JP2000297690A - エンジンの燃料供給制御装置 - Google Patents
エンジンの燃料供給制御装置Info
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
の演算に活かすことにより、燃料性状に応じた最適な燃
料供給量を与える。 【解決手段】 過渡時に、燃料供給量を入力、排気空燃
比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対
する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリング手段
53がサンプリングし、これら入出力データに基づい
て、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モ
デルとの予測誤差が小さくなるように調整することによ
り、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定手段5
4が同定し、この同定されたプラントモデルのカットオ
フ周波数を演算手段55が演算する。このプラントモデ
ルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数
とを比較して前記使用燃料の燃料性状を推定手段56が
推定し、この燃料性状の推定結果に基づいて演算手段5
7が前記燃料供給量を演算する。
Description
給制御装置、特にガソリンエンジン用燃料の燃料性状を
検出して、これを燃料供給量の演算に活かすようにした
ものに関する。
始動後増量補正係数により燃料増量を行い、空燃比を理
論空燃比よりもリッチ側の値とすることによってエンジ
ンを安定させるようにしたものがある(特開平6−10
5129号公報参照)。また、始動後できるだけ早く空
燃比フィードバック制御に入ったほうが三元触媒の活用
される領域が拡大して排気性能が改善されるため、水温
増量補正係数KTWによる燃料増量が行われれている途
中でもO2センサ出力が活性した段階で水温増量補正係
数KTWによる燃料増量を停止して空燃比フィードバッ
ク制御を開始するものがあり、このものでは、空燃比フ
ィードバック制御の開始直後に実空燃比がリッチ側より
リーン側へと一気に変化して運転性が悪化するので、こ
れを避けるため、未燃分増量補正係数により燃料増量を
行うことによって、空燃比フィードバック制御の開始直
後から実空燃比を速やかに理論空燃比付近へと収束させ
るようにしたものがある(特開平10−18883号公
報参照)。
後増量補正係数による噴射量補正が必要となる理由は次
の通りである。吸気ポートに臨んで設けられている燃料
噴射弁で具体的に述べると、噴射弁からの噴射燃料は、
その全てが噴霧のまま気流に乗ってシリンダに導入され
るのではなく、吸気弁傘裏部や吸気ポート壁に付着して
液状となる。この吸気ポート壁に付着した燃料は、液状
のままポート壁をゆっくりと伝いつつシリンダに到達す
る。つまり、この分の燃料(壁流燃料)だけは燃料供給
遅れが生じて空燃比がリーン側に傾いてしまうのであ
る。
射量補正が必要になるのは、燃焼に寄与しない燃料分
(つまり未燃分)があり、この分だけ空燃比がリーン側
に傾くからである。ここで、未燃分には、たとえば燃焼
せずにそのまま未燃HCとして排出される燃料分やシリ
ンダ内からピストンリングの隙間を介してクランクケー
ス内に出てオイル中に溶け込む燃料分がある。上記の壁
流燃料が、応答遅れがあるもののシリンダ内に必ず入っ
てそのほとんどが燃焼に寄与するの対して、未燃分は燃
焼に寄与することがない点で、両者が区別されている。
に燃料の性状(特に揮発性)にも依存し、揮発性が悪い
燃料ほど壁流燃料や未燃分の量が多くなる。こうした燃
料の揮発性の違いによる燃料壁流や未燃分の量の差を考
慮し、従来の各種噴射量補正では、市販されている燃料
のうち最も揮発性の悪い燃料(最重質ガソリン)が使用
される場合でも、冷間時のエンジン回転が不安定となら
ないようにマッチングされている。上記の始動後増量補
正係数や未燃分増量補正係数であれば、始動後増量補正
係数や未燃分増量補正係数を演算する際に用いるデータ
を最重質ガソリンに対してマッチングする。
性の良い燃料が使用されるときは、壁流燃料を対象とし
た噴射量補正量である場合にその噴射量補正量が大きく
なり過ぎ、これによって最重質ガソリン使用時よりも空
燃比がリッチ側に傾くため、排気エミッション(特にC
O、HC)が悪くなる。また、未燃分を対象とした噴射
量補正量である場合に最重質ガソリンよりも揮発性の良
い燃料が使用されるときにも、その噴射量補正量が実質
的に大きくなり、これによって最重質ガソリン使用時よ
りも空燃比がリッチに傾くため、排気エミッション(特
にCO、HC)が悪くなる。
する排気空燃比の応答波形をサンプリングし、これら過
渡時データに基づいて、予めECM(エレクトロニック
コントロールモジュール)上に構築したプラントモデル
のパラメータを、基準燃料に対するプラントモデルであ
る規範モデルとの予測誤差が最小となるように調整する
ことにより、使用燃料に対するプラントモデルを同定
し、この同定したプラントモデルのカットオフ周波数と
規範モデルに対するカットオフ周波数とを比較すること
により、使用燃料の燃料性状の推定を可能とするととも
に、その推定結果を燃料供給量の演算に活かすことによ
り、燃料性状に応じた最適な燃料供給量を与えることを
目的とする。
示すように、エンジンの運転条件に応じた燃料供給量を
エンジンに供給する手段51と、エンジンの排気空燃比
を検出する手段52と、過渡時に前記燃料供給量を入
力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前
記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータを
サンプリングする手段53と、これら入出力データに基
づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規
範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整すること
により、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定す
る手段54と、この同定されたプラントモデルのカット
オフ周波数fcRealを演算する手段55と、このプラン
トモデルのカットオフ周波数fcRealと規範モデルのカ
ットオフ周波数fcRefとを比較して前記使用燃料の燃
料性状を推定する手段56と、この燃料性状の推定結果
に基づいて前記燃料供給量を演算する手段57とを設け
た。
ジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給す
る手段51と、エンジンの排気空燃比を検出する手段5
2と、過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比
を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対す
る排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手
段53と、これら入出力データに基づいて、予め構築し
たプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤
差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃
料に対するプラントモデルを同定する手段54と、この
同定されたプラントモデルのカットオフ周波数fcReal
を演算する手段55と、このプラントモデルのカットオ
フ周波数fcRealと規範モデルのカットオフ周波数fc
Refの差と許容範囲とを比較して前記使用燃料の燃料性
状を推定する手段61と、この燃料性状の推定結果に基
づいて前記燃料供給量を演算する手段62とを設けた。
ジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給す
る手段51と、エンジンの排気空燃比を検出する手段5
2と、過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比
を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対す
る排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手
段53と、これら入出力データに基づいて、予め構築し
たプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤
差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃
料に対するプラントモデルを同定する手段54と、この
同定されたプラントモデルのカットオフ周波数fcReal
を演算する手段55と、カットオフ周波数に対する燃料
性状推定値の特性を予め設定する手段71と、前記演算
されたカットオフ周波数fcRealからこの特性を検索す
ることにより燃料性状推定値を演算する手段72と、こ
の燃料性状推定値に基づいて前記燃料供給量を演算する
手段73とを設けた。
おいて前記燃料性状の推定結果を不揮発性メモリ(たと
えばEEPROM)に記憶させておく。
燃料性状推定値を不揮発性メモリ(たとえばEEPRO
M)に記憶させておく。
燃料性状の推定が、前記規範モデルを基準燃料に対して
マッチングした場合に、前記同定したプラントモデルの
カットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より
高いとき、前記基準燃料よりも軽質であると推定するこ
とである。
燃料性状の推定が、前記規範モデルを基準燃料に対して
マッチングした場合に、前記同定したプラントモデルの
カットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差
が許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ
周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも大きいと
き、前記基準燃料よりも軽質であると推定することであ
る。
おいて前記燃料供給量が、エンジンの負荷と回転数から
定まる基本燃料噴射量Tpと噴射量補正量とからなる場
合に、前記燃料性状の推定結果に基づいて噴射量補正量
を演算する。
燃料供給量が、エンジンの負荷と回転数から定まる基本
燃料噴射量Tpと噴射量補正量とからなる場合に、前記
燃料性状推定値に基づいて噴射量補正量を演算する。
において前記噴射量補正量が始動後増量補正量(始動後
増量補正係数KAS)である。
において前記噴射量補正量が水温増量補正量(水温増量
補正係数KTW)である。
において前記噴射量補正量が未燃分増量補正量(未燃分
増量補正係数KUB)である。
において前記噴射量補正量が壁流補正量である。
前記壁流補正量が低周波成分である。
前記壁流補正量が高周波成分である。
ずれか一つの発明において前記燃料供給量が始動時噴射
量(始動時燃料噴射パルス幅TIST)である。
ずれか一つの発明において前記燃料供給量が加速時割り
込み噴射量(加速時割り込み噴射パルス幅IJSET
n)である。
ずれか一つの発明おいて前記予測誤差が小さくなるよう
に調整することが、予測誤差が最小となるように調整す
ることである。
デルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくな
るように入出力データに基づいて調整することで、また
第180の発明ではプラントモデルのパラメータを規範
モデルとの予測誤差が最小となるように入出力データに
基づいて調整することでプラントモデルが同定される。
このときのパラメータよりプラントモデルの伝達関数が
わかり、これよりプラントモデルのカットオフ周波数が
定まる。
ッチングしてある場合に、使用燃料が基準燃料よりも軽
質であるときは、プラントモデルのカットオフ周波数の
ほうが基準燃料に対するよりも高くなる(この逆に、使
用燃料が基準燃料よりも重質であるときは、プラントモ
デルのカットオフ周波数のほうが基準燃料に対するより
も低くなる)。これは、基準燃料よりも軽質の燃料のほ
うが基準燃料よりも燃料輸送遅れが小さくなるため、そ
の燃料応答性が高くなり、基準燃料と比べ、高周波域ま
で応答ゲインを維持できるためである。
発明によれば、プラントモデルのカットオフ周波数と規
範モデルのカットオフ周波数とを比較することで、使用
燃料の燃料性状を推定することが可能となる。たとえ
ば、第6の発明のように規範モデルを基準燃料に対して
マッチングしてある場合に、同定したプラントモデルの
カットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より
高いとき、また第7の発明のように規範モデルを基準燃
料に対してマッチングしてある場合に、同定したプラン
トモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ
周波数の差が許容範囲外であり、かつプラントモデルの
カットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より
も大きいとき、使用燃料は基準燃料よりも軽質であると
推定すればよい。
が可能となると、この燃料性状の推定結果や燃料性状推
定値に基づいて燃料供給量を演算することで、使用燃料
の燃料性状に応じた燃料供給量を過不足なく与えること
ができる。
ものでは、基準燃料よりも軽質の燃料使用時にも、基準
燃料に対してマッチングしたデータを用いて始動後増量
補正量、水温増量補正量、未燃分増量補正量、壁流補正
量、低周波成分、高周波成分、始動時燃料噴射量、加速
時割り込み噴射量を演算したのでは、空燃比のリッチ化
を招くのであるが、第10、第11、第12、第13、
第14、第15、第16、第17の発明によれば、基準
燃料よりも軽質の燃料使用時には、基準燃料の使用時よ
りも少ない量の始動後増量補正量、水温増量補正量、未
燃分増量補正量、壁流補正量、低周波成分、高周波成
分、始動時燃料噴射量、加速時割り込み噴射量が与えら
れることから、基準燃料よりも軽質の燃料使用時にも空
燃比がリッチ側に偏ることがなくなる。
ットオフ周波数がバラツクことがあっても、燃料性状の
推定を安定して行うことができる。
度を高めることができる。
に始動当初より燃料性状の推定結果や燃料性状推定値を
利用できる。
で、吸入空気はエアクリーナから吸気管8を通ってシリ
ンダに供給される。燃料は、運転条件に応じて所定の空
燃比となるようにECM2よりの噴射信号に基づき燃料
噴射弁7からエンジン1の吸気ポートに向けて噴射され
る。
EF信号(4気筒では180°ごと、6気筒では120
°ごとに発生する気筒を識別するための信号)と1°信
号、エアフローメータ6からの吸入空気量信号、三元触
媒10の上流側(排気マニフォールド集合部)に設置し
た広域空燃比センサ(以下単に「A/Fセンサ」とい
う)3からの空燃比信号、水温センサ11からの冷却水
温信号、スロットルセンサ12からの絞り弁5開度信号
等が入力され、これらに基づいてECM2では、吸入空
気量Qaとエンジン回転数Neとから基本噴射パルス幅
Tpを演算するとともに、加減速時にはこのTpに過渡
補正量Kathosを加算することによって壁流燃料に
関する補正を行う。過渡補正量Kathosは、加減速
時に限らず、壁流燃料が大きく変化する始動時や燃料リ
カバー時、さらには後述する目標当量比Tfbyaの切
換時にも働く。
安定性をよくしたり高負荷時の要求出力に応えるため目
標当量比Tfbyaを用いて燃料補正を行うほか、トラ
ンスミッションのギヤ位置センサ13からのギヤ位置信
号、車速センサ(図示しない)からの車速信号等に基づ
いて運転状態を判断しながら条件に応じてリーン空燃比
と理論空燃比との制御を行う。排気管9には三元触媒1
0が設置され、理論空燃比の運転時に最大の転換効率を
もって、排気中のNOxの還元とHC、COの酸化を行
う。この三元触媒10はリーン空燃比のときはHC、C
Oは酸化するが、NOxの還元効率は低い。しかしなが
ら、空燃比がリーン側に移行すればするほどNOxの発
生量は少なくなり、所定の空燃比以上では三元触媒10
で浄化するのと同じ程度にまで下げることができ、同時
に、リーン空燃比になるほど燃費が改善される。したが
って、負荷のそれほど大きくない所定の運転領域におい
ては目標当量比Tfbyaを1.0より小さな値とする
ことによってリーン空燃比による運転を行い、それ以外
の運転領域ではTfbyaを1.0とすることにより空
燃比を理論空燃比に制御するのである。
件の変化に応じて切換わるのであるが、上記の過渡補正
量KathosをTfbya=1.0(つまり理論空燃
比)に対する値として計算しているのでは、出力空燃比
域(このときTfbyaは1.0より大きい)からの減
速時などTfbyaの切換時に過渡補正量Kathos
に不足を生じて空燃比が一時的にオーバーリッチやオー
バーリーンになり、制御空燃比の追従性が悪くなるの
で、これに対処するためECM2では、平衡付着量Mf
hを目標当量比Tfbyaをもパラメータとして演算し
ている。これを演算式で表すと、 Mfh=Avtp×Mfhtvo×Tfbya×CYL
DRN# ただし、Mfh :全気筒トータルでの平衡付着
量、 Avtp :噴射弁部空気量相当パルス幅、 Mfhtvo :付着倍率、 CYLDRN#:シリンダ数、 である(特開平10−18882号公報参照)。そし
て、この平衡付着量(壁流燃料の平衡値のこと)Mfh
と現時点での付着量Mfとの差に分量割合Kmfを乗じ
る演算により、つまり Vmf=(Mfh−Mf)×Kmf の式により付着速度(単位周期当たりの付着量のこと)
Vmf(1サイクル毎の値)を計算し、平衡付着量Mf
hが増加する場合(たとえば加速時)にはこれを過渡補
正量Kathosとし、 CTIn=(Avtp×Tfbya+Kathos)×
α×2+Ts+Chosn1 ただし、Kathos:過渡補正量(1サイクル毎の
値)、 α :空燃比フィードバック補正係数、 Ts :無効噴射パルス幅、 Chosn1 :気筒別壁流補正量(各気筒1サイクル毎
の値)、 の式により、シーケンシャル噴射(4気筒ではエンジン
2回転毎に1回、各気筒の点火順序に合わせて噴射)時
に燃料噴射弁に与える実噴射パルス幅CTInを気筒別
に計算する。なお、「1サイクル毎の値」とは、1RE
F信号の入力毎の値、「各気筒1サイクル毎の値」とは
4REF信号(4気筒の場合)の入力毎の値である。C
TInとChosn1の「n」は気筒番号を表す。
nについて説明すると、壁流燃料には直接にシリンダに
流入される分が少なく比較的応答の遅いもの(低周波成
分という)と、直接にシリンダに流入される分が主で応
答の速いもの(高周波成分という)とがあり、上記のV
mfが低周波成分を対象とする壁流補正量であるのに対
して、Chosnは高周波成分を対象とする補正量であ
る。つまり、Vmfだけでは高周波成分に対して対処不
可能なため、高周波成分に対する補正量であるChos
nを導入する必要があるわけである。具体的には、前回
噴射からの噴射弁部空気量相当パルス幅Avtpの変化
量であるΔAvtpnを用いて、Avtpが増えている
とき(加速時)であれば、 Chosn=ΔAvtpn×Gztwp ただし、Gztwp:増量ゲイン、 の式により、またAvtpが減少しているとき(減速
時)は Chosn=ΔAvtpn×Gztwm ただし、Gztwm:減量ゲイン、 の式により計算し、これを気筒別に同期噴射の燃料噴射
パルス幅に加算することによって、高周波成分に対する
壁流補正を行っている。なお、上記の増量ゲインGzt
wp、減量ゲインGztwmは水温補正を行うためのも
のである。また、ΔAvtpnの最後に添付されている
nは、CTInの場合と同じに気筒番号を表す。
に加えて高周波成分に対する壁流補正量を導入している
ものにおいても、Chosnの演算にTfbyaが考慮
されていないのでは、特に出力空燃比域からの減速時な
どTfbyaの切換時にChosnに不足を生じて一時
的にオーバーリッチやオーバーリーンが生じるので、こ
れに対処するためECM2では、高周波成分に対する壁
流補正量であるChosnについてもTfbyaに応じ
た値としている(特開平10−18882号公報参
照)。これを演算式で表すと、 Chosn1=(Kathos−Kathos-4Ref) ×(Gztwc−1)/Aただし、Chosn1 :
1サイクル目のChosn、 Kathos-4Ref:各気筒1サイクル前(4REF信
号前)のKathos、 Gztwc :増量ゲインGztwpまたは減量ゲ
インGztwm、 A :低周波成分の1サイクル目の応答ゲ
イン、 である。
行う場合と全気筒同時に行う場合とがある)を考慮して
燃料リカバー時の壁流補正量(Chosn1 、Vmf)
を計算することにより、目標当量比Tfbyaの切換を
伴う燃料リカバー時にも、最適な壁流補正量を与えるよ
うにしてもかまわない(特開平10−18882号公報
参照)。
には、始動後増量補正係数KASにより燃料増量を行
い、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とすること
によってエンジンを安定させている(特開平6−101
529号公報参照)。たとえば、後述する36式により
KASを計算しており、このときのKASは、概略、ス
タータスイッチのON時の値を初期値としてスタータス
イッチのOFFタイミングより急な勾配で直線的に減少
し、途中からはより緩やかな勾配となって減少し、最後
に0になる値である。
出力に基づく空燃比フィードバック制御に入ったほう
が、三元触媒10の活用される領域が拡大して排気性能
が改善されるため、水温増量補正係数KTWによる燃料
増量が行われれている途中でもO2センサ3出力が活性
した段階でKTWによる燃料増量を停止して空燃比フィ
ードバック制御を開始しているのであるが、空燃比フィ
ードバック制御の開始直後に実空燃比がリッチ側よりリ
ーン側へと一気に変化して運転性が悪化するので、これ
を避けるため、未燃分増量補正量KUBによる燃料増量
を行うことによって、空燃比フィードバック制御の開始
直後から実空燃比を速やかに理論空燃比付近へと収束さ
せている。
料分のことで、たとえば燃焼せずにそのまま未燃HCと
して排出される燃料分やシリンダ内からピストンリング
の隙間を介してクランクケース内に出てオイル中に溶け
込む燃料分がある。壁流燃料が応答遅れがあるもののシ
リンダ内に必ず入ってほとんどが燃焼に寄与するの対し
て、未燃分は燃焼に寄与することがない点で、両者を区
別している。
B、水温増量補正係数KTWと上記の始動後増量補正係
数KASとは、上記の目標当量比Tfbyaの一部であ
り、たとえば、 Tfbya=Kml+KAS+KTW+KUB ただし、Dml:燃空比補正係数、 の式により目標当量比Tfbyaを算出している。
空燃比を定めるもので、エンジンの回転数と負荷をパラ
メータとするマップを検索することにより求められる。
なお、目標空燃比の切換時にKmlのマップ値を検索し
た上で所定のダンパ操作を行わせるものもある。
TISTを設定している(特開平7−63082号公報
参照)。急加速時のように特に大きなトルクが要求され
るときは、加速時割り込み噴射パルス幅IJSETnが
演算され、同期噴射の途中でも割り込み噴射が行われる
ことがある。
必要となる理由は、壁流燃料の分だけの燃料供給遅れが
生じてしまうからであるが、この壁流燃料量は、さらに
燃料性状(特に揮発性)にも依存し、揮発性が悪い燃料
ほど壁流燃料量が多くなる。こうした燃料の揮発性の違
いによる壁流燃料量差を考慮し、従来の各種噴射量補正
(たとえば従来の始動後増量補正)では、最重質ガソリ
ンが使用される場合でも、冷間時のエンジン回転が不安
定とならないようにKASの演算に用いるテーブル値が
マッチングされている。また、上記の未燃分増量補正係
数KUBによる噴射量補正が必要になるのは、燃焼に寄
与しない燃料分(つまり未燃分)があるからである。
に燃料の性状(特に揮発性)にも依存し、揮発性が悪い
燃料ほど壁流燃料や未燃分の量が多くなる。こうした燃
料の揮発性の違いによる燃料壁流や未燃分の量の差を考
慮し、従来の各種噴射量補正では、市販されている燃料
のうち最も揮発性の悪い燃料(最重質ガソリン)が使用
される場合でも、冷間時のエンジン回転が不安定となら
ないようにマッチングされている。上記のKASやKU
Bであれば、KASやKUBを演算する際に用いるデー
タを最重質ガソリンに対してマッチングしておくわけで
ある。
性の良い燃料が使用されるときは、壁流燃料を対象とし
た噴射量補正量である場合にその噴射量補正量が大きく
なり過ぎ、これによって最重質ガソリン使用時よりも空
燃比がリッチ側に傾くため、排気エミッション(特にC
O、HC)が悪くなる。また、未燃分を対象とした噴射
量補正量である場合に最重質ガソリンよりも揮発性の良
い燃料が使用されたときにも、その噴射量補正量が実質
的に大きくなり、これによって最重質ガソリン使用時よ
りも空燃比がリッチに傾くため、燃費が悪くなる。
での過渡時に、燃料噴射量に対する排気空燃比の応答波
形をサンプリングし、これら過渡時データに基づいて予
めECM2上に構築したプラントモデルのパラメータ
を、規範モデルとの推定誤差が最小となるように調整す
ることによりプラントモデルを同定し、前記調整された
パラメータに基づいてプラントモデルのカットオフ周波
数を求め、これと基準燃料(Ref燃料)に対するプラ
ントモデルである規範モデルのカットオフ周波数とを比
較することにより、燃料性状を推定し、この推定した燃
料性状に応じて始動後増量補正係数や未燃分増量補正係
数を演算する。
に説明する。
ク図である。
同定部21、燃料性状推定部22、トリガリング機能2
3、コントローラ24から構成されている。
にプラント同定について詳述する。
は、プラントモデル31、誤差検出手段32、最適化計
算手段33、入力(実噴射パルス幅)のバッファリング
手段34、出力(排気空燃比)のバッファリング手段3
5からなっており、エンジンパラメータより判定された
トリガより、実噴射パルス幅CTInおよびA/Fセン
サ3出力電圧をサンプリングし、それぞれをプラントモ
デル31の入出力信号としてその領域においてのプラン
トモデル31の同定を行う。モデルの形式(次数)は予
め物理モデルから設定してあり、実際の入出力信号に対
して最適となるようにモデルパラメータを調整してい
る。
特性を分母2次、分子2次の2次遅れ系モデル、排気動
特性を分母1次の1次遅れ系モデルとした離散系カスケ
ード結合のモデル(分母3次、分子3次の物理モデル)
である。同定手法は最も一般的であるARXモデルを用
いた一括処理最小2乗法としている。
燃料)に対するプラントモデルである規範モデル37、
カットオフ周波数比較手段38からなり、プラント同定
部21により同定されたプラントモデル31のカットオ
フ周波数fcRealと規範モデル37のカットオフ周波数
fcRefとを比較手段38において比較することにより
燃料性状を判定する。
が2種類しかない場合(揮発性の悪い方の燃料を重質ガ
ソリン、揮発性の良いほうの燃料を軽質ガソリンとす
る)で説明すると、重質ガソリンに対してマッチングし
た規範モデルを用いた場合、同定したプラントモデル3
1のカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数
より高いとき、軽質ガソリンが使用されていると判定で
きる。これは、軽質ガソリンのほうが重質ガソリンより
燃料輸送遅れが小さくなるため、軽質ガソリンのほうが
燃料応答性が高くなり、重質ガソリンと比べ、高周波域
まで応答ゲインを維持できるためである。なお、燃料性
状の推定前には、燃料性状の判定値を重質ガソリンに初
期設定しておく。
開始から停止まで)の間にたとえば1回、燃料性状を推
定し、その推定結果を不揮発性メモリ(本実施形態にお
いてはEEPROM14、図1参照)に記憶させてお
き、コントローラ24により次回始動時の燃料制御に反
映させる。
必要な入出力信号をサンプリングするとともに、プラン
ト同定を開始するトリガを発生させる条件を判定するも
のである。
には、広い帯域の周波数を含んだ入力が必要である。エ
ンジンにおいては、M系列等の入力を生成するのは現実
的でないので、入力がステップ的に変化する点をサンプ
リングトリガとする。また、EGR(排気還流)やスワ
ールコントロール等、燃料挙動に大きく影響を及ぼす条
件も排除する必要がある。上記のような条件が、同定す
るときのモード中に存在するかまたは同定用入力信号を
生成する必要がある。
量補正係数調整手段で、1トリップ中に推定された燃料
性状に応じて、次回の始動直後の始動後増量補正量KA
Sを適切な値とする。調整する項目はKASの初期値と
減衰割合である。
め、重質ガソリン用か軽質ガソリン用かの2値切換で説
明するが(したがって、始動後増量補正係数調整手段は
始動後増量補正係数切換手段40となる)、燃料性状の
分離性能とエンジンの要求から燃料性状の切換の段数を
決定すればよい。
f、CTIn、Chosn1を演算するものである。
て、項を分けて詳述する。
から燃料挙動のダイナミクスだけを抽出する必要があ
る。4サイクルエンジン(プラント)は、図3に示すよ
うな要素から構成されると考えられる。観測できる入出
力は吸入空気量Qaに基づいて基本噴射パルス幅Tpを
演算し、これに各種補正を行って求めた実噴射パルス幅
CTIn(ただし、始動時は始動時噴射パルス幅TIS
T、加速時割り込み噴射時はIJSETn)と、A/D
変換された排気マニフォールド集合部のA/Fセンサ出
力値である。この入出力より得られるプラントモデル
は、 1.1:燃料挙動モデル(無駄時間+遅れ系)、 1.2:排気モデル(無駄時間+遅れ系)および 1.3:各種演算および燃焼サイクルに依存する無駄時
間 の3つより構成される。
モデル化でき、その数学モデルは次のように表される。
ゲイン(kWW)で表されているが、燃料の振る舞いに
は、一般的に燃料の付着、蒸発による時定数と、シリン
ダ吸入遅れによる時定数とがあり、前述の表現でいえ
ば、応答が遅いほうが低周波成分、応答が速いほうが高
周波成分である。
しては、数1式の数学モデルを並列結合すればよい。こ
のときの数学モデルは次のように表せる。
+k2/(sT2+1) GWW(z)=(1−k1−k2)+k1・(1−e-Tsample/T1)
/(z−e-Tsample/T1)+k2・(1−e-Tsample/T2)/
(z−e-Tsample/T2) GWW(z)=(1−B1−B2)+B1・(1−A1)/(z−
A1)+B2・(1−A21)/(z−A2) ただし、Tsample:サンプル周期(空燃比をサンプリン
グする周期)、 T1 :低周波成分の時定数、 T2 :高周波成分の時定数、 k1 :低周波成分のゲイン、 k2 :高周波成分のゲイン、 A1 :e-Tsample/T1、 A2 :e-Tsample/T2、 B1 :k1、 B2 :k2、 数2式において、1番目の式(連続値系)を離散値系に
変換したものが2番目の式、この2番目の式にz=e
sTsampleを代入して整理したものが3番目の式である。
また、3番目の式をブロック図で示したのが図5であ
る。
燃料挙動の数学モデルに取り込まず、出力信号を時系列
的にオフセットさせることで、モデル次数の上昇を抑え
る(詳細は1.3で後述する)。
ス、排気マニフォールド集合部におけるガス混合ダイナ
ミクス、センサ特性の3要素から構成されると考える。
これらを総合すると、「無駄時間+遅れ系」の物理モデ
ルで表すことができる。遅れ系としては、排気ガス輸送
遅れ+ガス混合遅れ+センサ応答遅れが考えられ、それ
ぞれが1次遅れ以上のモデルである。ただし、今回はオ
ンボードで(ECM2上で)プラントモデルを同定する
ことを考えると、なるべく高次となることを避ける必要
があり、排気モデルとして1つの時定数で代表し、次の
ように1次遅れ系の数学モデルで記述する。
-Tsample/Tex) Gex(z)=(1−A3)/(z−A3) ただし、Gex :排気動特性の伝達関数、 Tex :蒸発時定数、 Tsample:サンプル周期、 A3 :e-Tsample/Tex、 数3式においても、1番目の式を離散値系に変換したも
のが2番目の式、2番目の式にz=esTsampleを代入し
て整理したものが3番目の式である。
ルと同様に時系列的にオフセットさせることとし、排気
モデルに取り込まない(1.3で後述する)。
n、出力にA/Fセンサ3出力電圧読み込み値とおいて
いるため、図3に示したように、実噴射パルス幅CTI
nを演算してからA/Fセンサ出力値をECM2が読み
込むまでにはいくつかの無駄時間(図では「Delay」で
表示)が存在する。そこで、改めて入出力間の無駄時間
を図7に詳細に示す。
ミングまでのディレイ、実噴射パルス幅CTInは10
ms毎に演算しており、実際に燃料を噴射するタイミン
グまでは必ずしも毎サイクル同一ではない。そこで演算
された噴射タイミング(燃料噴き始め)角度とそのとき
の回転数より、パルス幅演算タイミングからの時間を算
出することにより無駄時間Delay1を求める。
O(吸気弁開)までのディレイ、これは、燃料を噴射
し、吸気弁が開いて燃料がシリンダに吸入されるまでの
時間である。本ディレイは燃料挙動特性により決まり、
各運転条件および燃料性状によって設定する。たとえ
ば、市販されている燃料のうち揮発性がほぼ中間の燃料
を用いて、各運転条件(たとえばエンジン回転数と負
荷)毎に燃料をステップ的に変化させて実際に応答時間
を計測しながら適切な値を設定する。
開)まで(吸入→圧縮→燃焼→排気)のディレイ、これ
は、燃料が吸気弁よりシリンダ内に吸入され、燃焼ガス
が排気弁から排出されるまでの時間である。このディレ
イは回転数およびカムプロフィールから求めることがで
き、設計仕様より求められる。
らA/Fセンサに到達するまでのディレイ、これは、シ
リンダ内の燃焼ガスが排気弁より排出されてから排気管
を通りA/Fセンサ部に到達するまでの時間である。排
気の流速(回転数、負荷等に依存)と排気長さ、A/F
センサ取り付け位置等によって設定する。なお、計算が
複雑になるが、運転条件およびハードスペックから求め
てもよい。
は、A/Fセンサ部にガスが到達してからA/Fセンサ
が電圧を出力するまでの時間である。A/Fセンサ自体
は酸素量が変動すると、数msで反応するが、センサカ
バーによるガス混合遅れが支配的であり、その時間はセ
ンサカバーの形状により大きく異なる。このため、本デ
ィレイはDelay4と同様にして適切な値を設定する。
しECM2に取り込むまでのディレイ、これは、A/F
センサが出力する電圧をECM2に取り込むためにA/
D変換を行うことによるディレイである。現在のハード
構成ではA/Fセンサ3のA/D変換は2ms毎に行っ
ており、最大無駄時間は2msである。
ッファリングするまでのディレイ、A/Fセンサ出力値
を10msでサンプリングする場合に、サンプリングタ
イミングによっては最大10msの無駄時間が生じるお
それがある。このため2msでA/D変換した値より算
出した応答開始からサンプリングタイミングまでの無駄
時間をDelay7として算出する。
1〜7より求めた無駄時間以外に生じるバラツキ分であ
る。機種間バラツキや適合のバラツキ等が考えられ、運
転毎にも不確定であるため、Delay1〜7経過後の空燃
比信号の立ち上がりを判定し決定する。
間は 運転条件により決定する項、 演算タイミングより決定する事項、 燃料性状等により変動する項 に分類することができる(図8参照)。よって、実際の
無駄時間は、次の式で表すことができる。
テーブルやマップの検索)+演算項(演算タイミングよ
り決定、タイミング信号を等を用いて演算)+判定項
(燃料性状等のバラツキ等により変動するため、随時判
定する) 2.プラントモデルの同定 2.1同定するモデルの作成 実際のエンジンは強い非線形性を有するが、本制御で
は、ある動作点近傍では線形でありかつ時不変である、
いわゆる線形時不変システム(LTI:Linear Time-In
variant System)であると仮定する。
域ではなく時間領域で入出力を記述するため、シフトオ
ペレータq-1を以下のように定義する。
0,1,2,・・・)である。
力y(t)のシステム伝達関数を記述すると、
れる。しかし、これは理想的な入出力であり、外部から
の雑音を考慮すると、
り、一般的な離散時間系LTIシステムは、数6式で表
すことができる。同システムのブロック図は図9であ
る。
数2式の3番目の式と数3式の3番目の式の積であり、
さらにZ-1で記述されたものをシフトオペレータq-1で
記述したものとなって、
B2)+q-2(B1−A1+B2−A2+A1B2+A2B1)+q
-3(A1A2−A1B2−A2B1)}/{1+q-1(−A1−A
2−A3)+q-2(A1A2+A2A3+A3A1)−q-3(A1A2
A3) と表せる。このシステムの伝達関数G(q)を、
(k)+H(q,θ)・w(k) と表すことができる。このように、同定するモデルとし
ては、プラントモデルであるG(q)と、雑音モデルであ
るH(q)を適切な形としたものとを組み合わせたものを
採用する。
時刻(k−1)までに測定された入出力データに基づいた
出力y(k)の一段先予測値y(k|θ)は、
H-1(q,θ)G(q,θ)u(k) の式で表される。これにより、時刻kにおける出力を
(k−1)までに取得したデータで記述することができ
る。
N(θ)として、
測誤差ε(k,θ)の大きさを測る任意のスカラ値関数で
あり、どのようなノルムを選択するかは、同定結果の利
用目的に依存する(2乗ノルムや対数尤度など)。この
ような評価規範を定義することによって、未知パラメー
タθの推定値(θ(N)とする)が決定される。つまり、
れているが、エンジンのようなものは間欠的なイベント
(燃焼サイクル等)であり、非常に非線形性が強い制御
対象である。しかしながら、本制御ではアルゴリズムの
簡略化のため、動作点周りでは線形時不変(LTI)シ
ステムであると仮定している。
性能を考慮し、線形モデルの同定手法の代表的なもので
ある「パラメトリックモデル同定であるARXモデルを
用いた一括同定手法」を採用する。
方程式の右辺に外乱項e(k)(ARXモデルでは白色雑
音として仮定しており、w(k)とする)が入っている。
−na)=b1・u(k−1)+・・・+bnb・u(k−nb)+
e(k) モデルを記述するパラメータベクトルθは、
a),u(k−1),・・・,u(k−nb)]T と定義すると、出力y(k)は次式のように表現できる。
り求めると、θに関して線形であり、
小2乗法を適用すると、スカラ値関数l(k,θ,ε
(k,θ))は、
θ とおくことができる。
(N)は次の通りである。
る二次関数であるため、最高次の係数が正であれば、J
N(θ)の微分値がゼロとなるところである。数23式の
微分値=0とすると、次の正規方程式(θに関する連立
一次方程式)が得られる。
分値がゼロのとき最小となり(JN(θ)は下に凸の関
数、図10参照)、
以上の同定手順を図11に示す。
つがある。
(k)はn個以上の正弦波を含んでいなければならない
(ステップ入力信号に十分な周波数成分を含ませる)。
常では安定系と考えて差し支えない)。
A(q,θ)とB(q,θ)は共通因子を持たない(本モデ
ルは離散系であるためB(q,θ)のほうが次数が高いが
問題なし)。
は、数7式より分母3次、分子3次の離散系モデルであ
り、
びデータベクトルψ(k)は、以下のように表すことがで
きる。
y(k−3),u(k−1),u(k−2),u(k−3)]T エンジン回転数が1200rpm時のサンプリング総数NをN
=128(1280ms)とすると、数24式〜数26式は、
号 システムの同定を行うためには、入力信号が、対象のも
つ全てのモードを励起している必要がある。つまり、入
力信号が多数の周波数成分を含んでいる必要がある。シ
ステムの同定においては、理想的には白色性入力が望ま
しいが、実際には疑似白色2値信号(M系列)が用いら
れる。しかし、エンジンの壁流応答のようなものでは、
有効な周波数帯域は非常に低いところであり(応答が遅
い)、M系列のような入力を加えてもほとんど応答波形
を得ることができない。そこで、ステップ入力を与える
ことにより得られる波形(図12参照)をもとに、シス
テムを同定する。なお、ステップ入力のラプラス変換は
1/sであるので、周波数ゲインは周波数に対して反比
例で減少するため、パワースペクトルより有効な周波数
域を決めておく必要がある。
ムの伝達関数G(q,θ)が定まるので、同定結果と実デ
ータを重ねたボード線図を図13に示す(燃料性状が軽
質であるほどカットオフ周波数が高くなる傾向があ
る)。実験結果によれば、吸気ポートに設けたスワール
コントロールバルブが開状態、エンジン回転数が1200rp
m近傍、冷却水温が40℃近傍かつ低負荷域において±
3σで燃料性状の異なる2つのガソリンを分離すること
ができた。
フローチャートにしたがって説明する。
で、一定時間毎(10ms毎)に実行する。ここでは、
図14をメインルーチン、図15、図16を図14のサ
ブルーチンとして構成しており、したがって、以下では
メインルーチンの説明途中でサブルーチンのあるステッ
プになると、サブルーチンを説明する。
定済みフラグをみる。まだ燃料性状を判定していないと
きは、ステップ2以降に進む。
タ)をサンプリングする部分である。ステップ2では、
A/Fセンサ3で検出される空燃比を読み込み、ステッ
プ3でこの空燃比の読み込み数(サンプリング数)S1
とサンプリング総数N(たとえば128)を比較する。S
1≦Nであるときは、ステップ4に進んで、空燃比をバ
ッファリングして今回の処理を終了する。S1>Nとな
る前はステップ2、4の処理を繰り返す。
よりステップ5に進む。このとき、バッファにはN個の
出力データが格納されている。たとえば、今回値をy
(1)に、前回値をy(2)に、2回前の値をy(3)に、・・
・、N−1回前の値をy(N)にというようにして、合計
でN個の出力データが格納されている。
バッファから捨て、今回読み込んだ空燃比をバッファリ
ングする。つまり、今回値をy(1)に格納する。なお、
過去の出力データは1回ずつ古い側にシフトして格納さ
れることはいうまでもない。
ルス幅CTIn(入力データ)も、今回値をu(1)に、
前回値をu(2)に、2回前の値をu(3)に、・・・、N−
1回前の値をu(N)にというようにして合計でN個の入
力データが格納されており、これらの入力データと上記
の出力データとは前述した遅れ時間を考慮して対応付け
られる。
出力データを用いて実噴射パルス幅がステップ変化した
ときの排気空燃比の応答波形を解析し、その解析結果か
ら使用燃料の燃料性状を推定する。
とは、前述の表現によれば、入出力データに基づいてA
RXモデル(プラントモデル)のパラメータθを規範モ
デルとの予測誤差が最小となるように調整してARXモ
デルを同定することである。そこでARXモデルの同定
を図15のサブルーチンにより、また燃料性状の推定に
ついて図16のサブルーチンにより説明する。
バッファにある入出力データ(入力についてu(1)〜u
(128)、出力について−y(1)〜−y(128))より数32
式を用いてデータベクトルψ(k)を作成する。
(k)から上記の数33式を用いてR(N)を、またステッ
プ23では出力データy(k)とこのデータベクトルψ
(k)から上記の数34式を用いてf(N)を演算し、これ
らR(N)、f(N)からステップ24において上記の数2
8式を用いてモデルパラメータθを演算する。
たモデルパラメータθからステップ31において離散時
間系LTIシステムの伝達関数G(q,θ)を演算する
(θから上記の数29式、数30式を用いてA(q)、B
(q)を作成し、この2つよりG(q,θ)(=B(q)/A
(q))を算出する)。
ップ32においてARXモデルのカットオフ周波数fc
Realを演算する。ステップ33ではこのカットオフ周波
数fcRealと規範モデルのカットオフ周波数fcRefを
比較する。
いるので、軽質ガソリンが使用されていればfcReal>
fcRefとなり、重質ガソリンが使用されているときは
fcR eal≦fcRefとなる。したがって、fcReal>f
cRefのとき(軽質ガソリンの使用時)はステップ34
に進んで燃料性状切換フラグ=1とし、これに対して、
fcReal≦fcRefのとき(重質ガソリンの使用時)
は、ステップ33よりステップ35に進んで燃料性状切
換フラグ=0とする。
いるのかの判定が終了したら、図14のステップ9に進
み、燃料性状切換フラグの値(燃料性状の判定結果)を
EEPROMに格納したあと、ステップ10において燃
料性状判定済みフラグ=1とする。この燃料性状判定済
みフラグ=1の処理により、次回以降は、図14のステ
ップ2以降に進むことができない(燃料性状の判定回数
が1回だけとなる)。
ると、燃料噴射量の各種補正量や始動時燃料噴射量を燃
料性状の違いに応じて与えることができる。これを具体
的にKASの場合で説明する。
算するためのもので、一定時間毎(たとえば10ms
毎)に実行する。
いる燃料性状切換フラグを読み込む。ステップ42では
スタータスイッチをみてこれがONのときは、ステップ
43に進み、冷却水温TWと回転数Neを読み込む。こ
のうち冷却水温TWと燃料性状切換フラグの値から、ス
テップ44、45においてそれぞれ図18、図19を内
容とするテーブルを検索することにより始動後増量水温
補正値TKAS、第2始動後増量補正係数KASSを、
また回転数Neと燃料性状切換フラグの値からステップ
46において図20を内容とするテーブルを検索するこ
とにより始動後増量回転補正値TNKASを演算し、こ
れらの値を用いステップ47において
値は、図18、図19、図20に示したように、同一の
条件で燃料性状切換フラグ=1のとき(つまり軽質ガソ
リンの使用時)のほうが燃料性状切換フラグ=0のとき
(つまり重質ガソリンの使用時)より小さくなる値であ
る。
FFになってからの処理に備えるため、TKASの値を
TKASn-1に、KASSの値をKASSn-1に移して今
回の処理を終了する。TKASn-1、KASSn-1は前回
値を保持するためのメモリである。
(始動完爆)、ステップ42よりステップ49以降の減
衰操作に進む。
値と始動後時間tとから図21を内容とするテーブルを
検索することにより始動後増量減少時間割合TMKAS
を演算し、ステップ50でこの値だけ前回値を減少させ
た値を今回のTKAS(=TKASn-1−TMKAS)
として算出する。スタータスイッチがOFFになった直
後はTKAS>0であるので、そのままステップ53に
進む。
と同様である。ステップ53で燃料性状判定フラグの値
と始動後時間tから図22を内容とするテーブルを検索
することにより第2始動後増量減少時間割合TMKAS
Sを演算し、ステップ54でこの値だけ前回値を減少さ
せた値を今回のKASS(=KASSn-1−TMKAS
S)として算出する。このときも、KASS>0である
ので、そのままステップ46に進んでステップ46以降
の処理を実行する。
1、図22に示したように、同一の条件で比較したとき
軽質ガソリンの使用時のほうが重質ガソリンの使用時よ
り小さくなる値である。
4を繰り返すことになるので、やがてTKASやKAS
Sが0以下となり、このときはステップ52やステップ
56に進んでTKASやKASSを0に制限する。
ータスイッチのOFF時の値を初期値として、スタータ
スイッチのOFF後に一定の割合で減衰して0になる
(ただし、TNKASが一定のとき)。ただし、TKA
Sの初期値のほうがKASSの初期値より大きく、かつ
TKASの減少時間割合のほうがKASSの減少時間割
合より大きい。したがって、TKASとKASSを加算
した値であるKASは、スタータスイッチOFF時のT
KASの値とKASSの値の合計を初期値として、スタ
ータスイッチOFF後にまず急激な勾配で小さくなり、
TKASが0になったタイミングからは緩やかな勾配に
切換わって減少していく。
が重質ガソリンの使用時よりもTKAS、KASSの各
初期値(図18、図19のテーブル値)を小さく、かつ
TKAS、KASSの各減少時間割合(図21、図22
のテーブル値)を大きくしているので、軽質ガソリン使
用時のKASは、重質ガソリン使用時のKASより小さ
くなる(図23参照)。つまり、燃料性状の判定を行っ
ていないものでは、軽質ガソリンの使用時にも、重質ガ
ソリンに対してマッチングしたテーブル値を用いること
による空燃比のリッチ化を招くのであるが、このよう
に、軽質ガソリンの使用であることを判定したときは、
次回の始動時のKASの演算に際して、軽質ガソリン用
のKASを演算することで、軽質ガソリンの使用時にも
空燃比がリッチ側に偏ることがなくなるのである。
で、第1実施形態の図16に対応する。図16と同一部
分には同一のステップ番号を付している。
形態に対して、第2実施形態は、市販されている燃料の
うち揮発性が悪くもなく良くもないほぼ中間の燃料を基
準燃料として、またこの基準燃料よりも揮発性の良い燃
料を軽質ガソリン、この逆に基準燃料よりも揮発性の悪
い燃料を重質ガソリンとして設定しておき、プラントモ
デルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波
数(つまり基準燃料に対するカットオフ周波数)の差を
演算し、この周波数差と許容範囲とを比較して使用され
ている燃料の燃料性状を判定するようにしたもので、こ
れによって、基準燃料に対するカットオフ周波数がバラ
ツクことがあっても、燃料性状の推定を安定して行うこ
とができる。
主に述べると、ステップ61で
算し、この周波数差Δfcの絶対値と許容範囲を定める
所定値a(>0)、あるいはΔfcとaをステップ6
2、63において比較する。|Δfc|≦a(つまり基
準燃料が使用されている)であれば、ステップ62より
ステップ64に進んで燃料性状切換2フラグ=0とし、
|Δfc|>aかつΔfc>a(つまり軽質ガソリンが
使用されている)であるときはステップ63よりステッ
プ65に進んで燃料性状切換2フラグ=1とし、それ以
外(つまり重質ガソリンが使用されている)のときはス
テップ63よりステップ66に進んで燃料性状切換2フ
ラグ=2とする。
いる燃料が、基準燃料、軽質ガソリン、重質ガソリンの
いずれであるかが判定された。
判定値が3つの値になると、始動後増量補正係数KAS
を演算するに際し、図18〜図22に対応して3種類の
テーブル値を用意する必要がある。
ャートは第3実施形態で、それぞれ第1実施形態の図1
4、図16、図17に対応する。図25において図14
と同一部分に、図26において図16と同一部分に、ま
た図28において図17と同一部分にそれぞれ同一のス
テップ番号を付している。
(つまり燃料性状切換フラグや燃料性状切換2フラグの
値)が2値あるいは3値であったのに対して、第3実施
形態は、連続値としての燃料性状推定値を演算し、これ
をEEPROMに格納するとともに(図25のステップ
71、72)、次回の始動時よりこの燃料性状推定値を
用いて始動後増量補正係数KASを演算するようにした
ものである。
26により説明すると、ステッ31、32で第1実施形
態と同じにプラントモデルのカットオフ周波数を演算
し、その演算したカットオフ周波数からステップ81に
おいて図27を内容とするテーブルを検索することによ
り燃料性状推定値を演算する。プラントモデルのカット
オフ周波数と燃料性状推定値との関係は図27のように
なるので、同特性を予めマッチングにより定めておけ
ば、プラントモデルのカットオフ周波数から使用燃料の
燃料性状を推定できるのである。
分を主に説明すると、ステップ91で燃料性状推定値F
Cを読み込み、スタータスイッチのON時はこの値FC
と冷却水温TW、回転数Neからステップ92、93、
94において図29、図30、図31を内容とするマッ
プを検索することにより、始動後増量水温補正値TKA
S、第2始動後増量補正係数KASS、始動後増量回転
補正値TNKASを、またスタータスイッチのOFF時
には燃料性状推定値FCと冷却水温TWからステップ9
5、96において図32、図33を内容とするマップを
検索することにより、始動後増量減少時間割合TMKA
S、第2始動後増量減少時間割合TMKASSをそれぞ
れ演算する。
図30に示したように同一のFCであれば冷却水温TW
が低いほど、またTWが同じであるとき燃料性状が重質
になるほど大きくなる値、TMKAS、TMKASS
は、図32、図33のように同一のFCであれば冷却水
温TWが高くなるほど、またTWが同じであるとき燃料
性状が軽質になるほど大きくなる値である。
ば、TKASのほうがKASSより大きく、かつTMK
ASのほうがTMKASSより大きくなることはいうま
でもない。
の燃料性状推定値FCに応じて始動後増量補正係数KA
Sの演算に用いるデータ(マップ値)を割り付けている
ので、先の2つの実施形態よりも、始動後増量補正係数
KASの演算精度が向上する。
で、第3実施形態の図28と置き換わるものである。な
お、図28と同一部分には同一のステップ番号を付して
いる。
を、図29〜図33のようにマップ値で与えるのでは、
マッチングの工数が莫大なものとなってしまう。そこで
この第4実施形態は、燃料性状推定値FCに応じた燃料
性状補正値KFCを導入してこの補正値KFCで最重質
ガソリンに対してマッチングしたデータ(テーブル値)
を補正し、この補正したデータに基づいて始動後増量補
正係数KASを演算することにより、マッチングの工数
を減らすようにしたものである。
るのは、ステップ101、102〜115である。まず
ステップ101で燃料性状推定値FCから図35を内容
とするテーブルを検索することにより、燃料性状補正値
KFCを演算する。図35に示したように、KFCは、
最重質ガソリン(燃料性状が最重質)のときを最大の
1.0として燃料性状が軽質になるほど小さくなる値で
ある。
から図36、図37を内容とするテーブルを検索するこ
とにより、TKAS、TMKAS(いずれも最重質ガソ
リンに対してマッチングした値である)を演算し、これ
らと上記のKFCとを用いステップ104において、
ASFと燃料性状対応の始動後増量減少時間割合TMK
ASFを計算する。ステップ105、106、107で
はステップ102、103、104と同様にして、冷却
水温TWから図38、図39を内容とするテーブルを検
索することにより、KASS、TMKASS(これらも
最重質ガソリンに対してマッチングした値である)を演
算し、
ASSFと燃料性状対応の第2始動後増量減少時間割合
TMKASSFを計算する。そして、これらの値を用い
て、上記の数36式と同様の式である、
ップ108)。
チがOFFになってからの処理に備えるため、TKAS
Fの値をTKASFn-1に、KASSFの値をKASS
Fn-1に移して今回の処理を終了する。ステップ110
〜115は、スタータスイッチのOFF後にTKAS
F、KASSFについて図17のステップ49〜56と
同様に減衰操作を行う部分である。
が軽質側のガソリンが使用されるときには、KFCが
1.0より小さな値となるため、TKASF<TKA
S、TMKASF<TMKAS、KASSF<KAS
S、TMKASSF<TMKASSとなることから、最
重質ガソリンに対するKASよりも小さなKASが算出
され、これによって、図28の場合と同様に、最重質ガ
ソリンよりも燃料性状が軽質側のガソリンに対しても最
適な始動後増量補正係数が与えられるのである。なお、
最重質ガソリンの使用時は、KFC=1.0より、TK
ASF=TKAS、TMKASF=TMKAS、KAS
SF=KASS、TMKASSF=TMKASSとな
り、従来装置と変わらない。
を得るに際しては、図36〜図39に示す特性を最重質
ガソリンに対してマッチングするだけで済むので、第4
実施形態によれば、第3実施形態の場合よりマッチング
の工数を低減できるのである。
ャートは、第5、第6、第7の各実施形態で、それぞれ
図17、図28、図34に対応する。なお、図40にお
いて図17と同一部分、図48において図28と同一部
分、図51において図34と同一部分には同一のステッ
プ番号を付している。
施形態は、燃料性状切換フラグや燃料性状推定値に基づ
いて始動後増量補正係数KASを演算するものであった
が、第5、第6、第7の各実施形態は、燃料性状切換フ
ラグや燃料性状推定値に基づいて未燃分増量補正係数K
UBを演算するようにしたものである。なお、未燃分増
量補正係数KUBの演算方法そのものついては特開平1
0−18883号公報により提案している。
21でEEPROMに格納されている燃料性状切換フラ
グの値のほか、吸入負圧、回転数Ne、冷却水温TWを
読み込み、ステップ122で空燃比フィードバック制御
条件(図では「空燃比F/B条件」で略記)であるかど
うかの判定を行う。空燃比フィードバック制御を禁止す
る条件は、公知のように、始動時、高負荷時、減速時
(フュエルカット時)、O2センサ3出力に異常がある
とき、O2センサ3が未活性状態にあるときのいずれか
に該当するときである。
では、ステップ123、124に進み、冷却水温TWと
燃料性状切換フラグの値から図41を内容とするテーブ
ルを検索して水温増量補正係数の基本値KTW0を、ま
た吸入負圧と回転数Neより図42を内容とするマップ
を検索して水温増量補正係数の負荷回転補正率RKTW
を求め、ステップ125において
ように同一の冷却水温TWでも軽質ガソリンの使用時
(燃料燃料性状切換フラグ=1)のほうが、重質ガソリ
ンの使用時(燃料燃料性状切換フラグ=0)よりも小さ
くなる値である。
リンに共通の特性を示しており、実際には、軽質ガソリ
ン用と重質ガソリン用の別々のマップがあり、同一の回
転数、同一の吸入負圧でみると、軽質ガソリン用のマッ
プ値のほうが重質ガソリン用のマップ値より小さくなっ
ている。
係数KUBに0を入れる。このとき(空燃比フィードバ
ック制御を禁止する条件)はKUBがないのと同じであ
り、従来と同様に水温増量補正係数KTWによる燃料増
量を行うためである。
条件の成立時になると、ステップ122よりステップ1
27に進み、水温増量補正係数KTWに0を入れるとと
もに、ステップ128、129で冷却水温TWと燃料性
状切換フラグの値より図43を内容とするテーブルを検
索して未燃分増量補正係数の基本値KUBASを、また
吸入負圧と回転数Neより図44を内容とするマップを
検索して未燃分増量補正係数の負荷回転補正率RKUB
を求め、ステップ130において
0と同様に同一の冷却水温TWであれば軽質ガソリンの
使用時(燃料燃料性状切換フラグ=1)のほうが、重質
ガソリンの使用時(燃料燃料性状切換フラグ=0)より
も小さくなる値である。なお、図44も、図42と同様
に軽質ガソリン、重質ガソリンに共通の特性を示してお
り、実際には、軽質ガソリン用と重質ガソリン用の独立
したマップがあり、同一の回転数、同一の吸入負圧でみ
ると、軽質ガソリン用のマップ値のほうが重質ガソリン
用のマップ値より小さくなっている。
暖機完了後よりも増えるためベース空燃比が理論空燃比
とならない(理論空燃比よりもリーン側にくる)ことを
前述したが、エンジン冷間時に未燃分が増えた状態でも
空燃比が理論空燃比となるようにKUBを適合してい
る。
としてKTWを演算するのではなく、負荷と回転数をも
パラメータとしてKTWを演算するのは次の理由からで
ある。従来のKTWはアイドル条件でのエンジンの安定
度を主に考慮し、高回転、高負荷側ではそもそも安定度
は問題ないと考え、冷却水温だけに対して適合していた
のであるが、実際には図45に示したように、同一の冷
却水温、同一の回転数でも吸入負圧(つまりエンジン負
荷)が違えばKTWに対する要求値も違ってくる。した
がって、スロットルバルブ5が全閉位置にあるときの吸
入負圧(たとえばA点の吸入負圧)でエンジン安定度を
満足する空燃比となるようにKTWを適合したのでは、
同じ冷却水温と回転数でもアクセルペダルを踏み込むこ
とによりスロットルバルブ5が所定開度まで開いた状態
での吸入負圧(たとえばB点の吸入負圧)になると、K
TWが不足することになってしまうのである。同様にし
て、図46のように同一の冷却水温、同一の吸入負圧で
も回転数が異なると、KTWに対する要求値が違ってく
るので、スロットルバルブ5が全閉位置かつアイドル時
の回転数(たとえばC点の回転数)でエンジン安定度を
満足する空燃比となるようにKTWを適合したのでは、
同じ冷却水温と吸入負圧でも高回転(たとえばD点の回
転数)のときKTWの精度が落ちる。なお、回転数に対
する空燃比の特性は一様でなく、右上がりのときと左上
がりのときの両方がある。
て、エンジン冷間時に冷却水温と回転数を一定に保った
まま吸入負圧を変化させたときのベース空燃比とエンジ
ン安定度を満足する空燃比の、また図46は燃料性状が
同じでありながらエンジン冷間時に冷却水温と吸入負圧
を一定に保ったまま回転数を変化させたときのベース空
燃比とエンジン安定度を満足する空燃比の各特性を示し
たものである。
れぞれに対して、たとえばアイドル時の吸入負圧と回転
数の条件で冷却水温を相違させて水温増量補正係数の基
本値KTW0を適合した後で、基本値KTW0を適合し
たときの吸入負圧と回転数より外れたときにも、エンジ
ン安定度を満足する空燃比となるように吸入負圧と回転
数を相違させて水温増量補正係数の負荷回転補正率RK
TWを適合するのである。
水温、同一の回転数でも吸入負圧が違えばKUBに対す
る要求値が違ってくることから、A点の吸入負圧で理論
空燃比となるようにKUBを適合したのでは、同じ冷却
水温と回転数でもB点の吸入負圧になると、KUBが不
足することになってしまい、また図46のように、同一
の冷却水温、同一の吸入負圧でも回転数が異なればKU
Bに対する要求値が違ってくることから、C点の回転数
で理論空燃比となるようにKUBを適合したのでは、同
じ冷却水温と吸入負圧でもD点の回転数のとき、KUB
の精度が低下するので、重質ガソリン、軽質ガソリンの
それぞれに対して、たとえばアイドル時の吸入負圧と回
転数の条件で冷却水温を相違させて未燃分増量補正係数
の基本値KUBASを適合するとともに、基本値KUB
ASを適合したときの吸入負圧と回転数より外れたとき
にも、理論空燃比となるように吸入負圧と回転数を相違
させて未燃分増量補正係数の負荷回転補正率RKUBを
適合する。
例を示したが、RKTW、RKUBの各特性はエンジン
の機種毎に異なるので、最終的にはエンジンの機種毎に
適合する。なお、図45、図46においては見やすくす
るためA点、B点やC点、D点から少し離してKTW、
KUBを示している。したがって、冷却水温と吸入負
圧、回転数が同一の条件でKUB<KTWとなることは
いうまでもない。
ータからの吸入空気量Qaと回転数Neより所定のマッ
プを検索することにより求めることができる。吸入負圧
を吸気マニホールドのコレクタ部に設けた圧力センサに
より検出することもできる。また、吸入負圧に代えて、
基本噴射パルス幅Tp(あるいはQa)を用いることも
できる。
ジを図23に対応させて図47に示す。軽質ガソリンの
使用時のほうが重質ガソリンの使用時よりもKUBAS
の値(図43のテーブル値)を小さく、かつRKUBの
値(図44のテーブル値)を小さくしているので、図4
7のように軽質ガソリン使用時のKUBは、重質ガソリ
ン使用時のKUBより小さくなる。つまり、燃料性状の
判定を行っていないものでは、軽質ガソリンの使用時に
も、重質ガソリンに対してマッチングしたテーブル値を
用いることによる空燃比のリッチ化を招くのであるが、
このように、軽質ガソリンの使用であることを判定した
ときは、次回の始動時のKUBの演算に際して、重質ガ
ソリン使用時よりも少ない値を軽質ガソリン用のKUB
として演算することで、軽質ガソリンの使用時にも空燃
比がリッチ側に偏ることがなくなるのである。
図48では簡単のため図40で示した負荷回転補正率R
KTW、RKUBを省略している。図48において、第
5実施形態の図40と異なるのはステップ141、14
3であり、空燃比フィードバック制御を禁止する条件で
はステップ141において冷却水温TWと燃料性状推定
値FCとから図49を内容とするマップを検索すること
により、水温増量補正係数の基本値KTW0を演算し、
その演算値をステップ142で水温増量補正係数KTW
に移し、これに対して空燃比フィードバック制御条件の
成立時になると、ステップ143に進んで冷却水温TW
と燃料性状推定値FCとから今度は図50を内容とする
マップを検索することにより、未燃分増量補正係数の基
本値KUBASを演算し、その演算値をステップ144
で未燃分増量補正係数KUBに移している。図49、図
50において同一の冷却水温、同一の燃料性状推定値F
Cに対して、KUBASの値のほうがKTW0の値より
小さいことはいうまでもない。
の燃料性状推定値FCに応じて、水温増量補正係数KT
W、未燃分増量補正係数KUBの演算に用いるデータ
(マップ値)を割り付けているので、第5実施形態より
も、水温増量補正係数KTW、未燃分増量補正係数KU
Bの演算精度が向上する。
図51でも簡単のため図40で示した負荷回転補正率R
KTW、RKUBを省略している。図51において、第
6実施形態の図48と異なるのは、ステップ101、1
51〜154である。
から図35を内容とするテーブルを検索することによ
り、燃料性状補正値KFCを演算した後、空燃比フィー
ドバック制御を禁止する条件ではステップ151で冷却
水温TWから図52を内容とするテーブルを検索するこ
とにより、KTW0(最重質ガソリンに対してマッチン
グした値である)を演算し、これと上記のKFCとを用
いステップ152において、
件の成立時になると、ステップ153、154におい
て、ステップ151、152と同様にして冷却水温TW
から図53を内容とするテーブルを検索することによ
り、KUBAS(これも最重質ガソリンに対してマッチ
ングした値である)を演算し、
ンよりも燃料性状が軽質側のガソリンが使用されるとき
には、KFCが1.0より小さな値となるため、KTW
<KTW0、KUB<KUBASとなることから、最重
質ガソリンに対するKTW、KUBよりも小さなKT
W、KUBが算出され、これによって、第6実施形態と
同様に、最重質ガソリンよりも燃料性状が軽質側のガソ
リンに対しても、最適な水温増量補正係数と未燃分増量
補正係数が与えられるのである。なお、最重質ガソリン
の使用時は、KFC=1.0より、KTW=KTW0、
KUB=KUBASとなり、従来装置と変わらない。
W、KUBの演算に用いるデータを得るに際して図5
2、図53に示す特性を最重質ガソリンに対してマッチ
ングするだけで済むので、第6実施形態の場合よりマッ
チングの工数を低減できる。
噴射量補正量としての始動後増量補正係数KASを対象
として、また第5、第6、第7の各実施形態では噴射量
補正量としての水温増量補正係数KTWおよび未燃分増
量補正係数KUBを対象として、(A)燃料性状切換フ
ラグを用いる場合、(B)燃料性状推定値FCを用いる
場合、(C)燃料性状補正値KFCを用いる場合で説明
したが、これに限られるものでない。たとえば、次の
(1)、(2)の噴射量補正量や(3)、(4)の燃料
噴射量を対象として、上記(A)〜(C)の3つの場合
とも適用できる。
(C)を適用する場合を項を分けて説明する。 (1)低周波成分が噴射量補正量の場合 (1-1)付着倍率Mfhtvoの求め方 上記の付着倍率Mfhtvoは、単位噴射弁部流量相当
パルス幅当たり、かつ1シリンダ当たりの平衡付着量の
ことであり、これは上記の特開平10−18882号公
報によれば、負荷(Avtp)と回転数Neと燃料付着
部の温度予測値Tfを用いて求めている。なお、燃料付
着部の温度予測値Tfの演算については、特開平1−3
05142号公報に詳しいので説明は省略する。
明すると、これは、次のようにして演算している。ま
ず、温度予測値Tfの上下各基準温度TfiとTf
i+1(iは1から4(あるいは5)までの整数)に対す
る基準付着倍率データMfhtfiとMfhtfi+1を用
い、Tf、Tfi、Tfi+1による補間計算で求める。た
とえば、Mfhtf1、Mfhtf2と、基準温度T
f1、Tf2、現在の温度予測値Tfを用いて
−Mfhtf1)×(Tf1−Tf)/(Tf1−Tf2) の式(直線補間計算式)によりMfhtvoを計算す
る。
温度予測値Tfを用い補間計算付きで所定のマップを検
索して求める。なお、Qh0は絞り弁開度TVOと回転
数Neから求められる絞り弁部の空気流量で、既に公知
のものである。Mfhniは回転数Neから補間計算付
きで所定のテーブルを検索して求める。Mfhqiのマ
ップ(図54参照)とMfhniのテーブル(図55参
照)は、後述するKmfatのマップとKmfnのテー
ブルとともに、理論空燃比のときにマッチングしたデー
タが格納されている。また、図54と後述する図56の
各マップは本来、冷却水温TWに対してマッチングした
ものであるが、このマップ検索する際に、冷却水温TW
に代えて温度予測値Tfを用いるわけである。
現時点での付着量(予測変数)Mfが単位周期当たり
(たとえばクランク軸1回転毎)にどの程度の割合で接
近するかの割合を表す係数のことであり、これは、上記
の特開平10−18882号公報によれば、基本分量割
合Kmfatと分量割合回転補正率Kmfnの積から演
算している。
いて求める。たとえば、α−N流量Qh0と温度予測値
Tfとを用い、補間計算付きで所定のマップ(図56参
照)を検索する。Kmfnは回転数Neから補間計算付
きで所定のテーブル(図57参照)を検索する。
量割合回転補正率Kmfnに添付されたnは気筒番号と
してのnではなく、回転数Neを意味させている。
付着倍率負荷項Mfhqiのマップ値、基準付着倍率回
転項Mfhniのテーブル値、基本分量割合Kmfat
のマップ値、分量割合回転補正率Kmfnのテーブル
値)を最重質ガソリンに対してマッチングしておき、こ
の最重質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料
性状補正値KFCで補正する。 (2)高周波成分が噴射量補正量の場合 上記の気筒別壁流補正量Chosn1 の演算に用いる増
量ゲインGztwp、減量ゲインGztwmは、上記の
特開平10−18882号公報によれば、水温TWから
図58、図59を内容とするテーブルを検索することに
より求められる値である。したがって、Chosn1 の
演算に用いる2つのデータ(増量ゲインGztwpのテ
ーブル値と減量ゲインGztwmのテーブル値)を最重
質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガ
ソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値
KFCで補正する。 (3)始動時燃料噴射量が燃料噴射量の場合 (3-1)始動時燃料噴射パルス幅TISTの求め方 始動時燃料噴射パルス幅TISTは、特開昭7−630
82号公報等によれば、
は、図60、図61、図62を内容とするテーブルを検
索して求める値である。
ータ(TST、KTST、KNSTの各テーブル値)を
最重質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重
質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補
正値KFCで補正する。 (4)加速時割り込み噴射量が燃料噴射量の場合 (4-1)加速時割り込み噴射パルス幅の求め方 加速時割り込み噴射パルス幅IJSETnは、特開昭6
4−3245号公報によれば、噴射弁部空気量相当パル
ス幅Avtpの前回開噴射からの変化量であるΔAvt
pn(nは気筒番号)を用いて、
Gzcyln+Ts ただし、Gwtwp:増量ゲインGztwp、 Gzcyln:気筒別補正率、 の式により算出している。
割り込み噴射が行われるサイクル位置から吸気行程まで
のクランク角差に応じて吸気系燃料の挙動が相違するの
で、これを考慮するため、図63を内容とするテーブル
を検索して求める値である。
クション)方式に対する演算式を記載してある特開昭6
4−3245号公報に対して、数48式は、MPI(マ
ルチポイントインジェクション)方式に書き換えたもの
である。
タ(Gwtwp、Gzcylnの各テーブル値)を最重
質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガ
ソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値
KFCで補正する。
といった噴射量補正量や始動時燃料噴射量、加速時割り
込み噴射量といった燃料噴射量の演算に燃料性状補正値
KFCを用いることで、各種の噴射量補正量や燃料噴射
量の演算精度を高めることができ、これによって使用燃
料の燃料性状が相違しても、適切な各種の噴射量補正量
や燃料噴射量を与えることができるほか、各種の噴射量
補正量や燃料噴射量の演算に用いるデータを得るに際し
て最重質ガソリンに対してマッチングするだけで済むの
で、マッチングの工数を低減できる。
形態のものに限られるものでなく、燃料性状の影響を受
けるものであれば、適用があることはいうまでもない。
る排気空燃比の応答波形をサンプリングし、これら過渡
時データに基づいて、予めECM上に構築したプラント
モデルのパラメータを、基準燃料に対するプラントモデ
ルである規範モデルとの予測誤差が最小となるように調
整することにより、使用燃料に対するプラントモデルを
同定する場合で説明したが、これに限られるものでな
く、燃料噴射量に代えて燃料供給量を用いることもでき
る。また、予測誤差が最小となるように調整するほか、
予測誤差が小さくなるように調整することでもかまわな
い。
ト。
す波形図。
図。
ート。
チャート。
チャート。
ためのフローチャート。
図。
を示す波形図。
るためのフローチャート。
めのフローチャート。
するためのフローチャート。
特性図。
演算を説明するためのフローチャート。
値)の特性図。
期値)の特性図。
図。
性図。
の特性図。
演算を説明するためのフローチャート。
値)の特性図。
性図。
期値)の特性図。
の特性図。
分増量補正係数KUBの演算を説明するためのフローチ
ャート。
性図。
正率の特性図。
の特性図。
転補正率の特性図。
量補正係数の適合を説明するための空燃比特性図。
補正係数の適合を説明するための空燃比特性図。
時系列イメージを示す波形図。
分増量補正係数KUBの演算を説明するためのフローチ
ャート。
性図。
の特性図。
分増量補正係数KUBの演算を説明するためのフローチ
ャート。
性図。
の特性図。
Claims (18)
- 【請求項1】エンジンの運転条件に応じた燃料供給量を
エンジンに供給する手段と、 エンジンの排気空燃比を検出する手段と、 過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力
として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気
空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段と、 これら入出力データに基づいて、予め構築したプラント
モデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さく
なるように調整することにより、前記使用燃料に対する
プラントモデルを同定する手段と、 この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数を演
算する手段と、 このプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルの
カットオフ周波数とを比較して前記使用燃料の燃料性状
を推定する手段と、 この燃料性状の推定結果に基づいて前記燃料供給量を演
算する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの燃料
供給制御装置。 - 【請求項2】エンジンの運転条件に応じた燃料供給量を
エンジンに供給する手段と、 エンジンの排気空燃比を検出する手段と、 過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力
として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気
空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段と、 これら入出力データに基づいて、予め構築したプラント
モデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さく
なるように調整することにより、前記使用燃料に対する
プラントモデルを同定する手段と、 この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数を演
算する手段と、 このプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルの
カットオフ周波数の差と許容範囲とを比較して前記使用
燃料の燃料性状を推定する手段と、 この燃料性状の推定結果に基づいて前記燃料供給量を演
算する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの燃料
供給制御装置。 - 【請求項3】エンジンの運転条件に応じた燃料供給量を
エンジンに供給する手段と、 エンジンの排気空燃比を検出する手段と、 過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力
として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気
空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段と、 これら入出力データに基づいて、予め構築したプラント
モデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さく
なるように調整することにより、前記使用燃料に対する
プラントモデルを同定する手段と、 この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数を演
算する手段と、 カットオフ周波数に対する燃料性状推定値の特性を予め
設定する手段と、 前記演算されたカットオフ周波数からこの特性を検索す
ることにより燃料性状推定値を演算する手段と、 この燃料性状推定値に基づいて前記燃料供給量を演算す
る手段とを設けたことを特徴とするエンジンの燃料噴射
制御装置。 - 【請求項4】前記燃料性状の推定結果を不揮発性メモリ
に記憶させておくことを特徴とする請求項1または2に
記載のエンジンの燃料供給制御装置。 - 【請求項5】前記燃料性状推定値を不揮発性メモリに記
憶させておくことを特徴とする請求項3に記載のエンジ
ンの燃料供給制御装置。 - 【請求項6】前記燃料性状の推定は、前記規範モデルを
基準燃料に対してマッチングした場合に、前記同定した
プラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカッ
トオフ周波数より高いとき、前記基準燃料よりも軽質で
あると推定することであることを特徴とする請求項1に
記載のエンジンの燃料供給制御装置。 - 【請求項7】前記燃料性状の推定は、前記規範モデルを
基準燃料に対してマッチングした場合に、前記同定した
プラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカッ
トオフ周波数の差が許容範囲外であり、かつプラントモ
デルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波
数よりも大きいとき、前記基準燃料よりも軽質であると
推定することであることを特徴とする請求項2に記載の
エンジンの燃料供給制御装置。 - 【請求項8】前記燃料供給量が、エンジンの負荷と回転
数から定まる基本燃料噴射量と噴射量補正量とからなる
場合に、前記燃料性状の推定結果に基づいて噴射量補正
量を演算することを特徴とする請求項1または2に記載
のエンジンの燃料供給制御装置。 - 【請求項9】前記燃料供給量が、エンジンの負荷と回転
数から定まる基本燃料噴射量と噴射量補正量とからなる
場合に、前記燃料性状推定値に基づいて噴射量補正量を
演算することを特徴とする請求項3に記載のエンジンの
燃料供給制御装置。 - 【請求項10】前記噴射量補正量は始動後増量補正量で
あることを特徴とする請求項8または9に記載のエンジ
ンの燃料供給制御装置。 - 【請求項11】前記噴射量補正量は水温増量補正量であ
ることを特徴とする請求項8または9に記載のエンジン
の燃料供給制御装置。 - 【請求項12】前記噴射量補正量は未燃分増量補正量で
あることを特徴とする請求項8または9に記載のエンジ
ンの燃料供給制御装置。 - 【請求項13】前記噴射量補正量は壁流補正量であるこ
とを特徴とする請求項8または9に記載のエンジンの燃
料供給制御装置。 - 【請求項14】前記壁流補正量は低周波成分であること
を特徴とする請求項13に記載のエンジンの燃料供給制
御装置。 - 【請求項15】前記壁流補正量は高周波成分であること
を特徴とする請求項13に記載のエンジンの燃料供給制
御装置。 - 【請求項16】前記燃料供給量は始動時噴射量であるこ
とを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記
載のエンジンの燃料供給制御装置。 - 【請求項17】前記燃料供給量は加速時割り込み噴射量
であることを特徴とする請求項1から3までのいずれか
一つに記載のエンジンの燃料供給制御装置。 - 【請求項18】前記予測誤差が小さくなるように調整す
ることは、予測誤差が最小となるように調整することで
あることを特徴とする請求項1から17までのいずれか
一つに記載のエンジンの燃料供給制御装置。
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JP10660599A JP3832137B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | エンジンの燃料供給制御装置 |
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JP10660599A JP3832137B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | エンジンの燃料供給制御装置 |
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JP3832137B2 JP3832137B2 (ja) | 2006-10-11 |
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JP (1) | JP3832137B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005291081A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Yamatake Corp | 燃料消費量またはco2排出量の予測モデル作成方法、装置、およびプログラム |
JP2006029112A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンの空燃比制御装置 |
JP2008280912A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Toyota Motor Corp | 時系列データの出力予測装置および空燃比制御装置 |
JP2008297986A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toyota Motor Corp | 時系列データの出力予測装置および空燃比制御装置 |
JP2010025060A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの制御装置 |
CN115103955A (zh) * | 2020-02-28 | 2022-09-23 | 罗尔斯·罗伊斯解决方案有限公司 | 用于基于模型地控制和调节内燃机的方法 |
-
1999
- 1999-04-14 JP JP10660599A patent/JP3832137B2/ja not_active Expired - Fee Related
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