JP2003301740A - 車両用制御装置及び制御パラメータの算出方法 - Google Patents

車両用制御装置及び制御パラメータの算出方法

Info

Publication number
JP2003301740A
JP2003301740A JP2002108652A JP2002108652A JP2003301740A JP 2003301740 A JP2003301740 A JP 2003301740A JP 2002108652 A JP2002108652 A JP 2002108652A JP 2002108652 A JP2002108652 A JP 2002108652A JP 2003301740 A JP2003301740 A JP 2003301740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
map
parameters
parameter
control parameter
fixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002108652A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4069409B2 (ja
Inventor
Yasuo Kosaka
匂坂  康夫
Hidehiko Asakuma
英彦 朝熊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2002108652A priority Critical patent/JP4069409B2/ja
Priority to DE2003116548 priority patent/DE10316548A1/de
Publication of JP2003301740A publication Critical patent/JP2003301740A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4069409B2 publication Critical patent/JP4069409B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2409Addressing techniques specially adapted therefor
    • F02D41/2412One-parameter addressing technique
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2409Addressing techniques specially adapted therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両設計開発段階で技術者が作成するマップ
の枚数を減らして、マップ作成のための適合工数を削減
すると共に、CPU演算負荷を軽減する。 【解決手段】 物理補正式により低次元化した基礎マッ
プを作成して車載コンピュータのROMに記憶してお
く。エンジン運転中は、車載コンピュータにより、基礎
マップのN個のパラメータの中から変化の少ないN−1
個又はN−2個のパラメータを最新の値に固定して、そ
れ以外の非固定パラメータ(吸気圧力)から特定の制御
パラメータ(吸入空気量)を算出するための1次元又は
2次元の仮想マップを基礎マップに基づいて作成する。
エンジン運転中は、車載コンピュータにより、仮想マッ
プを用いて非固定パラメータ(吸気圧力)から特定の制
御パラメータ(吸入空気量)を算出すると共に、仮想マ
ップを逆方向に検索して、特定の制御パラメータ(吸入
空気量)から非固定パラメータ(吸気圧力)を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3個以上のパラメ
ータを有するマップを用いて、特定の制御パラメータを
算出する車両用制御装置及び制御パラメータの算出方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の電子制御化が進んだ車両において
は、制御又は検出の対象となるパラメータとして、例え
ば、吸入空気量、吸気圧力、エンジン回転速度、冷却水
温、吸気温、大気圧、吸気/排気バルブタイミング等の
多数のパラメータが存在し、今後、このパラメータの数
が益々増加するものと予想される。これらのパラメータ
は、相互に影響を及ぼし合いながら変動するため、例え
ば、吸気圧力の検出値(吸気圧力センサの出力値)から
筒内に充填される吸入空気量を推定してスロットル開度
を制御するシステムでは、吸気圧力、エンジン回転速
度、冷却水温、吸気温、大気圧、吸気/排気バルブタイ
ミング等をパラメータとする多数の多次元マップを予め
作成して車載コンピュータのメモリに記憶しておき、エ
ンジン運転中に、車載コンピュータがメモリに記憶され
ている多数の多次元マップを検索して吸気圧力等から吸
入空気量を算出するようにしている。
【0003】更に、エンジン運転中は、上記とは反対
に、吸入空気量等から吸気圧力を算出する必要もある。
例えば、バキュームリミッタ制御(筒内のエンジンオイ
ルの吸い上げ等を防止するための吸気圧力下限値の制
御)を行う際に、吸気圧力→吸入空気量への変換の他
に、それとは逆方向の吸入空気量→吸気圧力への変換も
必要になってくる。吸気圧力→吸入空気量、吸入空気量
→吸気圧力のいずれの方向に変換する場合でも、エンジ
ン回転速度、冷却水温、吸気温、大気圧、吸気/排気バ
ルブタイミング等のパラメータの影響を考慮する必要が
あるため、吸気圧力→吸入空気量への変換(以下「正変
換」という)を行う際に用いる多次元の正変換マップの
他に、それとは逆方向の吸入空気量→吸気圧力への変換
(以下「逆変換」という)を行う際に用いる多次元の逆
変換マップも必要となってくる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで、多次元の正変
換マップの他に、多次元の逆変換マップが必要になって
くる理由を説明する。正変換マップは、吸気圧力の他
に、エンジン回転速度、冷却水温、吸気温、大気圧、吸
気/排気バルブタイミング等をパラメータとするため、
パラメータの数が3個以上の3次元以上のマップとな
る。3個以上のパラメータを有する3次元以上のマップ
は、3個以上のパラメータから特定の制御パラメータを
算出する“正方向のマップ検索”は可能であるが、それ
とは逆に、特定の制御パラメータから3個以上のパラメ
ータのいずれかを算出する“逆方向のマップ検索”を行
うことは不可能である(この理由については後で更に詳
しく説明する)。このため、多次元の正変換マップの他
に、多次元の逆変換マップも必要になってくる。
【0005】一般に、多数のパラメータを有する多次元
マップを精度良く作成するには、多くの適合工数が必要
となるため、多次元の正変換マップを作成するだけでも
多くの適合工数がかかるのに、更に、多次元の逆変換マ
ップも作成するとなると、非常に多くの適合工数が必要
となり、適合作業性が悪いという欠点がある。しかも、
多数の多次元マップのデータを記憶するために車載コン
ピュータのメモリ容量を拡張する必要があり、コストア
ップを招くという欠点がある。更に、多次元マップの枚
数が非常に多いため、車載コンピュータのCPU演算負
荷も大きくなり、演算速度が低下して制御の応答性が低
下したり、或は、それを避けるために高性能のCPUに
取り替える必要が生じたりするという欠点もある。
【0006】本発明はこれらの事情を考慮してなされた
ものであり、その目的は、正変換マップと逆変換マップ
との共用化を可能にすることで、車両設計開発段階で技
術者が作成するマップの枚数を減らして、マップ作成の
ための適合工数を大幅に削減することできると共に、マ
ップデータを記憶するのメモリ容量の節約とCPU演算
負荷軽減を実現することができる車両用制御装置及び制
御パラメータの算出方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、N個(但しN
は3以上の整数)のパラメータから特定の制御パラメー
タを算出するためのN次元の基礎マップを記憶手段に記
憶しておき、車両の運転中に、所定の演算周期で前記N
個のパラメータの中からN−1個又はN−2個のパラメ
ータを最新の値に固定してそれ以外のパラメータ(以下
「非固定パラメータ」という)から前記特定の制御パラ
メータを算出するための1次元又は2次元の仮想マップ
を前記N次元の基礎マップに基づいて作成する処理を仮
想マップ作成手段によって実行する。その後、制御パラ
メータ算出手段により、仮想マップを検索して前記非固
定パラメータから前記特定の制御パラメータを算出す
る。
【0008】このようにすれば、車載コンピュータに、
仮想マップ作成手段として機能するプログラムを組み込
むことで、車両の運転中に車載コンピュータによって自
動的に仮想マップを作成することができる。しかも、仮
想マップの次元数を1次元又は2次元にすることで、非
固定パラメータが2個以下となるため、この仮想マップ
を逆方向に検索して特定の制御パラメータから非固定パ
ラメータを算出することが可能となる。従って、仮想マ
ップの次元数を2次元以下にすれば、その仮想マップを
正逆両方向のマップとして共用することができて、従来
システムで必要であった多次元の逆変換マップが不要と
なる。その結果、車両設計開発段階で技術者が作成する
マップの枚数を大幅に減らすことができて、マップ作成
のための適合工数を大幅に削減することでき、車両設計
開発期間を短くすることができる。しかも、マップデー
タを記憶するためのメモリ容量が少なくて済むと共に、
検索するマップ枚数を大幅に少なくすることができるの
で、CPU演算負荷も軽減することができる。
【0009】この場合、N次元の基礎マップから1次元
又は2次元の仮想マップを作成する際に、最新の値に固
定するN−1個又はN−2個のパラメータは、それ以外
のパラメータ(非固定パラメータ)と比較して変化の少
ないパラメータを選択するようにすると良い。変化の少
ないパラメータは、最新の値(直前の値)に固定して
も、誤差が小さく、精度の良い仮想マップを作成するこ
とができる。
【0010】ところで、仮想マップを作成する基となる
N次元の基礎マップは、車両設計開発段階で技術者自身
が作成しなければならないため、基礎マップの作成枚数
を減らして、マップ作成のための適合工数をできるだけ
少なくするのが望ましく、そのためには、基礎マップの
次元数をできるだけ低次元化する必要がある。
【0011】基礎マップを低次元化する手段として、物
理補正式を導入すると良い。具体的には、車両の制御又
は検出の対象となるパラメータの総数をN+K個(但し
Kは1以上の整数)とした場合に、N次元の基礎マップ
に用いるN個のパラメータ以外のK個のパラメータ(以
下「非マップパラメータ」という)を標準値に固定した
標準状態で測定したデータに基づいてN次元の基礎マッ
プを作成して記憶手段に記憶しておき、車両の運転中
に、制御パラメータ算出手段(車載コンピュータ)によ
り、実際の環境下における前記非固定パラメータの値を
物理補正式により前記標準状態における値に補正し、補
正後の非固定パラメータを用いて前記仮想マップから前
記標準状態における前記特定の制御パラメータを算出
し、当該標準状態における特定の制御パラメータの値を
物理補正式により実際の環境下における値に補正するよ
うにすると良い。このように、物理補正式を導入するこ
とで、基礎マップを低次元化することが可能となり、基
礎マップの作成枚数を減らして、マップ作成のための適
合工数を少なくすることができる。
【0012】この場合、吸気温や大気圧を非マップパラ
メータとして標準値に固定して基礎マップを作成すれば
良く、物理補正式を気体の状態方程式から導き出すよう
にすれば良い。これにより、精度の良い物理補正式を導
き出すことができる。
【0013】また、最新の値に固定するパラメータを、
少なくともエンジン回転速度と可変バルブタイミングと
し、非固定パラメータを吸気圧力とし、特定の制御パラ
メータを吸入空気量とすると良い。これにより、吸気圧
力から吸入空気量を精度良く算出することができる。そ
して、この吸入空気量から目標スロットル開度を算出し
てスロットルバルブを駆動すれば、応答良くスロットル
開度を制御することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を吸気/排気可変バ
ルブタイミング機構付きのエンジンに適用した一実施形
態を図面に基づいて説明する。
【0015】まず、図1に基づいてエンジン制御システ
ム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン
11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が
設けられ、このエアクリーナ13の下流側には、吸入空
気量を検出する熱式のエアフロメータ14と、吸気温T
air を検出する吸気温センサ33が設けられている。ま
た、エアフロメータ14の下流側には、モータ31で駆
動されるスロットルバルブ15と、スロットル開度を検
出するスロットル開度センサ16が設けられている。
【0016】更に、スロットルバルブ15の下流側に
は、サージタンク17が設けられ、このサージタンク1
7に、吸気圧力Pm を検出する吸気圧力センサ18が設
けられている。また、サージタンク17には、エンジン
11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド19が
設けられ、各気筒の吸気マニホールド19の吸気ポート
近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁20が取り
付けられている。
【0017】エンジン11の吸気バルブ25と排気バル
ブ26は、それぞれ可変バルブタイミング機構28,2
9によって駆動され、エンジン運転状態に応じて吸気/
排気バルブタイミング(イカ「吸気/排気VVT」と表
記する)が調整される。尚、可変バルブタイミング機構
28,29は、油圧駆動式、電磁駆動式のいずれの方式
であっても良い。
【0018】一方、エンジン11の排気管21の途中に
は、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒22が設置さ
れている。この触媒22の上流側には、排出ガスの空燃
比(又は酸素濃度)を検出する空燃比センサ(又は酸素
センサ)23が設けられている。また、エンジン11の
シリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温セ
ンサ24と、エンジン回転速度Ne を検出するクランク
角センサ25等が設けられている。更に、車両の所定位
置に大気圧Patm を検出する大気圧センサ32が設けら
れている。
【0019】これら各種のセンサ出力は、エンジン制御
回路(以下「ECU」と表記する)30に入力される。
このECU30は、マイクロコンピュータを主体として
構成され、内蔵されたROM(記憶手段)に記憶された
図8のトルク制御ルーチンを実行することで、要求トル
クを演算し、この要求トルクを要求吸入空気量に変換し
て、その要求吸入空気量に応じた目標スロットル開度を
算出する。
【0020】この際、要求トルクは、アクセル操作量
(アクセル開度)、トランスミッション、クルーズコン
トロール、ABS、トラクションコントロール等からの
各種の要求トルクを合計したトルクに設定される。更
に、要求トルクを正確に実現するために、トルク補償制
御を実施する。
【0021】このトルク補償制御は、定常運転時には、
エアフロメータ14の出力(スロットル通過空気量)と
吸気圧力センサ18の出力(吸気圧力Pm )とに基づい
て筒内に充填される実吸入空気量Gn を算出し、この実
吸入空気量Gn を要求トルクから算出される要求吸入空
気量と比較して、要求吸入空気量を実現するようにスロ
ットル開度を補償する。
【0022】一方、過渡運転時には、エアフロメータ1
4の応答遅れの影響を無視できないため、応答性の良い
吸気圧力センサ18の出力(吸気圧力Pm )に基づいて
筒内に充填される実吸入空気量Gn を算出する。吸気圧
力Pm から実吸入空気量Gnを算出する場合は、クラン
ク角センサ25の出力(エンジン回転速度Ne )、大気
圧センサ32の出力(大気圧Patm )、吸気温センサ3
3の出力(吸気温Tair )、冷却水温センサ24の出力
(冷却水温Thw)、吸気VVT、排気VVTを考慮する
必要がある。従来は、これら7個のパラメータから実吸
入空気量Gn を算出する際に、7次元マップを用いる。
【0023】また、要求吸入空気量の下限値は、吸気圧
力Pm の下限ガード値(エンジンオイルの吸い上げや燃
焼性悪化等を防止するためのバキュームリミット圧力)
によって制限されるため、バキュームリミット圧力に相
当する吸入空気量下限値を算出し、もし、この要求吸入
空気量がバキュームリミット圧力に相当する吸入空気量
下限値よりも低くなっていれば、要求吸入空気量をバキ
ュームリミット圧力に相当する吸入空気量下限値で制限
する。
【0024】一方、要求吸入空気量の上限値は、吸気圧
力Pm の上限値である大気圧Patmによって制限される
ため、吸気圧力Pm が大気圧Patm になったときの吸入
空気量を吸入空気量上限値として算出して、もし、要求
吸入空気量が吸入空気量上限値よりも多くなっていれ
ば、要求吸入空気量を吸入空気量上限値で制限する。
【0025】従来は、バキュームリミット圧力や大気圧
Patm (吸気圧力Pm の上限値)から吸入空気量下限値
・上限値を算出する際にも、吸気圧力Pm から実吸入空
気量Gn を算出する7次元マップを用いる。
【0026】更に、エンジン運転中は、要求吸入空気量
から要求吸気圧力を算出して、実際の吸気圧力Pm が要
求吸気圧力に一致するように制御する。従来は、要求吸
入空気量から要求吸気圧力を算出する際に、7次元の逆
マップを用いる。
【0027】エンジン運転中は、吸気圧力Pm から吸入
空気量Gn への変換と、吸入空気量Gn から吸気圧力P
m への変換を所定周期(例えば4ms周期)で行う必要
がある。しかし、従来のように、これら2方向の変換を
別々の7次元マップを用いて行うようにすると、車両設
計開発段階で技術者が作成するマップの枚数が非常に多
くなるため、膨大な適合工数が必要となり、生産性が悪
いばかりか、多数の7次元マップのデータを記憶するた
めにECU30のROMのメモリ容量を拡張する必要が
あり、コストアップを招くという欠点がある。しかも、
7次元マップの枚数が非常に多いため、ECU30のC
PU演算負荷も大きくなり、演算速度が低下して制御の
応答性が低下したり、或は、それを避けるために高性能
のCPUに取り替える必要が生じたりするという欠点も
ある。
【0028】そこで、本実施形態では、物理補正式に
よるマップの低次元化と、2次元以下の仮想マップに
よるマップの正逆共用化とによって上記の問題点を解消
する。以下、この制御仕様について図2乃至図4を用い
て具体的に説明する。
【0029】吸気圧力から吸入空気量を算出する際に、
考慮すべきパラメータを、吸気圧力Pm 、エンジン回転
速度Ne 、吸気VVT、排気VVT、大気圧Patm 、吸
気温Tair 、冷却水温Thwの7個のパラメータとした場
合に、大気圧Patm 、吸気温Tair 、冷却水温Thwの3
個のパラメータ(以下「非マップパラメータ」という)
を標準値に固定した標準状態で測定したデータに基づい
て、標準状態における吸気圧力Pmnorm 、エンジン回転
速度Ne 、吸気VVT、排気VVTの4個のパラメータ
から、標準状態における吸入空気量Gnnorm を算出する
4次元の基礎マップを作成してECU30のROMに記
憶しておく。
【0030】そして、図2に示すように、エンジン運転
中に、ECU30により、実際の環境下における吸気圧
力Pm を物理補正式により前記標準状態における値Pmn
ormに補正(標準化)し、補正後の吸気圧力Pmnorm を
後述する仮想マップにより前記標準状態における吸入空
気量Gnnorm に変換し、当該標準状態における吸入空気
量Gnnorm を物理補正式により実際の環境下における値
(実環境値)Gn に補正する。
【0031】ここで、物理補正式は、吸気系の空気の流
れに気体の状態方程式を適用して求められた下記の充填
効率式(1)から導き出される。 Gn =ηv ×Pm ×Vc /(2×R×Tair ) ……(1) Gn :筒内に吸入される吸入空気量[g/rev] ηv :体積効率 Pm :吸気圧力[hPa] Vc :全シリンダ容積[m] R :気体定数 Tair :吸気温[K]
【0032】ここで、非マップパラメータである大気圧
Patm の標準値を1013[hPa]、吸気温Tair の
標準値を293.15[K]とすると、実際に検出した
吸気圧力Pm を標準状態における吸気圧力Pmnorm に補
正する物理補正式は、大気圧標準値(1013[hP
a])と実際の大気圧Patm を用いて次式のように表さ
れる。 Pmnorm =Pm ×1013/Patm ……(2)
【0033】従って、標準状態における吸入空気量Gnn
orm は、上記(1)式、(2)式の関係から導き出した
次式で算出される。 Gnnorm =ηv ×(Pm ×1013/Patm ) ×Vc /(2×R×293.15) ……(3)
【0034】後述する仮想マップから算出した標準状態
における吸入空気量Gnnorm を、実際の環境下における
吸入空気量Gn に補正する物理補正式は、上記(1)
式、(3)式の関係から次のように表される。 Gn =Gnnorm ×(Patm /1013)×(293.15/Tair ) ……(4)
【0035】上記(2)式、(4)式は、吸気圧力Pm
を吸入空気量Gn に変換する際に用いる物理補正式であ
るが、これとは逆に、吸入空気量Gn を吸気圧力Pm に
変換する際に用いる物理補正式は、次の(5)式、
(6)式で表される。 Gnnorm =Gn ×(1013/Patm )×(Tair /293.15) ……(5) Pm =Pmnorm ×(Patm /1013) ……(6)
【0036】本実施形態では、大気圧Patm の標準値=
1013[hPa]、吸気温Tairの標準値=293.
15[K]としたが、要は、後述する4次元の基礎マッ
プを作成するためのデータを測定する際に設定した非マ
ップパラメータ(大気圧、吸気温、冷却水温)の固定値
を標準値とすれば良い。
【0037】尚、上記物理補正式(4)、(5)は、冷
却水温の影響が無視されているが、吸気温と冷却水温の
両方の影響を総合的に評価する温度補正係数を用いて、
上記物理補正式(4)、(5)を次のように変更しても
良い。 Gn =Gnnorm ×(Patm /1013)×温度補正係数 ……(7) Gnnorm =Gn ×(1013/Patm )/温度補正係数 ……(8)
【0038】以上説明した物理補正式を導入すること
で、従来の7次元マップを4次元の基礎マップに低次元
化することがてきる。
【0039】ところで、マップの次元数が3次元以上
(パラメータが3個以上)である場合は、3個以上のパ
ラメータから特定の制御パラメータを算出する“正方向
のマップ検索”は可能であるが、それとは逆に、特定の
制御パラメータから3個以上のパラメータのいずれかを
算出する“逆方向のマップ検索”を行うことができない
ため、逆方向のマップ検索が必要となる場合は、逆方向
のマップも作成する必要がある。
【0040】この問題点を図3を用いて具体的に説明す
る。図3(a)は、吸気圧力Pm 、エンジン回転速度N
e 、吸気VVTの3個のパラメータから吸入空気量Gn
を算出する3次元マップを概念的に示したものである。
この3次元マップを用いて、吸気圧力Pm を吸入空気量
Gn に変換する場合は、現在の吸気VVT位置に隣接す
る2つの吸気VVT位置(例えば0℃A,20℃A)に
おける吸入空気量A,Bを4点補間により算出する。
【0041】 A=4点補間(Pm ,Ne ,A11,A12,A21,A22) B=4点補間(Pm ,Ne ,B11,B12,B21,B22) ここで、A11,A12,A21,A22,B11,B12,B21,
B22は、吸入空気量のマップデータである。
【0042】そして、最終的に求める吸入空気量Gn
は、2つの吸気VVT位置(例えば0℃A,20℃A)
における吸入空気量A,Bを現在の吸気VVT位置で2
点補間して求められる。 Gn =2点補間(A,B,吸気VVT位置)
【0043】一方、図3(b)に示すように、この3次
元マップを逆方向に検索して、吸入空気量Gn を吸気圧
力Pm に変換しようとすると、現在の吸気VVT位置
(例えば10℃A)に隣接する2つの吸気VVT位置
(例えば0℃A,20℃A)における2つの吸入空気量
A,Bが必要となる。しかし、現在の吸気VVT位置
(例えば10℃A)における吸入空気量Gn からは、2
つの吸気VVT位置(例えば0℃A,20℃A)におけ
る2つの吸入空気量A,Bを一義的に決定することがで
きないため、3次元マップを逆方向に検索して吸入空気
量Gn を吸気圧力Pmに変換することは不可能である。
そのため、3次元マップの逆方向の検索が必要となる場
合は、逆方向の3次元マップも作成する必要がある。
【0044】そこで、本実施形態(1)では、マップの
正逆共用化を実現するために、4次元の基礎マップから
図4に示す1次元の仮想マップをECU30で作成す
る。以下、この仮想マップの作成方法を説明する。
【0045】4次元の基礎マップの4個のパラメータ
(標準状態における吸気圧力Pmnorm、エンジン回転速
度Ne 、吸気VVT、排気VVT)のうち、エンジン回
転速度Ne 、吸気VVT、排気VVTは、吸気圧力Pm
と吸入空気量Gn との変換処理に要する時間(例えば1
ms)ではほとんど変化しないため、これらのほとんど
変化しない3個のパラメータ(エンジン回転速度Ne 、
吸気VVT、排気VVT)を最新の値に固定し、非固定
パラメータを吸気圧力Pmnorm のみとすることで、4次
元の基礎マップから、吸気圧力Pmnorm と吸入空気量G
nnorm との関係を検索して図4に示す1次元の仮想マッ
プを作成する。この仮想マップは、要求される変換処理
周期(例えば4ms)で更新される。
【0046】尚、4次元の基礎マップの4個のパラメー
タのうちの2個のパラメータのみを最新の値に固定し、
非固定パラメータを2個とすることで、4次元の基礎マ
ップから2次元の仮想マップを作成するようにしても良
く、この場合でも、マップの正逆共用化が可能である。
【0047】一般に、基礎マップの次元数をN次元(但
しNは3以上の整数)とすると、マップの正逆共用化を
可能とするためには、基礎マップのN個のパラメータの
中から、変化の少ないN−1個又はN−2個のパラメー
タを最新の値に固定して、非固定パラメータを1個又は
2個とすることで、N次元の基礎マップから1次元又は
2次元の仮想マップを作成するようにすれば良い。マッ
プの正逆共用化が必要でない場合は、3次元以上の仮想
マップを作成するようにしても良い。以上説明したマッ
プ検索処理は、ECU30によって図5乃至図7の各ル
ーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの
処理内容を説明する。
【0048】図5の吸入空気量算出ルーチンは、所定周
期(例えば4ms)で起動され、吸気圧力Pm 等から吸
入空気量Gn を算出するルーチンであり、特許請求の範
囲でいう制御パラメータ算出手段としての役割を果た
す。本ルーチンが起動されると、まずステップ101
で、各センサの出力を読み込んで現在の運転条件(吸気
圧力Pm 、エンジン回転速度Ne 、吸気VVT、排気V
VT、大気圧Patm 、吸気温Tair 、冷却水温Thw)を
検出した後、ステップ102に進み、下記の物理補正式
により、実際に検出した吸気圧力Pm を標準状態におけ
る吸気圧力Pmnormに補正(標準化)する。 Pmnorm =Pm ×1013/Patm
【0049】この後、ステップ103に進み、後述する
図6の仮想マップ作成ルーチンによって作成された1次
元の仮想マップを検索して、標準状態における吸気圧力
Pmnorm を標準状態における吸入空気量Gnnorm に変換
する。この後、ステップ104に進み、下記の物理補正
式により、標準状態における吸入空気量Gnnorm を実環
境下における値(実環境値)Gn に補正する。 Gn =Gnnorm ×(Patm /1013)×(293.1
5/Tair )
【0050】その後、ステップ105に進み、この吸入
空気量Gn を出力して本ルーチンを終了する。尚、吸気
圧力Pm の他に、空気量への変換が必要な各種圧力(例
えばバキュームリミット圧力、大気圧Patm )について
も、ステップ102で、同様の物理補正式により、標準
状態における圧力に補正し、次のステップ103で、1
次元の仮想マップを検索して、標準状態における圧力を
標準状態における空気量に変換し、続くステップ104
で、同様の物理補正式により、標準状態における空気量
を実環境値に補正するようにすれば良い。
【0051】一方、図6の仮想マップ作成ルーチンは、
図5の吸入空気量算出ルーチンを実行する直前に起動さ
れ、特許請求の範囲でいう仮想マップ作成手段としての
役割を果たす。
【0052】本ルーチンが起動されると、まずステップ
201で、4次元の基礎マップの4個のパラメータ(標
準状態における吸気圧力Pmnorm 、エンジン回転速度N
e 、吸気VVT、排気VVT)のうち、短時間ではほと
んど変化しない3個のパラメータ(エンジン回転速度N
e 、吸気VVT、排気VVT)を最新の値(直前に検出
した値)に固定して、非固定パラメータを吸気圧力Pmn
orm のみとする。
【0053】この後、ステップ202に進み、エンジン
回転速度Ne 、吸気VVT、排気VVTを最新の値に固
定した条件で、4次元の基礎マップから、吸気圧力Pmn
ormと吸入空気量Gnnorm との関係を検索して図4に示
す1次元の仮想マップを作成する。
【0054】以上のようにして作成した1次元の仮想マ
ップは、図5の吸入空気量算出ルーチンのステップ10
3で、吸入空気量Gnnorm を算出する正マップとして使
用される他に、図7の吸気圧力算出ルーチンのステップ
303で、吸気圧力Pmnormを算出する逆マップとして
も使用される。
【0055】図7の吸気圧力算出ルーチンは、所定周期
(例えば4ms)で起動され、1次元の仮想マップを逆
方向に検索して、吸入空気量Gn 等から吸気圧力Pm を
算出するルーチンであり、特許請求の範囲でいう制御パ
ラメータ算出手段としての役割を果たす。
【0056】本ルーチンが起動されると、まずステップ
301で、各センサの出力を読み込んで現在の運転条件
(吸入空気量Gn 、エンジン回転速度Ne 、吸気VV
T、排気VVT、大気圧Patm 、吸気温Tair 、冷却水
温Thw)を検出した後、ステップ302に進み、下記の
物理補正式により、実際に検出した吸入空気量Gn を標
準状態における吸入空気量Gnnorm に補正する。 Gnnorm =Gn ×(1013/Patm )×(Tair /2
93.15)
【0057】この後、ステップ303に進み、前記図6
の仮想マップ作成ルーチンによって作成された1次元の
仮想マップを逆方向に検索して、標準状態における吸入
空気量Gnnorm を標準状態における吸気圧力Pmnorm に
変換する。このステップ303の処理が特許請求の範囲
でいう逆マップ検索手段としての役割を果たす。この
後、ステップ304に進み、下記の物理補正式により、
標準状態における吸気圧力Pmnorm を実環境下における
値(実環境値)Pm に補正する。 Pm =Pmnorm ×(Patm /1013)
【0058】その後、ステップ305に進み、この吸気
圧力Pm を出力して本ルーチンを終了する。尚、吸入空
気量Gn の他に、圧力への変換が必要な空気量(例えば
要求吸入空気量)についても、ステップ302で、同様
の物理補正式により、標準状態における空気量に補正
し、次のステップ303で、1次元の仮想マップを逆方
向に検索して標準状態における空気量を標準状態におけ
る圧力に変換し、続くステップ304で、同様の物理補
正式により、標準状態における圧力を実環境値に補正す
るようにすれば良い。
【0059】ECU30は、以上説明した図5乃至図7
の各ルーチンを所定周期(例えば4ms周期)で実行し
ながら、特許請求の範囲でいう制御手段として機能する
図8のトルク制御ルーチンを所定周期(例えば8ms周
期)で実行して、次のようにしてトルク制御を実行す
る。
【0060】図8のトルク制御ルーチンが起動される
と、まずステップ401で、アクセル操作量(アクセル
開度)、トランスミッション、クルーズコントロール、
ABS、トラクションコントロール等からの各種の要求
トルクを合計して、最終的な要求トルクを求める。この
後、ステップ402に進み、要求トルクを要求吸入空気
量に変換した後、ステップ403に進み、現在の運転状
態に応じてバキュームリミット圧力(吸気圧力Pm の下
限ガード値)を算出する。
【0061】そして、次のステップ404で、前記図5
及び図6の各ルーチンによって、バキュームリミット圧
力を吸入空気量下限値に変換する。この後、ステップ4
05に進み、要求吸入空気量が吸入空気量下限値以上で
あるか否かを判定し、要求吸入空気量が吸入空気量下限
値以上であれば、その要求吸入空気量をそのまま用いる
が、もし、要求吸入空気量が吸入空気量下限値よりも少
なければ、ステップ406に進み、吸入空気量下限値を
要求吸入空気量とする。
【0062】この後、ステップ407に進み、要求吸入
空気量を目標スロットル開度に変換する。このステップ
407の処理が特許請求の範囲でいう目標スロットル開
度算出手段としての役割を果たす。そして、次のステッ
プ408で、実スロットル開度を目標スロットル開度に
一致させるようにスロットルバルブ15をモータ31に
より駆動する。このステップ408の処理が特許請求の
範囲でいうスロットル制御手段としての役割を果たす。
【0063】以上説明した本実施形態によれば、従来の
7次元マップを物理補正式によって4次元の基礎マップ
に低次元化した上で、その基礎マップのパラメータの中
から、短時間ではほとんど変化しないパラメータ(エン
ジン回転速度Ne 、吸気VVT、排気VVT)を最新の
値に固定し、非固定パラメータを吸気圧力のみとするこ
とで、4次元の基礎マップから1次元の仮想マップを作
成するようにしたので、マップの低次元化とマップの正
逆共用化の要求を同時に満たすことができて、車両設計
開発段階で技術者が作成するマップの枚数を大幅に減ら
すことができる。これにより、マップ作成のための適合
工数を大幅に削減することができ、生産性を向上できる
と共に、マップデータを記憶するためのメモリ容量が少
なくて済み、低コスト化の要求を満たすことができる。
しかも、マップの低次元化によりECU30のCPU演
算負荷を軽減することができて、演算速度ひいては制御
の応答性を向上することができる。
【0064】尚、本実施形態では、制御・検出の対象と
なるパラメータの数を7個としたが、これよりも多くて
も少なくても良く、同様に、基礎マップの次元数も4次
元に限定されず、3次元又は5次元以上であっても良
い。また、基礎マップから仮想マップを作成する際に固
定するパラメータの数も3個に限定されないことは言う
までもない。
【0065】また、本発明の仮想マップで算出する制御
パラメータは、エンジン制御パラメータに限定されず、
例えば、自動変速機の制御パラメータ、車両統合制御用
のパラメータ等、車両の各種のシステムの制御パラメー
タを算出する場合にも本発明を適用して実施することが
できる。その他、本発明を適用可能なエンジンは、吸気
ポート噴射式のエンジンに限定されず、筒内噴射式のエ
ンジンにも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すエンジン制御システ
ム全体の概略構成図
【図2】吸気圧力Pm と吸入空気量Gn との間のマップ
検索方法を説明する図
【図3】(a)は3次元マップの正方向のマップ検索を
説明する図、(b)は3次元マップの逆方向のマップ検
索が不可能であることを説明する図
【図4】1次元仮想マップを概念的に示す図
【図5】吸入空気量算出ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート
【図6】仮想マップ作成ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート
【図7】吸気圧力算出ルーチンの処理の流れを示すフロ
ーチャート
【図8】トルク制御ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート
【符号の説明】
11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、14…エ
アフローメータ、15…スロットルバルブ、18…吸気
圧力センサ、20…燃料噴射弁、21…排気管、25…
吸気バルブ、26…排気バルブ、28,29…可変バル
ブタイミング機構、30…ECU(仮想マップ作成手
段,制御パラメータ算出手段,逆マップ検索手段,目標
スロットル開度算出手段,制御手段,スロットル制御手
段)、31…モータ、32…大気圧センサ、33…吸気
温センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G084 BA02 BA05 BA23 CA04 DA00 DA06 EB02 EB08 FA01 FA02 FA10 FA11 FA20 FA33 3G092 AA11 DA03 DC01 DG05 DG07 EC09 EC10 FA00 FA06 FA49 FA50 GA11 HA01Z HA04Z HA05Z HA06Z HA13Z HE01Z HE06Z HE08Z HF08Z

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N個(但しNは3以上の整数)のパラメ
    ータから特定の制御パラメータを算出するためのN次元
    の基礎マップを記憶する記憶手段と、 車両の運転中に所定の演算周期で前記N個のパラメータ
    の中から一部のパラメータを最新の値に固定してそれ以
    外のパラメータ(以下「非固定パラメータ」という)か
    ら前記特定の制御パラメータを算出するための低次元の
    仮想マップを前記N次元の基礎マップに基づいて作成す
    る仮想マップ作成手段と、 前記仮想マップを検索して前記非固定パラメータから前
    記特定の制御パラメータを算出する制御パラメータ算出
    手段と、 前記特定の制御パラメータに基づいて車両の制御対象を
    制御する制御手段とを備え、 前記仮想マップ作成手段は、前記N個のパラメータの中
    からN−1個又はN−2個のパラメータを最新の値に固
    定して前記N次元の基礎マップに基づいて1次元又は2
    次元の仮想マップを作成することを特徴とする車両用制
    御装置。
  2. 【請求項2】 前記最新の値に固定するN−1個又はN
    −2個のパラメータは、それ以外の前記非固定パラメー
    タと比較して変化の少ないパラメータであることを特徴
    とする請求項1に記載の車両用制御装置。
  3. 【請求項3】 前記制御パラメータ算出手段は、前記1
    次元又は2次元の仮想マップを前記特定の制御パラメー
    タから前記非固定パラメータを算出するための逆マップ
    として兼用し、該仮想マップを逆方向に検索して前記特
    定の制御パラメータから前記非固定パラメータを算出す
    る逆マップ検索手段を備えていることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の車両用制御装置。
  4. 【請求項4】 車両の制御又は検出の対象となるパラメ
    ータの総数は、N+K個(但しKは1以上の整数)であ
    り、 前記N次元の基礎マップは、該基礎マップに用いるN個
    のパラメータ以外のK個のパラメータ(以下「非マップ
    パラメータ」という)を標準値に固定した標準状態で測
    定したデータに基づいて作成され、 前記制御パラメータ算出手段は、実際の環境下における
    前記非固定パラメータの値を物理補正式により前記標準
    状態における値に補正し、補正後の非固定パラメータを
    用いて前記仮想マップから前記標準状態における前記特
    定の制御パラメータを算出し、当該標準状態における特
    定の制御パラメータの値を物理補正式により実際の環境
    下における値に補正することを特徴とする請求項1乃至
    3のいずれかに記載の車両用制御装置。
  5. 【請求項5】 前記非マップパラメータは、少なくとも
    吸気温と大気圧を含む2個以上のパラメータからなり、 前記物理補正式は、気体の状態方程式から導き出されて
    いることを特徴とする請求項4に記載の車両用制御装
    置。
  6. 【請求項6】 前記最新の値に固定するパラメータを、
    少なくともエンジン回転速度と可変バルブタイミングを
    含む2個以上のパラメータとし、前記非固定パラメータ
    を吸気圧力とし、前記特定の制御パラメータを吸入空気
    量とすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに
    記載の車両用制御装置。
  7. 【請求項7】 前記制御手段は、前記特定の制御パラメ
    ータとして算出された吸入空気量から目標スロットル開
    度を算出する目標スロットル開度算出手段と、前記目標
    スロットル開度に基づいてスロットルバルブを駆動する
    スロットル制御手段とを備えていることを特徴とする請
    求項6に記載の車両用制御装置。
  8. 【請求項8】 N個(但しNは3以上の整数)のパラメ
    ータから特定の制御パラメータを算出するためのN次元
    の基礎マップを用いて前記特定の制御パラメータを算出
    する制御パラメータの算出方法において、 車両の運転中に、所定の演算周期で前記N個のパラメー
    タの中から変化の少ないN−1個又はN−2個のパラメ
    ータを最新の値に固定してそれ以外のパラメータ(以下
    「非固定パラメータ」という)から前記特定の制御パラ
    メータを算出するための1次元又は2次元の仮想マップ
    を前記N次元の基礎マップに基づいて作成し、 その後、前記仮想マップを検索して前記非固定パラメー
    タから前記特定の制御パラメータを算出し、 更に、前記仮想マップを前記特定の制御パラメータから
    前記非固定パラメータを算出するための逆マップとして
    兼用することを特徴とする制御パラメータの算出方法。
  9. 【請求項9】 車両の制御又は検出の対象となるパラメ
    ータの総数は、N+K個(但しKは1以上の整数)であ
    り、 前記N次元の基礎マップは、該基礎マップに用いるN個
    のパラメータ以外のK個のパラメータ(以下「非マップ
    パラメータ」という)を標準値に固定した標準状態で測
    定したデータに基づいて作成され、 車両の運転中に、実際の環境下における前記非固定パラ
    メータの値を物理補正式により前記標準状態における値
    に補正し、補正後の非固定パラメータを用いて前記仮想
    マップから前記標準状態における前記特定の制御パラメ
    ータを算出し、当該標準状態における特定の制御パラメ
    ータの値を物理補正式により実際の環境下における値に
    補正することを特徴とする請求項8に記載の制御パラメ
    ータの算出方法。
JP2002108652A 2002-04-11 2002-04-11 車両用制御装置及び制御パラメータの算出方法 Expired - Fee Related JP4069409B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002108652A JP4069409B2 (ja) 2002-04-11 2002-04-11 車両用制御装置及び制御パラメータの算出方法
DE2003116548 DE10316548A1 (de) 2002-04-11 2003-04-10 Fahrzeugsteuervorrichtung und Verfahren zur Berechnung eines Steuerparameters derselben

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002108652A JP4069409B2 (ja) 2002-04-11 2002-04-11 車両用制御装置及び制御パラメータの算出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003301740A true JP2003301740A (ja) 2003-10-24
JP4069409B2 JP4069409B2 (ja) 2008-04-02

Family

ID=29267324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002108652A Expired - Fee Related JP4069409B2 (ja) 2002-04-11 2002-04-11 車両用制御装置及び制御パラメータの算出方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4069409B2 (ja)
DE (1) DE10316548A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007071166A (ja) * 2005-09-09 2007-03-22 Denso Corp 電子制御装置及び電子制御装置の適合支援方法
WO2009031200A1 (ja) * 2007-09-04 2009-03-12 Fujitsu Limited データ記録プログラム、データ記録装置、データ記録方法および記録媒体
JP2010025046A (ja) * 2008-07-23 2010-02-04 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御システムおよび制御方法
JP2010216300A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Mitsubishi Motors Corp 車両のエンジントルク演算装置
JP2013160074A (ja) * 2012-02-02 2013-08-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP2013185567A (ja) * 2012-03-12 2013-09-19 Toyota Motor Corp 燃料噴射制御装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007071166A (ja) * 2005-09-09 2007-03-22 Denso Corp 電子制御装置及び電子制御装置の適合支援方法
JP4581931B2 (ja) * 2005-09-09 2010-11-17 株式会社デンソー 電子制御装置及び電子制御装置の適合支援方法
WO2009031200A1 (ja) * 2007-09-04 2009-03-12 Fujitsu Limited データ記録プログラム、データ記録装置、データ記録方法および記録媒体
JP5136558B2 (ja) * 2007-09-04 2013-02-06 富士通株式会社 データ記録プログラム、データ記録装置およびデータ記録方法
US8423330B2 (en) 2007-09-04 2013-04-16 Fujitsu Limited Method for recording data which varies with time in space constituted by dimensional axes
JP2010025046A (ja) * 2008-07-23 2010-02-04 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御システムおよび制御方法
JP2010216300A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Mitsubishi Motors Corp 車両のエンジントルク演算装置
JP2013160074A (ja) * 2012-02-02 2013-08-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP2013185567A (ja) * 2012-03-12 2013-09-19 Toyota Motor Corp 燃料噴射制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4069409B2 (ja) 2008-04-02
DE10316548A1 (de) 2003-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6698203B2 (en) System for estimating absolute boost pressure in a turbocharged internal combustion engine
US7441544B2 (en) Control device for internal combustion engine
CN101240752B (zh) 处于高压比状态下的发动机转矩控制
US7100375B2 (en) System for limiting rotational speed of a turbocharger
JP2972217B2 (ja) エンジン制御方法
US4492112A (en) Optimum shift position indicating device of vehicle
US6539714B1 (en) System for estimating turbocharger rotational speed
US7905135B2 (en) Throttle upstream pressure estimating apparatus and cylinder charged air quantity calculating apparatus for internal combustion engine
US7027905B1 (en) Mass air flow estimation based on manifold absolute pressure
KR0158880B1 (ko) 엔진의 연료분사 제어방법
CN112761803A (zh) 燃气喷射瞬态补偿方法、装置、车辆及存储介质
US7386387B2 (en) Method for controlling an internal combustion engine using valve lift switchover
CN1840890A (zh) 火花正时控制系统与方法
JP4069409B2 (ja) 車両用制御装置及び制御パラメータの算出方法
JP2877953B2 (ja) 内燃機関の燃料調量用電子制御装置
US20180258872A1 (en) Control device for internal combustion engine and method for controlling internal combustion engine
JPH09100901A (ja) エンジンパワートレイン制御装置及び制御方法
US6738706B2 (en) Method for estimating engine parameters
US5341786A (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP2002180877A (ja) 内燃機関制御装置
JPH07103056A (ja) エンジンの吸入空気密度検出方法
US7011604B2 (en) Fuel injection control system for internal combustion engine
JP2007182787A (ja) 内燃機関のトルク制御装置
JP2007278133A (ja) エンジン軸トルク推定装置
JP4304411B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20040607

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070906

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071015

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20071220

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20080102

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 3

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110125

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees