JP2005171979A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン10の排気管24には排ガス浄化のための触媒31が設けられている。ECU40は、空燃比ディザ制御の実施に際し、運転者が操作したアクセル開度等に基づいてエンジン10の燃焼によって発生すべき要求トルクを算出する。また、その都度のMBT(最適点火時期)に対応するMBT推定トルクを算出すると共に、その都度の遅角限界点火時期に対応する遅角限界推定トルクを算出する。そして、前記算出した要求トルク、MBT推定トルク及び遅角限界推定トルクに基づいて空燃比ディザ制御における空燃比振幅量を算出する。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット(以下、ECUという)を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施することとしている。先ずは、図1を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。
OUT(i)=IN(i)+K*(OUT(i-1)−IN(i))
上記のなまし演算により、最終目標λに対する実λの挙動が推測できる。
本実施の形態では、空燃比ディザ制御の制御性を向上させるべく、気筒別空燃比が均一化されていること、すなわち気筒間の空燃比ばらつきが解消されていることを条件に空燃比ディザ制御の実施を許可する構成としている。以下には、前記第1の実施の形態との相違点を中心に説明を進めることとし、各部材について共通となるものには同一の番号を付し、説明を簡略化する。
(イ)今現在、気筒別空燃比制御が実行されていること、
(ロ)エンジン水温が所定温度以上(例えばマイナス10℃以上)であること、
(ハ)空燃比変動量が所定値以下であり、空燃比安定条件が成立していること、
を学習実行条件とし、上記(イ)〜(ハ)が何れも満たされる場合に、学習実行条件が成立したとされる。学習実行条件が成立した場合には学習値更新が許可され、学習実行条件が成立しない場合に学習値更新が禁止される。
補正量なまし値=前回のなまし値+K×(今回の補正量−前回のなまし値)
その後、ステップS264では、今回の処理が気筒別学習値の更新タイミングであるか否かを判別する。この更新タイミングは、気筒別学習値の更新周期が少なくとも気筒別補正量の算出周期よりも長くなるよう設定されるものであれば良く、例えば、タイマ等に設定された所定時間が経過した時に更新タイミングである旨判別される。気筒別学習値の更新タイミングであれば、後続のステップS265に進み、更新タイミングでなければ、そのまま本処理を終了する。
Claims (26)
- 目標ベース空燃比を設定し、該目標ベース空燃比に対してリーン側及びリッチ側に空燃比を振幅させて空燃比ディザ制御を実施する内燃機関の制御装置において、
運転者が操作したアクセル開度等に基づいて内燃機関の燃焼によって発生すべき要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
その都度の最適点火時期(MBT;Minimum advance for the Best Torque)に対応するMBT推定トルクを算出するMBT推定トルク算出手段と、
その都度の遅角限界点火時期に対応する遅角限界推定トルクを算出する遅角限界推定トルク算出手段と、
前記算出した要求トルク、MBT推定トルク及び遅角限界推定トルクに基づいて前記空燃比ディザ制御における空燃比振幅量を算出する空燃比振幅量算出手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記空燃比振幅量算出手段は、要求トルクとMBT推定トルクとのトルク比、及び要求トルクと遅角限界推定トルクとのトルク比に基づいて、リーン側及びリッチ側の空燃比振幅量をそれぞれ算出する請求項1記載の内燃機関の制御装置。
- 要求トルクとMBT推定トルクとのトルク比に基づいてMBT時対応のMBTリーン空燃比を算出する手段と、要求トルクと遅角限界推定トルクとのトルク比に基づいて遅角限界時対応の遅角限界リッチ空燃比を算出する手段とを備え、前記空燃比振幅量算出手段は、前記算出したMBTリーン空燃比と遅角限界リッチ空燃比とに基づいてリーン側及びリッチ側の空燃比振幅量をそれぞれ算出する請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。
- 空燃比とトルク効率との関係を予め規定したトルク効率特性を用い、前記MBTリーン空燃比と前記遅角限界リッチ空燃比とを算出する請求項3記載の内燃機関の制御装置。
- 内燃機関の燃焼状態等に適合させてリーン限界値とリッチ限界値とを予め規定しておき、前記空燃比振幅量算出手段は、前記MBTリーン空燃比を前記リーン限界値にてガードすると共に、前記遅角限界リッチ空燃比を前記リッチ限界値にてガードする請求項3又は4記載の内燃機関の制御装置。
- 前記空燃比振幅量算出手段は、前記MBTリーン空燃比と前記遅角限界リッチ空燃比とのうち目標ベース空燃比に近い方に基づいてリーン側及びリッチ側共通の空燃比振幅量を算出する請求項3乃至5の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
- 空燃比とトルク効率との関係を予め規定したトルク効率特性を用い要求トルク、MBT推定トルク及び遅角限界推定トルクを算出するよう構成した制御装置であって、前記空燃比ディザ制御における目標ベース空燃比を理論空燃比又はその近傍とする際に、当該目標ベース空燃比をリーン側に予め移行させる手段を備えた請求項1乃至6の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関に吸入される空気量を、運転者が要求する要求空気量に基づいて制御する空気量制御手段と、その都度の実空気量に基づいて算出された実トルクと前記要求トルクとにより点火時期を進角側又は遅角側に制御する点火時期制御手段と、を備えた制御装置に適用され、
前記要求空気量を増減補正する空気量補正手段を更に備え、該増減補正後の要求空気量に基づいて空気量制御を実施する構成とした請求項1乃至7の何れかに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記空気量補正手段は、ベース点火時期を最適点火時期又はその近傍とする際に前記要求空気量を増量補正する請求項8記載の内燃機関の制御装置。
- 前記空気量制御手段は、その都度の要求トルクに基づいて要求空気量を算出するものであり、前記空気量補正手段は、要求トルクを増減させることにより要求空気量を増減補正する請求項8又は9記載の内燃機関の制御装置。
- その都度の実トルクを推定する実トルク推定手段を備え、該推定した実トルクと前記要求トルクとに基づいてトルク制御を実施する制御装置であって、
前記空燃比ディザ制御時における実空燃比の挙動を推測する実空燃比推測手段と、該推測した実空燃比に基づいて前記実トルクを補正する実トルク補正手段とを備えた請求項1乃至10の何れかに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記実空燃比推測手段は、前記目標ベース空燃比を前記空燃比振幅量で補正した後の最終目標空燃比をなまし演算することで実空燃比を推測する請求項11記載の内燃機関の制御装置。
- 多気筒内燃機関の各気筒に通じる排気通路の集合部に配設された空燃比センサを備え、該空燃比センサのセンサ検出値を目標値に一致させるよう空燃比フィードバック制御を実施する制御装置において、
前記空燃比センサのセンサ検出値に基づいて気筒別空燃比を算出する気筒別空燃比算出手段と、
前記算出した気筒別空燃比に基づいて、気筒間の空燃比ばらつき量を反映して気筒毎に気筒別補正量を算出し、該気筒別補正量により気筒毎の空燃比を制御する気筒別空燃比制御手段と、
気筒別空燃比制御が実施されていることを条件に前記空燃比ディザ制御の実施を許可するディザ制御許可手段と、
を更に備えた請求項1乃至12の何れかに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記気筒別空燃比制御手段は、前記空燃比センサの検出対象となる全気筒について前記気筒別空燃比の平均値を算出してこの平均値と気筒別空燃比との差から気筒間の空燃比ばらつき量を算出し、この空燃比ばらつき量に応じて前記気筒別補正量を算出する請求項13記載の内燃機関の制御装置。
- 前記気筒別空燃比制御手段は、前記気筒別補正量の全気筒平均値を算出し、この全気筒平均値により各気筒毎の気筒別補正量を減算補正する請求項13又は14記載の内燃機関の制御装置。
- 前記気筒別空燃比制御手段による気筒別空燃比制御を実施した状態下において、前記気筒別補正量に応じて気筒毎の空燃比学習値を算出すると共に、該空燃比学習値をバックアップ用メモリに記憶する学習手段を更に備え、
前記ディザ制御許可手段は、前記空燃比学習値の学習が完了していることを条件に前記空燃比ディザ制御の実施を許可する請求項13乃至15の何れかに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記学習手段は、内燃機関の運転領域を複数領域に区分しておき、該区分した領域毎に前記空燃比学習値を算出すると共に前記バックアップ用メモリに記憶する請求項16記載の内燃機関の制御装置。
- 前記学習手段は、前記気筒別補正量が所定値以上である場合にのみ前記空燃比学習値を更新する請求項16又は17記載の内燃機関の制御装置。
- 前記空燃比センサの検出対象となる全気筒について前記推定した気筒別空燃比の平均値と気筒別空燃比との差が空気過剰率(λ)で0.01以上となる場合の相当値を、前記所定値とする請求項18記載の内燃機関の制御装置。
- 前記学習手段は、その都度の気筒別補正量に応じて前記空燃比学習値の1回当たりの更新幅を決定し、該更新幅だけ前記空燃比学習値を更新する請求項18又は19の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
- 前記空燃比学習値の更新周期を、前記気筒別補正量の算出周期よりも長くした請求項16乃至20の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
- 各気筒に対する燃料噴射の都度、前記バックアップ用メモリに記憶した空燃比学習値を気筒別空燃比制御に反映させる手段を更に備えた請求項16乃至21の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
- 前記気筒別空燃比算出手段は、前記空燃比センサのセンサ検出値を、排気集合部における流入ガスの気筒別空燃比の履歴と前記センサ検出値の履歴とにそれぞれ所定の重みを乗じて加算したものとしてモデル化し、該モデルをもとに気筒別空燃比を推定する請求項13乃至22の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
- 前記モデルを、排気集合部におけるガス流入及び混合の一次遅れ要素と、空燃比センサの応答による一次遅れ要素とを考慮したものとして構築した請求項23の内燃機関の制御装置。
- カルマンフィルタ型のオブザーバを用い、該オブザーバにより前記気筒別空燃比の推定を実施する請求項23又は24記載の内燃機関の制御装置。
- 前記空燃比センサの状態又は内燃機関の運転状態に基づいて前記気筒別空燃比の算出条件を判定し、該算出条件の成立時に前記気筒別空燃比の算出を実施する請求項13乃至25の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
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