
Wenn das Hybridfahrzeug 600 die Antriebskraft des Motors 601 nicht direkt auf die Achse 608 überträgt, kann ein Betriebsbereich des Motordrehmoments des Motors 601 begrenzt sein. Da in diesem Fall ein transientes Verhalten des Motors 601 begrenzt ist, kann sich das gleiche transiente Verhalten wiederholen. Wenn das gleiche Einschwingverhalten wiederholt wird, muss die Einheit 210C zur Berechnung des geschätzten Drehmoments nicht jedes Mal die Berechnung des geschätzten Drehmoments durchführen, wie in den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen dargestellt.
Daher reduziert die Einheit 210C zur Berechnung des geschätzten Drehmoments eine Berechnungslast der Einheit 210C zur Berechnung des geschätzten Drehmoments, indem beispielsweise der Primärverzögerungskoeffizient 304 verwendet wird, der das durch die Berechnung in der Vergangenheit erhaltene Berechnungsergebnis ist. Wenn das gleiche transiente Verhalten wiederholt wird, wird daher die Verarbeitung der Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten 304, der aus der Karte ausgewählt wird, die den in der Vergangenheit verwendeten Primärverzögerungskoeffizienten speichert, zur Einheit 210 zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der ersten Ausführungsform hinzugefügt.
22 ist ein funktionales Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer gespeicherten Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 620 zeigt.
Die gespeicherte Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 620 umfasst die Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301, eine Speichereinheit für vergangene Primärverzögerungskoeffizienten (Speichereinheit für vergangene Primärverzögerungskoeffizienten 621), eine Einheit zur Bestimmung der Verwendung vergangener Primärverzögerungskoeffizienten (Bestimmungseinheit für die Verwendung vergangener Primärverzögerungskoeffizienten 622) und eine Einheit zum Schalten von Primärverzögerungskoeffizienten (Schalteinheit für Primärverzögerungskoeffizienten 623).
Die Berechnungseinheit 301 für den Primärverzögerungskoeffizienten berechnet automatisch einen Primärverzögerungskoeffizienten, der zu der Zeitkonstante τ äquivalent ist, die auf der Grundlage der Soll-Ansaugluftmenge 303 und der aktuellen Ansaugluftmenge, die wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eingegeben werden, berechnet wird. Der von der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301 berechnete Primärverzögerungskoeffizient wird an die Primärverzögerungskoeffizienten-Schalteinheit 623 ausgegeben.
Die Speichereinheit 621 für den Primärverzögerungskoeffizienten der Vergangenheit speichert den in der Vergangenheit verwendeten Primärverzögerungskoeffizienten. Der Primärverzögerungskoeffizient wird als Karte für jede Fahrszene des Hybridfahrzeugs 600 gespeichert. Zum Beispiel wird der Primärverzögerungskoeffizient, der in der Fahrszene verwendet wird, in der eine Motordrehzahl von 2000 U/min und ein Drehmoment von 100 N verwendet wird, in der Speichereinheit 621 für den Primärverzögerungskoeffizienten der Vergangenheit gespeichert. Wenn dann die Fahrszene des Hybridfahrzeugs 600 in die Speichereinheit 621 für vergangene Primärverzögerungskoeffizienten eingegeben wird, wird der aus der Speichereinheit 621 für vergangene Primärverzögerungskoeffizienten gelesene Primärverzögerungskoeffizient entsprechend der Fahrszene an die Schalteinheit 623 für Primärverzögerungskoeffizienten ausgegeben.
Die Bestimmungseinheit für die Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit (Bestimmungseinheit 622 für die Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit) bestimmt einen der beiden Primärverzögerungskoeffizienten, der verwendet wird, wobei der eine Primärverzögerungskoeffizient von der Berechnungseinheit 301 für den Primärverzögerungskoeffizienten ausgegeben wird und der andere Primärverzögerungskoeffizient in der Speichereinheit 621 für den Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit gespeichert und in einer bestimmten Fahrszene in der Vergangenheit verwendet wurde, und gibt ein Bestimmungsergebnis aus. Wenn beispielsweise die Bestimmungseinheit 622 für die Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit die Wiederholung desselben Übergangsverhaltens erkennt, führt die Bestimmungseinheit 622 für die Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit eine Bestimmung unter Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten durch, der das aus der Speichereinheit 621 für den Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit gelesene Berechnungsergebnis ist. Dann gibt die Einheit 622 zur Bestimmung der Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit das Bestimmungsergebnis an die Schalteinheit 623 für den Primärverzögerungskoeffizienten aus.
Wenn das Verhalten des Motors (Motor 601) in dem Übergangszustand, in dem sich die aktuelle Ansaugluftluftmenge innerhalb einer festgelegten Zeit um einen eingestellten Wert oder mehr ändert, begrenzt wird, die Primärverzögerungskoeffizienten-Umschalteinheit 623 einen Primärverzögerungskoeffizienten auf irgendeinen von dem Primärverzögerungskoeffizienten, der aus der Speichereinheit für vergangene Primärverzögerungskoeffizienten (Speichereinheit für vergangene Primärverzögerungskoeffizienten 621) gelesen wird, und dem Primärverzögerungskoeffizienten, der von der Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit (Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 301) berechnet wird, basierend auf dem Bestimmungsergebnis der Bestimmungseinheit für die Verwendung des vergangenen Primärverzögerungskoeffizienten (Bestimmungseinheit für die Verwendung des vergangenen Primärverzögerungskoeffizienten 622), umschaltet und den Primärverzögerungskoeffizienten ausgibt. Hier schaltet die Umschalteinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten (623) den Primärverzögerungskoeffizienten auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses um, das von der Bestimmungseinheit für die Verwendung des vergangenen Primärverzögerungskoeffizienten (622) eingegeben wurde. Dann wird der von der Primärverzögerungskoeffizienten-Schalteinheit 623 geschaltete Primärverzögerungskoeffizient als der Primärverzögerungskoeffizient 304 ausgegeben.
Wenn die Fahrszene, in der die Motordrehzahl 2000 U/min und das Drehmoment 100 N beträgt, wie oben beschrieben erneut auftritt, wird der aus der Speichereinheit 621 für den vergangenen Primärverzögerungskoeffizienten gelesene Primärverzögerungskoeffizient als Primärverzögerungskoeffizient 304 ausgegeben. Der von der gespeicherten Primärverzögerungskoeffizienten-Berechnungseinheit 620 ausgegebene Primärverzögerungskoeffizient 304 wird in die in 21 dargestellte Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302 eingegeben. Dann kann die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit (Primärverzögerungsverarbeitungseinheit 302) die Primärverzögerungsverarbeitung auf der Grundlage des Solldrehmoments und des Primärverzögerungskoeffizienten (Primärverzögerungskoeffizient 304) durchführen, der von der Primärverzögerungskoeffizienten-Umschalteinheit (Primärverzögerungskoeffizienten-Umschalteinheit 623) ausgewählt wurde, und kann das geschätzte Drehmoment des Motors (Motor 601) im Übergangszustand berechnen.
Zu beachten ist, dass wenn die Bestimmungseinheit 622 für die Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit die Bestimmung unter Verwendung des aus der Speichereinheit 621 für den Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit gelesenen Primärverzögerungskoeffizienten vornimmt, die Bestimmungseinheit 622 für die Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten in der Vergangenheit die Berechnungseinheit 301 für den Primärverzögerungskoeffizienten anweist, die Berechnungsverarbeitung des Primärverzögerungskoeffizienten anzuhalten. Durch die Anweisung kann die Berechnungseinheit 301 für den Primärverzögerungskoeffizienten die Verarbeitung der sequentiellen Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten in Bezug auf die eingegebene Soll-Ansaugluftmenge und die aktuelle Ansaugluftmenge stoppen.
Wenn das Einschwingverhalten des Motors 601 begrenzt ist, berechnet die Einheit 210C zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß der oben beschriebenen vierten Ausführungsform den Primärverzögerungskoeffizienten 304 aus der Karte, in der die vergangenen Berechnungsergebnisse gespeichert sind, und berechnet das geschätzte Drehmoment im Übergangszustand, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung auf der Grundlage des Solldrehmoments mit niedrigem Ansprechverhalten 207 und des Primärverzögerungskoeffizienten 304 durchführt. Da die Einheit 210C zur Berechnung des geschätzten Drehmoments nicht jedes Mal die gleiche Berechnung durchführt, wenn das gleiche transiente Verhalten wiederholt wird, kann die Berechnungslast der Einheit 210C zur Berechnung des geschätzten Drehmoments reduziert werden.
[Geändertes Beispiel]
Zu beachten ist, dass die aktuelle Ansaugluftluftmenge, die bei der Berechnung durch die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, als die Ansaugluftmenge im Zylinder angenommen wird, die aus dem Messwert des Luftstromsensors 108 berechnet wird. Es kann jedoch auch der Messwert des Luftstromsensors 108 oder der Wert des Ansaugluftdrucks, der eine sehr hohe Korrelation mit dem erzeugten Motordrehmoment aufweist, für die Berechnung der Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments verwendet werden.
Darüber hinaus kann die Berechnungsverarbeitung des geschätzten Drehmoments unter Verwendung der Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments gemäß jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen auf die Motordrehmomentsteuerung in der Traktionskontrolle, der automatischen Geschwindigkeitsregelung, dem automatischen Getriebe und dergleichen angewendet werden. Außerdem kann sie bei der Verbrennungsumschaltsteuerung (Verhinderung eines zum Zeitpunkt der Verbrennungsumschaltung erzeugten Drehmomentschritts) beim Umschalten zwischen stöchiometrischer Verbrennung und magerer Verbrennung angewendet werden.
Durch die Steuerung gemäß jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, das vom Motor im Übergangszustand erzeugte Drehmoment genau zu steuern, um die Vibration der Fahrzeugkarosserie zu reduzieren und unregelmäßige Vibrationen der Fahrzeugkarosserie, an der der Motor montiert ist, zu unterdrücken.
Darüber hinaus kann die Steuerung gemäß jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden, um das von einem anderen Motor als dem Turbomotor erzeugte Drehmoment zu steuern.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann verschiedene andere Anwendungsbeispiele und Modifikationen annehmen, solange sie nicht von dem in den Ansprüchen beschriebenen Kern der vorliegenden Erfindung abweicht.
Die oben beschriebene Ausführungsform beschreibt beispielsweise detailliert und konkret die Konfigurationen der Vorrichtung und des Systems, um die vorliegende Erfindung auf leicht verständliche Weise zu erläutern, und ist nicht notwendigerweise auf solche beschränkt, die alle beschriebenen Konfigurationen umfassen. Darüber hinaus ist es möglich, einen Teil der Konfiguration der hier beschriebenen Ausführungsform durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform zu ersetzen, und ferner ist es möglich, die Konfiguration einer anderen Ausführungsform zu der Konfiguration einer Ausführungsform hinzuzufügen. Darüber hinaus ist es möglich, einen Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform zu, von und mit einer anderen Konfiguration hinzuzufügen, zu löschen oder zu ersetzen.
Darüber hinaus zeigen Steuer- und Informationsleitungen an, was zur Erklärung als notwendig erachtet wird, und nicht unbedingt alle Steuer- und Informationsleitungen am Produkt. In der Praxis kann davon ausgegangen werden, dass fast alle Konfigurationen miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste

1: drehmomentbasierter Motor kompatibel mit Turbomotor
10: Motor
102: ECU
203: Solldrehmoment-Berechnungseinheit
207: Solldrehmoment mit niedrigem Ansprechverhalten
210: Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments
211: Solldrehmoment mit hohem Ansprechverhalten
300: Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit
301: Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten
302: Primärverzögerungsverarbeitungseinheit
303: Soll-Ansaugluftmenge
304: Primärverzögerungskoeffizient

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2002221068 A [0011]
JP 2007198157 A [0011]

Claims

Motorsteuerungsvorrichtung, mit: einer Solldrehmoment-Berechnungseinheit, die ein Solldrehmoment eines Motors berechnet, für den eine drehmomentbasierte Motorsteuerung unter Verwendung eines geschätzten Drehmoments durchgeführt wird; und einer Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments, die das geschätzte Drehmoment berechnet, indem sie eine Primärverzögerungsverarbeitung an dem Solldrehmoment unter Verwendung eines Primärverzögerungskoeffizienten durchführt, der zu einer Zeitkonstante äquivalent ist, die für jeden Steuerungszyklus auf der Grundlage einer Änderung einer aktuellen Ansaugluftmenge in Bezug auf eine Soll-Ansaugluftmenge der in den Motor angesaugten Luft berechnet wird.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments enthält: eine Soll-Ansaugluftmengen-Berechnungseinheit, die eine Soll-Ansaugluftmenge basierend auf dem von der Solldrehmoment-Berechnungseinheit eingegebenen Solldrehmoment und einer Drehzahl des Motors berechnet, und eine Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten, die den Primärverzögerungskoeffizienten berechnet, der zu der Zeitkonstante äquivalent ist, die auf der Grundlage der Soll-Ansaugluftmenge und der aktuellen Ansaugluftmenge berechnet wird, und eine Primärverzögerungsverarbeitungseinheit, die das geschätzte Drehmoment berechnet, indem sie eine Primärverzögerungsverarbeitung des Solldrehmoments basierend auf dem Solldrehmoment und dem Primärverzögerungskoeffizienten durchführt.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit das geschätzte Drehmoment berechnet, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung an dem Solldrehmoment unter Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten durchführt, der in einem Übergangszustand berechnet wird, in dem sich das Solldrehmoment innerhalb einer festgelegten Zeit um einen festgelegten Wert oder mehr ändert.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten den Primärverzögerungskoeffizienten in einem Übergangszustand berechnet, in dem sich die aktuelle Ansaugluftluftmenge innerhalb einer festgelegten Zeit um einen eingestellten Wert oder mehr ändert.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit das Solldrehmoment als das geschätzte Drehmoment in einem stetigen Zustand berechnet, in dem die Soll-Ansaugluftmenge und die aktuelle Ansaugluftmenge miteinander übereinstimmen.
Die Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner eine Zündzeitpunktkorrektureinheit umfasst, die einen Zündzeitpunkt für die Zündung des in einen Zylinder des Motors eingespritzten Kraftstoffs so korrigiert, dass das geschätzte Drehmoment zum Solldrehmoment wird.
Die Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner eine Kraftstoffabschaltsteuereinheit umfasst, die eine Kraftstoffabschaltung für einen Zylinder des Motors durchführt, so dass das geschätzte Drehmoment zum Solldrehmoment wird.
Die Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner eine Kraftstoffeinspritzmengen-Steuereinheit umfasst, die eine Kraftstoffeinspritzmenge eines Kraftstoffeinspritzventils, das Kraftstoff zu einem Zylinder des Motors sendet, so korrigiert, dass das geschätzte Drehmoment zum Solldrehmoment wird.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments ferner eine Verarbeitungseinheit zur Divergenzverhinderung enthält, die den von der Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten berechneten Primärverzögerungskoeffizienten auf einen anderen Wert schaltet, um eine Divergenz des Primärverzögerungskoeffizienten zu verhindern, wenn die Divergenz bei der von der Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten durchgeführten Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten auftritt.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments ferner umfasst: eine Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit, die den von der Verarbeitungseinheit zur Divergenzverhinderung eingegebenen Primärverzögerungskoeffizienten begrenzt und den Primärverzögerungskoeffizienten an die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit ausgibt, und eine zweite Primärverzögerungsverarbeitungseinheit, die die Primärverzögerungsverarbeitung der Soll-Ansaugluftmenge durchführt und eine geschätzte Ansaugluftmenge des Motors basierend auf der Soll-Ansaugluftmenge und dem Primärverzögerungskoeffizienten, der durch die Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit begrenzt ist, berechnet, und die Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten berechnet den Primärverzögerungskoeffizienten unter Verwendung eines vorherigen Werts der geschätzten Ansaugluftmenge anstelle eines vorherigen Werts der aktuellen Ansaugluftluftmenge.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments weiterhin eine Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit enthält, die eine Filterverarbeitung mit einem Verzögerungskoeffizienten als Konstante durchführt, um die Vibration der aktuellen Ansaugluftluftmenge zu reduzieren, und die Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten berechnet den Primärverzögerungskoeffizienten auf der Grundlage der Soll-Ansaugluftmenge, der aktuellen Ansaugluftluftmenge, an der die Filterverarbeitung durchgeführt wird, und der geschätzten Ansaugluftmenge, die von der zweiten Primärverzögerungsverarbeitungseinheit eingegeben wird.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments umfasst außerdem: eine Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit, die eine Filterverarbeitung mit einem Verzögerungskoeffizienten als Konstante durchführt, um die Vibration der aktuellen Ansaugluftluftmenge zu reduzieren, und eine Offset-Verarbeitungseinheit, die eine Offset-Verarbeitung an der aktuellen Ansaugluftluftmenge, an der die Filterverarbeitung durch die Konstantverzögerungsverarbeitungseinheit durchgeführt wird, unter Verwendung eines Offset-Wertes durchführt, der in einem stetigen Zustand erhalten wird, in dem die Soll-Ansaugluftmenge und die aktuelle Ansaugluftluftmenge miteinander übereinstimmen, und die Einheit zur Berechnung des Primärverzögerungskoeffizienten den Primärverzögerungskoeffizienten auf der Grundlage der Soll-Ansaugluftmenge, der aktuellen Ansaugluftluftmenge, an der die Offset-Verarbeitung durchgeführt wird, und einer geschätzten Ansaugluftmenge des Motors berechnet.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments umfasst außerdem: eine zweite Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit, die den Primärverzögerungskoeffizienten begrenzt, indem sie einen unteren Grenzwert des Primärverzögerungskoeffizienten, dessen Divergenz durch die Verarbeitungseinheit zur Divergenzverhinderung verhindert wird, auf einen anderen Wert schaltet, und eine zweite Primärverzögerungsverarbeitungseinheit, die die geschätzte Ansaugluftmenge des Motors berechnet, indem sie die Primärverzögerungsverarbeitung der Soll-Ansaugluftmenge durchführt, und die geschätzte Ansaugluftmenge an die Primärverzögerungskoeffizient-Berechnungseinheit ausgibt, basierend auf der Soll-Ansaugluftmenge und dem Primärverzögerungskoeffizienten, der durch die zweite Primärverzögerungskoeffizientbegrenzung-Verarbeitungseinheit begrenzt wird.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einheit zur Berechnung des geschätzten Drehmoments enthält: eine Speichereinheit für vergangene Primärverzögerungskoeffizienten, die einen in der Vergangenheit verwendeten Primärverzögerungskoeffizienten speichert, eine Bestimmungseinheit für die Verwendung eines vergangenen Primärverzögerungskoeffizienten, die einen der beiden Primärverzögerungskoeffizienten bestimmt, der verwendet wird, wobei der eine Primärverzögerungskoeffizient von der Berechnungseinheit für den Primärverzögerungskoeffizienten ausgegeben wird und der andere Primärverzögerungskoeffizient in der Speichereinheit für den vergangenen Primärverzögerungskoeffizienten gespeichert ist und in einer bestimmten Ansteuerszene in der Vergangenheit verwendet wurde, und ein Bestimmungsergebnis ausgibt, und eine Primärverzögerungskoeffizienten-Schalteinheit, die einen Primärverzögerungskoeffizienten auf irgendeinen von dem Primärverzögerungskoeffizienten, der aus der Speichereinheit für vergangene Primärverzögerungskoeffizienten gelesen wird, und dem Primärverzögerungskoeffizienten, der durch die Primärverzögerungs-Berechnungseinheit berechnet wird, umschaltet und den Primärverzögerungskoeffizienten ausgibt, basierend auf dem Bestimmungsergebnis, wenn ein Verhalten des Motors in einem Übergangszustand begrenzt ist, in dem sich die aktuelle Ansaugluftluftmenge um einen eingestellten Wert oder mehr innerhalb einer festgelegten Zeit ändert, wenn sich die aktuelle Ansaugluftluftmenge ändert, und die Primärverzögerungsverarbeitungseinheit eine Primärverzögerungsverarbeitung auf der Grundlage des Solldrehmoments und des von der Primärverzögerungskoeffizienten-Schalteinheit ausgewählten Primärverzögerungskoeffizienten durchführt und das geschätzte Drehmoment des Motors im Übergangszustand berechnet.
Verfahren zur Motorsteuerung, umfassend: Berechnung eines Solldrehmoments eines Motors, für den eine drehmomentbasierte Motorsteuerung unter Verwendung eines geschätzten Drehmoments durchgeführt wird; Berechnen einer Zeitkonstante für jeden Steuerungszyklus basierend auf einer Änderung einer aktuellen Ansaugluftmenge in Bezug auf eine Soll-Ansaugluftmenge der in den Motor angesaugten Luft; Berechnen eines Primärverzögerungskoeffizienten, der zu der Zeitkonstante äquivalent ist; und Berechnen des geschätzten Drehmoments durch Ausführen einer Primärverzögerungsverarbeitung auf dem Solldrehmoment unter Verwendung des Primärverzögerungskoeffizienten.