JP2006125246A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 スロットル弁17上流の吸気ダクト13を複数の吸気分流管131,132に分割し、各吸気分流管131,132内に熱式エアフローメータ411,412を取り付ける。スロットル弁17を通過する空気量であるスロットル弁通過空気量をスロットル開度に基づいて算出し、各エアフローメータにより検出される吸入空気量であるエアフローメータ検出空気量であって、算出されたスロットル弁通過空気量のうち対応する分流比に応じて定まる量ずつ空気が各吸気分流管131,132を流通したと仮定したときの各エアフローメータ検出空気量を推定し、これら推定されたエアフローメータ検出空気量の合計値を推定する。推定されたエアフローメータ検出空気量合計値に基づいて機関制御を行う。
【選択図】 図1
Description
ここで、kAFは空燃比設定係数を、KLは機関負荷率(%)をそれぞれ示している。
更に、吸気管IMから筒内に吸入される空気の流量を筒内吸入空気流量mc(g/sec)と称し、吸気弁閉弁時における筒内吸入空気流量mcを閉弁時筒内吸入空気流量mcfwd(g/sec)と称すると、筒内充填空気量Mcは次式(4)のようにも表される。
ここで、tivは各気筒において吸気行程1回に要する時間(sec)を表している。
ここで、Pmvlvは仮の閉弁時吸気管圧力(kPa)を、Pmcrtsmは後述するmttamsmから算出される現在の吸気管圧力(kPa)を、Pmafmはエアフローメータ検出空気流量mtafmjの合計値mtafm(=Σmtafmj)から算出される現在の吸気管圧力(kPa)を、それぞれ表している。
ここで、μtはスロットル弁17における流量係数を、Atはスロットル弁17の開口面積(m2)を、ρmはスロットル弁17下流即ち吸気管IM内における空気密度(kg/m3)を、それぞれ表している。
更に、スロットル弁17の無限遠上流では吸気管断面積が無限大でありかつ空気流速がゼロであることを考えると、スロットル弁17前後における空気についての運動量保存則は次式(8)で表される。
従って、スロットル弁17上流における状態方程式(Pa=ρa・R・Ta、ここでρaはスロットル弁17上流即ち大気における空気密度(kg/m3))、及びスロットル弁17下流における状態方程式(Pm=ρm・R・Tm)と、上述の式(6)(7)(8)とから、スロットル弁通過空気流量mtは次式(9)により表される。
ここで、ka,kbは機関運転状態、例えば機関回転数に応じて定まる係数である。
dwsj/dt=(Wsj−wsj)/τsj (18)
ここでτbjはエアフローメータ41jのボビン41dの応答放熱量wbjについての時定数を、τsjは支持体41fの応答放熱量wsjについての時定数を、それぞれ表している。実際の計算では式(17),(18)は計算時間間隔Δt及び計算回数を表すパラメータiを用いて次式(19),(20)のように表される。
wsj(i)=Δt・(Wsj(i)−wsj(i))/τsj+wsj(i−1) (20)
即ち、図7に示されるように、吸気ダクト13内を空気がG(g/sec)だけ流通したときのエアフローメータ検出空気流量合計値Gm(g/sec)には応答遅れが存在する。本発明による実施例では、GからGmを算出するモデルを順モデルと称し、GmからGを算出するモデルを逆モデルと称している。
次に、エアフローメータ検出空気流量合計値Gmの推定方法を説明する。まず、各吸気分流管13j内を流通する空気流量がGjであるときのボビン41d及び支持体41fからの完全放熱量Wbj,Wsjがそれぞれ算出される。空気流量Gと完全放熱量Wb,Wsとの関係は図8(A),(B)のマップの形で予め求められており、ROM32内に予め記憶されている。
また、エアフローメータ41jの完全放熱量Wbj,Wsj、応答放熱量wbj,wsj、時定数τbj,τsj,応答放熱総量wj、エアフローメータ検出空気流量合計値Gmj(j=1,2,…,n)も互いにほぼ等しいので、これらを順に、Wbx,Wsx,wbx,wsx,τbx,τsx,wx,Gmxで表すものとする。
ここで、Pmvlv,Pmcrtは図2を参照して上述した順モデルの場合と同様である。Pmcrt’は空気流量mttam’(g/sec)から算出される現在の吸気管圧力(kPa)を表している。
Wsj(i)=wsj(i)+τsj・(wsj(i)−wsj(i−1))/Δt (25)
これら式(24),(25)は式(19),(20)から得ることができる。
131,132 吸気分流管
15 燃料噴射弁
17 スロットル弁
411,412 エアフローメータ
Claims (10)
- スロットル弁上流の吸気通路が複数の吸気分流路に分割されている内燃機関において、各吸気分流路内に配置されたエアフローメータと、スロットル弁を通過する空気量であるスロットル弁通過空気量をスロットル開度に基づいて算出する算出手段と、各エアフローメータにより検出される吸入空気量であるエアフローメータ検出空気量であって、該算出されたスロットル弁通過空気量のうち対応する分流比に応じて定まる量ずつ空気が各吸気分流路を流通したと仮定したときの各エアフローメータ検出空気量を推定すると共に、これら推定されたエアフローメータ検出空気量の合計値を推定する推定手段と、該推定されたエアフローメータ検出空気量合計値に基づいて機関制御を行う制御手段とを具備した制御装置。
- 各エアフローメータが空気への放熱量に基づき空気量を検出する熱式エアフローメータから構成されており、前記推定手段は、前記算出されたスロットル弁通過空気量のうちそれぞれの分流比に応じて定まる量ずつ空気が各吸気分流路を流通したと仮定したときの各エアフローメータの放熱量を推定すると共に、該推定された放熱量から前記各エアフローメータ検出空気量を推定する請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記推定手段は、前記各エアフローメータの放熱量を対応する時定数でもって推定し、各時定数は対応するエアフローメータの出力電圧に基づいて算出される請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
- スロットル弁上流の吸気通路が複数の吸気分流路に分割されている内燃機関において、各吸気分流路内に配置されたエアフローメータと、スロットル弁を通過する空気量であるスロットル弁通過空気量をスロットル開度に基づいて算出する算出手段と、各エアフローメータにより検出される吸入空気量であるエアフローメータ検出空気量であって、該算出されたスロットル弁通過空気量の空気が各吸気分流路をほぼ均等に流通したと仮定したときの各エアフローメータ検出空気量を推定すると共に、これら推定されたエアフローメータ検出空気量の合計値を求める推定手段と、該推定されたエアフローメータ検出空気量合計値に基づいて機関制御を行う制御手段とを具備した制御装置。
- 各エアフローメータが空気への放熱量に基づき空気量を検出する熱式エアフローメータから構成されており、前記推定手段は、前記算出されたスロットル弁通過空気量の空気が各吸気分流路をほぼ均等に流通したと仮定したときの各エアフローメータの放熱量を推定すると共に、各推定された放熱量から前記各エアフローメータ検出空気量を推定する請求項4に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記推定手段は、前記各エアフローメータの放熱量をそれぞれ対応する時定数でもって推定し、各時定数はエアフローメータ検出空気量の平均値に基づいて算出される請求項5に記載の内燃機関の制御装置。
- スロットル弁上流の吸気通路が複数の吸気分流路に分割されている内燃機関において、各吸気分流路内に配置されたエアフローメータと、スロットル弁を通過する空気量であるスロットル弁通過空気量をスロットル開度に基づいて算出する算出手段と、エアフローメータが故障したか否かを判断する手段と、一部のエアフローメータが故障したと判断されたときには、各エアフローメータにより検出される吸入空気量であるエアフローメータ検出空気量であって、該算出されたスロットル弁通過空気量の空気が各吸気分流路をほぼ均等に流通したと仮定したときの各エアフローメータ検出空気量を推定すると共に、これら推定されたエアフローメータ検出空気量の合計値を求める推定手段と、該推定されたエアフローメータ検出空気量合計値に基づいて機関制御を行う制御手段とを具備した制御装置。
- 各エアフローメータが空気への放熱量に基づき空気量を検出する熱式エアフローメータから構成されており、前記推定手段は、前記算出されたスロットル弁通過空気量の空気が各吸気分流路をほぼ均等に流通したと仮定したときの各エアフローメータの放熱量を推定すると共に、各推定された放熱量から前記各エアフローメータ検出空気量を推定する請求項7に記載の内燃機関の制御装置。
- スロットル弁上流の吸気通路が複数の吸気分流路に分割されている内燃機関において、各吸気分流路内に配置されたエアフローメータと、各エアフローメータにより検出される吸入空気量であるエアフローメータ検出空気量に基づき、各吸気分流路を流通した空気量を推定すると共に、これら推定された空気量の合計値から、スロットル弁を通過する空気量であるスロットル弁通過空気量を推定する推定手段と、該推定されたスロットル弁通過空気量に基づいて機関制御を行う制御手段とを具備した制御装置。
- エアフローメータの出力電圧とエアフローメータ検出空気量との関係が予め求められて記憶されており、前記推定手段は、エアフローメータの出力電圧と該記憶されている関係とから各エアフローメータ検出空気量を算出すると共に、該算出された各エアフローメータ検出空気量から前記各エアフローメータの放熱量を推定する請求項9に記載の内燃機関の制御装置。
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